科研产出
新型紫色大白菜15NG28后代的鉴别及其转录组分析
《华北农学报 》 2017 北大核心 CSCD
摘要：为拓宽新的紫色材料资源,选育出属于中国的紫色大白菜品种,以新型紫色材料15NG28及其杂交F1、回交一代BC1F1、自交后代等为材料,研究其植物学性状、叶片的花青苷分布、基因组倍性和染色体数、基于转录组测序的差异表达基因等。结果表明,紫色材料15NG28与大白菜可以进行常规杂交,并获得F1种子,F1植株叶片颜色表现为紫色和绿色2类。在幼苗期和成株期,15NG28与紫色F1植株子叶和真叶的正反面、叶脉均表现为紫色,紫色F1叶柄正反面也表现为深紫色,但15NG28叶柄的正面为紫色,反面为绿色。同时,F1植株的基因组倍性和染色体数也不同,倍性表现为3n、4n和6n等,染色体数为24,28,36条等。其中16M-170-21叶片性状偏向于芥菜型,自交结实性好,自交后代植株表现出差异明显的性状,而16M-170-22叶片性状偏向于白菜型,在其BC1F1中31株全部表现为白菜性状,紫色与绿色植株的分离比例为14∶17,且14株紫色植株的自交结实性状好。紫色与绿色植株转录组测序结果表明,紫色植株的类黄酮、黄酮、黄酮醇和花青素合成途径的12个基因表达量均明显上调,其中2个结构基因无色花青素双加氧酶Bra013652(LDOX)和二氢黄酮醇还原酶Bra027457(DFR)表达量在紫色植株中最高,该结论不同于在紫色白菜中已报道的R2R3-MYB转录因子c3563g1i2。因此,初步认为15NG28及其后代可能为新的紫色大白菜资源,15NG28可能来源于芥菜。
关键词： 大白菜 紫色资源15NG28 转录组测序 结构基因 育种
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不同生物过滤系统铵态氮转化速率及生物膜特性分析
《环境科学 》 2017 北大核心 CSCD
摘要：实验模拟循环水养殖系统,运行了移动床生物膜反应器(moving bed biofilm reactor,MBBR)和挂帘式生物滴滤池两类生物过滤系统的6种不同填料反应器,对比分析了各反应器的填料挂膜效果、铵态氮转化速率和生物膜微生物群落结构等特征.结果表明,与MBBR相比,挂帘式生物滴滤池挂膜速度快且生物量较多,其中碳纤维挂帘式生物滴滤池的脱膜后生物膜重最大,为45.97 g·m-2,8 h NH+4-N去除率(86.76%)高于其他反应器(61.96%~78.76%),并且NO-2-N累积少,16 h时NO-2-N浓度在0.5 mg·L~(-1)以下.通过Illumina高通量测序技术对生物过滤系统中生物膜微生物群落结构进行解析,结果表明,不同类型反应器的生物膜内的细菌、真核微生物群落构成有明显区别,无论是细菌还是真核微生物,挂帘式生物滴滤池的物种丰度和多样性均高于MBBR,但MBBR的细菌群落物种集中度更高.硝化螺菌属(Nitrospira)及放线菌中的Nakamurella属在两类反应器的生物膜中均占优势,腐螺旋菌科(Saprospiraceae)在挂帘式生物滴滤池更多,而丛毛单胞菌科(Comamonadaceae)更倾向于在MBBR中富集.在真核微生物属水平相对丰度上,挂帘式生物滴滤池中小杆目中的Rhabditida norank占明显优势,而MBBR中绿藻纲中的Chlorophyceae norank占明显优势.以上研究结果为挂帘式生物滴滤池在循环水养殖水质净化中的应用奠定了实验基础.
