高光谱技术结合CARS算法预测土壤水分含量

高光谱技术已成为预测土壤含水量(soil moisture content,SMC)的重要方法,但因土壤高光谱中包含了大量冗余信息和无效信息,不仅导致SMC的高光谱估算模型复杂度高,而且影响了模型的预测精度。因此,该研究在室内设计SMC梯度试验,测定土壤高光谱反射率,经Savitzky-Golay平滑(Savitzky-Golay smoothing,SG)和连续统去除(continuum removal,CR)预处理后,基于竞争适应重加权采样(competitive adaptive reweighted sampling,CARS)方法分别优选出土壤在全部SMC的水分敏感波长变量,确定适用于土壤在全部SMC的共性波长变量,以其为优选变量集,采用偏最小二乘(partial least squares regression,PLSR)回归方法建立模型并进行验证。结果表明,SG和CR预处理后的光谱曲线在450、1 400、1 900、2 200 nm附近吸收峰的形状特征凸显;基于CARS方法对土壤在不同SMC的光谱曲线进行变量优选后,得出优选变量集为443~449、1 408~1 456、1 916~1 943、2 209~2 225 nm;CARS-PLSR模型性能优于全波段PLSR模型,模型预测R2、均方根误差、相对分析误差分别为0.983、0.0144、8.36,不仅提升了预测精度和预测能力,而且降低了变量维度和模型复杂度。该文通过优选土壤水分的敏感波段,有效提高了SMC预测模型的鲁棒性,为快速准确评估农田墒情提供了新途径,为开发田间SMC测定传感器提供了理论依据。     

圆形喷灌机低压阻尼喷头水力性能试验

随着圆形喷灌机在我国的快速发展,其配套喷头也经历了从中压向低压方向发展的过程。对不同工作压力和不同喷嘴直径的阻尼旋转低压喷头进行水量分布的影响试验,为圆形喷灌机的后续推广应用提供参考。      

钝吻黄盖鲽精子冷冻保存及生理特性分析

钝吻黄盖鲽(Pseudopleuronectes yokohamae)是鲆鲽鱼类中重要的天然捕捞和养殖对象,但由于生态环境变化、人工捕捞过度等因素,导致其种质资源数量降低,进行精子冷冻保存技术研究,对其种质资源保存具有重要意义.本研究以性成熟的雄性钝吻黄盖鲽为实验材料,对精子稀释液种类及成分、抗冻剂种类、激活精子海水盐度和冷冻精液授精实验等进行筛选,实验数据利用SPSS 19.0软件进行单因素方差分析和Student-Newman-Keuls分析.结果表明,利用MFs-3(8 g/L NaCl+0.65 g/L KCl+15 g/L Glucose)稀释液分别与20％1,2丙二醇(1,2-propylene glycol,PG)和20％乙二醇(ethylene glycol,EG)抗冻剂作为精子抗冻保存液时,冷冻效果最好,其中PG组对应的精子活力、快速运动时间和寿命分别为(95.26±0.39)％、(46.00±1.00)s和(124.33±4.04)s,EG组则为(95.15±0.41)％、(45.67±0.58)s和(124.00±3.00)s.利用盐度为10～50的人工配制的海水激活解冻后的精子,发现当盐度为30时,精子活力高达(95.07±0.69)％,与对照组相比不存在显著性差异.将PG组和EG组冷冻保存的精子解冻后分别与其卵进行授精实验,PG组受精率和孵化率为(80.08±0.68)％和(77.44±1.76)％,EG组则为(80.17±0.45)％和(77.92±1.33)％,与鲜精相比无显著性差异.利用计算机辅助精子分析系统(computer-aided sperm analysis,CASA)测定MFs-3+20％ PG和MFs-3+20％ EG冷冻保存的钝吻黄盖鲽精子的各项运动参数,结果显示,二者的曲线运动速度(curvilinear velocity,VCL)、直线运动速度(straight line velocity,VSL)、平均鞭打频率(beat cross frequency,BCF)、运动的直线性(linearity,LIN)和运动的前向性(straightness,STR)的数值差异性不显著.本研究利用MFs-3+20％ PG和MFs-3+20％ EG成功冷冻了钝吻黄盖鲽的精子,为钝吻黄盖鲽精子冷冻保存技术、人工杂交育种繁殖及种质资源库的建立奠定了基础.     

