利用CRISPR/Cas9技术编辑BADH2-1/BADH2-2创制香米味道玉米新种质

【目的】香味是作物的重要食味品质之一。2-乙酰-1-吡咯啉（2-acetyl-1-pyrroline,2-AP）是主要香味物。BADH2是控制水稻等作物香味性状的关键基因,敲除该基因可以产生香味稻米。利用CRISPR/Cas9基因编辑技术在北京市农林科学院自育的玉米骨干亲本京724上敲除BADH2同源基因,以期获得有香米味道的玉米新种质材料。【方法】利用Ensembl数据库在线BLAST工具,将水稻OsBADH2蛋白序列在拟南芥、水稻和玉米蛋白序列数据库中进行序列比对,获得上述3个物种的BADH基因家族成员,并利用UniProt蛋白数据库中的结构域信息进行验证。进一步使用MEGA软件进行系统进化分析,获得玉米BADH2同源基因作为候选编辑靶标。基于CRISPR/Cas9基因编辑技术的原理,在候选基因的外显子处设计特异性靶点,并构建入CRISPR/Cas9基因编辑载体。再以玉米自交系京724为受体,利用农杆菌介导的遗传转化方法,通过磷酸甘露糖异构酶基因（phosphomannose isomerase,PMI）抗性筛选获得阳性转基因植株。转基因株系经测序明确其在靶基因中产生的突变类型。利用气相色谱质谱联用仪（gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS）检测基因编辑株系T₁籽粒中香米主要香味物质2-AP的含量,以确认京724在基因编辑前后2-AP含量的变化。【结果】系统进化分析发现,玉米中存在2个BADH2同源基因,分别命名为ZmBADH2-1和ZmBADH2-2。ZmBADH2-1位于第4染色体,ZmBADH2-2位于第1染色体。2个基因均包含15个外显子和14个内含子,第4外显子间的核苷酸序列高度同源。在2个基因的第4外显子区域设计靶点并构建入CRISPR/Cas9基因编辑载体,通过遗传转化获得28株转基因株系。PCR扩增及测序分析结果显示,其中10株材料的2个ZmBADH2s在靶点区域均发生突变,突变基因型包括双等位突变和多等位突变,突变类型为不同数量的碱基缺失和插入。质谱检测结果显示玉米ZmBADH2双基因突变体籽粒中存在与香稻同样成分的2-AP。随机选取的4个T₁代基因编辑株系籽粒中,2-AP平均含量分别为438.29、404.63、348.65和161.82 μg·kg^-1,而未经过编辑的京724中未检测到2-AP。【结论】利用CRISPR/Cas9技术对玉米ZmBADH2-1和ZmBADH2-2同时进行定点敲除,创制出籽粒中具有香米味道的玉米骨干亲本新种质材料。     

世界溶解浆生产消费情况及未来发展趋势

文中总结分析了1961—2017年世界溶解浆生产和消费情况。溶解浆的生产和消费呈现由发达国家（地区）向发展中国家（地区）转移的趋势短期内不会改变。溶解浆生产属于技术和资金密集型产业，随着中国和印度等发展中国家制浆造纸工业的技术进步，溶解浆的生产量将增加，进口占比逐年降低。世界溶解浆的生产和消费量在今后若干年内仍呈增长趋势。2017年世界溶解浆的消耗量为792.9万t，进口量占比为64.3%。乐观预测到2030年世界溶解浆消费量将达到1 230万t，在2017年的基础上增加60%。中国是世界最大的溶解浆生产国、进口国和消费国，但溶解浆的生产成本居高不下，浆料品质不够稳定，与先进国家存在一定差距。亟待投入研究力量，开发适宜的溶解浆生产工艺，提升溶解浆质量并降低生产成本。     