关键词： 循环水养殖 移动床生物膜反应器 挂帘式生物滴滤池 铵态氮转化速率 高通量测序
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基于太赫兹光谱技术的D-无水葡萄糖定性定量分析研究
《光谱学与光谱分析 》 2017 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：葡萄糖是生命活动中重要的有机分子,研究葡萄糖在太赫兹波段的吸收特性并开展定性定量分析研究具有重要意义。太赫兹光谱对大分子物质具有特异性,当光谱穿透生物大分子时,由于分子间作用力和分子转动振动等因素影响,会产生太赫兹光谱下的特征指纹峰,不同大分子物质的指纹峰具有特异性,利用这一特征可以对不同大分子物质进行鉴别。本研究选取D-无水葡萄糖为研究对象,首先运用太赫兹时域光谱技术测量得到葡萄糖样品的时域光谱,测得的时域光谱经过傅里叶变换得到频域光谱,再采用Dorney和Duvillaret方法计算得到吸收系数,研究样品的吸收特性,然后开展了数学建模研究并建立了D-无水葡萄糖含量与太赫兹光谱的定量预测数学模型。研究结果表明,D-无水葡萄糖在太赫兹波段呈现明显的吸收特性,比较多元线性回归与偏最小二乘方法建立的回归模型,通过多元线性回归对样品的特征指纹峰建立的回归模型,得到的预测模型精度较高,稳定性较好,模型的校正集相关系数达0.977 2,均方根误差为0.061 6,预测集相关系数为0.992 7,预测均方根误差为0.055 2,从而太赫兹时域光谱技术可用于有效开展D-无水葡萄糖定性定量研究,该研究为运用太赫兹光谱技术手段开展果蔬、食品、药品中葡萄糖含量快速检测提供方法参考。
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小麦播种实时监控系统设计与试验（英文）
《农业工程学报 》 2017 EI 北大核心 CSCD
摘要：为实现小麦播种作业性能实时监控,设计了一种基于CAN总线的小麦精密播种机播种实时监控系统,阐述了系统总体结构,设计了系统硬件和软件,并进行了田间试验。该系统包括传感器信号采集单元、播种监测模块、CAN模块和播种监测终端,能够实时监测种管状态、机具前进速度和排种轴转速。采用光电传感器和霍尔传感器分别检测排种管落种状态和地轮转速并输出电压或脉冲信号,播种监测模块根据传感器输出的信号,判断排种管播种状态(正常、堵塞和空管),计算出地轮转速和排种轴转速,并计算出机具前进速度,以上信息通过CAN总线传输给播种监测终端并实时显示。试验结果表明,该系统故障状态监测准确率为>98%,堵塞响应时间<0.2 s,空管报警响应时间<0.5 s。系统工作稳定可靠,抗尘、抗震能力强,能够有效监测小麦播种作业性能。该研究成果能满足小麦播种性能实时监测要求,有助于提高小麦播种作业质量。
关键词： 传感器 设计 农作物 小麦播种 实时监测系统 光电传感器 种管状态 前进速度
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观赏羽衣甘蓝SSR标记分型与亲缘关系研究
《植物遗传资源学报 》 2017 北大核心 CSCD
摘要：观赏羽衣甘蓝凭借优良的观赏特性和抗逆性已经成为重要的冷季观赏植物。国内观赏羽衣甘蓝育种起步较晚,并且缺乏对种质资源遗传背景的系统研究。本研究应用SSR标记对不同类型的观赏羽衣甘蓝材料进行标记分型和亲缘关系分析。从99对均匀分布于甘蓝基因组的SSR引物中筛选出46对多态性好的引物,对27份不同类型的观赏羽衣甘蓝材料进行标记分型,共扩增出210个多态性位点,平均PIC值为0.58。进一步利用标记分型结果进行STRUCTURE群体结构、UPGMA聚类和聚类热图分析,结果显示3种分析结果基本一致,可以将27份材料分为圆叶、羽叶和皱叶3种类型,其中圆叶和羽叶类型的亲缘关系更近,与皱叶类型的亲缘关系较远;STRUCTURE分析还可以将双亲为不同类型的杂交种材料进行区分;聚类热图分析可以将标记分型结果形象的展示出来。本研究为进一步建立观赏羽衣甘蓝分子指纹图谱,明确种质资源的遗传背景,建立观赏羽衣甘蓝分子标记辅助选择育种体系,培育具有自主知识产权的新品种奠定基础。
关键词： 观赏羽衣甘蓝 SSR标记分型 群体结构 聚类分析 亲缘关系
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CENH3介导的单倍体诱导技术研究进展
《分子植物育种 》 2017 北大核心 CSCD
