基于生理发育时间的日光温室茄子发育模拟模型

本研究将温度对茄子发育速率影响效应的大小用相对热效应(RTE)来衡量,通过研究Beta函数的性质提出基于幂函数的模型来描述RTE与温度之间的关系.采用生理发育时间(Physiological Development'Time,PDT)作为定量发育进程的尺度,建立了温室茄子发育模拟模型.利用模型对日光温室2年3茬茄子生长发育期资料进行检验的结果表明:模型能较好地预测各个发育期(发芽、苗期、开花座果、结果和采收期)的出现时间和持续时间,各生育期模拟值与观测值的回归估计标准误差(RMSE)分别为1.0d,1.73d,0.82d,1.41d,2.38d,显著优于以有效积温模拟模型的预测精度(其生育期模拟的RMSE分别为2.38d,7.14d,1.73d,5.07d,8.25d).     

基于生理生态过程的大麦顶端发育和物候期模拟模型

为改进已有的大麦生理发育时间模拟模型(YDmodel),以扬州地区5个品种春播条件下的顶端发育和物候发育观测资料和历史资料为依据,构建了基于生理发育时间的顶端发育和物候期机理模型.模型量化了热效应、光周期、春化效应对发育的影响,引入了7个遗传参数,分别为播种到出苗所需的有效积温、灌浆期发育基点温度、生理春化时间、临界日长、光周期反应起始点、最短苗穗期、最短灌浆期.本模型在YDmodel基础上的改进主要有3点:(1)将每日生理发育时间的增量乘以水肥丰缺因子,改为除以水肥丰缺因子表现水肥对大麦发育的影响,客观体现了大麦在水肥丰缺条件下的发育延迟或提早现象;(2)将三段线性函数改为非线性函数表达春化效应和相对热效应,确立了不同品种相对春化效应和相对热效应的曲线族;(3)将线性函数改为正弦函数表达不同品种光周期效应.经测算,各大麦品种到达单棱期、二棱期、雌雄蕊分化期、药隔形成期、雌蕊柱头二裂分叉期、雌蕊柱头毛状突起期等顶端发育阶段的生理发育时间分别为2.6、5.6、11.3、13.1、15.3、18.2、28.7d,到达出苗期、拔节期、抽穗期、灌浆期和成熟期等主要物候期的生理发育时间为0、13.1、28.7、32.8、51.5d,形成了不同大麦品种在不同气候和栽培条件下统一的衡量发育的定量尺度.     

基于生理生态过程的大麦顶端发育和物候期模拟模型检验

为测试研究I 模型BarleyGrow,采用4个生态区(南京、扬州、武汉、昆明)、10个大麦品种在不同播期下的顶端发育和物候期资料,对BarleyGrow、YDmodel和SUCROS模型进行对比检验和评价.利用遗传-模拟退火算法确定各品种的遗传参数,提高了应用程序求算参数的精度.从模型的整体预测效果来看,BarleyGrow对不同地区、不同播期、不同品种的各顶端发育和物候期预测准确而稳定,均方差RMSE在1.06～7.94d之间,而YDmodel为6.26～13.35d,SUCROS为11.22～20.28d.各参试品种对BarleyGrow中灌浆期基点温度、生理春化时间、临界日长、最短苗穗期4参数反应敏感.经改进的生理发育时间(PDT)模拟模型(BarleyGrow)对中国广大地区不同温光条件下的大麦顶端发育和物候发育均具有较好的预测效果,尤其对药隔期、二裂期、毛状期、抽穗期、灌浆期、成熟期的模拟精度高而稳定,表现出较强的机理性以及较好的预测性.     

对生长,分化和发育概念含义的看法

生长、分化和发育这几个名词,现已在生物科学中广泛地使用,但是在不同的作者和著作中,它们所包含的意义和它们之间的关系是不尽相同的。就植物生理学方面来讲,目前大体上有如下几种情况:第一种认为生长、分化和发育具有不同的含义。例如由吴相钰等编的《植物学名词解释——植物生理学分册》中就是这样规定的:“生长(growth)是由于原生质的增加,引起植物体积和重量的不可逆的增加,以及新器官的形成和分化”。“分化(differentiation)即特异化”,“是植物体各部分存在异质性的现     

小麦发育过程及生育期机理模型的研究I.建模的基本设想与模型的描述

将小麦发育的温度效应曲线化,以发育生理生态过程为基础,利用作物生理发育时间(Physiological Development Time,简称PDT)为尺度,提出系统地预测小麦顶端发育阶段和物候生育期的模拟模型.预测的顶端发育阶段包括单棱期、二棱期、小花原基分化期、雌雄蕊原基分化期、药隔期、四分体期、抽穗期.物候发育阶段包括种子萌发、出苗期、分蘖期、越冬期、返青期、拔节期、孕穗期、抽穗期、开花期、灌浆期、成熟期.模型中用来描述特定品种发育遗传差异的参数有温度敏感性、生理春化时间、光周期敏感性和基本早熟性,分别体现了不同品种小麦在热效应、春化作用、光周期反应以及最早开花时间这四方面的遗传特性,共同决定了不同品种到达各发育阶段的生理发育时间     

