科研产出
苹果树冠层仿形对靶施药控制系统设计与试验
《农业机械学报 》 2025 EI 北大核心 CSCD
摘要：针对传统果树喷雾作业药液利用率低、喷施均匀性差的问题，以新疆常规种植果园苹果树为作业对象，设计了一种苹果树冠层摇臂式仿形对靶施药控制系统。通过多路超声波传感器阵列获取苹果树冠层外形信息，采用自适应卡尔曼滤波算法减小测量误差，准确反映树冠边界信息，采用位置式PID闭环控制算法动态调控仿形臂精准包络果树冠层，实现了准确仿形。在新疆维吾尔自治区玛纳斯县常规种植苹果园进行了仿形臂最大定位偏差测定试验，结果表明：超声波传感器各点位距离果树冠层0.6、0.8、1.0 m处的仿形臂最大定位偏差分别为32、41、48 mm,最大定位偏差率不超过5.33%。以平均雾滴密度、平均雾滴沉积量、药液附着率和施药变异系数作为量化指标，进行了苹果树冠层仿形对靶施药控制系统作业效果验证试验。结果表明：仿形对靶施药平均雾滴密度为72.4个/cm2,平均雾滴沉积量为2.03μL/cm2,药液附着率为49.8%,施药变异系数为26.4%。相同作业条件下与定距对靶施药相比，仿形对靶施药的平均雾滴密度、平均雾滴沉积量、药液附着率分别提升64.2%、40%、29.7%,施药变异系数下降42.5%,提升了药液利用率与施药均匀性。
关键词： 苹果树冠层 自动仿形 精准施药 自适应卡尔曼滤波算法 位置式PID算法
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牛源溶血性曼氏杆菌YtfJ蛋白的表达及其对小鼠免疫原性的研究
《中国预防兽医学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：为分析牛源溶血性曼氏杆菌（Mh）YtfJ蛋白的免疫原性，本研究对YtfJ蛋白部分生物信息学特征分析后，利用原核系统表达并纯化重组YtfJ蛋白（rYtfJ），经SDS-PAGE、western blot检测rYtfJ的表达和纯化效果及其反应原性。结果显示YtfJ蛋白具有良好稳定的理化性质，并含有B细胞抗原表位与T细胞抗原表位，具有外膜蛋白结构特征。SDS-PAGE结果显示，在32.25 ku处出现目的蛋白，且纯化效果较好。Western blot结果显示rYtfJ能与牛源Mh阳性血清反应。将rYtfJ与白油佐剂乳化后以10μg/只、20μg/只和30μg/只经背部皮下注射免疫6周龄BALB/c小鼠，经眼眶采血后分离血清，通过间接ELISA检测不同时期各组小鼠血清中IgG、IgG1、IgG2a抗体水平并计算IgG2a/IgG21比值，以及细胞因子分泌水平。结果显示，3种剂量蛋白免疫小鼠后，小鼠血清中IgG抗体水平逐渐升高，抗体水平于免疫后28 d和35 d达到监测期间内的最高值，整个免疫周期内IgG2a/IgG1均大于1，对照组与白油佐剂组小鼠无抗体产生；免疫后35 d 30μg组小鼠血清中IFN-γ含量极显著高于20μg组和10μg组（P<0.001）,30μg组和20μg组小鼠血清中IL-6的含量极显著高于10μg组（P<0.001）,21 d时30μg组小鼠血清中TNF-α和IL-10的含量极显著高于20μg组和10μg组（P<0.001）。首免后38 d对小鼠腹腔注射200μL（含3×10～8cfu/只）的Mh，观察15 d内各组小鼠的临床症状及死亡率，并剖杀所有存活小鼠，将肺组织研磨后稀释涂布于牛Mh固体培养基，通过菌落计数法测定小鼠肺脏载菌量。结果显示，攻毒后5 d内对照组和白油佐剂组小鼠全部死亡，眼角出现大量脓性分泌物且被毛凌乱，部分小鼠鼻部出血，30μg组、20μg组和10μg组小鼠的存活率分别为90%(9/10)、80%(8/10)和60%(6/10)，死亡小鼠被毛凌乱；各免疫组小鼠肺部载菌量与PBS对照组相比均降低，其中30μg组（P<0.001）和20μg组小鼠肺脏的载菌量（P<0.01）均极显著低于对照组与白油佐剂组。上述结果首次证实YtfJ蛋白能够与牛Mh阳性血清结合，且可以诱导小鼠产生体液免疫与细胞免疫反应，可有效抵抗Mh的感染。本研究为研发牛源Mh亚单位疫苗奠定基础。
关键词： 溶血性曼氏杆菌 YtfJ基因 生物信息学 原核表达 抗原性
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新疆南疆海岛棉与陆地棉棉铃发育比较
