PGPR菌剂对辣椒的促生效应及根际土壤细菌的响应研究

研究田间条件下PGPR菌剂灌根对辣椒根际土壤细菌数量及群落结构的影响,为深入探究PGPR菌剂的田间促生机制提供理论依据。以4株PGPR菌株制成PGPR菌剂,对辣椒进行灌根,并采用Illumina-MiSeq平台对辣椒根际土壤细菌V3-V4区进行Paired-end测序,结合细菌及功能菌群数量、辣椒产量指标,比较分析菌剂灌根配施全量化肥(PGPR-CF1)、菌剂灌根配施80%化肥(PGPR-CF2)和全量化肥(CK)处理后对辣椒根际土壤细菌数量及群落结构特征的影响。结果表明:PGPR菌剂灌根后辣椒根际土壤细菌及包含固氮、解磷及解钾等功能菌群的数量显著提高,且物种丰度和多样性均高于对照,细菌优势度则表现为PGPR-CF1和CK组高于PGPR-CF2。所有土样共得到有效序列573 896条,在相似水平为97%下聚类分析得到OTUs数分别为2 153个(CK)、2 337个(PGPR-CF1)、2 358个(PGPR-CF2);各处理辣椒根际土壤中的优势门为酸杆菌门、放线菌门、拟杆菌门、绿弯菌门、浮霉菌门和变形菌门,相对丰度总占比分别为83.7%(PGPR-CF1)、79.55%(PGPR-CF2)和79.77%(CK)。PGPR菌剂灌根后增加了伯克霍尔德氏菌目、芽孢杆菌目、鞘脂单胞菌目等的相对丰度,降低了芽单胞菌目、酸杆菌目的相对丰度。Pearson指数表明,辣椒产量和单果重与根际土壤细菌多样性和丰度正相关。研究显示,PGPR菌剂处理,可以提高根际土壤细菌和功能菌群的数量,同时影响了物种多样性和群落结构,并促进了辣椒增产。     

杜马斯燃烧法和凯氏定氮法在土壤全氮检测中的比较研究

选用 6组不同全氮含量的土壤样品(梯度为 0%～0.06%、0.06%～0.1%、0.1%～0.2%、0.2%～0.3%、0.3%～ 0.4%和 0.4%～ 0.5%)和 4份土壤有效态成分分析标准物质为试验材料，分别采用杜马斯燃烧法和凯氏定氮法测定其全氮含量，并对两种方法测定结果的精密度、准确度和相关性及检测成本进行了比较分析。对土壤有效态成分分析标准物质全氮含量的检测，两种方法测定结果都接近于真实值，比较两种方法的相对标准偏差(RSD)和相对误差(RE)值，可确定杜马斯燃烧法精密度更高，且准确度更好；对于含氮量范围为 0%～ 0.06%的样品，两种方法的测定值之比(D/K)为 0.692～ 0.965，杜马斯燃烧法测定结果的变异系数为 0.00%～ 9.96%，测定结果不稳定，两种方法的测定值间存在显著的线性相关，但 R2仅为 0.9049；而含氮量大于 0.06%的样品，两种方法的测定值之比(D/K)为 0.940～ 1.104，变异系数均小于 5%，测定结果间存在显著的线性相关(R2=0.9979)。在检测成本方面，完成相同数量样品检测，杜马斯燃烧法所需时间和人力都约是凯氏定氮法的1/2。因而，杜马斯燃烧法是一种环保、高效的土壤全氮检测方法，对于含氮量范围为 0%～ 0.06%的土壤样品，凯氏定氮法的测定结果更接近于真实值，而对于含氮量大于 0.06%的土壤样品，杜马斯燃烧法更加适用。     

