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植物根部可吸收水分拉力计

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植物根部可吸收水分拉力计相关的资讯

  • 手机跌落不碎屏 新材料可吸收冲击能量达96%
    p style=" text-indent: 2em " 近日,蒙特利尔工程学院的一个科研团队在《细胞报告物理科学》杂志上发表了一项最新研究成果,称他们利用增材制造的方式,发明了一种新型复合材料。该材料可吸收高达96%的冲击能量,且材料不会破碎。这种材料的出现使生产更加耐用的智能手机保护屏成为可能。 /p p style=" text-indent: 2em " 研究人员表示,该材料的设计灵感来源于蜘蛛网和其惊人的特性。弗里德里克· 高斯林教授称,蜘蛛网可以在其丝蛋白内部的分子层面,通过牺牲性连接进行变形,因此可以抵抗昆虫撞击时产生的冲击力,而正是这一特性启发了他们。 /p p style=" text-indent: 2em " 该研究意在展示如何将塑料织带与玻璃面板相结合,从而避免面板在受到撞击时破碎。聚碳酸酯加热后,会变得像蜂蜜一样黏稠。利用该属性,高斯林教授的团队使用3D打印机来“编织”一系列厚度小于2毫米的纤维,然后在整个网络凝固之前,快速垂直打印一系列新的纤维。 /p p style=" text-indent: 2em " 当3D打印机将打印材料缓慢挤出形成纤维时,熔化的塑料会形成圆形,最终形成一系列环。“一旦硬化,这些环就会变成牺牲性连接,从而赋予纤维更大的强度。当碰撞发生时,这些牺牲性连接会吸收冲击能量并断裂,以维持纤维的整体完整性,与丝蛋白类似。”高斯林教授解释说。 /p p style=" text-indent: 2em " 研究的主要作者邹世波(音译)将一系列纤维网嵌入透明树脂板,然后进行了冲击试验。结果,这种晶片可分散多达96%的冲击能量而不会破裂,只是在某些地方变形,从而保持了晶片的整体完整性。 /p p style=" text-indent: 2em " 其实,早在2015年发表的一篇文章中,高斯林教授的团队就展示了制造这些纤维的原理。此次发表的文章则揭示了当这些纤维缠结成网时如何表现其性状。 /p p style=" text-indent: 2em " 高斯林教授认为,除智能手机屏幕,该材料还可用于制造新型防弹玻璃、飞机发动机的保护涂层等。 /p p br/ /p
  • LI-2100 | 利用同位素技术解析植物水分来源的不确定性
    水是地球上最丰富的天然资源之一,它是所有生物体的基本需求。水在地球上循环的过程中,植物水分吸收与蒸腾演绎着重要的角色。植物通过根系吸收水分,并将水分输送到植物的各个部位。植物通过蒸腾作用释放水分到大气中,形成了大气中的水蒸气。植物水分的来源和分配是植物生长和发育过程中的重要环节,也是相关科研的重点,水同位素技术成为科研过程中十分重要的一种科研手段。今天推荐给大家的优秀文章与此相关。利用同位素技术解析植物水分来源的不确定性因为蒸腾占据了61%-65%的陆地生态系统蒸散量,植物水分吸收在全球水循环中发挥着重要作用。植物是土壤和大气水文过程的纽带,这就是实施植物恢复可以改善区域环境的原因之一。在此背景下,研究植物水源划分为如何提高植被生产力和水资源可持续管理提供重要信息。因为植物和环境条件相互作用,水分吸收是一个复杂的过程,这使得植物水源分配变得复杂。近几十年来,同位素广泛应用于植物水源划分,因为它可以标记不同水源,且激光光谱技术使其测量更容易。然而,植物水分来源解析存在很大的不确定性(如示踪剂选择、修正方法及混合模型选择)。基于此,来自西北农林科技大学的研究团队以陕西省长武黄土塬区苹果树(18和26年树龄)为研究对象,在6月至10月的生长季节,每月采集0~6 m(20 cm间隔)的土壤样品及土壤采样点周围四棵苹果树的1年生枝条(n=50),快速剥离树皮和韧皮部以避免同位素分馏。同时收集降水。利用全自动真空冷凝抽提系统(LI-2100,北京理加联合科技有限公司)提取植物和土壤中的水分,并利用水同位素分析仪测定水体δ2H、δ17O、δ18O值。考虑示踪剂、修正方法和混合模型的不确定性,选择4种示踪剂(2H、3H、18O、17O),2种木质部水同位素修正方法(2H-SWexcess和2H-SRWC)和4种混合模型(IsoSource、SIAR、MixSIR和MixSIAR),产生124种组合后,量化了不同来源的不确定性。植物水源划分的不确定性分析框架。(a)考虑的不确定性因素;(b)不确定性分析;(c)方法优化。本研究创新点(a)量化每个不确定性成分对总不确定性的贡献,以确定影响植物水源分配准确性的主导因素;(b)为研究植物水源分配选择适当方法提供了框架。该研究为评估和选择植物水源分配方法提供了技术支持,并有助于更好地了解植物水分利用机制。2020年降水(a)、木质部水(b)和土壤水(c、d)同位素组成的季节变化。(a,b)分别为不同月和不同土壤深度的植物水源划分的总体不确定性。(c) 总体不确定性的细目分类,以及10月份和0-1 m土层的不确定性。M、T和B分别代表混合模型、示踪剂和校正方法。2020年生长季(a)18年生和(b)26年生苹果树不同层土壤水对木质部水分的相对贡献(采用2H18O与MixSIAR模型最佳组合)。研究结论本研究探讨了植物水分来源的不确定性及方法优化,其至关重要,但尚未得到广泛研究。以黄土高原的苹果树为例,发现混合模型、示踪剂及二者相互作用分别解释了37%、28%和27%的不确定性,而木质部水同位素修正方法仅占总不确定性的2%。基于此,推荐了最优的示踪剂和混合模型组合(2H18O+MixSIAR)量化植物水源。这些结果为植物水分来源解析提供了重要的方法支撑。
  • 美教授发明树干取样法分析土地污染状况(组图)
    在美国密苏里州罗拉市舒曼公园测验树木。   在舒曼公园,密苏里科技大学研究生麦特利姆尔从树木中提取样品。   人说“一木知春”。美国密苏里科技大学的学者们,却从一小片木头中就能知道土壤和地下水的污染程度和成分,研究出了不需要钻井翻土,仅仅利用树木,便可分析土壤及地下水污染的方法。这个方法叫作“植物辩证”,可以大大减少调查时间及花费,还不破坏土壤环境。密苏里科技大学土木环境系的宙波肯教授和他的同事们,已在5个国家和美国8个州的30个污染点,对这个方法做了测试,效果令人惊喜。   据美国新闻智慧网4月15日报道,密苏里科技大学的波肯教授介绍说,树木是天然的太阳能泵,当水分从叶片散失时,会产生拉力,使植物体内水分上升,根部便能够从土壤中吸水,并把地下水及其中的化学物质抽取到地面。这个现象被称为“蒸散作用”(evaportranspiration)。在过去的测试中,波肯教授及学生从树干中提取少量样品,带回实验室进行化验。如今,他们开始使用特制的、低损伤的薄片从树干中取样,即固相微萃取纤维(简称SPME)技术,来检测树干中的化学成分。   波肯教授说,这种从树干中取样化验的方法已经存在一段时间了,但他们研发出的新方案,使这项技术的几个层面都得到了改进。仅仅利用几棵树,工程师们便可迅速判断地下污染情况。而对树木的损伤,仅仅是取出了1英寸长、铅笔粗细的一小段木质。每个固相萃取装置都比铅笔芯还要细,可带回密苏里科技大学的环境研究中心萃取和分析污染物。最近,波肯教授和他的同事们又开始使用移动分析仪器,即气相色谱-质谱分析仪,现场分析树木。   相对于这种新技术,传统方法费时费力,还会对环境造成大的损伤。波肯教授说,传统的地下水采样需要动用重型机械,在地上挖“取样井”,再从中提取地下水样品。举例来说,密苏里州的塞达利亚市为了检测废弃铁路附近的三氯乙烯及全氯乙烯的污染情况,历经12年,打了40口“取样井”。而波肯教授和一群学生仅仅用了一天时间,采集了114棵树的样本,便对污染范围及位置作出了更为精准的判定。   密苏里科技大学环境系研究生麦特利姆尔介绍说,树木最适宜用来测量三氯乙烯及全氯乙烯这样的溶剂,因为这样的溶剂由小分子构成,疏水,且易挥发。这样的特征令三氯乙烯及全氯乙烯容易被树木吸收。麦特已获得美国国家科学基金会奖学金,并将从今年秋季开始在密苏里科技大学攻读博士学位。   几年前,在密苏里州罗拉市的舒曼公园附近,有一家名为“繁忙蜜蜂”的洗衣店。几年前,这家洗衣店曾提供干洗服务,现在这项服务已中断。因为波肯教授的学生们利用罗拉公园内的树木,检测过该洗衣店对地下水的污染情况。结论是,洗衣店排出的污水已经渗入地下水,虽然还没达到危害人类健康的水平。现在,波肯教授及其学生正与当地的咨询公司“三角工程”合作,在罗拉公园内种植更多的树木,来把地下水中的污染物抽出来。波肯教授介绍,这种方法被称为“植物弥补”(phytoremediation),可帮助加速抽取地下水中的污染物,减少对附近福瑞斯克湖的污染。这些污染物一部分可被植物分解,一部分可挥发到大气中,在阳光的催化下迅速与氧气发生反应,然后消失。   最近,波肯教授同另外两名教授——该校化学系校长授课教授马银法博士和化学系助理研究教授史宏兰博士,共同获得了美国军队的伦纳德伍德机构的研究经费,用来开发这种“植物辩证”方法的新领域。利用这笔新经费,研究者们将调整原有用来测量氯化溶剂的方法,用来测量少量的爆炸性物质。现有的装置可在树木体内检测气体分子,但波肯说,爆炸物是一种不同的污染物,需要检测液体。能够收集这种污染物样品的装置,将帮助军队清理军营里泄漏的爆炸物。   波肯也计划改变现有方法来检测杀虫剂和除草剂。他说:“21年前,我从观察阿特拉津(一种常用除草剂)开始了我的事业,现在应该是实现初衷的时候了。”波肯已申请并获得了他的植物采样方法的专利,并将该项技术的使用权授给了“福斯基础设施及环境”(FothInfrastructureandEnvironment),一家美国中西部工程公司。这家公司与密苏里科技大学合作,推广并使用波肯的技术。
  • 托普云农自动定氮仪检测每天水稻氮的吸收和积累
    水稻是稻田生态系统中主要生产作物,氮素是影响水稻生长的一个重要营养元素,磷和钾是除氮素外对水稻生长具有同等重要作用的营养元素。植物体内碳几乎全部是由植株自身光合作用同化 CO2 形成碳水化合物,而光合碳代谢与氮素的投入、植株氮素同化之间关系非常密切。因此,研究稻田生态系统碳氮循环耦合关系具有一定的理论意义。本研究以稻田生态系统长期定位试验为对象,分析等氮投入不同氮源、不同氮磷钾施肥配比二种施肥方式下水稻植株体内碳、氮的积累与分配特征,探讨不同施肥水平下水稻植株碳氮累积关系,为稻田生态系统中碳氮循环耦合机制提供一定的理论依据。使用定氮仪检测得到如下主要结果:   (1)基于等氮投入、不同氮源施肥长期定位试验,分析水稻植株碳、氮积累与分配。结果表明,水稻各器官的碳含量在不同处理之间没有明显差异(P0.05),但氮含量有明显的差异。有机–无机配施处理的茎叶、籽实中氮含量分别为 8.9 ~ 10.2 g.kg-1 和 11.9 ~ 14.8 g.kg-1,比施用化肥处理的高 13% ~ 53%和 9% ~ 19%,比对照(不施肥)高 12% ~ 77%和 23% ~ 32%。水稻碳、氮储量大部分积累在植株的地上部分,其中,有机–无机施肥处理的籽实中碳、氮储量较大,分别为 3467.8 ~ 4323.9 kg.hm-2和 120.3 ~ 135.2 kg.hm-2,比施用化肥处理分别高 13% ~ 23%和 26% ~ 45%。茎叶和籽实中碳储量占整个植株中储量的 34% ~ 38%和 51% ~ 60%;氮储量占总氮储量的 28% ~ 34%和 61% ~ 68%。结果表明,籽实是水稻植株主要的碳、氮汇,有机–无机肥料配施有利于水稻氮的吸收和积累,对于水稻碳氮固定和累积有一定的促进作用。   (2)基于我国南方双季稻田区 20 a 施肥处理长期定位试验,分析不同氮磷钾施肥水平对水稻碳、氮积累与分配。结果表明,水稻籽实和茎叶中的碳含量普遍高于根部碳含量;籽实碳含量在 N 处理下最高,为 432.79 g.kg-1,其余施肥处理下籽实碳含量的差异不显著。而氮含量在不同施肥处理下差异较大,以 N 处理下最高,为 18.90 g.kg-1,其次是 NPK 处理,为 17.93 g.kg-1。水稻碳、氮储量大部分积累在植株地上部分的籽实和茎叶中,分别是地下储量的 6.8~9.2 和 9.8~14.1 倍。随着施氮水平的增加,水稻籽实中的碳储量也相应增加,而在相同的施氮水平下,偏施氮肥处理水稻籽实中的碳氮储量明显低于 NPK 处理,NC 处理的籽实碳氮含量低于 NPKC。因此,与偏施氮肥相比,氮磷钾三大元素的综合施用更有利于水稻生长过程中碳氮的累积和分配。   (3)利用等氮投入不同氮源和不同氮磷钾投入两种施肥方式对不同生育期水稻植株生长过程中碳氮的积累与分配分析表明,在水稻分蘖期和孕穗期,相对于其它施肥处理单施化肥处理显著增加水稻植株体内氮含量,如孕穗期时,宁乡点根部和地上部分水稻氮含量在NPK处理下最高,分别为11.87 g.kg-1和20.06 g.kg-1;从抽穗期至成熟期时,有机-无机结合的施肥方式有效促进了水稻植株对氮素的吸收和碳氮的积累,如宁乡点晚稻成熟期籽实氮含量在 LOM 和 HOM 处理下显著最高,分别为 20.36 g.kg-1和 21.22 g.kg-1。研究表明,合理的施肥能在水稻不同生长时期有效促进植株内碳氮的吸收和累积。   (4)在等氮投入不同氮源的条件下,有机-无机结合配施显著降低了成熟期籽实碳氮比,其比值为 28.0~35.0,是 NPK 处理的 84%左右;不同氮磷钾配施下,除CK 处理外,籽实碳氮比在其余施肥处理下没有显著性差异,茎叶 C/N 以 N 处理下显著最高,为 67.6。在水稻各个生育期,有机肥-无机结合配施均降低了植株中碳氮比,不同氮磷钾投入下,添加有机物循环的处理(NPC 和 NPKC)下水稻植株碳氮比均低于无循环处理(NP 和 NPK),主要是因为配施有机肥增加了水稻植株体内氮素的含量。   在介绍了以上的介绍后,我们了解到稻植株地上部分是主要的碳氮汇,其中籽实碳氮储量较高。随着施氮水平的增加,水稻籽实中的碳储量也相应增加,在相同的施氮水平下,氮磷钾综合施用比偏施氮肥处理更有利于水稻生长过程中碳氮的累积。在等氮投入不同氮源下,有机-无机肥配施显著提高了水稻植株体内氮素的含量;在不同氮磷钾投入下,添加有机物循环处理下水稻植株体内碳氮含量及储量均普遍高于无有机物循环处理,可见添加有机养分能促进了生长过程中水稻碳氮的同化与吸收。研究表明,合理的施肥能有效促进水稻植株碳氮的固定和累积,有机–无机肥料配施有利于水稻氮的吸收和积累,对于促进水稻植株碳氮的固定和累积还具有一定的潜力。
  • EP南农崔瑾:血红素加氧酶诱导剂抑制BcIRT1转录降低小白菜Cd吸收
    预存多赠5% 还有生活大礼!给自己预定一个创新的机会NMT作为生命科学底层核心技术,是建立活体创新科研平台的必备技术。2005年~2020年,NMT已扎根中国15年。2020年,中国NMT销往瑞士苏黎世大学,正式打开欧洲市场。崔瑾往期NMT成果:NMT主导钙依赖的活性氧信号介导富氢水促根系拒镉的研究基本信息主题:血红素加氧酶诱导剂抑制BcIRT1转录降低小白菜Cd吸收期刊:Environmental Pollution影响因子:6.792研究使用平台:NMT重金属创新平台标题:Hemin-decreased cadmium uptake in pak choi (Brassica chinensis L.)seedlings is heme oxygenase-1 dependent and relies on its by-products ferrous iron and carbon monoxide作者:南京农业大学崔瑾、苏娜娜检测离子/分子指标Cd2+检测样品小白菜根伸长区(距根尖8 mm根表上的点)和成熟区(距根尖16 mm根表上的点)摘要镉(Cd)是农田中的主要污染物,不仅极大地限制了农作物的生产,而且通过进入食物链还会给人类健康带来严重威胁。之前的研究表明,hemin处理可以减少小白菜幼苗中Cd的积累,然而其机制还不清楚。本研究使用非损伤微测技术(NMT)实时监测小白菜根部Cd2+流速,证明hemin处理可以降低植物对Cd的吸收,而不是Cd在植物体内发生转移。此外,研究通过比较小白菜幼苗、野生型拟南芥及heme oxygenase-1(HO-1)突变体对不同化学处理的反应,证据了hemin是以HO-1依赖的方式降低Cd的吸收。此外,对hemin降解产物的分析表明,hemin对Cd吸收抑制可能通过抑制菜根中Fe2+/Cd2+转运体BcIRT1的表达来实现的。离子/分子流实验处理方法① 3日龄幼苗,10 μM hemin预处理1 d再用20 μM CdCl2处理20 min(hemin/Cd),对照为仅用20 μM CdCl2处理,不施加hemin预处理(-/Cd)② 3日龄幼苗用无、10 μM hemin或10 μM ZnPP预处理1 d,用20 μM CdCl2处理20 min③ 3日龄幼苗用无、10 μM Fe2+、10 μM CORM-3或10 μM BR预处理1 d,用20 μM CdCl2处理20 min离子/分子流实验结果采用NMT技术测定了小白菜根表面Cd2+流速的变化,探讨了氯化血红素(hemin)处理后,小白菜幼苗Cd含量是否由于Cd吸收减少而降低。在Cd胁迫下,小白菜根尖迅速吸收Cd2+,在伸长区的内流速率高于成熟区(图1E和G)。与对照组相比,氯化血红素预处理显著减少了Cd2+的内流,在伸长区和成熟区分别平均减少17.4%和18.5%(图1F和H)。因此,在Cd胁迫下,hemin处理降低了Cd的吸收,而不是Cd的运输。图1. Hemin预处理对小白菜根尖不同区域的Cd2+净流速的影响ZnPP预处理的小白菜幼苗根部Cd2+吸收速率在伸长区和成熟区分别显著提升了17.6%和6.5%(图2)。图2.Hemin或ZnPP预处理对小白菜根尖不同区域的Cd2+净流速的影响如图3所示,CO和Fe2+预处理显著降低了根系伸长区和成熟区对Cd的吸收。与该结果一致的是,CO和Fe2+预处理的幼苗中积累的Cd较少(图3)。相反,BR预处理呈现出与非预处理幼苗类似的Cd内流速率(图3)。综上,hemin降解的副产物CO和Fe2+可能是通过抑制Cd的吸收共同促进了Cd的耐受。图3. Fe2+、10 μM CORM-3或10 μM BR预处理对小白菜根尖不同区域的Cd2+净流速的影响其他实验结果与单纯Cd处理相比,hemin+Cd的处理显著降低了所有被测组织(地上部分、茎、叶等)中的Cd浓度。施用hemin并不影响Cd在整个植株体内的转移系数(translocation factor)。ZnPP可以消除hemin对BcHO-1表达的诱导作用。hemin+ZnPP的预处理未能消除Cd胁迫的影响,至少没有达到hemin单独预处理的程度。因此,hemin在Cd耐受性中的积极作用很可能依赖于HO-1活性。hemin增强的HO-1依赖的Cd耐受性似乎在不同植物物种中具有保守性。hemin降解产物(CO、Fe2+和BR)对Cd胁迫下植物生长的保护作用可能与hemin相似。Cd胁迫和ZnPP预处理显著诱导BcITR1转录,而hemin、Fe2+和CO预处理抑制了BcITR1的表达。结论本研究发现,外源hemin的施用通过HO-1依赖的方式减少Cd的吸收,提高了Cd的耐受性。抑制Cd的吸收可能是依赖hemin的副产物Fe2+和CO,通过抑制BcIRT1转录来实现的。离子流实验使用的测试液0.02 mM CdCl2 , 0.1 mM KCl , 0.3 mM MES , pH 6.0文章原文:https://doi.org/10.1016/j.envpol.2020.115882
  • 【CEM】植物基替代肉类的近似组成和金属分析
    01 摘要 随着人口增长和环境问题的日益突出,对可持续且营养丰富的替代蛋白质来源的需求持续上升。为了应对这一挑战,工业界和监管机构一直在关注如何跟上这个不断变化的市场。基于植物的蛋白质几十年来一直是替代蛋白质来源的首xuan选。然而,为了增加消费者的接受度,仍需要进行大量研究。行业必须考虑这些基于植物的蛋白质的口感、质地、外观和营养成分,以便制定出与传统肉类相当的选择。这一点进一步强调了在新规定和测试协议进入市场时进行多组分测试的必要性。在此,我们介绍了一种测试水分、脂肪、蛋白质、灰分和微量金属(包括金属和盐)的方法,该方法采用高精度技术,适合在线结果快速反馈,以便批次可以发布。这项技术遵循现有的 AOAC 和 FDA 方法学,为替代蛋白质,特别是基于植物的蛋白质,设定了遵循类似协议的先例。+02 引言随着对动物养殖对环境的影响、动物福利以及传统肉类产品的营养质量问题日益关注,基于植物的替代产品正引起人们越来越浓厚的兴趣。然而,让消费者完荃接受基于植物的替代品一直是个挑战。对于生产商来说,复制传统肉类产品的口感和质地被证明是非同小可的难题。尽管各公司致力于确保其提供的产品营养密集且价格合理,但监管机构和标准组织则在努力监控和评估当前分析技术的有效性。从内部近似分析和营养标签测试,到遵循 FDA 对污染物的要求等,与分析替代蛋白产品相关的所有事项仍在探讨中。03 植物基产品的近似分析 除了需满足监管要求外,生产高品质植物基产品还需进行必要的近似分析测试。对原材料、生产过程中及最终产品的水分、脂肪、蛋白质和灰分含量进行准确测定,对于在制造阶段适时调整产品至关重要。尽管外部实验室通过精细的方法分析可提供可靠结果,但由于耗时较长,在产品急于上市的情况下,时间成本显得尤为昂贵。 水分 水分含量对于口感、保质期以及许多产品的一致生产至关重要。由于许多替代蛋白选项旨在复制传统基于肉类的产品,因此模仿动物肉的一致质地极为重要。此外,正确的水分含量确保了更长的保质期,有助于市场可行性。水分分析是一个简单过程,在传统测试中没有太多变化。现有方法非常适合新的和新奇的替代产品;无论是使用烘箱法进行批量干燥,还是使用卤素或 IR 水分天平在 10-20 分钟内获得结果,或者像 CEM 的 SMART 6&trade 这样的微波/IR干燥,在 2 分钟内获得结果,基本方法保持不变。从样品中去除水分含量,然后确定差异。方法理论之间主要的区别是所需的时间和结果的精确度。来自 SMART 6 的结果,一种 2 分钟的水分测试,呈现在表1-4(见文末)中,并与传统的参考方法如 AOAC 950.46 和 934.01 进行了准确性比较。精度可以通过重复样本或范围看出。 灰分 为了模拟动物肉的感官体验,植物基肉类中添加了粘合剂、矿物质、盐、调味料和色素,这些添加剂通常占产品总成分的 0-15%。1随着对口感和质地改进的持续研究与开发,测定新成分添加后剩余的无机材料百分比灰分变得必要。采用如 Phoenix BLACK&trade 这样的微波炉式马弗炉,能够快速升温,使企业能在一个系统中使用多种温度,避免了长时间加热。Phoenix BLACK&trade 的独牛寺设计在于其腔体内的气流,配合 CEM 石英纤维坩埚使用,可以显著减少烧灰所需的时间。如同水分测试一样,传统的烧灰程序可以很好地应用于替代肉制品的测试。然而,在面对更为复杂的技术挑战,如脂肪和蛋白质测试时,我们可能会遇到各种难题。 脂肪 植物基肉类替代产品通常天生脱脂,其脂肪含量较动物衍生产品为低。因此,在加工过程中需添加脂肪或油分。这种添加对纤维结构的形成影响深远,可能导致挤压过程中的问题并对大分子排列产生不利影响。2此外,植物基脂质的熔融特性、化学组成、饱和度、链长、分子性质及整体性质与动物来源的脂质存在显著差异,1这增加了另一层复杂性。