棉田烟粉虱的为害及其经济阈值分析

【目的】 研究烟粉虱对棉花为害性及棉田烟粉虱的防治指标,为棉田烟粉虱防控提供理论依据。【方法】 采用田间试验、田间烟粉虱虫量系统调查、棉花产量测定的方法,分析烟粉虱对棉花为害性及防治数据,建立棉田烟粉虱的经济阈值。【结果】 烟粉虱对棉花单株结铃数、单株籽棉重、皮棉单产等均有明显的影响,但对单铃重没有明显的影响;虫口密度(x)与棉花单株结铃数(Y₁)、单株籽棉重(Y₂)、皮棉单产(Y₃)等指标的回归方程分别为:Y₁= 12.242 e^{-0.008 x} (r = 0.912 7^**),Y₂= 29.07e^{-0.009 6x} (r=0.894 4^**),Y₃= 29.07 e^{-0.009 6x}(r=0.894 4^**),虫口密度与棉花单株铃重、衣分没有明显的相关关系。烟粉虱对棉花纤维长度有明显影响,虫量与棉花纤维长度(Y₄)回归方程为:Y₄ = -0.004 6x + 28.409 r=0.607^*。【结论】 烟粉虱影响棉花产量和品质。棉田烟粉虱的经济和阈值以若虫计为1.9头/cm²。     

陆地棉细胞色素P450超家族基因GhCYP85A2-1的克隆与功能分析

【目的】研究细胞色素P450超家族CYP85A亚家族基因在棉花株高发育中的生物学功能,为陆地棉株高分子育种提供理论依据和基因资源。【方法】 采用同源克隆方法,从陆地棉中克隆CYP85A家族基因GhCYP85A2-1,利用烟草脆裂病毒(Tobacco rattle virus, TRV)诱导的基因沉默技术(Virus-induced gene silencing, VIGS)构建GhCYP85A2-1基因沉默载体,利用qRT-PCR技术检测侵染棉花幼苗的基因表达量。【结果】 GhCYP85A2-1基因沉默植株的株高显著降低,基因的表达量也显著下降。【结论】 GhCYP85A2-1基因在棉花株高发育过程中起到重要调控作用。     

棉花GhPAO3基因的CRISPR/Cas9表达载体的构建

【目的】研究棉花GhPAO3基因的功能,通过CRISPR/Cas9技术构建棉花GhPAO3基因的基因编辑载体。【方法】筛选合适的两个PAM位点设计引物,在引物中添加接头,重叠延伸PCR,将两个靶标片段连接在一起。通过限制性核酸内切酶BsaⅠ对pRGEB32-7载体进行单酶切,使用一步法连接重叠延伸产物与线性化的pRGEB32-7载体。【结果】使用电击转化法将构建好的棉花GhPAO3基因的基因编辑载体转入农杆菌LBA4404感受态,通过卡那霉素筛选阳性单克隆菌株。【结论】条带大小与预期一致,棉花GhPAO3基因的基因编辑载体构建成功。     

新疆和甘肃香梨产区土壤重金属残留风险评估

【目的】 分析新疆巴音郭楞蒙古自治州(以下简称巴州)、阿克苏和甘肃酒泉3个香梨产区土壤重金属残留水平,评估新疆、甘肃香梨主产区土壤重金属残留风险大小。【方法】 采用微波消解-电感耦合等离子质谱法(ICP-MS),测定铅(Pb)、镉(Cd)、铬(Cr)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn) 6种重金属,按照单因子指数法、内梅罗综合污染指数法和生态危害指数法对果园土壤重金属污染及生态危害进行风险评估。【结果】 3个产地土壤中各重金属残留水平均低于“食用农产品产地环境质量评价标准”(HJ/T 332 -2006)的限值,梨园土壤重金属残留处于可接受的安全水平。与新疆、甘肃土壤背景值相比,梨园土壤中6种重金属呈现不同程度的累积现象,巴州、阿克苏和酒泉3个产区的潜在生态风险指数(RI)分别为57.67、72.14和55.61,均处于低风险水平。但Cd元素是3个产区贡献最大的生态危险因子。【结论】 新疆、甘肃产区香梨园土壤重金属总体处于低生态风险水平,属于生产安全区域。     

