小麦种子规模化DNA提取及检测体系的优化

张明明; 刘丽华; 赵建宗; 张力科; 刘阳娜; 李宏博; 张风廷; 姚骥; 庞斌双; 赵昌平; 《中国农业科技导报 》 2019 北大核心 CSCD

摘要：以小麦种子分子检测农业行业标准(NY/T 2859-2015)为基础,开发小麦种子快速、规模化提取DNA方法,优化反应体系中各组分含量,为小麦真实性快速执法提供技术支撑。通过对SDS、CTAB、高盐低p H、快速提取和试剂盒5种方法提取的DNA质量、浓度和PCR扩增效果进行比较,发现改进的高盐低p H方法提取种子的DNA质量、浓度能够满足小麦真实性鉴定中42对SSR引物重复鉴定的需求,是利用96孔深孔板和自动化移液工作站规模化、高通量提取DNA的较优方法。进一步优化结果显示该方法在65℃温浴条件下比室温的浓度高出25%,但两种温度条件下提取的DNA质量及浓度均能够满足品种鉴定的需求;沉淀时用0.5倍提取液体积的预冷异丙醇沉淀浓度最高,用室温的异丙醇沉淀的最佳体积是提取液体积的0.6倍。对标准中42对引物的最佳引物浓度和模板浓度均进行了优化,综合所有42对引物的优化结果发现,反应体系为20μL时,引物终浓度为0.437 5μmol/L,模板终浓度为10 ng/μL时扩增效率相对较高,扩增产物稳定,能够满足多重电泳的需求。

关键词： 小麦 种子 DNA提取 高盐低pH PCR反应体系 优化

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京津冀设施蔬菜信息技术应用需求分析——基于414家经营主体的调查

冯献; 李瑾; 宋太春; 《中国蔬菜 》 2019 北大核心

摘要：对京津冀地区414家蔬菜经营主体设施蔬菜生产经营信息化应用现状、采用效果与存在问题、信息技术需求等进行问卷调查分析。结果表明:经营主体的智能手机、电脑拥有量等信息化基础较好,智能手机覆盖率达99.60%,电脑拥有率达78.90%;视频监控是生产环节应用最为普遍的信息技术,施药机、耕整机以及水肥一体化等装备的应用比较广泛;信息技术及装备的应用效果满意度平均在3.6分以上。面临的主要困难在于生产经营成本、市场化运作、应用发展差距、技术产品特性以及信息化人才缺乏等;经营主体对病虫害预警系统、生产管理系统、水肥药精准施用与节力装备等的需求较为强烈。

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信息化应用对农民增收的影响效应分析——来自京津冀353个农户样本的证据

冯献; 李瑾; 曹冰雪; 《情报杂志 》 2019 北大核心 CSSCI

摘要：[目的/意义]随着互联网与农业农村领域的深度融合发展,信息化应用水平已成为衡量农民现代化的重要标志,如何从微观层面剖析信息化应用对农民收入的影响效应是目前亟待解决的关键问题。[方法/过程]以京津冀353个农户信息化与收入情况为研究对象,通过构建包含基础设施、信息化应用、信息化消费、主体认知4个维度的农户信息化水平评价指标体系,采用综合指数合成法对农户信息化水平进行评价,进一步应用多元回归模型对信息化关于农户收入的影响效应进行了测算。[结果/结论]研究结果显示,2018年京津冀样本农户信息化水平平均值为0.5791,处于中等偏上水平,而且信息化发展对农民收入有显著的正向影响作用,表现为信息化水平每增加1%,农民收入水平平均上涨0.4395%。