尽管如此,脂肪仍是健康、均衡饮食的重要组成部分。脂肪是人体无法自行产生的必需脂肪酸的来源,同时还是吸收维生素 A、D 和E 等必需维生素的必需品。油脂还能增强风味、质地和口感,这对消费者偏好产生极大影响。由于油脂是一种成本较高的成分,对最终产品有很大影响,因此严格控制其含量对于管理成品的总成本以及最终的利润至关重要。 传统动物肉类拥有悠久的验证历史,有大量数据支持已定义的方法。这些脂肪分析方法包括经典的索氏提取参考方法和通过先进技术如 NIR、X 射线和 NMR 进行的快速校准方法。 蛋白质 在比较传统肉类与其植物基替代品时,营养密度是两者之间最大的差异所在。为了提高植物基肉类替代品的总蛋白含量,生产商必须利用水解、发酵、分离和提取的植物蛋白产品。这些经过深度加工的蛋白产品的添加可能会影响味道、气味、外观和质地。3这也正是准确和可重复测试的重要性所在。在经过验证的 Udy 染料结合法的基础上,CEM 创造了全自动化快速蛋白分析仪 Sprint® 。通过使用一种只与蛋白质相互作用的染料结合分子,而非游离氨基酸或非蛋白氮,Sprint 不仅能够为植物基食品的原料提供更准确的蛋白结果,也能够对过程中和最终产品本身进行测定。 对多种植物基肉类替代品的水分、灰分、脂肪和蛋白进行了测试。一式三份的数据呈现在表 1-4 中(见文末),这些表格还显示了通过 AOAC 950.46/934.01、954.02 和 2001.11 获得的水分、脂肪和蛋白的参考结果,以验证快速方法的精确度和准确性。同时,快速获取结果的能力使得可以在生产过程中或作为新产品研发的一部分进行调整。04 植物基产品中痕量金属的分析 植物基替代产品的另一个发展阶段是对质量控制测试的需求增加,如金属探测。像 Prop 65 这样的立法旨在更好地调整食品和其他消费品中的重金属测试。这为消费者提供了安心,确保他们食用的食品是安全的。然而,对于植物基替代产品的制造商来说,这可能是一把又又刃剑。例如,鱼中的汞含量一直是一个长期关注的问题。植物基产品旨在减少汞的问题,同时减轻商业捕鱼对环境的影响,但众所周矢口,植物会从地面吸收金属。因此,与动物基产品相比,植物基产品可能具有更高的金属本底水平。更进一步,制造商可能会引入某些成分和添加剂,这些成分可能会贡献这些升高的水平,所有这些都是为了改变最终产品的外观或味道,使消费者从传统肉类过渡到植物基替代品更加容易。 处理 FDA 及其他立法要求可能较为复杂。CEM 一直是 AOAC 和 FDA 传统食品样品制备和分析方法的关键合作者和参与者。MARS 6&trade 微波消解系统和协议被 AOAC 方法 2015.01 和 FDA EAM 方法 4.7 引用。作为行业令页导者和创新者,CEM 与许多主要的植物基公司合作,就金属测试的适当方法和要求提供咨询,并就如何避免可能导致审计、召回和失去消费者信任的重大错误提供指导。 以下是 CEM 收集的数据简要概述,包括植物基牛肉末、鸡肉条替代品、大豆基热狗和植物基金枪鱼。选择这些产品是因为它们易于获得,可以以最少加工(研磨)的形式购买,或作为一件后来被捣碎以获得更均匀样品的件。作为比较,还测试了三种不同类型的金枪鱼,提供了一种常见的消费鱼类样本的基线比较。基于营养、添加和毒性分析了十四种元素,以提供广泛的分析物范围。还制备并分析了三种标准参考材料(SRMs),以验证分析性能。这些包括 NIST 参考材料,SRM 1568c 米糠、SRM 1547 桃叶和 SRM 1947 密歇根湖鱼。 SRM 元素的恢复率均在 85-100% 之间,验证了方法学(微波消解和分析)。一般来说,四大毒性元素(Pb、Cd、Hg和As)的含量较低,如表 5 和表 6 (见文末)所示,这在消费品中是可以预期的。目前 FDA 没有为食品中的重金属设定限制。然而,如果我们查看世界卫生组织(WHO)对植物材料的允许限制,我们发现铅的限制在 ppm 范围内,而镉是 1.30 ppm。WHO 没有列出砷或汞。与动物基产品相比,植物基产品被发现含有略高的铅水平(但在监管限制内4),但其他四大重金属的含量较低。这与预期一致,由于土壤样本中通常发现高水平的铅。植物基蛋白质将从其生长的土壤中吸收重金属。另外,与传统的金枪鱼样本相比,传统的金枪鱼样本的砷和汞水平显著高于其他测试的植物基替代品,这对金枪鱼来说并不意外。 在植物基样本中的盐分含量(钠、钾和钙)普遍高于传统金枪鱼产品。这些通常是作为替代蛋白产品的调味剂添加的,以帮助它更接近模仿其肉类产品,但也可能因从土壤中吸收而存在。测试的锰、铜、钼和铝在植物基样本中也较高,这同样可能是由于土壤吸收,因为这些元素在土壤样本中非常常见。Mn 和 Mo 也用于各种植物喂养周期(如光合作用和氮固定5),因此在植物中比动物中更为常见。 05 结论 随着配方的发展和市场上出现更多可供选择的替代蛋白来源,消费者接受度和监管机构的监管力度都在增加。这导致了对可靠测试方法需求的增加。准确且及时交付的结果可以在制造和研发过程中节省资金和资源。CEM 产品在食品行业中的应用已超过 45 年,提供了快速且可靠的结果。CEM 致力于替代蛋白行业,正在与他人合作开发、测试和制定规章制度。将传统上用于动物基蛋白源的技术用于植物基蛋白源的独牛寺能力,将有助于平稳过渡到监管要求。06 结论 1.Chen, Q., Chen, Z., Zhang, J., Wang, Q., & Wang, Y. Application of Lipids and Their Potential Replacers in Plant-based Meat Analogs. Trends in Food Science & Technology [Online] 2023.138, 645-654. 2.Ahmad, M., Qureshi, S., Akbar, M. H., Siddiqui, S. A., Gani,A., Mushtaq, M., Hassan, I., Dhull, S. B. Plant-based Meat Alternatives: Compositional Analysis, Current Development and Challenges. Applied Food Research [Online] 2022, 2(2),100154. 3.Kiczorowski, P., Kiczorowska, B., Samolinska, W., Szmigielski,M., & Winiarska-Mieczan, A. Effect of Fermentation of Chosen Vegetables on the Nutrient, Mineral, and Biocomponent Profile in Human and Animal Nutrition. Scientific Reports [Online] 2022, 12(1), 13422. 4.Osmani, M., Bani, A., Hoxha, B. Heavy Metals and NiPhytoextractionin in the Metallurgical Area Soils in Elbasan.Albanian J. Agric. Sci. [Online] 2015, 14 (4), 414-419. 5.Alejandro, S., Holler, S., Meier, B., Peiter, E., Manganese in Plants: from Acquisition to Subcellular Allocation. Front. Plant.Sci. [Online] 2020, 11 (300), 1. 表1. 植物基鸡肉替代品的水分、脂肪、蛋白质和灰分含量 表2. 植物基热狗替代品的水分、脂肪、蛋白质和灰分含量 表3. 植物基牛肉替代品的水分、脂肪、蛋白质和灰分含量表4. 植物基金枪鱼替代品的水分、脂肪、蛋白质和灰分含量 表5. 标准参考材料的金属分析 表6. 植物基和传统肉类样品的金属分析
  • 低场核磁共振T1/T2弛豫时间与成像技术在耐寒性植物中的研究
    低场核磁共振T1/T2弛豫时间与成像技术在耐寒性植物中的研究低温会影响到细胞正常的生理功能,甚至造成细胞的破裂死亡,影响植物的生长发育或导致植物死亡。这些均与植物的水分状态密切相关。为什么很多耐寒性植物能在低温下长期正常生存?它们内部水分到底是何种状态?温带多年生草本植物中,越冬能力主要取决于根部而非顶部的非结构性碳水化合物的浓度。相反,热应激也是夏季限制牧草生长的主要因素。植物体内的水分有自由水和结合水两种。所谓”结合水”,仅仅看其化学组成,和自由水没有太大的区别,只是自由水的分子排列顺序相对凌乱,可以到处流动,而结合水的分子却在植物组织周围排列得十分整齐,和植物组织亲密地”结合”在一起。结合水的性质和自由水的区别很大,比如自由水在摄氏零度就开始结冰,但结合水却比普通水的结冰温度低得多。寒冷的冬天,植物体内减少的只是自由水,而结合水的量却保持不变,这样结合水所占的比例反而提高了。由于结合水的结冰温度要比摄氏零度低得多,因此耐寒植物当然就可以在严冬中傲视冰霜了。低场核磁共振可以无损测定水的状态变化,T1弛豫时间和T2弛豫时间反映了水分子的运动而被用作生物组织中水动态的指标。由于细胞相关水的流动性和特性与细胞状况密切相关,因此核磁共振成像代表了组织的生理图谱,可用于研究细胞代谢的水动力学。结论:(1) T2弛豫时间图表明,水的状态反映了叶和根的耐寒性和耐热性 (2)根叶的水分含量和水分受限程度与T2弛豫时间相关 (3)通过测定T2弛豫时间可以说明叶子在-20℃、根在-10℃具有过冷能力 (4)叶片中水更低的流动性可能在对温度胁迫的响应中发挥重要作用。(5)核磁共振成像可以反映出不同组织的冻结情况。
  • 植物重金属创新科研平台成果:曼陀罗镉胁迫研究
    2005年~2020年,NMT已扎根中国15年。2020年,中国NMT销往瑞士苏黎世大学,正式打开欧洲市场。国内科研人员基于自主底层核心技术——NMT非损伤微测技术,建立的“植物重金属独有创新科研平台”,已经取得了近百项研究成果,联盟将持续为您展示此平台成果案例。联盟已开始提供“植物重金属独有创新科研平台”的建立服务,咨询请联系中关村NMT联盟期刊:农业资源与环境学报标题:曼陀罗对镉的吸收及其亚细胞分布研究样品:曼陀罗检测指标:Cd2+作者:河南农业大学资源与环境学院杨素勤、张彪摘 要为研究曼陀罗对重金属镉的耐性机制,以前期筛选的曼陀罗(Datura stramonium L.)为试验材料,通过水培方式探究镉(Cd)胁迫下曼陀罗对Cd的吸收累积特性及其在植株体内的亚细胞分布特征。结果表明:介质中Cd无论低浓度还是高浓度,曼陀罗各部位的Cd含量都表现为根茎叶,但迁移系数差异不显著。曼陀罗根系Cd2+ 流速在不同位置具有显著差异,其中分生区和伸长区的Cd2+ 流速显著大于根冠区和成熟区。当介质中Cd浓度由0.1 mgL-1增至2.5 mgL-1时,细胞壁和细胞液中Cd含量之和所占比例显著增大。研究表明,曼陀罗根系对Cd2+ 的吸收主要集中在分生区和伸长区,当介质中Cd浓度较低时,根系中细胞壁对Cd向上运输的限制及茎叶中细胞液对Cd的区室化起重要的作用 当Cd浓度较高时,根部细胞各组分中细胞液所占比重增加,Cd由根系向上迁移,此时茎叶中细胞壁对Cd的固定作用增强,其可能是曼陀罗耐受高Cd胁迫的机制之一。
  • 香港大学、香港理工大学和山东大学联合研究团队《Science》:仿若绿植物的选择性定向液体传输
