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Usefulness of LED lightings in cereal breeding on example of wheat,barley and oat seedlings

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International Journal of Agricultural and Biological Engineering 2019年第6期12卷 32-37页

作者： Piotr Stefański Patrycja Siedlarz przemysław matysik Krystyna Rybka Plant Breeding Strzelce Ltd.Co. ul.Główna 2099-307 StrzelcePoland Plant Breeding and Acclimatization Institute-National Research Institute 05-870 RadzikówPoland

The LED lightings in horticulture are becoming prevalent,due to their physical properties allowing reduction of electricity consumption and on modulation of light spectrum and frequency.At present,LED lightings are not widely used by cereal breeding companies despite the fact that use of greenhouses is very common.This is why,the present experiment was run to show the evidence of LED lightings usefulness in a cereal crops breeding processes.Spring wheat(Triticum aestivum,L.),spring barley(Hordeum vulgare,L.)and oat(Avena sativa,L.),one cultivar of each species,were used for the 9 week trial conducted in a greenhouse with strictly controlled temperature(22℃)and humidity(80%).As a light source,4 LED illuminators along with a high-pressure sodium and xenon lamps and a natural sunlight in non-shadowed area of the same greenhouse were used.LED illuminators were characterized by relatively high ratio of blue/red radiation(0.6-1.3)to force the stem shortening,since cereal seedlings with such a growth habit are preferred in greenhouse cultivation of cereals.It was evidenced,that LED illuminators provided light suitable for cereals growth in a greenhouse,however each species had slightly different optimal light requirements.For wheat and barley the best impact on stem shortening and also on time to heading had a LED illuminator with high multi wave-blue radiation whereas on the leaves width the illuminator with lowest blue/red ratio.For oat seedlings a light source with highest light intensity and highest blue/red ratio seemed to be the most proper.Not much differences in seedlings growth and time to heading suggested that there is a chance for construction of one universal type of LED illuminator designed for greenhouse stages of cereal crops breeding.

关键词： greenhouse light emitting diodes cost-effectiveness Triticum aestivum Hordeum vulgare Avena sativa

Solid-State NMR Spectroscopic Study of Chromophore-Protein Interactions in the Pr Ground State of Plant Phytochrome A

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Molecular Plant 2012年第3期5卷 698-715页

作者： Chen Song Lars-Oliver Essen Wolfgang Ga＇rtner Jon Hughes J6rg matysik Leids Instituut voor Chemisch Onderzoek Universiteit Leiden PO Box 9502 2300 RA Leiden The Netherlands Fachbereich Chemie Philipps-Universita＇t Marburg Hans-Meerwein-Stral3e D-35032 Marburg Germany Max-Planck-lnstitut for Bioanorganische Chemie StiftstraBe 34-36 D-45470 MCu＇lheim an der Ruhr Germany Pflanzenphysiologie Justus-Liebig-Universita＇t SenckenbergstraBe 3 D-35390 Giessen Germany

Despite extensive study, the molecular structure of the chromophore-binding pocket of phytochrome A （phyA）, the principal photoreceptor controlling photomorphogenesis in plants, has not yet been successfully resolved. Here, we report a series of two-dimensional （2-D） magic-angle spinning solid-state NMR experiments on the recombi- nant N-terminal, 65-kDa PAS-GAF-PHY light-sensing module of phytochrome A3 from oat （Avena sativa）, assembled with uniformly 13C- and lSN-labeled phycocyanobilin （u-[13C,15N]-PCB-As.phyA3）. The Pr state of this protein was studied regarding the electronic structure of the chromophore and its interactions with the proximal amino acids. Using 2-D 13C-13C and 1HJSN experiments, a complete set of 13C and 15N assignments for the chromophore were obtained. Also, a large number of 1H-13C distance restraints between the chromophore and its binding pocket were revealed by inter- facial heteronuclear correlation spectroscopy. 13C doublings of the chromophore A-ring region and the C-ring carbox- ylate moiety, together with the observation of two Pr isoforms, Pr-I and Pr-II, demonstrate the local mobility of the chromophore and the plasticity of its protein environment. It appears that the interactions and dynamics in the binding pocket of phyA in the Pr state are remarkably similar to those of cyanobacterial phytochrome （Cphl）. The N-terminus of the region modeled （residues 56-66 of phyA） is highly mobile. Differences in the regulatory processes involved in plant and Cphl phytochromes are discussed.

