应用转录组分析不同施肥对玉米穗位叶中糖类、脂类和蛋白质代谢的影响

曾黎; 朱凯丽; 刘立功; 刘树堂; 李军; 《西南农业学报 》 2023 北大核心 CSCD

摘要：[目的]明确田间条件下施加氮(N)、磷(P)和钾(K)肥对玉米穗位叶内糖类、脂类和蛋白质代谢相关基因的表达模式与分子调控机制.[方法]以玉米"鲁豫16号"为材料,设置5个处理:不施肥(CK)、氮肥(N)、氮+磷肥(NP)、氮+钾肥(NK)和氮+磷+钾肥(NPK).于灌浆期选取穗位叶的上半部分,利用RNA-Seq技术进行转录组分析,利用Hisat2等软件分析不同肥料处理下糖类、脂类和蛋白质代谢相关差异表达基因(Differentially expressed genes,DEGs).[结果]GO(Gene ontology)功能富集分析发现,与糖类、脂类和蛋白质代谢相关的DEGs在生物过程(Biological process,BP)、细胞组成(Cell component,CC)和分子功能(Molecular function,MF)均有富集.尽管富集的条目相同,但在不同组合处理下DEGs数目各异.KEGG(Kyoto encyclopedia of genes and ge-nomes)通路富集分析表明,碳代谢、淀粉、蔗糖代谢和氨基酸合成途径中富集的DEGs数目较多.在不同施肥处理下,|log2FC|>1且P<0.05的参与糖类、脂类和蛋白质氨基酸代谢的DEGs总数分别是82、29和84个.其中,|log2FC|>2的DEGs总数分别是24、6和17个.DEGs数目以NPvsCK和NPKvsCK组合最多,NvsCK组合最少.对|log2FC|>2的DEGs分析发现,这些DEGs在表达水平和表达模式存在显著差异.[结论]氮、钾、磷肥配施显著影响玉米叶片糖类、脂类和蛋白质代谢相关基因的转录水平,鉴定出了一些参与三大有机物质代谢的关键基因,为将来通过合理施肥提高玉米叶片光合利用率提供了分子方面的依据.

关键词： 玉米 转录组 氮肥 磷肥 钾肥

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黏虫幼虫体表挥发物成分鉴定及其对中红侧沟茧蜂寄主定位行为的影响

陶宇逍; 单双; 王山宁; 李瑞军; 张永军; 《植物保护学报 》 2023 北大核心 CSCD

摘要：为提高中红侧沟茧蜂Microplitis mediator田间寄生效率，对黏虫Mythimna separata 1～5龄幼虫体表挥发物进行提取，采用气相色谱-质谱（gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS）技术对其成分进行分析，采用气相色谱-触角电位（gas chromatography-electron antenneal detection,GCEAD）技术确定引起中红侧沟茧蜂触角电位（electroantennogram,EAG）反应的挥发性物质，同时通过Y型嗅觉仪测定中红侧沟茧蜂对其的选择反应。结果显示，中红侧沟茧蜂雌成蜂对黏虫1～3龄幼虫体表粗提物有显著的选择反应，反应率分别为60%、68%和56%；中红侧沟茧蜂触角对黏虫体表粗提物中的2,4-二甲基庚烷、5-乙基-2-甲基辛烷、十二烷、1,3-二叔丁基苯、2,4-二甲基十一烷、十六烷、2,6,10,15-四甲基十七烷和抗坏血酸二棕榈酸酯10种物质均有电生理反应，EAG反应随浓度升高而增强；中红侧沟茧蜂雌雄成蜂对这10种物质的选择反应存在性别差异；其中中红侧沟茧蜂对其中的8种物质及黏虫1～3龄幼虫体表粗提物的模拟混合物有显著的选择反应，表明测定的10种黏虫幼虫体表挥发物对中红侧沟茧蜂有寄主定位作用。

