CN110710391B - 柠檬酸铝在绣球花色调控中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种柠檬酸铝在绣球花色调控中的应用,属于花卉保鲜及花色调节剂技术领域;该应用是指,将绣球切花置于0.55‑1.1g/L的柠檬酸铝花色调控剂中,可以使红或粉或粉红色绣球切花在瓶插期2~4天内变紫再变蓝,从而解决绣球种植过程中在田间对绣球花花色(蓝色)进行调控的技术问题,大幅度节省人工和生产成本,提高企业对切花产品质量的可控性;同时增强了绣球鲜切花商品的观赏性、趣味性和附加值。
Description
技术领域
本发明属于花卉保鲜及花色调节领域,具体涉及柠檬酸铝在绣球花色调控,特别是调控绣球切花变蓝中的应用。
背景技术
绣球花(Hydrangea macrophylla),又名紫阳花或八仙花,原产中国,属落叶灌木,其花朵硕大而艳丽,花色丰富多变,有红色、白色、蓝色、粉红色及若干过渡色,是重要的园林观赏植物,具有较高的观赏、生态和经济价值。绣球早期作为园林绿化和盆花栽培,近年开始用于鲜切花生产,已成为继玫瑰、康乃馨、百合、洋桔梗、非洲菊等五大鲜切花之后的第六大鲜切花(李青.绣球属观赏植物研究进展及在西藏发展前景[J].西藏科技,2019,2:66-68),且是切花类花卉中亩收益较高的品类,发展前景喜人。然而,由于一些八仙花品种萼片的颜色受栽培基质的酸碱度控制,有些品种在pH值为5.5以下的土壤中花色为蓝,pH值为6.5以上的土壤中花色为红,在弱酸性土壤中呈现紫色、淡紫色和紫罗兰色等颜色(蔡能,杨玉勇.绣球花品种介绍[J].中国花卉园艺,2009(22):20-22)。研究表明绣球中一些种类萼片颜色由红到紫到蓝的渐变与土壤铝离子(Al3+)浓度密切相关。在中性和碱性土壤中,铝元素主要以硅酸盐和氧化物的形式存在,溶解度很低;然而,在酸性土壤环境中(pH<5.5),铝离子(Al3+)则会从硅酸盐或氧化物中释放出来,溶解到土壤溶液中。研究发现当绣球种植在酸性土壤条件下时,土壤中游离出来的铝离子被绣球花吸收后,与花萼片中的飞燕草素-3-葡萄糖苷和5-咖啡酰喹宁酸形成蓝色复合物,进而开出蓝色花;而碱性条件下,土壤中的铝离子处于结合态不能被绣球花吸收,因而开出红色花(schreiber HD,Jones AH,LariviereCM,Mayhew KM,Cain JB.Role of aluminum in red-to-blue color changes inHydrangea macrophylla sepals[J].Biometals,2011,24(6):1005-1015)。如果植株吸收不到足够的铝,开出的花的颜色要么是混合、要么是红色或粉色,绣球企业要想得到蓝色绣球花,必须注意铝的施用及土壤pH值的调控。
硫酸铝做为Al3+和酸性的一种来源,通常被企业用来施用到土壤中调控大花绣球的花萼片变蓝(Bir R.Big flowered bigleaf hydrangeas.Great Plants(Special Issueof Fine Gardening)Spring,2007:78–83)。调控绣球花萼颜色变化不是立即就能实现的,一般在促花的前6周施用3~4次硫酸铝溶液,浓度为3g/L,也可以施用铝粉,一次即可,但一定要施在潮湿的基质中,如果基质过干,则会使根系受到伤害,还要避免施到叶片上,否则会引起烧叶。此外,光照也对花色调控产生影响,如果光照过强会激活对颜色变蓝过程有副作用的红色物质,因此必须注意在光照强时和促花末期进行遮荫(刘焕新.八仙花的花色调控[J].天津农林科技,2004,10(5):21)。
