科研产出
基于无人机载遥感的水分胁迫下冬小麦叶绿素变化及冠层光谱响应
《光谱学与光谱分析 》 2023 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：为探究水分胁迫下冬小麦冠层反射率在各生育期响应叶片叶绿素变化的特性,针对2020年—2021年小麦生长季11个品种(分为强、一般和弱3个抗旱性品系),设置了 2次灌溉(拔节、扬花)、1次灌溉(冬季、返青、拔节、拔节后7天和拔节后14天)以及无灌溉总共3个水分梯度处理,分析了叶绿素与反射率之间的相关性,利用波长随机组合方式[简单比值(SRSI)、简单差值(SDSI)和归一化(NDSI)]与线性拟合方法,筛选了对叶绿素最为敏感的窄波段光谱指数.结果表明:(1)所有品系叶绿素含量在各生育期均差异显著,从拔节到灌浆大致表现为降低—升高—降低态势,但冬季和返青期灌溉处理下的抗旱性一般品系、以及返青期灌溉处理下的抗旱性较差品系除外;(2)随着发育进程推移和品种抗旱性减弱,不同处理间在近红外区域的冠层反射率差距逐渐增大.(3)叶绿素与窄波段光谱指数的线性拟合决定系数高值区集中在绿(445~591 nm)和红边(701~755 nm)波段.抗旱性较强品系和抗旱性较差品系的SRSI指数均在开花期反演叶绿素的精度最高,分别达0.762和0.811;抗旱性一般品系的NDSI指数在灌浆期精度最高,为0.732.该研究对于揭示水分胁迫下叶绿素变化的反射率响应在冬小麦各关键生育期以及品种间差异等,具有一定参考价值,可为基于无人机载高光谱技术的抗旱小麦品种高效筛选奠定基础.
关键词： 遥感 无人机 冬小麦 水分胁迫 高光谱反射率 叶绿素
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陆地棉2-酮戊二酸依赖型氧化酶GhAOP2-like基因的克隆和功能分析
《华北农学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：为了研究棉花中AOP2-like(GhAOP2-like)与抗旱耐盐的相关性,根据河北省农林科学院棉花研究所遗传育种研究室前期获得的蛋白质组数据,利用同源克隆法得到了GhAOP2-like的基因序列,用生物信息学方法对GhAOP2-like蛋白的理化性质、结构、亚细胞定位等进行了分析,利用qRT-PCR技术检测了GhAOP2-like的组织特异性表达以及在干旱、盐和激素处理下的表达量变化.结果显示,GhAOP2-like位于D13 染色体上,CDS序列长 972 bp,编码 323个氨基酸.生物信息学分析发现,GhAOP2-like蛋白的分子式为C1654 H2525N429O478 S19,理论等电点为5.20,不含信号肽和跨膜结构域,定位于细胞质中.聚类分析结果显示,棉花与其他物种中的AOP序列被明显分成 2 组,但与木槿中AOP序列关系最近.根据qRT-PCR的结果,发现GhAOP2-like在根、茎、叶和发育中的种子中都表达,但在根中表达量最高,并且在干旱、盐、GA3、MeJA和ABA处理下上调表达,但在MeJA处理下表达变化最强烈,说明GhAOP2-like可能通过参与茉莉酸信号通路调节根系的生长从而提高陆地棉的抗逆性.
