基因组选择及其在水产动物育种中的研究进展

宋海亮; 胡红霞; 《农业生物技术学报 》 2022 北大核心 CSCD

摘要：基因组选择(genomic selection, GS)方法自2001年提出以来发展迅速,已成为动植物育种领域的研究和应用热点,给动植物育种带来了革命性的变化。基因组选择弥补了传统育种方法的不足,理论和育种实践表明,基因组选择的准确性高于传统育种,可加快育种进程,提高育种效率。当前,水产动物已开展了大量基因组选择研究,但相比于畜禽动物,水产动物基因组选择尚处于起步阶段。本文综述了基因组选择的原理和流程、前提条件、分析方法、优势和影响因素,并阐述了基因组选择技术在水产动物育种中的研究进展,讨论了水产动物应用基因组选择存在的问题和挑战,并对基因组选择的发展前景进行了展望,旨在为基因组选择在水产动物上的应用提供参考。

关键词： 水产动物 基因组选择 育种

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东北黑土漫岗区春耕期土壤水分空间变异及地形影响

靖亭亭; 胡海棠; 邱春霞; 李存军; 周静平; 张巧玲; 白翠; 《水土保持研究 》 2022 北大核心 CSCD

摘要：土壤水分存在强空间变异特征,在多重尺度上受地形、土壤、土地利用、植被等因素综合影响,是农业生产和耕作的关键要素.为了揭示东北黑土漫岗区春耕期农田土壤水分空间变异特征及分析地形因子对其影响,以赵光农场为研究对象,利用Sentinel-1数据反演的土壤水分和DEM数据,采用半方差函数、集成推进树算法(ABT)等方法分析了春耕期土壤水分的空间变异及地形因子(坡度、坡向、坡位、高程、地形湿度指数)对土壤水分空间异质性的相对影响,并系统分析了土壤水分在不同坡位、坡度和坡向的变化特征.结果 表明:研究区2018年4月24日处于春耕时期黑土漫岗区的土壤质量含水量分布在25%~37%;地块内部变异系数为5.81%,相邻地块间变异系数为4.16%;针对整个农场尺度土壤水分空间变异的有效变程为3000 m,地块尺度上有效变程为300 m.土壤水分分布与地形湿度指数呈显著正相关,与坡度、坡向、高程、坡位呈显著负相关;坡位、坡度、坡向是影响土壤水分空间变异的主控因子,其累计相对解释率超过了70%,其中坡位占36.28%.研究结果有助于了解东北黑土漫岗区春耕期农田土壤水分空间分异规律及影响机制,对黑土漫岗区土壤水分管理、春耕春播期农机科学调度、保障粮食安全具有重要意义.

关键词： 土壤水分;空间变异;东北黑土漫岗区;地形因素;坡位

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柳枝稷人工穗芽块遗传转化体系的初步建立

柴乖强; 韦明月; 封文佳; 李琳; 段义忠; 范希峰; 《中国草地学报 》 2022 北大核心 CSCD

摘要：以柳枝稷Alamo和Cave in rock两个基因型的471块人工穗芽块为外植体,采用农杆菌介导法转化糜子叶片表皮蜡质合成基因PmWX2,经过共培养、抗性穗芽块筛选和生根,共获得了 30株转化植株,PCR检测分析表明目的基因PmWX2已整合到柳枝稷基因组中,其最高转化效率为1.23%.对柳枝稷转基因植株苗期叶片的蜡质含量分析结果表明,4个转PmWX2基因株系中,Line 2和Line 8的蜡质总量分别是对照的1.7倍和1.5倍,显著高于对照(P<0.05);在转基因植株的蜡质成分中,变化最明显的是β-二酮和O H-β-二酮,株系Line 2的β-二酮和O H-β-二酮分别比对照增加了 134.2%和184.9%,说明糜子PmWX2基因在株系Line 2中已经表达.表皮蜡质晶体结构分析显示,转基因株系Line 2叶片反面棒状蜡质晶体较野生型显著增多,说明蜡质合成基因PmWX2促进了柳枝稷叶片表皮棒状蜡质晶体的合成及分泌.人工穗芽块遗传转化体系的建立为柳枝稷的基因功能分析提供了方法支撑.

