昼夜温差对设施番茄品质形成的调控机理及数值模拟

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    41275117
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    84.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    D0515.应用气象学
  • 结题年份:
    2016
  • 批准年份:
    2012
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2013-01-01 至2016-12-31

项目摘要

Tomato(Solanum lycopersicum)is the main facility crop in China. The outstanding problems in greenhouse tomato production are low yield per unit, poor quality and difficult to conduct year-round production. The temperature difference between day and night (DIF) will be the key factor to affect the quality formation of tomato if the daily mean temperature and light intensity is constant. However, so far, the influencing mechanism of DIF on tomato quality and the quantitative relationship between the two are still unclear. According to the response of tomato quality formation to DIF, an environment-controlled experiment will be carried out in this study, in which, a tomato varity named "jinguan 5" will be selected as the material and, many eco-physiological index of tomato, such as RuBP enzyme activity, leaf-gas exchange, fluorescence parameters, sink-strength characters and fruit nutrients will be measured and analyzed under different DIF tratements. The goal of this study is to explain the influencing mechanism of DIF on tomato growth and quality. Meanwhile,the response mechanisms of development process, canopy structure, source-sink relation and quality formation of tomato on DIF will be analyzed, and the key parameters needed to run the facility tomato model will also be extracted. Accordingly,the response mechanisms of development process,canopy structure, source-sink relation and quality formation of tomato on DIF will be analyzed, and the key parameters needed to modelling the facility tomato will also be extracted. On the basis of crop growth models developed by the applicants,a set of greenhouse meteorological and crop data will be used as the input to develop a simulation model based on the response of the tomato quality to DIF, with a view to dynamically predicting harvest, yield and quality of greenhouse tomato crop. Finally, the microclimate index system of environmental regulation for tomato year-round production will be proposed. The results of this study could provide a scientific basis for quality regulation of greehouse tomato crop.
番茄是中国主要的设施作物。设施番茄生产中的突出问题是:单产低、品质差、难以周年生产。当日均温度和光强恒定时,昼夜温差是影响番茄品质形成的关键因素,但有关昼夜温差对番茄品质的影响机理及两者间的定量关系至今尚不清楚。本研究根据番茄品质形成对昼夜温差的响应,拟开展环境控制试验,以番茄品种'金冠五号'为试材,通过测定和分析不同昼夜温差处理下番茄的生理生态指标,包括RuBP酶活性、叶气交换、荧光参数、库强特征和果实成分等,试图阐明昼夜温差对番茄生长发育和品质形成的影响机理。据此,分析番茄发育进程、冠层结构、源库动态和品质形成对昼夜温差的响应机制,提取建模所需的关键参数。再利用温室气象和作物数据,在自行研制的设施作物模型基础上,构建基于昼夜温差响应的设施番茄品质模拟模型,以期动态预测设施番茄收获期、产量和品质。最后提出番茄周年生产与环境调控的小气候指标体系,研究结果可望为设施番茄品质调控提供科学依据。

结项摘要

项目以番茄品种“金冠5号”(Solanum lycopersicum.cv. Jinguan5)为试材,设置不同日平均温度、昼夜温差人工环境控制试验,研究了叶片光合特性、番茄各器官中可溶性糖和蔗糖含量、叶片中游离氨基酸和可溶性蛋白含量、不同器管干物质分配比例、内源激素对昼夜温差的响应。研究表明12℃昼夜温差处理比0℃处理可显著增加番茄叶绿素含量。在番茄不同发育阶段,番茄叶片的Pmax、Amax、Aq及Ce均以6℃昼夜温差处理最高,0℃昼夜温差处理次之,12℃昼夜温差处理最低。番茄的最大光化学效率Fv/Fm、光化学淬灭qP、电子传递速率ETR均以6℃昼夜温差处理时最大,0℃昼夜温差时最低。根、茎和叶片中的可溶性糖含量在花期、座果期和果实膨大期均以0℃温差 (18℃/18℃)处理最高,12℃温差处理最低;叶柄和果实的可溶性糖含量以12℃温差处理最高,0℃温差处理下最低;根、叶片、叶柄、花和果实中的蔗糖含量均以12℃温差处理最高,茎中的蔗糖除在果实膨大期外,其它各生育期也以12℃最大;叶片游离氨基酸和可溶性蛋白含量以12℃处理最高,6℃温差处理次之,0℃温差处理最低;而干物质在果实中的分配比例比例以6℃温差处理下最大,12℃温差处理下最小,茎的干物质分配比例以12℃温差处理下最大,6℃温差处理下最小。研究认为在日均气温18℃条件下,昼夜温差0-12℃范围内,昼夜温差越大,利于果实中可溶性糖、蔗糖的积累,游离氨基酸和可溶性蛋白含量越高,而适当加大昼夜温差利于干物质向果实中转移,过高、过低温差不利于果实干物质积;25℃均温下,GA3、IAA和ZT含量均在6 ℃ DIF下含量最高;32℃均温下,GA3含量随温差增大而增加,ZT含量以6℃DIF最高,IAA含量则以6℃DIF最低。建立了设施番茄基于昼夜温差的生长模型。不同昼夜温差处理下,根、茎、叶的干物质分配比例均随辐热积增加呈指数递减关系,而果实的干物质分配比例、可溶性糖、蔗糖、可溶性蛋白含量随辐热积增加呈Logistic模型递增关系,提出了设施番茄生长和品质调控模型及调控气象指标。. 本项目共发表论文7篇论文,其中2篇SCI(E)收录2篇,Ei收录1篇,出版专著1部,申请专利6项,授权3项。