关键词： 中红侧沟茧蜂 黏虫 体表挥发物 触角电位反应 行为选择反应

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病害胁迫下玉米LAI遥感反演研究

刘帅兵; 金秀良; 冯海宽; 聂臣巍; 白怡; 程明瀚; 《农业机械学报 》 2023 EI 北大核心 CSCD

摘要：为了在病害发生条件下进行玉米LAI的遥感估算，针对41个不同抗性的玉米自交系品种，通过人工接种方法，获得了不同病害严重程度（1～9级）的LAI数据，同时采集了地面高光谱和无人机多光谱数据，构建了K近邻算法、支持向量机、梯度提升分类树和决策分类树分类模型对病害进行分类，对玉米种质资源抗病性进行了划分。基于不同玉米病害胁迫程度分类结果，采用随机森林回归、梯度提升回归树、极端梯度增强算法、轻量梯度提升机4种机器学习模型对玉米LAI进行反演，讨论了不同模型在病害胁迫下的鲁棒性。研究结果表明，对不同生育期玉米病害程度进行划分，基于地面高光谱识别精度分别为84.72%（梯度提升分类树）、47.67%（支持向量机）、55.05%（K近邻算法）、83.02%（决策分类树）。基于病害分类结果，本文利用无人机多光谱数据估算了不同病情等级胁迫下的玉米LAI。构建了4种集成学习模型对不同病情等级的LAI进行估算，4个LAI反演模型的总体反演精度（rRMSE）分别为：19.11%（梯度提升回归树）、15.94%（轻量梯度提升机）、14.51%（随机森林回归）和15.45%（极端梯度增强算法）。其中极端梯度增强算法对病害胁迫的普适性最好，不同病害等级下的反演精度rRMSE为15.19%（轻微）、17.46%（中等）、9.12%（严重）和9.63%（不抗病）。LAI反演模型普遍在病害早期和中期（病情等级1～7）对玉米LAI估算精度相差不大。但是对病情极其严重的玉米样本，其玉米LAI估算结果精度差异较大，田间不同病情等级胁迫会影响玉米LAI的准确估算。

关键词： 玉米病害 叶面积指数 无人机 高光谱 多光谱

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控释尿素接触施用对水稻秧苗生长的影响

李锦涛; 胡洋; 李炫; 丁紫娟; 杨朔; 聂玺斌; 黄飞; 侯俊; 曹兵; 《中国土壤与肥料 》 2023 北大核心 CSCD

摘要：育秧箱接触施肥技术是将控释氮肥在水稻育秧时一次性集中施于水稻种子附近，水稻根系紧密包裹住控释肥，水稻带肥移栽，是一种轻简高效的控释肥施肥技术。为了研究控释尿素不同施用量和育苗方式对水稻秧苗生长的影响，以当地常规氮肥用量（180 kg/hm~2，折合每盘控释尿素1550 g）为基准，按照常规育秧方式设置不同控释尿素氮用量（CK,25%CRU、50%CRU、75%CRU和100%CRU），同时在50%CRU处理上采用3种优化育秧方式（钵型毯状育苗盘B、采用“土肥混合物+种子+土”装填顺序S和两者组合优化SB，处理分别为50%CRU+S、50%CRU+B和50%CRU+SB）进行接触施肥育苗研究。结果表明：控释尿素接触施肥育苗氮用量不宜超过每盘775 g，即50%CRU处理的秧苗素质最佳，而75%CRU和100%CRU对秧苗生长有不同的抑制作用。与常规育苗（CK）相比，50%CRU的出苗率、整齐度、壮秧指数和充实度差异不显著，但是根干重、地上部干重和根系活力分别显著增加52.25%、73.22%和21.23%。随着控释尿素用量增大，育苗土含水量减小，土壤铵态氮和电导率增加，75%CRU和100%CRU的秧苗叶片丙二醛（MDA）含量比CK提高46.6%～272.0%，而叶片超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）活性分别降低22.8%～30.5%和6.5%～29.2%。3种优化育苗方式能在一定程度上提高秧苗高度和壮秧指数，对其他指标无显著影响。综上，控释尿素接触施肥用氮每盘775 g（相当于90 kg/hm~2）时秧苗生长最佳，优化育苗方式对壮秧指数和秧苗高度有促进作用，而对秧苗其他生长指标未产生显著影响。

关键词： 控释尿素 接触施肥 水稻 秧苗素质 铵态氮 抗氧化酶

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在流通配送过程中草莓果实品质变化研究

陈梦含; 袁树枝; 岳晓珍; 王清; 王福东; 郑淑芳; 《包装工程 》 2023 北大核心 CSCD

摘要：目的 为草莓流通配送提供关键技术参数,以期助力草莓电商产业高质量发展.方法 以草莓为试材,采用PET盒/泡沫内衬托盘包装,通过在实验条件下模拟直配、商超和电商3种流通配送模式分析草莓的生理特性和营养品质特性,探究不同流通配送模式下品质变化规律.结果 草莓在电商流通配送模式下的呼吸强度和乙烯释放速率均高于直配模式,但与商超无明显差异.除花色苷含量在电商模式下增高外,其他营养品质,如可溶性固形物、可溶性蛋白、抗坏血酸、总酚、总抗氧化能力、可滴定酸等在3种配送模式下无明显差异.草莓的呼吸强度和乙烯释放量随着配送时间的延长而升高.草莓营养品质在较短配送时长内变化不大.结论 在适宜温度(18~20℃)及防震包装的情况下,电商配送可以很好地维持草莓的营养品质,配送过程中短时轻微(15 min,200 r/min)的机械振动对草莓的生理特性影响较小.

