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  • 2021年, 44卷, 第2期
    刊出日期:2021-04-30
      

  • 全选
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  • 杜萍萍,赵颖佳,史桂清,肖 凯
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    核因子Y(NF-Y)转录因子通过调控下游基因转录,在介导植株抵御非生物逆境中发挥重要作用。 作
    者以前期鉴定的1 个归属于NF-YB 家族基因TaNF-YB4 为基础,对该基因分子特征、应答干旱胁迫表达模式及
    遗传转化对植株抵御干旱逆境能力的影响进行了研究。结果表明:TaNF-YB4 编码蛋白含有植物种属NF-YB 家
    族保守的H4 超家族保守域和核定位基序。该基因转录本在根叶中呈典型的干旱诱导表达模式,表现为随着干
    旱胁迫进程表达增高趋势。与野生型对照相比,正反义表达TaNF-YB4 株系干旱处理下植株长势发生明显改变,
    表现为正义系(Sen 1)植株长势增强,干质量和叶面积增加;而反义系(Anti 2)植株长势变差,干质量和叶
    面积降低。对正反义株系气孔关闭特征观测发现,Sen 1 和Anti 2 干旱下气孔关闭分别较对照加快和减慢。此外,
    干旱处理下,与对照相比,正义系光合能力、可溶蛋白和可溶性糖含量和细胞活性氧稳态相关参数均明显改善。
    组织特异性分析表明,TaNF-YB4 基因调控干旱胁迫下植株抗旱相关生理过程和生化代谢途径,改善植株糖氮积
    累、光合碳同化和细胞活性氧稳态,在调控植株抵御干旱逆境过程中发挥着重要生物学功能。
  • 刘玉晴,兰金苹,燕高伟,王田幸子,朱 峥,李莉云,刘国振,窦世娟
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    本研究采用免疫印迹技术(Western Blot, WB)在蛋白质水平上研究植物激素,尤其茉莉酸对OsPR1A
    表达的影响,增强对OsPR1A 生物学功能的了解,并进一步探究茉莉酸对水稻白叶枯病的抗性机制。结果发
    现,在水稻离体叶片中OsPR1A 受到外源茉莉酸甲酯(Methyl Jasmonate, MeJA)的强烈诱导;在水稻幼苗中,
    MeJA 处理后OsPR1A 在根中表达量增加。MeJA 处理感病型水稻TP309 幼苗后,与对照相比病斑长度缩短约
    1 cm,OsPR1A 于接菌后第6 天被提前诱导表达,病斑生长受到抑制。MeJA 处理水稻OsPR1a-RNAi 植株,抗
    病表型明显,说明MeJA 可以减轻转基因水稻OsPR1a-RNAi 对白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv. oryzae,
    Xoo)的敏感性。
  • 李青杰,朱佳红,吴佳佳,靳 茜,李 园,颜冬冬,王秋霞,曹坳程
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    为了明确保定地区草莓种植地根腐病的致病菌种类以及有效的防治药剂,本试验从保定地区草莓主要
    种植地采集草莓根腐病病株,采用组织分离法分离纯化菌株,并进行形态学和分子生物学鉴定,最后进行室
    内毒力测定。结果表明,引起保定地区草莓根腐病的病原菌为新拟盘多毛孢 (Neopestalotiopsis clavispora)。将
    分离的菌株回接到草莓植株上,又重新分离鉴定得到该致病菌。毒力测定结果显示,吡唑醚菌酯和苯醚甲环
    唑对新拟盘多毛孢的抑制效果最好,EC50 值分别为0.004 8 和0.013 6 mg/mL,其次是福美双、克菌丹和异菌
    脲,多菌灵、甲霜·噁霉灵和霜霉威的抑制效果较差。由此可见,保定地区草莓根腐病的致病菌是新拟盘多毛孢
    (Neopestalotiopsis clavispora),有效防治药剂为吡唑醚菌酯和苯醚甲环唑。
  • 郑雪晴,王 帆,杨军玉,韩泽园,王亚南,曹克强,王树桐
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    为明确芽胞杆菌类拮抗菌株及其组合对苹果树腐烂病的防治效果,本试验选用8 株生防细菌菌株对腐烂
    病菌的拮抗效果、苹果枝条伤口的促愈作用进行了系统测试。将拮抗效果较好的菌株X-1、Y5、BV2007 与促
    生效果较好的菌株X-2、X-3、BV2007 和ND-7 分别两两组合构建成11 种组合,采用离体枝条和田间试验测试
