全球植物科学领域发展态势分析

基于农业科技创新的发展需求,为农业科技资源的有效配置提供支撑,从文献计量角度对全球植物科学领域研究现状及态势进行分析。利用定性、定量相结合的方法构建检索策略,基于Web of Science数据库及文献计量分析工具,对文献发表量、文献主要贡献国家、机构、期刊及发文量较高的作者H指数进行统计分析。结果表明,1995—2018年植物科学领域的文章发表量整体上呈现稳定增长趋势,学科呈现蓬勃发展的整体势头。美国和中国是文献主要贡献国家,文献量和总被引频次显著高于其他国家,但美国及欧洲国家的篇均被引数量高于中国。从全球来看,中国科研机构在发文数量占有绝对优势,而德国马克思普朗克的文章篇均被引数量高,达到10以上。对2016—2018年的高被引文献(Top10)进行内容分析,并通过高频词共现主题聚类可视化分析。从论文影响力及主题词规模2个维度表征领域内研究方向。结果表明,“植物应对生物及非生物胁迫”、“基因编辑技术”、“基因组学分析”、“植物生殖发育调控”是近年来植物科学的高关注度研究方向,主题内容与前期的需求调研相符,初步预测这些研究方向将对农业创新发展起到重要推动作用。     

液电混合直线驱动系统位置控制特性研究

提出了一种采用电-机械直线执行器和液压缸的液电混合直线驱动系统。为消除电-机械直线执行器和液压缸之间的耦合影响,液压泵和比例阀协同控制液压缸输出力和运行方向,满足系统负载力需求,电-机械直线执行器用于运动控制,并补偿液压缸输出力波动和外部干扰力。为实现上述目标,设计了基于扩张状态观测器的电-机械直线执行器自适应滑模控制方法,以估计的负载力调节泵压力和比例阀开度,对液压缸输出力进行调控。比例阀在系统运行中主要用于控制液压缸运动方向,阀开度较大,可显著降低节流损失。通过仿真和试验分析了系统的运行特性和能效特性。结果表明,该系统具有良好的位置控制特性,能量效率高,较传统阀控系统能耗减少51%。     

Bulk pollen pollination in maize for efficient construction of introgression populations with high genome coverage

Introgression populations consist of a set of introgression lines or families, constructed by continuous backcrossing to the recurrent parent, while carrying a limited number of chromosome segments from a donor parent in their genomes. Increasing the genome coverage is an important aim when constructing introgression population. In this study, we proposed bulk pollen pollination (BPP) method and used it to increase the genome coverage of a maize introgression population. The results showed that the genome coverage of the introgression population constructed using BPP method reached 100% at BC₃ generation, which accorded with the simulation result. The BPP‐based BC₃F_1:2 population could identify most quantitative trait loci (QTL) detected using the F_2:3 population, especially major QTL. Simulation analysis showed that the genome coverage of introgression population increased with the increase of population size and the number of bulked plants, and decreased with the increase of backcross generation. Our results proved the reliability of the BPP‐based introgression population in increasing genome coverage and detecting QTL, and provided references for constructing high‐coverage introgression populations.     

2株毒死蜱降解菌的分离鉴定及其混合降解特性研究

从生产毒死蜱农药厂采集的活性污泥中分离筛选得到2株降解效率较高的毒死蜱降解菌,命名为D1、D3,根据表型特征、生理生化特性和16 S rRNA基因序列相似性分析,将其鉴定为苍白杆菌属(Ochrobactrum sp.)和副球菌属(Paracoccus sp.)细菌。2株菌以最佳配比(1∶1.25)混合施用时,与单菌相比,毒死蜱降解效率可提高12%~26%;以混合菌株为研究对象,发现其对毒死蜱最适降解温度为30℃,最适降解pH值为7.0,最适NaCl浓度为0.5%;混合菌株施入土壤后,可保持较高的定殖能力和降解效率。     

