科研产出
基于SSR分子标记的枣品种鉴定及DNA分子身份证构建
《中南林业科技大学学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：【目的】利用荧光SSR分子标记对北京枣主栽品种的亲缘关系及遗传多样性分析并构建枣品种DNA分子身份证，为枣新品种选育、生产利用奠定基础。【方法】收集103个枣品种材料，筛选SSR荧光标记引物，采用多重荧光毛细管电泳检测技术分析扩增条带分子量和等位基因，获得相应的扩增带型，从而对每个枣种质材料进行标记并构建供试样品的DNA分子身份证。【结果】基于SSR分子标记技术，筛选出19对SSR引物用于103个枣品种遗传多样性分析，并筛选了7对核心基因组合构建DNA分子身份证。结果表明：19对引物对103个枣品种样品经SSR-PCR扩增后共检测到了156个等位标记点，每对引物平均8.211个，有效等位基因(Ne)变化范围为1.263～12.568，平均为3.467；Shannon’s信息指数(I)分布范围0.547～2.664，平均为1.351;多态信息含量PIC值变幅在0.32～0.917，平均值为0.603，观测杂合度(Ho)和期望杂合度(He)范围分别为0.208～0.920和0.133～0.990，Ho和He的平均值为0.639和0.637，显示出有较高的杂合度；遗传相似系数为0.85～0.98，且在相似系数为0.85处时被分为两大类。【结论】北京地区京枣31和京枣311、马牙枣和牙枣等栽培品种的遗传背景较狭窄，遗传相似度较高，不同品系间基因交流较少；京枣60、朗家园枣、北京蜂蜜罐、北京泡泡枣、京枣28等枣的亲缘关系较远，遗传多样性丰富。本研究结果为枣品种鉴定和培育新品种提供了重要依据。
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基于多季相分形特征的Landsat 8 OLI影像耕地信息提取方法
《农业机械学报 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：利用遥感技术快速准确地提取耕地信息是耕地保护的关键环节。以山东省商河县为例，提出了一种基于多季相分形特征的Landsat 8 OLI影像耕地信息提取方法。首先采用毯子覆盖法计算多季相遥感影像每个像元的上分形信号和下分形信号，对比分析耕地和其他土地利用类型的分形特征，选取上分形信号的第3尺度作为特征尺度，提取商河县耕地空间分布特征；其次采用同时期的土地利用矢量数据、Esri land cover数据和统计数据进行耕地信息提取精度评价；最后分别设置多季相分形提取与单季相分形提取、现有土地利用数据产品的对比实验，并基于点位匹配度和面积匹配度进行评价。结果表明：多季相数据更能反映农作物生长的复杂性，有助于提高耕地信息的提取精度；不同土地利用类型在不同分形尺度的信号值各不相同，分形特征可以在不同尺度上清晰地刻画出不同土地利用类型的分异性；基于矢量数据和Esri land cover数据评价的多季相分形特征耕地提取点位匹配度为87.13%和89.83%,面积匹配度为99.73%和97.91%,均比单季相分形提取结果精度高；综合考虑点位匹配度、面积匹配度和空间分布特征，研发方法能有效区分耕地和其他土地利用类型，提取结果更优，且与统计数据有更高的一致性。该方法可准确提取耕地信息，为耕地的动态监测和损害评估提供技术支撑。
关键词： 耕地信息提取 多季相 遥感影像 分形特征 毯子覆盖法 Landsat 8 OLI
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可可毛色二孢菌全基因组非经典分泌蛋白的预测及致病相关性分析
《植物病理学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：可可毛色二孢(Lasiodiplodia theobromae)是一种世界性分布的重要植物病原真菌,可侵染500余种木本植物,危害严重.分泌蛋白在病原菌的侵入、扩展、定殖以及病害发生过程中发挥着重要作用,目前有关经典分泌蛋白的研究较多,而对于非经典分泌蛋白在植物病原真菌致病过程中的作用研究较少.本研究基于L.theobromae全基因组序列,通过生物信息学预测,得到238个候选非经典分泌蛋白编码基因.基因功能预测及富集分析结果显示,这些基因在碳硫裂解酶活性(Car-bon-sulfur lyase activity)通路中被富集.基于PHI-base病原-宿主互作数据库的注释信息,其中有15个非经典分泌蛋白编码基因可能参与了 L.theobromae的致病过程.ApoplastP软件预测结果显示,其中4个定位于植物细胞质外体,11个定位于植物细胞内.经反转录荧光定量PCR(RT-qPCR)分析证实,这些候选关键非经典分泌蛋白编码基因的转录水平在葡萄枝条组织诱导条件下发生了显著的变化.根据本研究结果,非经典分泌蛋白在葡萄—L.theobromae互作体系中可能发挥着重要作用,这为深入解析非经典分泌蛋白对L.theobromae致病力影响的机制奠定了基础.