关键词： 信息化 农民收入 现代化 京津冀

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太赫兹技术在农产品品质检测中的研究进展

罗娜; 王冬; 王世芳; 韩平; 《光谱学与光谱分析 》 2019 EI SCI 北大核心 CSCD

摘要：农产品质量安全日益受到关注。由于传统检测方法存在耗时长、操作复杂、消耗大量溶剂、成本高等问题,因而迫切需要开发快速无损检测技术。在电磁波谱中位于微波和红外辐射之间的太赫兹波,因其所处波段的特殊性,使其具有了瞬态性、高穿透性、宽带性、相干性和低能性等一系列特性,太赫兹技术可以有效反映有机生物分子的结构和性质,作为物质"指纹"谱,该技术逐渐应用于有机生物分子的定性、定量分析,在近红外光谱、拉曼光谱、X射线等众多光谱类快速无损检测技术中成为一种极具竞争力的新兴检测技术。首先介绍了太赫兹波特点,太赫兹光谱及其成像技术原理;其次,在其基础上总结了太赫兹数据处理一般流程及其主要步骤中的常用分析方法,着重对定量、定性分析步骤中模型搭建方法、评估方法、评估指标进行了阐述;再次,讨论了近几年来太赫兹技术在农产品品质检测中的几个关键领域应用和研究进展,具体包括农药残留、抗生素、毒素等微量有害物质检测,掺假、转基因和外源异物的鉴别以及农产品内部营养成分含量预测等;最后,系统探讨了太赫兹技术在农产品品质检测领域尚需解决的问题,以此为导向总结需要进一步加强的研究方向,并对太赫兹技术在农产品品质领域未来发展作出展望。已有研究文献表明太赫兹技术在农产品品质检测领域的有效性。尤其,对非极性物质不敏感的特性,使其对已包装农产品的品质检测与评估具有得天独厚的优势。随着机器学习、强化学习等信息科学技术发展,一方面进一步加强太赫兹数据分析技术研究,通过数据自主学习,从数据角度揭示科学规律,构建精度更高、运算开销更小、实时性更强、泛化能力更好的分析模型;另一方面从分子振动理论出发,结合化学、物理学知识,研究太赫兹光谱特性的形成机理,并将获取的先验知识应用于分析模型的构建,通过数据与机理二者有机结合,提高太赫兹光谱分析软实力。未来硬件系统开发上以便携、低成本、灵敏度高为目标,最终实现太赫兹技术应用从实验室研究阶段逐渐走向商用工程化应用。

关键词： 太赫兹光谱 太赫兹成像 农产品品质 无损检测

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精准农业对华北平原冬小麦温室气体排放和产量的短期影响

卢闯; 王永生; 胡海棠; 董熙; 李存军; 《农业环境科学学报 》 2019 北大核心 CSCD

摘要：本试验以京郊冬小麦田为研究对象,采用大田试验设置4个处理:CTF(常规整地+常规施肥)、PF(精准施肥)、LL(激光平地)、PF+LL(精准施肥+激光平地),采用静态箱-气相色谱法分析了不同农业措施下的土壤温室气体(CO_2、N_2O、CH_4)排放特征。结果表明:和CTF相比,LL冬小麦产量显著提高7.10%;降雨、灌溉后表层土壤含水率显著提高,冬小麦季土壤CH_4吸收量显著增加22%,土壤CO_2、N_2O累计排放量分别显著增加27.20%、8.81%。PF产量与CTF无显著差异;土壤N_2O排放峰出现在追肥后,PF排放峰值显著较CTF低15.41%,精准施肥至收获期间PF土壤N_2O显著减排15.05%,但整个冬小麦生长季PF土壤CO_2、N_2O累计排放量和CH_4累计吸收量与CTF均无显著差异。和CTF相比,PF+LL小麦产量显著提高8.2%,同时PF+LL土壤具备较好的持水性,雨季及灌溉后表层土壤含水率分别显著提高8.81%、7.63%,冬小麦生长季土壤CO_2累计排放量显著增加33.53%,CH_4吸收量显著增加31.5%,N_2O累计排放量无显著差异,但在精准施肥至收获期间土壤N_2O显著减排10.22%。综上,激光平地技术可显著增产但综合增温潜势较强,精准施肥技术对产量无显著影响,但降低了N_2O排放峰值,减少了精准施肥后的N_2O累计排放量,表现出一定的N_2O减排潜力。