复合型棉花种衣剂田间防效评价及减施分析

【目的】 筛选防治新疆棉花苗期主要病害和虫害、促进作物出苗和生长等功能的棉花种衣剂。【方法】 制备种衣剂,进行棉种包衣田间试验,评价其田间生物学效应。【结果】 供试的11种种衣剂中,17.2%吡虫啉·萎锈灵·福美双种衣剂表现最佳,对棉花苗期立枯病和红腐病的防效分别为72.28%、74.44%,对蓟马、地老虎防效分别为83.33%、85.00%,处理棉田出苗率、株高、根长、茎粗、单株鲜重、单株干重、产量较对照处理分别提高7.89%、16.04%、11.18%、5.03%、68.44%、124.04%和13.98%。【结论】 17.2%吡虫啉·萎锈灵·福美双种衣剂可用于新疆苗期主要病虫害的防控,较常规药剂喷施显著降低化学农药使用量。     

基于低空无人机影像光谱和纹理特征的棉花氮素营养诊断研究

【目的】基于无人机高空间分辨率影像,探讨剔除土壤背景信息及增加纹理信息对棉花植株氮浓度反演的影响,为棉花氮素营养精准探测提供新技术手段。【方法】开展棉花水、氮耦合试验,分别在棉花的不同生育期获取无人机多光谱影像和植株氮浓度信息。基于以上数据,首先探讨了土壤背景对棉花冠层光谱的影响;其次,分析了影像纹理特征与植株氮浓度间的相关性;最后,将获得的数据分为建模样本和检验样本,设置剔除土壤背景前、剔除土壤背景后、增加纹理特征等不同情景,采用光谱指数与主成分分析耦合建模的方法,来建立各种情景下植株氮浓度的反演模型,并对模型反演效果进行比较。【结果】土壤背景对棉花冠层光谱有影响,且不同生育期趋势不同;影像纹理特征参数与植株氮浓度间有显著相关关系;剔除土壤背景前植株氮浓度反演模型的建模决定系数为0.33,标准误差为0.21%,验证决定系数为0.19,标准误差为0.23%;剔除土壤背景后模型的建模决定系数为0.38,标准误差为0.20%,验证决定系数为0.30,标准误差为0.21%;增加纹理信息后模型的建模决定系数为0.57,标准误差为0.17%,验证决定系数为0.42,标准误差为0.19%。【结论】基于低空无人机高空间分辨率影像,剔除土壤背景和增加纹理特征均可提高棉花植株氮浓度的反演精度;影像纹理可以作为一种重要信息来支撑无人机遥感技术反演作物氮素营养状况。     

藜芦碱对棉蚜防治效果分析

【目的】 研究植物源农药藜芦碱对棉蚜的防治效果,为施用该农药防治棉蚜提供依据。【方法】 以藜芦碱高、中、低3个剂量作为处理药剂,吡虫啉作为对照药剂,分别在药后1、3、7和14 d调查棉蚜虫口数,分析棉蚜防治效果。【结果】 在药后1、3、7和14 d时,藜芦碱低剂量防效分别为44.05%、73.91%、81.20%和82.24%;藜芦碱中剂量防效分别为56.57%、76.08%、82.01%和82.24%;藜芦碱高剂量防效分别为65.69%、80.02%、85.53%和87.22%;吡虫啉防效分别为60.03%、72.40%、77.05%和76.44%。药后1 d时藜芦碱中等和高等剂量防效和吡虫啉相近,在药后3 、7 和14 d时藜芦碱低、中等和高剂量防效均好于吡虫啉。【结论】 0.5%藜芦碱植物源农药持效期长,对棉蚜有很好的防治效果,使用量　85 g/667m²。     

棉花PsbS基因对烟草光合特性的影响

【目的】分析光系统II PsbS基因在不同光照条件下,光系统II PsbS基因的功能 。【方法】利用转棉花PsbS基因的烟草(Nicotiana tabacum xanthin),T3代株系及非转基因(普通野生型,wt)烟草为材料,比较两者的生物学性状(叶面积、叶绿素含量)及在不同光强(75、240、450 μmol/(m²·s))下的生理(光合作用)性状。【结果】转基因植株前期叶面积增长较快,叶绿素组成成分的含量也存在差异,叶绿素a、b含量显著高于野生型烟草,转基因烟草具有更强的光合能力,并伴随着气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)提高。【结论】转PsbS 基因可以提高烟草光合能力。     

