科研产出
基于东方黏虫卵的异色瓢虫规模化饲养条件的优化
《植物保护 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：异色瓢虫Harmonia axyridis是一种优良的捕食性天敌昆虫，能够捕食农林业中的多种害虫。利用异色瓢虫进行生物防治的前提是能够规模化繁殖，合适的饲养密度是规模化繁殖的基础。本试验以东方黏虫Mythimna separata卵为食料人工饲养异色瓢虫，在室内测定了在不同饲养密度下幼虫死亡率和成虫获得数，以及成虫在不同饲养密度下30 d内的总产卵量和卵孵化率。结果表明，在容积4 300 cm3养虫盒内饲养幼虫，死亡率随饲养时间延长而提高，幼虫自残高峰在卵孵化后的第5～9天；成虫获得数随初始虫量的增加而增大，初孵幼虫密度为110头/盒时成虫获得数最多，为62.75头。在容积250 cm3养虫盒内饲养成虫，饲养密度对30 d内总产卵量有显著影响，总产卵量随成虫数量的增加而增大，密度为4对/盒时总产卵量最大，为2 405.50粒；饲养密度对卵孵化率无显著影响。以此为基础建立异色瓢虫规模化饲养技术体系，在7.56 m2的养虫室内饲养幼虫，每批次可以生产约3.61万头成虫；在7.56 m2的养虫室内饲养成虫，每日可收获92.37万粒卵。利用该技术能够连续、多代、大量地获得同一发育阶段的产品，且有提升空间，可满足市场需求。
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基于机器学习的玉米自交系杂种优势类群研究
《中国农业科学 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：【目的】优化玉米杂种优势类群划分与判别分析方法，为玉米育种提供指导和参考。【方法】采用固相芯片对60份糯玉米自交系进行基因分型，通过质量控制获得不同密度的SNP标记，采用群体结构分析和遗传距离聚类的方法对60份糯玉米进行类群划分，比较不同密度分子标记和分群方法的差异。在此基础上，分别采用随机森林和支持向量机对类群划分结果进行抽样和交叉验证，比较玉米自交系类群判别的预测精度。【结果】通过不同的质量控制标准分别获得11 431和4 022个分子标记，基于2种分子标记密度，分别将60份材料分成5个类群和4个类群，其中，以11 431个SNP标记为基础，通过群体结构分析和遗传距离聚类结果发现，类群内样本一致性为63.33%，以4 022个SNP标记进行分群，发现2种类群划分方法的群内样本一致性为90.00%；比较玉米自交系类群判别的预测精度结果为：基于4 022个标记，随机森林和支持向量机预测精度的平均值（91.43%）高于11 431个标记的预测精度的平均值（86.25%），其中，预测精度最高的是采用4 022个标记的随机森林预测，预测精度为94.17%。【结论】聚类分析法最终将60份玉米糯自交系分为4个类群，运用随机森林和支持向量机对类群划分结果进行抽样和交叉验证，发现随机森林法比支持向量机法能获得更高的预测精度。
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基于转录组测序的玉米瘤黑粉菌UM01240过表达菌株诱导玉米抗病性分析