关键词： 陆地棉 非生物胁迫 GhAOP2-like 茉莉酸信号通路 次生代谢产物
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不同番茄品种番茄黄化曲叶病毒抗性基因分析及田间抗性评价
《植物病理学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：为了明确抗性基因对番茄黄化曲叶病毒的抗性水平及田间应用效果，本研究利用已报道的番茄黄化曲叶病毒抗性基因Ty-1、Ty-2、Ty-3及Ty-3a的分子标记对43个番茄品种（含供试品种37个，对照品种6个）进行抗性基因型分析，并采用田间自然鉴定方法验证不同抗性基因型的抗性水平。结果表明：43份参试番茄品种中，31个品种携带抗病基因，占全部参试品种的72.09%,其中Ty-1检出率为65.12%,在番茄抗病毒病育种中应用最为广泛；共检出10种抗性基因型，分别包括1～3种抗性基因，对番茄黄化曲叶病毒的抗性由高到低依次为：Ty-1/ty-1+Ty-2/ty-2+Ty-3a/ty-3a、Ty-1/Ty-1+Ty-2/ty-2+Ty-3a/ty-3a、Ty-1/Ty-1、Ty-1/ty-1+Ty-3/ty-3、Ty-1/ty-1+Ty-3a/ty-3a、Ty-1/Ty-1+Ty-3a/ty-3a、Ty-3a/ty-3a、Ty-1/ty-1+Ty-2/ty-2、Ty-1/ty-1、Ty-2/ty-2,其中含有单基因杂合抗性的番茄品种，抗性表现为中抗或感病；含有2个及2个以上抗性基因的品种表现为中抗或以上水平抗性；方差分析显示，携带3个抗性基因位点表现出的聚合抗性显著高于Ty-1、Ty-2单基因杂合抗性，说明抗性基因具有累加效应；抗性分析结果显示：37个供试番茄品种中，筛选出6个高抗品种、9个抗病品种、9个中抗品种、13个感病品种，鉴定圃中TYLCV发病率为58.03%,ToCV发病率为4.67%,ToCV与TYLCV复合侵染后可显著降低品种抗性，暗示TYLCV及ToCV复合侵染对抗性基因有潜在不利影响。本研究结果为抗病基因的应用提供了理论依据。
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一年一作玉米产量性状和籽粒灌浆特性对播期的响应及其与气象因子的关系
《中国生态农业学报(中英文) 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：本文通过研究限水灌溉条件下,播期对一作玉米产量、产量性状和籽粒灌浆特性的影响及阶段气象因子与产量、产量性状及灌浆参数的相关关系,探讨播期对一年一作玉米产量的影响机制,为低平原区玉米高产高效生产提供数据支撑。试验采用‘先玉335’和‘郑单958’两个玉米品种,设置5个播期:5月5日（SD1）、5月20日（SD2）、6月5日（SD3）、6月20日（SD4）和6月30日（SD5）。结果表明:1)播期对产量影响显著,且受品种和年型综合影响。随播期的延后,产量呈先增加后降低的趋势,两年平均以SD1产量最低,SD4产量最高,SD3和SD4间产量差异不显著。SD4产量高的主要原因是穗粒数和百粒重较高。2)通径分析表明,产量要素对产量的贡献相互影响,其中对产量直接作用最大的是百粒重。3)采用Logistic模型研究粒重变化特征（R~2＞0.98,P＜0.01）,粒重的大小由平均灌浆速率（V）和灌浆持续期（D）的乘积决定,其中D对粒重的直接贡献最大。4)从气象因子对产量和百粒重的影响来看,播种到吐丝的日平均气温(TAvsf)越高,吐丝到成熟的日均温差(TRAvfm)越大,产量越高;吐丝后10 d≥35℃的天数(D1fa)越多,吐丝到成熟的日均气温(TAvfm)越高,产量和百粒重越低;其中TAvfm对产量和百粒重的直接贡献最大,且各气象因子对产量和百粒重的作用相互影响。SD1粒重较低的主要原因是TAvfm高、TRAvfm小,且D1fa高,D较短。SD3和SD4粒重较高的主要原因是TRAvsf较大,V、D较高。SD5虽然TRAvfm较大,但因TAvfm较低,总体D缩短,最终粒重降低。5)从品种来看,‘先玉335’较‘郑单958’产量高的主要原因是穗粒数和百粒重高,且‘先玉335’的V和V×D分别较‘郑单958’高0.19 mg·grain-1·d-1和0.73 mg·grain-1·d-1。这说明选用产量潜力大、灌浆速率高的品种,在6月上旬到6月中下旬播种可优化生育期气象要素,进而提高粒重和产量。
关键词： 低平原区 玉米单作 一年一作 高产高效 产量性状 灌浆特征 播期 气象因子
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三江源高寒草甸冻融循环期CO2通量变化特征
《生态学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：青藏高原是我国最典型的季节性冻土分布区,近年的气候变化对该区域的土壤冻融及其生态系统碳排放产生了深刻影响.为揭示土壤冻融变化对高寒生态系统呼吸(Re)的影响,于2016和2017年利用涡度相关和微气象系统对三江源高寒草甸生态系统的碳通量和环境要素进行了观测,重点探讨了季节性冻融循环(Seasonal Freeze-Thaw Cycles,SFTC)对Re的影响,并分析了昼夜冻融循环(Diurnal Freeze-Thaw Cycles,DFTC)诱导Re的绝对和相对增量(△RFTC(p),RFTC(p)/Rmin)及对Re的标准化效应值(lnRRp).结果表明,在土壤冻结期Re维持在低水平,而在春季冻融循环期和融化期冻土逐渐融化,Ts5和SWC的上升促进了冻土有机碳转化为CO2,使Re升高.春季冻融循环期的Re相对冻结期明显升高了 65.2%,并且春季冻融循环期的呼吸对温度的敏感性(Q10)达到5.53,明显高于其他时段.2016和2017年春季冻融循环期的△RFTC(p)分别为0.023和0.017 mg CO2 m-2 s-1,RFTC(P)/Rmin分别达到3.90和3.39,lnRRp分别为0.207和0.119,即DFTC对Re的影响较明显.SWC是影响春季冻融循环期内△RFTC(d)、lnRRd和Re 日均值的最主要因素,而土壤温度日较差(△Ts5)和土壤日最低温度(Ts5min)也产生了明显的影响.结果说明,春季冻融循环期的Re,Q10,△RFTC(p)和lnRRp较高可能与三江源高寒草甸较高的△Ts5和SWC有关,由于春季冻融循环期R,对温度升高特别敏感,并明显受到了 DFTC的影响,在气候变暖及DFTC频繁发生的背景下,三江源高寒草甸春季冻融循环期可能会释放更多的CO2.