《新疆农业科学 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：【目的】比较研究新疆南疆海岛棉与陆地棉生长发育中棉铃各组分的动态变化，分析海岛棉和陆地棉棉铃的动态发育规律，为棉花高产优质栽培管理及优质育种提供科学的理论依据。【方法】以新海25号和新陆中37号的棉铃为研究对象，对棉铃发育的外部性状、铃部各组分干重进行logistic拟合比较。【结果】外部性状：海岛棉铃长、铃径和体积达到最大值天数分别较陆地棉晚9、9和15 d,并分别减少15.539 mm、7.167 mm和3.4 cm3;海岛棉的长径较陆地棉高0.725。海岛棉铃室为3～4室，棉籽数为20粒；陆地棉为4～5室，棉籽数为36粒。铃部性状：海岛棉棉铃铃壳、棉籽和纤维各干重达到最大值，较陆地棉分别晚12、9和3 d,且分别轻0.419、0.654和1.204 g;铃壳∶棉籽∶纤维比海岛棉为29∶46∶25,陆地棉为24∶43∶33。海岛棉和陆地棉棉铃各组分干物质用Logistic方程拟合结果，均呈“S”型曲线，海岛棉和陆地棉的棉铃鲜铃重、铃壳干重、体积随铃龄变化趋势相似；海岛棉铃长、铃径和棉籽干重进入和结束旺盛生长的时间较陆地棉晚1～4 d。【结论】陆地棉单铃重、铃室和棉籽数等均高于海岛棉，铃期低于海岛棉，铃壳、棉籽所占比重低于海岛棉，表现为衣分高、单铃重的特性。
关键词： 海岛棉 陆地棉 棉铃发育 logistic方程
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库尔勒香梨漫滴结合模式的灌溉制度分析
《新疆农业科学 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：[目的]研究不同灌溉方式对塔里木盆地西北缘草甸土库尔勒香梨园对土壤含水量、产量和品质的影响,建立库尔勒香梨园漫灌结合滴灌模式下的灌溉制度.[方法]根据研究区的土壤水分物理性质,设计4 种滴灌方式,通过Diviner 2000 调查土壤含水量,比较产量和品质.[结果]慢速充分滴灌下的土壤含水量可达田间持水量的92%,快速滴灌显著降低了湿润效果.在萌芽期和幼果期,土壤含水量占田间持水量的30%~55%,在膨果期和成熟期,土壤含水量占田间持水量的65%~85%.萌芽期的土壤储水量为80 mm,约为幼果期的1/2,膨果期和成熟期的1/3.萌芽期和花期的耗水量较小,均低于50 mm,幼果期的耗水量显著增大,大于150 mm,膨果期达到顶峰,超过200 mm.慢速充分滴灌下的单果重显著提升,产量提升 34%.[结论]漫滴结合模式适宜的滴灌定额为50 m3,漫灌1 次,滴灌4 次,灌溉定额为 5 250 m3/hm2,节水 42%,单产 1 235 kg/667m2.根据土壤储水量和耗水量变化规律,优化后的灌溉制度为漫灌1 次,滴灌 7 次,灌溉定额为 7 500 m3/hm2,节水17%.
关键词： 土壤水分物理性质 滴灌 Diviner 2000 土壤含水量 灌溉制度
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果园行株间避障割草机的设计与试验
《甘肃农业大学学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：[目的]为解决果园割草过程中果树株间杂草难以机械割除需要人工辅助二次割草的问题,设计了1种果园行株间避障割草机,主要由机架、变速箱、液压油箱、行间割草装置、株间割草装置、避障系统、清扫装置等组成.可以同时完成果园行间和株间杂草的割除、集条连续作业,装备的清扫装置可以将割除后的杂草清扫至果树根部,从而促进果树对营养的吸收.[方法]使用Ansys Workbench软件进行仿真分析,对关键部件进行了模态分析,确保结构合理,选用的材料满足使用要求.同时,利用FluidSIM软件对果园行株间避障割草机的液压系统进行仿真,以验证其在株间避障割草方面的可行性.[结果]进行田间试验,在前进速度为3 km/h时,测试得到该装备的作业幅宽为2 100 mm,割茬高度为110 mm,避障通过率100%,株间割刀的漏割率为7.04%.[结论]试验结果表明装备符合《果园碎草机通用技术要求》,为新疆主干型果园的机械化割草提供了重要的参考依据,有助于提高果园机械化割草的效率,降低果农的劳动强度并促进果品的提质增效.
