摘要 研究结果确定了联合供热系统中各种热源使用效率的特征指标。在研究过程中,考虑了将蓄热器集成到供热系统中的各种方案。水被用作电池,也用作冷却剂。对间歇帐篷加热的联合供热系统中的过程进行了数学建模。确定了供热系统元件的特征运行模式,其中考虑了热消费者的运行模式。使用软件包进行了数学建模,该软件包允许获得供热系统主要元件的热功率分布及其特征运行模式。根据研究结果,提出了热功率降低系数和蓄热器体积使用效率系数。这些系数可以评估热源的效率和储热罐体积的使用效率。根据获得的数据,设定了优化热源日负荷的任务,同时考虑了储热罐的安装。
结果与讨论:研究结果表明,研究单位的平均能源效率为 0.72(满分 1),因此分别有 21 和 335 个温室使用了高效和低效的能源。根据能源使用可持续性的组成部分,高效温室和低效温室之间存在显著差异,因此节能温室的相关组成部分水平较高。建议温室作物领域的决策者、利益相关者和积极的政策制定者应考虑能源使用可持续性的所有组成部分,以便制定的政策和计划能够涵盖所有维度并考虑到能源使用可持续性的不同方面。因为本研究的结果可以为其他类似领域提供参考。
近年来,RNA 引导的基因组编辑 (CRISPR-Cas9 技术) 的发展彻底改变了植物基因组编辑。在营养缺乏条件下,不同的转录因子和调控基因网络共同作用以维持营养稳态。提高氮 (N)、磷 (P) 和钾 (K) 的利用效率对于确保可持续产量、提高质量和抗逆性至关重要。本综述概述了适合基因组编辑的潜在目标,以了解和提高营养利用 (NtUE) 效率和营养胁迫耐受性。还描述了使用关键负调节剂和正调节剂的不同基因组编辑策略。营养信号的负调节剂是基因组编辑的潜在目标,可在资源匮乏的条件下改善营养吸收和应激信号。通过 CRISPR/dead (d) Cas9 (dCas9) 胞嘧啶和腺嘌呤碱基编辑和主要编辑进行的启动子工程是产生精确变化的成功策略。 CRISPR/dCas9 系统还具有利用转录激活因子/抑制因子以有针对性的方式过度表达目标基因的额外优势。CRISPR 激活 (CRISPRa) 和 CRISPR 干扰 (CRISPRi) 是 CRISPR 的变体,其中实现了 dCas9 依赖的转录激活或干扰。dCas9-SunTag 系统可用于设计植物中的靶向基因激活和 DNA 甲基化。通过 CRISPR-Cas 技术开发营养利用效率高的植物将加快作物营养胁迫耐受性遗传改良的速度,并提高农业的可持续性。
摘要:氮肥利用率低是限制植物生长发育的主要因素之一,农业上需要施用高剂量的氮肥才能实现高产。然而,大部分氮肥未被植物利用,污染了环境。这种情况可以通过提高植物的氮利用效率 (NUE) 来改善。NUE 是一种由遗传和环境因素之间的多种相互作用驱动的复杂性状,改善 NUE 需要从根本上了解植物氮代谢的关键步骤——吸收、同化和再动员。本综述总结了 20 年来利用生物工程改造氮代谢以增加作物生物量积累和产量的研究。结构和调控基因的表达最常使用过表达策略来改变,但也使用了 RNAi 和基因组编辑技术。木本植物受到特别关注,因为它们具有重要的经济意义,在生态系统中发挥着至关重要的作用,与草本植物有着根本的区别。本综述还探讨了转基因植物的意外影响问题,这些影响包括氮代谢改变,例如早期开花,这是目前很少受到关注的研究课题。文中讨论了使用各种方法在全球气候变化的背景下提高作物氮利用效率的未来前景,这对于可持续农业的发展至关重要。
提高能源利用率的效率是节省能源和减少排放的重要方法。本文从中国收集了3164个样本的数据,并使用SBM-DEA方法来计算能量利用率的效率。然后,我们根据中国的新能源示威城市(NEDC)政策来构建DID模型,以测试地方政府干预对能源利用率效率(EUE)的影响。可以得出以下结论。首先,NEDC策略仍然可以显着改善EUE。其次,异质性分析表明,无论是对于传统的工业基地还是非传统的工业基础,NEDC政策对增强城市欧洲都是有益的。对非传统工业基础的影响更大。NEDC政策可以在东部城市和较高的经济发展领域中显着促进EUE。相比之下,它对中西部和西方城市或经济发展贫困地区的EUE的影响是微不足道的。最后,机制分析表明,NEDC政策可以通过调整工业结构调整和绿色创新来促进能源利用率的效率。
氮是植物生长和生产力的关键营养素,但在农业中使用的不确定是经济和环境挑战。增强氮的使用效率(NUE)对于促进可持续的作物生产和减轻氮损失的负面影响,例如水污染和温室气体排放至关重要。本评论讨论了旨在改善NUE的各种策略,重点是农艺实践,遗传进步和综合管理方法。与精确的农业技术一起探索了传统的农艺方法,包括氮施加分裂和使用受控释放肥料,这可以根据作物和土壤条件实时调整对氮的实时调整。遗传学和生物技术的进步,例如常规育种,遗传修饰和基因组编辑,已促进了氮的摄入和吸收和同化的改善的作物品种的发展。此外,包括氮固定细菌和菌根真菌在内的有益微生物的作用被强调为增强氮的可用性和减少对合成肥料的依赖的自然手段。审查进一步强调了可持续的实践,例如基于豆类的农作物轮作,连续覆盖作物和有机施肥,这有助于土壤氮的富集和整体土壤健康。通过结合这些农艺,遗传和微生物策略,可以实现一种整体氮管理方法,从而最大程度地提高作物产量,同时最大程度地减少环境影响。这种综合策略支持弹性和可持续的农业系统的发展,从而促进了长期的土壤生育能力和生产力。