关键词： 冻融循环 生态系统呼吸 青藏高原 涡度相关 高寒草甸
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玉米腐霉茎腐病生防木霉菌株的筛选、鉴定及防治效果分析
《中国农业科学 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：[目的]筛选对玉米腐霉茎腐病病原菌具有抑制作用的木霉(Trichoderma spp.)菌株,明确其分类地位以及对腐霉茎腐病的防治效果和抑菌机理,为腐霉茎腐病生防制剂的研发提供菌种资源.[方法]采用菌丝生长速率法测试候选木霉菌株对肿囊腐霉(Pythium inflatum)、强雄腐霉(P.arrhenomanes)和芒孢腐霉(P.aristosporum)的抑制作用,筛选拮抗菌株;通过形态学和分子生物学特性确定Tr21 菌株的分类地位;采用常规抑菌方法观察Tr21 对腐霉菌丝形态的影响;采用溴化丙啶(PI)染液检测法及对不同处理时间菌丝上清液中蛋白和核酸吸光值的检测,分析 Tr21发酵液对腐霉菌细胞膜通透性的影响;通过不同浓度 Tr21 发酵滤液浸种试验,检测 Tr21 发酵滤液对玉米种子发芽性状的影响;通过温室盆栽试验和田间人工接种试验,明确Tr21 对腐霉茎腐病的防治效果.[结果]从实验室保存的 109株木霉菌中,筛选到 7 株木霉菌对肿囊腐霉、强雄腐霉和芒孢腐霉具有拮抗活性,抑制率均>60%,其中Tr21 菌株对 3种腐霉菌的抑制率达到 100%,其 5×、10×和 20×稀释液对 3 种腐霉菌的抑制率均达到 100%.50×稀释液对 3 种腐霉菌的最低抑制率也达到 55.56%.经形态学和分子生物学鉴定,Tr21 为非洲哈茨木霉(T.afroharzianum).显微镜观察显示Tr21 发酵滤液能够造成腐霉菌菌丝变粗、菌丝分枝增多、节点缩短、断裂、内含物溢出等畸形现象.PI荧光染色试验显示Tr21 发酵滤液导致 3 种腐霉菌的细胞膜受损,PI染液更易穿透受损的细胞膜进入到菌丝体内,使菌丝染成红色.核酸、蛋白泄露试验发现发酵滤液处理过的菌丝吸光值变化较大,处理 5 h 后,肿囊腐霉、芒孢腐霉和强雄腐霉菌丝的 OD260 均增加了 0.08,OD280 分别增加了 0.10、0.11 和 0.10,表明腐霉菌菌丝细胞膜受损或其完整性被破坏,导致菌丝内含物外溢.不同浓度Tr21 发酵滤液对玉米种子的发芽性状无影响,且当Tr21 发酵滤液浓度为 20×稀释液时对玉米种子的萌发和生长促进效果最好.盆栽试验结果表明,Tr21 发酵滤液浓度为 5×稀释液时,对 3 种腐霉茎腐病的室内防治效果最佳,分别为 60.67%、63.15%和 59.66%.用Tr21 的 5×稀释液进行种子处理,当药种质量比例为 1﹕100 时,对腐霉茎腐病的防治效果最高,达 82.25%.[结论]获得一株有效防治玉米腐霉茎腐病的木霉菌株Tr21,经鉴定该菌为非洲哈茨木霉,该菌株发酵滤液可导致腐霉菌菌丝畸形、断裂、细胞膜受损、内含物溢出等,是一株具有开发前景的生防微生物.