关键词： 草莓 流通配送 电商 品质

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基于全球专利视角下的玉米育种技术发展态势分析

王敏; 郑淑波; 孟令聪; 周德龙; 张妤; 刘成元; 汪孟丽; 刘文国; 赵静娟; 路明; 《玉米科学 》 2023 北大核心 CSCD

摘要：育种技术的研究和发展有力地推动了优良品种的更新换代。本文通过对2017-2021年间全球玉米育种技术领域相关专利数据挖掘与分析，重点从主要专利布局区域、权利人、技术分布、热点分布以及高价值专利等方面分析发展动态与竞争态势。分析表明，美国是玉米育种技术的专利领先国，专利申请和高价值专利分别占全球的40%和69%，专利研发机构为跨国种业企业集团为主。我国玉米育种技术专利申请排名全球第3，研发机构以科研院所、大学为主，但高价值专利偏少，仅为美国的5.86%。提出要增强玉米育种技术研发与专利布局等3方面建议。

关键词： 玉米育种技术 全球专利 发展趋势

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氧纳米气泡制备及其在农业领域的应用研究进展

张羽嘉; 徐书含; 李德天; 串丽敏; 朱元宏; 王丰; 曹林奎; 沙之敏; 《中国生态农业学报(中英文) 》 2023 北大核心 CSCD

摘要：为系统了解氧纳米气泡及其在农业领域的应用研究进展与发展趋势,本文就近15年来氧纳米气泡的研究进展与成果,总结了氧纳米气泡的研究概况;对氧纳米气泡的制备方法与性质进行了探讨;重点综述了氧纳米气泡在农业生产领域与农业环境治理领域的应用.农业生产领域的应用包括促进种子发育与作物生长、提高水产养殖产量与经济效益等,农业环境治理领域的应用,包括促进稻田甲烷减排、去除土壤中的重金属等污染物质、治理农业面源污染等.展望了氧纳米气泡技术今后的研究重点与对策建议,包括深入研究氧纳米气泡的增氧机理及作用机制,进一步开发农业领域氧纳米气泡的制备技术,拓展氧纳米气泡技术在农业生产及环境修复中的适用性,开展氧纳米气泡的规模化应用研究等.研究成果可为氧纳米气泡的基础研究和在农业领域的应用研究提供思路与方法.

关键词： 氧纳米气泡 农业生产 农业环境 增氧 减排 面源污染

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黑曲霉菌剂不同处理对西瓜根际细菌群落及土壤理化性质的影响

赵娟; 刘霆; 张涛涛; 董丹; 秦文韬; 张高鹏; 《微生物学通报 》 2023 北大核心 CSCD

摘要：【背景】针对我国设施栽培西瓜土传病害发生严重、土壤理化性质劣变等问题，探究微生物菌剂对西瓜根际土壤微生物群落调控及土壤营养改良的作用。【目的】研究黑曲霉菌剂不同处理方式对设施栽培西瓜根际细菌多样性、群落结构及土壤理化性质的影响。【方法】通过高通量测序分析黑曲霉菌剂不同处理对西瓜根际土壤细菌多样性和群落结构的影响；采用分析化学方法测定西瓜根际土壤理化性质并解析驱动西瓜根际细菌群落动态变化的主要理化因素。【结果】黑曲霉菌剂（Y）、氨基寡糖素水剂（A）及黑曲霉菌剂与氨基寡糖素水剂配施（YA）处理，细菌α多样性指数如Chao1、ACE和Shannon等较对照均有所增加；不同处理西瓜根际优势细菌在门水平包括变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteriota）、绿弯菌门（Chloroflexi）、酸杆菌门（Acidobacteriota）等，其中Proteobacteria相对丰度最高，依次为A（28.26%）＞Y（26.74%）＞YA（22.61%）；黑曲霉菌剂处理西瓜根际土壤芽单胞菌科（Gemmatimonadaceae）和类诺卡氏菌科（Nocardioidaceae）相对丰度较对照明显提高到4.06%和2.43%，氨基寡糖素水剂处理中根际土壤假单胞菌属（Pseudomonas）丰度显著提高（P＜0.05），不同处理组微枝形杆菌属（Microvirga）相对丰度较对照均有所提高；黑曲霉菌剂单独或与氨基寡糖素水剂配施处理，西瓜根际土壤全氮、全磷及速效磷含量明显提高；冗余分析（redundancy analysis,RDA）表明，土壤pH、全氮、速效磷、速效钾与西瓜根际细菌群落结构具有显著相关性（P＜0.05）;Spearman相关性分析表明，根际假单胞菌科相对丰度与土壤全氮、全磷、速效磷、速效钾呈显著或极显著正相关。【结论】黑曲霉菌剂在设施栽培西瓜种植中单独或与氨基寡糖素水剂配施处理，具有提高西瓜根际土壤细菌多样性、增加有益菌群相对丰度、改良土壤理化性质从而提高土壤肥力的作用，该结果为黑曲霉菌剂产品开发及在设施栽培西瓜种植中合理应用提供了科学依据。

