剪叶疏花条件下高浓度CO2对汕优63生长和产量的影响

利用稻田FACE(Free Air CO_2Enrichment)系统平台,以杂交稻汕优63为供试材料,二氧化碳设环境CO_2浓度(Ambient)和高CO_2浓度(Ambient+200μmol/mol),抽穗期源库改变设剪叶(剪除剑叶)和疏花处理(相间剪除1次枝梗),以不处理为对照(CK),研究大气CO_2浓度升高对不同源库处理水稻产量形成及物质生产的影响。结果表明:CK条件下,大气CO_2浓度升高使汕优63籽粒产量显著增加32%,这主要与单位面积总颖花量大幅增加(+26%)有关,结实能力亦呈增加趋势但未达显著水平。大气CO_2浓度升高使抽穗期剪叶处理水稻的籽粒产量平均增加55%,明显大于对照水稻,这主要与受精率(+28%)、饱粒率(+23%)和所有籽粒平均粒重(+19%)大幅增加有关。相反,对抽穗期疏花处理水稻而言,高CO_2浓度环境下籽粒产量的增幅(+25%,P=0.07)明显小于对照水稻,这主要与结实能力的响应略有下调有关。与产量响应类似,大气CO_2浓度升高使对照、剪叶和疏花条件下最终生物量分别增加39%、43%和28%,除疏花处理外均达显著水平。抽穗期剪叶和疏花处理本身使水稻籽粒产量分别降低40%和45%,前者主要是结实能力大幅下降所致,而后者与总颖花量减半相关。以上结果表明,大气CO_2浓度升高使杂交水稻生产力大幅增加,人为减小源库比(如剪叶)可增强CO_2肥料效应,而增加源库比(如疏花)则可使这种肥料效应减弱。     

神经内分泌学研究进展

分子生物学等技术的应用,极大地推动了神经内分泌学的发展。本文从放射免疫技术和核团功能、受体及信号转导、神经肽的加工机制以及神经与免疫系统之间的相互作用等方面,简述了神经内分泌学的研究进展。     

Citrobacter freundii休止细胞催化合成L-多巴

以在L-酪氨酸诱导下高效表达酪氨酸酚解酶的菌株Citrobacter freundii 48003-3的休止细胞为生物催化剂,以邻苯二酚、丙酮酸钠、醋酸铵为前体,选择性合成L-DOPA。研究了反应温度、pH和前体浓度等对合成L-DOPA的影响。最优反应条件下,反应12h,L-DOPA的量可达到9．5g／L。     

尖唇散白蚁工蚁和繁殖蚁卵子发生比较

为探讨白蚁工蚁品级性腺不育的原因,采用组织学观察与测量对尖唇散白蚁Reticulitermes aculabialis Tsai et Hwang的工蚁和繁殖蚁的卵子发生各阶段进行比较和分析。结果表明,成熟工蚁的卵子发生与繁殖蚁相比,仅有卵母细胞的分化期和生长期,没有卵黄形成期,其分化期和生长期的卵母细胞大小与繁殖蚁这2个时期的卵母细胞大小呈显著性差异;生长期时,工蚁的卵母细胞和滤泡细胞之间出现较大间隙并且呈现萎缩退化状态;工蚁卵子发生相当于雌性繁殖蚁末龄若虫水平。该结果将为工蚁不能生殖提供组织学上的证据,同时又表明了工蚁具有潜在生殖能力的结构基础。     

十年水稻FACE研究的产量响应

联合国政府间气候变化专业委员会(IPCC)最新报告预测20世纪中叶全球大气二氧化碳(CO2)浓度将由目前的381 μmol mol-1至少上升到550 μmol mol-1,CO2浓度不断升高将对世界粮食生产和安全产生深刻影响.与封闭和半封闭气室相比,FACE(Free Air CO2 Enrichment,开放式空气中CO2浓度增高)技术平台,在完全开放的大田条件下运行,代表了人们对未来高CO2浓度环境的最好模拟.水稻是世界上最重要的粮食作物之一,在过去10a中(1998～2007年),全球有两个大型水稻FACE平台(直径12 m)在运行,一个在温带地区的日本岩手,另一个在亚热带地区的中国江苏.以FACE研究为重点,系统收集和整理了高CO2浓度对水稻产量影响的研究进展,比较了FACE与各种气室研究结果的异同点,评估了CO2与生物(品种、病虫和杂草)和非生物因子(肥料、水分、温度和臭氧)的互作效应,提出了未来大气CO2浓度升高情形下水稻生产的适应策略,并讨论了该领域有待深入研究的方向.     

