科研产出
基于ICESat-2/ATLAS数据的龙竹地上生物量估测
《中南林业科技大学学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：【目的】探究星载激光雷达数据对大型丛生竹类地上生物量（AGB）的反演潜力，以期利用星载激光雷达数据准确预测区域尺度丛生竹的地上生物量。【方法】以云南省新平县的龙竹为研究对象，以ICESat-2/ATLAS星载激光雷达为数据源，通过提取林地内的ATLAS光斑及其参数，使用空间插值技术实现光斑数据在空间上的连续分布。采用随机森林回归（RFR）、K-近邻法（KNN）、梯度提升回归树（GBRT）3种机器学习算法构建区域尺度的AGB预测模型，以实现研究区龙竹AGB的遥感估测。【结果】1)在提取的23个ATLAS参数指标中，经过皮尔逊（Pearson）相关性分析，dem＿h、n＿ca＿photons、h＿mean＿canopy＿abs等11个特征变量与龙竹AGB呈显著或极显著相关。2)采用KNN、RFR、GBRT 3种算法构建AGB估测模型，其决定系数（R2）分别为0.43、0.93、0.96，均方根误差（RMSE）分别为20.95、9.35、6.74 t·hm-2，总体预测精度（P）分别为68.68%、86.03%、89.92%。3)采用GBRT模型估测研究区龙竹的总AGB为1 005 714.91 t，平均AGB为69.13 t·hm-2。【结论】基于龙竹林地内ICESat-2/ATLAS光斑的克里金插值结果，采用GBRT算法构建龙竹地上生物量模型可以有效预测研究区内龙竹的地上生物量，该法可为星载激光雷达估测丛生竹地上生物量提供一定的参考。
关键词： ICESat-2/ATLAS 地上生物量 竹林 机器学习 空间插值
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东北三省主要粮食作物生产碳足迹动态变化及其影响因子研究
《土壤通报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：[目的]农业碳足迹的估算有助于实现对农业生产中"碳"的度量,是作物产量、土壤生产力和环境质量相对平衡的可持续农业的特征值.研究粮食作物生产过程碳足迹,对推动低碳农业、制定因地制宜和可持续发展战略有着十分重要的作用与意义.[方法]通过生命周期评价法,对 2011~2020年东北三省(黑龙江、吉林、辽宁)黑土区各市的主要粮食作物(水稻、玉米、大豆)的农田碳排放进行核算,并对各省影响农田碳足迹影响因素进行分析.[结果]结果表明,在 2011~2020年间,3种主要粮食作物单位产量碳足迹和单位面积碳足迹中,水稻碳足迹最高,平均值分别为 0.68 kg CO2-eq kg-1 和 4.6 t CO2-eq hm-2,大豆单位面积碳足迹最低,玉米的生产单位产量碳足迹最低.东北三省的碳足迹水平差异较明显,黑龙江省水稻和玉米的单位产量碳足迹最高,吉林省大豆的单位产量碳足迹表现最高;黑龙江省 3种主要作物的单位面积碳足迹均表现最低.在东北三省主要粮食作物生产碳排放的空间分布上,哈尔滨市及其周围各市是碳排放的主要地区.化肥投入及其引起的相关碳排放在粮食作物生产碳足迹构成中所占比例最大.[结论]提高化肥的利用效率、优化施用肥料种类与改革施肥方式,推广保护性耕作、水肥一体化滴灌和间歇性灌溉等农业措施,施用硝化抑制剂和生物碳等减排产品减少农田温室气体排放,协调好日益发展的农业机械化与随之带来燃油电力造成的碳排放增加之间的关系,将是降低东北黑土区碳排放、实现双碳目标的关键.
