不同硬脂酸添加量下大豆分离蛋白/海藻酸钠膜特性研究

为改善大豆分离蛋白/海藻酸钠复合膜的耐水性,通过添加不同添加量（0、2%、4%、6%、8%、10%）硬脂酸制备大豆分离蛋白/海藻酸钠/硬脂酸三元复合膜,探究硬脂酸对大豆分离蛋白/海藻酸钠复合膜的机械性能、阻水性能和微观结构的影响,最终明确不同硬脂酸添加量对耐水性变化的影响规律。结果表明：与大豆分离蛋白/海藻酸钠二元复合膜相比,添加6%和8%硬脂酸后,复合膜的断裂伸长率、水蒸气透过率显著下降,并且对其含水率及水溶性也有显著影响。当硬脂酸添加量为8%时,三元复合膜的水蒸气渗透性最低,水蒸气透过系数为（2.95±0.49） g·mm/（m²·h·kPa）,接触角最大,为91.68°±9.02°。通过傅里叶变换红外光谱和扫描电子显微镜分析可知,大豆分离蛋白和海藻酸钠通过共价交联形成网络结构,加入的硬脂酸则分布在网络结构的缝隙中,当硬脂酸添加量为8%时,膜的表面较为光滑平整,内部结构致密,能够形成良好的网络结构,键与键之间结合较强,能有效提高复合膜的阻水性能。     

响应面优化黑豆总黄酮微波辅助提取工艺及其抗氧化性能评价

为优化微波提取黑豆总黄酮化合物的工艺,并对其抗氧化性进行初步研究,在单因素试验的基础上,选取液料比、乙醇体积分数和微波功率为自变量,总黄酮得率为响应值的三因素三水平的响应曲面分析法,模拟得到二次多项式回归方程的预测模型。结果表明:提取工艺的最佳条件为功率600 W、液料比40∶1、乙醇体积分数60%,在此条件下,总黄酮得率达到22.1 mg·g~(-1)。抑制油脂过氧化作用的研究结果表明黑豆黄酮是一种天然的抗氧化剂。     

普通菜豆籽粒大小与形状的QTL定位

普通菜豆是世界上最重要的食用豆类作物之一,其籽粒大小和形状与产量及外观品质密切相关。本研究以来自安第斯基因库的大粒品种龙270709和来自中美基因库的小粒品种F5910配置杂交组合,获得的F2分离群体分别在哈尔滨大田与北京昌平温室种植,对百粒重、粒长、粒宽、粒厚、长宽比和长厚比6个籽粒性状进行了相关性分析和QTL定位。相关性分析表明,百粒重与粒长、粒宽、粒厚、长宽比、长厚比5个衡量籽粒大小和形状的性状均显著正相关。利用基于完备区间作图方法的Ici Mapping 4.1进行QTL定位,哈尔滨环境下定位到38个与百粒重、粒长、粒宽、粒厚、长宽比、长厚比相关的QTL,表型贡献率介于2.39%~17.37%之间,分布在除第1染色体外的其余10条染色体上;北京昌平环境下定位到21个上述性状的QTL,表型贡献率介于5.92%~22.53%之间,分布在第1、第3、第6、第7、第8、第9和第11染色体上。其中,百粒重QTLSW7与SW7’,SW6.1与SW6’,粒长QTLSL6.1与SL6.1’,粒厚QTLSH11与SH11’在2个环境下的标记区间重叠或者重合,SW7、SW6.1、SL6.1、SW6’和SL6.1’的表型贡献率在10%以上。     

