西北干旱地区边际土地高抗逆纤维类能源植物的筛选与初探

合理利用边际土地,筛选种植高抗逆新型能源植物,为发展生物质能源提供足够的生物能源植物原料已成为解决目前能源危机的一个重要方向。本研究针对我国西北干旱区广泛分布的边际土地的优势,以甘肃省民勤县和榆中县为代表,对该地区高抗逆的纤维类植物进行了实地调查,分析这些调查植物的生长习性,并选取了分布广泛且高抗逆的甘肃省民勤县11种植物、榆中县9种植物,采集这些植物地上部分,测定能源指标含量,包括综纤维、木质素、灰分和热值,进一步利用科学合理的方法评价各个植物是否适宜作为能源植物,从而为西北干旱地区高抗逆新型纤维类能源植物的初步筛选和开发利用提供理论依据和技术支撑。结果表明,草本植物的综纤维含量高于木本植物,木质素含量低于木本植物,但灰分含量较高。综合生态适应性、化学成分和热值三项指标可得,草本植物芨芨草、冰草和旱生芦苇及木本植物柠条、野蔷薇、花棒可以作为潜在的高抗逆能源植物。柠条作为已公认的能源植物,目前已经大面积的种植和开发利用,这也为其他高抗逆能源植物的开发和利用提供重要的参考和借鉴。     

基于高光谱参数的竹叶叶绿素质量分数估算模型

为研究竹叶叶绿素质量分数和高光谱参数的相关性,建立叶绿素质量分数估算模型。利用Field Spec4便携式地物光谱仪采集无病虫害的箭竹竹叶光谱,使用SPAD-502叶绿素仪测定相应竹叶的叶绿素质量分数,分析竹叶叶绿素质量分数与原始光谱、一阶导数光谱以及提取的光谱特征参数之间的相关性,采用线性和非线性分析法构建叶绿素质量分数估算模型并进行精度检验。结果表明:(1)竹叶叶绿素质量分数在原始光谱反射率762 nm处相关系数达到最大值,相关系数为0.544 3;在一阶导数光谱反射率689 nm和726 nm处分别达到了极显著相关水平,相关系数分别为-0.747 9和0.907 9。(2)基于λ_b、λ_r、S_(Dr)/S_(Db)和(S_(Dr)-S_(Db))/(S_(Dr)+S_(Db))等光谱参数都与叶绿素质量分数达到了极显著相关水平。(3)采用相关性达到极显著水平的4种光谱参数以及689、726 nm处的一阶导数光谱反射率,构建叶绿素质量分数估算模型。依据决定系数(R2)最高,筛选出的回归估算模型中,基于一阶导数光谱反射率在726 nm处的线性模型R~2最高,为0.882 8,均方根误差(R_(MSE))和相对误差(RE)最小,分别为1.7050%和4.18%。因此,一阶导数光谱反射率在726 nm处的线性模型为竹叶叶绿素质量分数的最佳估算模型。     

甘蔗细胞壁转化酶基因(SoCIN1)克隆及其在转基因烟草中的表达特性分析

[目的]克隆甘蔗细胞壁转化酶基因(SoCIN1)并分析其在转基因烟草植株中的表达特性,为研究CIN1基因功能提供参考.[方法]克隆SoCIN1基因,利用基因重组技术构建植物正义表达载体pBI121-SoCIN1,采用叶盘法经农杆菌EHA105介导将其转化烟草品种K346.经抗性筛选和PCR扩增验证后获得转SoCIN1基因烟草植株,采用半定量PCR检测叶片SoCIN1基因的表达量,并测定叶片可溶性糖含量、CIN活性及株高(以野生型烟草为对照).[结果]克隆获得的SoCIN1基因长度为1731 bp,与GenBank已公布的SoCIN1基因(JQ312298)核苷酸序列同源性达100%,并通过构建其植物正义表达载体转化烟草.PCR扩增鉴定结果表明,SoCIN1基因已整合至烟草基因组DNA.对F0和F1代进行转基因烟草连续筛选,获得4个转SoCIN1基因烟草株系(T-1、T-2、T-3和T-4).在4个株系的叶片中均检测到SoCIN1基因的表达,其中以在T-1株系叶片中SoCIN1基因表达量最高,其次是T-3株系,最低的是T-4株系.4个株系叶片的可溶性糖含量、CIN活性及株高均高于野生型烟草,其中CIN活性显著高于野生型烟草(P<0.05,下同),且T-1株系CIN活性高于其他3株系;T-1、T-2和T-3株系叶片可溶性糖含量分别显著高于野生型烟草39.68%、19.95%和31.15%;T-1、T-2、T-3和T-4株系的株高较野生型烟草分别提高了15.57%、2.90%、5.74%和5.22%,但仅T-1株系与野生型烟草存在极显著差异(P<0.01).[结论]转SoCIN1基因烟草叶片过表达SoCIN1基因,能提高烟草的CIN活性和可溶性糖含量,促进植株生长,由此推测该基因在甘蔗生长发育和蔗糖积累过程发挥作用.     