臭氧胁迫使两优培九倒伏风险增加——FACE研究

近地层臭氧(O₃)浓度升高使作物生长发育受到抑制进而使产量下降,但O₃胁迫条件下作物抗倒性状的变化及其可能原因均不清楚。FACE(Free Air gas Concentration Enrichment)试验在很少扰动的自然农田实施,其特有的空间优势为研究这一问题提供了最好的机会。依托全球唯一的稻田臭氧FACE技术平台,以杂交稻两优培九为供试材料,设置大气背景O₃浓度和高O₃浓度两个水平首次对这一问题进行了实验研究。结果表明:高O₃浓度使水稻抽穗期单茎(去除叶鞘)倒5、倒4和倒3节间的平均倒伏指数分别增加25%、16%和14%,使抽穗后35 d对应节间倒伏指数分别增加13%、12%和2%,除抽穗后35 d倒3节间外均达显著或极显著水平;高浓度O₃使水稻抽穗期和抽穗后35 d植株倒5、倒4和倒3节间的抗折力和弯曲力矩均下降,前者降幅明显大于后者;高O₃浓度对抽穗期和抽穗后35 d倒5、倒4、倒3和倒2和倒1节间的长度和粗度影响较小,但使各节间单位长度鲜重和干重一致下降,以单位长度干重降幅更大;高O₃浓度使结实期倒5、倒4、倒3、倒2和倒1节间可溶性糖和淀粉含有率均下降,抽穗后35 d降幅大于抽穗期。以上数据表明,未来高浓度臭氧环境条件下两优培九结实期的倒伏风险明显增加,这主要与基部节间抗折能力明显削弱有关,而后者可能又与节间充实程度下降有关。     

葡萄‘霞多丽’果实中黄烷-3-醇合成酶活性及其相关基因表达北大核心CSCD

为探究酿酒葡萄果实中黄烷-3-醇积累规律与合成相关酶、关键基因表达的关系,该研究以贺兰山东麓主栽酿酒白葡萄品种‘霞多丽’为材料,采用比色法、高效液相色谱(HPLC)和荧光定量PCR技术,分析葡萄果实发育过程中黄烷-3-醇单体物质的积累规律及其生物合成过程中相关酶活性、相关基因表达模式的变化。结果表明:(1)在‘霞多丽’果实整个发育期,黄烷-3-醇主要单体物质没食子儿茶素(GC)、表儿茶素没食子酸酯(ECG)含量远高于儿茶素(CAT)、表儿茶素(EC)含量,且ECG、EC含量均随果实发育期进程呈先升后降变化趋势,并于花后50 d(7月13日)达最大值,分别为47.69和42.73 mg/g,而GC、CAT的含量则呈先降低后升高,后随果实成熟逐渐降低的变化趋势。(2)葡萄果实中黄烷-3-醇生物合成相关酶PAL和ANS活性随果实发育期进程呈先升高后降低的变化趋势,F3H、F3′H、CHI活性均在花后20 d(6月13)出现峰值,而后活性迅速降低,而DFR活性呈先升高后降低,并于花后50 d(7月13)再次升高,后随果实成熟逐渐降低。(3)黄烷-3-醇生物合成相关结构基因PAL、ANS的表达水平随果实发育期进程呈先上调后下调的趋势,与ECG、EC含量变化趋势一致,F3′H、F3H、CHI的表达水平却呈先下调后上调的趋势,DFR的表达水平先上调而后下调,并随果实成熟再次上调。(4)相关性分析表明,F3H、F3′H和ANS酶活性与GC含量呈显著正相关关系;F3H、F3′H基因表达与GC、CAT的含量呈正相关关系,ANS、PAL基因表达与ECG、GC的含量呈正相关关系。研究发现,黄烷-3-醇生物合成相关酶和相关基因表达影响了葡萄果实中黄烷-3-醇类化合物含量的积累,从而进一步影响葡萄酒的感官品质。     

