科研产出
东北三省主要粮食作物生产碳足迹动态变化及其影响因子研究
《土壤通报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要:[目的]农业碳足迹的估算有助于实现对农业生产中"碳"的度量,是作物产量、土壤生产力和环境质量相对平衡的可持续农业的特征值.研究粮食作物生产过程碳足迹,对推动低碳农业、制定因地制宜和可持续发展战略有着十分重要的作用与意义.[方法]通过生命周期评价法,对 2011~2020年东北三省(黑龙江、吉林、辽宁)黑土区各市的主要粮食作物(水稻、玉米、大豆)的农田碳排放进行核算,并对各省影响农田碳足迹影响因素进行分析.[结果]结果表明,在 2011~2020年间,3种主要粮食作物单位产量碳足迹和单位面积碳足迹中,水稻碳足迹最高,平均值分别为 0.68 kg CO2-eq kg-1 和 4.6 t CO2-eq hm-2,大豆单位面积碳足迹最低,玉米的生产单位产量碳足迹最低.东北三省的碳足迹水平差异较明显,黑龙江省水稻和玉米的单位产量碳足迹最高,吉林省大豆的单位产量碳足迹表现最高;黑龙江省 3种主要作物的单位面积碳足迹均表现最低.在东北三省主要粮食作物生产碳排放的空间分布上,哈尔滨市及其周围各市是碳排放的主要地区.化肥投入及其引起的相关碳排放在粮食作物生产碳足迹构成中所占比例最大.[结论]提高化肥的利用效率、优化施用肥料种类与改革施肥方式,推广保护性耕作、水肥一体化滴灌和间歇性灌溉等农业措施,施用硝化抑制剂和生物碳等减排产品减少农田温室气体排放,协调好日益发展的农业机械化与随之带来燃油电力造成的碳排放增加之间的关系,将是降低东北黑土区碳排放、实现双碳目标的关键.


鸡细胞外脂肪酸结合蛋白特异性结合肠杆菌素抑制弯曲菌生长
《微生物学通报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要:【背景】弯曲菌(Campylobacter)是一种重要的食源性病原细菌,在鸡肠道内高水平定殖,鸡天然免疫在该菌定殖中的作用机制尚未解析。【目的】探究鸡天然免疫相关的细胞外脂肪酸结合蛋白(extracellular fatty acid-binding protein, Ex-FABP)通过特异性结合肠杆菌素抑制弯曲菌生长的活性,为宿主发挥天然免疫功能提供理论基础。【方法】通过敲除大肠杆菌(Escherichiacoli)BL21(DE3)的entB基因构建不分泌肠杆菌素的表达宿主菌,原核表达纯化鸡Ex-FABP蛋白和人源脂钙蛋白2(lipocalin-2, Lcn2),Western blotting鉴定表达蛋白与肠杆菌素特异性结合,分别在富铁和限铁培养条件下,验证Ex-FABP和Lcn2对大肠杆菌、沙门氏菌(Salmonella)及entB基因突变株的抑菌活性,继而通过外源添加肠杆菌素鉴定Ex-FABP和Lcn2对不同宿主源弯曲菌的抑菌活性。【结果】利用构建的宿主菌BL21(DE3)的entB基因突变株,成功表达和纯化Ex-FABP和Lcn2蛋白,体外结合试验证实表达蛋白可与肠杆菌素特异性结合。在限铁培养条件下,Ex-FABP和Lcn2对仅分泌肠杆菌素的大肠杆菌AN102具有显著抑制生长的作用,而对大肠杆菌ATCC25922、沙门氏菌CVCC1806、CVCC 1800及对应的entB缺失株均无抑制作用。最后证实Ex-FABP和Lcn2通过特异性结合肠杆菌素对5株不同宿主来源的弯曲菌均有显著抑制生长的作用。【结论】鸡Ex-FABP蛋白具有与Lcn2类似的功能,即在限铁环境下可特异性结合肠杆菌素,通过阻断细菌利用肠杆菌素摄取铁的途径来抑制其生长,发挥宿主天然免疫功能,为开发新型弯曲菌防控策略提供了理论依据。
关键词: 细胞外脂肪酸结合蛋白 脂钙蛋白2 肠杆菌素 entB基因 弯曲菌