关键词： 黑曲霉菌剂 微生物多样性 高通量测序 土壤肥力 西瓜

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棕榈油基可降解包膜材料的制备及性能研究

庞敏晖; 董淑祺; 邹国元; 李鸿雁; 梁丽娜; 郭旋; 李丽霞; 《植物营养与肥料学报 》 2023 北大核心 CSCD

摘要：[目的]植物油多元醇的物化性质是影响聚氨酯材料微观结构和宏观性能的主要因素.尝试通过改变亲核试剂甲醇用量调节棕榈油多元醇羟值、黏度等物化指标,研究多元醇物性、聚氨酯性能与肥料养分控释性能之间的关联性,为优化棕榈油基聚氨酯包膜性能,降低可降解包膜肥料成本提供理论依据.[方法]以饱和度高的棕榈油为起始原料,采用环氧开环法,通过调节甲醇用量(醇油比为 0.4∶1~1∶1),合成了 4 种棕榈油多元醇,标记为POP1、POP2、POP3、POP4;以上述多元醇为原料,通过原位反应成膜技术制备了 4 种棕榈油基可降解包膜尿素,依次标记为PCU1、PCU2、PCU3、PCU4.研究了甲醇用量对棕榈油多元醇羟值、酸值、黏度、分子量及官能度的影响,借助傅里叶红外光谱(FTIR)、核磁共振氢谱(1H NMR)、扫描电子显微镜(SEM)和热重(TG)等表征手段,系统分析了甲醇用量对棕榈油多元醇及其膜材微观结构的影响.进一步采用质量法和水泡法,测试包膜的吸水率和肥料氮素累积释放率,分析甲醇用量对包膜耐水性和控释性的影响.最后,通过包括含 3 个包膜浓度的发芽试验,评价包膜的安全性.[结果]通过调节甲醇用量合成了羟值范围在 101~132 mgKOH/g、黏度范围在 365~618 mPa·s、官能度在 1.89~2.73 的棕榈油多元醇.FTIR和1H NMR分析结果表明,棕榈油多元醇为聚醚酯多元醇,且随着甲醇用量的增加,多元醇分子中羟基官能团的数量逐渐增加,但分子的主体结构没有变化.当醇油比为 0.8∶1~1∶1 时,棕榈油多元醇羟值约为 130 mgKOH/g、黏度小于700 mPa·s,官能度大于 2,且制备的包膜具有良好的热稳定性和耐水性.在无助剂包覆且包衣率为 3%时,所制包膜尿素PCU3 和PCU4 氮素初期释放率约为 7%,释放期为 20 天以上.试验证实包膜对种子萌发及作物生长没有不良影响.[结论]最佳甲醇和棕榈油比范围为 0.8∶1~1∶1,在此比例下的棕榈油多元醇羟值约为130 mgKOH/g,官能度大于 2,黏度小于 700 mPa·s,以其合成的棕榈油基可降解包膜材料的控释性能良好,棕榈油含量大于65%.

关键词： 棕榈油 聚氨酯 生物降解 控释肥

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记忆永恒-深切缅怀恩师王运华先生

赵同科; 《华中农业大学学报 》 2023 北大核心 CSCD

摘要：2022年12月15日晚，首次感染新型冠状病毒的我浑身难受，咳嗽、发烧、喉咙痛痒，几乎一夜未眠。就在渐渐迷糊时分，16日清晨6点不到，一阵手机电话铃声把我惊醒，很不情愿地拿起手机，原来是同门好友赵竹青打来，他心情沉重而伤感地告诉我，王运华先生去世了！犹如晴天霹雳，我惊了几秒才缓过神来，真不敢相信这是真的，因为就在半月之前，我还通过视频与先生和先生的儿子讨论88岁或者90岁大寿的事情。当时我建议2023年88寿过周岁，2024年90寿过虚岁。谁知道这都成为不可能了。呜呼哀哉！可恶的病毒！

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