科研产出
代谢组学在化学品风险评价中的应用
《生态毒理学报 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：随着化学品的数量日益增长,其潜在毒性对人类及环境中的非靶标生物造成了严重威胁.化学品风险评估的速度已经跟不上化学品的发展速度,急需根据现代毒理学技术的发展,对化学品风险评估方法进行丰富与发展.代谢组学作为系统生物学最下游的组学技术,是整体性研究生命体系功能变化的重要学科之一.基于代谢组学的毒理学评价方法不仅具有成本低、周期短和实验动物消耗少等特点,而且可以快速筛选出低剂量化学品早期暴露的生物标记物,揭示化学品毒性作用通路及机制.本文主要介绍了代谢组学的起源与发展、代谢组学技术应用于毒理学评价的优势、案例及前景展望.
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密云水库上游白河地表水质对不同空间尺度景观格局特征的响应
《环境科学 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：基于密云水库上游北京境内白河段9个监测断面的水质数据,利用多元统计分析方法分析不同空间尺度(100、 200、 300、 500和1 000 m)河岸带缓冲区土地利用景观格局特征与水质总氮(TN)和总磷(TP)的关联性,识别水质对景观特征响应的最佳缓冲区尺度.结果表明,密云水库上游北京境内白河周边土地利用景观格局对水质的影响随着河岸缓冲区不同宽度的变化而不同,在河岸小尺度缓冲区表现得更明显,对水质TN和TP空间分异解释的最佳尺度分别为300 m和100 m河岸缓冲区. 300 m缓冲区尺度,耕地斑块密度和草地聚集指数是影响河流TN的主要指数. 100 m缓冲区尺度,城乡居民点面积比例对河流TP影响显著.该研究表明,优化河岸缓冲区300 m宽度范围内的景观格局,特别是耕地和林草地的合理配置提高农业景观的连通性和聚集度以及岸边城乡居民点面积与污染物排放控制,对于改善北京境内白河段河流水质的生态功能和保障密云水库饮用水安全十分重要.
关键词： 景观指数 河流水质 河岸缓冲区 空间尺度 多元统计分析
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基于特征优选随机森林算法的农耕区土地利用分类
《农业工程学报 》 2020 EI 北大核心 CSCD
摘要：为了提高农耕区土地利用分类精度,该文采用较高空间分辨率和丰富光谱信息的Sentinel-2数据生成光谱特征、无红边波段的植被指数、红边指数和纹理特征4种基本特征变量,并对以上特征变量优选后进行特征重要性排序,进而构建7种特征组合方案,基于随机森林算法和支持向量机对农耕区土地利用信息进行提取并对比验证分类精度。研究结果表明:通过特征优选的随机森林算法进行土地利用信息提取效果最佳,总体精度达到88.24%,Kappa系数为0.84,精度优于相同特征变量下的支持向量机分类方法。该方法能够有效提高农耕区土地利用分类精度,可为土地资源监测、管理提供技术支持和理论参考。
关键词： 随机森林算法 土地利用分类 农耕区 特征优选 Sentinel-2 红边指数
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甜瓜短蔓基因Cmdm1的精细定位及候选基因分析
《中国农业科学 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：【目的】对甜瓜短蔓突变体Z8进行短蔓基因的精细定位并确定候选基因,为甜瓜株型的分子改良奠定基础。【方法】考察短蔓突变体Z8和野生型B15的主蔓节数、主蔓长度、主蔓节间长度以及侧枝长度等农艺性状。配制Z8/B15杂交组合并进行遗传分析,利用F2群体中的短蔓单株进行基因精细定位。通过对定位区间内注释基因编码区进行测序以确定候选基因。【结果】与野生型B15相比,突变体Z8节间显著变短导致植株矮化,顶端花序紧凑簇生,遗传分析表明其短蔓性状由一对隐性核基因Cmdm1控制。采用基因图位克隆策略,利用780个F2短蔓单株最终将该基因精细定位于第7染色体短臂标记c7-112和s2之间约56 kb的区间内,并与标记dm-1共分离,区间内共包含4个注释基因。经测序鉴定,发现Z8中与拟南芥ERECTA同源的MELO3C016916 ATG下游第1 995位碱基由T突变为G而产生终止密码子,导致蛋白翻译提前终止,致使后面激酶结构域完全缺失,推测MELO3C016916即为控制蔓长的Cmdm1。【结论】Z8短蔓性状受隐性核基因Cmdm1控制,利用分子标记最终将该基因定位于7号染色体短臂标记c7-112和s2之间约56 kb区间内,推测MELO3C016916为最有可能的候选基因。
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基于实例分割的柑橘花朵识别及花量统计
《农业工程学报 》 2020 EI 北大核心 CSCD
摘要：柑橘隔年结果现象严重,花量统计有助于果园的规划管理,并对产量预测有重要意义,但是柑橘单一植株花量巨大,花朵紧凑密集,花期树叶遮挡覆盖,对花量计算造成很大的阻碍.对此该研究提出基于实例分割的柑橘花朵识别与花量统计方法,以花期的柑橘树冠图像为样本进行花朵实例的识别及分割,通过对MaskR-CNN主体卷积部分和掩膜分支部分的优化,实现对复杂结构图像中密集小尺度柑橘花朵目标的高效检测、获取图像中可见花数量.结果显示,该方法花量识别神经网络的平均精度为36.3,花量计算误差为11.9%,对比未优化MaskR-CNN网络在训练和识别的时间效率上均有显著提升.该研究解决了柑橘花量统计难度高的问题,有助于柑橘早期测产和落花监测,并为花量控制提供决策依据.