关键词： 精准施肥 激光平地 冬小麦 温室气体

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苹果矮化砧和矮化中间砧‘宫藤富士’在北京的抗寒性及矮化中间砧对‘宫藤富士’生长结果的影响

郑书旗; 高木旺; 周佳; 李兴亮; 李民吉; 《中国果树 》 2019 北大核心

摘要：以25个矮化砧木苹果树和17个矮化中间砧嫁接‘宫藤富士’苹果树为试材,研究了不同类型矮化砧木1年生枝条和不同矮化中间砧‘宫藤富士’1年生枝条的半致死温度,以及17个矮化中间砧对‘宫藤富士’树体生长和产量的影响。结果表明:SH系矮化砧木抗寒性最强,同系内砧木半致死温度相近,‘SH8’‘SH9’‘SH12’‘SH28’与其他砧木差异明显,M系和MM系砧木抗寒能力最差;17个矮化中间砧嫁接的‘宫藤富士’1年生枝条半致死温度的差异与其中间砧枝条有相似的趋势,中间砧影响栽培品种的抗寒性。不同矮化中间砧嫁接‘宫藤富士’,7年生树高度、干径、覆盖率和总枝量等差异较大,以‘GX’和‘MM106’为中间砧的树最高,以‘MM106’和‘SH3’为中间砧的树体覆盖率最大,以‘M7’为中间砧的总枝量最大,以‘SH40’和‘SH6’为中间砧的平均株产最高,以‘SH18’和‘SH6’为中间砧的大果率最高。

关键词： 苹果 矮化中间砧 ‘宫藤富士’ 抗寒性 树体生长 结果 北京

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蔡家河湿地土壤种子库特征及其与地上植被和土壤因子的关系

李翠; 王庆海; 陈超; 温海峰; 《生态科学 》 2019 北大核心 CSCD

摘要：为明确蔡家河湿地土壤种子库特征及其与地上植被和土壤因子的关系,采用野外调查取样和室内萌发实验相结合的方法,对芦苇群落,野艾蒿群落和林下杂草群落3种不同植被类型的土壤种子库密度,物种组成,地上植被以及土壤理化性质进行了调查研究.结果表明:蔡家河湿地3种植被类型的土壤种子库密度分别为(7725±1286)粒·m-2,(2535±556)粒·m-2和(5085±984)粒·m-2;物种数量分别为36种,28种和39种.3种植被类型土壤种子库的物种丰富度以及多样性均高于地上植被,并且3种植被类型间土壤种子库物种组成的相似性高于地上植被,说明土壤种子库比地上植被具有更高的稳定性.芦苇群落的种子库密度,物种多样性指数以及土壤种子库和地上植被物种组成的相似性均高于野艾蒿群落和林下杂草群落.土壤含水量与土壤有机质是影响土壤种子库物种组成的主要土壤因子,在土壤水分以及有机质含量高的芦苇群落中含有大量湿生植物种子,但在水分和有机质含量低的野艾蒿和林下杂草群落未发现柳叶菜(Epilobium hirsutum)、马先蒿(Pedicularis resupinata)、问荆(Equisetum arvense)等湿生植物的种子.因此,蔡家河湿地土壤种子库已出现一定程度的退化,芦苇群落土壤种子库可用作退化湿地植被恢复的种源,在植被恢复时要满足种子萌发对土壤水分和有机质的需求.