光合作用是维持植物和人类生命的关键过程。提高农作物的光合能力是增加其产量的一种有吸引力的方法。虽然光合作用的核心机制在 C3 植物中高度保守,但这些机制非常灵活,允许光合特性存在相当大的多样性。这种多样性之一是在高辐照度下保持较高的光合光能利用效率,正如在少数特殊的 C3 物种中发现的那样。十字花科的一种植物 Hirschfeldia incana 就是这样一种特殊的物种,由于它易于生长,因此是研究这种性状的遗传和生理基础的绝佳模型。在这里,我们展示了 H. incana 的参考基因组,并证实了其较高的光合光能利用效率。尽管 H. incana 是十字花科中迄今为止光合速率最高的,但与其密切相关的 Brassica rapa 和 Brassica nigra 的光饱和同化率也很高。H. incana 基因组已通过大规模染色体重排、物种特异性转座子活性和重复基因的差异保留与 B. rapa 和 B. nigra 基因组广泛分化。H. incana 、B. rapa 和 B. nigra 中参与光合作用和/或光保护的重复基因在拷贝数和基因表达之间表现出正相关,这为这些物种高光合效率的潜在机制提供了线索。我们的研究表明,H. incana 基因组是研究高光合光能利用效率的进化和提高作物物种光合速率的宝贵资源。
通过使用基因组编辑和稳定植物转化技术,开发将高粱基因与表型联系起来的基因组水平知识库以实现生物能源目标,对于理解基本生理功能和作物改良至关重要。我们与参与该项目的各个实验室一起贡献中央枢纽能力,以创建、测试和培育转基因和基因组编辑植物。我们已经建立了可靠的协议,用于通过农杆菌介导将实验性遗传构建体引入高粱 cv BTx430,并合作生成该项目正在进行的研究所需的可行转基因。这些实验包括:; (1) 用于敲低的高粱 RNAi 构建体,例如电压门控氯离子通道蛋白、α碳酸酐酶 7 (CA) 和 9-顺式环氧胡萝卜素双加氧酶 4 以及 myb 结构域蛋白 60; (2) 构建体用于测试磷酸烯醇丙酮酸羧化酶 (PEPC) 启动子表达、CA 过表达和具有改变动力学的 PEPC 的保真度;(3) 旨在测试一系列增加的叶肉 CA 活性的 CA 过表达的其他版本;(4) Ta Cas 9、dTa Cas9 和 dCas9 转录激活因子用于改进编辑,以及;(5) 构建体用于评估转基因过程的改进,旨在增加转化频率并缩短 T1 种子的时间。这些品系目前处于转基因过程的不同阶段。使用形态发生调节剂介导的转化 (MRMT) 的最新发展是实现快速转化和基因组编辑的突破。我们报告了一种使用 MMRT 技术的改进的快速转化方法的开发,该方法有可能增加我们的项目的吞吐量并缩短时间。与 Voytas 实验室合作,我们评估了 MRMT 载体的公共版本。 Voytas 实验室还在测试递送基因组编辑试剂的新方法,特别是使用 RNA 病毒载体通过感染递送 gRNA。通过感染进行可遗传基因编辑已在多个双子叶植物中实现,我们正在努力在狗尾草和高粱中实施该技术。
抗性品种的开发 主题:非生物胁迫耐受性 • 基于基因组学的分析水稻非生物胁迫耐受性的策略 • 作物非生物胁迫耐受性的基因组编辑 • 表型技术和基因组编辑以提高资源利用效率 • 资源利用效率育种 • 根系结构在提高作物非生物胁迫耐受性中的作用 • 探索辐射利用效率以提高作物产量 主题:营养品质 • 了解作物最终用途品质性状的遗传基础和改良 • 基因组学辅助育种以增强作物的营养品质性状 • 基因组编辑以增强品质性状 • 从谷物中提取和定量营养成分的分析技术原理 • 微量营养素含量的遗传增强 • 改良品质性状的转基因方法
结果与讨论:ECT 下 N 2 O–N 排放量比环境排放量增加。使用印楝油包衣尿素 (NOCU) 可使 N 2 O–N 排放量减少 10.3%,而与 ECT 下的颗粒尿素处理相比,Limus 包衣尿素可使 N 2 O–N 排放量减少 14%。与 AMB 相比,ECT 处理下小麦土壤的 NH 3 –N 排放量也有所增加。与 ECT 条件下颗粒尿素的 NH 3 –N 排放量相比,通过 Limus 施用 N 可使小麦的 NH 3 –N 排放量减少 35.7–36.8%。温度升高使谷粒重量减少 7.6%。ECT 下,使用颗粒尿素的谷粒氮含量减少 10.9%。与 ECT 相互作用下的尿素相比,NOCU 和 Limus 的施用分别使谷粒氮增加 6% 和 9%。硝化抑制剂和脲酶抑制剂的应用可能会减少未来气候条件下的活性氮损失并提高氮的利用效率。