科研产出
典型城市居民集中区初期降雨径流污染特征和生物炭对其氮磷去除效果研究
《安全与环境工程 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：居民集中区初期降雨径流是城市面源污染的重要来源之一,其主要污染物包括总氮(TN)、总磷(TP)、硝态氮(NO3--N)等,可引发受纳水体富营养化,从而对城市居民集中区的水体环境安全和城市景观造成危害.以典型城市(无锡)居民集中区为研究对象,采用现场监测的方式重点开展了典型城市居民集中区不同下垫面初期降雨径流中主要污染物浓度和污染负荷等研究,并通过多途径表征、吸附动力学、热力学等方法研究了原生物炭(BC)、改性铁生物炭(BC-Fe)、磁性改性铁生物炭(BC-Fe3O4)等不同生物炭材料对典型城市居民集中区初期降雨地表径流中主要污染物的吸附性能和削减效果.结果表明:典型城市居民集中区初期降雨地表径流中主要污染物为氮和磷,不同下垫面类型(交通主干线、居民区内道路、屋面、公园绿地、停车场)地表径流中单位面积产生的TN和TP污染负荷量分别为4.17 kg/(hm2·a)、2.82 kg/(hm2·a)、0.88 kg/(hm2·a)、0.69 kg/(hm2·a)、0.62 kg/(hm2·a)和0.78 kg/(hm2·a)、0.56 kg/(hm2·a)、0.13 kg/(hm2·a)、0.06 kg/(hm2·a)、0.18 kg/(hm2·a),交通主干线地表径流中产生的单位面积污染负荷量最高,但由于居民区内道路汇水面积是交通主干线的4.76倍,故居民区内道路地表径流中产生的TN和TP总污染负荷量最高;BC-Fe材料对污染物的吸附效果最佳,而BC-Fe3O4材料可实现吸附剂的二次回收利用;在弱酸性条件下,3种生物炭材料对溶液中NO3--N和PO43-的吸附容量最高,其吸附规律采用准二级动力学方程和Freundlich热力学模型的拟合效果较优;BC-Fe材料对实际污染水体中TN和TP的吸附容量最高可达24.24 mg/g和3.58 mg/g,所需添加量最少,使用成本最低,但BC-Fe3O4材料具有较好的可回收性、无二次污染等优势;不同的铁改性方法导致了生物炭对主要污染物的吸附效果和机制存在显著的差异.本研究结果可为城市降雨径流污染的生态拦截与控制工程实践提供理论支撑.
关键词： 城市居民集中区;初期降雨地表径流;氮磷;污染负荷;改性生物炭
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鸽新城疫病毒Ⅵ-HZ株的分离鉴定及其遗传进化分析
《中国兽医学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：对疑似鸽新城疫（Newcastle disease, ND）的病料进行病毒鉴定和分离培养，获得1株鸽新城疫病毒（Newcastle disease virus, NDV）Ⅵ-HZ株，为进一步了解病毒生物学特性及其分子特征，对其进行致病性和遗传进化分析。结果表明，该毒株MDT为80 h, ICPI为1.2,EID50为107.0/0.1 mL,HA效价为8 log2,属于中等毒力型NDV;人工感染鸽第7天出现明显腹泻和神经症状，死亡率为60%,病死鸽剖检可见脑膜充血、水肿及肠道出血；病理切片结果显示病死鸽脑组织水肿、小肠绒毛上皮细胞脱落坏死、黏膜固有层有炎症。全基因组测序显示Ⅵ-HZ株全长为15 192 nt,基因排列方式为3′-NP-P/V/W-M-F-HN-L-5′,其中F蛋白裂解位点氨基酸序列为112KRQKRF117,具有NDV强毒的分子特征；系统发育进化分析表明该Ⅵ-HZ株为ClassⅡ类基因Ⅵ型毒株，与Ⅵ.2.2.2毒株亲缘关系最近。本研究为近期鸽NDV的分子流行病学调查提供了科学依据。
