温度对棉纤维糖代谢相关酶活性的影响

以棉纤维比强度高的科棉1号和中等强度的美棉33B 2个基因型棉花品种为材料,于2005年在江苏南京(长江流域下游棉区)和徐州(黄河流域黄淮棉区)设置不同播期(4月25日和5月25日)试验,研究了不同温度下棉纤维发育过程中蔗糖酶、蔗糖合成酶、磷酸蔗糖合成酶和β-1,3-葡聚糖酶等糖代谢相关酶活性的动态变化特征及其与纤维长度和比强度形成的关系.结果表明：棉纤维伸长发育期,蔗糖酶、β-1,3-葡聚糖酶活性较高;纤维加厚发育期,蔗糖合成酶和磷酸蔗糖合成酶活性上升速度快、活性高,蔗糖酶和β-1,3-葡聚糖酶活性下降速度快.纤维伸长期,蔗糖酶活性升高对纤维的伸长具有明显促进作用;纤维加厚发育期,提高蔗糖合成酶、磷酸蔗糖合成酶活性及加快蔗糖酶和β-1,3-葡聚糖酶活性下降速度有利于提高纤维比强度.科棉1号前期蔗糖酶、β-1,3-葡聚糖酶活性及中后期蔗糖合成酶、磷酸蔗糖合成酶活性均较美棉33B高.在本试验条件下,23.3 ℃是高强纤维形成的适宜温度,23.3 ℃～25.5 ℃是纤维长度形成的适宜温度.     

低温对棉纤维比强度形成的生理机制影响

 通过设置播期试验使棉纤维加厚发育过程（铃龄25～50 d）处于不同的温度条件下 ,研究低温对棉花纤维比强度形成的内在生理机制影响,为采取调控措施解决目前棉花(Gossypium)生产中存在的晚熟劣质问题提供理论依据。两年试验结果表明：棉纤维加厚发育期24.0 ℃左右 的日均温是高强纤维形成的最佳温度,其内在生理机制表现为棉纤维蔗糖合成酶活性最高, β-1,3-葡聚糖酶活性最低,纤维素的累积量和累积速率均明显高于其它低温条件,纤维超分子结构取向参数角较小,处于优化状态,最终表现为纤维比强度亦最大;低于21.0 ℃时即对棉纤维加厚发育相关酶活性产生明显影响,纤维比强度降低。当温度降到15.0 ℃左右 时,棉纤维蔗糖合成酶活性显著降低,而β-1,3-葡聚糖酶活性显著升高,同时纤维素累积量和累积速率均显著降低,纤维超分子结构取向参数角明显宽化,棉纤维不能正常发育,不利于高强纤维的形成（铃重仅为3.22 g,纤维比强度仅为15.73 cN•tex^－1）。     

棉花纤维发育关键酶对氮素的响应及其与纤维比强度形成的关系

大田栽培条件下,于2005～2006年在江苏南京（118°50′E,32°02′N,长江流域下游棉区）以美棉33B（平均比强度32cN／tex）和科棉1号（平均比强度35cN／tex）2个品种为材料,进行氮素水平（O（零氮）,240（适氮）和480kgN／hm^2（高氮））实验,研究棉花纤维发育关键酶（蔗糖合成酶和β-1,3-葡聚糖酶）活性变化特征对氮素的响应及其与纤维比强度形成的关系．结果表明,棉纤维发育关键酶活性及其基因表达强度均受氮素影响,并影响棉纤维素的累积特征及纤维比强度的形成．蔗糖合成酶活性随铃龄增加呈单峰曲线,峰值出现在铃龄31天,其基因表达强度在7～21天维持较高水平;氮素水平间比较,以240kgN／hm^2处理的蔗糖合成酶活性及其基因表达强度最高,酶活性高表达持续时间长．β-1,3-葡聚糖酶活性随铃龄增加呈下降趋势,其基因表达在铃龄7～24天间呈单峰曲线,铃龄18天时达到峰值;氮素水平间比较,以240kgN／hm^2处理的β-1,3-葡聚糖酶活性最高,其基因表达量在纤维发育前期（铃龄9～12天）较低,之后大幅增加且稳定表达．240kgN／hm^2下棉纤维发育关键酶的上述变化促进纤维素累积持续期长且整个纤维发育过程中纤维素累积速率平缓,最终形成纤维比强度较高。     