关键词： 土壤种子库 地上植被 湿地恢复 土壤因子

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基于物联网的病死猪无害化处理山区运输监控系统设计

沈印; 高绪; 李光林; 谢菊芳; 陆昌华; 胡肄农; 尹彦鑫; 《农业工程学报 》 2019 EI 北大核心 CSCD

摘要：目前,大多数无害化处置运输车辆使用全球定位系统(global positioning system,GPS)来确定病死猪的消毒站位置和运输路线。然而,当车辆在偏远山区运行时,定位信息传递不连续和不完整。为了解决这个问题,设计了一套病死猪无害化处理监控系统,系统结合北斗导航系统、全球定位系统、无线射频识别技术(radio frequency identification,RFID)、通用分组无线服务技术和地理信息系统等技术。利用北斗/GPS双模用户机双模定位和双向通信的功能,一方面,它可以解决单一定位时出现的定位信息不稳定的问题;另一方面,当BDS导航定位系统数据似乎显示出偏差,将WGS-84坐标系的GPS定位数据转换为BDS定位系统的CGCS2000坐标系,以提高运输车辆位置信息采集精度的目的。利用GAMIT软件计算观测点的三维坐标,并对组合导航和单导航的定位精度进行分析。采用Floyd算法对运输路线进行优化,寻找最短的运输距离。利用北斗卫星的信息通信功能代替全球移动通信系统(global system for mobile communications,GSM),短消息业务,实现无害化运输车辆与控制中心之间的信息远程传输。控制中心通过对接收到的数据进行分析,得到病死猪收运车的运输路线和定点消毒监测信息。系统试验表明:采集的数据能够准确及时地传输到控制中心,北斗/GPS双模接收机定位精度比北斗卫星定位精度高55.13%,比GPS卫星定位精度高52.71%。北斗通信的网络丢包率为0.26%,消毒点的车辆定点识别误差率0.97%,结果表明,满足病死猪无害化处理监控管理的要求,系统运行可靠、稳定。该系统的构建与应用,为其他病死动物无害化处理的综合管理与监控提供参考。

关键词： 监控 设计 物联网 无害化处理 北斗卫星 Floyd算法 运输线路图

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生物质炭对土壤理化性状及氮素转化影响的研究进展

王湛; 李银坤; 徐志刚; 郭文忠; 马丽; 杨子强; 《土壤 》 2019 北大核心 CSCD

摘要：生物质炭因其具有的特殊理化性质施入到农田中能够改良土壤、提高土壤肥力及促进作物生长,已经成为农业减排和土壤微生态系统生物氮素地球化学循环领域的研究热点.生物质炭作为土壤的外来物质,直接或间接地参与到土壤氮素的周转过程中,进而对土壤中氮素的存在状态和供应能力等产生长远的影响.本文综述了土壤中施入生物质炭后,氮素循环的变化及响应机制,重点分析了生物质炭施入农田引起土壤理化性质变化后由土壤微生物驱动的固氮反应、氨化反应、硝化反应及反硝化反应等生物化学反应过程的响应及相关机理.在此基础上,对今后生物质炭的研究方向进行展望.

关键词： 土壤物理性质 土壤化学性质 氮素循环 微生物

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甜瓜全雌系调控基因g的分子标记开发与应用

马建; 王建设; 《植物遗传资源学报 》 2019 北大核心 CSCD

摘要：甜瓜是国内外重要的园艺经济作物。目前,生产上推广甜瓜品种性型绝大多数为雄花两性花同株,杂交种生产中需人工去雄且易混杂,而利用全雌系作母本可降低人工成本,提高制种效率,对于保证杂交种纯度具有重要意义。全雌系基因型为AAgg,利用常规方法合成全雌系较为困难,急需开发实用的分子标记并进行辅助选择育种来培育优异的全雌系。本研究根据g基因下游存在一个Gyno-hAT转座子插入,开发了可特异鉴定该基因的g-F/R标记。利用该标记对全两性花B15与雄花两性花054构建的F2分离群体进行性型分子鉴定,辅以上下游2对InDel标记C5-9和C5-10对鉴定结果进行验证,表明g-F/R标记检测准确率几乎可达100%。此外,利用该分子标记对36份甜瓜材料进行基因型检测,可特异鉴定出携带g基因的2份全两性花材料B15和B18。本研究结果为通过分子育种手段高效利用g基因培育新的甜瓜全雌系提供了手段。

关键词： 甜瓜 两性花 CmWIP1 分子标记

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