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植物氮素吸收利用相关NPF基因家族研究进展
《植物营养与肥料学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：氮(N)是植物生长发育需要量最大的矿质营养元素,也是作物产量的限制因子.硝态氮(NO3-N)是植物吸收利用氮素的主要形态之一.目前,植物中已报道4个基因家族(NPF、NRT2、CLC和SLAC1/SL4H)参与硝态氮的吸收和利用,其中NPF基因家族成员数量众多且功能多样化,近年来获得较多关注和深入研究.模式植物拟南芥和主要粮食作物水稻、玉米和小麦中,分别含有53、93、79和331个NPF基因.拟南芥NPF 家族中已有超过一半成员(31/53)的生物学功能被解析,粮食作物水稻中NPF基因功能亦有较多报道.研究表明,NPF 基因广泛参与了植物对氮素的吸收及其调控、转运、分配/再分配等过程,一些成员对于改良和提高作物氮素利用率(nitrogen use efficiency,NUE)具有重要作用.因此,从氮素进入植物体及其在植物体内流动的层面出发,发掘具有重要功能的候选NPF基因,对于解析植物利用氮素的分子机制及其遗传改良具有重要意义.本文综述了模式植物拟南芥以及粮食作物中已报道的NPF基因在氮素吸收和利用中的生物学功能.目前粮食作物玉米中仅有4个NPF基因的生物学功能被报道,小麦中尚未有相关报道,未来对玉米和小麦中NPF基因的发掘与功能研究将为改良作物氮素利用效率提供新的基因资源.
关键词： 硝态氮 氮素利用率 粮食作物 NPF基因 基因家族
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基于生物基质碳点构建荧光探针用于腌腊肉制品中亚硝酸盐的检测
《食品工业科技 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：为建立一种快速检测食品中亚硝酸盐含量的方法,以生物基质鸡爪外皮为碳源,采用一步水热法合成绿色碳量子点(carbon quantum dots,CQDs).通过高分辨率透射电子显微镜、紫外可见吸收光谱、傅里叶变换红外光谱仪、X射线光电子能谱、荧光光谱仪对其形貌、结构及光学性质进行表征.结果表明:所制备的鸡爪外皮CQDs尺寸均匀,分散性良好,表面富含羟基、羧基、羰基等多种官能团;在365 nm紫外光照射下发射出蓝色荧光,荧光激发峰与发射峰呈现狭窄对称特征,具有良好的发光特性.在酸性溶液中,亚硝酸盐(NO2-)具有很强的氧化性,能将Fe2+转化为Fe3+,Fe3+可与CQDs表面的含氧官能团形成配位键从而导致CQDs荧光信号被猝灭,从而可实现NO2-的间接检测.基于此原理构建CQDs-Fe2+荧光探针,对CQDs的激发波长、缓冲液pH、反应时间进行优化.在实验优化条件下,CQDs-Fe2+体系荧光猝灭值与NO2 浓度在1~500 μmol/L范围内呈现良好的线性关系(R2=0.9979),检出限为0.61 μmol/L,且具备良好的抗干扰能力.将该方法应用于三种不同腌腊肉制品中亚硝酸盐的测定,结果显示回收率为98.61%~100.95%,与离子色谱检测所得的结果相接近,表明制备的CQDs-Fe2+荧光探针可用于实际样品中NO2-的检测.综上所述,基于生物基质碳点构建的荧光探针绿色安全,制备简单,可实现对腌腊肉制品中亚硝酸盐含量的检测,具有良好的实际应用前景.