关键词： 可可毛色二孢菌 葡萄溃疡病 非经典分泌蛋白 生物信息学预测 功能分析
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作物抗ACCase抑制剂类除草剂研究进展
《生物技术通报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：杂草是影响作物产量与品质的重要不利因素之一，防除杂草是农作物田间管理必不可少的环节。乙酰辅酶A羧化酶(acetyl-coA carboxylase,ACCase)是乙酰辅酶A合成脂肪酸的限速酶，ACCase抑制剂类除草剂抑制ACCase活性，造成脂肪酸合成受阻，从而灭杀杂草。随着除草剂在农业生产上的广泛应用，抗性杂草的问题日益严重，对农作物产量和品质的影响尤为明显，创制和选育抗除草剂的优异新种质及新品种是预防田间杂草的有效策略，并对单双子叶作物复合种植具有重要意义。通过自然突变、化学诱变、转基因和基因编辑技术已在多种作物和杂草中发掘了有效变异位点，并进行了育种应用。本文针对抗ACCase抑制剂类作物种质的开发和利用，详述了ACCase的性质和作用机制、ACCase抑制剂类除草剂的分类和抗性分子机制，以及目前已发现的有效变异位点等，进而提出创制高抗ACCase抑制剂类除草剂优异新种质的高效育种策略。
关键词： 乙酰辅酶A羧化酶 ACCase抑制剂类除草剂 复合种植 种质创制
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基于农药喷施溯源的精准变量喷药监控系统设计与试验
《农业机械学报 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：针对现有大田精准施药系统主要以药量变量控制为主，缺乏农药喷施作业数据远程监测与溯源管理等问题，本文设计了基于农药喷施溯源的精准变量喷药监控系统，可实现农药精准变量喷施，作业地块、作业时间、作业面积、农药种类与配比、喷施药量、喷雾压力、实时流量和作业速度等信息的在线监测、实时显示和溯源管理。基于该系统分别开展了施药量计算精度、作业面积计算精度、物联网数据传输稳定性、变量调控系统动态响应、变量调控精度和农药喷施均匀性等试验。试验结果表明，北斗定位测速最大误差为1.33%,平均误差为0.82%,施药量计算误差为1.73%,作业面积计算误差为2.61%,数据丢失率为3.51%;速度连续变化下系统稳定调节时间为4～5 s;不同设定施药量和作业速度下，变量调控精度误差为2.45%;雾滴沉积点密度大于20滴/cm~2下，在喷雾机行走和喷雾方向上的喷雾覆盖率变异系数均小于10%,满足精准变量作业要求。本研究可在实现药量变量调控下对农药喷施数据进行溯源管理，为后续开展大田作物农药残留风险评估提供支撑。
关键词： 喷杆喷雾机 精准施药 变量控制 远程监测 溯源管理
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动态高压微射流对山楂果渣膳食纤维理化和结构特性的影响
《食品科学 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：采用动态高压微射流（dynamic high pressure microfluidization,DHPM）技术处理，探究其对山楂果渣膳食纤维结构及理化特性的影响。结果表明，经不同条件下DHPM处理后，山楂果渣中可溶性膳食纤维（soluble dietary fiber,SDF）含量比CK组提高了34.59%～73.54%，亚硝酸盐吸附能力和阳离子交换能力显著增强（P<0.05）；在200 MPa循环3次时，其持水力、持油力、膨胀力达到最大，较CK组分别提高了2.08、8.34、2.25倍（P<0.05）；热重和流变学分析表明，DHPM处理后表观黏度呈下降趋势，热稳定性降低；粒径和扫描电子显微镜图分析表明，经DHPM处理后粒径先减小后增大，表面粗糙，结构疏松，且压力为250 MPa时颗粒发生团聚现象；红外光谱和13C核磁共振分析表明，结晶度减小，部分纤维素、半纤维素和果胶发生降解。因此，DHPM处理能提高可溶性膳食纤维含量、水合特性，增强其亚硝酸盐吸附能力和阳离子交换能力，但热稳定性降低，粒径、表观黏度和结晶度减小。该研究为山楂果渣的高值化利用提供了理论依据。
关键词： 动态高压微射流 山楂 膳食纤维 理化特性 结构特征
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短期磷耗竭对褐土磷形态及细菌群落的影响