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小麦AL型细胞质雄性不育系与同型保持系穗花发育时期代谢物变化比较研究
《作物学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：研究小麦 AL 型细胞质雄性不育系与同型保持系穗花发育不同时期代谢组物质变化的关系,为外源激素诱导细胞质雄性不育育性转换提供应用理论依据.本研究选用不育系AL-22A和同型保持系AL-22B为试验材料,用国际法测定不育系套袋自交结实率.在穗发育二棱期、小花原基分化期、雌雄蕊原基分化期、药隔期、四分体期、单核中位期、单核靠边期、二核期、三核期等 9 个时期取穗样检测.采用液相色谱-质谱联用仪测定 5 种植物内源激素含量、过氧化物酶(POD)活性、活性氧(ROS)含量、ATP含量及非靶向代谢组学分析代谢物变化.不育系套袋自交结实率为 0,达到全不育水平;在穗分化多个发育时期不育系与保持系比较,ABA含量高于保持系,IAA、ZR、GA3 含量低于保持系,MeJA 含量在穗分化二棱期至四分体期低于保持系,单核期以后高于保持系;在激素平衡关系中,IAA/ABA 比值在不育系穗发育各期表现低于保持系,不育系激素比值异常增高或降低均可能引发细胞质雄性不育,其中ABA和MeJA含量增高对激素比值变化的影响最大;生理代谢物ATP和ROS在不育系和保持系穗发育各期表现差异不显著,在穗分化二棱期至四分体期保持系POD活性均显著高于不育系,二核期和三核期不育系POD活性高于保持系;非靶向代谢组研究发现,雌雄蕊原基分化期和单核中位期不育系代谢物下调数目多于保持系,其他时期不育系上调代谢物数目多于下调数目,并且达到差异显著.对不育系和保持系穗发育各时期非靶向代谢物表达数目进行聚类分析,可将其分为早期(I~III)、中期(IV~VI)、晚期(VII~IX)3 大类群,穗发育不同时期代谢物数目的差异导致了小麦的育性变化;代谢通路富集分析发现,代谢物差异主要集中在小花分化期、药隔期、四分体期、单核靠边期、三核期,代谢物主要以羧酸代谢、次级代谢为主.对小麦育性发育影响较大的时期为早中期(II~IV)和中后期(VI~VIII),不同内源激素之间的平衡关系和代谢差异物数量异常可能是导致小麦细胞质雄性不育的主要原因.本研究为进一步揭示小麦细胞质雄性不育穗花发育的生理代谢机制以及探索 AL 型细胞质雄性不育系从不育转变为生理性可育提供了理论和应用依据.
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基于40K SNP芯片的陆地棉产量构成因素全基因组关联分析及单铃重位点挖掘
《作物学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：棉花经济产量主要受单株铃数、单铃重和衣分等产量构成因素的影响,解析棉花产量构成因素的遗传机制对指导分子育种具有重要意义.本研究以 612 份陆地棉品种(系)构成的自然群体为研究材料,利用基于液相探针杂交的 40K SNP芯片进行基因型分型,并在 5 个自然环境下调查单株铃数、单铃重、衣分及籽棉产量等性状.通过全基因组关联分析共检测到 6 个显著关联位点,包括与单株铃数相关的 2 个位点(A03、A05 染色体)、与单铃重相关的 1个位点(A07 染色体)、与衣分相关的 1 个位点(D01 染色体)和与籽棉产量相关的 2 个位点(A05、D07 染色体).其中,位于A07染色体 89.01~90.45 Mb区间的QTL在 5个环境中与单铃重显著关联(P=5.3646×10-8),表现出较高的稳定性.通过单倍型分析发现该区间存在 2 个主要单倍型,携带有利单倍型的材料平均单铃重显著增加 0.64 g.结合深度重测序数据和转录组数据分析,在该区间鉴定到 7 个候选基因,并确定了可用于分子标记开发的关键 SNP位点.本研究不仅丰富了陆地棉产量性状的遗传解析结果,而且为高产育种提供了重要的分子信息.