《中国农业科学 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：【目的】探究玉米瘤黑粉菌（Ustilago maydis）外分泌蛋白基因UM01240诱导玉米抗瘤黑粉病机制。【方法】将玉米瘤黑粉菌野生型菌株SG200、UM01240过表达菌株SG200-OE-UM01240及UM01240缺失菌株SG200ΔUM01240分别接种于高感瘤黑粉病玉米品种吉单209，接种样品分别命名为S1、S2及S3,7 d后统计供试菌株对玉米致病力差异。利用高通量RNA-Seq技术比较S2玉米叶片与S1、S3玉米叶片之间的差异表达基因，从植物-病原互作、黄酮类化合物生物合成、苯丙烷代谢及植物激素信号转导途径中筛选抗病相关的基因，并进行qRT-PCR验证。【结果】过表达菌株SG200-OE-UM01240相较SG200菌株致病力明显减弱，其对应S2玉米叶片病症最轻，而SG200ΔUM01240致病力较SG200菌株显著增强，其对应S3玉米叶片病症最重。S2玉米叶片相较S1、S3玉米叶片共表达差异基因1 613个，涉及植物-病原互作途径相关基因31个，主要为WRKY1、WRKY33、WRKY52、PR1及PIT5等蛋白基因；黄酮类化合物生物合成途径基因15个，主要为乔松素、柚皮素、木犀草素及二氢槲皮素等合成相关基因；苯丙烷代谢途径基因23个，主要为木质素、肉桂醛、对-香豆醛、松柏醛及芥子醛等合成相关基因；植物激素信号转导途径基因33个，主要为水杨酸、细胞分裂素、赤霉素及茉莉酸等合成相关基因。所选基因qRT-PCR分析结果与转录组数据相关性一致。【结论】外分泌蛋白基因UM01240在玉米瘤黑粉菌致病力中起着重要作用，其表达水平与玉米瘤黑粉菌的致病力负相关。UM01240可能通过调控植物-病原互作、类黄酮和苯丙素类化合物生物合成、植物激素信号转导等途径达到玉米瘤黑粉菌与玉米寄主平衡共生的目的。
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长期施用有机肥和化肥对黑土N2O排放的影响
《环境科学 》 2025 EI 北大核心 CSCD
摘要：东北黑土区作为我国重要的粮食生产基地，近年来面临着土壤退化、肥力下降和粮食减产等诸多问题.优化施肥管理是维持或提升土壤肥力的一种重要措施，但不合理的肥料施用会促使养分损失和N2O等温室气体排放，导致土壤退化和环境污染.为探明黑土N2O排放对长期施用有机肥和化肥的响应及关键控制因素，采集吉林公主岭黑土长期定位试验（32 a）的施用有机肥主处理（M0，不施有机肥；M1，低量有机肥；M2，高量有机肥）和施用化肥副处理（CK，不施肥；N，化学氮肥；NPK，化学氮磷钾肥）共计9个处理（即每个施用有机肥水平下包含3个化肥施用水平）的表层土壤样品（0～20 cm），进行室内恒温恒湿培养（65%田间持水量25℃下培养21 d），并测定N2O排放通量和土壤物理化学生物学性质.研究结果表明，长期施用有机肥和化肥显著增加了黑土N2O排放.与M0CK处理[（0.25±0.01） mg·kg-1，以N计，下同]相比，单施有机肥处理N2O累计排放量显著提高了361%～456%[M1CK和M2CK处理分别为（1.17±0.02）mg·kg-1和（1.41±0.02）mg·kg-1]，且N2O排放随着有机肥施用量增加显著增强.与M0CK处理相比，单施化肥处理N2O累计排放量显著提高了96%～236%[M0N和M0NPK处理分别为（0.49±0.01）mg·kg-1和（0.84±0.03）mg·kg-1]，且平衡施用化肥处理N2O排放提升幅度明显高于单施氮肥处理.在M1和M2条件下，化肥施用对N2O排放的影响程度减弱，说明有机肥施用缓解了化肥对N2O排放的影响.单施有机肥显著提高了土壤及团聚体有机碳（SOC）和总氮（TN）、土壤微生物量碳氮含量，有机肥配施进一步提高土壤及团聚体SOC和TN含量.Pearson相关及路径分析结果表明，N2O排放与土壤碳氮组分及微生物量碳氮含量显著正相关，长期施用有机肥和化肥主要通过影响土壤碳氮组分，改变微生物量和底物有效性调控N2O排放.综上所述，施用有机肥通过增加土壤可利用碳氮库以及微生物生物量碳氮显著促进了N2O排放.有机肥施用缓解了化肥对N2O排放的促进作用，在施用化肥时应适量配施有机肥，以平衡肥力提升与氮素损失及温室气体排放的综合效应.