    液体在固体表面的定向传输对许多应用都至关重要,例如生物医学检测、水收集、海水淡化、传热传质等。自然界中的定向传输现象为液体在表界面传输提供了丰富的解决方案。例如,仙人掌将收集的雾汽从刺尖输送到根部;蜘蛛丝将捕获的雾汽从周期性纺锤结输送到关节;蜥蜴通过相互连接的毛细通道将水输送到鼻子;翼状猪笼草利用多尺度结构从唇内边缘向外边缘定向输送花蜜;南洋杉叶利用毛细锯齿效应沿固定方向输送特定液体。然而,科学家们在这些生物体系中发现,液体传输都具有相同的模式,即一种液体只能沿着固定的方向定向传输。这不禁令我们好奇,自然界是否还存在其他的液体输运模式?探索新颖的液体传输机制,将为定向液体传输的设计提供新的启发和灵感。近日,香港大学、香港理工大学和山东大学联合研究团队在多肉植物若绿(Crassula muscosa)身上取得了重要发现——液体可以在其茎上沿正反两个方向中任一方向实现定向流动。该研究成果以“Selective directional liquid transport on shoot surfaces of Crassula muscosa”为题,发表在顶级科学期刊《Science》上。香港大学博士生杨玲、博士后李威为论文的共同第一作者,香港理工大学王立秋讲席教授、香港大学尹晓波教授和山东大学李加乾研究员为论文的通讯作者。若绿(Crassula muscosa)原产于干旱但多雾的南非和纳米比亚地区,它的茎叶很容易被雾汽润湿并捕获雾滴,进而为其生长提供充足的水分。若绿外形美观,清新奇特。抵不住对若绿的喜爱之情,研究人员也亲自养了一盆。在给若绿浇水时,他们发现液体在水平放置的不同若绿茎上,竟然可以选择朝着茎尖或根部这两个截然相反的方向自发地单向运动,这与传统认知中一种液体只能沿固定方向流动的观点大相径庭。图1 若绿图片。研究团队首次报道了这一自然界的选择性定向液体传输现象。通过进一步观察,他们发现这一神奇的现象得益于若绿叶片独特的不对称折返结构——叶片两端具有不同的折返角,包括朝向茎尖的上折返角(ω1)和朝向根部的下折返角(ω2),从而导致液体弯液面在两个相反方向存在差异,使得液体能够选择性地沿不同方向运动。这一研究成果不仅揭示了大自然中鲜为人知的独特液体传输机制,也为工程应用中设计更加灵活高效的液体输运系统提供了新的启发和可能。图2 若绿茎表面的选择性定向液体传输。为了进一步探索这一选择性定向液体传输现象,研究团队利用3D打印技术制造了一种模仿若绿叶片结构的阵列(Crassula muscosa-inspired arrays , CMIAs)。在具有不同折返角的CMIA I 和CMIA II上,他们观测到滴加的液体分别沿着正负两个相反的方向流动。通过高速相机观察液体流动规律,研究人员提出了一种各向异性弯液面理论模型来解释这一现象。结合实验观测结果,他们利用这一理论揭示了通过调节CMIAs的两个折返角和间距可以精准控制液体的流动方向。受此规律的启发,研究团队进而制作了可通过磁场和机械拉伸精准调控液体流动方向的磁控及柔性CMIAs。这些创新性的CMIAs结构不仅验证了理论模型,也展示了利用结构化表面实现灵活可控液体输运的新途径。图3 人造CMIAs上的选择性定向液体传输。图4 理论计算与实验结果解释流向调控规律。图5 磁场控制和拉伸控制的选择性定向液体传输。图6 图案化液体定向流动,三通阀控制的液体分配和混合。总的来说,研究团队成功揭示了若绿植物叶片表面独特的选择性定向液体传输现象。其关键在于叶片两端存在不对称的折返角度,从而产生异质的液体弯月面轮廓,最终导致液体能够自发选择性地沿正负两个相反方向进行定向传输。这一令人瞩目的发现,激发了研究人员设计可实时切换液体传输方向的新结构。这些创新成果不仅展示了可重构的液体传输、智能的传输方向调节, 还实现了自发和长距离的定向液体传输。这些突破性技术在生物医学检测、化学反应分析等领域都具有广阔的应用前景。
  • 华南植物园发现新的重金属超富集植物
    由于工矿企业的发展,农业化肥的过量使用,污水灌溉等,中国乃至世界的土壤重金属污染越来越严重。植物修复技术是目前重金属污染治理的研究热点,它具有治理效果的永久性、治理过程的原位性、治理成本的低廉性、环境美学的兼容性、后期处理的简易性等优点。这个技术成功的关键在于寻找超富集植物。虽然目前全世界已发现400多种超富集植物,但是大多数超富集植物都有生物量小,生长缓慢,弱抵抗力,种子少,缺乏与当地植物竞争的能力等缺点,所以能够真正应用于植物修复技术的超富集植物并不多。因此采用更有效的方法来筛选更多超富集植物是非常必要的。   中科院华南植物园土壤生态与生态工程研究组博士研究生张杏锋在导师夏汉平研究员的指导下,首次提出了用土壤种子库-重金属浓度梯度法来筛选重金属超富集植物,并成功找到一种Cd的超富集植物——少花龙葵(Solanum photeinocarpum)。该方法是指利用土壤种子库筛选对重金属具有超富集特性的植物,然后通过重金属浓度梯度实验对其超富集特性进行验证。结果发现,当土壤Cd浓度为60mg/kg时,少花龙葵的生长未受影响,根部Cd含量高达473mg/kg,茎、叶和地上部Cd含量分别达215、251和230mg/kg。在两个浓度梯度实验中,少花龙葵地上部Cd含量均超过Cd超富集植物的临界含量标准(100mg/kg),具有Cd超富集植物的基本特征,是Cd的超富集植物。   这一研究结果近期发表在环境工程领域主流杂志Journal of Hazardous Materials (2011,189: 414–419)上。   土壤种子库—重金属富集植物初步筛选实验中的植物种类(重金属添加到土壤中65天后)。最高的植物为少花龙葵。盆中数字分别表示如下:1-CK, 2-Cd4, 3-Cd8, 4-Zn100, 5-Pb300, 6-Pb600, 7-Cu100, 8-Cu300。
  • 专家开发量子点双层太阳电池 可吸收不可见光
    加拿大多伦多大学电气与计算机工程教授Ted Sargent领导的研究小组首次研发出了一种胶体量子点(colloidal quantum dots,CQD)双层太阳电池,制备成分为吸光纳米粒子,称为量子点。其不但可以吸收可见光,也可以吸收不可见光,理论转化效率可高达42%,超过现有普通太阳电池31%的理论转化率。相关研究论文发表在Nature Photonics上。   量子点已经被看作是一种很有前途的方法,可以制备低成本太阳电池,因为这些粒子可以喷涂到各种表面。但是,基于这种技术的电池效率太低,难以实用。而多伦多大学研究人员研发的双层太阳电池中,一层量子点经调制可以捕捉可见光,而另一层捕捉红外光。研究人员还引入一个过渡层,构成成分包含四种薄膜状的不同金属氧化物,这一种方法可以减少层间电阻。他们选择透明的氧化物用于这一层,使光线可穿过它们,到达底层电池。   研究人员目前研制的这种太阳电池转化效率为4.2%。Sargent教授指出,这种方法可用于制造3层甚至4层太阳电池。该小组的目标是在5年内实现效率超过10%,之后不断提高。   宾夕法尼亚州立大学化学教授John Asbury指出,因为能够制成多层量子点太阳电池,多伦多大学的团队将理论效率从30%提高到40%以上。但是,要研制接近这一效率的任何尺度太阳电池,都需要消除束缚态问题。
  • PerkinElmer ICP-MS助力科学家揭秘植物砷含量控制的关键基因
    随着工业的发展,环境污染已日益成为亟待解决的问题,而土壤及水中的重金属会通过农作物的吸收而转移到人们的餐桌上。在进行环境治理的同时,科学家们也在研究如何将这些危害健康的元素截流在作物之外,使我们的食品安全多一层保障。上海生科院植物生理生态研究所植物分子遗传国家重点实验室的晁代印研究组与英国阿伯丁大学及南京农业大学等研究团队合作,发现了控制植物内砷积累调控的关键基因HAC1,为培育低砷或无砷植物奠定了良好基础。国际学术期刊《PLoS Biology 》日前在线刊发了相关研究论文,并做了专题报道。研究发现,模式植物拟南芥叶片砷含量存在着巨大的自然变异,利用全基因组关联分析以及图位克隆技术,发现了控制这一变异的重要功能基因HAC1(High Arsenic Content)。HAC1可有效阻止植物体内砷的积累,而其突变则导致植物体内积累高达数百倍的砷。原来,该基因可使植物产生砷酸盐还原酶,并主要分布在根的外皮层及根毛细胞中。由于自然界中的砷多以砷酸盐的形式存在,而砷酸盐在化学性质上与磷酸盐非常相似,因此植物很难区分两者,从而在吸收矿质营养磷酸盐的同时也将砷酸盐摄入体内。为了限制砷向地上部迁移而危害植物的生长代谢,在植物根部的外表皮和根毛中高度表达HAC1蛋白,有效识别砷酸盐并将其催化形成与磷酸盐化学性质迥异的亚砷酸盐并排出植物体外。该基因的发现在促进我们理解植物耐砷分子机制的同时,也为将来培育低砷甚至无砷农作物提供重要的操作靶标,具有重大的应用潜力。该研究团队借助PerkinElmer NexION 300D及Elan DRC ICP-MS进行植物离子组学的分析,并使用HPLC-ICP-MS联用技术分析植物样品中不同形态的砷含量。离子组学的概念是由David E. Salt 教授及其同行在2003年提出,它主要研究的是生物体中的离子及其无机化合物,利用现代高通量的元素分析手段(如ICP-MS/OES)在分析植物离子组的基础上,结合生物信息学和功能基因组学等手段,在基因组的规模上对植物体内的离子谱(Ion Profile)进行绘制、对比研究,从而系统地研究揭示植物体内控制离子平衡的遗传网络与分子机制。可以说,离子组学的发展与PerkinElmer ICP-MS息息相关,从最初的提出到现在的逐渐成熟,从Elan系列到NexION 350系列ICP-MS,PerkinElmer快速、高效、高灵敏度和优异稳定性的仪器将帮助科学家在植物离子组学的道路上探索更多自然奥秘。
  • LI-2100 | 干旱区河岸湿地优势种植物的水分利用模式
    近日,强冷空气在山西、宁夏和陕西等地凶猛登陆,带来了降温降雪的天气。没有冤情的四月飞雪,大自然再一次向人类展现了它的深邃。除了突如其来的降雪,大自然赋予的特殊天气,还有极端而持续的干旱。在干旱区,由于水资源缺乏,植物的生存和生长受到严重胁迫,促使生态环境进一步恶化。为了应对干旱气候,治理生态环境,相关的研究数不胜数。基于干旱区河岸湿地这一特殊的生态系统,今天我们来了解一篇研究植物水分利用模式的论文。干旱区河岸湿地优势种植物的水分利用模式植物水分循环是研究陆地生态水文学的关键环节。在干旱区,由于有限降水和强烈蒸发,水资源是影响植物生存、生长和植被恢复可持续性的重要限制因素。近年来,由于高温和干旱等极端天气事件更加频繁,土地退化加剧,使河岸湿地生态系统面临降水减少、不同程度水位下降等干旱问题。极端干旱会降低水资源的可利用性和植被生产力,并给植物带来不可逆转的死亡风险。因此,了解植物水分利用模式可以揭示植物的生存策略和对不断变化的水文气候条件的反应,这是良好的生态管理和植被恢复的先决条件。湿地是连接水域生态系统和陆地生态系统的功能过渡区,其生态功能非常突出。因此,定量研究河岸湿地水分来源、补给途径及其植物水分利用模式,是了解湿地生态水文循环的前提条件,将为干旱区湿地环境治理和生态安全提供理论依据与决策支持。干旱区是全球生态系统的的重要组成部分,河岸湿地具有水源供给、水文调节和土壤保持等生态功能。研究人员选取干旱区典型河岸湿地的优势种植物为研究对象,测定了降水、土壤水、木质部水和地下水的氢氧稳定同位素组成(利用LI-2100全自动真空冷凝抽提系统(北京理加联合科技有限公司)提取土壤和木质部中的水分),利用这些数据拟解决以下问题:(1)阐明优势种植物水分利用模式的季节变化;(2)明确两种优势种植物水分利用模式的差异。本研究将有助于了解河岸湿地生态系统中植物-土壤-水关系的机制,旨在为干旱区河岸湿地生态系统恢复与重建提供理论依据与决策支撑。图1 (a)和(b)代表研究区域及采样点空间分布。(c)为东滩湿地,(d)为旱柳,(e)为紫翅猪毛菜。