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鸡细胞外脂肪酸结合蛋白特异性结合肠杆菌素抑制弯曲菌生长
《微生物学通报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：【背景】弯曲菌(Campylobacter)是一种重要的食源性病原细菌，在鸡肠道内高水平定殖，鸡天然免疫在该菌定殖中的作用机制尚未解析。【目的】探究鸡天然免疫相关的细胞外脂肪酸结合蛋白(extracellular fatty acid-binding protein, Ex-FABP)通过特异性结合肠杆菌素抑制弯曲菌生长的活性，为宿主发挥天然免疫功能提供理论基础。【方法】通过敲除大肠杆菌(Escherichiacoli)BL21(DE3)的entB基因构建不分泌肠杆菌素的表达宿主菌，原核表达纯化鸡Ex-FABP蛋白和人源脂钙蛋白2(lipocalin-2, Lcn2),Western blotting鉴定表达蛋白与肠杆菌素特异性结合，分别在富铁和限铁培养条件下，验证Ex-FABP和Lcn2对大肠杆菌、沙门氏菌(Salmonella)及entB基因突变株的抑菌活性，继而通过外源添加肠杆菌素鉴定Ex-FABP和Lcn2对不同宿主源弯曲菌的抑菌活性。【结果】利用构建的宿主菌BL21(DE3)的entB基因突变株，成功表达和纯化Ex-FABP和Lcn2蛋白，体外结合试验证实表达蛋白可与肠杆菌素特异性结合。在限铁培养条件下，Ex-FABP和Lcn2对仅分泌肠杆菌素的大肠杆菌AN102具有显著抑制生长的作用，而对大肠杆菌ATCC25922、沙门氏菌CVCC1806、CVCC 1800及对应的entB缺失株均无抑制作用。最后证实Ex-FABP和Lcn2通过特异性结合肠杆菌素对5株不同宿主来源的弯曲菌均有显著抑制生长的作用。【结论】鸡Ex-FABP蛋白具有与Lcn2类似的功能，即在限铁环境下可特异性结合肠杆菌素，通过阻断细菌利用肠杆菌素摄取铁的途径来抑制其生长，发挥宿主天然免疫功能，为开发新型弯曲菌防控策略提供了理论依据。
关键词： 细胞外脂肪酸结合蛋白 脂钙蛋白2 肠杆菌素 entB基因 弯曲菌
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不同土壤及水分对稳定型尿素硝酸铵溶液调控氮素的影响及其肥效研究
《核农学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：为验证稳定型尿素硝酸铵溶液（YUAN，脲酶、硝化抑制剂用量均占UAN的0.06%）在夏玉米栽培中的应用效果，采用室内培养与田间试验，探究不同土壤[褐土（S1）和红壤（S2）]、不同土壤田间持水量[40%（W1）、60%（W2）和80%（W3）]以及夏玉米种植条件下[不施氮（CK）、追施普通尿素（CN）、优化CN（CNU）、追施普通尿素硝酸铵溶液（UAN）、追施稳定型尿素硝酸铵溶液（UANa和UANb）]，稳定型尿素硝酸铵溶液（YUAN）对其所含氮素的调控效果及肥效。结果表明，YUAN处理下，土壤铵态氮含量平均上升和下降速率均慢于UAN处理，铵态氮含量在下降期内显著高于UAN处理。铵态氮含量在S1中的平均上升速率(41.63 mg·kg-1·d-1)和下降速率(25.50 mg·kg-1·d-1)均大于在S2中的平均上升速率(35.79 mg·kg-1·d-1)和下降速率(16.74 mg·kg-1·d-1),0～56 d内二者铵态氮含量整体达到显著差异，说明YUAN的氮素在S2中转化的慢，其对氮素的调控效果更佳。在W1、W2和W3土壤田间持水量条件下，0～91 d内YUAN处理铵态氮含量整体显著高于UAN处理，土壤硝态氮含量峰值出现的时间分别为7、91和21d(分别为933.70、1128.80和1507.10 mg·kg-1)，说明W2田间持水量条件下YUAN调控氮素的效果较优。与CN相比，UANa处理玉米产量提升690 kg·hm-2，增产率为8.73%，氨挥发减少67.10%。与UAN相比，UANa处理玉米产量提升779 kg·hm-2，增产率为9.97%，氨挥发减少60.64%。在0～20 cm土层内，硝态氮含量以CN和UANa处理较高，二者之间差异不显著，但显著高于其他处理，其他处理之间差异不显著；在180～200 cm土层内，施肥处理中以UANa处理硝态氮含量最低，分别较CN、CNU、UAN和UANb处理降低46.60%、26.08%、40.59%和27.07%，其中UANa处理显著低于CN和UAN处理。本研究结果为稳定型尿素硝酸铵溶液氮肥的推广应用奠定了理论基础与技术支撑。
关键词： 尿素硝酸铵溶液 土壤酸碱 土壤水分 抑制剂 夏玉米
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蛋白质水解物的苦味形成机制及其酶解脱苦和风味改善的研究进展
《食品工业科技 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：蛋白质水解后会产生多种生物活性肽，含有生物活性肽的功能食品能够改善人体的健康。但因蛋白质在水解过程中会产生苦味物质苦味肽，具有不良口感，限制了蛋白质水解产物在功能性食品中的应用。在不影响蛋白质水解产物生物活性的前提下，氨肽酶和羧肽酶等蛋白酶的进一步水解能够有效降低其苦味，在低苦味多肽功能食品的开发方面具有广泛的应用前景。本文综合分析了影响蛋白质水解产物苦味的因素，包括苦味肽组成、蛋白质水解度、蛋白酶种类以及多肽构效关系。此外，本文还探讨了高效液相色谱-质谱联用技术、生物信息学模型和电子舌在苦味肽鉴定中的应用。文章强调了内肽酶-外肽酶分步酶解在降低蛋白质水解产物苦味和优化食品风味方面的协同效果。本文旨在为改善蛋白质水解产物的感官品质、提高其在功能食品领域中的应用提供参考。