关键词： 陆地棉 产量构成要素 全基因组关联分析 单铃重 高产育种
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木碱蓬磷酸乙醇胺甲基转移酶基因SdNMT的原核表达及分离纯化
《西北农业学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：磷酸乙醇胺甲基转移酶是一种S-腺苷甲硫氨酸依赖性甲基转移酶，是催化磷酸乙醇胺三步甲基化合成磷酸胆碱的关键酶，而磷酸胆碱是植物中磷脂酰胆碱和甘氨酸甜菜碱生物合成的重要前体。木碱蓬转录组测序分析结果显示，磷酸乙醇胺甲基转移酶基因在盐胁迫下显著上调表达。本研究以800 mmol/L NaCl处理1 d的cDNA为模板扩增获得木碱蓬磷酸乙醇胺甲基转移酶基因SdNMT的编码区序列，构建原核表达载体pET28a-SdNMT并导入大肠杆菌菌株BL21。对重组蛋白进行IPTG诱导表达、表达条件筛选优化及可溶性分析，采用镍亲和层析柱纯化目标蛋白。结果显示，成功克隆的SdNMT基因编码区序列长1 485 bp,编码494个氨基酸，预测蛋白分子质量为56.56 ku,理论等电点为5.52。重组蛋白在大肠杆菌中得到可溶性表达。1.0 mmol/L IPTG,15℃培养振荡16 h是目的蛋白诱导表达的最佳条件。通过Ni NTA beads 6FF纯化获得在毫克级范围内获得纯度达85%的SdNMT蛋白。研究结果为蛋白酶活性检测提供足够的材料，为深入分析SdNMT在植物生长、发育及环境胁迫响应中的功能奠定基础。
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表层土壤翻埋深度及分布与预测分析
《新疆农业科学 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：【目的】研究影响犁体曲面表层土翻埋深度的主要因素，建立表层土翻埋预测模型，为提高耕作质量以及为犁体曲面设计提供理论依据。【方法】采用正交试验设计方法，基于离散元仿真分析犁体推土角、迹线侧移量、翻土角及翻土曲线等结构参数对耕翻后表层土壤分布的影响。利用非线性回归分析方法，建立耕翻后表层土壤分布预测模型并验证。【结果】翻土曲线顶部切线倾角在犁胸处变化的斜率对耕翻后表层土壤分布的影响均显著(P<0.05),迹线侧移量对地表上及地表下100～200 mm土层内表层土含量的影响显著(P<0.05),翻土曲线顶部切线倾角在犁胸变化的斜率对地表下土层内表层土含量的影响大于迹线侧移量。【结论】随着翻土曲线顶部切线倾角在犁胸处变化的斜率的增加，地表以上土层内表层土含量逐渐增大；随着迹线侧移量的增加，地表以上土层内表层土含量呈先减小后增大的趋势。耕翻后表层土分布预测模型可预测犁体曲面不同结构参数下耕翻后各土层内表层土含量，预测值与模拟值平均误差小于6%。
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陆地棉杜松烯合酶基因GhCDN10的特征及其在棉酚合成中功能分析
《作物学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：棉酚是储存在棉花色素腺体的萜烯类化合物,其合成与杜松烯合酶(cadinene synthase,CDNs)密切相关.棉籽含有大量棉酚,由于棉酚有毒,限制了人类对棉籽的充分利用,研究棉酚合成相关基因,为创制"棉花植株高棉酚种子低棉酚"材料提供基因资源,对多用途棉花新品种的培育具有十分重要的意义.本研究从陆地棉杜松烯合酶基因家族的转录组数据中筛选出 GhCDN10 基因,对其进行克隆与序列分析;基于自然群体的基因组重测序数据对该基因进行序列多样性、连锁不平衡(LD)和单核苷酸多态性(SNP)效应及单倍型分析,结合'棉酚有无'的表型进行关联分析;通过qRT-PCR和转录组RNA-Seq对其进行表达模式分析;通过病毒介导的基因沉默(VIGS)进行功能分析,并进行亚细胞定位.结果表明,GhCDN10由7个外显子组成,上下游的基因间区(IRs)共包含63种类型的顺式作用元件,共533 个.重测序数据显示,GhCDN10 的SNP频率为 7.22 SNPs kb-1,核苷酸多样性π值为 0.22595,LD衰减距离为100 kb左右,DNA区段有19个SNP位点,构成9个单倍型;关联分析显示,GhCDN10的19个SNP位点与'棉酚有无'无显著关联;聚类分析基本能有效地将无酚棉资源和有酚棉资源分开.GhCDN10 蛋白含有 PF01397 和 PF03936 两个保守结构域,及杜松烯合酶特有的 DDTYD、DDVAE 等序列模体;亚细胞定位显示该基因产物位于细胞膜和细胞核中;17 个物种的同源基因在基因结构、motif组成上存在细微的差异.RNA-Seq数据表明,GhCDN10 在有腺体棉中的表达量显著高于无腺体棉,在根中表达量较高,而在花和纤维中表达量很低或不表达.VIGS沉默后 GhCDN10 的表达量显著降低,仅为对照组的 21.3%;通过体视显微镜观察计数叶片中的腺体数量和利用高效液相色谱法(HPLC)测定叶片中棉酚的含量发现,沉默植株的腺体数量和棉酚含量显著低于对照组.本研究结果为进一步剖析棉酚合成途径提供了新见解,也为通过基因工程创制低棉酚材料提供了基因资源.
关键词： 陆地棉(Gossypium hirsutum) 杜松烯合酶 GhCDN10 棉酚 基因克隆 VIGS
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