《农业环境科学学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：磷肥是作物高产的一个重要保障，然而过量施磷及其低利用率，易造成土壤中磷的累积，加剧磷矿耗竭和水体富营养化风险。因此研究土壤中累积磷素的耗竭特征，能为提高土壤累积磷的高效利用和降低环境风险提供理论依据。本研究以玉米为试验作物，以初始有效磷含量分别为17.23 mg·kg~(-1)(T1)、40.2 mg·kg~(-1)(T2)、108.62 mg·kg~(-1)(T3)和181.33 mg·kg~(-1)(T4)的褐土为供试土壤，通过盆栽试验，以连续种植5茬玉米的方式耗竭土壤中的累积磷，分析磷耗竭过程中土壤有效磷、磷形态（改进的Hedley法测定）、土壤理化性质和细菌群落结构的变化。结果表明，褐土磷耗竭过程中，有效磷含量总体呈下降趋势，而且初始含量越高，降幅越大。对于活性磷组分，T1处理显著升高，T2、T3和T4处理显著降低；中等活性磷含量降低，在耗竭中呈现先降低后升高的趋势，主要受稀盐酸提取态磷（Dil.HCl-Pi）和氢氧化钠提取态有机磷（NaOH-Po）的影响；稳定性磷含量升高，其中主要为浓盐酸提取态无机磷（Conc.HCl-Pi）和残渣态磷（Residual-P）含量升高。土壤有效磷和有机质与磷形态显著相关。磷耗竭过程影响了细菌群落结构和组成，T4处理最为明显。在门分类水平上，T4处理蓝细菌门（Cyanobacteria）等相对丰度在耗竭过程中显著下降；芽单胞菌门（Gemmatimonadota）等相对丰度在耗竭过程中显著上升；在属分类水平上，类诺卡氏菌属（Nocardioides）、norank＿f＿AKYG1722和节杆菌属（Arthrobacter）等相对丰度在耗竭过程中显著下降；norank＿f＿67-14和沙壤土杆菌（Ramlibacte）等相对丰度在耗竭过程中显著上升。属分类水平上相对丰度前40的多个细菌属与有效磷、活性磷、有机质显著相关。类诺卡氏菌属和节杆菌属等可能会促进中等活性磷转化为有效磷和活性磷；微枝形杆菌属和斯克尔曼氏菌属等则可能利用土壤中的稳定性磷。褐土磷耗竭会降低土壤有效磷含量，显著消耗土壤活性磷中的无机磷NaHCO_3-Pi和中等活性磷中的有机磷NaOH-Po，增加土壤中稳定性磷的含量。土壤磷耗竭过程中，门分类水平上的放线菌门、厚壁菌门等菌门和属分类水平上的类诺卡氏菌属、微枝形杆菌属、和斯克尔曼氏菌属等菌属与有效磷间相互影响。本研究为褐土磷耗竭过程中磷形态转化及微生物调控提供了理论依据，为土壤累积磷的利用提供支撑。
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潜水推流器作用下八边形养殖池的集污性能
《水产学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：为了探究潜水推流器作用下八边形养殖池内的污物聚集特点,本研究利用物理模型试验的方法,研究潜水推流器不同的布设角度θ、布设距离比d/a(中垂线模式:d1 为推流器叶轮轴线中点与最近的池壁之间的距离,a1 为八边形养殖池长边边长;对角线模式:d2 为推流器叶轮轴线中点与最近的短边边长之间的距离,a2 为八边形养殖池排污口与最近的短边边长之间的距离)、推流器数量n和布设模式对八边形养殖池内污物聚集的影响.试验利用高清相机记录养殖池内的污物分布情况,并使用MATLAB分析计算污物与池中心的距离.实验中通过比较不同工况下污物与池中心距离的最大值的大小,衡量养殖池集污性能的优劣.结果显示,潜水推流器的布设角度θ、布设距离比d/a、推流器数量n以及布设模式都影响池内污物聚集的效果.在本研究设置的布设距离比工况下,潜水推流器布设角度θ为 45°时集污效果最优,而当布设角度θ大于 70°时,随着布设角度增加,八边形养殖池周边出现集污死角,残饵及粪便距离排污口中心变远且饲料离散程度变大;在 30°、40°、45°、50°工况下,污物聚集效果随布设距离比d/a的增大逐渐增强,当布设距离比为1/2 时集污效果最好.养殖池集污性能随潜水推流器数量的增加而整体呈现增强的趋势,尤其是潜水推流器数量从 1 增加至 2 时,集污性能明显提升,但是持续增加后,集污性能不再有明显的提升.其余设置条件相同的情况下,对角线布设模式下的养殖池集污性能明显优于中垂线布设模式.研究表明,潜水推流器采取对角线模式,布设时不少于 2 个,布设角度θ为 45°附近,此时八边形养殖池集污性能较优.研究结果可为八边形养殖池内潜水推流器的布设方式提供依据与指导.