间作模式农田小气候效应对棉花生理生态指标的影响

【目的】研究间作模式下农田小气候对棉花生理生态指标的影响。【方法】采用大田试验和盆栽试验,分析和测定不同种植模式下棉花冠气温湿度及生理指标。【结果】间作棉花受间作枣树的影响,使植物蒸腾和土壤蒸发水分在近地表层滞留时间延长,提高了冠层湿度15.07%,延缓夜间冠气温度的散失。相对湿度的提高,促使间作棉花的株高提升26.61%,叶面积指数提高19.42%,全生育期叶片净光合速率提高10.25%。间作盆栽棉花的株高、叶面积指数和净光合速率分别提升21.37%、14.02%、12.55%,差幅微小于大田试验。【结论】间作模式改变了农田小气候中的相对湿度,提升棉花生理指标,较单作模式、间作棉花产量提高约20%左右。     

棉花VIGS病毒载体的构建及其在抗病基因功能鉴定的应用

【目的】利用农杆菌介导的VIGS基因沉默技术,研究陆地棉抗病相关基因在棉花抗黄萎病中的功能。【方法】利用分子生物学技术构建VIGS病毒载体,建立VIGS病毒诱导沉默体系;利用此体系将棉花中的一个钙依赖蛋白(CDPK)基因,通过农杆菌介导在陆地棉中沉默,根据此基因沉默植株在病原菌环境下的发病情况研究该基因在棉花抗病中的功能。【结果】利用包含有GhCPK抗病基因片段的VIGS病毒载体的农杆菌侵染棉花子叶,病毒载体上的目的基因片段由RNA聚合酶识别并合成双链RNA(double stranded RNA,dsRNA),dsRNA由Dicer酶识别并于其它RNA形成RNA诱导的沉默复合体(RNA induced silencing complex, RISC),RISC对内源GhCPK mRNA进行识别和切割作用,内源GhCPK mRNA降解而发生基因沉默。GhCPK基因沉默导致棉苗对黄萎病敏感性增加,证明GhCPK基因参与调控棉花抗病功能。【结论】病毒诱导的基因沉默技术(VIGS)能够快速有效的研究GhCPKs基因在棉花抗病中的功能。     

噻虫嗪在棉叶中残留消解动态及对棉蚜的防治效果评价

【目的】研究噻虫嗪种衣剂在棉叶中的消解动态,评价其对棉蚜的防治效果。【方法】采用QuEChERS-UPLC-MS/MS方法,定期测定棉叶中噻虫嗪的含量,田间调查噻虫嗪种衣剂对棉蚜防治效果。【结果】0.01~0.50 mg/L线性关系良好,相关系数r=0.999。在0.01、0.20、0.50 mg/kg添加水平下,噻虫嗪在棉叶中的平均回收率在93.4%~119.71%,相对标准偏差为0.34%~5.18%,方法检测限为0.001 mg/kg。噻虫嗪在棉叶中的消解动态符合一级动力学方程,半衰期为3.85~4.03 d。下部叶中噻虫嗪含量分别占各处理总浓度的59.42%~76.39%,噻虫嗪主要分布在下部叶片。出苗后30 d时,600 g/100kg处理防效最佳,仍可达87.90%。【结论】使用600 g/100kg浓度噻虫嗪种子处理,可较好地防治苗期蚜虫。     

河西走廊地区棉蚜发生动态及植物源农药药效分析

【目的】 研究棉蚜田间种群动态消长规律,筛选得到高效、低毒的植物源农药,为棉蚜的绿色防控和减少化学农药使用量提供参考依据。【方法】 2017、2018年在甘肃省敦煌地区棉田采用田间人工调查方法调查虫情,选用以植物源农药0.5% 藜芦碱可溶液剂、0.5% 苦参碱水剂、10% 吡虫啉可湿性粉剂、1.8% 阿维菌素乳油等为主的10 种不同类型的杀虫剂开展田间防治棉蚜药剂筛选试验。【结果】 2017、2018 年棉蚜种群的发生动态趋势基本一致,每年从5月上中旬棉蚜即迁入棉田持续为害至棉花收获前,有两个相同的高峰期,分别为6 月上中旬和 7 月中下旬,但不同年份间发生程度存在差异,2017和2018年最高峰值三叶虫量分别为平均8 713.3和1 880.0头/百株,化学农药 10% 吡虫啉可湿性粉剂持效性最好,药后14 d防效达90.22%,两种植物源农药0.3%印楝素乳油和0.5%苦参碱水剂防治效果较好,药后14 d 的防效分别为84.41%和85.06%。【结论】 河西走廊敦煌棉区棉蚜田间年发生动态有两个高峰期,棉蚜药剂防治的最佳时期为7月上旬;植物源农药0.3%印楝素乳油和0.5%苦参碱水剂可用于棉蚜的绿色防控药剂,也可减少化学农药的使用。     