近红外与高光谱成像技术在茶叶质量安全控制中的应用

近红外与高光谱成像技术作为一种新兴、高效、准确的无损快速检测技术,在茶叶种植及生产经营方面具有巨大的应用优势。本文综述了近红外与高光谱成像技术在茶园管理、生产监测、质量等级划分、种类及产地鉴别等茶叶质量安全控制环节中的研究与应用进展,并对其研究与应用前景进行了展望,以期促进该技术方法能更好、更快地应用于茶叶质量安全控制领域,从而促进茶产业健康跨越发展。     

基于高光谱成像技术识别水稻纹枯病

【目的】利用高光谱成像技术对水稻纹枯病进行早期的快速无损识别,结合判别分析方法建立相应的鉴别模型。【方法】以健康和感染纹枯病的水稻幼苗为研究对象,采集叶片和冠层各180个样本的380~1 030 nm波段的360条高光谱图像,剔除明显噪声部分后,以440~943 nm波段作为水稻样本的光谱范围,分别用不同的方法预处理获得水稻叶片的光谱曲线。采用偏最小二乘–判别分析(PLS-DA)对不同预处理的光谱建模。采用MNF算法对冠层的原始光谱数据进行特征信息提取,并基于特征信息建立线性判别分析(LDA)模型和误差反向传播神经网络(BPNN)判别模型。【结果】标准正态变量变换(SNV)预处理后建立的PLS-DA模型的预测集判别正确率最高,为92.1%。基于特征信息的LAD和BPNN模型的判别结果优于基于全波段的PLS-DA判别模型。基于最小噪声分离变换特征信息提取的BPNN模型取得了最优效果,建模集和预测集正确率分别达99.1%和98.4%。【结论】采用高光谱成像技术对水稻纹枯病生理特征进行无损鉴别是可行的,本研究为水稻纹枯病的识别提供了一种新方法。     

保鲜功能微生物对不同鲜切水果保鲜效果的研究

从西瓜根际土壤中分离得到保鲜功能微生物,经中科院微生物研究所鉴定为短短芽孢杆菌(Brevibacillus brevis),生产出微生物保鲜剂"果立鲜",孢子含量为10×108CFU·mL-1,稀释50倍后将其喷施于不同水果上进行保鲜效果观察.结果表明,在高温高湿条件下,"果立鲜"对龙眼、台湾大青枣、西瓜、苹果、皇冠梨...     

如皋市高沙土地区不同氮肥用量对水稻的影响

江苏省如皋市西部是典型的高沙土地区,土壤沙性重,在磷钾等营养满足的条件下,每hm2水稻施纯氮0～270kg处理的单个茎蘖生物产量、经济产量及谷草比明显高于每hm2施纯氮300～450kg处理。每hm2施纯氮150～450kg时,各处理之间实产差异未达显著水平,实产高峰值出现在施纯氮量270kg/hm2,从水稻优质高产的要求出发,考虑到净效益最大化,最佳施纯氮量每hm2为270kg。     

3种植物DNA提取法中多糖类物质去除效果的研究

为探明DNA提取过程中去除多糖的有效方法,以丁香属3种植物为材料,用3种DNA提取方法（普通CTAB法、氯苯法和高盐法）提取丁香属植物基因组DNA。对提取的DNA质量采用琼脂糖凝胶电泳和紫外分光光度计法进行检测,并采用蒽酮硫酸法测定DNA提取过程中多糖含量的变化。结果表明：3种方法的多糖去除率相近且都比较高。高盐法与前两种方法相比对人体和环境危害较小且操作简单,是最适合该属植物的DNA提取方法。该方法采用了专门的去除多糖的步骤,为DNA提取过程中多糖的去除提供了一定的理论依据。     

水淹胁迫下枫杨(Pterocarya stenoptera C.DC.)幼苗叶片高光谱特征的研究

测量了3个水淹深度(对照、根部水淹、全淹)条件下枫杨叶片的高光谱反射率、红边参数及对应的叶绿素总含量,对归一化植被指数与叶绿素总含量进行了相关分析.结果表明:①在水淹胁迫下,枫杨叶片的高光谱反射率呈现下降的趋势,且在蓝光波段(400~500 nm)和近红外波段(760~950 nm)表现为极显著差异;②随着水淹程度的加深,枫杨叶片叶绿素含量显著下降(p<0.05);③红边特征的分析显示,随着水淹程度的加深,叶片光谱出现了蓝移的现象,红边斜率呈现下降的趋势;④叶绿素总含量与归一化植被指数(R705/R750)呈正相关,相关系数为0.86(p<0.01).经回归分析,叶绿素总含量与归一化植被指数呈线性关系(R2=0.80,n=42).认为枫杨叶片高光谱特征及归一化植被指数可较好地反映枫杨的叶绿素含量和水淹胁迫的程度.     

南方丘陵稻田土壤全钾和速效钾高光谱特征与反演模型研究

以兴国县稻田土高光谱反射率为研究对象,对比分析了同一种光谱反射率变换形式下土壤全钾、速效钾与高光谱反射率的相关性,提取了全钾和速效钾的高光谱敏感波段,建立了基于反射光谱特征的南方丘陵稻田土全钾、速效钾高光谱反演模型.经分析可知,在355～620 nm波段,土壤全钾、速效钾含量与光谱反射率相关性同增同减,而在621～2 250 nm波段内,土壤全钾含量与光谱反射率相关性要大于土壤速效钾;通过分析兴国县稻田土全钾、速效钾含量与光谱反射率18种数学变换的相关系数,提取全钾的敏感波段为602、804 nm,速效钾的敏感波段为602、1 058、1 638、2 214 nm;采用偏最小二乘回归,利用高光谱指数构建的反演模型能较好地预测全钾、速效钾含量,模型建模的相关系数和验证系数都较高,基于速效钾含量建立的南方丘陵稻田土高光谱反演模型预测能力较好.