科研产出
萝卜NWB-CMS育性恢复基因的遗传分析及初步定位
《园艺学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：萝卜（Raphanus sativus L.）NWB细胞质雄性不育NWB-CMS是一种不同于Ogura-CMS的不育源，目前已经广泛应用于萝卜杂交育种。以10份东亚大长萝卜（R. sativus var. hortensis L.）和6份欧洲小萝卜（R. sativus var. sativus L.）为父本，对NWB-CMS进行遗传测试，解析NWB-CMS育性恢复的遗传规律，并在此基础上对育性恢复基因进行初步定位。结果表明，欧洲小萝卜普遍能够恢复NWB-CMS的育性，且不同品种包含的育性恢复基因数量不同，至少存在3个育性恢复基因。其中恢复系“KP”的育性恢复受两对显性上位性主基因加微效基因控制。利用混合群体分离分析，将育性恢复基因定位在Chr1:32.5～33.7 Mb(Rfn1.1)、Chr 9:12.2～13.3 Mb(Rfn9.1)和Chr4:16.7～18.6 Mb(Rfn4.1)、31.9～33.1Mb(Rfn4.2)、34.3～37.9 Mb(Rfn4.3)范围内。对Rfn4位点进一步定位和分析发现，3个定位区间之间可能存在染色体大片段重复和倒位等结构变异。针对该位点开发的Rf-118等分子标记可用于雄性不育系的辅助选育和辅助追踪Rfn4位点，便于筛选和定位其他育性恢复基因位点。
关键词： 萝卜 NWB细胞质雄性不育 育性恢复 基因定位
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京津冀地区设施蔬菜土壤镉累积风险与粪肥镉输入阈值研究
《中国农业气象 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：设施蔬菜土壤中重金属过量累积，影响生态环境与农产品质量安全。为明确遏制设施农业土壤中重金属过量积累的输入阈值，本文通过野外调查采样与文献数据收集，分析2023年京津冀地区设施蔬菜土壤和粪肥中6类重金属铬（Cr）、镍（Ni）、铜（Cu）、锌（Zn）、镉（Cd）和铅（Pb）的含量状况；基于2005-2025年京津冀畜禽粪肥相关文献，明确常见设施叶类和瓜果类蔬菜种植中粪肥重金属Cd的输入阈值，以期为减少设施蔬菜种植中土壤重金属积累提供参考。结果表明：（1）京津冀地区设施蔬菜土壤中重金属Cr、Ni、Cu、Zn、Cd和Pb平均含量分别为74.4、26.6、26.8、97.7、0.3和21.3mg·kg-1，均未超过国家标准（GB 15618-1995）规定的背景值。土壤重金属累积指数≥1时，镉含量超过背景值样本量占所有取样点的61.4%；土壤重金属累积指数≥2时，镉含量超过背景值的点位占比为10.0%，远高于其他5种重金属的金属累积指数，表明该种植区土壤重金属Cd累积最严重。（2）设施蔬菜种植中施用粪肥的重金属Cr、Ni、Cu、Zn和Pb含量均超过农业行业标准（NY 525-2021）规定的标准值，镉含量未超过相应标准值。（3）基于2005-2025年京津冀地区设施蔬菜中施用粪肥中关于重金属Cd的相关文献显示，随着设施种植年限增加，粪肥中Cd含量显著降低，由8.2mg·kg-1降到0.5mg·kg-1，表明粪肥中Cd含量得到良好的控制。以京津冀地区叶类蔬菜白菜和芝麻菜为代表，当粪肥施用量为15000kg·hm-2时，粪肥中重金属控制阈值分别是0.240mg·kg-1和0.378mg·kg-1；瓜果类蔬菜以黄瓜为代表，基于环境容量控制，明确了不同粪肥施用量及施用年限下重金属Cd输入阈值，土壤污染等级在清洁水平，粪肥施用量为15000kg·hm-2时，Cd在施用年限为20a、30a和50a输入阈值为0.60、0.40和0.24mg·kg-1，即低于该阈值情况下粪肥连续施用20a、30a和50a可保证不超过其管控目标值。研究结果可为京津冀地区设施蔬菜土壤重金属源头管控提供重要参考。