土壤施硒对烤烟生理指标的影响

以烤烟品种K326盆栽试验为基础,研究了不同浓度Se对烤烟生长过程中生理特性、烤烟叶片硒含量及硒积累速率的影响.结果表明:低浓度Se(≤8 mg/kg)对烤烟叶片中叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a+b和类胡萝卜素含量有促进作用,可提高烤烟叶片中SOD、POD活性;高浓度硒(≥12mg/kg)降低了烤烟叶片SOD、POD活性,烟株生长受到抑制甚至死亡.在适宜的硒浓度范围内,烤烟MDA含量有所降低,缓解了膜脂的过氧化程度;POD活性随着生育期的延长而提高;烤烟生长前期的SOD活性高于后期;烤烟生长中期的MDA含量明显低于前期和后期.随着土壤中硒含量的增加,烤烟叶片中的硒含量逐渐递增,而硒在烤烟叶片中的积累速率呈现出先增高后降低的趋势.     

人工饲养高原鼢鼠生长和发育的观察

1988年3月至1989年9月,笔者对高原鼢鼠(Myospalax baileyi)幼体的生长和发育进行了观察,结果简报如下。1.材料与方法高原鼢鼠捕自中国科学院海北高寒草甸生态系统定位站地区,将捕获孕鼠34只于该站人工饲养房内笼养(50×30×30厘米)。共产仔99只,先后观察10窝29只。从幼体出生日起,每5 日测定其体重、体长、尾长、前足长和后足长,并记录其形态变化和行为发育,共测100天。     

基于生理发育时间的加工番茄生育期模拟模型

综合考虑温度和光照对加工番茄生理发育效应的影响,引入了品种基本发育因子（IDF）,通过分析不同类型加工番茄的生育期与环境因素的动态关系,建立了基于生理发育时间（PDTv）的加工番茄生育期模拟模型,并利用不同年份、生态区、品种、种植方式的试验资料对模型进行了检验.结果表明：所建模型对加工番茄从播种到各个发育阶段（出苗、开花、坐果、红熟和拉秧）天数的模拟值与观测值的回归估计标准误差（RMSE）分别为1.09、2.03、2.05、2.77和2.53 d,该模型的预测精度明显高于基于有效积温的发育模型（其RMSE分别为1.90、6.63、6.33、9.36 和6.84 d）.     

富钾基因型烤烟根系形态和生理特性研究

在水培条件下,以富钾基因型烤烟'农大202'和一般型品种'NC89'、'净叶黄'为材料,研究了不同供钾水平下烟草根系形态和生理特性的基因型差异.结果显示:与低钾水平相比,各品种烤烟在常钾水平下的根系鲜重、体积、干重、总吸收面积、活跃吸收面积、比表面积、根系活力、H+分泌量、阳离子交换量(CEC)、可溶性蛋白和ATPase活性均明显升高,但根系比表面积有所下降,并以'农大202'烤烟的变化幅度较大;在常钾水平下,'农大202'表现出良好的根系形态和较强的生理特性,但其在低钾胁迫下却低于一般型品种,耐低钾能力较弱.研究表明,烟草的根系形态和生理特性及其对环境供钾水平的响应存在明显的基因型差异;提高环境供钾水平能明显促进各基因型烟草根系的形态发育和生理活性,从而增强其对钾的吸收、转运能力.     

Action of growing degree days on the morphogenesis and physiological responses of calla lily

The calla lily (Zantedeschia aethiopica) is an ornamental plant with growing acceptance in the market place that shows thermal constraints during planting. This study aimed to analyse its biological cycle in growing degree days (GDD) to determine the best time for planting and production of flower stalks. Rhizomes were planted in pots during all four seasons, and the pots were kept in a greenhouse. Growth analysis and gas exchange measurements were performed every 30 days. Rhizomes planted in the fall and summer showed greater shoot growth, a larger root system and increased production of flower stalks, and they remained in the vegetative phase longer before the onset of flowering, attaining a lower GDD value. Rhizomes planted in winter and spring matured early, which resulted in a higher GDD value and a decrease or lack of flower stalk production during this period. Calla lily rhizomes planted in the fall and summer showed higher water-use efficiency, light-use efficiency and net photosynthesis. It is possible to characterise the stages of development according to gas exchange. The calla lily must be cultivated with an irradiance of 250–400 µmol m^?2 s^?1 in a temperature range of 25–28 °C during the initial growth phase (up to 1,000 GDD). Thereafter, the temperature range should be reduced to between 13 and 15 °C until 3,500 GDD are reached, which was found to enable increased flower stalk production.     