关键词： 柳枝稷 人工穗芽 遗传转化 表皮蜡质

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基于深度学习的跨年龄人脸识别

孙文斌; 王荣; 孙连烛; 林源松; 《激光与光电子学进展 》 2022 北大核心 CSCD

摘要：年龄变化是影响人脸识别模型性能的主要原因之一，为解决年龄变化所带来的模型识别率低的问题，提出了一种基于深度学习的跨年龄卷积神经网络模型（CA-CNN）用于跨年龄人脸识别。首先，利用卷积神经网络提取人脸图像中的深度人脸特征；然后，提出一种高效的卷积注意力模块从深度人脸特征中获取年龄特征，并结合多层感知机和多任务监督学习，将深度人脸特征非线性分解为年龄特征和身份特征；最后，为了更好地区分身份特征和年龄特征，提出了一种批核典型相关性分析模块对分解后的身份特征和年龄特征进行相关性分析。经过对抗性学习训练后，相关性最小化，实现了跨年龄人脸识别。所提模型在MORPH Album 2数据集上的rank-1识别准确率达到了99.03%，在CALFM数据集上的人脸验证等错率为9.8%，表明了所提模型的有效性。

关键词： 机器视觉 人脸识别 深度学习 注意力模型 相关性分析 跨年龄

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草莓根腐病的Dactylonectria病原菌鉴定

孙倩; 张玮; 燕继晔; 李兴红; 《植物病理学报 》 2022 北大核心 CSCD

摘要：0引言草莓（Fragaria×ananassa Duch．）为蔷薇科草莓属多年生草本植物^[1]，是北京市特色优势果品之一，为北京农民增收，区县经济发展，发挥了重要作用。引起草莓根腐病的病原菌种类众多，是较难防治的草莓病害。据报道，引起草莓根腐病常见的病原菌有镰刀菌属（Fusarium）、刺盘孢属（Colletotrichum）、疫霉属（Phytophthora）和丝核菌属（Rhizoctonia）^[1]。

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野牛草ISSR分子标记体系的优化及遗传多样性分析

袁红; 王羽玥; 郭爱强; 刘凌云; 范希峰; 武菊英; 《草原与草坪 》 2022 CSCD

摘要：本研究以L9(34)正交实验为基础,对野牛草(Buchloe dactyloides)的ISSR分子标记体系中各因素的最佳用量进行优化,主要包括Taq PCR Mix、引物、模板DNA及引物的退火温度.确定的最佳10μL体系为:5.0μL Mix、40 ng DNA模板、0.6μL引物(1.0μmol/L)及ddH2O补齐.最佳扩增条件为94℃预变性3 min;94℃变性30 s,48℃退火30 s,72℃延伸10 min,共34个循环;72℃延伸10 min;4℃保存.对收集到的39份野牛草资源的遗传多样性进行分析,UPGMA聚类将所有材料分为两大类,其中21号材料和天津滨海国际机场候选雌性野牛草材料的亲缘关系最近,可以作为后续材料扩繁和生产的种质资源.本研究中ISSR体系的探索与优化、遗传多样性分析为野牛草遗传多样性分析工作提供了依据.

关键词： 野牛草 ISSR分子标记 体系优化 聚类分析 遗传多样性

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融合多环境参数的鸡粪氨气排放预测模型研究

丁露雨; 吕阳; 李奇峰; 王朝元; 余礼根; 宗伟勋; 《农业机械学报 》 2022 EI 北大核心 CSCD

摘要：NH3是影响舍内肉鸡生长发育的主要有害气体,对其排放量的准确测量与预测有助于建立鸡舍环境调控模型,提升畜禽福利化养殖的水平.生产中,NH3监测多采用电化学传感器,精度差且寿命短,较难直接获取NH3排放量.结合NH3产生和释放的机理过程,选择相对较易获取的CO2排放量(ECO2)和H2O排放量(EH2O)等环境参数建立NH3排放量的预测模型.建立了肉鸡厚垫料养殖模式下,舍内鸡粪气体排放的模拟试验装置,连续多日 向试验装置内投入等量鸡粪以模拟鸡舍每日 粪便生成,监测温度、相对湿度以及CO2、H2O、NH3排放量数据.基于多种机器学习方法和环境参数,构建了 NH3排放量预测模型,并运用特征和排列重要性探究参数重要程度,运用部分依赖图和个体条件期望图探究模型对参数的依赖关系.依据氨气排放预测相关知识,将温度和相对湿度计算为水汽压差(VPD),对比引入VPD后,不同参数组合方式对最优模型的影响.结果表明极限随机树模型预测NH3排放量的效果最好,其R2为0.916 7、均方根误差为0.289 7 mg/(kg·h)、平均绝对百分比误差为10.82%.分析各模型参数,该模型对EH20的依赖性最大,引入VPD对极限随机树的预测能力没有提升.基于温度、相对湿度、EH2O、ECO2建立的极限随机树模型可较好地预测肉鸡垫料饲养工艺下粪便的NH3排放量.

