科研产出
多源数据小麦条锈病预测研究
《遥感技术与应用 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：小麦条锈病是导致小麦大规模减产的气传性病害，其传播扩散过程受多种因素影响，常用的作物病害气象预测模型难以准确模拟。为实现小麦条锈病发病率的精准预测，提出一种基于气象和遥感数据建立的SEIR-StripeRust动态预测模型。以甘肃省陇南地区为研究区，首先基于气象数据和MODIS遥感数据分别构建气象因子和植被指数，然后与发病率进行相关性分析筛选敏感因子并耦合基本感染率，进而建立SEIR-StripeRust模型，最后采用后向传播神经网络（BPNN）、支持向量回归（SVR）和多元线性回归（MLR）模型对比验证SEIR-StripeRust模型的有效性。结果表明：平均气温、相对湿度和归一化植被指数与小麦条锈病发病率显著相关，其建立的SEIRStripeRust模型预测精度最高，决定系数R~2达到0.79，均方根误差RMSE为0.10，平均绝对误差MAE为0.09，均优于相同特征变量下的BPNN、SVR和MLR模型。研究结果表明SEIRStripeRust模型能够有效预测小麦条锈病发病率，并为县域尺度的小麦条锈病预测和精确防控提供技术支持。
关键词： 小麦条锈病 遥感 气象数据 发病率 SEIR-StripeRust模型
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60Co-γ射线对青绿苔草种子萌发及幼苗生长的影响
《草地学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：为探究不同剂量60 Co-γ射线辐射对青绿苔草种子萌发及幼苗生长的影响,筛选青绿苔草种子适宜的辐射剂量,本研究以青绿苔草50%相对成苗率作为确定半致死量的标准,对青绿苔草种子进行60 Co-γ射线辐射处理,辐射剂量分别为0(对照),75,100,150,250,450和650 Gy.结果表明,随着辐照剂量的增加,青绿苔草种子的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数、成苗率以及幼苗的苗高和根长均逐渐降低;根据种子的相对成苗率,初步确定青绿苔草种子的适宜辐射剂量(半致死剂量)约为138 Gy.本研究以期为今后利用60 Co-γ射线辐射诱变技术对青绿苔草进行种质创新和新品种培育提供理论依据.
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大白菜和结球甘蓝硫苷及MAM基因表达分析
《植物遗传资源学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：硫苷及其降解产物是十字花科蔬菜重要的次生代谢产物,具有防癌抗癌作用.硫苷合成基因(MAMs,methylthioalkylmalate synthases)负责硫苷侧链的延伸,MAM1催化生成短链脂肪族硫苷而MAM3催化生成长链脂肪族硫苷,因此MAM基因影响了硫苷成分的多样性.本研究利用大白菜和结球甘蓝自交系,从苗期到莲座期取样测定硫苷含量及MAM的相对表达量,分析有益硫苷在两者之间的积累差异以及M4M基因的表达调控作用.结果显示,从苗期到莲座期结球甘蓝的硫苷含量平均值均高于大白菜,大白菜中侧链长度为5C和4C脂肪族硫苷:4-戊烯基硫苷(GBN,glucobrassicanapin)和3-丁烯基硫苷(NAP,gluconapin)含量较高,而结球甘蓝中3C和4C脂肪 族硫苷:3-甲基 硫氧丙基硫苷(IBE,glucoiberin)、2-丙烯基硫苷(SIN,sinigrin)和4-甲磺酰基丁基硫苷(GRA,glucoraphanin)含量较高,有益硫苷SIN和GRA在结球甘蓝中的含量显著高于大白菜.在大白菜和结球甘蓝中分别发现7个MAM拷贝基因,同源基因比较发现M4M1和MAM3的相对表达量在两者之间存在显著差异.大白菜中BraMAM1.1和BraMAM1.2的表达量显著低于结球甘蓝同源基因BoMAM1.1和BoMAM1.2的表达量,而BraMAM3.2和BraM4M3.3的表达量显著高于结球甘蓝同源基因BoMAM3.1的表达量;并且结球甘蓝中3C脂肪族硫苷含量与BoMAM1.1的表达量呈显著正相关,大白菜中5C脂肪族硫苷含量与BraMAM3.2的表达量呈显著正相关.由此推测可能是BraMAM1.1的低表达而BraMAM3.2的高表达,导致了大白菜中3C脂肪族硫苷SIN积累极少而5C脂肪族硫苷GBN积累较多.