地栽绣球花受外部环境影响的因素较多,如雨水、肥料、病虫害药剂的使用等均会使土壤的pH值和微量元素发生变化,想要精确地控制花色比较复杂。而绣球花因自身的基因色素也会影响到花色,对土壤pH值的敏感度也各不相同(吴以琳,蒋政阳.绣球花色调控与促花技术初探[J].花卉,2017,18:3-4)。因此,现阶段绣球花生产企业采用在土壤中施用铝肥的方法调控绣球植株开出蓝色绣球花,费时费力,并且由于土壤环境复杂,同时受到施用其他肥料和灌溉用水的影响,难以实现对蓝色绣球花花色调控的精准性以及花色色度一致性。此外,绣球切花在离体后,由于绣球花花球较大,花瓣柔软,极易脱水造成花枝萎蔫,因而很难采用化学染料等方法使切花变蓝。
柠檬酸铝目前广泛用于石油化工工业,是在低温、酸性或中性油藏的条件下弱凝胶中常用的一种交联剂(林梅钦,宋锦宏,唐亚林,董朝霞,李明远,吴肇亮.柠檬酸铝溶液中铝的形态研究[J].物理化学学报,2005,21(2):202-204;陈刚,汤颖,张洁,徐家业.柠檬酸铝的合成与HPAM/柠檬酸铝弱凝胶体系的配制.钻采工艺,2010,33(5):89-92.),而柠檬酸铝应用于在植物培养领域,尤其在花卉生产上的花色调控方面,还未见相关的研究报道。
发明内容
针对现有技术的上述缺陷,本发明的目的是提供一种含柠檬酸铝的花色调控剂,使绣球切花在离体阶段从花色调控剂中吸收铝离子从而使土培后红色、粉色或粉红色花瓣变蓝,降低蓝色绣球花生产成本,提高企业对蓝色绣球花花色控制的精准度,同时提高绣球切花商品的观赏性、趣味性和附加值,增加市场占有率。
本发明是通过如下方式实现的:
本发明首先提供了一种柠檬酸铝在绣球花色调控中的应用;所述应用是指,将绣球切花置于花色调控剂中,以调控绣球切花花色变蓝;上述花色调控剂包括浓度为0.55-1.1g/L的柠檬酸铝。柠檬酸铝能被绣球切花吸收,从花枝的木质部运输到花萼中,和花萼片中的飞燕草素-3-葡萄糖苷和5-咖啡酰喹宁酸形成蓝色复合物,从而使红色、粉色或粉红色的花萼片变蓝。
进一步而言,本发明柠檬酸铝在绣球花色调控的应用中,上述花色调控剂是指柠檬酸铝浓度为0.55-1.1g/L的水溶液。
进一步而言,本发明柠檬酸铝在绣球花色调控的应用中,上述花色调控剂是指柠檬酸铝浓度为0.55-1.1g/L的花色调控保鲜液;所述花色调控保鲜液还包括10g/L的蔗糖、200mg/L的8-羟基喹啉、200mg/L的柠檬酸、50mg/L的迷迭香酸、50mg/L的水杨酸。
进一步而言,本发明柠檬酸铝在绣球花色调控的应用中,上述花色调控剂中,柠檬酸铝的浓度为1.1g/L。
进一步而言,本发明柠檬酸铝在绣球花色调控的应用中,所述将绣球花切花置于花色调控剂中是指,将绣球切花从花茎顶部到基部剪切至15~20cm处,去除花枝下部的叶片,并将茎段斜切,切口为45°;然后将切花置于花色调控剂中,切花在2~4天内变蓝。
其次,本发明还提供了一种调控绣球切花花色的花色调控保鲜液,该花色调控保鲜液包括:10g/L的蔗糖、200mg/L的8-羟基喹啉、200mg/L的柠檬酸、50mg/L的迷迭香酸、50mg/L的水杨酸、1.1g/L的柠檬酸铝,该保鲜液可使绣球花切花在2~4天内变蓝。配制1升上述保鲜液时,将10g蔗糖与900ml蒸馏水混合均匀至蔗糖完全溶解,得到糖源溶液,再将8-HQ、柠檬酸、迷迭香酸、水杨酸和柠檬酸铝分别加入所述糖源溶液中,使8-HQ的含量为200mg/L,柠檬酸的含量为200mg/L,迷迭香酸的含量为50mg/L,水杨酸的含量为50mg/L,柠檬酸铝的含量为1.1g/L,搅拌均匀至固体溶解,最后加入蒸馏水将溶液定容至1升,即得到1升绣球花色调控保鲜液。
