科研产出
基于KASP平台的转基因纯合体高通量检测方法的建立
《玉米科学 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：以转基因玉米DBN9501为材料,设计一套包含1条位于基因组的共用引物、两条分别位于外源插入序列与外源插入序列等位基因组序列的竞争性引物,能分别扩增出外源片段与基因组片段的纯合体检测引物,建立一种基于KASP平台的高通量转基因玉米纯合体检测方法.利用DBN9501BC1和15份其他转基因玉米样品进行引物评估、体系优化以及特异性验证.结果显示,所设计的引物既能特异性地对DBN9501进行成分检测,又能对DBN9501BC1代中的纯合阳性、杂合阳性以及阴性3种基因型进行准确鉴别.
关键词： 转基因玉米 纯合体检测 高通量 KASP平台 分子标记
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地、空尺度的农作物高通量表型分析的应用与挑战
《广东农业科学 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：农作物高通量表型分析作为一种新兴的技术手段，旨在通过分析大量的表型数据，快速、准确地揭示农作物性状与基因和环境之间的关系，进而优化育种效率和准确性、提升作物产量和品质、解决全球人口增加及环境恶化趋势下对粮食需求提升的问题。该文对农作物高通量表型分析的关键技术架构进行剖析后，从传感器、多尺度观测和大数据挖掘层面阐述收集、整理和分析农作物表型信息的手段及其不足。在此基础上综述了近年来农作物表型分析的主要应用领域，研究证实农作物高通量表型分析是量化作物性状、监测作物长势、优化田间管理、提升育种效率的有效工具，但其应用性能仍具有提升潜力。最后，探讨农作物高通量表型分析面临的挑战、优化方案、广阔前景及未来发展趋势。表明其在数据处理和解析、跨品种、跨组织、跨环境的应用等方面还存在着挑战，但随着对大体量、高复杂度数据处理有着巨大优势的云端大数据处理平台和人工智能等前沿技术的日益发展，同时结合生物技术和基因组学研究方法，农作物高通量表型分析将在对抗全球环境变化和人口增加所带来的粮食短缺隐患中发挥举足轻重的作用。
关键词： 农业 地、空尺度 高通量表型分析 大数据挖掘 传感器 遥感
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新形势下北京粮食消费变化特征分析
《安徽农业科学 》 2024
摘要：分析了2016—2021年北京粮食消费结构变化对粮食安全的影响。结果表明：2016—2021年北京粮食消费总量呈波动式下降，在北京市农业“调转节”的作用以及COVID-19疫情影响下，城乡居民加大了对口粮的囤积，使得间接用粮量稳中有降。随着城镇化进程加快、“疏解整治促提升”专项行动的开展，北京市城乡居民粮食消费需求升级与粮食产量减少的错位导致粮食不安全系数增加。为保障粮食安全，推进北京市粮食产业高质量发展，提出了加强科技赋能，稳步提升粮食自给率；强化协同机制，保障首都粮食供给；推进种养一体化，发展生态循环农业的对策建议。
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马蔺种质资源花瓣抗氧化能力综合评价
《草原与草坪 》 2024 CSCD
摘要：【目的】探讨马蔺(Iris lactea)不同种质花瓣抗氧化能力的差异，筛选出花瓣抗氧化能力强的马蔺种质资源，为马蔺种质资源开发利用奠定基础。【方法】选取我国6个省区不同生境条件下22份马蔺种质资源，对其盛花期花瓣的花青素、类黄酮、总酚、原花青素、羟自由基清除率及总抗氧化能力进行测定，并进行相关性分析，同时采用主成分分析法和隶属函数法对各种质材料的抗氧化能力进行综合评价。