优化施肥下长江流域冬小麦产量及肥料增产效应

【目的】针对长江流域冬小麦不合理施肥带来的肥料利用率低的现状,探讨冬小麦产量分布特征及施用氮、磷和钾肥料的增产效应,为长江流域冬小麦肥料减施增效和优化养分管理措施提供依据。【方法】本文数据来源于国际植物营养研究所（IPNI）于2000—2018年在我国长江流域开展的田间试验,以及在中国知网（CNKI）数据库通过检索字段或字段组合（冬小麦、冬小麦+产量及冬小麦产量+肥料利用率等）得到的此期间关于长江流域冬小麦田间试验的论文,共1 732个田间试验。试验处理包括：优化施肥处理,农民习惯施肥,以及在优化施肥和农民习惯施肥基础上的不施氮肥、不施磷肥和不施钾肥处理,以探究长江流域各省（市）（四川、云南、贵州、重庆、湖北、安徽、江苏、浙江和上海）冬小麦在优化施肥下的可获得产量、产量反应、相对产量、农学效率和偏生产力特征。【结果】我国长江流域冬小麦优化施肥处理下的平均产量为6.6 t·hm^-2,其中安徽省平均产量水平最高,为7.3 t·hm^-2,重庆市最低,为3.6 t·hm^-2。施用氮、磷和钾肥的平均产量反应分别为2.3、0.9和0.6 t·hm^-2,但变异范围较大。氮、磷和钾肥平均相对产量分别为0.6、0.8和0.9,氮是小麦产量的主要限制因子。优化施肥处理的氮、磷和钾肥的平均农学效率分别为12.6、11.6和7.7 kg·kg^-1,平均偏生产力分别为34.0、78.9和73.4 kg·kg^-1。与农民习惯施肥措施相比,优化施肥处理平均增产0.5 t·hm^-2,增幅为8.8%;氮、磷、钾肥的农学效率分别提高了41.1%、121.1%和84.6%;偏生产力分别提高了42.4%、23.5%和25.4%。【结论】优化施肥有效提高了长江流域冬小麦的产量和养分利用率,但各省（市）间存在一定差异且省（市）内变异较大。四川、云南、湖北和江苏省的部分地区具有较低的产量反应,说明具有较高的土壤养分供应,应因地制宜地制定养分优化管理方案。分析长江流域优化养分管理措施下的小麦产量反应和肥料利用率等参数,可以确定氮为小麦产量的第一限制因子。     

甘肃、青海地区小麦条锈菌监测及群体遗传多样性分析

【目的】了解甘肃和青海小麦条锈菌（Puccinia striiformis f. sp. tritici）春季流行传播路线、群体遗传多样性和生殖模式,明确春季流行期两省小麦条锈菌的传播关系及菌源交流规律,进而为两省小麦条锈病的预测预报、确定越夏初始菌源来源和有效治理提供理论依据。【方法】选择条锈病常发生的地区作为调查和研究区域。甘肃省4个试验点：陇南市文县、陇东平凉市崆峒区、中部麦区定西市临洮县、临夏州临夏县;青海省2个试验点：西宁市城北区、海东市互助县。2017年秋季,在甘肃和青海省6个试验点内根据当地小麦播种适期依次种植82份变异观察圃材料。2018年4—8月,对试验点82份变异观察圃材料进行田间病害调查,并采集到551份小麦条锈菌标样,使用15对引物进行SSR分子标记分析。利用GenAlEx和POPPR v2.5.0软件对数据进行相关分析, 不显著的rbarD值表示连锁平衡,用于推断群体是否发生有性重组。【结果】82份变异观察圃材料在甘肃地区发病比青海地区严重。15对引物组合共扩增出81个位点,每对引物组合产生的多态性位点为2—12个。551份样本克隆矫正后,共鉴定出505个多位点基因型（MLG）,其中仅有32个MLG被克隆并进行了2—6次重新采样。甘肃和青海群体总的基因型多样性（G=0.917）较高,其中,甘肃平凉群体的最高,青海互助群体次之,甘肃临洮群体最低。小麦条锈菌的遗传变异主要在各群体内部个体之间。春季流行期,菌源在各群体之间交流频繁,青海东部（互助和西宁）群体与甘肃（平凉和临夏）群体之间的基因流高于青海（互助和西宁）群体与甘肃文县群体之间的基因流。最小时空网络图（MSN）和非参数主成分分析（DAPC）表明青海互助和西宁的群体与来自于甘肃平凉和临夏的群体之间菌源关系最密切,差异最小;与临洮群体遗传距离相对较远且临洮群体相对独立;文县群体则是一个完全独立的群体,与其他5个群体之间的差异最大。连锁不平衡分析表明,甘肃文县、临夏和青海西宁群体存在不显著的rbarD值表示连锁平衡,是有性生殖群体,其中文县群体（rbarD=0.0139,P=0.186）显示出明显的有性重组特征。【结论】小麦条锈病春季流行期,甘肃地区与青海东部地区的传播路线以甘肃平凉、临夏到青海的传播为主,甘肃文县到青海的传播为辅。甘肃文县、临夏和青海西宁3个群体存在有性生殖现象,对甘肃、青海地区条锈菌丰富的遗传多样性的形成具有一定作用。     