水质对切花寿命影响很大,一般来说,自来水对切花有不利影响,因此在本申请中,所使用的“水”是指蒸馏水或去离子水,以增加切花的瓶插寿命。
由于切花的个体差异,每种切花的最适糖源及糖源含量不一样,选择错误的糖源或糖源的含量可能会使切花加速衰老。上述调控绣球切花花色的花色调控保鲜液用蔗糖更适合绣球切花,使用其他糖类作为绣球切花糖源时有可能会降低绣球切花的瓶插寿命,蔗糖不仅能减慢绣球切花体内总糖量下降的速度,起着保持细胞中线粒体结构和功能的作用,还能通过调节蒸腾作用和细胞参透压促进水分平衡,增加水分吸入,从而延缓切花的衰老。8-HQ可使切花内单宁类物质失去活性,抑制瓶插液中细菌的增殖,防止茎杆导管堵塞;同时可降低保鲜液的pH值,促进花枝吸水,降低气孔开放度,降低蒸腾速率。有机酸通过抑制瓶插液中微生物的繁殖能力来抑制其数量的增长,避免了导管被微生物阻塞的可能性,从而保持切花对水分的充分吸收。有机酸在很大程度上还能抑制切花体内乙烯的合成,激发切花自身的抗氧化机能清除自由基等功能。迷迭香酸是迷迭香提取物中的一种易溶于水的多酚类物质,是一种无毒、高效、耐热、广谱的天然抑菌剂和抗氧化剂。迷迭香酸的抗氧化能力极强,能够清除自由基,猝灭单重态氧,保护切花由于机械损伤产生的伤口不易被氧化。同时它对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、立枯丝核菌等的生长均有明显的抑制作用,可以有效防止切花瓶插液中的微生物繁殖导致的花基部导管阻塞。柠檬酸是植物体内的一种重要有机酸,具有强还原作用,能够使切花体内的过氧化物酶和过氧化氢酶的活性明显增强,从而对膜系统有一定的保护作用。水杨酸是一种新型的植物内源激素,能促进切花花枝吸水、增大花径和维持切花水分平衡,其效果优于硝酸银试剂;同时能降低瓶插液的pH值,使瓶插液呈酸性环境,从而抑制瓶插液中微生物的繁殖,防止切花吸水部位阻塞。
本发明所提供的花色调控剂能使盛花期红色、粉色或粉红色绣球切花在2~4天内逐渐变紫再变蓝;而花色调控保鲜液在促进花色变化的同时,还具有良好的保鲜效果;此外,本发明提供的保鲜液成分简单、成本低,调控绣球花色变蓝方法操作易行。
附图说明
图1为‘史欧尼’切花在花色调控保鲜液中不同瓶插时间花瓣和花枝中铝离子含量的检测结果示意图。
图2为‘小町’切花在2种保鲜液中不同瓶插时间花瓣和花枝中铝离子含量的检测结果示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了,下面结合具体实施方式,对本发明进一步详细说明。应该理解,这些描述只是示例性的,而并非要限制本发明的范围。此外,在以下说明中,省略了对公知结构和技术的描述,以避免不必要地混淆本发明的概念。
本发明中所所使用的绣球花均为江苏省农业科学院花卉研究室栽培,所涉及的的绣球花品种均为市售品种。
以下实施例使用花色调控剂调控绣球切花花色时,选取无病害的绣球花枝,将绣球花枝下部的叶片全部去除,并将绣球茎段斜切,切口为45°,使每只切花从基部到花茎顶部剪切至15~20cm处,插于配置好的花色调控剂中,使花枝浸没于花色调控剂中至少1/2以上。