【结果】1)22份马蔺种质间各成分含量存在一定差异，其中原花青素含量变异系数最大，为64.41%，总抗氧化能力含量变异系数最小，仅为4.53%；花青素含量为0.15～0.56 mg/g，类黄酮含量为0.51～1.34 mg/g，总酚含量为1.19～1.90 mg/g，原花青素含量为0～0.19 mg/g；羟自由基清除率在24.97%～50.82%，总抗氧化能力为1.98～2.36μmol Trolox/g;2)测定的6项生理生化指标间均存在不同程度的相关性，且根据欧氏距离聚类分析的结果，可将参试的22份马蔺种质资源抗氧化能力聚为3大类，包括抗氧化能力强的8份(ML011、ML012、ML013、ML014、ML016、ML019、ML029和ML035)，抗氧化能力中等的9份和抗氧化能力弱的5份；3)马蔺种质抗氧化能力的综合评价排序结果为ML014> ML013> ML011> ML012> ML035>ML19>ML016>ML029>ML018>ML008>ML010> ML006> ML020> ML005> ML009> ML007> ML023>ML017>ML032>ML015>ML004>ML001，与聚类分析结果高度一致。【结论】22份马蔺种质材料中ML011、ML012、ML013、ML014、ML016、ML019、ML029和ML035抗氧化能力强，为优异马蔺种质资源的挖掘及产品开发利用提供科学依据。
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基于主题模型的领域新兴交叉主题识别研究
《数字图书馆论坛 》 2024
摘要：准确识别学科交叉前沿主题,有助于了解学科发展脉络,发掘领域重点发展方向,为未来创新性、突破性研究提供参考.提出一种识别新兴交叉主题的方法.首先,提出一种结合学科多样性和学科凝聚性的论文学科交叉性计算方法;其次,利用该方法筛选出具有高学科交叉性的论文,获得潜力论文数据集;再次,采用结合领域词典改进的LDA模型进行研究主题识别;最后,通过构建融合新颖性、突破性和影响力的多维度新兴主题测量模型,识别出新兴交叉主题.选择作物智能育种领域进行实证分析,识别出4个新兴交叉主题,通过资料分析法验证方法的有效性,对基于论文数据识别新兴交叉主题的方法研究与实践具有参考价值.
关键词： 学科交叉研究 新兴主题识别 主题建模 作物智能育种
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玉米南方锈病抗病育种研究进展
《中国农业科学 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：玉米是全世界也是我国种植范围最广、用途最多、总产量最高的作物,玉米生产对保障我国粮食安全具有重要意义.玉米南方锈病是由多堆柄锈菌(Puccinia polysora Underw.)引起的一种气传性真菌病害,主要发生在热带、亚热带玉米种植区.近年来,由于气候变化,该病害开始向高纬度地区蔓延,已逐渐成为我国黄淮海夏玉米区的主要病害,直接导致玉米籽粒品质变差、产量降低,对玉米生产造成严重威胁.目前,我国玉米生产上推广种植的玉米品种大多不抗玉米南方锈病,一旦南方锈病发生和流行,将会导致在短时间内大面积蔓延,而常规化学防治难以控制.因此,挖掘和利用玉米种质资源中的南方锈病抗性基因,进一步选育抗病品种是应对南方锈病为害最经济有效的技术途径.玉米资源中高抗南方锈病的种质较为匮乏,主要来自热带、亚热带,可直接利用的温带种质极少.与国外玉米种质相比,我国玉米种质中的高抗材料较少,主要来自农家种或含有热带血缘的P群材料,遗传基础狭窄.玉米南方锈病抗性基因的鉴定与克隆,对开展分子标记辅助育种、加快育种进程及抗病新品种选育具有重要促进作用,目前,已有多个南方锈病抗性基因被鉴定和克隆,为分子标记辅助选择育种奠定了基础.多年来,我国育种家利用有限的抗性种质资源,选育了多个抗南方锈病的优良玉米自交系,并成功育成抗病杂交种.近期,南方锈病病原菌基因组方面的研究揭示我国多堆柄锈菌群体已分化出高毒谱系,从而逃逸抗病基因的识别.因此,挖掘和利用抗性种质中蕴涵的丰富基因资源仍需进一步加强.本文概述了南方锈病的生物学特性及危害,系统梳理了南方锈病抗性种质资源鉴定、抗性基因定位与克隆,以及抗性品种选育的研究进展,并展望了玉米南方锈病未来研究方向,以期为玉米南方锈病防治和抗病品种选育提供参考.
