The use of digital image analysis and real‐time PCR fine‐tunes bioassays for quantification of Cercospora leaf spot disease in sugar beet breeding

Cercospora leaf spot, caused by the fungus Cercospora beticola, is a major fungal sugar beet disease worldwide and the cause of significant yield losses. The disease is most successfully countered by the introduction of genetic tolerance into elite sugar beet hybrids. To this end, breeding programmes require high quality biological assays allowing discrimination of minor differences between plants within a segregating population. This study describes the successful implementation of image analysis software in the bioassays for quantification of necrotic lesions at different stages of C. beticola infection, allowing selection on minor phenotypic differences during the sugar beet breeding process for C. beticola resistance. In addition, a real‐time PCR assay was developed for the quantification of C. beticola pathogen biomass in infected beet canopy. The use of both techniques, even in an early stage of infection, fine‐tunes current bioassays, allowing more accurate and efficient selection of resistant breeding material.     

龙爪槐花对异色瓢虫成虫寿命的影响

本文研究了龙爪槐花和其所含的主要糖类对异色瓢虫成虫寿命的影响。室内用龙爪槐花饲养的异色瓢虫雌、雄成虫平均寿命分别为10.96和10.83 d,显著长于龙爪槐叶上成虫寿命(雌:3.98 d,雄:3.65 d);室外龙爪槐花序上生长的异色瓢虫成虫平均寿命(雌性:14.72 d,雄性:15.46 d)也显著高于枝条上的个体(雌:3.90 d,雄:3.82 d)。补充葡萄糖、果糖、蔗糖和麦芽糖4种糖液,能显著延长异色瓢虫成虫寿命。龙爪槐花含糖量较高的花粉与花蜜是异色瓢虫成虫的适宜食物、能维持其种群发生,是花期龙爪槐上虽没有蚜虫发生、但仍有高密度异色瓢虫成虫的主要原因。     

基于粒子群算法优化光谱指数的甜菜叶片氮含量估测研究

为对甜菜叶片氮含量进行快速估测,利用高光谱成像仪获取甜菜冠层叶片高光谱图像数据,通过凯氏定氮法测定叶片氮含量。基于精细采样法在全波段范围内构建归一化光谱指数(Normalized difference spectral index,NDSI)和土壤调节光谱指数(Soil-adjusted spectral index,SASI),并提出了基于粒子群算法的植被冠层调节参数L优化方法,探寻任意波段组合下SASI的最佳L值及其变化规律。在筛选出特征光谱指数基础上,开展甜菜叶片氮含量的定量估测和可视化研究。结果表明,各生育期SASI对甜菜冠层叶片氮含量(Canopy leaf nitrogen content,CLNC)的敏感度高于NDSI,尤其在NDSI易发生饱和现象的近红外区域。相比常规光谱指数,叶丛快速生长期基于SASI1(R430. 20,R896. 76)和SASI2(R433. 03,R896. 01)建立的CLNC估测模型预测效果最优,2015年验证集R~2为0. 78,RMSE为2. 48 g/kg,RE为4. 18%;糖分增长期以SASI3(R952. 09,R946. 11)和SASI4(R760. 37,R803. 48)的建模效果最佳,2015年验证集R~2为0. 67,RMSE为2. 71 g/kg,RE为4. 72%;糖分积累期的最优建模参数为SASI5(R883. 30,R887. 79),2015年模型R~2为0. 72,RMSE为2. 54 g/kg,RE为4. 49%。为直观显示甜菜CLNC在时间和空间尺度上的变化规律,基于上述估测模型计算并生成甜菜CLNC的预测分布图,实现了甜菜CLNC的可视化。研究结果表明,提出的甜菜CLNC估测方法具有可行性,可为及时了解作物长势及营养估测提供技术支持。     

乳酸菌代谢研究进展

乳酸菌代谢研究已进入一个新的时代,本文主要阐述目前乳酸菌在糖代谢、柠檬酸代谢及蛋白质代谢等方面的研究,以及基于下一代测序技术的基因组学、比较基因组学和宏基因组学等技术手段在乳酸菌代谢研究中的应用,旨在为现代乳酸菌代谢研究提供理论支持。     

利用SCoT对甜菜种质资源的鉴定及遗传多样性分析

为了研究SCoT分子标记技术对甜菜种质资源鉴定的可行性。利用80条SCoT引物对48份甜菜种质资源进行鉴别,同时对种质资源进行了遗传多样性分析和亲缘关系的鉴定。结果表明,80条SCoT引物中有6条能够扩增出清晰、且多态性高的条带,分别为SCoT1、SCoT12、SCoT13、SCoT14、SCoT17和SCoT23,其中引物SCoT1、SCoT12、SCoT14和SCoT23单独使用均可鉴别全部的48份种质资源,引物SCoT13和SCoT17共同使用可以鉴别48个种质资源;聚类分析结果表明,在遗传距离0.15处,95.8%的种质资源均聚为一类,从分子角度上表明甜菜种质资源遗传距离较小。本研究为利用SCoT分子标记技术鉴别甜菜种质资源、对种质资源进行亲缘关系鉴定、杂交组合亲本选配以及分子标记辅助育种等提供相关科学依据。     