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基于AI的桃树病害智能识别方法研究与应用
《中国农业科技导报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：为解决传统人工识别桃树病害效率低、成本高、准确率低等问题,提出了基于AI深度学习的桃树病害智能识别方法,利用并微调ImageNet预训练的DenseNet-169分类模型,对桃树常见的11种病害图像进行预处理与模型训练,搭建桃树病害智能识别软件环境.该方法对常见桃树病害的平均识别率达到91%以上,结合图像处理、深度学习、数据挖掘等技术自动对桃树病害进行识别,实现桃树病害的智能诊断并提供防治建议.该方法具有人力成本低、操作简单、识别效率高等优点,利于病害的及时诊出与防治决策的制定,对促进果园病害防控的智慧化管理具有重要研究意义与应用价值.
关键词： 桃树病害 图像识别 深度学习 DenseNet模型
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玉米转录因子ZmbHLH91对非生物逆境胁迫的应答
《作物学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：bHLH(basic helix-loop-helix)是植物中一个重要的转录因子家族,在调控植物生长发育、逆境胁迫及信号转导过程中发挥着重要作用.目前,动物中大部分bHLH转录因子功能已明确,但是在植物中,尤其是玉米中的研究报道较少.在前期工作中,我们对玉米生长发育过程中的4个关键时期进行了根系表型鉴定和转录组测序分析,发现转录因子ZmbHLH91在六叶期(V6)、十二叶期(V12)和抽雄期(VT)的相邻时期间的表达均差异显著,且ZmbHLH91在V6,V12和VT这些根系生长发育活跃期的表达量较高,推测该基因可能调控玉米根系的生长发育.为探究ZmbHLH91基因在根系生长和抵抗逆境胁迫方面的作用,本研究克隆了ZmbHLH91(AC:NC_AQL05369)基因,该基因全长2112 bp,具有bHLH转录因子家族特有的保守结构域.实时荧光定量PCR(RT-qPCR)分析表明,ZmbHLH91在玉米根中的表达量最高,其在三叶期幼根中的表达量高于抽雄期成熟根.在高盐、渗透、低温以及脱水胁迫处理下,玉米幼苗中ZmbHLH91的表达均上调.在无胁迫处理的1/2 MS培养基上,ZmbHLH91异源表达拟南芥与野生型拟南芥的根长无明显差别,而在梯度浓度NaCl和甘露醇处理的培养基上,ZmbHLH91异源表达拟南芥的根均长于野生型,且差异显著;在土壤中进行干旱和高盐处理后,转基因拟南芥比野生型拟南芥表现出更好的生长状态、更高的过氧化物酶(POD)活性和更高的绿叶率.推测ZmbHLH91基因可能参与响应高盐、干旱以及渗透胁迫等逆境条件.ZmbHLH91基因在茉莉酸(jasmonic acid,JA)、脱落酸(abscisic acid,ABA)等激素处理下均上调表达,推测ZmbHLH91基因可能参与响应JA和ABA激素信号.在梯度浓度JA处理的培养基上,转基因拟南芥的根长均长于野生型,且差异显著.酵母双杂交实验表明ZmbHLH91与ZmMYC2相互作用,ZmMYC2是JA信号通路中重要的蛋白,由此推测ZmbHLH91蛋白可能参与JA信号通路.综上所述,ZmbHLH91可能参与高盐、干旱和渗透胁迫应答及JA信号转导途径.本研究为进一步解析ZmbHLH91在玉米中的生物学功能提供了重要的参考依据.