内生菌与雷公藤细胞悬浮共培养的生理生化特性

将2株雷公藤内生真菌Fusarium oxysporum NS33与Penicillium steckii NS6、2株内生细菌Enterobacter cloacae sub sp LG3与Serratia marcescens LY1及其组合分别与雷公藤细胞悬浮共培养,对不同培养体系内雷公藤细胞的生长及其生理生化特征进行研究。结果显示,在共培养前期,与对照相比,接种单一内生菌株提高了细胞的干重,其中菌株NS6的促生效果最明显;而在共培养后期,无论是单一内生菌还是混合内生菌均对细胞生长具有抑制作用。内生真菌和菌株组合处理的培养液p H值有明显的升高,而内生细菌LY1则明显降低了培养液的p H值,其具有产酸性。另外,当雷公藤细胞同混合菌株共培养时,培养基中总糖消耗量是最大的,而接种单独菌株时则对细胞可溶性蛋白含量具有一定的提高作用。接种内生菌会影响雷公藤细胞的POD、CAT及SOD活性,与对照相比,接种单独菌株会更加提升POD与CAT的活性,而细胞MDA含量则明显下降。     

8株优良大豆根瘤菌与不同地区27个大豆主栽品种的匹配性研究

大豆是我国重要的油料作物和高蛋白粮饲兼用作物,具有与根瘤菌共生固氮的能力。近十几年来,我国大豆品种更新快,导致大豆根瘤菌株与新品种匹配能力差、接种效果不明显。筛选与主栽大豆品种匹配性好、固氮效率高的广谱性优良菌株,可为针对性的施用大豆根瘤菌接种剂提供菌种资源和方案。选取本实验室前期分离保存的6个优良快生型大豆根瘤菌株和2个慢生型大豆根瘤菌株,在砂培盆栽条件下与不同地区的27个大豆主栽品种进行匹配试验。测定分析了植株地上部分生物量、高度、根瘤数量、根瘤生物量和根瘤固氮酶活指标。结果表明:不同大豆根瘤菌之间结瘤固氮能力存在极显著的差异;供试根瘤菌均能够与国内24个大豆品种结瘤,广谱性较好;植株地上部分高度、根瘤数量、根瘤生物量和根瘤固氮酶活与地上部分生物量呈显著相关;大部分接种根瘤菌后的植物生物量显著高于CK;HN01、GR3、HH29、HH103匹配性和固氮效率均不逊色于USDA110,具有在东北地区、黄淮海地区、长江流域、东南地区推广的潜能;从品种来看,中豆39、BD2、天隆1号与8株供试大豆根瘤菌的匹配接种表现出高生物量特点。此外,本文还筛选出大豆-大豆根瘤菌的表型最佳匹配组合中豆39-GR3,适合长江流域地区;同样筛选到东北地区、黄淮海地区、东南地区最佳匹配组合,分别是HN01-辽豆14、HN01-徐豆14、HN01-BD2。本文初步建立了优良根瘤菌与大豆主栽品种的匹配关系,为在田间试验中进一步筛选和应用这些优良菌株提供了材料和指导。     

HVI大容量棉花测试仪排出样品处理装置的设计

针对HVI大容量棉花测试仪排出的样品处理难等问题，设计了1套自动化样品处理装置。该装置集样品自动输送、自动感应、自动压缩和自动装包等功能于一体，既可解决该类测试仪出棉通道容易堵塞的难题，又可降低劳动强度，提高工作效率和节省棉包存储空间。     

不同基因型燕麦苗期耐盐碱性分析 及其鉴定指标的筛选

为探讨不同基因型燕麦苗期的耐盐碱性，筛选适宜松嫩平原种植的燕麦品种，本研究采用Hoagland营养液水培法，以250 mmol·L^-1高浓度NaHCO₃胁迫模拟松嫩平原盐碱环境，对49份来自国内外不同地区的主栽燕麦品种进行研究。试验测定了250 mmol·L^-1 NaHCO₃胁迫下燕麦的株高（X₁）、根长（X₂）、地上部鲜重（X₃）、地下部鲜重（X₄）、地上部干重（X₅）、地下部干重（X₆）、地上部含水量（X₇）、地下部含水量（X₈）、根冠比（X₉）9个指标，以各单项指标的耐盐碱系数(SATC) 作为衡量耐盐碱性的依据，利用多元分析方法对不同燕麦品种耐盐碱能力进行了综合评价。结果表明：通过对各指标的耐盐碱系数进行主成分分析，得到X₄、X₇、X₈ 3个综合指标，涵盖了全部数据86.155%的信息量；通过隶属函数分析和聚类分析将49份燕麦品种分为3类，其中草莜1号、张燕7、T7等3个品种为耐盐碱品种，HLJ 1、白燕2号等41个品种为中度耐盐碱品种，三分三、坝莜13号等5个品种为盐碱敏感品种。