科研产出
长期施肥对黄棕壤细菌多样性的影响
《植物营养与肥料学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：【目的】基于武汉黄棕壤长期定位试验（1981—2016年）,探究不同施肥措施下土壤肥力演变和土壤微生物多样性变化,为黄棕壤培肥以及农业绿色可持续发展提供依据。【方法】本研究采用Illumina MiSeq高通量测序技术和偏最小二乘路径模型（PLS-PM）综合分析了不施肥（CK）、氮磷钾（NPK）、常量有机肥（OM）、氮磷钾+常量有机肥（NPK+OM）和氮磷钾+高量有机肥（NPK+OMM） 5种不同施肥方式对黄棕壤理化性质、细菌多样性的影响及其与产量的关系。【结果】1)与CK相比,施有机肥处理显著增加了土壤碱解氮、有效磷、速效钾和有机碳含量,而NPK处理只显著增加了土壤有机碳含量。NPK+OMM处理的土壤有效磷和速效钾含量显著高于OM和NPK+OM处理,3个有机肥处理间的碱解氮、有机碳含量差异不显著。4个施肥处理均显著提高了水稻产量,但处理间差异不显著。2) OM处理土壤微生物多样性最高,而高量粪肥投入的NPK+OMM处理,细菌多样性有下降的趋势,但各施肥处理间细菌多样性差异不显著。3)长期不同施肥方式影响土壤细菌群落结构,其中NPK+OM和NPK+OMM处理细菌群落结构更接近。OM处理提高了变形菌纲和放线菌纲的相对丰度,降低了绿弯菌纲和硝化螺旋菌纲的相对丰度。NPK处理降低了放线菌纲和硝化螺旋菌纲相对丰度,提高了酸杆菌纲相对丰度。与NPK+OM处理比较,NPK+OMM处理降低了放线菌纲和α-变形菌纲相对丰度,提高了厌氧绳菌纲、绿弯菌纲和硝化螺旋菌纲相对丰度。4) PLS-PM显示土壤有机碳（SOC）、碱解氮、有效磷和速效钾对细菌群落结构表现出正调控（路径系数=0.36）,而pH表现负调控（路径系数=-0.48）;但是对细菌多样性的影响都较小;影响产量的理化指标主要是SOC、碱解氮和有效磷。土壤细菌多样性对产量显示正调控（路径系数=0.42）。【结论】土壤有机碳（SOC）和碱解氮、有效磷、速效钾含量对细菌群落结构有正调控作用,而pH有负调控作用。与NPK处理相比,长期施用常量有机肥（OM）处理提高了细菌多样性和水稻产量,而高量有机肥配施氮磷钾肥（NPK+OMM）会导致细菌多样性和产量降低。
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小麦种子颜色测定的色差计法和目测法及对穗发芽抗性的鉴定效果
《麦类作物学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：为了解种子颜色目测法和色差计法对小麦穗发芽抗性的鉴定效果,利用这两种方法对1018份小麦材料种子颜色进行测定,并分析了色差计量指标L*、a *、b*及a*/b*、b*/a*、a*/L*、b*/L*值与种子颜色和穗发芽抗性的关系.结果表明:(1)红粒小麦a*、a*/b*和a*/L* 的均值均显著高于白粒小麦,其他指标均值显著低于白粒小麦;(2)a*/b *和b*/a*值与种子颜色相关性强,相关系数分别为-0.934和0.941,其线性回归方程可用于判断小麦种子颜色;(3)红粒小麦的穗发芽抗性显著高于白粒小麦,但不同红粒品种之间穗发芽抗性差异很大,变异系数为122.36%;(4)种子颜色及a*/b *和b */a *值与穗发芽抗性相关性强,相关系数分别为0.854、-0.831和0.835;其次是a*/L*值与穗发芽抗性的相关性,其相关系数为-0.735;(5)目测法获得的种子颜色可解释穗发芽抗性72.9%的变异,色差计参数可解释穗发芽抗性72.5%的变异,但在单独分析时,色差计参数对红粒和白粒小麦穗发芽抗性分别仅能解释11.4%和8.7%的变异.总之,色差计法测量种子颜色,可以作为 目测法判别小麦种子颜色的补充方法,用于种子颜色定性和定量比较分析.尽管红粒小麦比白粒小麦抗穗发芽,但鉴于红粒小麦品种(系)间穗发芽抗性差异很大,仍需进行穗发芽抗性鉴定.