关键词： 生物基质 碳量子点(CQDs) 荧光探针 亚硝酸盐(NO2-) 检测
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水稻类病斑突变体lmm7的鉴定与基因定位
《中国水稻科学 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：[目的]对水稻类病斑突变体的研究有助于解析其与植物生长和防御反应的关系.[方法]本研究在粳稻品系FI135胚培养过程中获得了1个类病斑突变体lmm7(lesion mimic mutant 7).通过对其进行系统的表型鉴定、农艺性状考查、超微结构观察、生理学特性分析,阐明LMM7基因对植物生长的调控.通过病原菌抗性鉴定,明确lmm7对植物防御反应的影响.利用9311B与突变体lmm7杂交所得F2群体对该突变体进行了遗传分析和基因精细定位.[结果]该突变体苗期表型正常,分蘖初期,植株基部叶片从叶尖开始不断出现褐色斑点,并向整株扩散,且斑点数目随植株生长不断增加.与野生型相比,突变体的株高、穗长、有效穗数、每穗粒数、结实率及剑叶长宽都显著降低,但籽粒性状和抽穗期没有显著性差异.遮光处理表明,突变体lmm7的表型受到光照诱导,抽穗期突变体lmm7叶肉细胞严重失绿,光合色素含量显著降低.组织化学分析表明,突变体病斑处的H2O2含量显著升高.透射电镜观察结果表明,突变体lmm7叶肉细胞的叶绿体数目减少,叶绿体类囊体片层结构严重受损,细胞器肿胀解体,并出现大量嗜锇小体,同时病斑内部和周围区域积累了大量的ROS.抗性鉴定结果显示突变体lmm7稻瘟病抗性水平显著高于野生型.遗传分析表明lmm7的突变表型受单个隐性基因控制.利用图位克隆的方法,目的基因被定位于水稻第7染色体短臂两InDel标记7B35和7B43之间,区间范围约260 kb.测序结果表明该区间内候选基因LOC_Os07g0203700第2891位碱基T发生了单碱基缺失,导致后续移码突变及翻译提前终止.[结论]lmm7与spl5互为等位基因,其突变抑制了植株的生长,同时增强了对稻瘟病的抗性.
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稻麦轮作体系长期秸秆还田对土壤真菌群落结构及秸秆降解潜力的影响
《农业环境科学学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：还田秸秆腐解不及时极大程度地影响了下茬作物生长,但长期秸秆还田是否能富集秸秆腐解微生物从而促进秸秆进一步降解尚未系统阐明.本研究依托江苏省典型稻麦轮作种植区的长期秸秆还田试验(10 a),研究了秸秆还田对土壤化学性质的影响,并利用扩增子高通量测序技术分析了秸秆还田土壤的真菌群落组成,最后通过秸秆埋盆试验测定了土壤微生物群落对小麦秸秆的降解潜力.结果表明:与未还田土壤相比,秸秆还田显著降低了土壤pH而提高了电导率,同时土壤可溶性有机碳、总磷和总碳含量分别提高了23%、24%和2%.此外,秸秆还田明显改变了土壤真菌群落组成,秸秆还田土壤中真菌群落多样性降低,优势菌子囊菌门(Ascomycota)的相对丰度提高了25%,Schizothecium、Sarocladium、Gibberella、Rhizophlyctis、Cryptococcus、Lindtneria和Myrothecium等潜在秸秆降解真菌属的相对丰度显著提高,增幅为2.5~132.3倍.秸秆还田土壤对小麦秸秆的腐解效率高于对照土壤,增幅达37%,冗余分析表明这一结果与秸秆还田对潜在秸秆降解真菌类群的富集作用有关.上述研究结果表明稻麦轮作体系下长期秸秆还田可通过提高潜在秸秆降解真菌类群丰度促进秸秆降解.