关键词： 玉米 ZmbHLH91 盐胁迫 渗透胁迫 酵母双杂 信号转导
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全国7个区域商品有机肥质量现状分析及启示
《中国土壤与肥料 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：旨在了解全国7个区域商品有机肥质量状况,为政府相关部门修订现行有机肥行业标准和加强质量监管提供科学依据.通过对全国7个区域(包括西南、西北、华中、华南、华东、华北和东北)236个有机肥生产企业开展随机调查和取样,分别对有机质、总养分、酸碱度及含水量技术指标进行了检测和统计分析.结果表明,整体有机肥质量技术指标合格率仅为20.34%,其中华南和华东区域所取得的20个样本均不合格.总体养分含量合格率为46.61%,其中西南地区合格率最高,为96.00%,华南地区合格率最低,仅为12.50%.总体有机质含量合格率为44.92%,其中华北地区合格率最高,为71.88%,华中地区合格率最低,为20.90%.总体酸碱度合格率为70.76%,其中东北地区合格率最高,为97.62%,华南地区最低,仅为12.50%.水分含量合格率整体为96.61%,其中华北地区整体合格,西南地区最低,为72.00%.对照NY 525-2012行业标准,上述结果表明,目前我国商品有机肥生产行业存在质量严重不合格问题.建议维持这部分标准不变,应加强生产企业质量管理.
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过表达长穗偃麦草EeHKT1;4基因增强拟南芥抗旱耐盐性分析
《草业学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：植物高亲和性K+转运蛋白基因(HKT)编码K+、Na+转运或K+-Na+共转运质膜通道蛋白,在植物抗逆过程中发挥重要作用.为了研究长穗偃麦草EeHKT1;4(GenBank:KF956112.1)的功能作用,构建了EeHKT1;4过表达植物表达载体转化拟南芥,进行拟南芥转基因植株的抗旱耐盐性评价分析.结果显示,正常生长条件下野生型(WT)与转基因株系的主根长度无差异,NaCl与甘露醇处理下WT和转基因株系根的生长受到抑制,转基因株系根长度均大于同等胁迫条件下(WT)的根长;正常生长条件下WT与转基因株系表型无显著差异,但在NaCl与甘露醇处理下WT表现出叶片萎缩和植株枯黄,转基因株系仅部分植株表现出叶片萎缩,同一胁迫条件下转基因株系的植株存活率皆高于WT.硝基氮蓝四唑(NBT)与二氨基联苯胺(DAB)染色结果显示,正常生长条件下WT与转基因株系叶片染色相对较浅,随着NaCl与甘露醇浓度提高,所有叶片染色程度逐渐加深且同等胁迫下WT染色程度高于转基因株系.以正常生长条件下基因的表达量为对照,随着NaCl浓度的增加,AtSOS1基因在WT和转基因植株中逐渐上调且在转基因中的表达量高于WT;AtNHX1基因在NaCl处理下上调表达且转基因植株中表达量低于WT,除转基因株系L5外并未检测到WT和转基因株系自身因NaCl浓度的提高AtNHX1基因表达量发生改变;在甘露醇处理下,AtRD29B和AtP5CS1基因均上调表达且转基因植株中表达量高于WT.综上所述,EeHKT1;4过表达降低了逆境胁迫下拟南芥中超氧阴离子和H2O2的积累,诱导抗逆基因上调表达,增强拟南芥抗旱耐盐性.