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北京市昌平区农田土壤重金属健康风险评估及来源解析
《农业环境科学学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：为构建地区土壤环境质量监测网络，提升土壤质量监管能力，突破农业健康发展的瓶颈约束，把控农田污染影响，推动农业绿色可持续发展，本研究于2018—2022年对北京市昌平区64个采样点采集土壤表层样本320份，监测土壤中8种重金属元素（Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Ni、Zn）含量。采用单因子指数（Pi）法、内梅罗综合指数（P）法以及潜在生态风险指数（RI）法对区域内土壤环境质量进行评价，并结合UNMIX溯源模型解析研究区土壤重金属来源。结果显示：研究区重金属潜在生态风险低，但个别重金属存在富集现象，Hg、Cr、Zn的平均含量达到地区背景值的2.4、1.9、1.7倍；研究区重金属来源主要有工业源、母质源、农业源以及交通源，各部分整体占比分别为40%、39%、10%和11%;Cd与Cu、Zn这3类重金属元素在来源、迁移途径中可能存在协同作用。研究表明，不合理的农业活动和大流量的交通运输活动影响了研究区重金属富集特征。
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基于地理过程的土壤侵蚀分区模型构建与应用
《农业工程学报 》 2025 EI 北大核心 CSCD
摘要：土壤侵蚀分区对指导侵蚀治理具有重要作用,传统基于区域多元变量单时间截面特征的土壤侵蚀分区仅刻画某个时间截面状态,不能揭示其变化过程,难以指导土壤侵蚀分区治理.为揭示土壤侵蚀过程与演变规律,提升分区结果的准确性,该研究构建了一种基于地理过程相似性和异质性的土壤侵蚀分区模型(geographical process regionalization of soil erosion,GPR-SE),用于地理过程特征提取与聚类分区.首先,基于卷积自编码器(convolutional auto-encode,CAE)提取空间特征、长短期记忆网络(long short-term memory,LSTM)捕捉时序特征,融合生成空间时序特征表征地理过程.然后,采用轮廓系数(silhouette index,SiL)和戴维森堡丁指数(davies-bouldin index,DBI)优选K-means、模糊C均值(fuzzy c-means,FCM)和自组织特征映射网络(self-organizing feature map,SOFM)最佳聚类分区方法.最后,以中国东北典型黑土区海伦市为研究区,基于优选的聚类算法,开展了基于GPR-SE的土壤侵蚀过程分区,并利用随机森林(random forest,RF)识别各分区差异的主导因素,量化要素与特征重要性.结果表明:1)当聚类数为5时,K-means算法表现最优,实现了分区结果组间差异最大化与组内差异最小化.2)土壤侵蚀过程因子(降水、温度)是影响GPR-SE分区分异的主导因素,贡献率分别为 25.08%、21.65%,地貌类型(贡献率 14.05%)和土壤侵蚀模数(贡献率 11.95%)次之.3)按照土壤侵蚀过程因子,研究区可分为低降水-中温-中侵蚀区、低降水-低温-轻侵蚀区、低降水-高温-重侵蚀区和低降水-低温-中侵蚀区 4种土壤侵蚀类型区.提出的基于地理过程的土壤侵蚀分区方法,为土壤侵蚀分区治理提供一种可靠思路,具有一定的应用潜力.