普通菜豆抗旱生理特性

采用盆栽试验,以抗旱性较好的品种跃进豆、260205和敏感品种奶花芸豆为试材,设置干旱和正常供水2种处理,测定产量、产量构成因素及相关生理生化指标,分析干旱胁迫下参试品种各性状及生理指标的变化及对干旱胁迫的生理响应。结果表明,干旱处理36 d,跃进豆和260205的根干重为总生物量的20.2%和20.6%,荚干重为总生物量的30.0% 和28.9%,而奶花芸豆的根干重和荚干重仅为总生物量的10.6%和17.1%,光合产物向根系和籽粒的有效分配与普通菜豆抗旱性关系密切;跃进豆在干旱胁迫后期的水分利用效率较对照增加 230.5%,而奶花芸豆的增幅仅为84.3%,较高的水分利用效率有利于CO₂的有效扩散和高效固定;其他生理特性分析表明,抗氧化酶与光呼吸共同作用有效降低了膜脂过氧化程度,减少了叶片的损伤;脯氨酸和可溶性糖是普通菜豆主要的渗透调节物质,能够较好地保持自身叶片的水分平衡。普通菜豆抗旱性是多种生理调节机制协同作用的结果,主要包括形态调节、气孔调节、渗透调节以及抗氧化能力的调节等。     

普通菜豆品种苗期抗旱性鉴定

以不同来源的普通菜豆品种为材料,采用盆栽法,设正常供水和反复干旱2种处理,测定11项生理指标,采用灰色关联度理论进行苗期抗旱性指标筛选,通过加权抗旱指数(weighted drought-resistance index,WDI值)和抗旱度量值D(drought resistance comprehensive evaluation values,D值)对供试材料进行抗旱性综合评价并通过聚类分析划分抗旱等级。结果表明,不同指标与综合抗旱指数的关联度大小依次为叶片相对含水量(0.7726)、PSII最大量子产量(0.7607)、叶绿素含量(0.7435)、反复干旱存活率(0.7341)、生物量(0.7329)、茎叶干重(0.7314)、根干重(0.7192)、气孔导度(0.7159)、根冠比(0.7092)、株高(0.7086)、叶面积(0.6910)。基于加权抗旱指数和抗旱度量值D的评价结果存在一定差异,但不同材料的抗旱性排序大体一致。根据抗旱度量值D将供试材料分为高抗、中抗、敏感和高敏感4个级别,各占总数的10%、6%、58%和26%。综上所述,叶片相对含水量、PSII最大量子产量和叶绿素含量等10项指标可用于普通菜豆苗期抗旱性综合评价;加权抗旱指数与抗旱度量值D两种综合指标相结合能够提高鉴定结果的可靠性;50个参试普通菜豆品种中,白金德利豆、跃进豆、兔子腿、圆白菜豆和260205抗旱性强。     

鸡粪对芸豆土壤有机碳氧化稳定性与碳库管理指数的影响

为探讨鸡粪与化肥不同比例配施对芸豆/玉米轮作土壤有机碳氧化稳定性及碳库管理指数的影响,通过2009—2014年大田试验,研究了N100(尿素提供100%的氮)、M10N90(鸡粪和尿素分别提供10%和90%的氮)、M30N70(鸡粪和尿素分别提供30%和70%的氮)和M50N50(鸡粪和尿素各提供50%的氮)等不同施肥处理对芸豆/玉米轮作土壤有机碳(TOC)、微生物量碳(MBC)、易氧化碳(ROC)含量及有机碳氧化稳定性与碳库管理指数(CPMI)的影响。结果表明,M_(10)N_(90)、M30N70和M50N50处理的TOC含量分别比N100处理提高5.21%、12.74%和19.87%;M_(30)N_(70)处理的MBC、ROC含量和CPMI均最高,并显著高于其他处理,其中ROC含量分别较N100、M10N90和M50N50处理提高54.03%、16.50%和10.43%,CPMI分别提高75.10、30.75和27.94;但M30N70处理的有机碳氧化稳定系数显著低于其他处理,并较N100处理下降35.95%。此外,该处理能显著提高芸豆产量,明显改善品质,且影响效果明显优于其他处理。相关性分析表明,芸豆产量、维生素C含量与MBC、ROC、有机碳氧化稳定系数和CPMI之间有极显著或显著的相关性,各指标间具有紧密的内在联系。综合分析认为,在芸豆/玉米轮作种植中配施鸡粪措施有利于提高土壤质量,增强土壤供肥性能,并促进芸豆的高产优质生长,其中鸡粪氮与尿素氮以3∶7比例搭配的作用效果最佳。     