【结果】图2 紫翅猪毛菜(a)和旱柳(b)0-100 cm土壤水中δD和δ18O值的季节变化。垂直虚线表示木质部水的同位素组成。误差条表示标准误差。图3 潜在水源对猪毛菜(a)和旱柳(b)贡献百分比的月变化。图4 水体氢氧稳定同位素组成的关系。图中还显示了全球大气水线(GMWL,红色虚线)、局地大气水线(LMWL,黑色虚线)和土壤水线(SWL,黑色虚线)。(a)、(b)为紫翅猪毛菜,(c)、(d)为旱柳。图5 潜在水源对紫翅猪毛菜和旱柳水分来源贡献。【结论】水分来源及其植物水分利用模式是决定湿地植物区系组成、种群分布格局的关键因子,已成为干旱区受损湿地植被保护与恢复急需解决的关键问题。因此,本文基于稳定同位素技术研究降水、土壤水、植物水和地下水的同位素组成,探究不同水分来源对河岸湿地植物水分利用的贡献率。土壤水、植物水和地下水都位于大气降水线附近,说明降水对各水源均有补给作用,但并不显著。在该研究区,草地土壤蒸发强度大于林地。地表蒸发影响0-60cm土壤水,大于80cm的土壤水与地下水存在水力联系。Iso-Source结果表明,紫翅猪毛菜主要利用0-60 cm土壤水,对地下水利用率较低,平均值仅为7.14%。降水对紫翅猪毛菜的贡献比例存在显著差异(10.3%-46.5%)。9月份降水对紫翅猪毛菜吸水贡献率最大,这与9月份的降水高峰有关。持续从浅层土壤获取水分的紫翅猪毛菜可能难以在极端干旱条件下生存。旱柳表现出明显的吸水模式,主要利用20-100cm土壤水和地下水。随着季节的推移,其水源逐渐从浅层转变为深层,表明旱柳对于水分利用具有较强的可塑性和适应性。然而,由于旱柳能够持续从深层土壤和地下水中获取水分,因此可能减弱湿地水土保持能力,造成生态负面影响。建议减少种植密度,进行适量灌溉,有利于旱柳在干旱环境中的最佳生长。今后在干旱地区进行人工湿地植被恢复和重建中,应选择根系分布不一致的树种进行混交栽植,以合理利用水资源、维持湿地生态系统的稳定性。研究结果将有助于更好地了解植被恢复计划(人工林地和天然草地)对干旱区河岸湿地水文过程的影响,并为植物物种选择和水资源管理提供参考依据。
  • 恒美新品|植物根系图像分析仪自动杂质剔除
    植物根系图像分析仪是一种专门用于分析植物根系图像的仪器。它通过高清晰度相机和计算机视觉技术,能够实现对植物根系图像的自动识别、测量和分析。 产品链接https://www.instrument.com.cn/netshow/SH104275/C510092.htm 植物根系图像分析仪具有多种功能,包括但不限于以下几点: 1.自动识别和测量根系参数:仪器可以通过图像处理算法自动识别和测量根系的长度、直径、分支等参数,大大提高了测量效率和准确性。 2.分析根系生长状况:仪器可以根据测量的根系参数,分析根系的生长状况,如生长速度、生长趋势等,为植物生长研究提供重要依据。 3.研究根系与土壤环境相互作用:仪器可以用于研究根系与土壤环境的相互作用,如根系对土壤水分的吸收、土壤质地对根系生长的影响等。 4.评估植物对环境的适应能力:仪器可以通过分析根系的结构和生长状况,评估植物对环境的适应能力,为植物育种和栽培提供参考。 总之,植物根系图像分析仪是一种强大的工具,对于研究植物生长和环境适应性具有重要意义。它有助于提高农业生产的效率和可持续性,为科研和农业生产提供有力支持。
  • 中国科大实现对多种植物叶片代谢物空间成像
    记者14日从中国科学技术大学获悉,该校科研团队在植物叶片代谢物质谱成像取得新进展,实现对多种植物叶片中代谢物的空间成像。  这一成果由该校国家同步辐射实验室潘洋教授团队利用自行研发的质谱成像平台,实现对多种植物叶片中代谢物的“拍照”。  研究成果近日发表于国际分析化学领域著名期刊 Analytical Chemistry杂志。  在已知植物种群中,有约200,000个植物代谢物的化学结构被鉴定出来。植物代谢物的成分分析和空间成像对探讨植物代谢物的生物合成、运输、生理机制、自我调节机制及植物与生态的相互作用具有重要意义。  质谱成像是近年来涌现出的分子成像技术,具有免荧光标记、不需要复杂样品前处理等优点。然而,由于植物角质层和表皮蜡的存在,常规软电离技术很难穿透角质层作用于叶肉组织,从而无法对植物叶片中的代谢物进行直接成像。  课题组通过印迹方法,将叶片中的植物代谢物转移至多孔聚四氟乙烯材料上,并对印迹后的材料进行成像,可实现对叶片植物代谢物的间接成像。由于使用DESI/PI技术,相比于传统DESI方法,正离子模式下可新检出多达百种萜类、黄酮类、氨基酸和苷类等次生代谢产物 负离子模式下整体代谢物信号强度可增强一个数量级。  课题组进一步利用该技术对茶叶进行研究,发现咖啡因在叶中脉富集、茶氨酸在叶柄富集并延伸至中脉和叶尾,为咖啡因主要在茶叶中脉合成和茶氨酸在茶叶根部合成并转运至叶片的生物合成位点及转运路径提供了强有力的证据。  实验还检测到茶叶中儿茶素生物合成网络中重要的黄酮类代谢物并以质谱成像的形式展示出空间分布,表明印迹DESI/PI成像技术在探索植物代谢转化位点和途径方面有巨大的潜力。
  • 最强二氧化碳吸收器问世
    物美价廉,可用于电池及人造树研制 一种新的聚合物被证明适于去除大气中的二氧化碳   美国加利福尼亚州的研究人员生产出一种能够从空气中去除大量二氧化碳气体的廉价塑料制品。沿着这条路,这种新材料将能够用于大型电池的研制,甚至在避免灾难性气候变化的尝试中,成为旨在降低大气二氧化碳浓度的“人造树木”的主要成分。   这些长期目标一直吸引着由洛杉矶市南加利福尼亚大学(USC)的化学家George Olah领导的研究团队。作为1994年诺贝尔化学奖得主,Olah一直设想未来社会主要依赖由甲醇(一种简单的液体酒精)制成的燃料。随着容易开采的化石燃料在未来几十年变得愈发稀缺,他提出,人们可以贮存大气中的二氧化碳,并将其与从水中分离的氢相结合,从而形成一种具有广泛用途的甲醇燃料。   Olah和他的同事还在研制一种廉价铁基电池,这种电池能够储存由可再生能源产生的额外电力,并在需求高峰时输入电网。在运行时,铁电池会从空气中攫取氧。但即便只有微量的二氧化碳加入反应也将使电池报废。最近几年,研究人员开发出一些很好的二氧化碳吸收装置,它们由名为沸石的多孔固体与金属有机骨架构成。但是这些吸收装置价格昂贵。因此Olah和他的同事着手寻找一种成本更低的替代方法。   研究人员转而求助聚乙烯亚胺(PEI),这是一种廉价的聚合物,同时也是一种像样的二氧化碳吸收器。但它只能在表面俘获二氧化碳。为了增大PEI的表面积,USC的研究团队将这种聚合物溶解于一种甲醇溶剂中,并将其铺在一堆煅制二氧化硅的上面,后者是一种工业生产的、由玻璃熔解的小滴制成的廉价多孔固体。当溶剂蒸发后,留下的固体PEI便具有很大的表面积。   当研究人员对新材料的二氧化碳吸收能力进行测试时,他们发现,每克该物质在潮湿的空气中——类似于目前大多数的环境条件——平均可吸收1.72毫微摩尔的二氧化碳。这已经远远超过近期由氨基硅制成的另一个竞争对手1.44毫微摩尔每克的吸收值,并且在迄今进行的二氧化碳吸收能力测试中处于最高水平。研究小组在日前出版的《美国化学会志》中报告了这一研究成果。   如果二氧化碳处于饱和状态,这种PEI-二氧化硅合成物也很容易再生。当聚合物被加热至85摄氏度后,二氧化碳便会飘离。而其他常用固体二氧化碳吸收器则必须加热超过800摄氏度才能够赶走二氧化碳。   哥伦比亚大学的二氧化碳空气捕获专家Klaus Lackner表示:“这很有趣。它能够在低温下工作真太好了。”研究团队成员之一、USC的化学家Surya Prakash认为,这使它除了保护电池之外还能够用来抓住空气中的二氧化碳。这种聚合物可用于建造旨在减少大气中二氧化碳浓度的人造树大农场,以及防止气候变化的最严重破坏。但前提是世界各国愿意花费数不清的资金来控制大气中的二氧化碳。   由于这种聚合物会在高温下降解,因此意味着它不可能用于吸收来自工厂烟囱或汽车排气管中的二氧化碳——那里的二氧化碳通常浓度很高且温度也很高。为了克服这一瓶颈,Prakash说,USC的研究团队如今正在研制高表面积且更耐热的PEI。
  • 2100 | 不同土壤水分条件下土壤水与植物茎木质部水的同位素偏差研究
    【摘要】土壤含水量的时空异质性影响着土壤水和植物茎木质部水的同位素组成。然而,土壤水分条件对广泛报道的土壤水-植物茎木质部水同位素偏差的影响尚缺乏系统地评估。为此,本研究连续两年在两个土壤水分条件不同的样地测定了柠条茎木质部水和土壤水的δ2H和δ18O值(利用全自动真空冷凝抽提系统LI-2100,北京理加联合科技有限公司)提取土壤和植物茎木质部中的水分,然后进行同位素测量)。结果表明,在较湿润的样地1,茎木质部水与土壤水在两年中都表现出明显的同位素偏差(两者的重叠率式中,下标“s”代表柠条茎木质部样本,abw和bsw分别是2018-2019年每个月份土壤水线的斜率和截距。(4) 重叠面积法评估植物-土壤水同位素偏差利用R软件中的SIBER(Stable Isotope Bayesian Ellipses)模型计算了植物茎木质部水和土壤水的重叠面积,最后给出两者的重叠面积与茎木质部水面积的比值(%)。较高的比值意味着植物茎木质部水与土壤水同位素重合度高。【结果】图1 研究期间植物水和土壤水δ18O和δ2H值的标准椭圆(95% 置信区间)。图2 样地1-2土壤水-茎木质部水分lc-excess差值(Δlc-excess)及茎水SW-excess值。图3 不同吸力下土壤水分类型示意图及样地1-2水分特征曲线。图4 植物水和不同移动性的土壤水δ18O和δ2H值的标准椭圆(95% 置信区间)。图5 土壤含水量与(a)Δlc-excess和(b)SW-excess的关系。【结论】植物茎木质部水-土壤水同位素偏差是一个复杂的问题,涉及水分提取方法、植物生理和土壤水分动态等多个方面。前人的研究已经为植物茎水同位素异质性、水分提取方法和同位素分馏如何影响同位素偏差提供了令人信服的证据,但这些影响因素均不能为本研究结果提供合理的解释。本研究在两个土壤水分条件不同的采样点,连续两年对灌木种柠条茎木质部水和土壤水进行取样。结果发现湿润样地(样地1)在丰水年或干旱年以及干旱样地(样地2)在丰水年均发生了茎水-土壤水同位素偏差,而样地2在干旱年份,柠条茎木质部水与土壤水在δ2H-δ18O双同位素空间上高度重合。此外,样地1茎木质部水与土壤束缚水同位素趋于一致,进一步支持“两个水世界”假说。样地2土壤含水量与Δlc-excess呈正相关,与SW-excess呈负相关。这些研究结果表明,土壤水-植物茎木质部水同位素偏差极有可能与土壤含水量驱动的土壤水同位素异质性密切相关。该研究也提出了一些需要解决的问题。该试验是在自然条件下进行的,目前的数据限制了我们进一步明晰水分提取技术和植物茎水同位素异质性是否会对同位素偏差产生影响。尽管这些解释并不能完全适用于本研究,但仍然不能排除这些因素对本研究的潜在影响,有必要在未来研究中全面地加以考虑。无论如何,我们的研究有助于更深入地了解植物在不同水分条件下如何利用水分,并有助于预测它们对水文气候变化的响应。
  • 恒美-植物光合作用测定仪检测植物的活体叶片光合作用-新品