关键词： 图像处理 目标检测 算法 花朵识别 花量计算 实例分割 残差神经网络
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规模化畜禽养殖场粪便中多重耐药菌分离鉴定及其耐药特征
《农业环境科学学报 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：为了解禽畜粪便中多重耐药菌的污染特征,本研究对鸡粪、牛粪、猪粪和有机肥这4种不同样品中多重耐药菌进行了计数分析,并对不同来源的多重耐药菌株进行了分离和纯化,进一步开展了基于16S rDNA序列比对的分子生物学鉴定以确定其种属地位,以及基于药敏试验的耐药性特征分析。结果表明:不同养殖动物粪便中四环素、恩诺沙星、磺胺甲恶唑和泰乐菌素4种抗生素多重耐药菌的绝对数量和相对数量排序均为鸡粪>猪粪>牛粪,粪源有机肥中可培养的多重耐药菌的绝对数量和相对数量在堆肥后均有所下降。通过对耐药菌株鉴定和分类学分析,发现禽畜粪便中多耐药菌的菌门集中分布在Proteobacteria、Firmicutes和Actinobacteria,多重耐药菌的优势菌属为Escherichia、Corynebacterium、Kurthia;而有机肥样品中多重耐药菌的优势菌属为Staphylococcus、Glutamicibacter。菌株的药敏试验表明,3类动物粪污中的多重耐药菌都对红霉素、四环素有着较高的耐药率,均高于80%,而对阿米卡星这种抗生素表现出较好的敏感性,其耐药率低于30%。通过对Ⅰ、Ⅱ类整合子基因盒的扩增,发现PCR产物的大小从0.8 kb到1.8 kb不等,基因盒ad A2、dfr A17、dfr A1及sat2在养殖场粪污中检出率均较高。
关键词： 禽畜粪便 多重耐药菌 16S rDNA 药敏试验 整合子
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东北黑土nirS型反硝化细菌群落和网络结构对长期施用化肥的响应
《植物营养与肥料学报 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：【目的】探明长期施用氮磷钾化肥对东北黑土农田土壤nirS型反硝化细菌群落和网络结构的影响,为更加合理的肥料配施提供理论依据。【方法】基于农业农村部黑龙江耕地保育与农业环境科学观测实验站平台,选取不施肥(NoF)、氮肥(N)、磷肥(P)、钾肥(K)、氮钾肥(NK)、氮磷肥(NP)、磷钾肥(PK)、氮磷钾肥(NPK)8个施肥处理,借助荧光定量PCR、Illumina MiSeq高通量测序和分子生态网络技术,分析东北黑土nirS型反硝化细菌丰度、群落及网络结构,及影响反硝化细菌群落变异的主要环境因子。【结果】1)长期施用氮肥均在显著增加nirS基因拷贝数的同时,降低了nirS型反硝化细菌的群落多样性,而磷、钾肥对其影响并不显著。2)Proteobacteria是所有处理中的优势反硝化细菌门,相对丰度为16.96%～27.34%,且氮肥的施用促进了隶属于该菌门中Bradyrhizobium的生长。3) PCoA分析结果显示,8个施肥处理nirS型反硝化细菌群落主要分成施氮肥和不施氮肥两组,说明长期氮肥的施用显著改变了东北黑土反硝化细菌的群落结构。结合Mantel test的结果可知,土壤pH是影响nirS型反硝化细菌群落改变的主要因素。4)分别构建施氮肥和不施氮肥的反硝化细菌分子生态网络,发现施氮肥和不施氮肥网络结构存在很大差异,长期施用氮肥明显简化了nirS型反硝化细菌的网络结构,同时使其网络结构稳定性降低,易受外界环境扰动。【结论】尽管施用化学氮肥有利于土壤养分的增加,但其土壤nir S型反硝化细菌群落及网络结构发生了较大改变,而磷、钾肥的施用对反硝化细菌群落无显著影响。本试验结果为进一步研究东北黑土区农田土壤反硝化微生物对不同施肥管理的响应机制提供了重要科学依据。
关键词： 黑土 氮肥 nirS基因 qPCR 高通量测序 分子生态网络
