科研产出
减氮条件下配施控释尿素对冬小麦-夏玉米氮素利用及产量的影响
《华北农学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：针对华北地区冬小麦-夏玉米轮作区氮肥用量大、损失严重而控释尿素成本高、推广难的问题，基于3 a 6季冬小麦-夏玉米轮作田间定位试验，探究不同减氮条件下普通尿素配施控释尿素对氮素利用的影响，以期在前期明确控释尿素与普通尿素适宜配比的基础上进一步优化施氮量，进而为华北冬小麦-夏玉米轮作区化学氮肥减量增效和控释尿素的推广应用提供技术参考。试验设置6个处理：不施氮（CK）、农民习惯施氮（FH,冬小麦季施氮270 kg/hm~2,夏玉米季施氮240 kg/hm~2,基追比为1∶1）和不同减氮条件下配施控释尿素的处理（N1、N2、N3和N4:冬小麦季分别施氮243,216,189,162 kg/hm~2,其中控释氮占40%;夏玉米季分别施氮216,192,168,144 kg/hm~2,其中控释氮占30%;均一次性基施）。结果表明：与FH处理相比，仅N1处理可实现冬小麦和夏玉米的连年增产增收，可使冬小麦在2017—2018年，2019—2020年分别显著增产4.0%,5.4%,即使在2018—2019年其他减氮处理均减产的情况下仍可增产1.6%;可使各年夏玉米青贮产量显著增加，平均增产10.9%;各季作物收获后0～100 cm, 60～100 cm土层土壤无机氮积累量较FH显著降低，6季作物累计氮素利用率较FH提高11.3百分点。在减氮10%条件下按适宜比例配施控释尿素（即：冬小麦季施氮243 kg/hm~2,配施40%控释氮；夏玉米季施氮216 kg/hm~2,配施30%控释氮）可提高小麦-玉米轮作中的作物产量和累计氮肥利用率，并减少土壤无机氮素的累积和淋失。
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Maize 6H-60K芯片在玉米实质性派生品种鉴定中的应用分析
《作物学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：玉米实质性派生品种鉴定已成为当前种业知识产权保护的热点之一.为加快其精准高效分子鉴定技术的建立,本文利用多种类型派生品种为研究材料:京 2416 与京 2416C(两者为遗传背景高度相近的两个自交系),京 724与京 72464(两者为遗传背景相近的两个自交系),以及由京 724 与京 72464 两者构建的 893 个DH系遗传群体等.研究分析了Maize 6H-60K芯片(包含 61,214 个SNP位点集合)应用于玉米派生品种鉴定的潜力.结果显示:(1)京 2416与京 2416C间存在 829 个SNP位点差异,GS值(遗传相似度)为 98.7%,56.7%的差异位点集中分布在 5 号染色体长度约 39 Mb区域内.(2)京 724 与京 72464 之间差异位点数目为 4912 个,GS值为 90.1%,44.8%的差异位点集中分布在3 号染色体上.(3)893 个DH系与 2 个亲本京 724 及京 72464 之间的GS值分布均呈现连续性,其中与京 724 之间的GS值范围 88.0%~97.0%,平均值为 92.6%;与京 72464 之间的GS值范围 88.3%~98.6%,平均值为 94.5%.(4)893 个DH系进行两两成对比较,共比较 398,278 对,所有DH系之间均有明确的SNP位点差异;GS值最小为 87.5%,最大为 99.9%,平均值为 94.3%.结果表明Maize 6H-60K包含的SNP位点集能够精准评估派生、近似或极近似自交系及DH系的遗传背景,将所有材料一一鉴别明确区分开来,并具有进一步锁定与派生性状连锁标记的潜力.建议亟需基于Maize 6H-60K SNP位点集合,利用高效芯片、靶向测序等平台建立玉米实质性派生品种分子鉴定技术规程,为玉米品种知识产权保护、品种创新等提供技术支撑.