3种增效剂与3种烟碱类杀虫剂混配对棉蚜的增效作用

【目的】 分析棉蚜对传统烟碱类杀虫剂吡虫啉、啶虫脒、噻虫嗪的敏感性,研究青皮桔柚、有机硅、激健3种增效剂对棉蚜的增效作用。【方法】 采用浸叶法测,定3种增效剂与3种烟碱类杀虫剂混配后对棉蚜的生物活性及增效作用。【结果】 吡虫啉、啶虫脒、噻虫嗪对棉蚜24 h LC₅₀分别为11.878、24.452、12.110 μg/mL,吡虫啉和噻虫嗪相对毒力分别是啶虫脒的2.059和2.019倍。添加3种增效剂后,9种农药+增效剂组合对棉蚜的毒力均有显著提高,其中吡虫啉+青皮桔油、啶虫脒+有机硅、噻虫嗪+青皮桔油的组合增效作用最佳,对棉蚜24 h LC₅₀分别为0.328、1.987、0.704 μg/mL,增效比分别为36.213、12.306、17.202。【结论】 青皮桔柚、有机硅、激健3种增效剂在新疆棉区棉蚜绿色防控和农药减施增效技术可应用。     

9种杀虫剂对绿盲蝽的毒力效果比较

【目的】 研究不同杀虫剂对新疆阿克苏地区绿盲蝽的毒力效果,为绿盲蝽防控提供科学依据。【方法】 采用玻璃管药膜法,比较9种杀虫剂对阿克苏地区绿盲蝽成虫的毒力效果。【结果】 9种杀虫剂对绿盲蝽成虫的毒力作用均随着药剂浓度的升高而增强,其对绿盲蝽成虫的毒力效果从高到低的顺序依次为丁硫克百威>毒死蜱>呋虫胺>氟啶虫胺腈>高效氯氟氰菊酯>啶虫脒>吡虫啉>噻虫嗪>阿维菌素;阿克苏地区不同采样点绿盲蝽种群对药剂的敏感性水平不同。【结论】 在棉花花蕾期,可选用丁硫克百威、氟啶虫胺腈、呋虫胺作为目前防治该虫用的啶虫脒与高效氯氟氰菊酯等常规农药的替代药剂轮换使用,有效控制绿盲蝽发生和危害。     

棉田棉蚜飞防药剂筛选及农药减量增效药效分析

【目的】筛选高效安全适用于无人机防治棉蚜的药剂和助剂,实现农药减量增效。【方法】采用田间喷雾法测定大疆MG-1P型植保无人机喷洒5种药剂及添加助剂后对棉蚜防效。【结果】药后1 d,200 g/L丁硫克百威EC对棉蚜的防效最高,达85.9%,80%烯啶·吡蚜酮WG防效次之,达75.1%;药后7 d, 22%氟啶虫胺腈SC防效最高,防效为96.2%,70%吡虫啉WG防效次之,为92.4%。施药后1～7 d,药剂减量20%与对照无显著差异,施药后15 d,减量20%与对照存在显著差异,减量10%与对照无显著差异。【结论】供试药剂中22%氟啶虫胺腈悬浮剂和70%吡虫啉水分散颗粒剂对棉蚜防效最佳,且添加助剂后减量10%~20%对棉蚜的防效与常规药量相比二者防效无显著性差异。     

盐穗木叶片及根际土壤微生物群落高通量分析

【目的】 研究新疆盐碱环境中,极端耐盐植物盐穗木的根际土壤及叶片内生微生物群落组成和结构,为利用根际促生细菌制作生物菌肥提供科学依据。【方法】 应用16S rDNA和ITS高通量测序技术,测定分析盐穗木根际土壤与叶片内生微生物群落结构及多样性。【结果】 在门水平上根际土壤细菌群落中的优势菌门为放线菌门(Actinobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)等。根际盐穗木真菌群落中的优势菌门为子囊菌门(Ascomycota)。在门水平下,盐穗木叶片内生细菌群落中的优势菌门为蓝细菌门(Cyanobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、变形菌门(Proteobacteria);内生真菌群落中的优势菌门为子囊菌门(Ascomycota)。Alpha 多样性指数分析得出,在3 个土壤样品中,YS1的Shannon,Simpson指数最高,即微生物群落多样性较其余2个样品高。【结论】 在3个叶片样品中,YP3的Shannon,Simpson等指数最高,即微生物群落多样性较其余2个样品高。盐穗木根际土壤微生物群落多样性高于叶片内生微生物群多样性。     