关键词： 八边形养殖池 物理模型 水动力学 潜水推流器 布设方式 集污效果
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蓄冷箱包装在模拟冷链运输中对甜玉米品质的影响
《食品工业科技 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：甜玉米采后生理代谢旺盛,极易老化,严重影响食用品质.为了明确采后蓄冷包装模拟冷链运输对甜玉米品质的影响,以'金冠218'甜玉米为实验材料,以冷库贮藏(4℃)模拟冷藏车运输为对照,研究了蓄冷箱包装甜玉米在模拟冷链运输3 d及随后常温货架(20℃)贮藏1 d过程中的品质变化.结果表明:蓄冷箱包装的甜玉米中心最高温度3 d内不超过7℃,蓄冷保温效果良好.与对照相比,蓄冷箱包装模拟冷链运输可以很好地维持甜玉米冷链运输和货架期间的品质,延缓甜玉米苞叶颜色的变化,其中模拟冷链运输3 d后甜玉米的质量损失率降低了72.66%,可溶性固形物含量提高了4.97%,可溶性糖含量提高了10.13%;甜玉米的抗氧化酶除超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性下降外,过氧化物酶(peroxidase,POD)、过氧化氢酶(catalase,CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(ascorbate peroxidase,APX)活性比对照组有显著提高(P<0.05).综上所述,利用蓄冷箱包装可以保持甜玉米冷链运输过程和货架期的品质,研究结果为甜玉米采后物流运输过程的蓄冷包装保鲜提供了技术依据.
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基于无人机多光谱植被指数的生菜全氮含量预测
《光谱学与光谱分析 》 2024 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：我国露地蔬菜种植规模庞大，生产方式高度集约化，但过量施肥等导致的水氮利用效率低下的问题较为严重。为实现露地蔬菜规模化种植中精准施肥、高效生产的目标，以露地生菜为研究对象，设无氮(N0)、低氮(N1)、高氮(N2)三个处理，通过无人机搭载多光谱相机，建立3种多光谱植被指数(NDVI、 RVI和SAVI)与生菜叶绿素、生物量、吸氮量、全氮含量数据集，并构建单生育期和多生育期氮素诊断模型。结果表明：(1)在莲座期和结球期，生菜各处理NDVI、 RVI和SAVI值表现出随施氮量的增加而增大，但在收获期，N1处理达到最大值。(2)在生菜结球期，NDVI与生菜的产量、吸氮量、叶绿素均存在显著相关性，其中生菜全氮含量与叶绿素在p≤0.01水平下显著相关，相关系数(R)为0.51;综合生菜多生育期，NDVI值与生菜的产量、叶绿素、吸氮量和全氮含量均在p≤0.001水平下达到极显著相关，相关系数分别为0.85、 0.82、 0.81和0.71。(3)通过相应数据集拟合出指数、线性、对数和幂函数4种模型关系，建立生菜多生育期植株全氮最佳预测模型：全氮=16.52ln(NDVI)+73.514;应用生菜全氮估层模型反演基地生产田块，其平均相对误差为3.22%、 RMSE=0.556 6、 NRMSE=0.010 8,说明模型估算效果均较好，通过无人机多光谱遥感对蔬菜氮素诊断具有一定的可行性。
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