关键词： 小麦;种子颜色;目测法;色差计,穗发芽
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播期对鄂中北地区不同类型粳稻产量、生育期及温光利用的影响
《作物杂志 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：为了明确鄂中北地区稻麦周年轮作模式下,播期对不同类型粳稻生育期、产量及其构成因素、温光资源利用的影响,以常规早熟中粳、中熟中粳、迟熟中粳、籼粳杂交早熟中粳和籼粳杂交中熟中粳为材料,在湖北省襄阳市农业科学院团山试验基地进行试验。结果表明,随着播期推迟,各类型粳稻生育期均显著缩短,迟熟中粳缩短幅度最大,籼粳杂交早熟中粳缩短幅度最小。各类型粳稻营养生长阶段受温光影响较大,而生殖生长阶段相对稳定;随着播期推迟,各类型粳稻全生育期有效积温及其利用率显著降低,日照时数利用率呈减少趋势。同一播期内,籼粳杂交中粳热量利用率高于常规中粳;各类型粳稻产量均以第Ⅰ播期最高,第Ⅴ播期最低,产量下降的主要原因是每穗颖花数和结实率显著降低。鄂中北地区粳麦周年轮作模式下,粳稻应首选籼粳杂交中熟中粳和常规迟熟中粳,其次是籼粳杂交早熟中粳。籼粳杂交中熟中粳和常规迟熟中粳的最佳播期为5月9日-5月15日。
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不同pH对半夏生长及生理特性的影响
《中药材 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：目的:通过水培试验探究半夏生长的最适pH,为半夏种植提供科学依据.方法:将半夏用不同pH(3.0,4.5,6.0,7.5,9.0)的霍格兰氏营养液进行培养,然后测定半夏幼苗的生长指标和抗氧化酶活性,并对结果进行统计分析.结果:pH范围为6.0~7.5时,半夏种茎萌发率较高,半夏幼苗生长较快,光合作用能力和抗氧化能力较强;当pH小于6.0或者大于7.5时,半夏幼苗叶片叶绿素含量下降,抗氧化系统失衡,半夏幼苗生长受到抑制(相比于pH=6.0~7.5).不同pH处理间的半夏种茎最终萌发率均无显著影响.结论:结合不同pH处理对半夏种茎萌发、幼苗生长、光合作用及抗氧化系统的影响表明,半夏生长的适宜pH范围为6.0~7.5.
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青砖毛茶对高脂饮食小鼠肠道微生物的影响
《中国食品学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：为了解青砖毛茶的健康功能以及对高脂饮食小鼠肠道微生物的影响,对青砖毛茶干预高脂饮食小鼠的主要生理、生化指标进行比较分析,并利用高通量测序技术分析小鼠肠道微生物的结构和组成。结果表明:青砖毛茶能够显著降低高脂饮食诱导的小鼠体重、肠系脂肪、肝脏质量和血清中主要血脂指标的增加;有效缓解高脂饮食小鼠肝脏肿大,降低高脂饮食诱导肝脏中的脂肪空泡的体积和数量增加,以及肝细胞损伤引起血清中谷丙转氨酶和谷草转氨酶的增加。青砖毛茶可以调节高脂饮食诱导的肠道微生物菌群紊乱,并与低脂组有相似的健康肠道菌群组成。共筛选到46个关键差异OTU在高脂饮食后发生显著改变,后又被青砖毛茶调节回来,其中有39个OTU与小鼠中至少1个主要生理、生化指标呈显著正相关或负相关。青砖毛茶可能是通过调节厚壁菌门/拟杆菌门的比值和丹毒丝菌科、红蝽杆菌科、红蝽杆菌科和瘤胃球菌科等菌群的相对丰度来缓解高脂饮食引起的代谢综合症。
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基于改进Res Net50模型的大宗淡水鱼种类识别方法
《农业工程学报 》 2021 EI 北大核心 CSCD
