科研产出
胡萝卜番茄红素ε–环化酶基因DcLCYE启动子活性分析及互作因子筛选
《园艺学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：分别从胡萝卜‘黑田五寸’‘红玉八号’‘本红金时’‘玫瑰红’‘大禹美人指’和‘贝塔’中克隆得到长度为970 bp的DcLCYE基因启动子序列，并对其进行生物信息分析。结果显示，胡萝卜DcLCYE基因启动子区域含有多种光响应元件、激素响应元件以及转录因子结合位点等。利用不同长度DcLCYE基因启动子缺失片段驱动GUS报告基因表达，在胡萝卜中进行稳定表达检测启动子活性，结果表明起始密码子上游610 bp长的启动子区域具有较强的活性。对不同胡萝卜品种DcLCYE基因启动子进行序列比较，发现表型相近的品种DcLCYE基因启动子序列相似性更高，启动子差异可能会影响DcLCYE在不同胡萝卜品种中的转录。构建胡萝卜cDNA文库，利用DcLCYE启动子诱饵载体，采用酵母单杂交系统筛选与DcLCYE基因启动子互作的上游调控因子，阳性克隆包括数个抗氧化酶蛋白、热激蛋白、锌指蛋白和水解酶蛋白等，还筛选到可能在胡萝卜类胡萝卜素积累调控中发挥作用的MYB、bHLH以及bZIP等转录因子。
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定植季节和两年一栽对北京延庆冷凉地区四季草莓夏季结果的影响
《中国果树 》 2025 北大核心
摘要：北京市延庆区夏季气候冷凉，适宜栽培四季草莓。以静红、京滇红和夏红为研究对象，在延庆地区比较春栽、秋栽和两年一栽对四季草莓夏季结果的影响，为新品种的示范推广提供技术支撑。结果显示，植株生长量、单株花序数、单株花数和6—9月产量按春栽当年、秋栽次年、春栽次年的顺序依次增加，表明定植季节和两年一栽会显著影响植株的生长量和产量，但对果实可溶性固形物含量的影响较小。延庆地区栽培四季草莓可采用两年一栽制，并根据实际需求选择春季或秋季定植。
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连栋温室内可再生能源智能供电系统应用
《农业工程 》 2025
摘要：在现代温室产业蓬勃发展进程中，连栋温室配备设备数量庞大，涉及多个系统与多种类型。然而，传统供电方式存在诸多弊端，如供电稳定性差、能源利用效率低、运营成本高及环境污染等，严重制约连栋温室产业进一步发展。为解决以上问题，选取北京市农林科学院连栋温室作为典型案例，深入实地调研，结合连栋温室实际用电需求，考虑太阳能、风能等可再生能源特点与优势，设计一套基于可再生能源的智能供电系统方案。研究结果表明，该系统可大幅削减连栋温室运行成本，显著提升能源利用效率与智能化管理水平，对设施农业可持续发展、推动产业绿色转型与升级具有重要意义。
关键词： 连栋温室 可再生能源 智能供电系统 节能减排 运行成本 能源利用效率
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du1新等位变异的克隆及其分子标记的开发
《作物杂志 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：爽甜糯玉米是一种玉米新种质，其胚乳特性由糯基因和甜质基因共同控制，但甜质基因尚未被定位和克隆。本试验结果表明，爽甜糯（XT）玉米的自然晾干籽粒可溶性糖含量为62.82 mg/g，显著高于普通玉米的19.32 mg/g，但低于普甜（su1）玉米的110.9 mg/g。利用BSR-seq技术及基于籽粒皱缩特征将XT玉米中甜质基因定位到10号染色体24～68 Mb区间。比较XT玉米与普通玉米B73中候选基因Du1的全长DNA序列，发现XT玉米中du1基因在第3外显子的1455 bp位置后有5839 bp的Gypsy类LTR反转座子插入。cDNA序列分析发现，XT玉米中du1基因的转座子插入序列被大片段转录，导致转录本异常，故确定为甜质调控关键基因。该基因是du1突变体的一个新等位变异，针对基因突变位点开发的KASP分子标记能够高效区分du1du1、du1Du1和Du1Du1 3种基因型。