以下实施例通过试验验证花色调控剂对绣球切花的花色调控效果。本试验材料来自绣球与宿根花卉研究室塑料大棚的盆栽绣球花“史欧尼”、“蒂亚娜”、“小丑”、“小町”、“甜蜜幻想”和“红衣少女”等6个绣球品种,采取随机采样的方法,选取无虫病害、大小均一的绣球花。
实施例1柠檬酸铝调控绣球切花花色变蓝的研究
以蒸馏水作为对照,分别在1升蒸馏水中加入0.55g/L、1.1g/L、2.2g/L柠檬酸铝和3.3g/L十八水合硫酸铝,混合后配制成四种含铝离子的水溶液,三种柠檬酸铝水溶液中柠檬酸铝的终浓度分别为0.0025mol/L、0.005mol/L和0.01mol/L,硫酸铝水溶液中硫酸铝的终浓度为0.005mol/L。
分别用这4种铝离子水溶液进行绣球切花的花色调控比较试验。采用“史欧尼”、“蒂亚娜”和“小丑”3个绣球品种的切花进行试验,测定绣球切花瓶插寿命和切花变色时间,结果如表1-3所示。
表1柠檬酸铝和硫酸铝对‘史欧尼’切花瓶插寿命和花色变蓝时间的影响
表2柠檬酸铝和硫酸铝对‘蒂亚娜’切花瓶插寿命和花色变蓝时间的影响
表3柠檬酸铝和硫酸铝对‘小丑’切花瓶插寿命和花色变蓝时间的影响
从表1至表3可以看出,蒸馏水和在田间使用的调控绣球花色变蓝的硫酸铝水溶液均不能使插在其中的3个品种绣球切花变蓝,而插在不同浓度柠檬酸铝水溶液中的3个绣球品种切花,在2~5天后,切花均由刚插瓶时的红色逐渐变紫再变蓝。3.3g/L硫酸酸铝水溶液和2.2g/L柠檬酸铝水溶液对三种绣球切花产生毒害作用,使绣球切花瓶插寿命明显缩短;而0.55g/L和1.1g/L柠檬酸铝水溶液与对照蒸馏水相比,绣球切花瓶插寿命没有显著差异。从这些结果可以看出,在0.55g/L~2.2g/L范围内的柠檬酸铝水溶液能使红色绣球切花在瓶插期内变蓝。
实施例2不同柠檬酸铝浓度的花色调控保鲜液对绣球切花瓶插寿命、变蓝时间及形态的影响
将10g蔗糖与900ml蒸馏水混合均匀至蔗糖完全溶解,得到糖源溶液,再将8-HQ、柠檬酸、迷迭香酸、水杨酸柠和檬酸铝分别加入所述糖源溶液中,使8-HQ的含量为200mg/L,柠檬酸的含量为200mg/L,迷迭香酸的含量为50mg/L,水杨酸的含量为50mg/L,搅拌均匀至固体溶解,最后加入蒸馏水将溶液定容至1升,即得到1升绣球切花保鲜液。分别在所述1升绣球切花保鲜液中加入0.55g/L、1.1g/L和2.2g/L柠檬酸铝,混合后配制成三种绣球花色调控保鲜液,三种溶液中柠檬酸铝的终浓度分别为0.0025mol/L、0.005mol/L和0.01mol/L,并依次命名为配方1-3,保鲜液详细配方见表4。
分别用3种绣球花色调控保鲜液进行绣球切花保鲜和花色调控的比较试验。采用“史欧尼”、“蒂亚娜”和“小丑”3个绣球品种的切花进行试验,测定绣球切花瓶插寿命和切花变色时间,观察瓶插期切花形态变化,结果如表5-7所示。
表4不同配方保鲜液成分表
从切花瓶插之日起至其严重萎蔫(50%)、花瓣干枯皱缩、花色因失水而变暗、弯头等(即失去观赏价值),视为瓶插寿命结束的标志。
表5不同柠檬酸铝浓度对‘蒂亚娜’切花瓶插寿命、变蓝时间及形态的影响
表6不同柠檬酸铝浓度对‘史欧尼’切花瓶插寿命、变蓝时间及形态的影响
表7不同柠檬酸铝浓度对‘小丑’切花瓶插寿命、变蓝时间及形态的影响
从表5至7可以看出,配方3中柠檬酸铝浓度较高(2.2g/L),可以使绣球切花由红(或粉红)变蓝时间缩短,但会对绣球切花产生毒害作用,使切花瓶插寿命明显缩短;配方1中柠檬酸铝浓度较低(0.55g/L),绣球切花由红(或粉红)变蓝时间延长,同时切花变蓝的颜色变浅;而配方2中柠檬酸铝浓度从切花颜色和瓶插寿命两方面看均为绣球切花调色变蓝的适合浓度。
