Preparative Purification and Bioassay of Bt Toxin from CrylAb Transgenic Rice

A method of extracting and purifying CrylAb protein(Bt toxin) from CrylAb transgenic rice was established. Most of the Bt toxin present in the tissue of CrylAb transgenic rice was extracted effectively with a solution of 50 mmoi/LNa2CO3 and NaHCO3. The crude protein containing Bt toxin was obtained after the pretreatment of CrylAb transgenic rice with ultra-filtration, ammonium sulfate precipitation and centrifugation. The dialysed crude protein was futher separated on DEAE Sephadex A-50 columns and Sephadex G-150 columns. The protein bound on DEAE Sephadex A-50 gel was eluted with buffer solution B(10 mmol/L tris-HCI buffer 1.0 mmol/L EDTA, pH=8.0) mixed with 0. 1, 0. 3, 0.5 and 0.8 mol/L NaCI in a discontinuous gradient elution mode. The peak of the Bt toxin eluted from the columns was identified by ELISA and bioassayed with larvae of tobacco hornworms and silkworms. The purity and the bioactivity of the Bt toxin were determined by means of SDS-PAGE and larvicidal assay, respectively. The purity of the Bt toxin obtained by this method is high, and its insecticidal activity is retained after the toxin is purified.     

光周期敏感不育水稻中激素的二阶导数卷积伏安法研究

二阶导数卷积伏安法应用于水稻中痛量雌雄激素的检测，具有快速，灵敏，干扰少的特点。本文以光周期敏感核不育水稻农垦５８Ｓ为材料，以农垦５８作对照，了叶焉和穗中雌，雄性激素的含量，研究了不同光周期条件下两类激素的变化。     

磷肥和硒施用对稻米硒、钙、锌等营养累积的影响

研究了施用不同水平磷肥和硒对稻米中硒、钙、锌、镁、硫等人体必需营养吸收累积的影响。结果表明，适量施磷，降低米中硒含量；大量施磷，又促进硒在米中累积。施磷肥一般不利于钙和锌在稻米中累积，适量施磷增加稻米中镁、硫含量，而过量施用磷肥显著降低钙、锌、镁、硫等矿质营养的含量，影响稻米营养品质。适量施硒，一般提高稻米的矿质营养含量；过量施硒，特别在高磷水平下则降低矿质营养含量。     

水稻压致变异和高压对水稻生长发育的影响

 将高收获指数型优质籼稻（Oryza sativa L.）品种“粤香占”种子在不同条件下进行了3个生长周期的高压种子处理和实验室种植试验。稻种经高压处理后,与对照样品相比,当代种子发芽和秧苗成长较慢且植株个体差异较大;后期生长较快,分蘖数及产量与对照样持平或有所增加。受压样品产生了4种新的植株变异,其中2种为不育植株,另外两种变异植株种植至F2及F3代,变异性状都能稳定遗传。表明高压不仅可以对水稻当代植株生理产生明显的影响,而且可以诱导水稻产生明显和稳定的可遗传变异。     

水稻锌营养基因型差异的研究

综述了水稻Zn营养的基因型差异，并从水稻根系的形态特征、水稻根系的生理特性、对HCO^-耐性的差异、对养分吸收、运转和维持体内养分平衡的差异几方面探讨了水稻Zn营养基因型差异的生理基础，总结了水稻Zn营养的遗传特性和筛选方法。     

考虑水分光谱吸收特征的水稻叶片SPAD预测模型

叶绿素是植被光合作用的重要色素,传统实验室方法测定叶绿素含量需破坏性取样且操作复杂。通过构建高精度SPAD光谱估算模型,可以实现对水稻叶片叶绿素含量的实时无损监测。以黑龙江省不同施氮水平下水稻为研究对象,采用SVC HR768i型光谱辐射仪共获取移栽后、分蘖期、拔节期、孕穗期、抽穗期共五个关键时期水稻叶片反射光谱数据。光谱探测范围350~2 500 nm。利用自带光源型手持叶片光谱探测器直接测定叶片光谱,光源为内置卤素灯。采用SPAD-502型手持式叶绿素仪同步测定水稻叶片的SPAD值。叶片水分是植物光合作用的基本原料,也间接影响着叶绿素含量。叶片含水量降低则会影响植物正常的光合作用,导致其叶绿素含量随之降低。因此将叶绿素敏感波段与水分吸收范围结合作为SPAD估算的输入量。随机森林模型是一个基于多个分类树的算法。算法在采样的过程中包括两个完全随机的过程,一是有放回抽样,可能会得到重复的样本,二是选取自变量是随机的。因此本文对叶片光谱反射率进行去包络线（CR）处理,综合考虑可见光近红外波段提取水稻叶片反射光谱特征参数和植被指数,综合分析光谱指标与SPAD相关关系,采用随机森林算法构建不同输入量的SPAD高光谱估算模型。结果表明: （1）水稻叶片SPAD与光谱反射率的相关系数在叶绿素敏感波段红波段范围（600～690 nm）、红边范围（720~760 nm）、水分吸收波段范围（1 400~1 490和1 900~1 980 nm）均为0.75以上;（2）在光谱参数与SPAD 的相关分析中,NDVI,DP2与水稻叶片SPAD值相关性最好,相关系数为0.811和0.808;（3）以结合水分光谱信息后的CR_{(V1, V2, V3, V4)}为自变量所建立的随机森林模型精度最高,R2为0.715,RMSE为2.646,可作为水稻叶片叶绿素预测模型。研究结果揭示了不同品种水稻的光谱响应机制,提供了水稻叶片SPAD值高精度反演的技术方法,为监测与调控东北地区水稻正常生育进程提供技术支持。     