不同温度敏感性棉花纤维发育相关酶活性变化对低温的响应

选用纤维比强度形成存在温度敏感性差异的两个棉花品种（科棉1号：温度弱敏感型品种,苏棉15：温度敏感型品种）为材料,于2006—2007年在江苏南京设置大田分期播种试验,使棉纤维发育处于不同的温度条件,研究低温对棉纤维发育相关酶（蔗糖酶、蔗糖合成酶、磷酸蔗糖合成酶、β-1,3-葡聚糖酶）活性及相应基因表达的影响.结果表明：由晚播造成的低温（棉纤维发育期日均最低温分别为21.1、20.5和18.1 ℃）影响了纤维发育相关酶的活性变化,从而影响了棉纤维素累积和纤维比强度的形成.低温提高了纤维中蔗糖酶和β-1,3-葡聚糖酶的活性,降低了蔗糖合成酶和磷酸蔗糖合成酶的活性.低温使Expansin、蔗糖合成酶基因的高表达时间延长,β-1,3-葡聚糖酶基因的表达峰值出现时间延迟,且表达量降低.两个棉花品种的纤维素合成相关酶对低温的响应存在差异,温度敏感型品种（苏棉15）的酶活性的变化幅度明显高于温度弱敏感型品种（科棉1号）, 可能是导致不同棉花品种纤维比强度形成存在温度敏感性差异的主要原因.     

生防木霉菌β-1,3-葡聚糖酶活性研究

通过采取还原糖法对生防木霉菌真菌2号和真菌4号菌株在不同发酵时间产β-1,3-葡聚糖酶活性进行测定,对其产β-1,3-葡聚糖酶特性进行初步研究。结果表明,同一菌株在不同发酵时间β-1,3-葡聚糖酶活性大小变化的趋势大致相同,并均在培养72 h时β-1,3-葡聚糖酶活性达到最大,在相同发酵时间,真菌2号菌株比真菌4号菌株的β-1,3-葡聚糖酶活性要高。     

6-BA和ABA缓解棉纤维发育低温胁迫的生理机制

以科棉1号棉花品种为材料,于2006、2007年在江苏南京(长江流域下游棉区)设置播期(4月25日、5月25日)和生长调节剂(6-BA、ABA)试验,研究低温条件下,外施6-BA、ABA对棉铃及棉纤维发育的影响及其生理机制.结果表明:常温和低温条件下,6-BA处理均能使相应部位棉铃铃质量增加、纤维品质提高;ABA处理在常温条件下会导致品质下降,而在低温逆境条件下可使纤维品质下降幅度减小;6-BA显著提高了棉铃蔗糖含量及蔗糖合成酶、蔗糖磷酸合成酶活性,而ABA则可诱导β-1,3-葡聚糖酶活性;6-BA、ABA对纤维发育关键酶蔗糖转化酶活性的作用效果均不显著.低温条件下外施6-BA、ABA均可提高棉纤维品质,但两者作用机制不尽相同:6-BA主要通过提高纤维素合成相关酶的活性,而ABA则主要通过诱导棉株抗逆性来提高纤维品质.     

铃期增温对棉花产量、品质的影响及其生理机制

以泗棉3号棉花品种为材料,于2010和2011年在南京农业大学牌楼试验站设置铃期(7月13日-8月24日)增温试验,模拟全球增温条件下棉花产量、品质的变化趋势及其生理机制.结果表明: 在铃期增温2～3 ℃(日均温31.1～35.2 ℃)条件下,植株总生物量下降约10%,单株皮棉及籽棉产量降低30%～40%.棉纤维品质变化显著,且不同纤维品质指标对增温的响应程度存在较大差异:马克隆值和断裂比强度显著升高,纤维长度下降,而整齐度指数和伸长率无显著变化.棉株光合能力、干物质累积能力和光合产物输出能力显著下降;可溶性氨基酸、可溶性糖、蔗糖含量及碳氮比均显著下降,而淀粉含量显著上升;增温条件下营养器官干物质分配比例增多,生殖器官干物质分配比例相对减少,经济系数随之降低.棉株下部果枝受增温影响较小,中、上及顶部果枝受增温影响较大.表明在增温2～3 ℃条件下,棉株大部分时间处于热胁迫状态,不仅光合能力下降,而且光合产物向“库”端的转运能力下降,最终导致其减产.     