实施例3绣球切花花瓣和花枝中铝离子含量的检测
(1)花色调控保鲜液中‘史欧尼’切花花瓣和花枝铝离子含量的测定
将绣球品种‘史欧尼’切花插入配方2保鲜液(见实施例2表4)中,在不同瓶插时间取花瓣和花枝检测其中铝离子含量。本实施例中所采用的铝离子含量检测方法参见张美艳(张美艳,刘彦培,张英俊,袁福锦,钟声,薛世明.外源硅对铝胁迫下鸭茅形态构建和植株体内铝积累的影响[J].西南农业学报,2017,30(5):1137-1144)的方法(以下检测同)。
其检测结果如图1所示,从图1可以看出,‘史欧尼’切花从花色调控保鲜液中吸取铝离子,经由花枝运送到花瓣中,随着瓶插时间的延长,花瓣中的铝离子含量越来越高,而花枝中铝离子含量则远低于花瓣中铝离子含量。
(2)2种不同花色调控保鲜液中‘小町’切花花瓣和花枝铝离子含量的测定
将绣球品种‘小町’切花分别插入配方2保鲜液和配方3保鲜液(见实施例2表4)中,在不同瓶插时间取花瓣和花枝检测其中铝离子含量。
检测结果如图2所示,从图2可以看出,切花从2种花色调控保鲜液中吸取铝离子,并经由花枝运送到花瓣中,在柠檬酸铝浓度高的配方3保鲜液中,铝离子吸收相对更快,随着瓶插时间的延长,尤其在24小时后,花瓣中贮存的铝离子含量明显增多,在瓶插96小时花瓣中铝离子含量是插在配方2保鲜液中切花花瓣的3倍。而2种保鲜液中切花花枝中的铝离子含量均远低于花瓣中的铝离子含量。
由以上实施例说明绣球切花能从花色调控保鲜液中不断吸收铝离子,并将铝离子经由花枝运输到花萼片中进行贮存,随着切花瓶插时间的延长,花萼片中贮存的铝离子逐渐增多;保鲜液中铝离子浓度越高,运输、贮存到花萼片中的铝离子含量越多。结合实施例2,绣球切花从花色调控保鲜液中吸收转运到花萼片的铝离子能与花萼片中的飞燕草素-3-葡萄糖苷和5-咖啡酰喹宁酸形成蓝色复合物,随着瓶插时间的延长,花萼片中的铝离子逐渐增多,蓝色复合物也逐渐增多,花萼片也由红色、粉色或粉红色在2~4天内逐渐变紫再变蓝。
实施例4不同保鲜液对不同绣球品种切花瓶插寿命和花色变蓝时间的影响
从切花瓶插之日起至其严重萎蔫(50%)、花瓣干枯皱缩、花色因失水而变暗、弯头等(即失去观赏价值),视为瓶插寿命结束的标志。将“史欧尼”、“蒂亚娜”、“小丑”、“小町”、“甜蜜幻想”和“红衣少女”等6个绣球品种的切花插入到配方2保鲜液(见实施例2表4)中,分别以蒸馏水(CK)和可利鲜专业2号保鲜剂(1倍)作为对照,进行绣球切花保鲜和花色调控试验。测定绣球切花瓶插寿命和切花变色时间,检测结果如表8-13所示:
表8不同保鲜液对‘蒂亚娜’切花瓶插寿命和花色变蓝时间的影响
表9不同保鲜液对‘史欧尼’切花瓶插寿命和花色变蓝时间的影响
表10不同保鲜液对‘小丑’切花瓶插寿命和花色变蓝时间的影响
表11不同保鲜液对‘小町’切花瓶插寿命和花色变蓝时间的影响
表12不同保鲜液对‘甜蜜幻想’切花瓶插寿命和花色变蓝时间的影响
表13不同保鲜液对‘红衣少女’切花瓶插寿命和花色变蓝时间的影响
从表8至表13可以看出,蒸馏水和可利鲜专业2号保鲜剂(1倍)均不能使插在其中的6个品种绣球切花变色,而插在配方2保鲜液中的6个绣球品种切花,在2~3或3~4天后,切花均由红(或粉红)色变成蓝色;与可利鲜专业2号保鲜剂(1倍)和配方2保鲜液相比,自来水中6种绣球切花的寿命相对较短,尤其在‘小丑’、‘小町’和‘红衣少女’中,自来水中切花的瓶插寿命明显缩短。而配方2保鲜液中6个品种绣球切花的瓶插寿命是最长的,尤其在‘蒂亚娜’、‘小丑’‘小町’和‘甜蜜幻想’中,切花的瓶插寿命显著长于水和可利鲜专业2号保鲜剂(1倍)中的切花寿命。从以上结果可以看出,配方2保鲜液不仅能在瓶插期2~4天内使绣球切花变蓝,对绣球切花还有很好的保鲜效果。
