科研产出
北京典型园林绿化树种释放有益挥发性有机物组成及动态变化特征
《西部林业科学 》 2023 北大核心
摘要：为了研究植物释放出的挥发性有机物（BVOCs）里含有保健和净化空气功能的特定成分及其动态变化特征，从而为园林绿化树种的选择和搭配提供科学的理论依据，以我国北京市常用8种绿化植物白皮松、油松、侧柏、桧柏、栾树、国槐、垂柳和银杏为研究对象，利用动态顶空法和GC-MS方法对不同种类的植物释放的有机物（BVOCs）成分及动态变化特征进行了为期一年的观测分析。结果显示：（1）针叶树种释放的有益BVOCs中烯烃类化合物含量约占总释放量的67.4%～81.3%,酯类、醛类、酮类、醇类以及有机酸类化合物共占比18.7%～32.6%;阔叶树种释放的有益BVOCs中烯烃类化合物占总释放量的61.4%～72.3%,醇类、酯类、醛类、酮类及其他类化合物共占约27.7%～38.6%。（2）侧柏在春季释放较多的烯烃类（15.1%）、酯类（9.01%）和醇类（18.3%）化合物，在夏季释放较多的酯类（10.01%）、醛类（12.5%）和醇类（10.2%）化合物，在秋季释放较多的醇类（10.1%）化合物。垂柳无论春夏秋哪个季节都是释放烯烃类化合物最多，春季55.1%、夏季54.3%、秋季58.2%。（3）垂柳释放的烯烃类化合物在1000达到最大值（41.3%）,醇类化合物在1400达到最大值（25.3%）;侧柏释放的烯烃类化合物一直增大，在1800达到最大值（78.2%）,醛类化合物在1200达到最大值（22.4%）,醇类化合物在1000达到最大值（20.01%）。研究结果表明：不同树种在生长季所释放的有益BVOCs组成与含量存在一定差异；侧柏和垂柳在不同季节释放的化合物种类存在显著差异；侧柏和垂柳释放的有机物存在不同的日动态变化特点。
关键词： 北京 绿化树种 有益挥发性有机物 成分结构 相对含量 动态变化
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北京地区大气重金属沉降污染特征与风险评价
《中国环境科学 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：为了解疫情期间北京大气重金属沉降通量的时空特征以及健康风险水平,于2020～2021年共收集大气降尘样品52组,采用实验室仪器测定样品中Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd等6种重金属元素的含量,并计算其沉降通量.结果表明,北京降尘中重金属Cd的平均含量不足10mg/kg,Cr、Ni、Cu、As的平均含量10～100mg/kg,而Zn的平均含量超过了100mg/kg;Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd的含量均超过北京土壤背景值,其超标率分别为93.9%、51.0%、98.0%、100.0%、89.8%和100.0%;北京各重金属元素沉降通量值与全国农业农村加权均值结果相近,显著高于国外发达地区,城区各元素沉降通量低于郊区;地累积指数研究结果表明,各元素的污染水平排序为Cd＞Zn＞Cu＞Cr＞As＞Ni,其中Cd、Zn元素都在中度和偏中度污染以上,其余元素在轻度污染水平;4个季度13个监测点中Cd元素存在中度危害和很强生态危害,23.1%～76.9%的样品处于中度生态危害;健康风险评价结果表明,降尘中Cr和As对成年人和儿童存在非致癌风险.
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聚乙烯微塑料浓度对黑土团聚体特征及其稳定性的影响
《土壤通报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：【目的】微塑料会与土壤颗粒及团聚体相互作用而影响土壤的稳定性，探究微塑料浓度对黑土团聚体特征及其稳定性的影响，以期为农田土壤（微）塑料污染及土壤健康评价提供数据基础。【方法】通过大豆盆栽实验，研究自然条件下不同微塑料浓度（0%、0.1%、0.5%、1%、2%、5%）对黑土团聚体组成、团聚体稳定性(大团聚体含量R＞ 0.25)、土壤团聚体特征指标（平均质量直径MWD、几何均重直径GMD、分形维数FD）的影响。【结果】不同微塑料浓度处理中，＜0.25 mm的机械稳定性团聚体含量比例最小，且＞ 2 mm和＜0.25 mm的团聚体含量比例随着微塑料浓度的增加而增加；＞ 2 mm的水稳性团聚体含量比例最小，＜0.25 mm的水稳性团聚体含量比例随着微塑料浓度的增加而增加；但在1%浓度时，机械稳定性和水稳性团聚体含量比例均与其他浓度的趋势相反；无植物种植的团聚体变化与种植物的相似。土壤大团聚体(R＞ 0.25)的含量比例随着微塑料浓度的增加而显著减小，当微塑料浓度为1%时，其含量比例略低于对照试验（CK）。不同采样期，大豆成熟期的土壤机械稳定性团聚体和水稳性团聚体的MWD、GMD均比花期的小，而花期的团聚体分形维数比成熟期高，表明随着大豆生长及微塑料的作用，土壤团聚体稳定性降低。通过相关性分析表明，MWD与GMD呈极显著正相关关系，且二者均与FD值呈极显著负相关，即土壤团聚体MWD和GMD总体显著增大，FD值则显著减小，从而表征土壤颗粒团聚性下降。此外，当土壤中微塑料浓度为1%时，土壤团聚体分形维数最小，即土壤团聚作用增强。【结论】土壤中微塑料累积浓度越高，对土壤团聚体产生的破坏作用越强，导致土壤颗粒间聚合能力减弱，土壤中微塑料浓度为1%是否可作为影响黑土团聚体稳定性变化的阈值还有待后续研究，以期为全面评估微塑料对土壤质量的影响提供依据。
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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
《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.