    了这些单一菌株及其组合对腐烂病的防治效果。离体试验结果表明,组合生防菌的治疗效果和预防效果大多低
    于单一菌株的防效,仅Y5+ND-7 的治疗效果比BV2007 高0.78%。在田间试验中,组合菌BV2007+ND-7 的预
    防效果最好,达到了58.56%;BV2007+ND-7 和Y5+BV2007 的治疗效果最好,分别达到63.83% 和51.83%,
    表明这些菌株在防治苹果树腐烂病方面具有较大的应用潜力。
  • 刘 凯,赵星哲,王红霞,赵书岗,张俊佩,马庆国,张志华
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    为深入解析核桃GRAS 基因家族在低温胁迫中的生物学功能,本研究根据生物信息学模型搜索核桃基
    因组中GRAS 基因, 采用ExPASy、MEME、GSDS、MEGA6.0、String 和Plantcare 等软件分析该家族成员
    理化性质、基因结构、保守基序、进化关系、启动子区域结合位点及蛋白功能互作等,分析GRAS 基因家族
    在低温胁迫下表达模式。聚类分析发现,据拟南芥分类将核桃GRAS 基因家族分为9 个亚族,分别为HAM、
    DELLA、SCR、SCL、LISCL、LS、SHR、PAT1 和NEW CLASS;每个成员蛋白磷酸化和糖基化的位点和数目
    各异,均存在丰富的激素信号和胁迫应答调控元件;蛋白互作预测发现JrGRAS 和其他响应非生物胁迫蛋白可
    以发生互作。在低温胁迫48 h 后经转录表达分析,JrGRAS8、JrGRAS14、JrGRAS15、JrGRAS20、JrGRAS33、
    JrGRAS39、JrGRAS41、JrGRAS48、JrGRAS49、JrGRAS51、JrGRAS59、JrGRAS63 为差异表达基因,推测可
    能响应低温胁迫。本研究结果将为深入研究核桃GRAS 基因功能奠定基础。
  • 赵雄伟,宫彬彬,徐昱松,王 宁,吴晓蕾,高洪波
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    为了确定腐殖酸肥料添加浓度对番茄幼苗生长的影响,以物理性质相似但EC 值具有差异(0.63、0.84 mS/cm)
    的2 个混配基质作为原料,分别添加2、4 g/L 腐殖酸后配制成育苗基质,研究在EC 值差异较大的基质中腐殖酸
    对番茄‘粉都53’幼苗生长效果的影响。试验结果表明,不同EC 值的基质中添加腐殖酸均能有效提高番茄幼苗
    株高茎粗等生长指标和光合色素的含量,且随着腐殖酸含量的增加,促进效果越明显;在添加相同腐殖酸含量的
    条件下,较低EC 值基质的效果好于较高EC 值,基于番茄幼苗生长主要指标的主成分分析结果,腐殖酸和基质
    EC 值对番茄幼苗生长综合指标存在互作关系,以0.63 mS/cm EC 值条件下添加4 g/L 腐殖酸(B3 处理)效果对于
    幼苗生长综合指标最好。综上在试验范围内,以椰糠∶菇渣∶草炭=1∶1∶2(0.63 mS/cm)中添加4 g/L 腐殖酸最佳。
  • 高 阳,刘 娟,刘一诺,侯非凡,王金耀,邢国明,李 森
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    黄瓜心皮数基因CsCLAVATA3(CsCLV3) 对提高黄瓜果实单果重和改良商品性状有重要意义。为了研究
    CsCLV3 对黄瓜果实发育相关性状的遗传效应,以‘长春密刺’(CCMC)为轮回亲本,‘True Lemon’(TL)
    为供体亲本,获得CsCLV3 近等基因系,利用SSR 和GBS 测序对筛选的3 心皮纯合型与5 心皮纯合型单株进
    行遗传背景分析,结果显示渗入片段位于1 号染色体长臂。利用由310 个单株构成的BC3F2 群体对黄瓜心皮数
    目(CN)、果实长度(FL)、果实粗度(FD)、种子数量(SN)、成熟单瓜重量(FW)以及种子百粒重(HGW)
    进行表型分析及QTL 定位分析。结果显示,CN、FL、FD、FW、SN、HGW 均为双峰分布,符合1 ∶ 1 的孟
    德尔分离定律,各性状与心皮数目极显著相关;近等基因系中5 心皮纯合型的CN、FD、FW、SN 高于3 心皮
    纯合型,FL、HGW 低于后者;在1 号染色体心皮数连锁标记D1 位置定位到CN、FL、FD、FW、SN 和HGW
    的QTL,遗传贡献率分别为95.3%、55.2%、89.7%、83.2%、87.9%、93.9%,且均与CsCLV3 共分离。本研究
    表明CsCLV3 在调控黄瓜心皮数的同时对果实FL、FD、FW、SN、HGW 具有调控多效性。