关键词： 玉米 du1新等位变异 BSR-seq 反转座子插入 KASP分子标记
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融合多光谱与LiDAR的玉米地上生物量精准估算研究
《光谱学与光谱分析 》 2025 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：准确估算玉米地上生物量(AGB)是精准农业管理的核心任务.光谱遥感技术通过捕捉作物冠层不同波段的反射特性,能有效反映玉米的生理状态但易受复杂冠层结构干扰,激光雷达(LiDAR)技术则能获取玉米的高精度三维结构信息但难以揭示作物的生理特征,单一数据源在生物量估算中存在局限.因此本研究构建了融合多光谱与LiDAR数据的玉米地上生物量估算方法.实验于2021年—2022年在北京市小汤山精准农业示范基地开展,采集了 140个样方数据,涵盖7个玉米品种.利用P4M多光谱无人机获取关键生长期的冠层反射光谱数据,采用M600无人机搭载Riegl VUX-1激光雷达获取三维点云数据.分别测定地上叶生物量(AGLB)、地上茎生物量(AGSB)和总地上生物量(AGB).从多光谱数据中提取了 NDVI、OSA-VI等12种常用植被指数,从LiDAR点云中基于三角不规则网格(TIN)计算了最大高度(HMax)、平均高度(AspAvg)等9种结构特征.采用随机森林算法构建生物量估算模型,并通过Shapley加性解释(SHAP)方法评估特征重要性.结果显示,相较于光谱估算模型,融合模型显著提升了生物量估算精度.融合模型的决定系数R2分别达到0.80(AGLB)、0.78(AGSB)和0.73(AGB),分别提高5.2%、27.8%和12.3%;均方根误差(RMSE)分别降低至61.67、248.61和356.78 g·m-2,分别降低8.2%、43.6%和15.4%.光谱指数和结构特征均与生物量显著相关(r=0.52~0.83),其中HMax、AspAvg及RVI、OSAVI是关键变量.SHAP分析表明,结构特征对茎生物量的贡献最显著,光谱指数对叶生物量的作用更大.研究证明了两种技术在生物量估算中的互补性和协同效应,为精准农业的作物生长监测和地上生物量估算提供了可靠的方法支持,推动了农业数字化管理和智能化发展.
关键词： 玉米 地上生物量 多光谱遥感 激光雷达 数据融合 机器学习
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北京市不同土地利用方式下土壤抗生素抗性基因分布特征
《环境科学 》 2025 EI 北大核心 CSCD
摘要：为揭示北京市不同土地利用方式下土壤抗生素抗性基因(ARGs)的分布特征,选取了粮田、露天菜地、设施菜地和果园这4种不同土地利用方式的75个土壤样品,通过高通量荧光定量PCR扩增,对296个ARGs和移动遗传元件(MGEs)进行了分析.结果显示,所有样品中一共检测出195个ARGs和9个MGEs,检出比例较高的3类抗性基因是β内酰胺类、多重耐药类和氨基糖苷类,设施菜地样品中ARGs的检出种类最高,粮田样品较低.从不同地区来看,设施菜地土壤中相对丰度检出较高的地区包括平谷、昌平、通州和海淀;粮田、露天菜地和果园中,相对丰度最高的地区均是延庆;4种土地类型中相对丰度检出较低的地区均是房山.设施菜地土壤中,速效钾含量与氨基糖苷类和β内酰胺类抗性基因存在显著负相关关系(P<0.05);果园土壤中,有效磷含量与细菌的数量呈现显著正相关关系(P<0.01).