关键词： 长穗偃麦草 EeHKT1 4 转基因 DAB染色 NBT染色
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基于无人机多光谱影像的春玉米田管理分区研究
《中国农业科技导报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：为了提高大尺度农田管理的针对性，探寻低成本高效的分区方法，以黑龙江省典型黑土区30.8 hm2春玉米田为对象进行分区研究。基于吐丝期无人机多光谱影像，使用多尺度分割与模糊聚类相结合的方法进行分区，同时基于播种前的土壤养分（土壤有机质、速效氮磷钾）、土壤体积含水率、电导率、pH进行模糊聚类分区并作为对照，对分区间春玉米产量和土壤养分进行方差分析，并对分区内变异系数进行比较以评价分区效果。结果表明，基于无人机影像得到4个较优管理分区为M1、M2、M3、M4，各分区产量分别为7 597.53、8 236.35、8 686.98、9 119.93 kg·hm-2，各分区间产量差异显著，其中M1、M2、M3间土壤养分差异显著（P＜0.05），分区内作物产量和土壤养分的变异系数降低；基于土壤数据确定4个分区，即S1、S2、S3、S4，春玉米产量分别为7 754.81、8 173.44、8 860.05、9 153.23 kg·hm-2，分区间土壤养分、土壤水分差异显著（P＜0.05），分区内部土壤均一性提高。综合来看，2种方法的划分结果在空间分布上具有一定的相似性，同级分区的空间重合度分别为40.00%、46.51%、57.45%、59.38%，整体重合度为51.32%。当缺乏土壤数据时，无人机多光谱影像可为农田管理分区提供参考依据。
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皮尔瑞俄类芽胞杆菌ZF390对黄瓜细菌性软腐病的防治效果
《中国生物防治学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：针对黄瓜细菌性软腐病发生严重且难以防治的问题，本研究以活体防治效果为指标，筛选更加有利于田间应用的高效生防菌株。采用梯度稀释法分离纯化病害发生严重地块的健康黄瓜植株根际中的细菌菌株，再利用双层培养法筛选到6株黄瓜细菌性软腐病菌拮抗菌株，最终通过喷雾接种法筛选得到能够有效防治黄瓜细菌性软腐病的生防菌株ZF390，其防效可达77.94%，且该菌株能够有效抑制8种病原细菌的生长，抑菌谱广。结合形态学特征、生理生化特性和多位点序列分型分析，鉴定菌株ZF390为皮尔瑞俄类芽胞杆菌Paenibacillus peoriae。采用单因素试验对菌株ZF390摇瓶发酵工艺进行优化，最终发酵液菌体浓度提高了4个数量级，可达2.94×10~9 CFU/mL。菌株ZF390是一株能够有效防治黄瓜细菌性软腐病的生防菌株，具有进一步开发成生防制剂的应用潜力。
关键词： 黄瓜细菌性软腐病 皮尔瑞俄类芽胞杆菌 生物防治 发酵
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夏至草对天敌昆虫控害能力的促进作用
《应用昆虫学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：[目的]夏至草Lagopsis supine药用价值高及花期长,且广泛分布于我国华北、东北、西南和西北等地区.果园种植夏至草可以增加天敌昆虫对靶标害虫的防控效果,但具体增效控害机理尚未明确.通过研究夏至草花对天敌昆虫的存活时间以及捕食(寄生)能力影响,以明确夏至草对天敌昆虫作用的生态作用机制.[方法]本文选取果园生态系统中常见的捕食性天敌东亚小花蝽Orius sauteri 和寄生性天敌松毛虫赤眼蜂Trichogramma dendrolimi,室内分别设置5朵和20朵夏至草花处理,以未用夏至草花为对照,分析不同数量的夏至草花朵对两种天敌昆虫成虫寿命、产卵量以及捕食和寄生能力的影响.[结果]与对照相比,20朵夏至草花处理可以显著延长东亚小花螨成虫的寿命(t--2.79,df=66.063,P=:0.001),并显著提高产卵量(F2,14=5.14,P=0.024),但对东亚小花螨捕食量无显著影响(t=1.28,df=5.554,P=0.155);5朵和20朵夏至草花处理的松毛虫赤眼蜂成虫存活时间均显著高于对照组(t=2.31,df=68.052,P=0.014;t=4.09,df=57.667,P=0.006).同时,20朵夏至草花处理还可以显著提高松毛虫赤眼蜂的寄生量(F2,14=4.69,P=0.03),平均寄生量为59.4粒/雌.[结论]果园种植夏至草涵养天敌昆虫,延长天敌昆虫成虫寿命增加捕食和寄生时间,提升捕食性天敌产卵量和寄生性天敌的寄生能力,促进了天敌对害虫的抑制作用.
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