作物发育温度非线性效应Beta模型的特征分析

Beta模型在反映温度对作物发育非线性效应方面被广泛采用.为使该函数满足在设定的最适温度下函数值取值最大的条件,得到Beta模型的特殊形式.分析认为,该模型满足温度对作物发育影响的三基点规律、较好地反映发育速率对温度变化的响应特征、温度三基点在模型中应比较明确的3个规范性要求,具有较强的变化特征表达能力,可以近似表达二次函数、高斯函数等函数的变化.分析了Beta模型与积温法计算结果的关系.通过对Beta模型一阶和二阶导数的分析,明确了其变化特征,指出已有研究对参数P生物学意义解释的不妥之处,提出作物发育速度对温度的非线性响应是感温性的本质特征的观点,并从新的视角肯定了参数P在一定程度上可以作为作物感温性强弱的度量.     

冬大麦花后穗部氮素积累的特征分析及动态模拟

以扬饲麦3、扬饲麦1和扬农啤2号等3个大麦品种为供试材料，构建了冬大麦花后穗部氮素积累的动态模型，即Richards方程W=A／（1＋be^-kt）^m,定量分析表明，方程的积累速率参数k和形状参数m相对稳定，分别取值0．240481和0．364499．终极积累量A与大麦花前穗部氮含量N呈幂函数关系．A=0．0034e^127.79N；初值参数b与大麦花前穗部氮含量N呈指数函数关系．b=le-24N^-14,978．运用苏啤3号的实测结果对模型进行了检验．结果表明，大麦花后穗部氮积累的模拟值和实测值的绝对误差都在7mg／株以内，误差最小为0．066mg／株，最大的为6．321mg／株；平均差平方和的根值（Root mean square error，RMSE）在5mg／株之内，最大为4．768mg／株，最小为2．058mg／株．模拟值与实测值间显示出较好的一致性．     

燕麦盐胁迫响应基因的差异表达与生理响应的关系

以耐盐燕麦品种VAO-9为材料,通过Illumina测序与数字基因表达谱技术对300mmol/L NaCl处理前后的叶片cDNA文库进行RNA-Seq与DGE分析,同时测定0(CK)、100、200、250、300mmol/L NaCl胁迫下VAO-9幼苗叶片的相对电导率、丙二醛含量和脯氨酸含量,探讨燕麦盐胁迫响应基因的差异表达与生理响应的关系。结果表明:(1)RNA-Seq分析得到Unigenes 65 801条,其基因表达呈现高度的不均一性和冗余性;若差异基因表达谱鉴定分析以log2Ratio≥2且FDR值≤0.001为选择标准,则发现上调和下调表达基因在胁迫0.5h时分别有306和64个,在胁迫3h时分别有639和290个,胁迫24h时分别有1 488和882个。(2)KEGG代谢分析显示,有23 652条Unigenes比对到KEGG中的128条代谢途径,包括与逆境胁迫相关的植物激素信号转导途径、ABC转运蛋白途径、肌醇磷酸代谢途径、渗透调节途径等。(3)在300mmol/L NaCl处理下燕麦叶片的相对电导率、丙二醛含量、脯氨酸含量等生理指标的变化与相关差异表达基因的变化趋势基本一致,说明基因差异表达量与生理反应密切相关。研究认为,在相同的栽培及胁迫处理条件下,可根据植物盐响应生理指标的变化判断耐盐基因的表达情况。     

大麦叶面积指数的模拟研究

在连续观测和定量分析的基础上,采用单株叶面积最大值作为品种遗传参数,用两段非线性方程构建了大麦叶面积指数随生理发育时间（Physiological development time,PDT）变化的动态模型．模型将经验性和机理性有机结合,考虑了温度和氮素营养对叶片生长的影响,较好的解决了两段非线性方程的衔接问题;不同品种、氮肥处理、播期以及种植地域间检验结果表明,叶面积指数模拟值与观测值的绝对预测误差为0．007-1．486,RMSE为0．109-0．718．