甜菜固态发酵生产酒精的条件优化

本文对甜菜发酵生产酒精的条件进行了研究,采用了固态发酵的方法,对发酵条件进行优化,实验结果表明编号为1308-1的南阳混合酿酒酵母菌菌种发酵效果最好。发酵的最佳条件是先对发酵的培养基灭菌,发酵液pH控制在5~5.5之间,接种量为15 ml,发酵时间为48 h,在此条件下,残糖含量最低,酒精浓度最高。     

活化磷矿粉在砖红壤上的施用效果

砖红壤酸性强和活性铁、铝含量高，对磷固定强烈，磷肥有效性低．为了提高磷肥利用率，将高分子有机化合物与磷矿粉混合加工制成活化磷矿粉，分别施用于种植甘蔗的新垦砖红壤和种植大白菜的严重侵蚀砖红壤以及种植花生的水旱轮作熟化砖红壤，结果表明：施用活化磷矿粉的肥效至少与过磷酸钙相当，甚至优于过磷酸钙．因此，为了节省生产成本和改良土壤，活化磷矿粉值得在砖红壤区推广应用。     

甘薯块根可溶性糖组分特征及其与食味的关联分析

【目的】可溶性糖含量是甘薯块根食用品质和加工性能的重要指标,研究可溶性糖组分特征及其与食用品质的关系,有助于了解块根可溶性糖组分在加工中的变化及其对食味的影响,为甘薯鲜食与加工的品种选择、专用品种选育和种质资源利用提供依据。【方法】采用高效液相色谱蒸发光散射检测器法（HPLC-ELSD）测定102份甘薯种质资源的生薯和蒸熟薯的可溶性糖组分含量,对不同干物率类型的块根可溶性糖组分特征进行分析,并用相关性和逐步线性回归分析可溶性糖组分与食味的关系及其对食味的贡献。【结果】甘薯的生薯和熟薯均含有果糖、葡萄糖、蔗糖、麦芽糖4种可溶性糖。在生薯中,蔗糖含量最高,平均含量为25.79 mg·(g·FW)^-1,占生薯可溶性糖的45.31%;果糖和葡萄糖含量相近,关系密切,果糖含量（y）和葡萄糖含量（x）的拟合方程为y=0.807x+1.275;麦芽糖含量最低,平均含量为6.79 mg·(g·FW)^-1,仅占生薯可溶性糖的11.92%。生薯可溶性糖含量高低主要由果糖和葡萄糖含量决定,通常情况下,低干物率品种具有更高的生薯可溶性糖和果糖含量,生化甜度更好。在蒸熟过程中块根中可溶性糖含量变化主要在于产生了大量麦芽糖,麦芽糖含量从生薯的0.96—24.67 mg·(g·FW)^-1提高至14.80—136.16 mg·(g·FW)^-1。熟薯可溶性糖含量高低是由麦芽糖含量决定的,中、高干物率类型具有更高的熟薯可溶性糖和麦芽糖含量。甘薯块根食味增量主要来源于蒸熟过程中产生的可溶性糖;麦芽糖、果糖、蔗糖是甘薯块根食味的重要影响因子;麦芽糖对食味增量的贡献率近50%,对香味和质地的作用尤为突出;果糖对黏度的贡献最大,而蔗糖对质地的贡献优于果糖。【结论】生薯可溶性糖和果糖含量是反映甘薯生薯甜度的重要指标,熟薯可溶性糖、麦芽糖含量是反映甘薯食味的重要指标。麦芽糖、果糖、蔗糖是影响甘薯块根食用品质及加工性能的重要可溶性糖组分。筛选出甘薯块根可溶性糖特异种质11份。     

甜菜子叶期幼苗硝态氮吸收特性及其与硝酸还原酶活性的关系

６个有代表性的甜菜品种在人工气候室的营养液培养试验表明，甜菜子叶期幼苗对ＮＯ３＾－的吸收要经最初２ｈ的适应阶段后才可均匀进行。均匀吸收后，观察到多倍体的吸收量〉２倍体，倍性相同品种中Ｅ型〉ＮＥ型〉ＮＺ型〉Ｚ型的初步结果。不同类型品种间ＮＯ３＾－吸收的表观米氏常数（Ｋｍ，ａｐｐ）、最大吸收速率（Ｉｍ）有明显差异，除多倍体ＮＺ型品种甜研３０１的Ｋｍ，ａｐｐ较低而Ｉｍ较高外，其余品种的Ｋｍ，ａｐｐ和Ｉｍ     

黑米发芽过程中还原糖含量变化的初步研究

研究了黑米在发芽过程中还原糖含量的变化规律,分别对不同温度下,以不同处理条件下发芽的黑米进行还原糖含量测定。试验表明,黑米最适的发芽温度为22℃,在发芽期间黑米中还原糖含量先升后降。这一结论为开发发芽黑米提供理论基础和参考依据。