早实类型核桃品种坚果性状及脂肪酸组分分析

为了解不同早实类型核桃品种果实坚果性状及核桃仁中脂肪酸含量的差异性,以17个山西省农科院果树所核桃品种园内早实类型核桃新品种果实为试材,对其坚果性状进行调查测定,并采用气相色谱法,测定了其核桃仁脂肪酸组分。结果表明:17个早实类型核桃新品种中‘金薄香6号’、‘礼品2号’的坚果性状表现突出。17个品种核桃仁中共同检测出6种脂肪酸,包括不饱和脂肪酸:油酸、亚油酸、亚麻酸,饱和脂肪酸:棕榈酸、硬脂酸及其他酸等。其中油酸和亚油酸相对总含量占到80%左右,以亚油酸相对含量最高。‘辽宁1号’核桃仁中含油量最高达78.00%,‘薄丰’的最低仅59.40%;且各品种间含油量具有显著差异性。17个早实类型核桃品种中‘扎343’的油麻比最高达12.40%,‘金薄香4号’的最低为3.50%。‘金薄香1号’核桃仁中棕榈酸含量最高达7.30 g/100 g,‘礼品2号’的最低为5.10 g/100 g。在选育油料核桃品种时,要以出油率较高且高油酸、高亚油酸、低亚麻酸含量的品种为最佳试材。经综合比较,‘礼品2号’、‘金薄香6号’、‘扎343’的油酸、亚油酸含量较高,亚麻酸、棕榈酸含量较低,是比较理想的核桃油用品种,为山西省核桃油用型良种的选育和开发利用提供一定的理论依据。     

低温胁迫下核桃叶片抗寒性生理生化指标分析

常发的倒春寒给山西的核桃生产带来巨大损失,为指导农民生产并给核桃抗寒性育种提供理论依据,本研究以8个常见的核桃品种和黑核桃为试材,测定了展叶后叶片在低温胁迫下的相对电导率,SOD活性、POD活性、CAT活性、可溶性糖及MDA含量,根据这些指标对不同核桃品种叶片的抗寒性进行评价,并进行了各指标相关性分析和主分量分析。低温胁迫下,金薄香1号叶片相对电导率变化较小,且每个温度处理下均未超过0.5;黑核桃和中林1号MDA含量维持了一个较低的水平;黑核桃,中林1号和香玲的可溶性糖含量在各温度处理下均处于一个较高的水平;受到低温伤害时,SOD酶活性较高的为金薄香1号和礼品1号,POD活性较高的为辽核1号,金薄香6号,金薄香1号,CAT活性较高的为礼品1号和中林1号。结合田间调查结果和各项指标分析,展叶后叶片抗寒性较强的为辽核1号,金薄香6号,黑核桃,礼品1号和香玲。主分量分析可以更全面地反映多指标下的评价结果。     

遗传标记在核桃属植物遗传多样性研究中的应用

为了更好地评价利用好中国核桃种植资源,加强核桃育种的基础性研究工作,本文总结归纳了形态学标记、细胞学标记、生化标记和近年来广泛应用的分子标记在核桃种质资源评价中的应用情况,并在此基础上评述了这些标记的应用前景,指出在以后的研究中应开展多种水平遗传标记的关联分析研究,发掘中国栽培、野生群体中与主要育种相关联的遗传标记位点及其等位变异,获取载体材料,以便实现快速育种的目的。     

番茄SlWRKY23基因的克隆及其抗病性和耐盐性分析

WRKY转录因子是普遍存在于植物界中的一类转录因子,参与了植物在生物和非生物逆境胁迫中的多种应答。前期研究表明,在PstDC3000侵染及盐胁迫下番茄SlWRKY23基因的表达水平提高。为了研究番茄SlWRKY23转录因子对PstDC3000的抗病性及在盐胁迫逆境中的功能,通过农杆菌介导的遗传转化方法获得转SlWRKY23基因植株,并对3个独立的转基因株系（WRKY23\|1、WRKY23\|5和WRKY23\|7）进行了抗逆性分析。结果表明接种PstDC3000后,转基因植株表现明显的抗病表型,抗病防御相关基因SlPR1和SlPR1a1的表达量显著高于野生型;盐胁迫处理后,转基因植株表现出明显的抗盐表型,逆性相关基因SlRD22和SlDREB2A的表达量显著高于野生型。该结果表明SlWRKY23基因在番茄抗PstDC3000和盐胁迫过程中具有正调控作用,通过上调逆性相关基因的表达量增强抗逆性。     

