超高效液相色谱-串联质谱法测定水稻田中甲氨基阿维菌素苯甲酸盐的残留量

建立了水稻植株、土壤、稻田水和稻米中甲氨基阿维菌素苯甲酸盐的超高效液相色谱-串联质谱(UPLC-MS/MS)检测方法。样品用乙酸乙酯提取,经PCX固相萃取柱净化浓缩,收集的洗脱液再经乙酸乙酯萃取,上层萃取液由氮气吹至近干后,用甲醇定容。试样采用ACQUITY UPLC BEH C18色谱柱进行分离,以乙腈-醋酸铵为流动相,采用电喷雾正离子(ESI+)模式测定。甲氨基阿维菌素苯甲酸盐在1~200μg/L质量浓度范围内呈良好线性,相关系数不低于0.999。在0.1~50.0μg/kg加标水平下,水稻植株、土壤、稻田水和稻米的回收率为70%~110%,相对标准偏差(RSD)为0.3%~15.9%,定量下限(LOQ)为0.1μg/kg。该研究同时发现土壤和水稻植株样品对甲氨基阿维菌素苯甲酸盐表现出明显的基质抑制效应,稻田水样品则表现为基质增强效应。     

小鼠模型水稻Fe/Se生物有效性快速检测研究

为研究不同水稻品种的Fe/Se生物有效性差异,分别用5 个水稻品种(Ⅱ优838、协优46、Ⅱ优2070、协优9308、金优987)的稻米对小白鼠进行饲养,饲养时间为30 d,运用ICP(等离子体光谱仪)测定了小白鼠血清和稻米中的Fe/Se含量,计算两者的比值.结果表明,小白鼠的血清铁含量同喂食的稻米铁含量的比值从高到低...     

小麦茎秆的抗弯复合材料力学模型

为研究小麦茎秆的抗弯性能和获得茎秆材料常数,本文首先对小麦茎秆进行了四点弯曲的试验研究。在试验测量数据的基础上建立了小麦茎秆有限元计算模型,该模型考虑了植物材料的正交异性和管壁分层力学参数的变化等情况。本文还将Brazier屈曲理论引入小麦茎秆抗弯性能研究中,使用双层复合材料圆柱壳模型,分析得到了纯弯曲时小麦茎秆的曲率弯矩关系。研究结果表明:理论模型能够正确反映小麦茎秆的抗弯行为;局部屈曲是影响小麦茎秆的抗弯性能的重要因素;试验和有限元计算结果与理论解基本吻合。     

高光谱遥感技术在水稻转入基因表达的检测指示作用研究

传统方法在转基因作物目的基因表达检测上做了很多工作,但仍有发展空间。该研究利用野外高光谱仪(ASD野外光谱仪),避免了实验室测量带来温度水分差异造成的影响,实地测量大田水稻样本光谱数据;通过引入内部聚类系数控制类内波段聚合度,使用均值光谱表征样本类光谱,计算与光合作用高度相关的边峰以及光化学植被指数等参数,快速定量了转基因组样本与亲本在光合作用波段的光谱表达差异。研究结果表明转入基因得到了表达、对样本产生了影响,同时发现面积参数适合描述样本差异,而光化学植被指数对样本差异尤为敏感。这些都证明高光谱遥感技术在水稻转入基因表达检测上具有良好指示作用和应用优势,前景看好。     

水稻高温、干旱响应基因OsHdr5的克隆与表达谱分析

低温、高温、干旱等非生物逆境通常会严重影响到水稻的生长及产量.为深入了解水稻逆境反应的分子机理和挖掘耐逆相关基因,本文采用Affymetrix水稻表达芯片对水稻多逆境下的全基因组表达谱进行分析,并筛选出众多表达特异基因.OsHdr5是其中一个在多个生长发育时期与组织器官中受高温、干旱诱导均显著上调的基因,用实时定量PCR方法(real-time PCR)对其表达水平进一步分析,两组结果基本吻合.用PCR方法扩增获得长为743bp的全长基因序列,其ORF区编码167个氨基酸残基,组成的肽链含有磷酸化激酶位点,形成的二级结构包含一个由6个α螺旋和2个β折叠组成的跨膜结构域,进一步分析推测其可能是叶绿体膜上与细胞跨膜信号传递相关的功能蛋白.     

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。     

氮胁迫下水稻的激光诱导荧光光谱特性

为了指导水稻的田间施肥,解决因过量施肥造成资源的大量浪费以及环境污染,特别是水体富营养化等问题,搭建了基于紫外激光诱导荧光技术的荧光光谱探测系统,以研究水稻叶片的氮水平与荧光强度的相关性。文中先用植物营养测定仪(TYS-3N)测定水稻叶片氮含量和叶绿素含量（样本为水稻分蘖期的倒二叶,采集于中国江汉平原地区）,再用搭建的测量系统采集了不同氮水平的荧光光谱。获得了不同氮水平下水稻叶片的荧光光谱数据库,分析了荧光光谱参数F₇₄₀/F₆₈₅（为峰值740,685 nm处的荧光强度比）与氮水平的相关性,发现氮含量的变化对水稻叶片荧光光谱特性影响明显。通过该实验验证了荧光参数的峰值比F₇₄₀/F₆₈₅与氮含量呈明显的线性正相关,相关系数（r）为0.871 8,均方根误差（RMSE）为0.076 82。实验表明采用激光诱导荧光光谱探测技术具有快速无损等优点,且有一定潜力用于定量测量植被营养元素的含量,为采用荧光技术对农作物施氮管理提供了支持。     

水稻土可见-近红外-中红外光谱特性与有机质预测研究

土壤有机质是农田肥力评估的重要指标,要实现快速获取大面积土壤有机质的含量需要建立高效、稳健的预测模型。光谱技术能够快速诊断土壤有机质,以水稻土为例,从校正样本选择方法的对比,研究了可见-近红外、中红外和可见-近红外-中红外三种不同波段光谱对土壤有机质的预测能力。可见-近红外和中红外区域的光谱反射率转换成吸收率后通过Savitzky-Golay平滑法去噪,通过三种校正样本选择方法建立相应的偏最小二乘回归预测模型。通过Rank-KS法建立的三种波段的有机质预测模型均优于Rank法和KS法,中红外波段光谱的模型预测能力强于可见-近红外和可见-近红外-中红外波段的预测模型,基于Rank-KS法建立的中红外波段有机质预测模型取得了最好的预测效果,RMSE_P仅为3.25 g·kg-1,RPD达到4.24,依据VIP得分筛选出可见-近红外和中红外波段的水稻土有机质重要建模波段。因此,中红外光谱建模技术能够对水稻土有机质进行快速定量分析,Rank-KS法可提高模型的预测能力,为今后农田肥力评价和科学施肥提供技术支持。     

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。     

高压处理后水稻抗氧化酶活性及对逆境胁迫的响应

 对经高静水压处理的水稻粤香占（Oryza sativa L. cv. Yuexiangzhan）种子播种后的植株进行了抗氧化酶活性的测定和对逆境胁迫响应的研究。结果表明,高压处理抑制了水稻生长早期（12 d）色素和蛋白质含量的增加,并使早期抗氧化酶活性表现较对照低。随着播种天数增加,经高压处理的材料中的色素、蛋白质含量不同程度地增加,抗氧化酶活性发生改变,至播种后32 d时,高压处理的叶绿素含量和可溶性蛋白含量都高于对照粤香占。在自然低温条件下,经高压（干压、湿压）处理的植株其Rubisco大、小亚基含量和光合色素含量较高,抗光抑制能力增强,具一定的耐低温性。