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基于适宜性与发展水平评价的村庄用地类型划分
《农业工程学报 》 2020 EI 北大核心 CSCD
摘要：科学划分村庄用地类型并提出差异化的整治策略,是编制村庄发展规划和建设用地减量规划的基础。该文以北京市密云区为例,基于土地利用、兴趣点和社会统计等数据,从自然条件和用地形态2方面构建村庄用地适宜性评价模型,从区位条件、基础设施、生态条件和资源产业4方面构建村庄发展状况评价模型,系统分析村庄用地适宜性与村庄发展状况及其二者的组合状态,进而划分村庄用地类型。结果表明:1)密云区村庄用地适宜性呈现明显的从西南到东北降低的分布趋势;2)村庄发展指数较高的村庄主要分布在西南区域的环密云城区一带,其次是中部围绕密云水库区域,北部区域村庄发展水平较低;3)基于二者的评价结果将全区村庄用地划分为9种组合,进而合并为4种村庄用地类型。该研究可为村庄用地的高效、有序整治利用提供依据。
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圆柏品种'蓝塔'扦插试验的比较
《分子植物育种 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：采用完全随机区组试验设计,研究了3个母株树龄(10a, 25a, 35a)、4种扦插基质(河沙,珍珠岩,河沙:草炭=1:1,河沙:草炭:珍珠岩=1:1:1)、4种生长调节剂种类(ABT-1, IBA, NAA, IBA:NAA=2:1)和5个生长调节剂浓度(50 mg/L, 100 mg/L, 200 mg/L, 500 mg/L, 1 000 mg/L)对'蓝塔'扦插生根的影响.结果表明:生长调节剂种类以IBA:NAA=2:1为最佳处理,且隶属函数评价表明,25个处理组合中1 000 mg/L IBA:NAA=2:1速蘸10 s生根效果最好.基质以珍珠岩效果最佳,母株树龄对插穗生根影响不显著.综上所述,'蓝塔'圆柏扦插应以珍珠岩为基质,并用1 000 mg/L IBA:NAA=2:1速蘸10 s.该研究初步解决'蓝塔'扦插生根率低的问题,为'蓝塔'快速扩繁提供了参考.
关键词： 圆柏(Sabina chinensis) '蓝塔' 扦插试验 生根率
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基于生态系统服务价值的生态足迹模型均衡因子及产量因子测算
《生态学报 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：均衡因子和产量因子是生态足迹模型中的关键参数,现有的测算方法多根据物质生产和消费实现,忽略生态系统提供服务的能力。本研究提出基于生态系统服务价值的均衡因子和产量因子测算方法,并以1990、2005和2015年北京市门头沟区为例,研究生态涵养发展区生态承载力,并与通用因子计算结果对比。结果表明:(1)基于生态系统服务价值获取的均衡因子:水域>林地>耕地。水域均衡因子最高,平均值达到8.37。耕地均衡因子最低,平均值仅为0.24。林地均衡因子高于耕地,均衡因子平均值为0.71。说明该方法较好的表现了不同生态系统提供生态服务能力的差异;(2)基于该研究方法获取的不同生态系统的产量因子接近:耕地>林地>水域,均值分别为0.90,0.87和0.86,且呈逐年递减趋势;(3) 1990年到2015年,门头沟区生态承载力先降低后提高,生态足迹先提高,再降低,2005年出现生态赤字,其森林、耕地和区域生态承载力与生态足迹小于通用因子生态足迹模型结果,水域生态承载力和生态足迹高于通用因子生态足迹模型结果。与通用因子相比,基于生态系统服务价值的均衡因子和产量因子更好的体现了研究区内各类生态系统生态服务的承载力。
关键词： 均衡因子 产量因子 生态承载力 生态足迹 生态系统服务价值
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