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植物激素对黄花苜蓿根尖向水性和向地性的影响
《草地学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：向水性与向地性共同决定了植物根系在土壤中的生长方向，但植物激素调控向水性与向地性的方式仍有待明确。本研究以4种生态型的黄花苜蓿（Medicago falcata）资源为材料，添加植物生长调节剂，测量其根尖向水、向地弯曲角度。结果表明，对氯苯氧乙酸、三碘苯甲酸和秋水仙素都可以显著抑制黄花苜蓿的向水性和向地性，而洛伐他汀对其向水性和向地性都没有显著影响，表明黄花苜蓿根尖的向水性和向地性依赖于生长素的极性运输和根尖细胞分裂。同时，研究发现供试黄花苜蓿的向水、向地性与其生境降水量负相关。本研究探明了生长素与细胞分裂素参与黄花苜蓿向水性与向地性的方式，深化了对于苜蓿属植物向性的研究，也可为耐旱、高产苜蓿的选育提供理论基础与技术支撑。
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马铃薯捡拾机薯土分离输送测控系统设计与试验
《农业机械学报 》 2025 EI 北大核心 CSCD
摘要：针对传统升运链式马铃薯捡拾机作业参数难以实时监测、薯土分离转速无法无级变速调节的作业现状，在已有马铃薯捡拾机上设计了一种分离输送测控系统。基于马铃薯捡拾机工作原理，对监测单元、传动系统、液压系统及电控系统进行了设计改造，实现了作业速度的实时监测，以及分离输送带转速、振动轮振频和振幅的监测和控制。对所设计的测控系统开展了控制精度验证试验，设置分离输送带转速100 r/min,振动轮振频4.67 Hz,振幅30 mm,在作业速度为0.6～1.2 m/s的范围内开展了4个作业水平试验。试验结果表明，分离输送带转速、振动轮振频和振幅最大标准差分别为2.25 r/min、0.33 Hz和0.06 mm,最大平均绝对误差分别为1.93 r/min、0.28 Hz和0.04 mm;系统平均响应时间为1 s;说明系统具有较好的准确性和稳定性。基于设计的分离输送测控系统，以伤薯率为评价指标，以分离输送带转速、振动轮振频和振幅为试验因素，开展了田间试验。试验结果表明：各因素对伤薯的影响程度由高到低依次为分离输送带转速、振频、振幅，得到的最优控制参数为：分离输送带转速84.7 r/min,振频3.1 Hz,振幅11.2 mm,最大伤薯率为1.12%,满足马铃薯捡拾收获作业要求。
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布鲁氏菌Bp26蛋白单克隆抗体制备及生物学鉴定
《中国农业大学学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：为制备布鲁氏菌Bp26蛋白单克隆抗体并对其进行生物学特性鉴定，本研究利用原核表达系统制备Bp26重组蛋白，以纯化的Bp26蛋白免疫Balb/c小鼠，通过杂交瘤技术制备针对布鲁氏菌Bp26蛋白的单克隆抗体，采用免疫印迹和间接免疫荧光试验鉴定其特异性，并通过ELISA测定亲和力常数及阻断活性，最后采用斑点杂交试验鉴定抗原识别表位。结果表明：1)成功表达布鲁氏菌Bp26蛋白，其相对分子质量在26 ku左右。2)获得2株Bp26单克隆抗体细胞株（6E8和4C4）。免疫印迹显示，2株Bp26单抗与重组Bp26蛋白和布鲁氏菌菌体Bp26蛋白均有较强的特异性反应；间接免疫荧光试验表明，Bp26单抗能够特异性识别感染巨噬细胞的羊种布鲁氏菌M5-90株，但不能识别感染巨噬细胞的M5-90△Bp26株。ELISA显示，单抗6E8和4C4的亲和力常数分别为2.58×10-7和2.34×10-7 mol/L，抗体阻断率均达到80%以上。斑点杂交结果显示，单抗6E8识别表位氨基酸序列为23ASPDMAILNL32，单抗4C4为73GINIQPIYVYPD84。综上，本研究成功制备了针对布鲁氏菌Bp26蛋白不同抗原表位的2种单克隆抗体，其具有较好的特异性、结合力及阻断活性，不仅为进一步探索布鲁氏菌Bp26蛋白的生物学特性奠定基础，而且为布鲁氏菌诊断技术的建立提供技术支持。
