科研产出
多源数据对林分动态预测的影响及不确定性分析
《林业科学 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：[目的]比较多源数据对林分动态预测的影响,分析模型参数与预测不确定性的变化规律,从准确性和可靠性角度对模型进行评估,获取改进模型的数据需求,为森林调查中的数据收集策略提供建议.[方法]收集秦岭油松林3期调查(1990、2005和2012年)和4种信息类型(临时样地、固定样地、解析木和多源数据)建模数据,设计一组数据信息要求较低的可变密度全林模型,基于贝叶斯信息动态融合框架,分析传统森林调查数据与生长收获模型的关系.利用MCMC抽样技术获得的参数联合后验分布对森林动态模拟的不确定性进行量化:一方面比较相同类型的多期森林调查数据不断对模型进行训练后,模型在参数与预测中的概率分布变化过程;另一方面比较分别采用4种数据类型对模型预测产生的影响.数据与模型更新循环过程以先验信息和后验信息不断相互转化的方法实现,即前一次拟合得到的参数联合后验分布作为下一期数据加入时的先验.不同数据类型整合根据数据自身抽样和观测误差所设计的独立似然结构实现.为避免粗糙数据或异常值对模型产生的影响,描述误差分布的似然函数采用重尾正态分布.观测误差的异方差特性通过迭代中自动调整似然函数的方差控制.[结果]随着新一期调查数据加入,模型参数的边际或联合分布不断发生变化,但概率分布峰度总是逐渐升高,即参数不确定性逐步下降,从而降低林分预测的不确定性.与基于1990年调查数据的模型相比,经过2005和2012年数据校正后模型在成过熟林阶段的不确定性下降最为明显,同时树高生长极大值的参数也更高.不同数据类型在模型预测中的差异反映出不同调查方法本身的缺陷和优势,解析木数据倾向于在成过熟林阶段预测出更高的树高生长;固定样地和临时样地数据在林分平均高和平均胸径模拟中表现相似,但由于抽样方法和数据量等因素区别,导致其在林分断面积模拟中呈现明显差异.基于循环更新或多源数据的模型呈现出最稳定的预测结果.[结论]在生长收获模型构建中,不同类型森林调查数据会产生不同预测结果,不同数据信息特性也会对预测的不确定性产生规律性影响.以概率分布呈现信息的贝叶斯方法,既可反映模型的精准程度,又能解释数据信息中存在的缺陷.本研究以全林模型更新为例,展示了该方法不断循环、更新、融合的数据-模型逻辑框架,是架构生长收获模型与数据桥梁的有力工具.
关键词： 贝叶斯分析 生长收获 模型更新 多源数据 不确定性量化
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垄沟集雨覆盖对旱作马铃薯块茎淀粉颗粒形态、颗粒分布及糊化特性的影响
《核农学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：为探讨垄沟集雨覆盖栽培对旱作马铃薯块茎形成过程中淀粉颗粒形态、颗粒分布及糊化特性的影响,以马铃薯栽培品种青薯9号为材料,设置全膜双垄(M2)和地膜垄作(M1)覆盖栽培模式,以露地平播为对照(M0),采用扫描电镜、激光粒度仪、粘度分析仪,测定马铃薯块茎形成过程中淀粉的颗粒形态、分布及糊化特性指标.结果表明,从块茎发育全程来看,全膜双垄覆盖栽培模式下马铃薯块茎淀粉颗粒的平均粒径、峰值粘度、低谷粘度及最终粘度整体较高;地膜垄作覆盖栽培模式下马铃薯块茎淀粉颗粒的离散度、崩解值、回生值整体较高;各栽培模式间马铃薯块茎淀粉颗粒形态、糊化温度无显著差异;马铃薯淀粉颗粒的平均粒径与各阶段粘度呈显著正相关,与糊化温度呈显著负相关,与崩解值、回生值无显著相关性;马铃薯淀粉颗粒的离散度与淀粉的糊化特性各指标均无显著相关性.综上,全膜双垄覆盖栽培模式所产生的淀粉品质较好.
