Identification,characterization and full-length sequence analysis of a novel endornavirus in common sunflower (Helianthus annuus L.)

To identify the possible quarantine viruses in seven common sunflower varieties imported from the United States of America and the Netherlands, we tested total RNAs extracted from the leaf tissues using next-generation sequencing of small RNAs. After analysis of small RNA sequencing data, no any quarantine virus was found, but a double-stranded RNA(dsRNA) molecule showing typical genomic features of endornavirus was detected in two varieties, X3939 and SH1108. Full-length sequence and phylogenetic analysis showed that it is a novel endornavirus, temporarily named as Helianthus annuus alphaendornavirus(HaEV). Its full genome corresponds to a 14 662-bp dsRNA segment, including a 21-nt 5′ untranslated region(UTR), 3' UTR ending with the unique sequence CCCCCCCC and lacking a poly(A) tail. An open reading frame(ORF) that encodes a deduced 4 867 amino acids(aa) polyprotein with three domains: RdRP, Hel and UGT(UDP-glycosyltransferase). HaEV mainly distributed in the cytoplasm but less in the nucleus of leaf cells by fluorescence in situ hybridization(FISH) experiment. This virus has a high seed infection rate in the five varieties, X3907, X3939, A231, SH1108 and SR1320. To our knowledge, this is the first report about the virus of the family Endornaviridae in the common sunflower.     

基于深度学习的牛肉大理石花纹等级手机评价系统

大理石花纹是影响牛肉品质等级的重要指标,目前中国牛肉加工企业对大理石花纹的评价是由专业分级人员参照标准图谱完成,具有主观性强、耗费人工的缺点。针对上述问题,该研究提出了基于深度学习的智能分级方法,设计一种具有4层卷积的神经网络结构,实现了大理石花纹特征的自动提取,并基于智能手机开发了牛肉大理石花纹检测软件。该研究共采集样本图像1 800张,按3:1:1分为校正集、验证集和测试集。为进一步验证模型,将该方法与传统机器视觉方法进行了比较,提取了牛肉大理石花纹的大、中、小脂肪颗粒个数,脂肪总面积和脂肪分布均匀度5个参数,并建立了多元线性回归模型。试验结果表明,该研究所用方法大理石花纹检测准确率更高,验证集检测正确率为97.67%。最后编写了手机软件,将模型移植入Android手机,在手机平台上调用模型进行大理石花纹检测。试验表明,该软件对测试集样本的检测准确率为95.56%,单张检测时间低于0.5 s。该研究结合卷积神经网络分类能力强和智能手机运行速度快等优点,开发了牛肉大理石花纹的手机评价系统,具有较好的实用性和便携性,可提高牛肉大理石花纹检测效率,有助于提高农畜产品检测的智能化水平。     

极端暴雨条件下黄土丘陵沟壑区土壤蓄水能力和入渗规律

黄土高原退耕还林还草工程实施后,下垫面环境条件的变化可能对流域水文过程、水文通量、水量平衡以及生态系统产生十分重要的影响。研究极端暴雨条件下剖面土壤蓄水能力和入渗规律,对于阐明流域产汇流过程和影响机制具有重要的科学价值。采用土壤墒情仪对陕北"7·26"特大暴雨事件下黄土丘陵沟壑区草地剖面土壤水分进行了实时动态监测,分析了极端暴雨条件下剖面土壤水分的动态变化和蓄水过程,利用Horton入渗模型模拟了剖面土壤水分湿润锋的运动过程,揭示了极端暴雨条件下剖面土壤水分的入渗规律。结果表明:(1)极端暴雨条件下,黄土丘陵沟壑区坡面草地不同深度层次土壤水分与降雨过程的响应不同,具有层次性和明显的滞后效应,其中,0～140 cm是影响该地区土壤水文过程的关键层次;(2)土壤水分再分配结束时,湿润锋最深深度达140 cm,土壤蓄水量达225.99 mm,较降雨前95.37 mm增加了1.37倍;(3)极端暴雨过程中湿润锋的运动随时间呈对数递减关系,其稳渗速率随容重增加而减小,呈指数函数递减;(4)极端降雨过程中该地区坡面草地的产流机制仍以超渗产流为主,对于揭示流域的产汇流机制和完善水文预报模型具有重要的科学意义。     