关键词： 玉米 实质性派生品种 分子鉴定 Maize 6H-60K芯片 高密度SNP位点集合
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小麦IQM基因家族鉴定及非生物胁迫下表达分析
《中国农业科技导报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：IQM基因是钙调素结合蛋白家族中的重要分支，在植物生长发育和应激反应中发挥重要作用。本研究利用生物信息学方法在小麦全基因组中鉴定出23个IQM基因家族成员，对其染色体位置、理化性质、系统进化关系、基因结构、蛋白保守结构域、启动子顺式作用元件和基因表达特性等进行了系统分析。结果表明，TaIQM基因家族成员随机分布在小麦18条染色体上，亚细胞定位结果显示所有基因均位于细胞核中，系统进化分析将其分为3个亚类，同一亚类间基因结构、蛋白保守结构域相似度较高，推测其功能相似；顺式作用元件分析表明，TaIQM基因家族成员启动子中含有多种与逆境胁迫及生长发育相关顺式作用元件；转录组数据分析显示，TaIQM基因家族成员在不同时期的根、茎、叶、穗和籽粒中表达量存在显著性差异；qRT-PCR分析显示，在小麦苗期地上部和地下部，TaIQM基因响应干旱、低温、高温、NaCl、ABA等多种胁迫，显示上调或下调表达。初步推断这些基因可能通过Ca2+信号通路参与非生物胁迫调控，研究结果为全面解析TaIQM基因结构与生物学功能、非生物胁迫响应分子机制提供依据。
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基于高光谱成像的苹果损伤检测方法研究
《广东农业科学 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：[目的]研究苹果损伤高光谱特征,建立基于高光谱成像的苹果损伤区域最佳分类模型,为实时、快速、准确地识别苹果损伤提供重要依据.[方法]以北京平谷区收集的苹果样品为研究对象,利用高光谱图像技术检测水果表面机械损伤.利用390~1 000 nm范围的高光谱图像(HSI)数据,通过比值光谱分析损伤与正常感兴趣区域(ROI)的光谱响应特性,筛选特征波段,并构建较好地突出损伤区域特征的3种类型光谱指数:归一化光谱指数(NDSI)、比值光谱指数(RSI)和差值光谱指数(DSI).在此基础上,优选提取损伤区域能力较强的光谱指数,利用迭代自组织数据分析(ISODATA)无监督据聚类算法提取苹果损伤区域.[结果]当苹果表面受到损伤时,光谱反射率变化显著.波段优化后发现,528、676 nm的反射率可以有效识别异常区域.基于选定的特征波段,构建苹果损伤检测的识别光谱指数,包括NDSI、RSI和DSI.光谱指数图像的像素值分析发现,损伤区域特征与正常区域特征在各光谱指数(SI)增强图像中区分明显.两类图像特征的NDSI像素平均值相差最大、达到0.629,表明建立的NDSI对损伤区域及正常区域特征具有较强的区分能力.利用无监督分类方法ISODATA分类,验证了光谱特征指数在检测苹果损伤方面具有较高的特异性,对苹果损伤的检测正确率达到92.50%.[结论]研究结果适用于苹果损伤的实时快速检测,为苹果的精准管理生产提供技术基础与参考.
