基于茎干含水率的紫薇病虫害等级早期诊断方法

为了对植物病虫害进行早期预警,提出一种基于茎干含水率的植物病虫害等级早期诊断方法。以紫薇为研究对象,监测复苏萌芽期内不同健康等级紫薇的茎干含水率;然后,分别通过关键参数和主成分分析对茎干含水率进行特征提取;最后,结合有监督和无监督学习模型实现对紫薇病虫害等级的早期诊断。基于方差分析,紫薇健康等级对日最小含水率、日最大含水率、日平均含水率、日极差含水率4个关键参数的影响均为极显著。基于主成分分析,茎干含水率时间序列前4个主成分的累计贡献率达到99.7%。在有监督模型中,以主成分特征为输入的BP模型的性能最优,平均识别率达到98%;在无监督模型中,以主成分特征为输入的K均值模型最优,平均识别率达到92%。因此,茎干含水率可以作为诊断植物病虫害等级的早期指标,主成分特征优于关键参数特征,有监督模型优于无监督模型。     

基于京津翼一体化的农田生态系统碳足迹年际变化规律研究

基于京津冀一体化背景下,以农田生态系统作为研究对象,对2005—2014年农田生态系统的碳汇、碳源、碳足迹的年际变化进行了研究,为京津冀一体化的规划和产业布局提供理论依据。结果表明：京津冀地区农田生态系统的碳汇功能呈下降趋势,近10年降幅为6.6%,年均固碳量为485.5万t·a^-1,碳汇功能的主要决定因素是粮食作物中玉米与小麦的经济产量及种植面积。京津冀地区农田生态系统碳排放量年均727.8万t·a^-1,基本上呈现出逐年降低的趋势,碳排放量的主要决定因素为农业化学品中氮素化肥的施用量。京津冀地区农田生态系统碳足迹年均为161.2万hm²·a^-1,呈现出逐年减少趋势,处于碳生态盈余状态。     

6个朱砂梅品种花色苷合成结构基因及转录因子编码基因的表达模式分析

为明晰朱砂梅品种群梅花花色表型差异形成的分子调控机制,以花色由浅至深呈梯度变化的6个朱砂梅品种为试验材料,利用色差仪和分光光度计测定不同品种盛花期花瓣的花色表型及花色苷含量,通过荧光定量PCR及相关性分析,对花色苷合成结构基因(PmCHS、PmCHI、PmF3H、PmF3′H、PmDFR、PmANS、PmUFGT)及转录因子编码基因(PmMYB1、PmbHLH3)的转录特性进行探究。结果表明,各品种间花瓣花色苷含量与花色红度的变化趋势一致;PmMYB1、PmbHLH3、PmF3′H、PmDFR、PmUFGT的相对表达量与花色苷含量呈极显著正相关;转录因子编码基因PmMYB1与PmbHLH3的相对表达量呈极显著正相关,且均与结构基因PmF3′H、PmDFR、PmUFGT的表达水平呈显著或极显著正相关。推测转录因子编码基因PmMYB1PmbHLH3通过正向调控结构基因PmF3′H、PmDFR和PmUFGT的表达从而调控朱砂梅花瓣的呈色。     

春黄菊族部分植物CYC2d同源基因的分离与功能初步分析

CYC同源基因作为控制花瓣对称性形成的关键基因,在菊科头状花序中主要调控着舌状花(两侧对称)的生长发育。菊科植物中舌状花的有或无及其分子调控机制和演化过程一直备受关注。本研究从花型不同的川甘亚菊、戈壁短舌菊和神农香菊中分别同源克隆了转录因子基因CYC2d。3个序列与菊花CmCYC2d基因氨基酸序列的比对结果显示其同源性均超过90%,且均含有保守的TCP和R结构域。半定量RT-qPCR结果显示,CYC2d在地被菊品种‘毛香玉’幼嫩花序中的表达量最高,而在川甘亚菊和戈壁短舌菊中的表达量非常微弱。因此,进一步通过实时荧光定量检测了CmCYC2d在‘毛香玉’6个发育时期舌状花和管状花中的表达情况,结果表明, CmCYC2d各个时期管状花中的表达量均很低,而在相应时期舌状花中的表达均很丰富。在不同花型的杂交F1代优株中,CmCYC2d也主要在不同位置的舌状花中高表达。通过农杆菌转化重组质粒pSUPER1300-CmCYC2d-GFP在烟草表皮细胞瞬时表达,亚细胞定位结果显示其定位于表皮细胞核。分别在野生型拟南芥和tcp1突变体(SALK-022364)中过表达CmCYC2d基因的结果表明,转基因阳性株系的营养生长受到抑制,花期延迟,花瓣大小和排列均发生了变化,使原本辐射对称的花瓣呈现两侧对称的趋势。从研究结果可知, 转录因子基因CmCYC2d对菊花舌状花的发育有重要调控作用。本研究为菊科舌状花演化的分子调控机制研究奠定了基础。      