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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
《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
《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。
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密云水库库区不同植物篱模式下的氮磷阻控效应
《水生态学杂志 》 2023 北大核心
摘要：筛选拦截效果最佳、经济效益最佳的植物篱模式，为密云水库水源保护区控制坡耕地氮磷流失提供技术参考。设置“桔梗+狗牙根”“丹参+狗牙根”“桑树+野牛草”“黄芩+野牛草”4种不同的植物篱模式，监测2020年天然降水条件下的地表径流、泥沙以及养分情况，分析不同植物篱模式下径流小区的产流和产沙情况，探讨不同植物篱对坡耕地地表径流、泥沙和养分的拦截效率及其影响因素。结果表明：4种植物篱种植模式都能够起到截流减沙，减轻水环境富营养化的作用，从而避免对下游水体的污染。其中“桑树+野牛草”植物篱效果最为显著，大雨雨强下可以减流57.96%，减沙96.64%，暴雨雨强下可以减流64.63%，减沙97.17%；对氮的相对拦截量为93.14 mg，相对拦截率约88.27%；对磷的相对拦截量为25.17 mg，相对拦截率约80.72%，能有效减少地表径流中的氮、磷含量。在考虑经济效益、社会效益和生态效益下，开展植物篱防控面源污染工作中，最佳的物种选择为“桑树+野牛草”，其次为“黄芩+野牛草”。野牛草在防控水土流失与面源污染方面效果十分显著，可以作为水土保持的先锋植物推广。
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控释尿素接触施用对水稻秧苗生长的影响
《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
《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.
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杏仁中苦杏仁苷合成关键基因PaCYP79启动子互作蛋白的筛选
《经济林研究 》 2023 北大核心
摘要：[目的]苦杏仁苷是形成杏仁苦味的主要物质,细胞色素P450 基因CYP79 是苦杏仁苷合成路径上的重要基因,研究调控CYP79 基因表达的转录因子对进一步阐明杏仁中苦杏仁苷合成与调控机制具有重要意义.[方法]以'串枝红''骆驼黄'杏仁不同发育时期的种皮和子叶为试验材料,构建杏仁cDNA文库.对杏中PaCYP79 启动子上顺式作用元件进行预测,并利用重组的诱饵载体pAbAi-PaCYP79p对杏仁cDNA酵母文库进行筛选,结合酵母单杂交实验,鉴定PaCYP79启动子可能的上游调控因子.[结果]对PaCYP79启动子顺式作用元件分析表明,PaCYP79 启动子序列中含有多个植物的组成型核心启动子顺式作用元件,还含有ABA、赤霉素、茉莉酸等多种植物激素和环境胁迫的响应元件,参与分生组织发育及种子特异调控等顺式作用元件.成功构建杏仁cDNA酵母文库,库容为 1.2×107 CFU,平均插入片段大于 1 000 bp,文库的重组率为 100%.酵母文库筛选结果经测序和Blast同源性分析,获得 10 个互作蛋白,其中包括淀粉样蛋白聚集和蛋白毒性的正调控相关的蛋白(small EDRK-rich factor 2),与种子发育和随后的萌发调控相关的蛋白(seed biotin-containing protein SBP65),参与控制纤维素微原纤维定向沉积调控的类动力蛋白(kinesin-like protein KIN-4C),60S核糖体蛋白L19-2(PREDICTED:60S ribosomal protein L19-2),聚腺苷结合蛋白2亚型X1(polyadenylate-binding protein 2 isoform X1),以及5个未知功能的蛋白.酵母单杂交进一步证实这10个蛋白能与PaCYP79基因启动子结合.[结论]本研究成功构建了高质量的杏仁cDNA酵母文库,并利用酵母单杂交技术在酵母文库中筛选并验证了10个与PaCYP79启动子互作的蛋白.这些互作蛋白的筛选为深入研究杏仁中苦杏仁苷的合成与调控奠定了基础.
关键词： 杏仁 酵母cDNA文库 酵母单杂交 互作蛋白 PaCYP79启动子
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