基于问题导向的农业物料工程特性实验课教学探索

农业物料工程实验课程教学在农林类院校培养研究生科研、创新意识，以及提供农业物料基本工程数据等方面发挥着关键作用，传统实验教学大多为机械式照搬实验指导，重现数据，忽略了研究生的理论基础和主观能动性。该文提出在农业物料工程特性实验课程中以学生科研课题需求为导向，设置扫描电镜、原子力显微镜和红外光谱等实验内容，以农业物料的理化特性表征分析贯穿始终，最后通过撰写论文报告采用团队互评等形式可显著提升课程实效。      

基于CNN的小麦籽粒完整性图像检测系统

为了快速、准确识别小麦籽粒的完整粒和破损粒,设计了基于卷积神经网络(CNN)的小麦籽粒完整性图像检测系统,并成功应用于实际检测中。采集完整粒和破损粒两类小麦籽粒图像,对图像进行分割、滤波等处理后,建立单粒小麦的图像数据库和形态特征数据库。采用LeNet-5、AlexNet、VGG-16和ResNet-34等4种典型卷积神经网络建立小麦籽粒完整性识别模型,并与SVM和BP神经网络所建模型进行对比。结果表明,SVM和BP神经网络所建模型的验证集识别准确率最高为92. 25%; 4种卷积神经网络模型明显优于两种传统模型,其中,识别性能最佳的AlexNet的测试集识别准确率为98. 02%,识别速率为0. 827 ms/粒。基于AlexNet模型设计了小麦籽粒完整性图像检测系统,检测结果显示,100粒小麦的检测时间为26. 3 s,其中,图像采集过程平均用时21. 2 s,图像处理与识别过程平均用时为5. 1 s,平均识别准确率为96. 67%。     

药剂拌种对春油菜白粉病和茎象甲的防效及对油菜产量的影响

为明确不同药剂拌种对春油菜出苗率、病虫害防效及产量的影响, 本文在3种不同种植密度下, 针对春油菜白粉病、油菜茎象甲, 选择25 g/L咯菌腈FSC、600 g/L吡虫啉SC、30%噻虫嗪SC、600 g/L吡虫啉SC+25 g/L咯菌腈FSC、30%噻虫嗪SC+25 g/L咯菌腈FSC进行了拌种处理试验。结果表明, 各拌种处理对春油菜的出苗有一定的影响, 其中600 g/L吡虫啉SC、30%噻虫嗪SC、600 g/L吡虫啉SC+25 g/L咯菌腈FSC、30% 噻虫嗪SC+25 g/L咯菌腈FSC拌种对春油菜出苗的影响大于25 g/L咯菌腈FSC拌种; 600 g/L吡虫啉SC+25 g/L咯菌腈FSC、30%噻虫嗪SC+25 g/L咯菌腈FSC拌种对白粉病和茎象甲的防效均高于单剂拌种; 600 g/L吡虫啉SC+25 g/L咯菌腈FSC拌种, 对春油菜白粉病的最高防效可达59.3%, 30%噻虫嗪SC+25 g/L咯菌腈FSC拌种对油菜茎象甲最高防效可达69.2%。白粉病病情指数与春油菜种植密度呈正相关, 拌种防效随密度增加而降低, 综合产量分析, 最佳种植密度为28.5万～34.5万株/hm2。     