    点击了解更多产品详情→植物光合作用测定仪 植物光合作用测定仪是一种用于测量植物光合作用效率和光合速率的设备。它可以帮助我们了解植物的光合作用情况,评估植物的健康状况和生长状态。 植物通过光合作用将光能转化为化学能,产生氧气和养分。光合作用测定仪通过测量植物叶片的光合速率和光能利用效率,可以评估植物的光合作用强度和效果。 使用植物光合作用测定仪非常简单。首先,将测定仪的探头或传感器放置在植物叶片表面。然后,仪器会通过测量叶片表面的光反射和吸收情况,计算出植物的光合速率和光能利用效率,通过测量植物的光合速率和光能利用效率,可以评估植物的健康状况。如果植物的光合作用效率较高,说明植物能够有效利用光能进行光合作用,代表植物健康良好。相反,如果植物的光合速率较低或光能利用效率较低,可能意味着植物存在养分缺乏、叶片受伤或其他生理问题。 植物光合作用测定仪可以监测植物的生长状态。通过定期测量植物的光合速率和光能利用效率,可以了解植物的生长过程中光合 作用的变化和适应能力。根据测量结果,可以调整光照、水分和养分等环境因素,以促进植物的健康生长。 优植物光合作用测定仪可以帮助研究人员和植物园艺师优化光合作用条件。通过测量不同光照、温度和其他环境因素对植物光合速率和光能利用效率的影响,可以确定最佳的光合作用条件,提高植物的生长效率和产量。 植物光合作用测定仪对于植物检测具有重要的作用。它可以帮助我们了解植物的光合作用情况,评估植物的健康状况和生长状态,优化光合作用条件,为植物的种植和研究提供科学依据。
  • 同位素 | 利用稳定同位素研究亚高山生境植物水源差异
    水分是植物生长不可或缺的因素,水分有效性的波动直接影响植物的生长、数量和空间分布。在全球气候变化下,区域降水格局已经发生了改变。植物不同水源的贡献率反映了生态系统对气候变化的响应程度。因此,追踪和分析植物水源可以为研究全球气候变化提供参考。祁连山位于青藏高原东北缘,是中国西北地区重要的生态屏障。因此,研究亚高山生境植物水源对于理解祁连山生态和水文过程具有重要意义。已有很多学者利用氢氧稳定同位素(δ2H和δ18O)进行了诸如此类的研究,但关于亚高山生境不同坡向植物水源的研究鲜少报道。基于此,在本研究中,来自西北师范大学和中科院西北生态环境资源研究所的研究团队监测了青藏高原东北缘祁连山东段冷龙岭北坡的上池沟(37°38′10″N,101°51′9″E,3080 m a.s.l.,图1)的降水、土壤水、木质部水、降水和泉水的稳定同位素组成以及相关环境变量(气象和土壤水变量),利用LI-2100全自动真空冷凝抽提系统(北京理加联合科技有限公司)提取土壤和木质部中的水分,并利用ABB LGR T-LWIA-45-EP液态水同位素分析仪测定所有水样的δ2H值和δ18O值。基于这些数据,分析了不同水体稳定同位素的变化,并利用多源线性混合模型(IsoSource)计算不同水源对植物的相对贡献率。本研究目标是:(1)观察相同和不同生境下亚高山灌木的水源以及(2)研究亚高山灌木对水源变化的适应性。图1 研究区和采样点位置。【结果】图2 不同水体δ2H和δ18O之间的关系。图3 半阳坡和半阴坡不同亚高山灌木的水源。表1 亚高山灌木主要水源及其贡献率。图4 5-12月半阳坡不同亚高山灌木的植物水源。图5 5-12月半阴坡不同亚高山灌木的植物水源。【结论】青藏高原东北缘的亚高山生境中灌木的水分吸收特征相似。特别是灌木木质部水分主要来源于0-30cm土壤水。在降水量少或需水量大的月份,同一生境的亚高山灌木争夺浅层土壤水。在此期间,为了满足生长所需的水分,一些亚高山灌木增加了对深层土壤水的利用,导致同一生境中亚高山灌木水源存在明显差异。同样,在旱季或生长季,半阳坡或半阴坡的亚高山灌木对深层土壤水的利用增加,导致不同生境中同一亚高山灌木物种水源存在显著差异。与其他亚高山灌木相比,杯腺柳(Salix cupularis),山生柳(Salix oritrepha),金露梅(Potentilla fruticosa),硬叶柳(Salix sclerophylla),烈香杜鹃(Rhododendron anthopogonoides)和 陇蜀杜鹃(Rhododendron przewalskii)根据降水和土壤水条件改变了其水分利用模式,表明其具有较强的环境适应性。在全球变化背景下,为了恢复亚高山生态环境,应选择能够在旱季或生长季调整其水分利用策略的灌木树种。请点击下方链接,阅读原文https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MjM5NjE1ODg2NA==&mid=2650310499&idx=1&sn=50381317af5c0f25d0739b6cbcdcfa3f&chksm=bee1ab9c8996228a367dd8cc6f778f80a7deff7b49c807bac194f912428231318b4544693e27#rd
  • 正业科技诚招拉力计代理商
    广东正业科技股份有限公司 诚招拉力计代理商 中国知名PCB仪器设备品牌爱思达产品畅销海内外,受广大消费者的好评!目前公司为进一步开拓国内市场 ,特向全国各地诚招拉力计代理商。 正业科技生产的电子拉力计、数显拉力计可测量5-50KG重物件, 并且配备多种配件,可灵活使用测量各种产品的推拉力计负荷测试、插拔力测试、破坏试验等。 数显拉力计具有高分辨率,DZC系列赚取额度由于0.2级,DZE系列优于0.5级,最小的读数达到0.001kgf,并配备三种测量单位kgf、N、Lbf,可自由转换,四位数的液晶屏显示数值。同时具有峰值保值功能、自动关机功能以及电池报警功能电子拉力计产品特点:1、高精度分辨率: 准确度优于0.5级.最小读数达0.001Kgf 2、三种测量单位: kg n .lbf可切换.并自动换算 3、4位数液晶大型显示窗可翻转显示: 4位数液晶显示窗,显示屏幕可翻转显示,便于装置于立.卧式任意的测试台上,并有背光显示 4、峰值保持功能: 可抓取测试中的峰值.也可自动解除 5、自动关机功能: 当拉力计在9~10分钟无操作时,拉力计将自动关闭.以节省电能消耗 6、电池警报: 当内部NI/MH电池的电压很低时,电池标示符号就会在液晶显示窗上闪动,提醒充电。 广东正业科技股份有限公司成立于1997年,是一家专业从事PCB精密加工检测设备及辅助材料的集研发、生产、销售和技术服务于一体的国家高新技术企业。 近年来,公司通过&ldquo 自主研发&rdquo 、&ldquo 引进消化吸收再创新&rdquo 及&ldquo 产学研结合&rdquo 等发展模式,致力于国产科学仪器设备的研制开发。经公司自主、合作研发、生产的包括离子污染测试仪、外观检查机、X光检查机、特性阻抗测试仪等多种适用于硬/挠性板的测试仪器及装备,全部具有自主知识产权,多项产品填补了国内空白,一定程度上满足了我国电子电路行业的高质量检验需求。 在企业不断发展的过程中,也获得了政府和业界较高的评价,先后入选第一届中国电子电路行业优秀民族品牌企业、国家标准化良好行为企业AAA级单位、中国最具成长性中小企业、国家火炬计划、广东省装备制造业重点培育企业、广东省企业技术中心和广东省知识产权优势企业等。目前,公司市场覆盖整个珠三角和长三角地区,并向韩国、台湾等东南亚国家(地区)辐射。 在未来,正业将一如既往的视客户为亲人,服务到心,并将进一步突出技术创新,不断提高测试仪器设备的精度和稳定性,大力拓展品牌建设,将正业建设成为PCB精密加工检测设备及辅助材料的专业供应商。 希望你我的合作将共同搭建一个幸福的桥梁!诚信创新、互利共赢 公司网址:http://www.zhengyee.com 邮箱:id01@zhengyee.com 电话:0769-88985064 /13712542526 联系人:姜小姐
  • 全方位植物叶片光学监测和评估系统在黑龙江农垦科学院投入运行
    “万物生长靠太阳”。作物产量的高低归根结底取决于叶片对太阳辐射,特别是光合有效辐射的利用。全面监测和评估高等植物对光的吸收、利用、反射和传播,既能从整体上了解植物对光合有效辐射的吸收情况和光合作用的,又能具体分析叶绿体对光能的转化途径及电子传递状况,并且能够衡量作物冠层的结构变化。 由北京易科泰生态技术有限公司提供的全方位植物叶片光学监测和评估系统目前在黑龙江农垦科学院正式安装并组织了培训学习。该系统由开放式叶绿素荧光成像系统FC800-O、手持式叶绿素荧光仪FP100、全自动便携式光合仪LCPro-SD、植物冠层分析系统SunScan、AM350便携式叶面积仪组成,能够对黑龙江农垦科学院的主要研究作物水稻、玉米、大豆的形态及光合生理特性做全方位、多角度的监测和评估。 设备的安装、演示、培训和上手操作在6月末连阴雨天气下的哈尔滨进行。北京易科泰生态技术有限公司的技术工程师为参加培训的师生进行了详细的讲解和演示。理论铺垫和口头讲解仪器的使用&应用开放式叶绿素荧光成像系统FC800-O演示Rfd叶绿素荧光衰减率成像 PAR吸收率成像手持式叶绿素荧光仪FP100讲解FluorPen应用案例:番茄的臭氧处理在不同时期的OJIP快速荧光动力学曲线变化(Thwe and Kasemsap, 2014)全自动便携式光合仪LCPro-SD操作演示应用案例:调亏灌溉对柑橘叶片光合速率、气孔导度及叶绿素荧光强度的影响(Zarco-Tejada et al., 2016;LCPro-SD &FP100测定)ET:100%满足水分需求;RDI 1 :调亏灌溉,水分供给降低到37%;RDI 2:调亏灌溉,水分供给降低到50%。箭头指向水分胁迫开始施加的日期。AM350便携式叶面积仪操作演示植物冠层分析系统SunScan演示讲解Soilbox-343土壤碳通量观测系统讲解
  • 【瑞士步琦】从猫爪草提取物当中有效分离紫外吸收与非紫外吸收成分
    从猫爪草提取物中分离紫外吸收与非紫外吸收成分Pure 应用”猫爪草是一种热带藤本植物,是科学研究的一种宝贵的药物资源。活性成分为生物碱,丹丁酸和其它可能有促进免疫系统功能潜力的植物素。其中,生物碱有降压药的效果,可降低胆固醇,除此之外,还具有消炎、抗氧化和抗癌等特性。1方法萃取条件萃取类型研磨重量2g萃取溶剂乙醚溶剂体积20ml超声波提取30minFlash 色谱条件FlashPure EcoFlex 12g Sclia流速25ml/minUV1 波长254nmUV2 波长280nm溶剂 A正己烷溶剂 B乙酸乙酯进样模式液体ELSD 载体空气柱平衡时间5min洗脱方法步骤1234时间(min)0.03.03.04.0%B3030100100▲ 图 1. 在装有 12g Sclia 填料的 FlashPure EcoFlex 柱上对猫爪草进行纯化。色谱图说明使用紫外检测器和蒸发光散射检测器检测峰的诸多优点。通过调整流动相的梯度对方法进行优化以期获得更好的分离效果,方法如下:洗脱方法步骤1234时间(min)0.03.09.01.0%B3030100100▲ 图 2. 优化后的方法使得整体分离度大大提高,在 ELSD 检测器的加持下,可以有效检测到无紫外吸收的目标产物。使用分析型 HPLC 将两组实验与初始粗提物进行分析对照,结果如下:▲ 图 3. 通过对照发现只用 UV 检测器对样品进行纯化,不能检测非发色团的产物,导致馏分纯度不高。使用 ELSD 检测器收集的馏分可分离出高回收率和高纯度的组分。2结论天然产物在新药物研发中发挥重要的作用。粗提物通常含有活性良好的先导化合物,因此分离和纯化时需要很多步骤且充满未知性。Pure 系统收集包括 UV 检测器和 ELSD 检测器在内的多个检测器的信号,克服了使用传统 Flash 色谱方法遇到的纯化瓶颈,大大提高目标产物的纯度和回收率。化学家可以在双检测器以及 Navigator 技术的帮助下,有效地从粗提取物中分离目标化合物和含量低的成分,节省时间和人力成本。3参考Cat's Claw Technical Literature, Raintree Nutrition, Carson City, Nevada.Medicinal natural products a biosynthetic approach, 3rd edition Dewick, P. John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, New Jersey, 2009.