关键词： 长期施肥 碳氮组分 N2O 土壤团聚体 偏最小二乘法路径分析模型(PLS-PM)
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1994-2023年全国大豆审定品种主要农艺性状比较分析
《中国农业大学学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：为了解1994—2023年我国3个大豆产区育成的大豆品种主要农艺性状的演变趋势及育种方向，以“大豆”“选育”“品种”为关键词检索中国知网1994—2023年的相关文献，提取北方春大豆产区、黄淮大豆产区、南方大豆产区共1 011个大豆品种的百粒重、株高、主茎节数、分枝数、结荚数、生育期、产量、蛋白质含量、脂肪含量等指标数据，并进行比较分析。结果表明：1）在北方春大豆产区，1994—1998年育种趋势主要是通过提高主茎节数来实现产量的提升；1999—2018年主要通过增加主茎节数、结荚数来提升产量；2019—2023年，育种趋势转向通过提高分枝数和结荚数来推动产量增长。黄淮大豆产区在1994—2023年的育种趋势主要是通过增加百粒重和株高来实现产量的增长。南方大豆产区在1994—2013年则是侧重于延长生育期和增加百粒重来提高产量；2014—2023年的育种趋势为继续增加生育期和百粒重，还通过增加大豆的主茎节数来促进产量的增长。2）通径分析显示，在北方春大豆产区，生育期对产量的直接影响最大，直接通径系数（DPC）为0.394；在黄淮大豆产区，株高对产量的直接影响最大，DPC为0.215；在南方大豆产区，结荚数对产量的直接影响最大，DPC为0.403。3）主成分分析显示3个大豆产区审定的大豆品种其总体方差贡献率分别达到68.64%、64.45%和64.94%，北方春大豆产区中，贡献率最高的为主茎节数；黄淮大豆产区中，株高贡献率最高；南方大豆产区中，主茎节数对该地区的贡献率最高。综上，北方春大豆产区的产量提升主要通过多因素协同作用实现，不同时间段内侧重点有所不同；黄淮大豆产区的产量提升主要通过增加百粒重和株高来实现产量的增长；南方大豆产区则主要通过延长生育期和增加百粒重来提高产量。
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吉林省半干旱地区滴灌玉米的磷肥用量研究
《中国土壤与肥料 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：为解决吉林省半干旱区磷肥施用量大问题，探究覆膜滴灌条件下不同磷肥用量对玉米产量及植株磷吸收转运的影响，为覆膜滴灌模式下的磷肥高效利用提供最佳策略。2017—2018年在吉林省半干旱区开展了玉米膜下滴灌田间试验，共设5个磷肥用量处理(0、30、60、90、120 kg·hm-2)，并测定了不同处理玉米产量、植株磷素积累量，分析磷素积累比例、转运特征及磷肥利用效率。结果表明，施磷显著提高玉米产量，在0～90kg·hm-2施磷范围内，玉米产量均随施磷量的增加而增加，当施磷量达到120 kg·hm-2时，玉米产量开始下降；施磷量在90 kg·hm-2时，玉米对磷肥的利用率较高，玉米植株总磷积累量达到最高，较不施磷处理平均提高42%；玉米茎秆和叶片的磷积累量在成熟期达到最低值，籽粒的磷积累量在成熟期达到最高值；施磷提高了玉米吐丝至成熟期磷素积累比例和转运量，较不施磷处理分别提高7.35%～35.45%和1.63%～15.29%，但不同施磷处理间吐丝前后积累比例和转运量不显著。综合考虑玉米产量、植株磷积累量及磷转运特征，吉林省半干旱区膜下滴灌玉米的施磷量为90 kg·hm-2时可提高产量、促进植株磷素积累转运和高效利用。
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典型高产大豆品种长农39群体冠层光合生理特性及农艺性状分析
《大豆科学 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：为探究高产大豆品种长农39在产量形成重要时期群体冠层光合生理特性及农艺性状情况，以高产大豆品种长农39为材料，以常规大豆品种吉育441和长农35为对照，监测不同大豆品种整个生育期内冠层生理数据，分析高产品种长农39的冠层光合生理特性、农艺性状以及产量构成。结果表明：高产品种长农39在整个生育期内叶绿素含量、叶绿素荧光参数、叶面积指数、净光合速率、群体净光合速率等总体呈现单峰增长趋势，且均高于常规品种吉育441和长农35;在生育后期，高产品种长农39叶片持绿期长，冠层各项生理参数下降速率缓慢，但仍显著高于常规品种吉育441和长农35。综上高产大豆品种长农39在产量形成的重要时期均能保持较高的叶绿素含量和叶面积指数，从而能维持较高的群体光合能力，有利于大豆籽粒光合产物的持续积累，最终获得较高的产量。