关键词： 秸秆还田;秸秆降解率;真菌群落组成;土壤化学性质;稻麦轮作;秸秆降解真菌;长期田间试验
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生物预处理秸秆纤维特性及复合材料的性能研究
《浙江农林大学学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：[目的]探究生物预处理对秸秆纤维及其与脲醛树脂制备的复合材料性能的影响,为秸秆基复合材料的制备及发展提供理论依据.[方法]接种微生物菌剂(秸秆腐熟剂)对水稻Oryza sativa秸秆进行好氧发酵处理,测定不同处理时间下水稻秸秆中半纤维素、纤维素、木质素等的变化,测试并对比未经生物改性处理秸秆纤维(S0)、经生物改性处理5(S5)和10?d?(S10)秸秆纤维的结晶度和微观形貌,制备秸秆纤维/脲醛树脂复合材料,分别标记为F0、F5、F10,比较不同生物预处理时间下秸秆基复合材料的表面性能和力学性能.[结果]改性处理后秸秆表面的硅和蜡等物质被去除,但较长的生物改性处理时间(10?d)会破坏秸秆纤维自身结构.相比于S0和S10,S5的纤维素相对含量最高,为37.99%,结晶度也最好,为47.8%.3种秸秆基复合材料中F5疏水性最好,表面能最低,冲击韧性最大(7665.64?J·m?2);F10抗弯性能更好,静曲强度和弹性模量分别为27.73和20354?MPa,相比F0分别提高了59.00%和50.17%.[结论]生物改性处理可以改善秸秆纤维的表面性质,提高秸秆纤维/脲醛树脂复合材料的性能,生物改性处理5?d的秸秆纤维更好,制备的复合材料性能更优良.
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利用高密度Bin图谱定位水稻抽穗期剑叶叶绿素含量QTL
《中国农业科学 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：[目的]挖掘新的控制水稻叶绿素含量的相关位点和基因,为水稻叶绿素含量的遗传机制研究提供理论基础.[方法]利用剑叶叶色存在明显差异的粳稻TD70和籼稻Kasalath杂交构建的包含186个株系的重组自交系群体为供试材料,通过对两亲本及RIL群体重测序,构建了包含12 328个Bin标记的高密度遗传图谱.RIL群体及亲本分别于2011和2020年正季在江苏省农业科学院种植.抽穗后第3天使用叶绿素仪测定剑叶SPAD值.使用IciMappingv3.4软件完备区间作图法,对控制水稻抽穗期剑叶叶绿素含量的QTL进行鉴定.利用便携式光合仪测定RIL群体中20个SPAD极端株系的水分利用效率、蒸腾速率、气孔导度和净光合速率等光合作用参数.[结果]2年共检测到19个抽穗期剑叶叶绿素含量相关QTL,分别分布在除第8、9和10染色体外的其他9个染色体上.单一 QTL贡献率为3.09%-13.13%,LOD值为2.74-14.08.通过物理位置比对,发现其中10个QTL与前人定位到的叶绿素含量相关位点在相同或邻近区域.qCHL2-1和qCHL5-1 2年均被检测到,表现出较强的稳定性.qCHL2-1位于第2染色体的7.63-7.71 Mb处,2年LOD值分别为14.08和7.93,贡献率分别为13.13%和7.94%.qCHL5-1位于第5染色体的23.44-23.49 Mb处,2年LOD值分别为4.31和3.76,贡献率分别为3.57%和4.82%.结合功能注释和亲本间序列分析,分别在qCHL2-1和qCHL5-1染色体区间内找到2个与剑叶叶绿素含量相关的基因0s02g0236000和Os05g0476700.这两个基因的核苷酸序列在两亲本间均存在差异.Os02g0236000编码水稻天冬氨酸氨基转移酶(AAT1),是水稻氮代谢途径中的重要酶,与蛋白质及氨基酸含量有关.Os05g0476700编码叶面斑点相关蛋白,推测与叶片颜色有关.根据AAT1在CDS+273 bp有无突变对RIL群体进行等位型分类.在20个SPAD极端株系中,AAT1不同等位型株系的剑叶SPAD值和水分利用效率、蒸腾速率、气孔导度和净光合速率等光合作用指标均存在显著差异.[结论]共检测到19个控制水稻抽穗期剑叶叶绿素含量QTL,鉴定了 2个稳定存在的QTL——qCHL2-1和 qCHL5-1,在这两个QTL区间筛选到2个可能调控水稻抽穗期剑叶叶绿素含量的基因.其中1个AAT1(Os02g0236000)不同等位型的光合作用参数在20个极端SPAD株系中存在显著差异,推测其为最可能的候选基因,可用于后续剑叶叶绿素调控基因的功能研究.
