科研产出
基于PCR和巢式PCR技术的玉米南方锈病早期检测
《中国农业科学 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：【目的】建立巢式PCR方法，快速检测处于病害潜育期的玉米叶片内的多堆柄锈菌（Puccinia polysora），为玉米南方锈病（southern corn rust）的预测和防治提供技术支持。【方法】根据多堆柄锈菌ITS区序列，在其变异区设计3条多堆柄锈菌特异性检测引物NX471-F、NX255-F和NX255-R，建立以NX471-F与真菌ITS区通用引物ITS4为外侧引物，NX255-F/NX255-R为内侧引物的巢式PCR。采用20μL扩增体系：Ex Taq DNA聚合酶(5 U·μL-1)0.15μL、10×Ex Taq Buffer(Mg2+plus)2μL,d NTP Mixture(各2.5 mmol·L-1)1.6μL，上下游引物(10μmol·L-1)各0.3μL,DNA 1μL,14.65μL ddH2O。扩增程序：利用外侧引物NX471-F/ITS4进行第一步PCR扩增，95℃预变性7 min;95℃变性30 s,55℃退火30 s,72℃延伸45 s,30个循环；72℃再延伸7 min。将扩增后的产物稀释20倍，取1μL用作第二步PCR的扩增模板，然后以内侧引物NX255-F/NX255-R进行第二步PCR扩增，95℃预变性7 min;95℃变性30 s,66℃退火30 s,72℃延伸26 s,30个循环；72℃再延伸7 min。同时选用内侧引物进行常规PCR扩增，扩增体系同巢式PCR，扩增程序除循环数为38，其余程序同巢式PCR的第二步PCR检测。在此条件下对多堆柄锈菌、高粱柄锈菌（Puccinia sorghi）、青杨叶锈病菌（Melampsora laricipopulina）和7种玉米常见病原菌进行特异性检测，对不同梯度多堆柄锈菌基因组DNA和3种人工接种病叶进行灵敏度检测。【结果】巢式PCR检测体系仅在检测多堆柄锈菌时，产生了255 bp的目的条带，其他菌株均未扩增出目的条带。巢式PCR检测体系对多堆柄锈基因组DNA的最低检测限为10 fg·μL-1，是常规PCR检测体系灵敏度的500倍。当1 g人工接种病叶含500—2.5×10~4个多堆柄锈菌夏孢子时，常规PCR和巢式PCR检出阳性率分别0和85.71%，巢式PCR可检测出的夏孢子个数最少为1 000个；当1 g人工接种病叶中含1—7个夏孢子堆时，常规PCR和巢式PCR检出阳性率分别76.19%和100%，常规PCR可检测出的夏孢子堆个数最少为2个，巢式PCR可检测出1个及以上夏孢子堆；当1 g人工接种病叶中含1—7个侵染点时，常规PCR和巢式PCR检出阳性率分别14.29%和66.67%，检测出的侵染点个数最少分别为6个和3个。【结论】成功建立了一种以NX471-F/ITS4为外侧引物，NX255-F/NX255-R为内侧引物的巢式PCR检测方法，可快速、高效、准确检测玉米叶片中潜伏期的多堆柄锈菌。
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韭菜迟眼蕈蚊成虫行为活动昼夜节律
《昆虫学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：【目的】本研究旨在明确韭菜迟眼蕈蚊Bradysia cellarum成虫行为活动的昼夜节律，为其室内饲养、行为学研究和研发精准、高效的监测与防控新技术提供依据。【方法】室内系统观察记录了韭菜迟眼蕈蚊成虫羽化盛期求偶、交配、产卵、移动与静息等行为的昼夜节律，分析了其特定行为的时间分配特征。【结果】韭菜迟眼蕈蚊成虫的运动行为和静息行为白天和黑夜均有发生，夜间的繁殖行为（求偶、交配和产卵）频次高于白天的，各时间点的移动、静息和繁殖行为频次占比间均具有显著性差异。韭菜迟眼蕈蚊雌雄成虫的求偶节律相同，一天中求偶有两次高峰，分别出现在3:00和7:00。韭菜迟眼蕈蚊雌雄成虫的交配节律与雌成虫的产卵节律相似，雄成虫移动行为频次占比的峰值时刻均出现在3:00时，雌成虫移动行为频次占比的峰值时刻则出现在19:00时。雌雄成虫静息行为的频次占比均无明显昼夜节律高峰。在日时间分配上，雌、雄成虫以静息行为的时间占比最多，分别为89.53%和89.90%;求偶行为的时间占比最少，分别为0.56%和0.89%。雌雄成虫各行为的日时间占比差异不显著。【结论】韭菜迟眼蕈蚊成虫的求偶、交配、产卵、移动和静息行为具有明显的昼夜节律，且不同行为的发生频率和活动峰值的时间点有所差异。
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河北省农作物生产投入品碳排放变化特征