关于无性系林业若干问题的认识和建议——以杨树为例

随着林木育种和无性繁殖技术的进步以及森林工业的发展,无性系林业开始在世界人工林培育中发挥越来越重要的作用,并逐步进入无性系定向选育、定向栽培、定向利用的时代。该文针对我国无性系林业存在的问题提出了自己的认识和建议,并从无性系特性角度阐释了“三北”地区大规模发生的杨树“小老树”、严重病虫危害以及退化甚至死亡的原因。认为无性系林业不仅包括无性系选育和无性系造林,还应该涵盖无性系利用等内容。指出应充分利用无性系的基因型与环境互作效应,重视良种的适地适基因型栽培,为不同的生态环境条件选配适宜的主栽品种进行造林。同时加强重要树种无性繁殖技术标准的制定,以约束采取科学的无性繁殖技术和繁育制度进行良种生产,尽可能降低成熟效应与位置效应对无性系林业发展的影响。强调发展无性系林业要根据栽培环境条件和利用目标选择适宜品种,并突出良种和良法配合,重视林分数量成熟与工艺成熟最佳配合下的经济成熟,保证整个产业链条的综合效益最大化。尤其是提出了无性系人工林群体衰退的概念,即在同一无性系品种组成的人工林内,各植株的遗传组成和生活习性相同,随着林龄的增加,林分内各无性系对水分和营养的需求加大,当栽培环境不能满足林分生长需求时,如不能及时采取人工疏伐等措施进行密度调整,林分会因个体竞争能力相似而同时发生各无性系植株生长势衰退、病虫害加剧直至死亡等现象。建议国家应针对无性系人工林的特点,修订、完善相关的林业政策和法律法规,将杨树等无性系林业发展较好的用材或用材和生态兼用树种列入木本作物范畴,在无性系人工林达到经济成熟时及时通过间伐进行密度调控,或通过轮伐更新利用,避免在林分水肥等资源紧缺时,因个体竞争能力相似而引发无性系人工林群体衰退等问题,在有效发挥生态效益的同时,保证国家珍贵的宜林地资源的高效利用      

两个牡丹品种开花过程中花色变化的研究

采用英国皇家园艺学会比色卡（RHSCC）、色差仪、组织切片法及高效液相色谱-二极管阵列检测技术（HPLC–PAD）对牡丹品种‘金衣花脸’和‘霞光’开花过程中花色变化、色素的分布及组成和含量的变化进行研究。从两个品种花瓣（不含色斑部位）中共检出4种花青素和14种黄酮类色素,主要分布在花瓣表皮细胞内,中部栅栏组织无或仅有少量黄酮类色素。两个品种开花过程中花色明度增加,彩度降低,红色减退,分别由红黄复色和红色变为浅黄色和橙黄色。开花过程中色素组成不变,色素含量变化明显,总花青素和总黄酮含量均呈逐渐降低趋势,且总花青素含量降低幅度更大。开花过程中花青素和黄酮的降解速率不同,使得花色逐渐由红色向橙色至黄色变化。     