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规模化畜禽养殖粪便中接合型耐药质粒污染及耐药基因赋存特征
《环境科学 》 2025 EI 北大核心 CSCD
摘要：近年来，细菌病原体中抗生素耐药性的出现和传播对公众健康构成严重的威胁.为了解规模化养殖畜禽粪便中质粒介导的可移动抗生素耐药基因（ARGs）的赋存情况和转移特征，对北京、河北和宁夏等地区的蛋鸡、肉鸡和生猪规模化养殖场粪便进行耐药接合型质粒（CARP）的捕获与分析.采用滤膜接合法对养殖场畜禽粪便中的CARP进行捕获并计算转移频率和流行率.通过接合子基因组二代测序获得质粒携带ARGs信息，比对PlasimidFinder数据库鉴定耐药质粒的复制子类型.利用药敏纸片扩散法（Kirby-Bauer法）对接合子进行耐药表型测定.结果表明，35个规模化养殖场捕获了125个CARP，共携带13类65种ARGs，最常见的ARGs为floR、aac(6')-lb7和TEM-150.不同养殖动物粪便中CARP流行情况有一定差异，其中蛋鸡粪中CARP具有更高的转移能力和流行率，但其多重耐药程度要弱于肉鸡和猪粪.共检出49种共有的ARGs，其中64%属于氨基糖苷类、 β-内酰胺类、氟喹诺酮类和甲氧苄啶类. 64株典型接合子的耐药表型也有类似特点，主要对β-内酰胺类（95.31%）、四环素类（89.06%）、氨基糖苷类（87.5%）和氟喹诺酮类（68.75%）抗生素耐药率较高.猪粪中检出IncH型、IncN型和IncR型这3种广宿主范围质粒，猪场中12.5%接合子携带5个及以上高风险ARGs，比例高于其他养殖场.研究表明，畜禽粪便中CARP普遍携带多种类型的ARGs，使宿主菌具有多种抗生素耐药能力；高风险ARGs被广宿主范围接合型质粒所携带，增加了其由养殖场向周边环境传播的风险.
关键词： 畜禽养殖 接合型质粒 抗生素耐药基因(ARGs) 表型 复制子
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基于Micro-CT分析大豆种子结构表型及构建种子重量预测模型
《大豆科学 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：大豆是重要的粮油兼用作物，是植物蛋白质的重要来源，为明确大豆种子结构特征并构建种子重量预测模型，以42个不同大豆品种为材料，利用Micro-CT技术扫描测试样本，通过CT图像的处理解析，获取大豆种子的长度、宽度、厚度、体积、表面积、种胚体积、表面积及空腔体积特征，人工称重测定单粒重量指标。系统分析种子形态特征及其与重量的相关关系，并对不同品种进行聚类分析，通过对多项形态表型和重量指标进行主成分分析，确定主要贡献指标，基于机器学习算法构建重量预测模型。结果表明：种子形态特征与种子重量显著相关，但种子形状特征对重量无显著影响；42个大豆品种可以分为4类，其中第一类品种蒙豆375和蒙豆60的种子大小和重量指标均显著高于其他3类品种。利用随机森林模型和偏最小二乘回归方法构建的重量预测模型效果优于单一指标的简单线性回归效果。其中，随机森林回归模型训练集和测试集的R2分别为0.80和0.66,RMSE分别为0.017和0.021 g,偏最小二乘回归模型训练集和测试集的R2分别为0.75和0.72,RMSE分别为0.019和0.020 g。研究结果为大豆种子外部形态和内部结构的研究提供了新的技术和方法，为大豆品种分类、产量和品质性状的评价提供理论和技术参考。
关键词： Micro-CT 大豆 结构表型 重量预测 模型构建 机器学习
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LlMYC2在卷丹微鳞茎发育过程中的表达分析
《浙江大学学报(农业与生命科学版) 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：MYC2(myelocytomatosis protein 2)转录因子是碱性螺旋-环-螺旋（basic helix-loop-helix, bHLH）转录因子家族成员，是茉莉酸信号通路的关键调节因子，参与调控植物生长发育和防御过程。本研究通过克隆卷丹（Lilium lancifolium）LlMYC2基因，对其基因功能和表达进行分析，以初步探究LlMYC2基因调节卷丹微鳞茎（小鳞茎和珠芽）膨大的作用机制。结果表明：LlMYC2基因编码区全长2 148 bp，编码715个氨基酸，蛋白质分子量为77.745 kDa，含1个典型的MYC结构域，无跨膜结构域。系统进化树分析发现，LlMYC2蛋白与岷江百合（Lilium regale）和杂交百合（Lilium hybrids divisionⅦ）的MYC2蛋白亲缘关系最近。亚细胞定位结果显示，LlMYC2定位于细胞核中。实时荧光定量聚合酶链反应结果表明，LlMYC2在卷丹不同组织中均有表达，其中在叶片中表达量最高，在子房、成熟珠芽和成熟小鳞茎中的表达量次之；LlMYC2表达量在微鳞茎生长发育过程中有2次明显上调。基因功能验证结果表明，沉默卷丹微鳞茎中LlMYC2后，其珠芽和小鳞茎的膨大均受到抑制。茉莉酸甲酯及其生物合成抑制剂水杨酸羟肟酸处理成熟珠芽时，会影响LlMYC2的表达。综上所述，LlMYC2参与卷丹微鳞茎的发育，同时促进卷丹微鳞茎的膨大。
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