棉铃发育期棉花源库活性对棉铃对位叶氮浓度的响应

采用大田试验,以3个铃期差异明显的棉花品种为材料,研究了不同施氮量形成的棉铃对位叶氮浓度对棉花花铃期纤维发育源库活性指标的影响。结果表明:在花后同一时期,棉铃对位叶可溶性糖、蔗糖含量和磷酸蔗糖合成酶活性以及棉纤维蔗糖含量和蔗糖合成酶活性等均随对位叶氮浓度的升高呈先升高后降低的变化趋势(45、52 DPA(花后天数Days post anthesis)的纤维蔗糖含量趋势相反),可用抛物线方程Y=ax2+bx+c拟合(P<0.01),通过拟合方程得到各指标所对应的最佳对位叶氮浓度。45 DPA(德夏棉1号38 DPA)前,花后同一时期各指标对应的最佳对位叶氮浓度差异较小,通过幂函数方程建立最佳叶氮浓度随花后天数的拟合方程,得到纤维发育期内源库活性各指标达到或接近最优状态时的适宜对位叶氮浓度的动态方程。本试验条件下,德夏棉1号、科棉1号和美棉33B的适宜对位叶氮浓度的拟合方程分别为N德1=7.2263DPA-0.276(R2=0.9805**)、N科1=7.23DPA-0.3026(R2=0.9861**)、N美33B=7.0997DPA-0.2814(R2=0.9807**)。     

南荻纤维素合成的相关生理特性

为探明南获纤维素合成相关的生理特性,研究了盆栽条件下南荻生长过程中IAA、ABA含量和纤维素合成关键酶（蔗糖合成酶、β-1,3-葡聚糖酶）活性的变化及其与纤维素含量间的关系。结果显示,在整个生育期,叶片中IAA含量、蔗糖合成酶活性和β-1,3-葡聚糖酶活性变化趋势一致,均呈先升高后降低的单峰曲线变化;叶片中ABA含量与茎秆蔗糖含量均先降低后增加再降低;茎秆纤维素、半纤维素和木质素含量均随生育进程呈现升高趋势。生育前期为调控纤维素合成的关键时期,此时ABA／IAA比值下降,蔗糖合成酶和β-1,3-葡聚糖酶活性快速上升,有利于纤维素的快速积累。     

花铃期干旱和渍水对棉铃碳水化合物含量的影响及其与棉铃生物量累积的关系

在池栽条件下,以美棉33B为材料,研究花铃期干旱、渍水7 d和渍水14 d处理对棉铃碳水化合物含量的影响及其与生物量累积的关系.结果表明:干旱处理对下部果枝棉铃铃壳碳水化合物含量的影响较小,降低了中部铃壳碳水化合物含量;干旱处理上部铃壳和渍水处理铃壳可溶性糖、淀粉含量增加,蔗糖含量先降后增,且随渍水持续期延长变幅增大,蔗糖外运受阻加重.与铃壳相比,花铃期干旱和渍水处理对棉籽碳水化合物含量的影响较小.干旱和渍水7 d处理中部果枝棉铃生物量快速增长起始期提前但历时短,下部和上部棉铃生物量累积最大增长速率降低;渍水14 d处理不同果枝部位棉铃生物量累积最大增长速率均降低.相关分析表明,棉铃生物量及其最大增长速率与铃壳可溶性糖和蔗糖含量关系密切.因此,花铃期干旱和渍水影响棉铃蔗糖外运,改变棉铃生物量累积特性,是棉铃生物量降低的原因.     

Fiber depolymerization

Depolymerization is, by definition, a crucial process in the reversible assembly of various biopolymers. It may also be an important factor in the pathology of sickle cell disease. If sickle hemoglobin fibers fail to depolymerize fully during passage through the lungs then they will reintroduce aggregates into the systemic circulation and eliminate or shorten the protective delay (nucleation) time for the subsequent growth of fibers. We study how depolymerization depends on the rates of end- and side-depolymerization, k(end) and k(side), which are, respectively, the rates at which fiber length is lost at each end and the rate at which new breaks appear per unit fiber length. We present both an analytic mean field theory and supporting simulations showing that the characteristic fiber depolymerization time tau= square root 1/k(end)k(side) depends on both rates, but not on the fiber length L, in a large intermediate regime 1 < k(side)L(2)/k(end) < (L/d)(2), with d the fiber diameter. We present new experimental data which confirms that both mechanisms are important and shows how the rate of side depolymerization depends strongly on the concentration of CO, acting as a proxy for oxygen. Our theory remains rather general and could be applied to the depolymerization of an entire class of linear aggregates, not just sickle hemoglobin fibers.     