嫁接砧木对‘猩红’平滑山楂抗寒性的影响

为了筛选‘猩红’平滑山楂适宜的嫁接砧木,以山楂、辽宁山楂作为嫁接砧木,引种的‘猩红’平滑山楂/单子山楂嫁接植株为对照,对2年生‘猩红’平滑山楂嫁接苗进行了抗寒性研究。结果表明,2组合的嫁接苗抗寒性均强于引种的‘猩红’平滑山楂/单子山楂植株,山楂更适宜作为‘猩红’平滑山楂北京地区推广的砧木。越冬过程中,2组合嫁接苗秋梢受冻害程度较引种的成熟树明显降低,其当年生枝条均保持了较低相对电导率和丙二醛含量,可溶性糖积累明显,但脯氨酸积累不明显。相比之下,‘猩红’平滑山楂/山楂组合的抗寒性强于‘猩红’平滑山楂/辽宁山楂组合。     

利用无人机航拍视频结合YOLOv3模型和SORT算法统计云杉数量

准确、快速地统计苗木数量对苗圃的运营和管理具有重要意义,是提高苗圃运营和管理水平的有效方式。为快速准确统计完整地块内苗木数量,该研究选取云杉为研究对象,以无人机航拍完整地块云杉视频为数据源,提出一种基于YOLOv3（You Only Look Once v3,YOLOv3）和SORT（Simple Online and Realtime Tracking,SORT）的云杉数量统计方法。主要内容包括数据采集、YOLOv3检测模型构建、SORT跟踪算法和越线计数算法设计。以平均计数准确率（Mean Counting Accuracy,MCA）、平均绝对误差（Mean Absolute Error,MAE）、均方根误差（Root Mean Square Error,RMSE）和帧率（Frame Rate,FR）为评价指标,该方法对测试集中对应6个不同试验地块的视频内云杉进行数量统计的平均计数准确率MCA为92.30%,平均绝对误差MAE为72,均方根误差RMSE为98.85,帧率FR 11.5 帧/s。试验结果表明该方法能够快速准确统计完整地块的云杉数量。相比SSD+SORT算法,该方法在4项评价指标优势显著,平均计数准确率MCA高12.36%,帧率FR高7.8 帧/s,平均绝对误差MAE和均方根误差RMSE分别降低125.83和173.78。对比Faster R-CNN+SORT算法,该方法在保证准确率的基础上更加快速,平均计数准确率MCA仅降低1.33%,但帧率FR提高了10.1 帧/s。该研究从无人机航拍视频的角度为解决完整地块的苗木数量统计问题做出了有效探索。     

基于植草沟设施构建的水陆两栖型花境的研究

文章通过对绿地中植草沟设施与花境景观结合途径的研究,首先界定了水陆两栖型花境的概念与类型,明确了水陆两栖型花境是一种具有雨水传输作用和花境艺术价值并助于雨水渗透和净化的生态基础设施;然后从种植基质、植物材料、设计特征3方面阐述了水陆两栖型花境的构建途径,同时结合太阳宫公园改造过程中的研究性应用,讨论其在城市雨洪管理体系内各个阶段的延伸性;最后对水陆两栖型花境建设提出建议。     

北京道路绿地十种花灌木对四种重金属的富集能力评价

采集北京四环路道路两侧绿地中10种花灌木一二年生枝条、叶片和其根系土壤,利用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-AES)测定其中Cd、Pb、Zn、Cu的含量,评价分析园林常用绿化灌木对土壤重金属的富集能力,以期为园林植物修复重金属污染土壤提供参考依据。结果表明:同一花灌木中重金属含量基本表现为Zn>Cu>Pb>Cd;Cd、Cu富集含量在同一花灌木器官中表现为叶>枝,而Pb、Zn富集含量多数植物表现为枝>叶;花灌木对不同重金属元素的富集系数存在着一定的差异,对Zn的平均富集系数较高,为0.50;对Cd、Pb、Cu的平均富集系数较低且相近,小于0.25。通过差异性分析,木槿、月季、紫丁香、珍珠梅分别对Cd、Pb、Zn、Cu的单一富集系数显著高于其它花灌木(P<0.05);从综合富集系数来看,紫丁香对Cd、Pb、Zn、Cu的综合富集能力最强。该研究结果为北京道路绿地及其它场地污染治理、景观建设的植物树种选择提供科学依据和参考。