关键词： 鸡粪 氨气 厚垫料饲养 排放速率 机器学习 预测模型

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不同母质温带草地植物群落多样性对人为干扰的响应

侯星辰; 鲁绍伟; 向昌林; 李少宁; 赵娜; 徐晓天; 《应用生态学报 》 2022 北大核心 CSCD

摘要：本研究以赛罕乌拉保护区2种不同土壤母质（黄土和沙母质）与3种利用方式（围栏打草、季节性放牧和自由放牧）草地为对象，基于群落组成调查数据，计算人为干扰指数与物种多样性指数，研究草地植物群落物种多样性与草地退化程度间的关系。结果表明：土壤母质与人为利用方式的差异使草地处于不同的退化状态，黄土与沙母质类型草地退化程度均随人为利用强度的增加而上升，且当人为利用方式相同时，黄土母质草地人为干扰指数（均值1.21）比沙母质草地（均值1.48）低。各样地物种多样性指数总体随土壤母质的砂质化和人为利用强度的增加而下降，其中Margalef丰富度指数为1.57～4.27,Shannon多样性指数为1.16～2.39,Simpson优势度指数为0.76～0.87,Pielou均匀度指数为0.71～0.80。随着人为干扰指数增加，丰富度指数、多样性指数和优势度指数均下降，而均匀度指数有上升趋势。过度放牧对2种土壤母质草地均会造成严重威胁，黄土与沙母质草地最适宜的利用方式分别为围封打草和季节性放牧。在今后生物多样性保护的实施过程中，需兼顾草地不同土壤母质与人为利用方式的影响，针对不同土壤母质条件规划不同的草地利用方式，实现因地制宜的草地恢复与管理。

关键词： 赛罕乌拉自然保护区 物种多样性 人为干扰 草地退化 温带草地

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间作修复对玉米镉含量影响的整合分析

刘静; 张祎; 康凌云; 杜连凤; 赵会薇; 闵欣月; 邹国元; 李顺江; 《植物营养与肥料学报 》 2022 北大核心 CSCD

摘要：[目的]分析间作修复对镉(Cd)污染农田玉米Cd含量影响,旨在为实现污染农田边生产边修复提供基础支撑.[方法]本研究以"玉米"、"Cd"、"间作"为关键词,在"中国知网"和"Web?of?Science"数据库检索2006—2020年期间发表的文献,筛选出符合要求的文献33篇,获得数据770组.以玉米单作为对照,利用整合分析(meta-analysis)方法揭示间作修复对玉米Cd含量影响,明确间作植物种类、玉米品种、土壤性质和栽培措施等因素的综合效应.[结果]与单作玉米相比,大田间作修复能显著降低玉米籽粒、茎叶和根Cd含量,尤其对籽粒Cd抑制作用最显著.蜈蚣草+籽粒苋、蜈蚣草、籽粒苋和龙葵等间作植物对玉米籽粒Cd含量有显著抑制作用;东单、海禾28和绿玉269等玉米品种籽粒Cd含量也显著受间作修复抑制.在弱酸性或中性土壤上,间作修复对玉米籽粒Cd的抑制作用增强;无论是安全利用类还是严格管控类农田,间作修复均能显著降低玉米籽粒Cd含量;间作行距对玉米籽粒和茎叶Cd含量影响不显著,但0~30?cm行距显著降低根Cd含量.盆栽间作修复涉及到的间作植物以及玉米品种较多,Meta分析结果表明,盆栽间作修复对玉米Cd含量降低作用不显著;此外,间作植物鸡眼草、黑麦草和苜蓿,以及主栽作物金珠蜜等间作修复效果在大田或盆栽试验下差异较大.[结论]间作修复可以显著降低玉米Cd含量,提高Cd污染玉米农田修复效率.选用合适的主栽玉米品种和间作修复植物是提高间作修复效果的重要因素;间作行距及土壤pH、Cd含量等因素对修复效果影响还需深入探讨.

关键词： 间作修复 Cd含量 玉米 Meta分析

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基于ELM神经网络的果品冷链乙烯监测校准模型与验证

陈谦; 杨涵; 王宝刚; 李文生; 钱建平; 孙雨潇; 《农业工程学报 》 2022 EI 北大核心 CSCD

摘要：冷链环境监测对于维持易腐果品品质安全至关重要,乙烯是关键监测要素之一.然而,现有果品冷链乙烯监测设备较少考虑与温湿度之间互作作用,影响监测精度和应用效果.该研究提出了一种基于ELM神经网络的乙烯监测校准模型并在多要素监测设备中验证.首先,以乙烯电化学传感器固有电压信号为基础,综合考虑温湿度变化影响,构建ELM神经网络乙烯监测校准模型,实现乙烯监测自适应校准;其次,以乙烯校准模型为核心,集成相关传感器、微控制器等模块,引入LoRa技术,开发果品冷链环境多要素监测设备;最后,以监测设备为载体,进行ELM模型离线测试和实际场景多要素监测性能验证.结果表明,该模型乙烯校准均方根误差达0.30μL/L,平均训练耗时0.0625 s,有效提高了动态环境下乙烯自适应监测性能;同时,该设备在冷链实际多要素环境中温度、相对湿度、乙烯浓度监测均方根误差达0.46℃,1.65%,1.11μL/L,可以满足果品冷链环境多要素监测精度需求.研究成果对于精准控制冷链环境、准确预测果品品质有指导意义.

关键词： 果品;模型;冷链;乙烯监测校准;ELM神经网络;LoRa技术

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