植物离子组学研究进展     

沙之敏  赵峥  卢琳芳  史超超  曹阳  袁婧  曹林奎 《植物营养与肥料学报》2017,23(5):1370-1377

【目的】植物离子组学是研究植物体内无机元素组成的一门综合学科。通过现代高通量的元素分析手段 (如ICP-MS),结合生物信息学、功能基因组学、数理统计学等手段研究植物吸收、养分元素积累和重金属污染物的机理及遗传学与分子生物学机制,是植物营养与环境生物学研究领域的新方向。因此,了解植物离子组学的研究方法及其应用方向对于拓展人们对植物和生态系统中元素循环机制的认识,调控植物元素循环等方面具有重大的意义。主要进展本文就近年来关于离子组学领域的研究成果,首先介绍了离子组和离子组学的概念;然后总结了离子组学的发展历程和目前从事相关研究的机构及其各自研究方向;并对离子组数据的转化和分析方法进行阐述;最后重点综述了离子组学的应用,包括从生态学角度探索生态系统中元素间的多重平衡;植物离子组与环境驱动因子、食品安全和超积累植物筛选间的关系;植物离子组结合基因组学对矿质元素吸收转运机制的探索。展望1) 从植物营养和食品安全角度出发,对粮食作物、经济作物和果树等进行离子组学研究;2) 从系统生物学或元素的生物地球化学循环角度对元素在土壤–微生物–植物、生产者–消费者–分解者等系统中的流动循环进行研究;3) 从学科交叉的角度来研究离子组学与基因组学、蛋白组学及代谢组学的相互关系。  相似文献   

施肥方式对水稻‘花优14’干物质积累、产量及肥料利用率的影响   总被引：1，自引：0，他引：1  

沙之敏  陈侠桦  赵峥  史超超  袁永坤  曹林奎 《中国生态农业学报》2018,26(6):815-823

基于长期测坑定位试验,连续两年研究了不同施肥方式对上海地区高产杂交水稻‘花优14’干物质积累规律、产量和肥料利用率的影响,以期为上海地区稻田科学的养分管理提供理论依据。试验设置4个处理:不施肥(CK)、单施化肥处理[CT,300 kg(N)×hm~(-2),60 kg(P2O5)?hm~(-2)和60 kg(K2O)?hm~(-2)]、有机无机配施处理(MT,与CT等氮磷钾,80%尿素+20%有机肥,磷钾不足部分以化肥补充)和单施有机肥处理(OT,与CT处理等氮量),分析了不同施肥处理下水稻干物质积累特征、产量结构、肥料利用率和经济效益的差异。结果表明,水稻生育期干物质量积累符合Logistic方程。MT年平均干物质最大积累速率达0.78 kg?hm~(-2)?d~(-1),分别比OT和CK显著高0.17 kg?hm~(-2)?d~(-1)和0.19 kg?hm~(-2)?d~(-1),与CT之间无显著差异。MT灌浆期同化物输入对籽粒贡献率为76.3%,与CT差异不显著,但比OT和CK处理分别显著提高9.4%和5.2%。水稻收获后,MT的年平均产量分别比CT、OT和CK处理高3.5%、15.6%和63.4%,氮素农学利用率分别较CT和OT提高9.7%和53.7%。有机肥结合化肥施用能够显著提高水稻干物质积累速率并促进花后同化产物向籽粒的输入,从而提高产量,在保证水稻经济效益的同时减少化肥投入,提高了肥料利用率,是较优的施肥方式。  相似文献   

基于光谱变换的低温胁迫下冬小麦叶绿素含量估测研究   总被引：2，自引：0，他引：2  

张雪茹  冯美臣  杨武德  王超  郭小丽  史超超 《中国生态农业学报》2017,25(9):1351-1359

近年来,冻害已成为影响我国冬麦区的农业气象灾害之一,及时、快速、准确地获取冬小麦叶绿素含量对于监测冬小麦冻害发生具有极其重要的意义。本研究通过低温胁迫试验,在拔节期对两个冬麦品种进行-6℃,4 h、8 h和12 h的胁迫处理后,测定其冠层光谱反射率,并对原始光谱数据进行15种典型变换处理,分析比较不同光谱变换下冬小麦叶绿素含量的PLSR模型,筛选出能够表征低温胁迫下冬小麦叶绿素含量的最佳光谱变换方式。结果表明,随低温胁迫时间的延长,两个冬小麦品种叶绿素含量呈降低趋势,随着低温胁迫后天数的增加,各处理与对照的差异逐渐减小。胁迫后5 d,近红外区域反射率有较大升高,并随低温胁迫后时间的延长而升高;在可见光区域,短期内差异不明显。胁迫后10 d、20 d、35 d,黄、红波段逐渐趋于水平,同时近红外区域反射率差异逐渐缩小,可见光区域光谱反射率出现不同程度的上升。对原始光谱数据进行15种典型变换处理,发现原始光谱的倒数、对数、幂、平方根等变换难以提高与叶绿素含量的相关性,且建模效果较差。除原始光谱对数的一阶微分(T6)外,其他微分变换处理的叶绿素含量诊断模型都优于原始光谱。综合考虑模型的校正、验证效果、模型最佳因子数以及相对分析误差的大小,二阶微分变换处理(T15)叶绿素含量校正模型的R2和RMSE分别为0.930、0.340,验证模型的R~2为0.753,表明基于T15的光谱变换数据可实现低温胁迫下叶绿素含量的准确估算,为最佳光谱变换方式。  相似文献