《中国农业气象 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：基于2010-2018年河北省农资投入、农作物产量、耕地面积和农作物播种面积等统计数据，计算河北省农作物生产投入品碳排放，分析河北省农作物生产投入品碳排放的动态变化和不同投入品碳排放所占比例，为农业生产节能减排，实现低碳农业提供理论依据。结果表明，2010-2018年河北省农作物生产投入品碳排放以2015年为转折点，呈现先上升后下降的趋势。研究期内河北省农作物生产碳排放总量、单位产量碳排放量和单位耕地面积碳排放量分别为2219万～2674万tCO2eq、0.21～0.30tCO2eq·t-1和3.40～4.10tCO2eq·hm-2。2018年河北省农作物生产碳排放总量、单位产量碳排放量和单位耕地面积碳排放量最低，分别比最高值降低17.0%、30.0%和17.0%。化肥、农药、农膜、柴油和灌溉用电9a平均碳排放量占比分别为38.6%、2.1%、11.5%、34.7%和13.1%。化肥和柴油是最主要的农业碳排放源，占比均在30%以上。农作物生产投入品碳排放的动态变化受国家政策影响效果明显，农作物生产碳排放应该坚持以国家政策引导为主，通过成熟的农业管理制度，加强农业技术培训和推广应用先进的栽培技术等措施，减少农业源碳排放，以促进农业绿色发展。
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不同品种梨制备的陈酿梨酒品质分析及抗氧化活性
《中国酿造 》 2023 北大核心
摘要：分别以不同品种梨(承德香水、大香水、小香水、苹香、寒香、京白、鸭梨、东广、鸭广)制备梨酒,测定陈酿3年梨酒的理化指标(色度、pH值、可滴定酸、可溶性固形物、总酚、总黄酮)、抗氧化活性(1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基(DPPH·)、羟基自由基(·OH)清除率及Fe3+还原力)、挥发性风味物质及滋味等,并对结果进行描述性统计分析(DSA)及主成分分析(PCA).结果表明,陈酿梨酒品质排名前三依次为:小香水梨酒、东广梨酒、苹香梨酒.小香水梨酒的滋味协调,颜色较浅,总黄酮含量最高(997.23 mg/L),Fe3+还原力最强(OD700nm值=1.899);东广梨酒酸味较弱,总酚含量最高(901.93 mg/L),DPPH·清除率最高(48.07%);苹香梨酒的滋味协调,颜色最浅,·OH清除率较高(92.75%),挥发性风味物质最多(36种).因此,小香水、东广、苹香是制备梨酒的最适品种.
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秸秆粉碎集中全量深埋还田机设计与试验
《农业机械学报 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：针对我国玉米秸秆量大，生产应用的还田机具还田深度浅，存在影响后续播种、出苗质量、病虫害发生率高和深层土壤“碳饥饿”等问题，设计了一种秸秆粉碎集中全量深埋还田机，可一次完成秸秆捡拾、粉碎、输送、深松开沟、集中遁注掩埋和碎土镇压等作业，在有效减少土壤扰动下能够将多行站立或粉碎后秸秆集中埋入地表下一条深380～400 mm的沟内。阐述了秸秆粉碎集中全量深埋还田机整机结构及工作原理，对秸秆螺旋输送装置、抛压风机、深松开沟遁注装置和传动系统等关键部件进行了设计与计算，初步确定了螺旋输送装置与抛压风机转速、风机出料口尺寸和遁注体截面形状参数，并对抛压风机与遁注体腔体内部进行了流场模拟分析与验证。按照设计要求对秸秆粉碎集中全量深埋还田机进行了试制，并进行了机具性能与大田定位试验，结果表明：在作业速度3 km/h时，秸秆捡拾率为90.8%,开沟深度与秸秆掩埋深度均值分别为394 mm与200 mm,开沟深度与秸秆掩埋深度稳定性系数分别为97.4%和92.5%,各项指标与设计值相符，且满足农艺要求。同时大田定位试验结果表明，秸秆集中深还田与传统还田相比，0～200 cm土壤贮水量提高29 mm, 20～40 cm土层有机碳、全氮和速效磷养分含量分别增加7.14 g/kg、0.59 g/kg、1.53 mg/kg,有效增加了土壤养分含量，提高了深层土壤肥力与贮水能力。
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基于GYT双标图分析对黄淮海夏玉米区域试验品种综合评价
《作物学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：旨在科学准确地对黄淮海夏播玉米区域试验参试品种进行综合评价,为品种合理布局和区域规划提供理论和实践依据。本研究采用GYT双标图技术对2020—2021年黄淮海夏玉米区域试验22个参试品种的籽粒产量与生育期、收获时籽粒含水量、株高、穗位高、倒伏率、穗长、穗粗、秃尖,穗粒重和百粒重等农艺性状的组合水平进行综合评价。方差分析表明,被测农艺性状基因型和环境效应均达到了显著水平（P＜0.05）,除穗粗、突尖长度和穗粒重等性状基因型与环境互作效应中无显著差异外,其余性状基因型与环境互作效应均达到了显著水平。籽粒产量、生育期、收获时籽粒含水量、穗粗、秃尖和百粒重等性状环境效应平方和占总方差平方和最大,倒伏率的基因型与环境互作效应平方和占总方差平方和最大。