关键词： 垄沟集雨覆盖 马铃薯块茎淀粉 颗粒形态 颗粒分布 糊化特性
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蚕豆亚有限生长习性遗传规律分析及其基因初步定位
《分子植物育种 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：机械化是制约蚕豆生产的主要问题,而生长习性是影响机械化收获的主要性状。亚有限生长习性的种质具有重要的利用价值。本研究以无限生长习性品系（GF3）与亚有限生长习性品系（RF25, RF22）为亲本,构建F2和F2:3群体（GF3×RF25, GF3×RF22, RF25×GF3）,对蚕豆亚有限生长习性的遗传规律进行分析。结果表明,3个F2群体中无限、有限、亚有限生长习性的分离均符合12∶3∶1的分离比,说明亚有限生长习性由两对隐性核基因控制,控制生长习性的两对基因间存在显性上位效应。基于210个SSR标记,构建了GF3/RF25F2群体的遗传连锁图谱,该图谱包含6个连锁群,总长度为2 624.53 cM,标记间平均距离为12.50 cM。基于构建的图谱,一共定位到2个与生长习性相关的QTL,分别位于LG01的917.35～923.63 cM与LG02的273.26～280.78 cM区间内,分别命名为vfGH1与vfGH2。本研究为亚有限型蚕豆优良品种的分子标记辅助选择提供了理论参考。
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出芽短梗霉菌PA-2脂肽类物质抑菌活性及其发酵条件优化
《浙江农业学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：探究出芽短梗霉菌(Aureobasidium pullulans)PA-2脂肽类物质的抑菌活性,并以脂肽类物质的产量为响应值对其发酵条件进行优化,为脂肽类物质的生产与应用奠定理论基础.采用酸沉淀法对脂肽类物质进行粗提,通过原位酸水解-茚三酮显色法对脂肽粗提物进行定性检测,并用琼脂打孔扩散法对其抑菌活性进行测定,通过中心组合设计(central composite design,CCD)构建响应面对其发酵条件进行优化.最终初步判定粗提物为环状脂肽类物质;该物质对金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、酿酒酵母菌(Saccharomyces cerevisiae)、大肠埃希菌(Escherichia coli)、樱桃球腔菌(Mycosphaerella cerasella)和大麦网斑病(Pyrenophora teres)具有明显的抑制作用,抑菌圈分别为3.65、1.95、2.15、1.35、2.18 cm;优化后的最适发酵条件为:接种量6.8%、转速216 r·min-1、温度26℃、装液量125 mL、pH 7.在此条件下模型预测的脂肽类物质产量为0.94 g·L-1,实际为0.92 g·L-1,比优化前的产量(0.61 g·L-1)提高了51%.优化后的发酵条件可提高脂肽类物质产量,降低发酵成本,可用于上述有抑制效果的菌株防治.
关键词： 出芽短梗霉菌PA-2 脂肽类物质 抑菌活性 发酵优化
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垄沟集雨覆盖对旱作马铃薯块茎淀粉合成关键酶活性、基因表达及淀粉累积的影响
《核农学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：为探讨垄沟集雨覆盖栽培对旱作马铃薯块茎形成过程中淀粉合成关键酶活性、基因表达及淀粉累积的影响,以马铃薯栽培品种青薯9号为材料,设置全膜双垄和地膜垄作覆盖栽培模式,以露地平播为对照,测定马铃薯块茎形成过程中淀粉合成关键酶活性、基因表达及淀粉累积指标。结果表明,从块茎发育全过程来看,全膜双垄和地膜垄作覆盖栽培马铃薯可溶性淀粉合成酶（SSS）活性分别较露地平播显著提高77.70%、22.63%,可溶性淀粉合成酶SSIII基因表达量分别较露地平播显著提高32.26%、119.35%,同时,ADP-葡萄糖焦磷酸化酶（AGPP）、颗粒结合型淀粉合成酶（GBSS）活性和ADP-葡萄糖焦磷酸化酶AGPase、可溶性淀粉合成酶SSII、颗粒结合型淀粉合成酶GBSSI、淀粉分支酶SBEI、淀粉分支酶SBEII基因表达量均明显降低,而淀粉分支酶（SBE）活性无显著变化;全膜双垄覆盖栽培马铃薯总淀粉含量、直链淀粉含量及直/支链淀粉比较露地平播分别提高5.04%、17.57%和27.81%,达到显著水平,而地膜垄作明显降低了马铃薯总淀粉含量、直链淀粉含量及直/支链淀粉比;SSS活性与GBSSI基因表达量呈显著负相关,与直链淀粉含量及直/支链淀粉比呈显著正相关,其他淀粉合成关键酶活性均与基因表达量、淀粉累积指标无明显相关性。本研究结果对筛选青海东部旱区马铃薯适宜的淀粉优质生产措施具有重要意义。