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功能植物物候特性对天敌增效的时空匹配评价
《河北师范大学学报(自然科学版) 》 2025 北大核心
摘要：天敌生境管理是生态调控领域的重要策略，但功能植物的应用常因物候特征与昆虫群落匹配不足而受限.以13种本地功能植物为对象，系统评估其物候期(花期)与捕食性天敌及植食性害虫活动的时空匹配关系，量化益害比、简单偏好指数(simple preference index, SPI)及重叠天数等关键指标.结果表明：百日菊Zinnia elegans、蜀葵Alcea rosea、绿豆Vigna radiata和波斯菊Cosmos bipinnatus的捕食性天敌累积量、益害比高于其他植物，且与优势天敌中小花蝽、蠋蝽Arma chinensis、草蛉等活动期呈现高时序关联性.本研究发现植物物候期(如花期)与天敌活动期存在“时间窗效应”,可通过整合菊科与豆科植物的生育周期，构建覆盖天敌需求窗口期的优化配置模式，使其匹配程度达到较高水平(重叠天数≥20 d, SPI≥0.65),为功能植物的精准应用及农业生态系统的长效控害提供理论与实践依据.
关键词： 功能植物 天敌昆虫 物候匹配 时间窗效应 生态调控
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基于多特征选择的鲜食玉米需水量预测及可解释性分析
《农业工程学报 》 2025 EI 北大核心 CSCD
摘要：鲜食玉米是一种高附加值农产品，精确的需水量预测对于科学灌溉保障其产量和品质至关重要。该研究基于大型称重式蒸渗仪与气象采集设备在线获取连续2茬次的鲜食玉米需水量及气象数据，联合布尔塔算法（boruta algorithm,Boruta）与最小绝对收缩和选择算法（least absolute shrinkage and selection operator,LASSO）筛选了影响鲜食玉米需水量变化的主要气象特征，并建立梯度提升决策树（categorical boosting,CatBoost）、长短期记忆网络（long short-term memory,LSTM）、随机森林（random forest,RF)3种鲜食玉米需水量预测模型，最后采用shapley additive explanations(SHAP）方法对预测模型进行全局和局部的事后可解释性分析。结果表明：通过Boruta与LASSO联合的特征选择方法，明确了日平均温度、日最高温度、日最低温度、日平均相对湿度、日平均风速、日平均气压、日累计日照时数是影响鲜食玉米需水量的潜在因子，CatBoost模型对鲜食玉米需水量的预测效果最佳，其平均绝对误差（0.018 9）、均方误差（0.000 6）和均方根误差（0.055 2）均最小，并且用时最短（23.93 s）。进一步根据可解释性分析发现，日最低温度、日平均温度、日累计日照时数是影响鲜食玉米需水量的关键因子，随着空气温度和日照时数的增加，鲜食玉米的需水量也随之升高。研究成果可为北京地区鲜食玉米的精确水分管理提供参考。
关键词： 特征选择 机器学习 模型 鲜食玉米 需水量预测 SHAP
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早熟板栗新品种早栗5号的选育
《果树学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：早栗5号为实生选育早熟新品种，母株位于北京市昌平区长陵镇南庄村，树龄100年生。坚果红褐色，果面光滑美观，有光泽；内果皮易剥离，果肉黄色，细腻香甜，水分含量（w，后同）54.6%，总糖含量21.37%（干质量）。成熟期8月25日，坚果发育期75 d左右，同一条件下比燕山早丰早7 d左右。每结果母枝平均抽生结果枝数2.1条，每结果枝平均着生刺苞1.9个，每苞平均坚果数2.1粒，平均单粒质量8.1 g，出实率46.2%，空蓬率1.4%。与板栗实生砧嫁接亲和力强，幼树早果性强，丰产，经济性状优良，表现稳定，为坚果极早熟、优质、耐贮的板栗优良品系。
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