摘要：传统育种方法选育纯合自交系需要7~9个世代,含单个亲本染色体的单倍体经过染色体加倍一个世代就可以获得双单倍体(doubled haploid,DH),加快育种进程。许多单倍体获得和加倍的方法受物种或基因型限制,不能广泛应用。在拟南芥中通过遗传工程操控着丝粒特异组蛋白CENH3(centromere-specific histone 3 variant)可产生单倍体。CENH3是细胞分裂时染色体分离所必需的,其决定着丝点的定位。序列替换或点突变的CENH3以及异源CENH3可补偿cenh3的突变,形成单倍体诱导系,同野生型植株杂交诱导单倍体的产生。本研究论述了CENH3介导的单倍体诱导技术的研究进展。CENH3在植物中广泛存在,CENH3介导染色体消失诱导单倍体技术具有广阔的应用前景。
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畜禽粪便资源现状及替代化肥潜力研究:以安徽省固镇县为例
《生态与农村环境学报 》 2017 北大核心 CSCD
摘要：基于养殖业和种植业发展现状,综合考虑农作物种植面积、种植结构以及畜禽粪便处理技术等因素,估算固镇县分乡镇的固液粪便养分资源现状及其替代化肥的潜力。结果表明:(1)固镇县畜禽粪便中氮和磷养分量分别为11 456.93和2 954.09 t;在不施用化肥和不进行秸秆还田的情景下,各乡镇畜禽粪便的氮、磷供给量均未超过作物氮、磷养分需求量。(2)情景模拟表明,情景C(固体粪便收集后尽快经堆肥加工为有机肥,液体粪便收集生成沼气后其废物本地还田利用)为最佳模式,氮和磷的有效供给量分别为8 948.78和2 642.37 t,分别占作物氮、磷需求量的34%和54%,表明固镇县有足够的农用地消纳畜禽粪便,亟需改进畜禽粪便处理工艺,提高粪肥替代化肥潜力。(3)在情景C下,畜禽粪便中氮、磷养分替代化肥潜力为4 715.04和1 247.07 t,仲兴乡、任桥镇、刘集镇和杨庙乡替代化肥潜力最大。研究结果可为固镇畜禽养殖业发展规模的确定和畜禽粪便资源化利用提供决策支持。
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京津冀地区县域农业发展与农民收入的时空耦合特征
《经济地理 》 2017 北大核心 CSCD
摘要：通过构建时空耦合测度模型并结合空间自相关方法,系统分析2000—2014年京津冀地区县域农业发展和农民收入的时空耦合协调特征,以期为区域农业和农村经济协调发展提供数据支撑。结果表明:①研究期间,中度耦合水平的县域占全区县域总数的98.2%以上,总体处于中度耦合水平,距离良性共振耦合尚有差距。②2000—2014年,受区域农业禀赋、经济发展基础、政策倾斜等要素的影响,县域耦合协调性不高,多数处于拮抗阶段和磨合协调阶段,时序演变具有阶段性。③县域农业发展和农民收入以滞后和同步发展类型为主;农业超前发展、农业发展和农民收入基本同步的县域数目增多,农业发展滞后的县域数目减少。其中,拮抗滞后(Ⅰ)、拮抗同步(Ⅱ)、拮抗超前(Ⅲ)、磨合滞后(Ⅳ)、磨合同步(Ⅴ)、磨合超前(Ⅵ)是主要的耦合协调发展类型。42000—2014年,县域耦合协调性的空间集聚性显著,且呈现阶段性变化。建议未来因地制宜地采取调控手段和政策,促进区域农业产业和农民收入协调发展。
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基于光谱特征分异的玉米种植面积提取
《江苏农业学报 》 2017 北大核心 CSCD
摘要：玉米种植面积的准确获取是进行玉米长势监测和产量估测的前提与基础。在对Landsat-8/OLI影像进行辐射定标、大气校正、几何精校正和裁剪等预处理的基础上,基于典型地物光谱空间差异与物候特征的异同,选取具有代表性的4种植被指数[归一化差值植被指数(NDVI)、差值植被指数(DVI)、比值植被指数(RVI)、绿度植被指数(GVI)]和近红外波段反射率,通过构建植被光谱特征指标阈值对不同地物进行识别和分类,最后获取玉米种植面积。结果表明,利用近红外波段反射率可以将农作物与其他地物区分开来,即当其反射率值大于0.37时,地物为农作物。对不同种类农作物识别时,选择NDVI>0.86、DVI>0.53、RVI>13.00、GVI>3 713.60作为分类阈值,可以将玉米与水稻和大豆区分,准确提取到玉米的种植面积。利用样本数据和当地农业部门提供的数据进行面积提取精度验证,总体精度为92.75%,说明基于多光谱特征指标建立分类阈值的方法可以准确提取玉米种植面积,该方法可以为江淮玉米种植区县域玉米种植面积的提取提供参考。
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