Cotton Nitrogen Nutrition Diagnosis Based on Spectrum and Texture Feature of Images from Low Altitude Unmanned Aerial Vehicle

【Objective】 Based on the high spatial resolution images of unmanned aerial vehicle (UAV), the effects of removing soil background information and increasing image texture information on the inversion of cotton plant nitrogen concentration were investigated, in order to provide new technology for accurate estimation of cotton nitrogen nutrition status. 【Method】 Cotton water and nitrogen coupling experiment was conducted, and UAV images and plant nitrogen concentration data were measured during different cotton growth stages. Based on the above data, the effect of soil background on cotton canopy spectrum was firstly investigated. Secondly, the correlations between image texture parameters and plant nitrogen concentration were analyzed. Finally, the obtained data was divided into calibration dataset and validation dataset. Different scenarios, including before and after removing the soil background, and adding texture features, were set. The inversion models of plant nitrogen concentration under various scenarios were designed by using the coupled method of spectral indexes and principal component regression, and the performances of the models were compared. 【Result】 The soil background had an effect on the cotton canopy spectrum, and the trends were not the same at different growth stages. There existed significant correlations between image texture parameters and plant nitrogen concentration. For the scenarios before removal soil background, the plant nitrogen concentration prediction model had determination coefficient (R ²) value of 0.33 and root mean square error (RMSE) value of 0.21% during model calibration, and R ² value of 0.19 and RMSE value of 0.23% during validation. For the scenarios after removing soil background, the plant nitrogen concentration prediction model had R ² value of 0.38 and RMSE value of 0.20% during model calibration, and R ² value of 0.30 and RMSE value of 0.21% during validation. For the scenarios adding image texture information, the plant nitrogen concentration prediction model had R ² value of 0.57 and RMSE value of 0.17% during model calibration, and R ² value of 0.42 and RMSE value of 0.19% during validation. 【Conclusion】 Based on high spatial resolution images of low-altitude UAVs, both removing soil background and adding image texture information could improve the inversion accuracy of cotton plant nitrogen concentration. Image texture could be considered as important information to support prediction of crop nitrogen nutrition status using UAV images.     

MEAM1烟粉虱隐种对3种新烟碱类杀虫剂交互抗性及交互现实遗传力的分析

【目的】 评估MEAM1烟粉虱隐种[Bemisia tabaci (Gennadius)]对3种新烟碱类杀虫剂的交互抗性风险,预测交互抗性发展速率,为科学合理用药提供依据。【方法】 采用群体汰选法获得抗性品系,采用数量遗传学的域性状分析法估算交互抗性现实遗传力( h²) ,并预测不同选择压下交互抗性发展速率。【结果】 在50%~70%药剂选择压力下,MEAM1烟粉虱隐种连续汰选9代后,吡虫啉抗性汰选品系对噻虫嗪和啶虫脒交互抗性倍数分别上升了8.72和19.21倍,分别达到低等和中等交互抗性水平,平均交互现实遗传力h²分别为0.198 1和0.285 4;啶虫脒抗性汰选品系对吡虫啉和噻虫嗪交互抗性倍数分别上升了10.08和9.83倍,表现出中等和低等交互抗性水平,平均交互现实遗传力h²分别为0.242 3和0.128 1;噻虫嗪抗性汰选品系对吡虫啉和啶虫脒交互抗性倍数分别上升了3.12和3.11倍,均处于敏感性下降阶段,平均交互现实遗传力h²分别为0.142 1和0.068 0。【结论】 吡虫啉抗性汰选品系对噻虫嗪的交互抗性风险小于对啶虫脒的交互抗性风险;啶虫脒抗性汰选品系对噻虫嗪的交互抗性风险小于对吡虫啉的交互抗性风险;噻虫嗪抗性汰选品系对啶虫脒的交互抗性风险小于对吡虫啉的交互抗性风险。