关键词： solid-state NMR plant phytochrome chromophore-protein interaction signal transduction

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黄素体系电子转移过程光谱研究

光谱学与光谱分析 2022年第2期42卷 368-375页

作者：万浩宇周子雄吴俊彪 J rg matysik 王孝杰国防科技大学文理学院生物与化学系湖南长沙410073 Institut für Analytische Chemie Universit t Leipzig04103 LeipzigGermany

黄素类物质在生物体内广泛存在,是许多电子转移反应的活性中心,也是电子传递链的重要组成部分。其受到光照激发后引起的电子转移,是许多生命过程的基础与起始步骤。特别地,一种名为隐花色素的黄素蛋白在光激发后经一系列电子转移形成自... 详细信息

黄素类物质在生物体内广泛存在,是许多电子转移反应的活性中心,也是电子传递链的重要组成部分。其受到光照激发后引起的电子转移,是许多生命过程的基础与起始步骤。特别地,一种名为隐花色素的黄素蛋白在光激发后经一系列电子转移形成自旋相关自由基对,被认为是最有可能的生物磁敏物质,更使黄素体系电子转移过程的动力学,特别是自旋动力学过程倍受关注。对黄素电子转移过程及相关机理进行研究,有助于厘清多种生命过程的化学机理与影响因素。为此,科学界综合运用了多种仪器与测试手段,其中主要包括紫外-可见光谱,荧光光谱,瞬态吸收光谱,光化学诱导动态核极化(Photo-CIDNP)技术等。通过多年的研究,对黄素在生物体内的作用机理与电子转移过程的认识经历了由浅入深,不断深入的过程。紫外-可见光谱(UV-Vis)主要用于研究黄素系统中的电子激发,自旋动力学和电子转移。结合理论计算,UV-Vis还可以识别电子转移中涉及的基团并进行定量分析。荧光光谱可以识别电子受激发的物质,在反应过程中观察黄素和半醌中间体的产生和消耗,并确定其氧化还原和质子化状态。瞬态吸收光谱适于观测反应过程中出现的短寿命物种,其中飞秒泵浦探测技术的引入大大提高了观测的时间分辨率,并且可以通过光谱特征区分单重态和三重态的自由基对。光化学诱导动态核极化核磁共振(NMR)可以直接观察电子-核自旋动力学过程。磁场依赖性photo-CIDNP NMR揭示了控制单重态与三重态互变的因素,并提出了生物地磁导航可能依赖的化学机制。腔吸收与单分子光谱的运用,从技术上提高了实验装置的灵敏度并降低检测限。主要介绍黄素体系电子转移过程研究所运用的各种光谱手段与取得的成果,并展望其未来。

关键词：黄素电子转移光谱自旋动力学磁感应

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用于温室谷类作物育种的LED灯效率研究

农业工程技术 2022年第30期42卷 115-115页

作者： Piotr Stefański Patrycja Siedlarz-S?owacka przemys?aw matysik Krystyna Rybka 波兰Strzelce植物育种有限公司波兰国家研究院植物育种与驯化研究所

LED灯在园艺中的应用越来越普遍，目前在专门用于谷类作物育种的温室中也得到应用。然而，LED灯的实际效率还存在问题。除了高预算的项目，波兰的较小规模育种公司还面临着LED灯下植物生长和开发的实际成本问题。试验比较了7种不同的LE... 详细信息

LED灯在园艺中的应用越来越普遍，目前在专门用于谷类作物育种的温室中也得到应用。然而，LED灯的实际效率还存在问题。除了高预算的项目，波兰的较小规模育种公司还面临着LED灯下植物生长和开发的实际成本问题。试验比较了7种不同的LED灯和一种高强度放电（HID）灯与一种高压钠灯（HPS）作为对照。该试验使用两种小麦及大麦和燕麦作为研究对象。根据伸长生长和生长时间来评估植株的生长速率。利用叶绿素a(Chla)荧光测定植物的生理条件。同时，记录了测试灯的光谱和强度及用电能耗。结果表明：1)LED的物理性质和灯具结构影响电能消耗量；2）谷物作物种类对照明的需求不同。光敏性较低的是燕麦，小麦敏感性中等；3）基于蓝-白二极管的LED-6灯（Planta Lux，波兰）对所研究的品种具有最优的成本效益。