项目成果

期刊论文数量(7)
专著数量(1)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
昼夜温差对设施番茄叶片光合特性和叶绿素荧光参数的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    生态学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    彭晓丹;赵翔;王学林;孙擎
  • 通讯作者:
    孙擎
人工环境昼夜温差对番茄营养物质和干物质分配的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    农业工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    彭晓丹;赵翔;袁小康;韩秀君
  • 通讯作者:
    韩秀君
Effect of difference between day and night temperature on tomato (Lycopersicon esculentum Mill.) root activity and low molecular weight organic acid secretion
昼夜温差对番茄根系活力及低分子有机酸分泌的影响
  • DOI:
    10.1080/00380768.2016.1224449
  • 发表时间:
    2016-09
  • 期刊:
    Soil Science and Plant Nutrition
  • 影响因子:
    2
  • 作者:
  • 通讯作者:
高效液相色谱法测定设施番茄土壤低分子量有机酸的色谱条件研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    土壤通报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李煜姗;杨再强;李平;侯奇奇;韩冬
  • 通讯作者:
    韩冬
Effects of different levels of water stress on leaf photosynthetic characteristics and antioxidant enzyme activities of greenhouse tomato
不同程度水分胁迫对温室番茄叶片光合特性及抗氧化酶活性的影响
  • DOI:
    10.1007/s11099-015-0122-5
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Photosynthetica
  • 影响因子:
    2.7
  • 作者:
    Yuan X. K.;Yang Z. Q.;Li Y. X.;Liu Q.;Han W.
  • 通讯作者:
    Han W.

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其他文献

不同R:FR值对菊花叶片气孔特征和气孔导度的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    Acta Ecologica Sinica
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨再强;张静;江晓东;张继波;朱静;顾礼力;张波
  • 通讯作者:
    张波
高温胁迫下番茄临界氮模型的建立及氮素营养诊断
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    中国农业气象
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李佳佳;杨再强
  • 通讯作者:
    杨再强
遮光处理对温室黄瓜幼龄植株叶片光合参数的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    中国农业气象
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    熊宇;杨再强;薛晓萍;李军
  • 通讯作者:
    李军
不同CO_2浓度升高和氮肥水平对水稻叶绿素荧光特性的影响
  • DOI:
    10.5846/stxb202003060428
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    生态学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    姜倩倩;刘超;胡正华;于凌飞;杨再强;陈书涛
  • 通讯作者:
    陈书涛
低温胁迫对东北四种设施作物叶片光合特性及抗氧化酶活性的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    北方园艺
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张溪荷;杨再强;陈艳秋;王学林
  • 通讯作者:
    王学林

其他文献

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杨再强的其他基金

设施草莓开花坐果期低温冷害致灾机理及诊断预警模型研究
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设施草莓开花坐果期低温冷害致灾机理及诊断预警模型研究
  • 批准号:
    42275200
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    55.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
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  • 批准号:
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    面上项目
低温寡照对设施番茄的致灾机理及灾损评估模型研究
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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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