基于Micro-CT分析大豆种子结构表型及构建种子重量预测模型
《大豆科学 》 2025 北大核心 CSCD
摘要:大豆是重要的粮油兼用作物,是植物蛋白质的重要来源,为明确大豆种子结构特征并构建种子重量预测模型,以42个不同大豆品种为材料,利用Micro-CT技术扫描测试样本,通过CT图像的处理解析,获取大豆种子的长度、宽度、厚度、体积、表面积、种胚体积、表面积及空腔体积特征,人工称重测定单粒重量指标。系统分析种子形态特征及其与重量的相关关系,并对不同品种进行聚类分析,通过对多项形态表型和重量指标进行主成分分析,确定主要贡献指标,基于机器学习算法构建重量预测模型。结果表明:种子形态特征与种子重量显著相关,但种子形状特征对重量无显著影响;42个大豆品种可以分为4类,其中第一类品种蒙豆375和蒙豆60的种子大小和重量指标均显著高于其他3类品种。利用随机森林模型和偏最小二乘回归方法构建的重量预测模型效果优于单一指标的简单线性回归效果。其中,随机森林回归模型训练集和测试集的R2分别为0.80和0.66,RMSE分别为0.017和0.021 g,偏最小二乘回归模型训练集和测试集的R2分别为0.75和0.72,RMSE分别为0.019和0.020 g。研究结果为大豆种子外部形态和内部结构的研究提供了新的技术和方法,为大豆品种分类、产量和品质性状的评价提供理论和技术参考。
关键词: Micro-CT 大豆 结构表型 重量预测 模型构建 机器学习


LlMYC2在卷丹微鳞茎发育过程中的表达分析
《浙江大学学报(农业与生命科学版) 》 2025 北大核心 CSCD
摘要:MYC2(myelocytomatosis protein 2)转录因子是碱性螺旋-环-螺旋(basic helix-loop-helix, bHLH)转录因子家族成员,是茉莉酸信号通路的关键调节因子,参与调控植物生长发育和防御过程。本研究通过克隆卷丹(Lilium lancifolium)LlMYC2基因,对其基因功能和表达进行分析,以初步探究LlMYC2基因调节卷丹微鳞茎(小鳞茎和珠芽)膨大的作用机制。结果表明:LlMYC2基因编码区全长2 148 bp,编码715个氨基酸,蛋白质分子量为77.745 kDa,含1个典型的MYC结构域,无跨膜结构域。系统进化树分析发现,LlMYC2蛋白与岷江百合(Lilium regale)和杂交百合(Lilium hybrids divisionⅦ)的MYC2蛋白亲缘关系最近。亚细胞定位结果显示,LlMYC2定位于细胞核中。实时荧光定量聚合酶链反应结果表明,LlMYC2在卷丹不同组织中均有表达,其中在叶片中表达量最高,在子房、成熟珠芽和成熟小鳞茎中的表达量次之;LlMYC2表达量在微鳞茎生长发育过程中有2次明显上调。基因功能验证结果表明,沉默卷丹微鳞茎中LlMYC2后,其珠芽和小鳞茎的膨大均受到抑制。茉莉酸甲酯及其生物合成抑制剂水杨酸羟肟酸处理成熟珠芽时,会影响LlMYC2的表达。综上所述,LlMYC2参与卷丹微鳞茎的发育,同时促进卷丹微鳞茎的膨大。


增施沸石和有机肥对砂质农田春玉米土壤CO2排放和产量的影响
《中国土壤与肥料 》 2025 北大核心 CSCD
摘要:探究沸石与有机肥增施对作物增产及土壤CO2排放特征及碳平衡的各自特征及二者协同效应,为华北砂质潮土固碳、增产的高效农田管理模式提供依据。以北京市大兴区砂质潮土为研究对象,采用田间微区试验,设置不施肥(CK)、常规施肥(T1)、增施沸石(T2)、增施有机肥(T3)、增施沸石和有机肥(T4) 5个处理,系统研究不同处理下春玉米产量、土壤CO2排放、土壤碳平衡的变化并探讨其影响因素。结果表明:与T1处理相比,T4处理玉米产量显著增加了18.25%。在玉米生长初期和施肥后,各处理土壤CO2排放速率均表现为先升高后降低的波动趋势。土壤CO2累积排放量表现为T3>T1>T4>T2>CK,与T1处理相比,T2、T4和T3处理其累积排放量分别降低了9.44%、2.39%和增加了6.78%;与T2处理相比,T3处理其排放量显著增加了15.19%。与T1处理相比,T2和T4处理显著增加了生态系统碳平衡和土壤固碳潜力,增幅分别为15.13%、25.45%和17.97%、19.92%,而使作物碳排放速率分别显著降低了20.93%和22.73%。相关分析表明,增施沸石与有机肥处理通过增加土壤湿度及土壤中铵态氮、硝态氮、速效钾、有效磷、土壤微生物生物量碳和氮含量,而降低土壤CO2累积排放量、增加玉米产量和生物量。由此,增施沸石与有机肥处理可以作为华北砂质潮土春玉米固碳、增产的适宜农田管理模式。