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谷子SiPRR73基因在不同光温组合条件下的可变剪切分析
《江西农业大学学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：[目的]通过系统的可变剪切分析揭示SiPRR73参与谷子光温互作调控的可能机制.[方法]利用RT-PCR技术从"延谷11号"克隆生物钟基因SiPRR73,克隆低温(15℃)条件、自然条件、4个光温组合条件下的SiPRR73基因序列进行可变剪切分析.[结果]扩增片段经克隆、测序以及序列拼接后得到2928 bp的cDNA序列,包含2283 bp的CDS区域,编码760个氨基酸.可变剪切分析表明只有低温(15℃)和低温长日照(22℃、15 h光/9 h暗)条件下检测到的SiPRR73-1和SiPRR73-3剪切体具有完整的编码区,因而具有完整的REC和CCT结构域;自然条件和低温短日照(22℃、9 h光/15 h暗)条件检测到的SiPRR73-2、SiPRR73-4剪切体均缺失CCT结构域;高温(27℃)条件无论长日照还是短日照SiPRR73均形成缺失REC和CCT结构域的SiPRR73-5、SiPRR73-6两种剪切体.[结论]SiPRR73基因通过可变剪接的方式参与谷子的光温互作调节.
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华北平原区饲用小黑麦与褐色中脉高丹草复种模式研究
《草地学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：为探讨华北平原区饲用小黑麦（×Triticale）与褐色中脉高丹草（Sorghum bicolor×S.sudanense）复种的可行性。于2019—2022年，本研究采用试验与示范结合的方式，从两种饲草的播期效应、种植密度、效益等方面进行了分析，结果表明，二者可进行上下茬搭配，形成复种，创建了饲用小黑麦与褐色中脉高丹草一年两作复种的模式，可实现饲草周年生产。与冬小麦-夏玉米模式相比，该模式经济效益显著，每公顷纯效益较冬小麦-夏玉米模式高3 060元。节水、省肥、节药效果明显，每公顷节水1 500～2 250 m~3;每公顷氮、磷、钾肥分别减少45%,50%,50%;全生育期无需农药防治虫害，是一种绿色、无公害的生产模式。饲用小黑麦与高丹草复种模式适宜在华北平原农区推广利用。
关键词： 饲用小黑麦 ‘冀饲3号’ 褐色中脉 高丹草 ‘冀草6号’ 复种模式
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中国谷子种业:发展历程、融合模式与路径选择
《农业现代化研究 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：随着中国谷子遗传改良的重大突破，谷子种业呈快速发展态势，种业融合是进一步提升产业效益和产业竞争力的重要途径。本文在总结中国谷子种业发展历程的基础上，分析谷子品种转化模式，提炼谷子种业融合模式，探析其融合动因与障碍因子，探讨谷子种业融合发展路径。研究表明，中国谷子种业历经孕育期（高产育种）、萌芽期（高产多抗兼顾优质育种）、起步期（抗除草剂育种）和成长期（优质中矮秆抗除草剂育种）四个阶段，优质、抗除草剂、中矮秆宜机收突破性品种的育成是谷子种业快速发展的源动力。谷子品种登记、植物新品种授权数量总体呈上升趋势；企业登记谷子品种数量超过科研单位，品种适应性进一步扩大，种企分布与谷子产区分布基本吻合；但种企创新能力较低、人才缺乏、育种资源不足的现状仍然没有根本改变。谷子品种转化模式主要有招标式、定制式、一体化式和自主转化四种模式，主推品种依然是以转化科研单位育成品种为主。在谷子种业起步期种业主要与种植业融合，在种业成长期和快速发展期谷子种业与种植业、加工业和服务业均有不同程度的融合，形成了纵向延伸、横向交叉、高新技术渗透等融合模式，但谷子种业融合仍存在融合度低、功能拓展不足、高新技术渗透融合力弱等问题。为此，谷子种业深度融合需要从延伸谷子种业链条、深挖谷子多功能属性、强化高新技术渗透融合和健全知识产权保护等四个方面同步推进。
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四倍体大白菜游离小孢子培养技术
《园艺学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：四倍体大白菜减数分裂过程中产生的配子具有多样性,开展四倍体大白菜游离小孢子培养,旨在获得更多变异程度较大的纯合二倍体新资源.从14份早熟四倍体大白菜中筛选出4份易生胚的材料,通过花蕾表型、热激温度、生根激素、倍性鉴定等方面开展研究,建立了四倍体大白菜游离小孢子培养技术体系.研究结果表明:14份不同基因型四倍体大白菜,盛花期花蕾的花瓣长度与花药长度的比值介于0~0.5时,其单核靠边期的小孢子占比高,此时的出胚率最高;热激温度为33.5 ℃时暗培养24 h有利于小孢子胚胎发生;在生根培养基MS中添加吲哚丁酸(IBA)0.3 mg·L-1和萘乙酸(NAA)0.1 mg·L1,生根效果好.利用流式细胞仪、染色体镜检及杂交授粉3种方法检测倍性,39株再生植株只有二倍体和四倍体2种倍性,二倍体为37株,占94.87%,四倍体为2株,占5.13%.
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