温室大棚气象环境监测网络系统设计

温室大棚在农业生产中可以有效减少自然灾害的影响,因此温室大棚的气象要素监测成为了迫切的需要。本设计中大棚不再是1个孤立的个体,而是将大棚组合为1个网络,单个大棚是1个节点,单个区域也可以是1个节点。设计了基于ADAM-4000系列的温室大棚气象环境监测网络系统,系统由环境参数采集端和监控中心2部分组成,采集终端以ADAM-4000系列为控制核心,负责采集温室大棚内的环境信息,通过串口把监测到的数据传送到监控中心上进行显示,并备份到数据库SQL Server里进行历史数据查询。     

分子鉴定拟南芥 myb26／mail sterile35突变体中表达下调基因 At2 g47500

利用不可产生花粉的突变体作为研究花药和花粉发育的途径,以证实涉及花粉发育的基因及其在基因网络中的作用。研究结果表明,拟南芥中MYB26/MALE STERILE35（ MS35）雄性不育基因会调控药室内壁次生加厚发育,影响其后的花药开裂,并可上调木质素生物合成途径。而At2g47500基因是在芯片分析ms35/myb26突变体中涉及花粉发育表达下调的一个未被鉴定的基因。通过生物信息学分析发现,At2g47500基因是一个与微管发育有关的基因,在整个植株都表达,包括花发育阶段。利用拟南芥基因库筛选该基因中的T-DNA插入突变体,并通过PCR鉴定,得到插入位点在启动子和外显子的纯合突变体。通过表型分析和表达筛选发现,At2g47500突变并未对表现型产生影响,表明T-DNA插入位点在外显子的突变体基因并未在花药中表达;但转录表达分析认为,该基因在花粉里表达,并通过启动子：GUS表达结构得到进一步证实。35S启动子超量表达At2g47500,并未导致其在野生型植物中异位的过量表达;将其转入突变体中,基因表达量恢复,也未有表现差异。说明其对花粉发育的影响不明显。定量PCR分析微管发育其他相关基因,以及花发育中次生壁发育有关基因在突变体中的表达,At2g47500对花粉发育影响不明显。在突变体中,大部分基因也未因其缺失、表达受到明显影响。综上所述,该基因在花药发育中不受ms35/myb26的调控,发挥次要作用,受到主效基因的调控。     

牙鲆抗迟缓爱德华菌病家系建立与抗病性能评价

为筛选出抗迟缓爱德华菌的牙鲆家系,实验以已经选育出的牙鲆抗病和快速生长家系以及从韩国引进的选育群体为亲本建立了牙鲆家系56个,并对其中32个家系进行了迟缓爱德华菌人工感染实验。确定了迟缓爱德华菌对牙鲆家系的半致死浓度LD50为3.69×105CFU/mL后,从每个家系中随机抽取75尾,按照0.2 mL/10 g体质量腹腔注射半致死浓度的菌液,并设置1次重复。人工感染时水温控制在(19±1)℃。从32个家系中共选取4 800尾5月龄牙鲆幼鱼进行感染,16 d实验结束后统计各家系存活率为8.2%~66.1%,平均存活率为31.2%。不同家系对迟缓爱德华菌的抗感染能力表现出显著差异(P0.05)。筛选出6个存活率高于45%的抗病家系,发现2007年筛选出的抗鳗弧菌病家系F0768的后代家系在迟缓爱德华菌感染后的存活率普遍很高,表现出抗迟缓爱德华菌病的能力。研究为选育抗鳗弧菌病和抗迟缓爱德华菌病的牙鲆优良品系奠定了基础,对牙鲆抗细菌病的分子机理研究及抗病新品种选育具有重要意义和应用价值。