关键词： 高产大豆品种长农39 叶绿素含量 叶面积指数 净光合速率 群体光合 农艺特性 产量
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耐低温水稻秸秆降解复合菌系筛选构建及田间降解效果研究
《东北农业科学 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：为解决东北地区水稻秸秆在低温环境下降解效率低的问题，通过梯度稀释法、刚果红透明圈法、DNS酶活测定及失重率法筛选出高效菌株L3（枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis）和P8(酿酒酵母菌Saccharomyces cerevisiae)；以L3和P8为功能菌构建复合菌系，采用室内培养与田间试验相结合的方法，评估其对秸秆降解及土壤改良的效果。结果表明：菌株L3和P8在10℃条件下纤维素酶活性（CMC）分别为10.23 U/mL和9.45 U/mL，滤纸酶活性（FPA）分别达7.64 U/mL和10.96 U/mL，秸秆降解率为10.72%和7.28%；复合菌系b(L3∶P8=1∶2)室内实验中秸秆失重率达47.44%，较单菌处理提升34.85百分点。田间试验结果表明，复合菌2‰施用量显著促进秸秆降解，与对照相比，水稻成熟期降解率提升19.67百分点，土壤有机质、碱解氮、有效磷、速效钾含量分别增加5.88%、1.76%、3.89%和1.65%，水稻苗期株高、鲜重及分蘖数增幅达15.20%～29.84%，产量增加5.18%。研究表明，复合菌系b可突破低温限制，高效降解秸秆、改良土壤并提升作物产量，为寒地农业可持续发展提供关键技术支撑。
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ZmHAK基因家族鉴定及盐碱胁迫下的表达分析
《玉米科学 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：HAK基因家族编码的蛋白是植物中最大的钾离子转运蛋白家族之一，属于HAK/KUP/KT家族，在植物的钾吸收、转运及非生物胁迫响应中发挥关键作用。深入分析亲缘关系较近的禾本科植物玉米中HAK家族成员的基因结构、保守基序及其蛋白质的理化性质。同时，针对玉米HAK基因家族进行全基因组鉴定及系统性的生物信息学分析。结果表明，玉米共鉴定出34个HAK家族基因，进化分析可将其分为4个亚族，同一亚族的基因结构和保守基序组成相似。盐碱胁迫后的RNA-Seq和qRT-PCR分析显示，Zm00001d033071、Zm00001d049987等基因在叶部显著上调，尤其在耐盐碱材料郑58中持续高表达，敏感材料昌7-2中响应较弱，Zm00001d033071和Zm00001d049987可能作为正调控因子参与玉米耐盐碱机制。研究揭示了玉米HAK家族成员的特征，为进一步探索其响应盐碱胁迫的功能奠定了基础。
关键词： 玉米 HAK基因家族 生物信息学 盐碱胁迫 基因表达
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不同秸秆还田条件下水分调控对水稻产量及土壤肥力的影响
《东北农业科学 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：为探究不同秸秆还田条件下水稻分蘖后期和拔节孕穗期水分调控对水稻产量和土壤肥力的影响,以"吉粳830"为试验材料,采用裂区试验设计,主区为不同秸秆处理方式:无秸秆还田(A1)和秸秆全量还田(A2)处理,副区为水分调控处理:轻度控水(WP1,Ψsoil=0 kPa)、中度控水(WP2,Ψsoil=-15 kPa)、中重度控水(WP3,Ψsoil=-30 kPa)、重度控水(WP4,Ψsoil=-45 kPa)、常规淹水(CK)处理.结果表明,秸秆全量还田条件下,分蘖后期水分调控A2-WP3 处理产量最高,较A2-CK增产22.5%;拔节孕穗期水分调控A1-WP4 处理产量较A1-CK下降了32.2%,A2-WP4 处理产量较A2-CK下降了19.8%,分蘖后期水分调控秸秆腐解率高于拔节孕穗期,而适度水分调控可有效提高土壤养分的供应能力.综合考虑各因素,秸秆全量还田条件下结合分蘖后期中重度控水(WP3,Ψsoil=-30 kPa)可实现水稻产量提升、地力培育与秸秆高效腐解的协同作用.
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