关键词：温室发光二极管成本效益谷物小麦大麦燕麦

Factors Determining the Development of Non-cash Payments in Rural Areas in Poland

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Journal of Modern Accounting and Auditing 2014年第7期10卷 816-824页

作者： Monika Szafraflska Renata matysik-Pejas Janusz Zmija University of Agriculture in Krakow Krakow Poland

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固态Photo-CIDNP效应（英文）

物理化学学报 2016年第2期32卷 399-404页

作者：王孝杰 THAMARATH Smitha Surendran ALIAA. BODE Bela E. matysik Jorg 国防科技大学理学院化学与生物学系长沙410073 莱比锡大学分析化学研究所德国莱比锡04103 莱顿大学化学院荷兰莱顿2300RA 莱比锡大学医学物理与生物物理研究所德国莱比锡D-04107 圣安德鲁斯大学化学与生物医学研究院苏格兰圣安德鲁斯KY16 9ST

光化学诱导动态核极化(photo-CIDNP)是一种在光照条件下由于产生非玻尔兹曼核自旋极化而使核磁共振(NMR)波谱信号强度发生明显变化的效应。这种效应在液体NMR中已为人所熟知,并通过经典的自由基对机理得到解释。固态photo-CIDNP效应发... 详细信息

光化学诱导动态核极化(photo-CIDNP)是一种在光照条件下由于产生非玻尔兹曼核自旋极化而使核磁共振(NMR)波谱信号强度发生明显变化的效应。这种效应在液体NMR中已为人所熟知,并通过经典的自由基对机理得到解释。固态photo-CIDNP效应发现的较晚,本文介绍了在光合反应中心及蓝光受体中发现的固态photo-CIDNP效应,详细阐述了固态photo-CIDNP效应产生的自由基对自旋动力学的机理,包括三旋混合(TSM)、衰变差异(DD)和弛豫差异(DR),重点介绍了类球红杆菌光合反应中心固态photo-CIDNP效应的磁场依赖性,这种场依赖性在同一分子中的不同核之间表现出明显的差异。本文综述了固态photo-CIDNP效应的现象、理论及其磁场依赖特性的最新进展。

关键词：光化学诱导动态核极化魔角旋转核磁共振自由基对自旋化学

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隐花色素磁感应模型体系的研究进展

化学学报 2018年第8期76卷 597-604页

作者：郭锦平万浩宇誉宫王孝杰国防科技大学文理学院生物与化学系长沙410073 莱比锡大学分析化学系莱比锡德国04103

半个世纪以来,动物地磁导航得到了广泛而深入的研究,然而其背后的磁感应机理还不清楚.1978年,Schulten等提出自由基对机理可能是生物磁感应的内在机制.近年来,这一假设得到发展和完善,提出隐花色素蛋白是生物的磁感应分子的观点.由于生... 详细信息

半个世纪以来,动物地磁导航得到了广泛而深入的研究,然而其背后的磁感应机理还不清楚.1978年,Schulten等提出自由基对机理可能是生物磁感应的内在机制.近年来,这一假设得到发展和完善,提出隐花色素蛋白是生物的磁感应分子的观点.由于生物体内环境的复杂性和隐花色素蛋白的易光解特性,生物磁感应自由基对机理的研究受到很大限制.为了深入研究生物磁感应自由基对机理,人们构建了磁感应模型体系,大大简化了生物环境的复杂性,从不同方面开展了磁感应研究.基于国内外学者的研究成果,主要介绍隐花色素磁感应和各种模型体系相关研究进展,简要总结并提出生物磁感应自由基对机理研究中亟待解决的问题.

关键词：隐花色素生物磁感应自由基对机理黄素模型体系

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隐花色素模型化合物的磁场效应

隐花色素模型化合物的磁场效应