摘要：针对传统鱼类识别方法存在特征提取复杂、算法可移植性差等不足,该研究提出了一种基于改进ResNet50模型的淡水鱼种类识别方法。研究以鳙鱼、鳊鱼、鲤鱼、鲫鱼、草鱼、白鲢6种大宗淡水鱼为对象,通过搭建淡水鱼图像采集系统获取具有单一背景的淡水鱼图像,同时通过互联网搜索具有干扰背景的淡水鱼图像,共同构建淡水鱼图像数据集;再对淡水鱼图像进行预处理,以增加样本多样性;构建改进ResNet50模型,增加全连接层Fc1以及Dropout,引入迁移学习机制训练模型,同时选择CELU作为激活函数提高神经网络表达能力,通过Adam优化算法更新梯度,并嵌入余弦退火方法衰减学习率。为验证改进ResNet50模型的准确率等性能,对6种淡水鱼进行种类识别,结果表明:在单次验证方法下,选用包含单一背景图像和干扰背景图像构成的淡水鱼图像数据集训练模型,识别准确率为96.94%,比经典模型提高1.22%,单张淡水鱼图像样本的平均检测时间为0.234 5 s;在四折交叉验证下,选用具有单一背景的图像数据集,模型的识别准确率为100%,选用包含单一背景图像和干扰背景图像的淡水鱼图像数据集,模型的识别准确率为96.20%,说明模型具有较好的泛化性能和鲁棒性。针对混淆矩阵的可视化结果表明:改进的ResNet50模型具有通用的结构和训练方式,对不同背景下的淡水鱼进行种类识别具有较高的准确率,可为淡水鱼种类识别提供技术借鉴。
关键词： 图像识别 水产养殖 淡水鱼 种类识别 深度学习 改进ResNet50模型 超参数优化 可视化
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不同处理对蛭石栽培的微型薯疮痂病防控效果及其微生态效应分析
《华中农业大学学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：通过田间小区试验评价了6个不同处理对蛭石栽培的微型马铃薯疮痂病的防效,并采用16S核糖体基因高通量测序技术研究了蛭石中细菌群落结构的变化。试验结果显示,棉隆+青霉菌34107处理对疮痂病防效最好（93.43%）,显著高于对照药剂中生菌素处理（65.10%）;而且商品薯的数量和经济效益也最高,分别达到348.3万个/hm2和35.70万元/hm2。蛭石中细菌相对丰度均以变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）和拟杆菌门（Bacteroidetes）最高,但不同处理之间丰度差异较大。除青霉菌34107处理外,其余处理细菌多样性指数均有不同程度的下降,但棉隆+青霉菌34107处理较中生菌素处理高,且显著高于棉隆处理（P<0.05）。统计分析结果显示,总共185个属的丰度发生显著变化（P<0.05）,其中92个属（49.7%）为5个处理共有。棉隆和青霉菌34107处理发生显著变化属的数量最多（112个）,而棉隆+青霉菌34107处理最少,仅30个属上调。在青霉菌34107和棉隆+青霉菌34107处理中,有益菌假单胞杆菌（Pseudomonas）数量显著增加,说明青霉菌34107处理,尤其是与棉隆协同使用,能有效促进蛭石中有益菌繁殖。相关性分析结果显示,蛭石中链霉菌丰度与55个属细菌呈显著正相关（P<0.05,r>0.6）,包括中慢生根瘤菌（Mesorhizobium）、Solirubrobacter、包层不黏柄菌（Asticcacaulis）等,而与Dyadobacter、Pedobacter、Paenarthrobacter等8个属丰度呈显著负相关（P<0.05,r<-0.6）。研究结果表明,以棉隆消毒联合青霉菌34107处理对微型薯疮痂病防效最好,同时促进了蛭石中细菌多样性和有益菌的增殖。此外,还发现链霉菌的数量与土壤多种细菌密切相关。
关键词： 马铃薯疮痂病 棉隆 土壤消毒 青霉菌 微生物多样性 16S核糖体高通量测序
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基于mtDNA和cpDNA序列的甘薯栽培种及近缘野生种分析
《华南农业大学学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：【目的】利用线粒体DNA（Mitochondrial DNA,mtDNA）序列和叶绿体DNA（Chloroplast DNA,cpDNA）mat K序列对甘薯Ipomoea batatas栽培种及近缘野生种进行分子鉴定和亲缘关系分析,为甘薯栽培种和近缘野生种的种质鉴定、保护及开发利用提供理论依据。【方法】以3个甘薯栽培种及8个近缘野生种为材料,采用CTAB法提取基因组DNA,通过PCR扩增mtDNA序列和cpDNA mat K序列,使用DnaSP 6.0对序列进行核苷酸多态性、单倍型多样性等特征分析,并基于邻接法构建3个甘薯栽培种及8个近缘野生种的系统发育进化树。