异速对辊式玉米秸秆粉碎还田装置设计与试验

针对玉米秸秆量大、韧性强,导致还田后秸秆粉碎不均匀影响后续整地和播种等问题,该研究提出了一种异速对辊及动态双支撑形式的玉米秸秆粉碎还田方式,并研制了相应的玉米秸秆还田装置,主要由捡拾粉碎单元、对辊滑切支撑单元、支撑板和机壳等组成。在异速动态双支撑条件下,通过对作业过程中玉米秸秆动力学分析和秸秆漏捡面积分析,对捡拾粉碎刀和对辊滑切支撑刀进行设计,建立了影响秸秆粉碎合格率的数学模型。以捡拾粉碎刀转速、L型甩刀折弯角、L型甩刀刃口长度和滑切支撑刀滑切角为因素,秸秆粉碎合格率为试验指标进行Box-Behnken试验。田间试验结果表明:当滑切支撑刀滑切角45°、捡拾粉碎刀转速1 700 r/min、L型甩刀刃口长度45 mm和L型甩刀折弯角40°时,玉米秸秆粉碎合格率为92.58%,与预测值误差5%,满足国家标准要求。该研究提出的秸秆粉碎还田方式和研制的秸秆粉碎装置为玉米秸秆粉碎还田机设计和优化提供新的方案和技术支撑。     

干旱胁迫对药用绿化植物千里光和密蒙花生长的影响研究

为筛选利用抗旱性较高的乡土植物用于边坡生态修复,通过盆栽试验研究滇中地区常见的密蒙花和千里光在干旱胁迫条件下的抗旱性,对干旱胁迫下植株的生长状况及各种酶活性、丙二醛和脯氨酸含量等有关生理指标进行研究。结果表明,在断水干旱胁迫下,千里光幼苗忍耐干旱环境的能力强;密蒙花幼苗在断水干旱胁迫前期调节能力较好,在后期抗旱能力减弱,植株生长受到严重抑制。     

浅谈陆地棉杂种二代利用

棉花杂种优势利用是提高棉花产量主要途径之一。研究表明，一些陆地棉F₂仍具有明显的产量杂种优势，种子成本低廉的F2具有潜在的应用前景。本文综述了陆地棉F₂杂种优势遗传基础、优势表现以及目前生产上出现的问题，并从育种层面提出了有针对性的解决对策。     

同源四倍体及其原二倍体黑皮冬瓜光合光响应模型筛选

为了筛选出最适合黑皮冬瓜Benincasa hispida (Thunb.) Cogn.的光合光响应模型,为其育种提供理论依据,以同源四倍体及其原二倍体黑皮冬瓜为试验材料,对8种经典的光合光响应模型适用性进行了比较分析。结果表明：二次多项式能够表现出光抑制情况,但在拟合过程中出现暗呼吸速率为正值、光补偿点为负值及无法解释当光强达到饱和后光合速率快速下降的问题;直角双曲线、非直角双曲线及指数函数Ⅰ、指数函数Ⅱ无法直接求取光饱和点、光补偿点,结合常用的光饱和点的计算方法得到的光饱和点与实测值均存在较大的偏差,且指数函数Ⅱ在计算光饱和点时表现出明显的人为性,也无法拟合光抑制情况,但4种模型拟合得到的光补偿点均与实测值相差不大;指数修正模型因系数β为负值,无法求取四倍体黑皮冬瓜材料的光饱和点和最大净光合速率,且拟合得到的四倍体黑皮冬瓜的光补偿点明显低于实测值;直角双曲线修正模型计算得到的暗呼吸速率及二倍体黑皮冬瓜的光饱和点明显低于实测值,但获得的四倍体及其二倍体的最大净光合速率与实测值最接近,说明其在拟合最大净光合速率上有优势;整体上分段函数计算得到的黑皮冬瓜的各光合参数与实测值最为接近,与实测值的平均相对误差最小,也能很好的拟合发生光抑制部分的光响应曲线。分段函数拟合同源四倍体及其原二倍体黑皮冬瓜光合光响应曲线效果较其他模型效果好,分段函数模型为黑皮冬瓜最适合的光合光响应模型。     