实施例5不同铝盐作为变化色剂对绣球切花瓶插寿命和花色变蓝时间的影响
将10g蔗糖与900ml蒸馏水混合均匀至蔗糖完全溶解,得到糖源溶液,再将8-HQ、迷迭香酸和水杨酸分别加入所述糖源溶液中,使8-HQ的含量为200mg/L,迷迭香酸的含量为50mg/L,水杨酸的含量为50mg/L,搅拌均匀至固体溶解,最后加入蒸馏水将溶液定容至1升,即得到1升绣球切花保鲜液。分别在所述1升绣球切花保鲜液中加入1.1g/L柠檬酸铝(配方2)、3.3g/L十八水合硫酸铝(配方4)及1.2g/L六水合氯化铝(配方5),混合后配制成3种含不同铝盐的保鲜液,三种溶液中铝的终浓度均为为0.005mol/L,配方见表14。
表14不同铝盐配方保鲜液成分表
用3种保鲜液进行绣球切花保鲜和花色调控的比较试验。采用“史欧尼”、“蒂亚娜”和“小丑”3个绣球品种的切花进行试验,测定绣球切花瓶插寿命和切花变色时间,观察瓶插期切花形态变化。从切花瓶插之日起至其严重萎蔫(50%)、花瓣干枯皱缩、花色因失水而变暗、弯头等(即失去观赏价值),视为瓶插寿命结束的标志,检测结果如表15-17所示:
表15含不同铝盐保鲜液对‘史欧尼’切花瓶插寿命和花色变蓝时间的影响
表16含不同铝盐保鲜液对‘蒂亚娜’切花瓶插寿命和花色变蓝时间的影响
表17含不同铝盐保鲜液对‘小丑’切花瓶插寿命和花色变蓝时间的影响
从表15至表17可以看出,配方4和配方5保鲜液均不能使插在其中的3个品种绣球切花变色,而插在配方2保鲜液中的3个绣球品种切花,在3~4天后,切花均由红色变成蓝色;从这些结果可以看出,只有铝盐中的柠檬酸铝能使绣球切花在瓶插期内变蓝,其使用具有唯一性。
应该理解的是,本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理,而不构成对本发明的限制。因此,在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。此外,本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。
Claims (4)
1.柠檬酸铝在绣球花色调控中的应用,所述应用是指,将绣球切花置于花色调控剂中,以调控绣球切花花色变蓝;
所述花色调控剂包括浓度为0.55-1.1g/L的柠檬酸铝、10g/L的蔗糖、200mg/L的8-羟基喹啉、200mg/L的柠檬酸、50mg/L的迷迭香酸、50mg/L的水杨酸。
2.如权利要求1所述的应用,其特征在于,所述花色调控剂中,柠檬酸铝的浓度为1.1g/L。
3.如权利要求2所述的应用,其特征在于,所述将绣球切花置于花色调控剂中是指,将绣球切花从花茎顶部到基部剪切至15~20cm处,去除花枝下部的叶片,并将茎段斜切,切口为45°;然后将切花置于花色调控剂中,切花在2~4天内变蓝。
4.一种用于绣球花色调控的保鲜液,其特征在于,所述保鲜液包括:10g/L的蔗糖、200mg/L的8-羟基喹啉、200mg/L的柠檬酸、50mg/L的迷迭香酸、50mg/L的水杨酸、1.1g/L的柠檬酸铝。
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