寄主植物中抑制十字花科黑腐病菌Ⅲ型分泌系统小分子化合物的鉴定

 寻找抑制植物病原菌III型分泌系统的植物源活性小分子化合物,是研发生物安全农药的重要途径之一。本研究采用水煮提取法从十字花科黑腐病菌寄主植物满身红萝卜中提取分离活性小分子化合物,利用高效液相-质谱联用解析出活性物质的单体结构。然后用荧光素酶基因luxAB构建融合报告系统以及定量PCR检测活性物质对十字花科黑腐病菌III型分泌系统的抑制效果,最后采用剪叶接种和压渗接种的方法研究活性小分子物质对十字花科黑腐病菌的生防作用。研究表明,植物鞘氨醇和二氢鞘氨醇对十字花科黑腐病菌III型分泌系统基因的转录表达有一定程度的抑制作用,但是对I、II、IV型分泌系统基因的表达没有明显的抑制作用。植物鞘氨醇在XCM1上影响菌的生长,而二氢鞘氨醇不影响菌的生长。同时,还发现这两种物质能显著降低Xcc在寄主植株满身红萝卜上的病害症状以及能够使Xcc在非寄主植物辣椒上引起过敏反应的能力丧失。该研究结果为深入研究小分子化合物对十字花科黑腐病菌III型分泌系统的作用机制及后续开发植物源抑制剂提供了一定的理论依据。     

Abnormal development of genital organs in offspring male mice exposed to finasteride during pregnancy

AIM: To investigate the effects of finasteride exposure during pregnancy on the development of reproductive organs in offspring male mice. METHODS: CD-1 mice were treated with finasteride from 0 to 17 d after conception. The development of reproductive organs in the offspring male mice were observed by macroscopy, anatomical analysis and histological staining. The spermatogenesis was analyzed by immunofluorescence staining. RESULTS: Macroscopic observation showed that fenasteride exposure during pregnancy resulted in external genital malformations in the offspring male mice, which were manifested as incomplete scrotal fusion and penile malformation. In addition, the anogenital distance was significantly shortened (P<0.01). Histological staining showed that the length of penis at each stage was significantly shortened (P<0.01), the density of seminiferous tubules in testis and mature spermatozoa in seminiferous tubules were significantly decreased (P<0.01), and the luminal space size of seminiferous tubules and interstitial space size of testises were significantly increased (P<0.01). Immunofluorescence staining showed that the densities of Sertoli cells, Leydig cells and spermatogonium in testis were significantly reduced (P<0.01), and the fluorescence intensity of caspase-3 in spermatogenic tubule cells was increased significantly (P<0.01). However, the fluorescence intensity of Ki67 and desert hedgehog (Dhh) was decreased significantly (P<0.01). CONCLUSION: Finasteride exposure during pregnancy results in abnormal development of reproductive organs in offspring male mice and affects spermatogenesis.     

不同光质照射下真姬菇的生长发育与光受体的响应表达

采用 5 种不同光质光源，分别对真姬菇（Hypsizygus marmoreus）的菌丝、原基和子实体进行照射，检测菌丝生长速度、原基形成数量、子实体菌柄长度、菌柄直径、菌盖直径以及产量等。结果显示：真姬菇菌丝在黑暗和红光下生长较快，在红绿蓝复合光下生长最慢；在蓝光下形成的原基数量最多，而在红光下原基数量最少；子实体阶段，黑暗下菌柄的长度及直径最大，绿光下菌柄长度及直径最小；而在蓝光和红绿蓝复合光下菌盖直径最大。相同培养时间，真姬菇在黑暗和蓝光下产量较高，在绿光下产量最低。进一步检测真姬菇光受体基因 WC1 和 WC2 在不同光质条件下的差异表达。结果表明，在菌柄中 WC1 在黑暗下表达量最高，WC2 在蓝光下表达量最高；而在菌盖中 WC1 和 WC2 均在蓝光下表达量最高。