山丹百合鳞茎提取液中活性物质及其对樱桃番茄的保鲜效果

以山丹百合鳞茎和樱桃番茄‘碧姣’果实为材料,分析不同浓度(0～1.0 g/L,以不做任何处理为对照CK)百合鳞茎提取液在低温(5℃)和常温(20℃)贮藏期间对樱桃番茄果实感观品质、营养品质和超氧化物歧化酶(SOD)活性的影响,并采用比色法、比浊法等方法测定提取液中活性成分含量及其抗氧化能力、抑菌活性,探究山丹百合鳞茎浸提液对采后樱桃番茄果实的保鲜效果及其机理。结果表明:(1)用0～1.0 g/L百合鳞茎提取液处理樱桃番茄果实,在常温和低温下果实分别可贮藏21 d和35 d,贮藏期分别比CK延长了3～6 d和7～14 d。(2)低温下适宜浓度(0.4～0.8 g/L)和常温下各浓度百合鳞茎提取液均能有效抑制番茄果实硬度下降,延缓质量损失率和色度的升高,而在常温和低温下均以0.8 g/L处理效果最佳;在贮藏结束时,常温(低温)贮藏的质量损失率和色度分别比CK显著降低了70.27%(58.82%)和93.44%(89.33%),硬度显著提高了81.11%(69.78%)。(3)低温下适宜浓度和常温下各浓度百合鳞茎提取液均能显著延缓番茄果实维生素C(Vc)和总酸(TA)的消耗,以及可溶性固形物(TSS)含量的升高,而在常温和低温下仍以0.8 g/L处理效果最佳;在贮藏结束时,常温(低温)贮藏果实TA和Vc含量分别比CK显著提高了65.59%(65.06%)和70.87%(53.44%),而TSS含量显著降低了93.49%(84.62%)。(4)低温下适宜浓度和常温下各浓度的百合鳞茎提取液能有效延缓番茄果实SOD活性的下降,而在常温和低温下均以0.8 g/L处理效果最佳,贮藏结束时,常温和低温下果实SOD活性分别比CK显著提高了66.42%和70.80%。(5)0.8 g/L百合鳞茎提取液中富含多糖、黄酮、黄烷醇、皂甙、总酚和生物碱等活性成分(0.34～2.41 mg/g),对DPPH自由基清除力和铜离子还原能力分别达到7.10和1.06μmol/g,并对番茄青霉菌生长具有明显的抑制作用,青霉菌数量较对照组显著下降了74.44%～79.76%。研究发现,百合鳞茎提取液中富含多糖、皂甙和多酚等活性成分,具有良好的抗氧化能力和抑菌活性;适宜浓度的百合鳞茎提取液能有效降低番茄果实质量损失率,保持番茄硬度和色度,维持维生素C、总酸和可溶性固形物等营养成分,并保持较高的SOD活性,明显延长贮藏时间,表现出良好的保鲜效果,并以0.8 g/L浓度的百合鳞茎提取液的保鲜效果最佳。     

不同林龄刺槐解剖结构及生理特性

全球变暖导致干旱强度增大、频率增加，探究黄土高原不同林龄刺槐林对干旱的响应机制对于理解该区人工林生产力稳定性具有重要意义。本研究以黄土高原半干旱区刺槐幼龄林、中龄林和成熟林为对象，探究不同林龄木质部解剖特征、水力特征和非结构性碳水化合物含量及其之间的相关关系。结果表明：幼龄林、中龄林的导管直径、纹孔总面积、纹孔面积、附着物面积和附着比例均显著大于成熟林，而纹孔密度显著小于成熟林。导管直径、纹孔面积和附着物面积与导水率之间存在显著相关性。幼龄、中龄和成熟林枝条导水率分别为2.30、2.12和0.76 kg·m^-1·s^-1·MPa^-1,栓塞程度分别为54.5%、53.8%和45.1%。导水率与可溶性糖和淀粉含量之间存在显著相关性。幼龄、中龄和成熟林枝条木质部可溶性糖含量分别为4.9%、4.2%和3.8%。成熟林刺槐木质部生长力下降，形成具有较多较小纹孔的小导管，在维持水力安全的同时降低了水分运输效率，组织内维持生长代谢的非结构性碳水化合物含量显著降低。本研究解释了不同林龄刺槐人工林对干旱的响应机制，为黄土高原不同林龄刺槐人工...