  • 李晓雪,武菊平,李翔宇,杜佳燕,刘文菊,陆秀君,李博文
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    采用土壤培养试验,研究‘航椒8 号’(HJ 8)和‘航椒5 号’(HJ 5)在连作土壤(CC)以及非连作
    土壤(CK)中对土壤连作障碍的响应。结果表明:在连作土壤中‘航椒8 号’和‘航椒5 号’植株幼苗的健康
    指数分别比对照低45.81% 和40.71%;在辣椒各生长时期中,连作障碍使‘航椒8 号’在株高、茎粗、花蕾数、
    叶绿素水平、地上部干重、根干重显著降低了14.07% ~ 66.32%。在辣椒收获期,‘航椒8 号’辣椒果实干重
    显著较对照降低了267.43%。在辣椒花期,连作障碍使‘航椒8 号’植株叶片中POD、SOD 酶活性以及土壤可
    培养放线菌数量显著降低了40.56%、32.21%、53.40%,土壤总微生物降幅达到39.75%。连作显著抑制了‘航
    椒8 号’叶片中POD、SOD 酶活性,减少了土壤放线菌的有效活菌数和土壤微生物总数,导致连作土壤微生物
    群落发生变化,从而抑制了辣椒健康生长而造成连作障碍,其中‘航椒5 号’对连作障碍的抗性强于‘航椒8 号’。
  • 王鑫梅,张劲松,孟 平,汪贵斌,孙 圣
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    无损、实时、精准地对核桃树冠层叶绿素含量进行高光谱估算,对核桃树生长监测、营养诊断具有重要
    的指导意义。本研究以连续2 年测定126 棵核桃树不同生育期冠层光谱反射率及叶绿素含量,分析果实膨大期、
    果实硬核期、油脂转化期和果实成熟期4 个生育期冠层光谱变化规律及叶绿素含量变化特征;在冠层光谱反射
    率400 ~ 1 000 nm 范围内计算任意两波段组合生成的RVI、DVI 和NDVI 指数与各生育期冠层叶绿素含量的相
    关性,确定各生育期最佳敏感波段组合;基于RVI、DVI 和NDVI 指数构建不同生育期冠层叶绿素含量估算模型,
    并用第2 年监测数据对估算模型进行精度验证。结果表明:(1) 核桃树冠层叶绿素含量随着生育期的推进,呈现
    先增加后降低的趋势,各生育期叶绿素含量的变异系数和标准偏差存在明显差异,冠层叶绿素含量在油脂转化
    期最大,果实膨大期最小;(2) 从果实膨大期到果实成熟期,在可见光波段冠层光谱反射率与冠层叶绿素含量呈
    负相关关系,在760 ~ 1 000 nm 的近红外波段由负相关变为正相关;(3) 基于两波段组合生成的RVI、DVI 和
    NDVI 指数均在油脂转化期与叶绿素含量相关性最大,估算模型拟合效果更好,且精度更高。其中,RVI 指数
    构建的模型在核桃树中后期估算精度较高,前期较低;DVI 指数构建的模型在核桃早中期估算精度较高,后期
    较低;而基于NDVI 指数构建的估算模型,在各生育期对叶绿素含量的估算效果均最为理想,验证精度最高。
    因此,基于两波段组合生成的NDVI 指数构建的估算模型,适用于核桃树整个生育期冠层叶绿素含量的估算研究。
  • 代剑峰,党 磊,金雨晴,周先清,贾海宽,张鸿景
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    以河北省平泉七沟油松(Pinus tabulaeformis)良种基地育种群体为研究对象,利用EST-SSR 引物对来
    自4 处种源的153 个油松无性系进行了遗传多样性分析。在12 个位点上共检查到62 对等位基因,平均等位基
    因数为5.17;各位点的平均期望和观测杂合度(He 和Ho) 分别为0.414 和0.403,近交系数(Fis)为0.018 6;4
    个种源群中大窝铺、东陵和七沟3 个群体的平均有效等位基因数(Nea)、等位基因丰富度(AR)、观测杂合
    度(Ho)和期望杂合度(He)基本一致,都略高于宽城群体;平均群体差异系数(Fst)偏低,仅为0.015 6;种
    源群体间的差异系数(Pairwise Fst)极低,仅在0.009 9 ~ 0.071 7 之间;NJ 树图和主成分分析(PCA)的结果,
    显示各无性系的亲缘关系较为接近。综上,平泉油松种子园育种群体的遗传多样性水平较丰富,但是无性系之
    间的亲缘关系较近,群体结构不清晰。
  • 张凌恺,王 妍,赵艳霞,郑振华,沈会涛
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    沈会涛(1980-),男,河北望都人,博士,副研究员,主要从事气候变化生态学研究.