关键词： 垄沟集雨覆盖 旱作马铃薯 淀粉合成关键酶活性 淀粉合成关键酶基因表达 淀粉累积
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藜麦Hsf家族的进化与多胁迫条件下的转录应答
《应用与环境生物学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：Hsf转录因子参与调控植物在生物和非生物胁迫下的防御应答机制.基于系统的生物信息学分析方法,对藜麦Hsf家族成员进行序列特征、进化和多种生物和非生物逆境胁迫下的基因表达水平分析.在藜麦基因组中共鉴定得到31个Hsf转录因子,主要分布在7号染色体.系统进化树将藜麦31个Hsf成员划分到A1-A9、B1-B5和C组中;但藜麦Hsf成员在A6、A8、B5亚组中出现了缺失.藜麦Hsf成员的HR-A/B区域蛋白序列比对结果进一步支持了进化树中藜麦Hsf成员的聚类结果.藜麦Hsf成员蛋白序列中保守区域的分布呈现出组别特异性.A组Hsf成员的蛋白序列包括HSF domain、HR-A/B、NLS、NES和CTAD在内的保守区域;B组和C组的Hsf成员则缺失了CTAD.在干旱、高温、盐、低磷胁迫和GCFSV病毒侵染下,31个藜麦Hsf基因的表达模式被阐明;其中大量Hsf基因的表达水平被显著地诱导表达,推测其参与了藜麦在生物和非生物胁迫下的防御应答反应.本研究结果可为藜麦抗逆品种的遗传育种提供大量优良候选Hsf基因.（图6表1参28）
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马铃薯StZFP593的克隆和表达分析
《分子植物育种 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：锌指蛋白基因在植物生长发育过程中起着关键作用,尤其是在植物逆境生长中。为探究马铃薯锌指蛋白基因StZFP593在逆境胁迫中的表达特性,本研究以‘青薯9号’为材料,利用PCR扩增该基因,利用RT-qPCR方法分析马铃薯在晚疫病病菌诱导、低温以及钠盐处理下StZFP593在其各组织中的表达特性。结果表明:StZFP593全长661 bp,其中CDS序列长363 bp,编码120个氨基酸,不稳定指数（Ⅱ）计算为52.34>40,为不稳定蛋白。在晚疫病病菌诱导下,StZFP593在叶片中显著上调表达;在4℃处理下,StZFP593在根、茎、叶中的表达量均在72 h达到最高,在2℃处理下,该基因在根、茎中表达量分别在72、96 h达到最高,而在叶中均下调表达;在100 mmol/L钠盐处理5 d时,该基因在根、叶中的表达量显著上调表达,在茎中无显著差异表达,在150 mmol/L钠盐处理10 d时,该基因在根、叶中的表达量最高,而在茎中仍无显著差异表达。由此说明StZFP593在各组织中的表达受不同逆境胁迫诱导,参与了马铃薯在逆境胁迫的防御过程并发挥重要的作用。本研究可为后续全面深入研究马铃薯锌指蛋白基因的功能提供一定的理论依据。
关键词： 马铃薯 逆境胁迫 表达量分析 StZFP593基因
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气候变化下基于GIS的农田恶性杂草旱雀麦在中国的分布与发展趋势