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美国白蛾飞行能力的测定
《应用昆虫学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：【目的】明确性别、日龄及温度等因素对美国白蛾Hyphantriacunea（Drury）飞行能力的影响，为预测种群扩散趋势以及监测预警提供科学依据。【方法】利用昆虫飞行磨吊飞方法，测定了不同日龄、性别及温度对美国白蛾成虫飞行能力的影响。【结果】美国白蛾雄虫的飞行能力显著高于雌虫。不同日龄美国白蛾飞行能力也存在显著差异。雄虫的飞行能力随日龄的增加呈下降趋势。1日龄雄虫最大累计飞行距离17.87 km，最大累计飞行时间17.38 h。雌虫飞行能力随着日龄的增加呈现先增强后减弱的趋势，其中，3日龄雌虫最大累计飞行距离8.21 km，最大累计飞行时间7.4 h。对平均累计飞行距离、平均累计飞行时间以及平均飞行速度进行双因素方差分析，未发现明显的性别日龄交互作用。处于低温（16℃）环境条件下，雄虫飞行速度明显减缓。【结论】美国白蛾雄虫飞行能力高于雌虫，随着日龄的增加，雄虫飞行能力逐渐降低，雌虫呈现出先升高后降低的变化趋势。低温对美国白蛾雄虫飞行能力具有一定影响。
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"甜味糯"新型鲜食玉米及其代表品种京科糯768的选育
《植物遗传资源学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：本研究阐述了“甜味糯”新型鲜食糯玉米极其代表品种的培育。通过对糯质玉米的种质创新和改良提升，实现果穗上的所有籽粒都是糯质，在适采期内，糯质籽粒糖度值平均可达到12度以上，显著高于普通糯玉米，带有明显的甜味，形成“糯中有甜”的特殊口感品质。北京市农林科学院鲜食玉米创新团队从2011年开始“甜味糯”种质创新和品种培育工作，利用创新集成的“大群体、严选择、单株配合力测定”以及“优系聚合”等育种方法，并通过大量田间表型鉴选和籽粒糖度、口感品质等鉴定评价，创制选育出“甜味糯”新型玉米优良自交系ZN3。以ZN3为骨干亲本，组配育成京科糯768等“甜味糯”新型鲜食糯玉米系列新品种，鲜籽粒糖度达14度以上，具有籽粒甜度高、口感品质好、高产稳产、多抗广适、采收期长等综合优点。京科糯768被评为“全国十大优秀糯玉米品种”，于2021年通过四大生态区国审，适宜在全国鲜食玉米生态区种植。“甜味糯”玉米将是我国未来鲜食糯玉米的一个重要发展方向。
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融合无人机多源传感器的马铃薯叶绿素含量估算
《农业机械学报 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：叶绿素是衡量作物光合作用的重要指标，监测马铃薯关键生育期叶片叶绿素含量(Leaf chlorophyll content, LCC)至关重要。获取马铃薯块茎形成期、块茎增长期和淀粉积累期的无人机RGB和多光谱影像，提取无人机多光谱影像的光谱反射率构建植被指数(Vegetation index, VIs),利用Gabor滤波器提取RGB影像的纹理信息(Texture information, TIs)。然后利用机器学习SVR-REF方法进行数据降维获取植被指数和纹理特征重要性排序，并采用迭代的方法在植被指数最佳模型中加入纹理信息，观察每次加入的纹理信息对模型的动态影响。最后使用支持向量机(Support vector machine, SVR)和K-最近邻算法(K-nearest neighbor, KNN)2种机器学习方法进行建模。结果表明，马铃薯3个关键生育期，加入纹理特征后的2种模型精度和稳定性均有提高，且SVR模型精度优于KNN。块茎形成期，SVR模型建模R~2由0.61提升至0.71,RMSE由0.20 mg/g降为0.17 mg/g,精度提升14.2%,验证R~2由0.58提升至0.66,RMSE由0.19 mg/g降至0.17 mg/g,精度提升10.5%。块茎增长期，SVR建模R~2由0.59提升至0.67,RMSE由0.16 mg/g降至0.14 mg/g,验证R~2由0.71提升至0.79,RMSE由0.15 mg/g降至0.13 mg/g,精度提升13.3%。淀粉积累期，SVR建模R~2由0.62提升为0.69,RMSE由0.17 mg/g降至0.14 mg/g,精度提升17.6%,验证R~2由0.47提升至0.63,RMSE由0.17 mg/g降至0.14 mg/g,精度提升17.6%。另外，3个时期参与SVR建模的植被指数数量分别为19、16、3,纹理数量分别为4、2、9,在植被指数不能充分响应叶绿素含量时，会有更多纹理信息参与建模，并且模型精度提升更高，进一步论证了纹理特征在马铃薯叶绿素含量反演中的重要性。