    E-mail:shenhuitao80@126.com
  • 鲁海坤,于 营,刘亚苓,隋 昕,雷慧霞,郭 靖
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    为探究蒙古黄芪(Astragalus mongholicus Bunge) 种子在控制劣变(Controlled deterioration treatment,
    CDT)处理后种子活力及生理生化特性,以含水量为3.7%、6.6%、9.8%的蒙古黄芪种子为材料,采用(53±0.5) ℃
    高温对其进行控制劣变处理,测定劣变后蒙古黄芪种子发芽指标及生理生化指标。结果表明:随劣变时间延
    长,种子发芽率和发芽指数下降、超氧阴离子和过氧化氢含量升高、超氧化物歧化酶(SOD)活性上升,抗坏
    血酸过氧化物酶(APX)、脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)、单脱氢抗坏血酸还原酶(MDHAR)、谷胱甘肽还原
    酶(GR) 活性均下降、丙二醛积累增多、可溶性糖和可溶性蛋白含量下降;含水量3.7% 的种子上述指标变化幅
    度较含水量9.8% 的种子小,而含水量6.6% 的种子居中;低含水量蒙古黄芪种子在劣变过程中抗氧化能力更
    强,种子活力更高。因此,为保证优质蒙古黄芪种质资源的可持续利用,在种子贮藏时可以把含水量降到3.7%
    左右甚至更低。
  • 韩红叶,张丽萌,刘爱菊,马晓菲,李悦欣,高 旭,王志刚,田树军
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    为了构建组织蛋白酶B(Cathepsin B,CTSB)基因的真核表达载体,进一步研究其蛋白的结构和功能,
    本试验以绵羊卵巢组织的cDNA 为模板,扩增绵羊卵巢CTSB 基因的CDS 编码区,将其插入真核表达载体中成
    功获得重组质粒pcDNA3.1-CTSB,利用生物学信息学分析软件对绵羊卵巢CTSB 基因的结构和功能进行分析鉴
    定。研究结果表明:成功构建了重组质粒pcDNA3.1-CTSB,发现CTSB 基因主要在细胞外行使功能,CTSB 蛋
    白具有翻译后磷酸化及糖基化修饰特性,CTSB 与LGMN、NLRP3、CTSD 蛋白之间存在一定互作关系,上述
    发现将为进一步探究绵羊CTSB 基因的功能提供重要线索。
  • 韩馨仪,赵松松,刘 斌,关文强,马胜涛,闫浩欧
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    冻害是影响果蔬品质,造成经济损失的重要因素之一。鉴于目前化学及生物处理存在食品安全隐患,为
    此开发1 种抑制冻害的绿色安全高效的物理处理方法具有重要科学意义。本课题组基于电磁场的生物效应及热
    效应研制了1 种低温电磁保鲜系统,开展了葡萄贮藏期间(T=(-2.5±0.2)℃,RH=(90±3.0)%)交变磁场
    连续(AMCT)与间歇处理(AMIT)影响冻害的对比试验研究。结果表明,适宜强度的磁场处理可以有效降低
    葡萄组织液的相变潜热和结晶温度,其中经磁场处理(B=40 Gs,f=80 Hz)后的葡萄组织液过冷度可提高4.8 ℃,
    有利于降低冰温贮藏下葡萄的冻害几率。此外,交变磁场间歇处理对葡萄的影响更加明显,其中AMIT 组的色
    差、PPO 活性和MDA 含量分别为对照组的83.1%、88.4% 和88.2%。综上,交变磁场抑制果蔬冻害效果显著,
    为探索多物理场耦合处理抑制果蔬冻害开辟了新方向。
  • 康 佳,王 楠,姜海勇,徐鹏云,贾梦迪,邵利敏
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    棉花种子萌发时的覆土深度是衡量其拱土力的重要因素,为准确测量种子深度,本课题组设计了1 种基
    于磁场的棉花种深探测系统。将磁球和种子埋在同一处,利用磁球模拟种子位置,试验时将磁球放置姿态分为
    竖直和倾斜2 种情况,通过分析所测磁场强度分布规律,得出求磁球位置的算法,进而推算种子位置。实现了
    种子三维坐标的无接触式自动测量。本系统可快速求得300 mm×300 mm 范围内覆土深度40 mm 以内种子坐标,
    误差不超过2.5 mm。
  • 郭思可,韩 静,赵佳佳,韩 晗,刘思岐
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    针对在精准变量施肥中对排肥信号精度要求较高,受外界因素干扰较多导致排肥信号不精确的问题,本