关键词： 北京 土地利用方式 土壤 抗生素抗性基因(ARGs) 分布特征
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成熟期核桃青皮组织内生菌群落多样性及功能类群分析
《果树学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：【目的】揭示内生菌群与核桃果实病害间的关系，挖掘有益功能菌群，为绿色防控果实病害提供理论依据。【方法】基于高通量测序技术，分析不同抗性核桃品种（系）健康/患病青皮内生菌群多样性及群落结构组成，鉴定标志性内生菌，并对菌群代谢功能进行预测。【结果】抗病品种（系）青皮内生菌群的丰富度和多样性显著高于易感品种（系），患病后青皮真菌群落的多样性显著提高；优势细菌门中变形菌门（Proteobacteria）的相对丰度最高（11.19%～97.76%），优势细菌属是假单胞菌属（Pseudomonas）、黄单胞菌属（Xanthomonas）、泛菌属（Pantoea）和鞘氨醇单胞菌属（Sphingomonas），优势真菌门中子囊菌门（Ascomycota）的相对丰度最高（33.03%～99.87%），刺盘孢属（Colletotrichum）、篮状菌属（Talaromyces）、链格孢属（Alternaria）、Nothophoma为优势真菌属；病原菌对不同抗性品种（系）的喜好程度存在差异，不同品种（系）对病原菌的抵御能力也存在差异，包括鞘氨醇单胞菌属、甲基杆菌-甲基红菌属（Methylobacterium-Methylorubrum）、乳杆菌属（Lactobacillus）、篮状菌属、Apiosordaria和Coniosporium等有益菌属作为标志菌属在核桃抗性品种（系）健康青皮中富集；核桃青皮内生菌群具有丰富的代谢功能，主要通过促进氨基酸、核苷酸的生物合成来增强对病原菌的抵御能力。【结论】不同抗性核桃品种（系）病、健青皮组织内生菌群组成存在明显差异，有益内生菌对果实抗病性的提高有重要作用。
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基于有限元瞬态结构仿真的嫁接夹渐进式上夹方法
《农业机械学报 》 2025 EI 北大核心 CSCD
摘要：自动上夹是机械嫁接过程中的关键环节。针对目前瓜类嫁接夹力学参数不明确、夹子瞬间释放易对幼嫩苗茎造成冲击损伤的问题,本文通过有限元瞬态结构仿真模拟自动上夹全过程,分析嫁接夹动态力学特性,明确了嫁接夹结构参数对苗茎夹持过程中瞬时冲击力及稳定夹持力的影响规律。构建了以不同钢圈直径下嫁接夹夹臂完全闭合时的夹口位移、夹口张开角度为结构参数,以瞬时夹持力和稳定夹持力为评价指标的五因素数学模型,实现了对任意苗茎直径条件下夹持力的理论计算。依托自主研制的嫁接机及其渐进式上夹机构,进行了嫁接夹指定角度渐进式释放与传统夹口张至最大瞬间释放两种方式对比试验。结果表明,在嫁接夹指定角度渐进式释放过程中,当钢圈直径为0.7 mm时,嫁接苗表面瞬时冲击力为5.29 N,小于接穗安全压缩力,上夹成功率达94%,苗茎表面未出现明显机械损伤,满足机械嫁接上夹环节对安全性和稳定性的要求。研究结果可为嫁接机器人自动上夹机构设计与优化提供理论支撑和参考依据。
关键词： 嫁接夹 有限元仿真 瞬态结构 苗茎损伤 渐进式上夹
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联合收获机脱粒清选机电液传动与控制系统研究
《拖拉机与农用运输车 》 2025
摘要：机电液传动控制技术是实现联合收获机智能化控制的关键技术。针对现有联合收获机在机电液传动领域中存在液压传动、电控系统改装单一等问题，该研究提出了一种适用于PL40型小麦联合收获机的串联式三泵多马达液压驱动系统;同时，针对联合收获机关键部件转速控制问题，通过关键部件硬件系统设计与测控软件开发，建立了脱粒滚筒、风机和振动筛转速的自适应调节模型。试验结果表明，所设计的串联式三泵多马达液压驱动系统工作性能稳定可靠，脱粒滚筒的转速均值为1 070 r/min，稳态响应误差为2.7%;风机的转速均值为1 321 r/min，稳态响应误差为2.1%;振动筛的转速均值为589 r/min，稳态响应误差为1.8%，且系统响应速度<1 s，并具有较好的实时性和抗干扰性。研究结果为联合收获机机电液传动控制系统的进一步研究提供了重要参考。
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