《干旱地区农业研究 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：为确定旱雀麦在我国的空间分布及其对气候变化的响应,以期进一步开展生态防控,本研究利用旱雀麦在中国的地理分布数据,结合当前气候数据和未来气候变化情景（RCP8.5情景下2050s, 2070s）,建立最大熵模型（MaxEnt模型）,确定影响旱雀麦分布的主导环境因子。应用地理信息系统（GIS）对中国地区旱雀麦的适生区进行划分,以ROC曲线作为模拟的准确性评价指标。结果表明,MaxEnt模型模拟效果极好（AUC=0.965）;当前气候条件下,旱雀麦适生面积为2.5534×106 km2,主要集中分布于青海省东北部、甘肃省与青海省接壤的地区、四川省的西北部,以及新疆的西北部;其中影响旱雀麦分布的主要环境因子为海拔、bio12（年降水量）、bio9（最干季度平均温度）和bio15（降水量季变异系数）,其贡献率分别为45.0%、17.5%、9.7%、9.7%,累计贡献率达81.9%;在RCP8.5情景下,未来2个时期,旱雀麦潜在高适生区分布面积与当前相比增加了12.2%～23.3%,但RCP8.5情景下2070s较RCP8.5情景下2050s旱雀麦的潜在高度适生区分布面积减少了8.9%。综上所述,气候变化情景下旱雀麦的潜在分布面积呈现出扩大趋势,且RCP8.5情景下2070s较RCP8.5情景下2050s的适生区分布面积有缩减趋势。
关键词： 旱雀麦 适生区分布 MaxEnt模型 GIS 气候变化
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不同芜菁种质资源营养成分分析及评价
《中国食品学报 》 2021 EI 北大核心 CSCD
摘要：为了探究芜菁资源的开发利用价值,以50个不同来源的芜菁为研究材料,利用原子吸收分光光度法及全自动氨基酸分析仪检测50份芜菁块根中的营养成分、氨基酸组成及含量,并做分析评价。结果表明:50份芜菁中矿质元素含量存在较大差异,以钾、钙、镁为主体,其中以G2和T11两种芜菁的总矿质元素含量最高。氨基酸分析表明:G4的总氨基酸、儿童必需氨基酸、人体必需氨基酸、非必需氨基酸、鲜味氨基酸、甜味氨基酸、药用氨基酸及含硫氨基酸含量均最高,1408的芳香类氨基酸含量最高（1.09 g/100 g DW）。对芜菁的氨基酸含量分析表明,谷氨酸平均含量最高（3.35 g/100 g DW）,胱氨酸含量最少（0.01 g/100 g DW）。通过主成分分析发现5个主成分包含所有供试性状的大部分信息（81.807%）。聚类分析结果显示50份芜菁在遗传距离为5处可分为4大类:第1类硒含量最低（0.058 mg/kg）且平均氨基酸含量最低（9.72 g/100 g DW）;第2类平均铁含量最低（47.08 mg/kg）,平均蛋氨酸含量最高;第3类中的矿质元素及氨基酸含量位于4类的中下水平,表现一般;第4类中矿质元素含量均最高,且平均总氨基酸含量亦最高。综合各项指标,最终筛选出4份优异芜菁种质资源:G2、G4、T11和1408,供今后进一步的研究。
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种植绿肥对作物产量和细菌群落稳定性的影响
《中国环境科学 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：为深入研究青海高原地区长期种植绿肥,减施化肥条件下小麦/油菜产量及土壤理化性状及微生物群落的变化,通过2011年建立的定位试验,设GF0（毛苕子作为绿肥,不施用化肥）、GF60（毛叶苕子配施60%化肥）、GF70（毛叶苕子配施70%化肥）、GF80（毛叶苕子配施80%化肥）、GF90（毛叶苕子配施90%化肥）、GF100（毛叶苕子配施100%化肥）、F0（休耕并且不施化肥）、F100（休耕并且施用100%化肥）共8个处理,利用高通量测序等技术,研究了种植利用绿肥减施化肥条件下小麦和油菜的产量、土壤性质和微生物群落结构的变化特征.结果表明,在保证小麦、油菜不减产的基础上,种植绿肥后茬作物减施化肥达到30%左右.绿肥配施减量化肥对土壤肥力有显著的提升作用,特别是土壤有机碳和全氮含量有明显的提高,分别提高1.34%～7.46%、2.16%～7.48%.化肥与绿肥配施增强了土壤微生物群落多样性,其中酸杆菌门和变形菌门是本研究土壤中的优势菌群.共生网络分析表明,绿肥处理提高了细菌群落的稳定性和抗干扰能力,同时绿肥应用增加了细菌群落中的关键物种.本研究表明,不同土壤微生物丰度受种植模式、施肥量影响很大,长期种植绿肥、减施化肥提高了土壤微生物丰度和多样性,增强微生物群落的稳定性.种植绿肥条件下化肥减肥量30%左右保证作物稳产可为当地的施肥管理提供参考.
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