水稻种子萌发期高压诱导的SSH-cDNA文库构建与分析

 为了研究高压处理对高等植物基因表达的影响,以萌发过程中经高压处理后的水稻种子的mRNA作为检测子（Tester）,以对照样品的mRNA作为驱动子（Driver）,采用抑制差减杂交（SSH）结合镜像选择技术（MOS）构建了高压处理后水稻种子萌发过程中诱导表达的差减cDNA文库,并通过蓝白斑筛选获得了580个重组克隆。菌液PCR检测的结果表明这些克隆中的插入片段的大小主要分布在200～1000 bp之间,平均大小约为575 bp,其中单一扩增条带的有效重组克隆数为542个,有效的重组克隆率为93.3%。对部分重组克隆进行测序发现,受高压诱导表达的基因主要涉及到代谢、胁迫响应、转录调控等方面。为高压处理后水稻种子基因表达模式变化的研究打下了基础。     

基于实测光谱的植被指数对水稻叶面积指数的响应特征分析

叶面积指数(LAI)是目前最常用的农业生态监测指标,可以为农作物的病虫害监测、作物长势监测、碳循环、生物量估算及作物估产提供依据。植被指数(VI)是卫星LAI产品生产的重要数据源,但不同VIs对植被LAI的响应特征具有一定的差异性。以江西省水稻为例,基于实测光谱提取了水稻实测VIs,结合实测LAI,讨论了归一化植被指数(NDVI)、增强型植被指数(EVI)、土壤调节植被指数(SAVI)和修正的土壤调节植被指数(MSAVI)四种常见VIs对LAI的响应特征,并与MODIS LAI备用算法的计算结果进行了对比分析,研究了不同VIs用于LAI产品反演的可行性及存在的问题。通过对不同实测VIs-LAI模型精度的评估,分析其应用于LAI反演的适应性,结果显示EVI,SAVI和MSAVI比NDVI有更好的适应性,其中EVI效果最优。此外,通过对比MODIS LAI备用算法查找表,发现针对MODIS LAI备用算法中草地与谷物作物这一地表覆盖大类,在LAI>4时,NDVI出现饱和;而实测水稻作物的NDVI在LAI>2时开始出现饱和;且当NDVI相同时,查找表LAI远大于实测LAI,MODIS备用算法中使用的地表覆盖产品分类过粗可能是造成这一结果的主要原因。因此MODIS LAI备用算法在该区域水稻LAI监测中可能产生较大误差,有必要改用其他VIs优化该备用算法。通过对比分析四种VIs模型对LAI的预测误差,发现EVI,SAVI和MSAVI精度明显优于NDVI,基于EVI的模型平均预测误差仅为MODIS LAI备用算法的1/6,基于实测NDVI反演算法的1/2,因此设计基于EVI的LAI算法对LAI的反演精度有一定的提升空间。     

干旱胁迫对长雄野生稻根际微生物群落结构的影响

干旱胁迫是影响水稻生产的主要障碍。本研究以6种长雄野生稻(Oryza longistaminata)为材料,采用盆栽控水模拟干旱胁迫,通过16SrDNA高通量测序技术,研究干旱胁迫对长雄野生稻根际微生物群落结构的影响。结果表明:细菌的优势门是变形菌门(Proteobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)和酸杆菌门(Acidobacteria),相对丰度分别为24.3%～36.49%、11.94%～20.39%和8.9%～17.83%。古菌的优势门是泉古菌门(Crenarchaeota)和广古菌门(Euryarchaeota),相对丰度分别为0.50%～1.05%,0.17%～0.64%。与空白土壤比较,干旱胁迫后的根际土壤微生物菌群多样性未发生明显变化,但群落组成结构发生显著改变(P<0.05)。在干旱胁迫处理下,酸杆菌门(Acidobacteria)、α-变形菌(Alphaproteobacteria)、疣微菌门(Verrucomicrobia)、放线杆菌门(Actinobacteria)、TM7和泉古菌门(Crenarchaeota)的相对丰度显著升高,而δ-变形菌(Deltaproteobacteria)、硝化螺旋菌门(Nitrospirae)、OD1、绿菌门(Chlorobi)、螺旋菌门(Spirochaetes)、OP11和NC10的相对丰度显著降低。这些结果表明,长雄野生稻根际微生物能对干旱环境进行响应,发生群落结构改变达到新的平衡,保持同样高的群落结构多样性,来应对干旱环境的变化。     

超高效液相色谱-串联质谱法测定水稻基质中阿维菌素残留量

建立了超高效液相色谱-串联质谱法(UPLC-MS/MS)测定水稻基质中阿维菌素残留量,考察了基质效应,并对实际样品进行了检测.稻田土、稻壳、糙米和稻杆经乙腈振荡提取,稻田水经乙酸乙酯液液分配提取后,用C18固相萃取小柱或弗罗里硅土柱净化,采用UPLC-MS/MS正离子扫描测定残留的阿维菌素.稻田土、稻田水和糙米的3种添加浓度(1.0,10.0和100 μg/kg或μg/L)的平均回收率为84％～107％,相对标准偏差为4.7％～13.6％.稻壳和稻杆的2档添加浓度(10.0和100 μg/kg)的平均回收率为90％和103％,相对标准偏差为8.4％～12.9％.本方法在稻田水、糙米和稻田土中的检出限为0.3μg/kg在稻壳和稻杆中检出限为3.0 μg/kg,低于欧盟和日本在稻米中制定的阿维菌素最大残留限量值.阿维菌素在2.0～100 μg/L范围内线性关系良好( r＞ 0.999).