    试验提出了对颗粒肥流量信号进行去噪处理的小波阈值去噪和小波包阈值去噪2 种方法。为了验证2 种方法的
    正确性,本研究以不易变形且摩擦力度小的大颗粒尿素为研究对象,利用排肥试验台对颗粒肥展开排肥试验;
    然后,利用微波多普勒传感器采集颗粒肥的流量信号;最后,通过2 种去噪方法对多普勒信号进行仿真,结果
    表明:对信号进行多尺度小波变换后, 低频小波分解重构可以更有效地去除噪声。
  • 李 娜,任昊宇,任振辉
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    畜禽的行为能够反映其健康状况、环境舒适度等福利信息,是评价畜禽福利状况的重要指标。为了实时
    自动监测鸡舍中鸡群的行为状况,提出了1 种基于深度学习的鸡群行为监测方法。用摄像头连续4 个月每天
    7:00—17:30 记录散养鸡群在鸡舍内的活动,筛选7 988 幅图片对鸡只的采食、站立、趴卧、梳羽、啄羽和打架
    行为进行标注,利用YOLO v4 目标检测模型识别,各行为平均精确率分别为采食96.67%、站立90.34%、趴卧
    78.46%、梳羽82.01%、啄羽63.38%、打架67.14%,模型总体平均精确率为79.69%。为进一步提高啄羽行为
    检测结果,采用了时间序列分析方法提取持续时间大于30 s 的啄羽行为。实验结果表明,该方法可以实现群养
    鸡只行为的实时自动监测,解决人工不能全天实时监测的问题,为精准化养殖提供了可能。
  • 李昕昊,王鹏飞,李建平,杨 欣,边永亮
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    针对传统风送式喷雾机作业时雾滴漂移量较大的问题,设计了1 种多风道送风机构以优化风场配置,利用
    STAR CCM+ 软件对果园多风道风送喷雾机送风机构内部气流场进行模拟研究,分析送风机构主体部分气流场分
    布特性,得出该喷雾机风道主体部分气压云图以及速度矢量图,寻找最佳送风参数,并通过田间试验进行验证。
    试验结果表明:该喷雾机风道主体部分压力分布均匀,当涡轮速度在20 m/s 时,出口速度集中在57.2 m/s,雾滴
    沉积密度在20 滴/cm2 以上,满足果园风送喷雾要求;喷雾机能够有效穿透果树冠层,叶面叶背雾滴沉积分布均匀,
    满足喷雾标准;对比传统风送式喷雾机,雾滴漂移减少,设计满足要求。
  • 洪传春,刘某承,张雅静,吴灵琦
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    基于灰水足迹理论和Hoekstra 的灰水足迹核算方法,构建农业灰水足迹强度与效率评价指数,利用京津冀
    2000―2016 年农业生产数据,测算农业灰水足迹强度与效率,分析其时空格局变化的特征,在此基础上探讨区域
    农业生产结构的调整和农业面源污染的治理。结果表明:① 2004 年以来,京津冀农业灰水足迹由2.50×1010 m3
    降至2016 年的1.89×1010 m3,降幅达24.4%。②京津冀农业灰水足迹强度由2004 年的3 744.71 m3/hm2 下降至
    2016 年的2 652.79 m3/hm2,下降了29.16%。2012 年后,石家庄市、廊坊市、邢台市、衡水市和沧州市的农业面
    源污染程度下降更为明显。③京津冀农业灰水足迹效率由2000 年的6.56 元/m3 上升到2016 年的10.27 元/m3,
    提高了56.55%。2012―2016 年农业相对发达地区数量有所增加而相对不发达地区数量略有下降。为此,缩减
    畜禽养殖业规模、提高其排泄物的循环利用程度以及化肥施用的减量增效应成为政策关注的重点。
  • 霍 峥,武彦斌,田俊平,周亚鹏
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    土壤污染数据来源多样且结构各异,知识图谱是对多源异构土壤污染数据进行数据融合及综合应用的有
    效手段。针对土壤污染数据的结构特征,本课题组提出了1 种土壤污染数据融合与知识图谱构建的方法,首先,
    基于D-S 证据理论和克里格插值法对原始数据进行清洗融合;然后,根据领域本体进行实体识别;最后,抽取
    土壤污染数据的实体联系与实体属性,形成土壤污染数据的大规模知识图谱。本课题组首次实现了土壤污染数
    据领域的知识图谱构建,该研究有助于实现土壤污染信息的知识化,提高智能化服务水平。