成熟期光强对烤烟理化特性和致香成分含量的影响

2004、2005年在四川凉山烟科所通过盆栽试验,在烤烟成熟期营造不同的光照强度,研究了成熟期光强不同对烤烟品质的影响。结果表明:成熟期随着光照强度的降低,叶片厚度降低,栅栏组织/海绵组织的比值降低,烤后烟叶单叶重、厚度、叶质重降低,叶片含梗率增加,总糖和还原糖含量降低,总氮和烟碱含量升高,钾和氯含量增加,叶黄素、β-胡萝卜素和类胡萝卜素总量增加,中性致香成分含量呈增加趋势,增加到一定程度开始降低。     

向日葵和马铃薯间作的生育期模拟模型

向日葵和马铃薯间作是我国北方农牧交错带的一种重要种植方式,准确模拟其间套作的发育时期对评价和优化间套作种植具有重要意义,以生理发育时间为基础建立了向日葵和马铃薯单作、间作的生育期模拟模型,并利用2010-2011年的大田试验数据对模型进行检验.结果表明:生育期模拟值与观测值的符合度较好,播种—出苗期、出苗—开花期、开花—成熟期和全生育期的均方差根(RMSE)分别为1.2、2.9、2.4和2.6d,误差＜5％.模型既有较强的机理性,又有较好的适用性,为探索间套作条件下作物的生长发育规律提供了良好工具.     

棉花生育时期及蕾铃发生发育模拟模型研究

通过定量分析南京、安阳、保定和石河子4个试验点2002年不同播期3个品种(早熟品种中棉所36号、中早熟品种中棉所35号、中熟品种中棉所41号)的生育时期与环境因子之间的动态关系,建立了基于生理发育时间(DPT)的棉花生育期、果枝出现时间及其蕾铃发育阶段的模拟模型.模型的热效应计算考虑了不同棉区昼夜温较差对棉花发育速率的影响以及薄膜覆盖的增温效应,在模型中引入了果枝始节系数(I_FIN)、日照时数因子(F_SH)和果枝节位光照系数(I_FBR).利用不同年份、生态区、基因型的试验资料对模型进行了测试检验.结果表明,不同条件下模拟值与观测值的符合度较好.不同生育时期的模拟值与观测值的根均方差(RMSE)从播种到出苗、出苗到现蕾、开花到吐絮及播种到吐絮分别为0.9、2.2、17和2.1d,平均2.1d;棉株各果节点从现蕾到开花日期的模拟值与观测值的RMSE为1.8～3.7d,从开花到吐絮日期的RMSE值为4.6～5.8d.     

干旱对烟草旺长期光合作用的影响

以盆栽的两个推广品种K326和红花大金元(Hongda)为材料,探讨干旱胁迫对烟草光合作用的影响。结果显示,干旱胁迫导致烟草净光合速率、气孔导度、蒸腾速率降低,胞间CO₂浓度在轻度和中度胁迫时降低而在重度胁迫时升高;K326(较抗旱)的光合作用出现降低的时间较红花大金元(不抗旱)晚,变化的幅度也相对较小。实验表明,烟草光合作用对干旱胁迫非常敏感,而抗旱品种受到的伤害相对较轻。     

不同覆盖物对烤烟根温及生长和生理特性的影响

分别以大棚膜、稻草+大棚膜、普通膜、稻草、稻草+遮阳网和遮阳网为覆盖材料,研究覆盖物对烤烟根温以及生长和生理特性的影响.结果表明,各覆盖处理22 d对5和15 cm土壤总积温的影响明显不同,5 cm土壤总积温最高为大棚膜处理（424.75 ℃）,最低为稻草+遮阳网处理（378.75 ℃）,22 d 的15 cm土壤总积温最高为大棚膜处理（396.75 ℃）,最低为遮阳网处理（368.31 ℃）.随着土壤总积温的升高,烟株地上部和地下部干重都呈增长趋势,光合作用增强,根系活力提高;揭膜后第10天烟株根系干重有所增加,普通地膜处理的根系生物量增加最多,稻草+遮阳网处理最少.     

Phytosterols in tobacco leaves at various stages of physiological maturity

Leaves of varying maturity from 84-day-old tobacco plants were harvested and analyzed for total sterol and their individual sterol components. The mature leaves had a significant higher sterol content than the immature leaves. Separation into free sterols, steryl esters, steryl glycosides, and acylated steryl glycosides showed that the free sterols accounted for most of the sterol increase, and stimgasterol was principally responsible for this increase.     

Symptom development and distribution of Tomato spotted wilt virus in flue-cured tobacco

Tomato spotted wilt virus (TSWV) is an economically important viral pathogen of flue‐cured tobacco, Nicotiana tabacum. Disease development and in planta distribution of TSWV were studied following mechanical inoculation of cv. K326 at various stages of growth. The effect of plant age on the disease development, distribution of symptoms and TSWV were studied by inoculating plants in five age groups, 40, 60, 75, 95 and 100 days after sowing (DAS). The plant age at the time of infection had no significant influence on the incidence of localised infection; however, it had a significant effect on the development of systemic symptoms and distribution of TSWV in the plant. In a higher proportion of plants (89.2%), no systemic symptoms developed when plants were inoculated at 60–100 DAS. However, 90% of plants became systemically infected when plants were inoculated at 40 DAS. The systemic symptom expression was severe and distributed in all the leaves in 40‐DAS plants, whereas in 60‐ to 100‐DAS plants, it was erratic and restricted only to a few upper leaves. Results show that plant age is an important factor for TSWV infection of tobacco and mature tobacco plants significantly reduced the systemic development of the disease.