倏逝波光纤免疫传感器的光纤再生

倏逝波光纤免疫传感器作为一种新兴的检测技术,在环境检测、食品卫生检测及生物医学检测等领域具有广泛的应用前景。为了降低检测成本并达到快速检测,光纤再生问题就显得尤为重要。我们在对倏逝波光纤免疫传感器原理和光纤再生原理介绍的基础上,对光纤再生的酸性碱性溶液、高浓度盐溶液、去污剂等方法进行简要综述,探讨了光纤再生存在的问题,并展望了解决光纤重生后倏逝波光纤免疫传感器的应用前景。     

Fiber flax in oregon

Russia, Poland and the Baltic countries account for about 90% of the world’s production of fiber flax, and prior to 1940, 90% of the raw fiber used in the United States was imported from Europe. Today domestic production in the Willamette Valley of Oregon represents a $3 million dollar industry.     

Fiber optic array biosensors

Optical fiber arrays provide a powerful substrate for creating high-density sensing systems that can address a variety of biological problems. The fiber substrate can be used to create femtoliter wells that can be loaded with individual beads to create high-density arrays for multiplexed screening and analysis. In addition, living cells can be loaded into the arrays, and their individual responses monitored over long time periods, enabling functional screening of biologically active compounds. Adherent cells can be attached to the fiber substrate to provide a rapid method for observing cell migration and for screening anti-migratory compounds. Finally, individual enzyme molecules can be loaded into the array wells enabling single molecule detection via enzyme-catalyzed signal amplification.     

棉花纤维发育过程中内源激素含量和纤维品质变化及其关系研究

以新疆棉区优质棉品种‘新陆早16号’、品质中等品种‘新陆早10号’和‘新陆早13号’以及品质较差品种‘02-DB’为材料,测定了棉纤维发育过程中内源生长素(IAA)、赤霉素(GA4)、玉米素(ZR)和脱落酸(ABA)含量和主要纤维品质指标的变化,分析内源激素含量变化与纤维品质形成的关系。结果表明:不同品种棉花纤维发育中纤维内源激素变化趋势基本相似,其差异主要表现在IAA、GA4、ZR和ABA的含量大小及峰值出现的时间方面。‘新陆早16号’在纤维发育前期有较高IAA、GA4、ZR含量和较低的ABA含量,表现出纤维伸长速率较高、快速伸长时期较长等特征;而且在次生壁加厚期ZR峰值出现较早,有利于棉纤维成熟,从而表现出较优的纤维品质。‘02-DB’在纤维发育前期由于ABA含量较高影响了纤维伸长速率和快速伸长期的时间,同时后期ZR峰值出现晚,使纤维发育受到影响,而最终品质较差。可见,在棉花纤维伸长期IAA、GA4、ZR含量高而ABA含量低、次生壁加厚期ZR峰值出现早则有利于优质棉纤维形成。     

Fiber yields inSansevieria interspecific hybrids

Fiber yields are reported for the interspecific hybrid ‘ Florida H-13’ (Sansevieria trifasciata Prain × S. deserti 2V. E. Brown), subjected to various harvesting cycles at three locations in southern Florida. Yields of ‘Florida H-13’ are compared with those of other F₁F₂triploid, and backcross hybrids and the parental species, S. trifasciata. Fiber yields were higher from plants grown on peat soil at Belle Glade than on sandy soil at Lake Worth or Immokalee, in spite of the significantly colder winters encountered at the former location. Average annual fiber yields at first harvest increased up to 30 months of age at Belle Glade and Lake Worth and up to 66 months of age at Immokalee. Re-growth yields were higher than original yields front plants grown at Belle Glade, sometimes higher from those grown at Lake Worth, but significantly lower from those grown at Immokalee. Annual harvests of ‘Florida H-13’ were neither feasible nor necessary, even though plants sustained frost damage each winter at Belle Glade and lmmokalee. None of the other hybrids yielded significantly more fiber than ‘Florida H-13’, but one F₁, clone, H52-151, and two triploid clones, H54-4 and H54-5, sometimes yielded as much. Results suggest that ‘Florida H-13’ could be grown successfully as a fiber crop in southern Florida, particularly on peat soils, where high yields would be associated with low fertilizer costs.