关键词： 水稻;重组自交系;高密度Bin图谱;叶绿素含量;QTL
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南粳3908生育后期剑叶PSⅡ荧光日变化特性及叶绿体超微结构观察
《江苏农业学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：为了探明高产优良食味粳稻的光合特性和优势，总结其高产规律，以南粳5055、淮稻5号为对照，研究南粳3908从孕穗期到花后35 d剑叶SPAD值、净光合速率及孕穗期、花后21 d、花后35 d剑叶光系统Ⅱ（PSⅡ）在不同时间段的光化学特性、核心天线蛋白表达量变化、叶绿体超微结构特性等。结果表明，南粳3908剑叶具有持续较长时间的高净光合速率，剑叶PSⅡ光化学活性与南粳5055相当，显著高于淮稻5号，其光系统核心天线蛋白的调节能力优于对照品种，叶绿体中类囊体基粒的垛叠程度较高，叶绿体膜脂的过氧化程度较轻，结构相对稳定。由于南粳3908具有较强的PSⅡ光化学活性、稳定的光合蛋白及叶绿体结构，光合性能优良，可为籽粒灌浆提供充足的光合产物。
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甘蓝型油菜耐低氮种质筛选及绿肥应用潜力评价
《作物学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：甘蓝型油菜(以下简称:油菜)是我国主要食用油料作物,也是一种用地养地、轮作休耕作物.在农业绿色发展理念的推动下,油菜由于具有生物量大、适应性广等特点,其绿肥应用价值突显.由于油菜栽培产业目标的不同,现有主栽油菜品种营养需求特征决定其需要较高的推荐施肥水平,不能更好实现油菜绿肥应用"小肥换大肥"的产业目标.因此,评价油菜耐低氮胁迫能力、筛选低氮高效油菜种质,可为绿肥应用专用型油菜品种的选育提供材料支撑.本研究以73份油菜种质资源作为供试材料,通过田间试验设置低氮和正常施氮2个处理,以盛花期生物量、植株氮累积量、耐性指数等为指标对供试材料绿肥应用潜力进行综合评价.结果显示,盛花期低氮处理下73份油菜种质单株鲜重变化幅度为29.33~199.33 g,变异系数30.0%;油菜单株地上部和根部氮累积量变化幅度分别为48.67~360.43 mg和4.21~67.46 mg,变异系数分别为31.0%和53.0%.由此可见,盛花期单株鲜重和养分吸收累积能力在供试油菜种质间存在着一定的遗传变异,优选绿肥性状优异的油菜种质资源具有可行性.通过分析不同油菜种质盛花期氮效率综合值和耐性指数可知,73份油菜种质中有25份属于耐低氮型的种质低氮胁迫耐受能力相对较强,17份属于低氮敏感型的种质低氮胁迫耐受能力相对较差.进一步分析发现,耐低氮种质在不同氮处理下单株鲜重、氮累积量及氮吸收效率均显著高于低氮敏感型种质,适宜作为潜在绿肥资源应用,耐低氮油菜种质氮还田量最高可达80.2 kg hm-2.综上,本研究优选的耐低氮种质可作为潜在绿肥专用型油菜资源进行储备和应用,在实际生产中耐低氮油菜作为绿肥应用可适当减少化肥投入,以更好实现绿肥"小肥换大肥"的产业应用目标.
关键词： 甘蓝型油菜;耐低氮;种质筛选;绿肥;鲜重;氮累积量
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