农艺性状相关性分析结果表明,籽粒产量与百粒重、株高、穗位高、穗长、穗粗和生育期呈极显著正相关（P＜0.001）,而与突尖长度呈负相关。根据参试品种的理想指数筛选出衡玉868、邯玉1806和宿单908等为产量-性状组合表现优良的品种,同时也鉴别出陕单685、敦玉291、邯玉17-6601和邯玉573等品种综合表现较差,对照品种郑单958表现一般。衡玉868较其他参试品种在黄淮海夏玉米区更具有广泛的适应性,展现出绝对的区域产量优势,具有广阔的推广前景。与GT双标图相比, GYT双标图显示出前2个主成分解释的变异比例较高、拟合度较好、分析结果可信度较高等优点。本研究运用GYT双标图技术对黄淮海夏玉米参试品种进行品种产量-性状特性分析,为本区玉米品种综合评价提供借鉴,也为其他作物品种多性状研究提供了参考。
关键词： GT双标图 GYT双标图 理想指数 夏玉米 产量-性状组合
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提高解淀粉芽胞杆菌PHODG36芽胞耐热性的技术研究
《农药学学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：芽胞耐热性直接影响芽胞杆菌类生防细菌干粉原药的生产效率和成本.为开发提高解淀粉芽胞杆菌PHODG36 的芽胞耐热性技术,以该菌株为出发菌株,通过热处理诱变和变温诱变,获得芽胞耐热性提高的诱变菌株BBW-11.与野生型菌株PHODG36 相比,诱变菌株BBW-11 的芽胞存活率提高 55.0%,且在菌落形态、生物膜形成、生长动态和抑菌作用等方面无显著性差异.通过正交试验确定了诱变菌株BBW-11 适宜的保护剂和处理条件,并建立耐热性菌株BBW-11 + 0.5%蔗糖+ 55℃处理 0.5 h的提高PHODG36 菌株芽胞耐热性的技术,芽胞存活率比未处理的诱变菌株BBW-11 提高了 2.3 倍,比野生型菌株PHODG36 提高了 2.8 倍.综上,本研究建立了提高PHODG36 菌株芽胞耐热性的技术,可为该菌株干粉原药的喷雾干燥工艺优化提供技术支撑.
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电驱动自走膜上打孔精量播种机设计与试验
《农机化研究 》 2023 北大核心
摘要：针对部分北方地区采用起垄全膜覆盖集雨保墒种植的模式,为解决膜上精密机械化播种问题,设计了一款以农村常用电动车蓄电池为动力的电驱动自走式膜上打孔精量播种机,要求打孔时不能刮膜,且播种深度和株距符合农艺要求.同时,利用三维软件进行了结构设计和分析,介绍了其结构和工作原理.经河北省农业机械产品质量监督检验站对该机具检测,结果表明:空穴率为1.67%,穴粒数合格率为98.3%,穴距合格率为93.3%,采光面机械破损程度为39.6mm/m2,满足膜上播种作业质量评价技术规范要求.
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梨园土壤真菌群落垂直分布及功能预测分析
《山东农业科学 》 2023 北大核心
摘要：为明确梨园土壤真菌群落垂直分布差异、阐明真菌与土壤关系，为改善土壤真菌群落结构、提高土壤质量提供依据，本试验以12年梨园土壤为研究对象，对5～15、15～25、25～35 cm土层进行土壤理化性质测定及高通量测序，解析土壤营养变化趋势、真菌垂直分布情况及功能预测分析。结果表明，随土壤深度增加，有机质、碱解氮、速效磷、速效钾含量逐渐降低且变化速率逐渐减缓；OTUs逐渐减少，香农指数、辛普森指数、Chao 1指数、ACE指数逐渐降低。由PCoA分析及Tukey检验可知：随着土壤深度增加，物种差异逐渐加大，5～15 cm与25～35 cm土层间群落多样性差异显著。土壤真菌门类以子囊菌门（Ascomycota）、被孢霉门（Mortierellomycota）、担子菌门（Basidiomycota）为主，属类以镰刀菌属（Fusarium）、被孢菌属（Mortierella）、产油菌属（Solicoccozyma）为主，子囊菌门、镰刀菌属在25～35 cm相对丰度最大，被孢霉门、担子菌门、被孢菌属在15～25 cm相对丰度最大，产油菌属在5～15 cm相对丰度最大。通过t-test分析可知：5～15 cm与15～25 cm差异物种以罗兹菌门（Rozellomycota）、产油菌属为主，5～15 cm与25～35 cm差异物种以子囊菌门、镰刀菌属为主，15～25 cm与25～35 cm差异物种以瓶毛菌属（Lophotrichus）为主。土壤真菌功能以腐生、病原-腐生营养类型为主，15～25 cm相对丰度最大。相关性分析中：罗兹菌门与土壤理化性质呈显著正相关；腐生营养型与真菌门类相关性较强。综上，土壤深度与土壤理化性质、真菌群落多样性关系密切；土层越深，真菌多样性、稳定性、均一性降低，差异增加。
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