  • Resonon | WinRoots:用于土壤胁迫下植物表型研究的高通量栽培和表型分析系统
    土壤是重要的自然资源,地球上95%的食物来源于土壤,土壤保存了至少四分之一的全球生物多样性,不仅是粮食安全、水安全和更广泛的生态系统安全的基础,更是为人类提供多种服务、帮助抵御和适应气候变化的重要因素。由土壤组成造成的胁迫,例如盐、重金属和养分亏缺是作物减产的主要原因。作物土壤耐逆性是一种复杂性状,涉及植物形态、代谢和基因调控网络等多种遗传和非遗传因素的调控。传统的作物表型研究通常在田间进行,费事费力、劳动密集、低通量、且受研究人员无法控制的自然环境因素的影响。在此情形下,难以获得高精度的表型数据以满足表型组学的研究需求。在过去几十年,已经开发了几种HTP(高通量表型)平台在现场或可控条件下使用,但其运维成本极高。此外,作物表型相关研究通常只关注植物地上部分,而对根系形态数据的获取有限。然而,根系是植物吸收水分和养分的主要途径,也是碳水化合物的储存器官和土壤胁迫的直接感知器官。因此,根系表型是土壤胁迫条件下植物表型研究的重要组成部分。就通量、环境可控性和根系表型获取而言,现有的植物表型平台无法完全满足植物对土壤胁迫响应的表型组学研究的特定需求。基于此,在本文中,来自山东大学生命科学学院和潍坊农科院的一组研究团队描述了其最近开发的高通量植物栽培和表型系统—WinRoots平台。以大豆植物为研究对象,将其暴露在盐胁迫中,证明了土壤盐胁迫条件的一致性和可控性以及WinRoots系统的高通量。他们开发了优化的盐胁迫条件,以及适用于大豆耐盐性的高通量表型指数。此外,高通量多表型分析表明,子叶特征可作为大豆全苗耐盐性的非破坏性指标。在本研究中,Canon EOS 700D数码相机和Resonon Pika L高光谱成像仪分别用于获取RGB和高光谱图像。相机位于植物材料上方1.5 m的可滑动水平导轨上。每天收集大豆冠层和整株幼苗的图像。栽培第九天,获取离体叶片图像,每个品种重复3次。WinRoots系统:高通量根系和整株植物表型平台。系统使用示意图。【结果】盐胁迫相关性状之间的相关分析。(A)盐胁迫相关性状之间的相关矩阵。(B)预测值和观测值之间的回归曲线。大豆盐胁迫相关性状的合成聚类。(A)大豆盐胁迫相关性状的合成聚类剖面图。(B)聚类1和聚类2代表性栽培品种表型。(C)聚类1和聚类2指标比较。【结论】WinRoots系统为幼苗生长提供了均一可控的土壤胁迫条件,可用于土壤胁迫下高通量栽培和表型分析,有助于提供准确多样的土壤胁迫相关的表型数据。因此,WinRoots提供了一种分析诸如土壤胁迫之类的复杂性状的改进方法。HPPA(Hyperimager Plant Phenomics Analysis)高光谱植物表型成像系统由北京依锐思遥感技术有限公司与美国RESONON公司联合研制生产,整合了高光谱成像测量分析、RGB真彩色图像、无线自动化控制系统、线性均匀光源系统等多项先进技术;最优化方式实现大量植物样品的数据采集工作,可用于高通量植物表型成像分析测量、植物胁迫响应成像分析测量、植物生长分析测量、遗传组学与表型组学、遗传育种、生态毒理学研究、性状识别及植物生理生态分析研究等。请点击以下链接,阅读原文:https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MjM5NjE1ODg2NA==&mid=2650311205&idx=3&sn=ffe393bdf01d664cab05b92572691916&chksm=bee1a6da89962fccef8eae610681ac22d2239e59d016db96cd911d103186c3459c4061ca30bf&token=1489736406&lang=zh_CN#rd
  • 杭州亚慧生物科技---卡尔费休水分仪AKF-1型安调工作顺利完成
    2016年6月8日,我们的技术工程师赴杭州,对杭州亚慧生物科技有限公司卡尔费休水分仪AKF-1型完成安装调试。 杭州亚慧生物科技有限公司是一家专注于生物医用可吸收材料医疗器械研发及生产的企业,公司坐落于浙江省杭州市滨江区天和高科技产业园内。该公司目前与众多研发单位及高校建立合作关系,包括中国科学院硅酸盐研究所、浙江大学、上海交通大学、浙江中医药大学、宁波工程学院、南京中医药大学、浙江医疗器械检验所、浙江中医药研究院等。 该司采购了我们禾工品牌一台卡尔费休水分测定仪AKF-1系列产品,在现场实验室安装调试培训过程中,该司实验室主管何工及其他部门的领导与员工都非常支持我们的工作,对禾工卡尔费休水分仪现场测试与标定结果也非常肯定,(所测样品为乙二醇),这次能与亚慧生物科技合作,充分让部分科研企业单位对我们禾工品牌有所新的认识,在今后的市场及同行业中成为更好的应用案例。
  • 单颗粒ICP-MS助力复合氧化物铁酸锰(MnFe₂O₄) 纳米材料诱导番茄提早开花的分子机制研究
    原创 飞飞 赛默飞色谱与质谱中国关注我们,更多干货和惊喜好礼 刘莉ENMs 在农业生产中,开花时间直接控制着果实数量和质量,提早开花通常伴随着高授粉率,意味着营养周期更短,可以最大限度地减少非生物迫害(例如气候变化与干旱)对农业生产的不利影响。如何控制开花时间也被认为是“植物科学的100个重要问题”之一。人工纳米材料(ENMs)在提高农业生产方面显现出巨大潜力。ENMs的小尺寸效应能使它们跨越生物屏障(植物气孔大小约为10~100μm),通过叶面或根部扩散至植物脉管系统,从而提高作物水分利用、增加养分吸收、诱导抗氧化、增强光合作用和促进开花等代谢过程,最终显著提升农业生产力。目前已陆续有文章报道了ENMs对高等植物生殖生长,包括开花过程的影响,然而ENMs诱导作物生殖生长改变的机制,尤其是初始植物激素的信号传送和代谢机制仍不清楚。江南大学环境与土木工程学院Le Yue,Yan Feng等以复合铁酸锰(MnFe2O4)ENMs和番茄作为研究对象,围绕 ①MnFe2O4 ENMs进入番茄叶片并促进光合电子传递的潜力;② MnFe2O4 ENMs对赤霉素(GA)的调节作用和对开花基因表达的诱导作用;③ 番茄果实产量和品质的采后变化等方面展开了深入研究,为揭示ENMs对作物生殖生长的作用机制提供了重要认知。相关研究的成果发表在ACS NANO期刊。 (点击查看大图) 01单颗粒ICP-MS的应用单颗粒ICP-MS技术是一项新兴的纳米颗粒检测技术,可以用于ENMs在植物体内的富集转化和迁移研究。相对于TEM、SEM、DLS等ENMs的传统表征手段,单颗粒ICP-MS(SP-ICP-MS)可以快速、同时获得ENMs的成分、粒径分布、颗粒浓度及离子浓度等参数信息,目前已越来越多地被应用于各种ENMs的表征研究。 (点击查看大图) 本研究使用了赛默飞iCAP TQ SP-ICP-MS分析技术,测定了叶片表面、角质层和内部叶片片段中的MnFe2O4ENMs的含量,明确了ENMs的有效接触和吸收规律;测定了番茄果实中的ENMs的含量,探究了铁(Fe)在果实中可能的存在形式。 (点击查看大图) 02番茄叶片ENMs的测定通过去离子水浸泡和涡流的方式回收叶片表面的ENMs。收集的溶液用“surface”表示,将经过水洗的叶片转移到35%(v/v)HNO3中,静置15min,以溶解角质层,收集的溶液用“cuticle”表示,剩余的叶片组织以“interior”表示。对于叶片内部,取 25 mg 的叶片组织,用去离子水清洗3次,然后在 3 mL 20mM 2-(N-吗啉代) 乙烷磺酸 (MES) 缓冲液 (pH=5.0) 中均质。随后在每份均匀混合物中加入 2 mL 5% 的离析酶 R-10,在 37 ℃ 下将混合物振荡 24 小时。沉淀 1 小时后,将上清液通过 0.45 μm 的滤膜,并用去离子水稀释。surface和cuticle溶液经0.45 μm滤膜过滤并用去离子水稀释。研究发现,经过ENMs处理的叶片中,Fe 和 Mn 的含量均明显高于未经处理的对照组(喷洒等量的去离子水)(下图a和c)。虽然在角质层的分离过程中使用 HNO3 会减少角质层溶液中的ENMs数量,但经过 MnFe2O4 ENMs处理后的叶片表面、角质层和内部的ENMs数量还是明显高于对照组(下图d),这表明 MnFe2O4 ENMs会在番茄叶片中累积。 (点击查看大图) 03番茄果实中ENMs的测定利用SP-ICP-MS 测定了番茄果实中的ENMs,发现MnFe2O4 ENMs很少能进入番茄果实,说明MnFe2O4 ENMs处理不会造成果实的健康风险。 (点击查看大图) 04结论 // 通过iCAP TQ SP-ICP-MS分析技术准确分析了番茄植株叶片和果实中的MnFe2O4ENMs含量,可为探究ENMs在植物体内的转化、迁移和富集规律提供精确的数据支撑。 参考文献:[1] Yue L, Feng Y, Ma C, et al. Molecular mechanisms of early flowering in tomatoes induced by manganese ferrite (MnFe2O4) nanomaterials[J]. ACS nano, 2022, 16(4): 5636-5646.[2] Vidmar J. Detection and characterization of metal-based nanoparticles in environmental, biological and food samples by single particle inductively coupled plasma mass spectrometry[M]//Comprehensive analytical chemistry. Elsevier, 2021, 93: 345-380.如需合作转载本文,请文末留言。
  • 中国人首次在太空种菜 栽培装置部分来自3D打印
    天宫二号11月13日电,大家好!今天(11月11日)是神舟十一号飞行乘组进入组合体第二十四天。我是新华社太空特约记者、航天员景海鹏。  听说有很多网友关心我们在天宫种植的生菜,今天我就具体和大家讲一讲。  【航天员中心环控生保研究室副研究员王隆基解说:选择栽培生菜有以下原因:一是生菜的生长周期是一个月,这一次在轨时间恰好是30天 二是生菜在地面上的种植技术比较成熟 三是生菜可食用,在后续的在轨实验中可以作为食材 四是生菜是老百姓比较常见的植物,有利于进行科普宣传。】  今天做的是一些常规照料工作,主要是检测栽培基质的含水率、养分含量,灯光照射以及用注射器往基质推入空气。我们有一个仪器检测含水率,如果显示指数低,就说明需要给生菜浇水了。注入空气是为了让生菜的根部呼吸到新鲜空气,有利于植物的成长。我们就像是太空的“农民”,每天至少都要花10分钟的时间来照料生菜。  另外,在太空种生菜使用的基质和地面的土壤是不一样的,我们用的是蛭石。  【王隆基解说:蛭石是一种矿物质,它的吸水性非常好,水分在其中传导非常均匀,即使是在地面有重力的情况下,向上吸附都非常流畅 另外它密度小质量轻,便于携带上天。】  植物栽培是在我们进入组合体的第二天开始的,首先我们需要安装栽培装置,就像是搭积木一样,把装置的各个部件组装成一个白色箱体。  【王隆基解说:白色装置的固件是3D打印的,都是尼龙性材料,比较轻便,白色和绿色形成了一个鲜明的对比,视觉效果也很好。它上面有两个器件,一个用来测量土壤中的水分和养分参数,另一个用来在植物生长后期在封闭情况下测量植物光合作用。】  接着我们就会浇水、播种。在上天之前,有一部分种子已经放入白色的单元格里面,这些种子是经过特殊处理的丸粒化种子。由于生菜的种子比芝麻粒还小,为了方便我们播种,专家们特意在外面做了一层包衣,使它和绿豆粒差不多大,方便直接手拿。包衣在吸饱水后会裂开,但在后面的成长过程中,我们发现,包衣对种子发芽的速度会有细微的影响。  在天上播种的方式和地面不同,地面一般是先播种后浇水,但由于我们带入太空的白色单元格是硬质材料,只有吸水软化后,种子才能放进去,所以我们是先浇水后播种。  播种完后,我们会在装置里铺上一层保鲜膜,就和种庄稼的地膜一样。它的作用是保护植物,防止水分流失。  在进入组合体的第五天早上,我们发现种子发芽了。当时我和陈冬兄弟都非常高兴,第一时间把这个好消息告诉了地面工作人员。我们拍了很多照片,还跟生菜芽合影留念了。  种子发芽后,我们就会拿掉地膜,把安装在白色装置顶端的灯打开,给生菜提供光照。灯光是由红、蓝、绿三种颜色组合而成的,主要偏红色。  【王隆基解说:生菜对红光吸收效率非常高,在红光照射下生长得很好 采用绿光是因为它照射到生菜叶上,视觉效果非常好 蓝光则是对植物形态舒展具有较强作用。】  生菜进入成长期后,在光照的作用下,就开始变绿了。  我们第一次给生菜间苗和补水是播种后第六天。间苗那天,我和陈冬兄弟发现生菜长得特别新鲜,看着比地面的要绿一些。  我们间苗用的是镊子,主要是把长得相对差一些的生菜连根拔出来,在每个单元格里保留两棵菜苗。因为菜苗都非常嫩,所以我们得非常小心,一不留神就会把保留的生菜苗损坏。  过了3天后,我们开始了第二次间苗和浇水,这时每个单元格就只有一棵菜苗了。浇水其实不是每天都需要做的,专家为我们设定了5次浇水,每次浇水使用的是注射器,将水注入生菜根部。  除了播种、间苗、浇水,我们还需要每天对生菜进行观察、拍照,检查基质的含水率、养分含量等。  到今天为止,在我们亲手照料下的生菜,已经长得很好了。我们看着它们一天天成长,很有满足感。  有网友提问,在太空,生菜生长的方向会发生变化吗?长得怎么样了?  在这里,我要告诉这位网友,我们种植的生菜和地面是一样的,也是向上生长的,而且长得好像比地面更高一些。  【王隆基解说:虽然太空是失重环境,但是因为植物有趋光性,所以它依然是朝上长 同时植物还具有趋水、趋肥性,它的根部就会朝着富有水分和养分的基质生长。】  下周二,是我们在轨种植蔬菜的最后一天,到时候我们会进行植物采样,把生菜的叶子和根茎剪掉,放到低温储蓄装置中,再把它们带回。  听说有网友很好奇,种出来的生菜能吃吗?  这次我们种的蔬菜是用来做实验的,暂时不食用。我相信经过研究,以后我们在太空种的各种蔬菜,肯定是可以吃的。我也期待着在太空吃上自己种出来的蔬菜。  【王隆基解说:这次是我国首次在太空人工栽培蔬菜,暂时不让航天员食用。我们要把植物采样带回来,进行生物安全性检测,比如检测植物表面的微生物是否超标。只有检测合格后,我们才会在下次实验中考虑让航天员食用栽培的蔬菜。在轨植物栽培技术,是未来长期太空载人活动、深空探测等必不可少的一项技术,将来我们还会做其他物种的大面积栽培实验,通过几轮实验,逐步掌握植物在太空生长的规律,便于以后在空间站种植种类更多、面积更大的植物。】