【结果】5个mtDNA序列和cpDNA mat K序列经测序、比对、拼接后,长度为6 713 bp,GC占比在47.79%～48.31%之间。合并序列的单倍型数量、核苷酸多态性、变异位点数量、单一突变位点数量、简约信息位点数量和插入/缺失位点数量分别为9、0.003 25、69、39、30和111。中性检验显示,合并序列差异不显著（P>0.10）,遵循中性进化模型。3个甘薯栽培种及8个近缘野生种间的遗传距离在0.000 00～0.005 84之间,平均遗传距离0.003 26,遗传多样性较低;按照亲缘关系被分为2大类,各大类内部亲缘关系较近。【结论】本研究采用的序列可对甘薯栽培种和近缘野生种进行准确的鉴定区分,为甘薯近缘野生种的进化和利用提供参考和理论指导。
关键词： 甘薯 线粒体DNA matK序列 系统发育 遗传多样性
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"早籼晚粳"双季机插周年氮肥高效运筹研究
《华中农业大学学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：以"早籼晚粳"（早稻"两优287",晚稻"鄂粳403"）种植模式为研究对象,设置了6组氮肥组合,包括早稻3组（基肥∶分蘖肥∶穗肥分别为N1/N2（6∶4∶0）、N3/N4（6∶3∶1）和N5/N6（5∶3∶2））、晚稻2组(基肥∶分蘖肥∶穗肥分别为N1/N3/N5（5∶3∶2）、N2/N4/N6（5∶2∶3）及不施氮肥处理（对照,CK,N0）,考察双季的分蘖动态变化、叶面积指数（LAI）和SPAD值、关键生育期干物质积累量、产量和产量构成、氮肥利用率等指标。结果显示:早稻氮素施用后移显著提高成穗率,N5/N6的成穗率达到95.5%,晚稻以N3处理有效穗最高;早稻叶面积指数以N3/N4处理最高,较N1/N2提高42.6%,前者叶片衰老速度低于后者,晚稻LAI也以N3处理最高;早稻氮素施用后移后,N3/N4和N5/N6产量较N1/N2显著提高,增产分别达到17.3%、14.6%,晚稻N3产量显著高于其他处理,周年产量以N3处理最高;N3处理的周年氮肥农学利用率（AE）比其他处理的平均值高43.3%,氮肥偏生产效率（PFP）高11.7%。研究表明早籼稻氮肥施用比例以基肥∶分蘖肥∶穗肥=6∶4∶0,晚粳稻以5∶3∶2的搭配组合对提高周年产量和氮肥利用率有显著促进作用。
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生长环境对克氏原螯虾细菌群落多样性的影响
《食品工业科技 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：为探索生长环境对克氏原螯虾（Procambarus clarkii）细菌群落多样性的影响,本实验利用Illumina MiSeq测序技术,对克氏原螯虾尾肉、养殖水体及周围土壤进行基因序列测序,分析小龙虾虾肉与其生长环境之间的相关性。多样性分析结果表明,土壤的微生物多样性高于小龙虾和水体多样性,分析三组样品在不同分类水平的相对丰度发现,小龙虾、土壤和水体中有相对固定的优势菌群,在门类为变形菌门（Proteobacteria）和拟杆菌门（Bacteroidetes）,α-变形菌纲（Alphaproteobacteria）、β-变形菌纲（Betaproteobacteria）和δ-变形菌纲（Deltaproteobacteria）等在小龙虾尾肉、土壤及水体中的平均相对丰度较高,而在科和属水平上无共有优势菌群。PICRUSt2代谢功能预测结果表明,3组样品在有氧呼吸（aerobic respiration I）、脂肪酸合成（fatty acid elongation）、氨基酸生物合成（amino acid synthesis）和核糖核苷酸代谢途径（nucleotide sugar metabolism）中代谢通路丰度最高。研究结果进一步解释了生长环境和克氏原螯虾微生物群落结构间的相关性和差异性。
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