关键词： 马铃薯 叶绿素含量 图谱融合 Gabor纹理 机器学习
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饲粮代谢能水平对14~17周龄不同性别北京油鸡育肥期生长性能、屠宰性能、肉品质及血清生化指标的影响
《动物营养学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：本试验旨在研究饲粮代谢能水平对14～17周龄不同性别北京油鸡育肥期生长性能、屠宰性能、肉品质及血清生化指标的影响，为确定北京油鸡适宜饲粮代谢能水平提供依据。本试验严格按照完全随机区组试验设计进行。选取13周龄北京油鸡600只，公母各占1/2，根据体重一致原则随机分为6组，其中3个组均为公鸡，另外3个组均为母鸡，每组5个重复，每个重复20只。3个组分别为低代谢能组（饲粮代谢能水平为12.20 MJ/kg）、中代谢能组（饲粮代谢能水平为12.64 MJ/kg）、高代谢能组（饲粮代谢能水平为13.08 MJ/kg）。预试期1周，正试期4周（14～17周龄）。结果显示：1)高代谢能组公鸡和母鸡的平均日增重显著高于其他2组（P ＜0.05），且高代谢能组母鸡的料重比显著低于其他2组（P ＜0.05），饲粮代谢能水平为13.08 MJ/kg时公鸡和母鸡有较好的生长性能。2)公鸡方面，低代谢能组的腿肌率显著高于其他2组（P＜0.05）；母鸡方面，低代谢能组的全净膛率显著高于高代谢能组（P＜0.05），翅膀率显著低于高代谢能组（P ＜0.05）。低代谢能组公鸡和母鸡的皮脂厚度显著低于其他2组（P ＜0.05）。饲粮代谢能水平对公鸡和母鸡的屠宰率、半净膛率、胸肌率、腹脂率均无显著影响（P＞0.05）。3)公鸡方面，低代谢能组的胸肌和腿肌蒸煮损失显著低于其他2组（P＜0.05），胸肌粗蛋白质含量显著高于其他2组（P＜0.05）；中代谢能组的胸肌和腿肌水分含量显著低于其他2组（P＜0.05），高代谢能组腿肌pH24 h显著高于其他2组（P＜0.05）；母鸡方面，高代谢能组的胸肌和腿肌蒸煮损失显著高于其他2组（P＜0.01），胸肌水分、粗蛋白质含量显著低于其他2组（P＜0.05），低代谢能组的胸肌粗脂肪含量显著低于其他2组（P＜0.05），中代谢能组的胸肌pH24 h显著低于其他2组（P＜0.05），腿肌pH24 h显著高于低代谢能组（P＜0.05）。饲粮代谢能水平对公鸡和母鸡胸肌和腿肌滴水损失无显著影响（P＞0.05）。4)高代谢能组公鸡的血清尿酸含量显著低于其他2组（P＜0.05），母鸡的血清白蛋白含量显著低于其他2组（P＜0.05）。饲粮代谢能水平对公鸡和母鸡血清总蛋白、球蛋白、尿素氮含量与碱性磷酸酶、谷草转氨酶、谷丙转氨酶活性以及血清脂代谢指标均无显著影响（P＞0.05）。本试验条件下，优先考虑生长性能时，14～17周龄北京油鸡公鸡和母鸡育肥期饲粮适宜代谢能水平为13.08 MJ/kg；优先考虑肉品质、屠宰性能时，14～17周龄北京油鸡公鸡和母鸡育肥期饲粮适宜代谢能水平分别为12.20和12.64 MJ/kg。
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保卫细胞表达调控启动子研究进展
《分子植物育种 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：保卫细胞是研究植物逆境胁迫和生物学功能的重要细胞模型。通过筛选和设计保卫细胞高表达调控启动子，可以实现下游抗逆基因在保卫细胞的有效表达，为转基因分子育种提供理论基础和优异基因资源。本研究概述了近30年来发现的保卫细胞专一性表达、优势表达、发育谱系细胞表达和嵌合型表达启动子的研究进展，以及[T/A]AAAG顺式作用元件在启动子区中的相对位置与特异性表达的关系。此外还指出了保卫细胞特异性启动子研究目前存在的问题，并对未来发展方向提出了展望。
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