Proton toxicity interferes with the screening of common bean (Phaseolus vulgaris L.) genotypes for aluminium resistance in nutrient solution

Common bean (Phaseolus vulgaris L.) proved to be very sensitive of low pH (4.3), with large genotypic differences in proton sensitivity. Therefore, proton toxicity did not allow the screening of common bean genotypes for aluminium (Al) resistance using the established protocol for maize (0.5 mM CaCl₂, 8 μM H₃BO₃, pH 4.3). Increasing the pH to 4.5, the Ca²⁺ concentration to 5 mM, and addition of 0.5 mM KCl fully prevented proton toxicity in 28 tested genotypes and allowed to identify differences in Al resistance using the inhibition of root elongation by 20 μM Al supply for 36 h as parameter of Al injury. As in maize, Al treatment induced callose formation in root apices of common bean. Aluminium‐induced callose formation well reflected the effect of Ca supply on Al sensitivity as revealed by root‐growth inhibition. Aluminum‐induced callose formation in root apices of 28 bean genotypes differing in Al resistance after 36 h Al treatment was positively correlated to Al‐induced inhibition of root elongation and Al contents in the root apices. However, the relationship was less close than previously reported for maize. Also, after 12 h Al treatment, callose formation and Al contents in root apices did not reflect differences in Al resistance between two contrasting genotypes, indicating a different mode of the expression of Al toxicity and regulation of Al resistance in common bean than in maize.     

DEHP对土壤脱氢酶活性及微生物功能多样性的影响

选用肥熟旱耕人为土(黄棕壤),设置了在土壤中施加100 mg kg-1 DEHP与不施加DEHP两个水平,盆栽试验研究了DEHP对土壤脱氢酶活性以及土壤微生物群落功能多样性的影响,以及植物在污染土壤中的修复作用。结果表明,施加DEHP显著抑制了土壤脱氢酶活性,30 d时与对照相比降低了约30%, 第60 d时尽管有缓慢的回升,但仍明显低于对照(p<0.05)。从BIOLOG反应的结果可以看出,DEHP也显著影响土壤微生物的功能多样性,土壤微生物群落的Shannon指数、Simpson指数、McIntosh指数和均度均显著低于无污染的对照,说明DEHP的污染导致了土壤微生物群落功能多样性的下降。种植植物对土壤脱氢酶和微生物活性有很明显的促进作用,并且在一定程度上缓解了DEHP的毒害作用,但并未消除DEHP对土壤微生物的影响。     

猪粪便污水PSB液肥化及其对绿豆插条不定根发生的促进作用

研究结果表明,用猪粪便污水培养光合细菌(简称PSB)生产PSB液肥是可行的,但须进行预酸化处理;猪粪便污水发酵液(CODcr2 173 mg/L)通过8 d培养获得的光合细菌液肥PSB含量可达4.5×108MPN/mL。采用蒸馏水、“绿泉”植物营养液和光合细菌液肥(分别稀释50、100、200和400倍)等6种供试液进行绿豆不定根发生生物试验。结果表明:光合细菌液肥能明显促进绿豆插条不定根发生,其中稀释200倍液的绿豆不定根数量、长度和生物量与蒸馏水处理相比,分别增加24%、57%和73%,而且不定根出现时间比蒸馏水提早3 d。猪粪便污水光合细菌液肥化技术,可为农业循环经济的实施提供很好的技术支持,有助于禽畜养殖业的可持续发展。     

小豆SSR-PCR反应条件的优化

笔者对小豆SSR-PCR扩增体系的反应条件进行了优化,分析了Mg2+浓度、dNTP浓度、DNA模板浓度、引物浓度、Taq聚合酶浓度对PCR扩增结果的影响。结果表明:在10 μL的PCR反应体系中,Mg2+的最适浓度为2 mmol/L,dNTP最适浓度为0．25 mmool/L,反应体系中Taq聚合酶宜加入1 U,引物的最适浓度为 0．15 mmol/L,DNA模板加入量为20 ng。