  • 植物也要“摘口罩”:Nature主刊揭示植物气孔如何重新打开
    人们面对病毒入侵,会通过佩戴口罩进行有效抵御。同样,植物也会通过调节气孔的开放和关闭来抵抗病原入侵。气孔关闭可减少水分流失并限制病原体进入,然而长时间关闭气孔,会导致植物光合作用以及蒸腾作用的减弱,水分的过度积累甚至会促进植物体内病原体的定殖。所以,植物其实也是需要在合适的时间“摘掉口罩”。那么,植物是如何动态调节气孔关闭和开放的?其背后的分子机理仍不清楚。今年5月,美国德州农工大学何平教授、单立波教授与山东建筑大学侯书国教授在Nature主刊合作发表了相关研究,发现了一类新的调控免疫和水分流失的分泌小肽SCREWs,阐明了SCREWs参与植物重新打开气孔的分子机制。这也是山东建筑大学首篇Nature主刊文章。植物基因里编码数以千计的小肽,而其中多数小肽的功能仍是未知的。一些小肽是植物免疫的细胞因子,被驻扎在细胞表面的受体激酶所感知。作者首先分析了拟南芥小肽合成基因的转录组学,发现受细菌鞭毛蛋白刺激时,一些小肽的合成会明显提高,并且这些小肽具有保守的C端(图1)。用这些小肽处理种苗后,发现小肽诱导激活了MAPKs(mitogen-activated protein kinases),及包括WRKY30,WRKY333,WRKY353和FRK1在内的多种PTI(pattern-triggered immunity)标志物的表达,并且证明了C端保守的两个半胱氨酸(CC)对诱导免疫反应十分重要。体内实验发现这些小肽直接决定了拟南芥是否易感染Pst DC3000(Pseudomonas syringae pv. tomato DC3000)。由此作者鉴定这些小肽为一类新的植物细胞因子,被命名为SCREWs(SMALL PHYTOCYTOKINES REGULATING DEFENSE AND WATER LOSS)。图1 细胞因子SCREWs的序列比对作者的下一步是找到SCREWs的受体。受体激酶,特别是LRR-RKs(leucine-rich repeat receptor kinases)是很多内源肽的受体。作者筛选了拟南芥的受体激酶,发现NUT(AT5G25930)介导了SCREWs诱导的免疫反应。为了确定NUT是不是SCREWs的直接受体,作者使用Biacore T200,通过把NUT胞外域固定在CM5芯片上,SCREWs作为分析物流过芯片,检测得到SCREW1与NUT的亲和力达到12.95μM,SCREW2与NUT的亲和力达到6.23μM(图2)。图2 Biacore鉴定SCREWs的受体NUT(pH 7.5)为了更加接近体内的环境,作者同样使用Biacore方法检测了pH5.7条件下SCREWs与NUT的亲和力,发现在非原质体的pH条件下,SCREWs与NUT的亲和力基本一致(图3)。图3 Biacore检测非原质体酸碱条件(pH 5.7)下SCREWs与NUT亲和力前面提到,SCERWs羧基端的保守半胱氨酸对诱导免疫十分重要,这里作者同样用Biacore做了体外实验的验证,结果发现保守区域半胱氨酸的突变会使SCREWs与NUT的亲和力显著降低(图4)。由此,藉由Biacore完整、可靠的实验结果,作者确定了NUT就是SCREWs的受体。图4 关键氨基酸的突变使SCREWs与NUT的亲和力显著降低很多LRR-PKs的受体都是BAK1和相关的SERKs,利用免疫沉淀实验发现SCREW会刺激NUT-BAK1复合物的产生后,作者同样使用Biacore检测SCREW2-NUT-BAK1三元的结合(图5)。同样把NUT胞外域固定在CM5芯片上,分析物则设置固定浓度的BAK1预混多浓度的SCREW2,并且检测NUT与单独BAK1的结合试验作为对照。结果发现,BAK1的存在显著提高了NUT和SCREW2的亲和力,达到了0.38μM。图5 Biacore检测SCREW2-NUT-BAK1三组分的结合除了调控免疫,作者还发现SCREW-NUT可以调控植物的水分流失。植物缺水时,ABA会促进气孔的关闭,调控植物的水分利用和耐旱性。作者发现,SCREW-NUT通过调控ABI(ABA INSENSITIVE)的磷酸化,导致ABI磷酸酶对OST1(OPEN STOMATA 1,一种介导ABA和MAMP诱导的气孔关闭的关键激酶)的活性增加,降低S型阴离子通道的活性,最终抑制气孔关闭。总结图6 文章整体研究思路综上所述,团队首次发现了植物应对病原体侵染或水分缺失时,会通过SCREWs-NUT来控制气孔的重新开放。SCREW-NUT系统广泛分布于双子叶和单子叶植物中,说明本研究在优化植物对非生物和生物胁迫的适应性方面有重要作用。Biacore作为分子互作的金标准,轻松应对信号通路的二元,三元体系研究,在研究植物生长发育和抗逆的信号通路,转录调控等方面,深受广大农业和植物科学家的信赖。Biacore可靠的实验数据,加上科学家创新又严谨的研究思路,定会加速我国科学家们在农业和植物领域的科研进展,巩固我们在此领域的领军地位。Biacore,for a better life参考文章:Liu, Z., Hou, S., Rodrigues, O. et al. Phytocytokine signalling reopens stomata in plant immunity and water loss. Nature 605, 332–339 (2022).
  • LI-2100 | 基于稳定同位素分析毛乌素沙地东北部不同林龄人工沙柳的水分利用来源
    近年来,全球环境问题日益突出,资源的合理利用和环境的保护已成为全人类共同面临的挑战。水分是生命的基础,对于植物的生长发育和生态系统的稳定运行起着至关重要的作用。然而,人类的过度开采和污染已导致严重的水资源短缺、土壤荒漠化等问题。沙柳作为一种生长在贫瘠土壤和干旱地区的植物,具有很强的水分利用能力和环境适应性。沙柳生长迅速,枝叶茂密,根系繁大,固沙保土力强,是中国沙荒地区造林面积最大的树种之一。同时,它长而发达的根系,能够迅速吸收土壤中的水分,高效利用水资源。其表面一层厚厚的叶蜡,也能够减少水分的蒸发和流失,有效避免土壤干燥和水分的浪费。因此,通过对沙棘的深入研究和广泛应用,我们可以有效地解决环境保护的问题。接下来这篇相关论文,我们来了解一下沙柳的水分利用来源。基于稳定同位素分析毛乌素沙地东北部不同林龄人工沙柳的水分利用来源沙柳具有很好的应对非生物胁迫(如干旱、寒冷、低肥力)的能力,已广泛引入毛乌素沙地东北部以防风固沙及改善生态系统功能和服务。然而,早期引入的沙柳出现了退化和枯死现象。预计由于气候持续变暖和人为干预增加,沙柳人工灌丛将出现更严重的干旱胁迫。鉴于人类世日益严重的水资源短缺和土壤荒漠化的持续扩大。了解植物与土壤水分关系并实施合理的水分管理策略,必须确定人工植被在沙漠生态系统中的水分利用模式。然而,对于不同发育阶段沙柳的特性、调控和水源差异等研究还知之甚少。基于此,为确定毛乌素沙地圪丑沟小流域(38°11′–38°53′ N,109°21′–110°03′ E)不同林龄(6年、12年和18年)人工沙柳水分利用模式的季节变化和控制因素,揭示老化沙柳枯死的潜在机制,理解土壤水-植物的关系和人工植被的生态适应性。来自中国科学院地理科学与资源研究所的研究者们于2019-2021年5-10月(5、6、10月为旱季;7、8、9月为雨季)植物生长季进行了相关研究。试验开始前,作者采集了土壤样品,确定其土壤颗粒组成,总N含量(TN)及总P含量(TP)。采集了根系样品,确定植物根系分布。试验期,采集了0-20 cm、20-40 cm、40-60 cm、60-90 cm、90-120 cm、120-150 cm、150-200 cm、200-250 cm及250-300 cm土壤样品,将其分为两部分,一部分用来测定同位素,一部分用来测定土壤含水量(SWC)。同时采集了植物木质部样品。并于降水事件后收集降雨,采集降水量和气温数据。通过计算土壤干燥化指数(SDI)描述土壤水分亏缺状态。利用LI-2000植物土壤水分抽提系统(北京理加联合科技有限公司)提取木质部和土壤中的水分。利用Picarro L2130-i水同位素分析仪确定土壤水及降水的δ18O和δ2H。同时确定木质部水的δ18O和δ2H。最后通过MixSIAR模型区分并量化植物水源。【结果】试验期降水δ2H和δ18O(c)及降水量与δ2H/δ18O之间的关系(d)。生长季土壤水δ2H和δ18O的深度和时间分布。潜在水源对沙柳水分吸收贡献率的季节性变化。【结论】在整个生长季,6年沙柳60%的水源来自于0–120 cm土壤层。相比之下,12年和18年沙柳具有更大程度的生态可塑性,分别从旱季120-300 cm(71.93%)和40-200 cm(68.91%)水源转变到雨季的0-120 cm(65.09%和56.14%)水源。根系和土壤含水量垂直分布的变化是影响不同林龄沙柳水分利用模式季节性变化的主要因素。18年林分中,严重的土壤干涸和死根削弱了老化沙柳的生态可塑性,降低了其吸收深层水(200-300 cm)的能力,从而导致沙柳退化。因此,野外管理措施,例如(i)通过沙柳退化枝条覆盖地面以减少土壤水蒸发;(ii)使成熟沙柳稀疏以减少水分消耗;(iii)通过对最佳植物密度或生物量进行建模来确定植被阈值,以指导所研究地区的未来植被恢复。在这项研究中,针对沙柳拟议的管理实践可以为世界其他沙漠地区相似林龄人工恢复植物的水分利用策略提供参考。
  • 全光谱太阳能电池诞生可吸收所有波长阳光
    英国《工程师》网站近日报道,美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室的研究人员已经研制出了一种廉价的太阳能电池,可以响应几乎所有太阳光谱。科学家称,开发的多波段光电设备是基于砷镓氮化物,这样制成的是一种简单的太阳能电池,很容易制备。   在该项目中,研究人员使用了砷镓氮化物,其成分类似于最普通的半导体:砷化镓。据介绍,将砷替换为氮是全光谱太阳能电池的关键一步。经过过去10年的努力,该实验室成功研发了一种频带反交叉模型,用于全光谱太阳能电池的研发。经过多次的试验之后,研究人员确定了最理想的合金组合,并计算出了各种金属在合金中的精确比例。试验证明,利用该方法制备全光谱太阳能电池很简单,使用有机金属化学气相沉积法就行,这是半导体产业最常见的制造技术之一,因此生产成本较低。
  • PlantScreen植物表型成像分析技术全球快讯
    北京易科泰代理的PlantScreen植物表型分析平台在荷兰植物生态表型中心(NPEC)安装运行,这是该中心成立后安装运行的首套植物表型分析系统,整套系统由光适应室、叶绿素荧光成像单元、RGB 3D成像单元、3D激光扫描成像单元等组成,有轮子可以方便移动,被称为“可移动的高通量表型成像分析平台”。 美国橡树岭国家实验室(ORNL)生物能源创新中心设计安装大型PlantScreen植物表型分析平台,包括如下成像分析功能模块:1)RGB 3D成像分析单元,用于植物三维形态结构分析和颜色分析2)3D激光扫描成像分析单元,用于植物三维形体结构测量和3D建模3)脉冲调制(PAM)叶绿素荧光成像分析单元,用于植物生理性状及胁迫等成像分析4)高光谱成像分析单元,用于植物生化结构组成及代谢组学研究分析5)NIR近红外成像分析单元,用于植物水分分布成像分析6)高分辨率红外热成像分析单元,用于气孔导度动态分析该大型平台计划于2019年6月安装完毕并运行。 另一大型PlantScreen植物表型平台将于2019年上半年在匈牙利科学院生物科学研究中心(BRC)安装运行,该平台建设包括大型FytoScope植物生长室、紧凑型PlantScreen植物表型成像分析系统(安装在FytoScope内)、PlantScreen高通量根系表型成像分析系统(安装于FytoScope内)、大型模块式PlantScreen植物表型成像分析平台(安装在温室内)。该平台包括如下成像分析功能单元:1)根系与地上茎叶(root and shoot)表型分析单元,包括RGB 3D成像技术和3D激光扫描技术,对植物及其根系形态结构性状和生物量等进行高通量分析测量2)光合作用、胁迫耐受性、生理状态成像分析及GFP/YFP成像分析,采样脉冲调制(PAM)叶绿素荧光成像技术3)生化组成及代谢成像测量,采用VNIR高光谱成像分析技术4)气孔导度动态测量分析,采用高分辨率红外热成像技术 易科泰生态技术公司为您提供植物表型分析全面解决方案:?手持式或便携式叶绿素荧光测量与成像技术?手持式或便携式植物光谱与高光谱成像测量技术?手持式或便携式红外热成像技术 ?FluorCam叶绿素荧光成像全面解决方案?FluorCam多光谱荧光成像技术全面解决方案?FKM多光谱荧光动态显微成像技术方案——细胞亚细胞水平分析植物性状?Specim高光谱成像技术全面解决方案?PlantScreen高通量植物表型成像分析技术?叶绿素荧光成像、高光谱成像、红外热成像、多光谱成像、RGB成像综合集成技术方案
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