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基于离散元的肥料流重构玉米分层施肥装置设计与试验
《农业机械学报 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：为了提高玉米分层施肥的比例分肥精度以及肥层间覆土的稳定性，设计了一种肥料流重构的分层施肥装置，利用离散元法确定了圆弧散肥板半径的最佳值为20 mm,并进行了肥料流重构与未重构的对比试验，试验结果表明：经过肥料流重构后的作业效果较优，且对7∶3和8∶2两种比例分肥有较好的稳定性。通过对分层施肥开沟运动学分析，确定开沟器入土角、浅层肥口的横向距离和机具作业速度为分层施肥效果的影响因素，建立了各因素与深、浅层肥深度变异系数的回归模型，并采用响应面法分析了各因素交互作用对试验指标的影响，运用多目标优化设计方法获得分层施肥装置的最佳作业参数：入土角为39°、横向距离为174 mm、作业速度为4.3 km/h,根据优化结果加工分层施肥装置并进行田间试验，试验结果表明：深层肥深度变异系数为4.78%,浅层肥深度变异系数为6.41%,分层施肥作业稳定性可靠。
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基于RT-Thread的玉米对行收获控制系统研发与测试
《中国农机化学报 》 2024 北大核心
摘要：为提高玉米机械化收获效率，减轻驾驶员劳动强度，研发玉米收获对行控制系统。该系统包括玉米边界行感知模块和对行控制模块，采用激光雷达获取玉米行点云数据，提出基于STM32处理器和RT-Thread实时操作系统的点云数据快速分析处理方法，实现玉米行边界点的提取，通过边界点计算得到横向偏差；设计系统通信拓扑架构，实现感知、处理、对行控制模块之间的高效通信。对该系统的性能开展田间试验验证，结果表明：收割机与玉米行实际边界线的平均横向偏差为0.06 m，最大横向偏差为0.126 m，满足玉米对行收获作业要求，为玉米对行收获提供一定的参考。
关键词： 玉米对行收获 控制系统 RT-Thread 激光雷达 单片机 点云数据
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基于蒸发皿蒸发量的设施番茄灌溉优化研究
《山西农业大学学报(自然科学版) 》 2024
摘要：[目的]针对日光温室番茄栽培的高效节水灌溉需求，进行基于蒸发皿水面蒸发量（Ep）的日光温室番茄灌溉量优化研究。[方法]根据直径为20 cm的标准蒸发皿水面蒸发量（Ep）设置3个灌溉量处理：1.0 Ep（CK）、0.8 Ep（T1）、0.6 Ep（T2），通过深入探讨番茄根系主要分布土壤层（0～40 cm）土壤含水量响应特征，结合对植株生长指标、果实产量和灌溉水利用效率的分析，进一步优化日光温室番茄栽培的灌溉量。[结果]灌溉量处理影响了土壤含水量的时空分布特征。CK、T1和T2处理0～40 cm土壤层平均土壤含水量为田间持水量的77.7%～103.4%、65.4%～98.9%、60.9%～91.1%，灌溉量越高土壤含水量越高；3个处理平均土壤含水量呈逐渐下降的趋势，且T1、T2处理下降幅度大于CK。随生育期推进，CK各土壤层土壤含水量的差异增加，T1和T2处理呈相反变化趋势。CK和T1处理0～10 cm土壤层土壤含水量波动幅度最大，T2处理为10～20 cm土壤层；整体上看，T1和T2处理处理各土壤层的土壤含水量波动幅度大于CK，但是转色期后T1处理30～40 cm和T2处理20～40 cm土壤层土壤含水变化不明显。番茄株高、茎粗、叶面积及地下、地上部鲜干重在不同处理之间的差异不显著（P>0.05）。与CK相比，T1和T2处理单果重和总产量分别降低了3.41%、4.07%和3.25%、3.97%，但番茄总产量的差异未达到显著水平（P>0.05）。3个处理灌溉水利用效率分别为30.1 kg·m-3、35.1 kg·m-3和43.9 kg·m-3,T1和T2处理相比CK分别提高了16.77%和46.15%。[结论]灌溉量为0.6 Ep的T2处理，0～40 cm土壤层平均土壤含水量维持在田间持水量60%以上，植株生长和果实总产量未受影响，灌溉水利用效率明显高于其它2个处理。因此，认为水面蒸发皿灌溉系数Kp 0.6时为日光温室番茄提供了适宜灌溉量，有利于实现日光温室番茄节水高效栽培。
关键词： 灌溉制度 标准蒸发皿 灌溉系数 土壤含水量 灌溉水利用效率
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