豚草粗提物对杨树水泡型溃疡病的抑菌作用研究

为解决豚草提取物在林业病虫害防治中的推广与应用问题,以豚草叶片为试验材料,采用温浸-超声波联合提取法提取抑菌活性物质,并开展其对杨树水泡型溃疡病病原菌的室内外抑菌试验。室内抑菌试验表明,粗提物浓度为16 mg/mL时,抑菌率达到73.62%;林间防治试验表明,最小抑菌浓度为 40 mg/mL,抑菌率达到95.14%。通过以上抑菌试验确定豚草粗提物对杨树水泡型溃疡病有较好的抑制效果。     

基于茎秆生物力学特性的油菜抗倒调控机制研究

为了应用生物力学特性指标对茎秆抗倒性进行评价，进而指导油菜抗倒栽培，以华杂62和金油杂158为试验材料，基于不同栽培因素下油菜茎秆的弹性模量、弯曲强度、剪切强度及抗倒性，分析了栽培因素对油菜茎秆力学特性指标的影响及其与抗倒性的相关性。结果表明：油菜抗倒性与茎秆的弹性模量、弯曲强度、剪切强度呈显著负相关；随着播期推迟，油菜茎秆的弹性模量、弯曲强度及剪切强度分别减小15.31%、29.16%和13.88%，倒伏指数增大32.18%；随着播种密度增大，油菜茎秆的弹性模量、弯曲强度及剪切强度均呈先增大后减小趋势，而倒伏指数先减小后增大；随着施氮量增加，油菜茎秆的弹性模量、弯曲强度及剪切强度均逐渐减小，而倒伏指数逐渐增大，与施氮量120 kg·hm^-2处理相比，在施氮量为360 kg·hm^-2下，油菜茎秆的弹性模量、弯曲强度及剪切强度分别减小39.43%、19.40%和16.63%，倒伏指数增大16.36%。因此，播期提前、适当增加播种密度、控制氮肥投入，有助于提高油菜茎秆的力学特性强度，从而增强油菜的抗倒伏能力。研究结果可为油菜抗倒栽培调控提供理论依据。     

High water content silk protein-based hydrogels with tunable elasticity fabricated via a Ru(II) mediated photochemical cross-linking method

Silk is very promising in the field of biomaterials as a natural biomacromolecule. Silk protein can be made into various forms of materials, including hydrogels. However, silk protein-based hydrogels have not attracted much attention due to its weak mechanical properties. Here, we report high water content silk protein-based hydrogels with tunable elasticity which were fabricated through Ru(II) mediated photochemically cross-linking tyrosine residues in regenerated silk protein. The regenerated silk protein was characterized by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). The gelation kinetics of the silk protein was studied by rheology measurements. The compressive mechanical properties of the silk protein-based hydrogels was investigated using compressive tests and dynamic mechanical analysis (DMA). Compressive modulus of the hydrogels reached 349±64 MPa at 15 % strain. The fabricated silk protein-based hydrogels were also characterized by Scanning electron microscopy (SEM), revealing an interconnected porous network structure, typical of hydrogels, with an average pore size of approximately 130 μm. Finally, biocompatibility of the silk protein-based hydrogels was demonstrated through cell culture studies using a human fibroblast cell line, HFL1. The reported silk protein-based hydrogels represent a promising candidate for biomaterial applications.