Technical efficiency of different farm sizes for tilapia farming in China

China is the world's largest tilapia producer. This study uses the stochastic frontier function in the Cobb–Douglas model to evaluate a production frontier for tilapia aquaculture and analyses the relationship between farm size and production efficiency in China. A random sample of 300 tilapia farmers was surveyed in the main tilapia‐producing areas to study their economic efficiencies. The percentage distribution of tilapia farm technical efficiency was determined, with an average efficiency of 79%, which showed that the sample tilapia farmers operate at 21% below the production frontier and hence that they still have a chance to achieve targeted yields. The technical efficiencies of two categories (≤1 ha and >1 ha) were 78.82% and 79.27% respectively. A second‐stage analysis investigated the relationship between farm size and technical efficiency and showed a positive relationship between farm size and production efficiency based on the ordinary least‐squares model. The optimal farm size was found to be 7.50 ha. This study proposes strategies such as enlarging the farming scale moderately, thereby achieving the advantage of economies of scale, and enhancing the competitiveness of the tilapia industry in China.     

基于条件植被温度指数的夏玉米生长季干旱预测研究

为验证条件植被温度指数(VTCI)在夏玉米生长季干旱预测中的适用性,以河北中部平原为研究区,应用求和自回归移动平均(ARIMA)模型及季节性求和自回归移动平均(SARIMA)模型,对该地区VTCI时间序列数据进行分析建模预测。首先基于49个气象站点所在像素的VTCI时间序列数据,选取不同长度时间序列建立ARIMA模型,并分析时间序列长度与预测精度间关系,以期为时间序列长度选择提供依据;然后选择理想长度的VTCI时间序列数据,分别建立ARIMA模型和SARIMA模型,用于研究区域2017年夏玉米生长季VTCI预测,并分析评价两模型预测精度;最后采用性能较好的ARIMA模型逐像素建模预测,得到2016-2018年9月上旬至下旬VTCI预测结果。结果表明:基于ARIMA模型的VTCI预测精度与时间序列长度未呈现明显的相关关系,但随时间序列长度增加,模型预测精度逐渐趋于稳定;ARIMA模型对干旱的预测精度高于基于SARIMA模型,其1步、2步、3步VTCI预测结果均方根误差较SARIMA模型分别降低0. 06、0. 07、0. 09;ARIMA模型在不同年份夏玉米生长季VTCI1~3步的预测精度稳定性较好,2016-2018年1步、2步和3步VTCI预测结果绝对误差绝对值大于0. 20的像素平均百分比分别为5. 84%、6. 38%、8. 72%。     

芝麻不同生育阶段需水特性与干旱灌溉应用研究

探讨芝麻不同生育阶段需水特性与干旱灌溉水分生产效率,为芝麻高产栽培的合理灌溉和水分管理提供科学依据,2013-2018年在安徽、新疆等不同地域,选用6个芝麻主栽品种,开展芝麻不同生育阶段需水特性和灌溉水利用研究。结果表明：盆栽芝麻的全生育期蒸腾需水量平均为283.59mm,品种间差异大,形成100kg芝麻籽粒蒸腾需水量为263.56mm(175.7t/666.7m²),苗期、蕾期、初花期、盛花期、终花期、成熟期的蒸腾需水量分别为18.76mm、21.91mm、21.03mm、149.28mm、71.21mm和34.79mm,蒸腾模系数为5.89%、7.21%、6.85%、47.07%、23.93%和9.05%；盛花期最大,出苗期最小。池栽芝麻全生育期需水量531.36mm,其中株间蒸发量、蒸腾量分别占全生育期需水量的46.1%和53.9%；株间蒸发量最大的时期为苗期；蒸腾量最大的时期为花期。芝麻苗期、花期和成熟期需水模系数平均为18.65%、66.79%和14.56%。合肥基地出苗期、临泉基地花期遇旱喷灌,水分生产效率高达0.61kg/m³和0.65kg/m³；新疆精河基地按需滴灌处理比传统滴灌方式的水分生产效率提高43.28%,节水19.61%,这对水资源匮乏的新疆干旱区来说意义重大。芝麻需水量与栽培条件、品种、气温(r＝0.99)等密切相关。在芝麻不同生育阶段遇旱灌溉是提高水分生产效率和产量的关键措施之一。     

中国草种业标准现状分析

草种子不仅是草业与畜牧业的基石，还是生态文明建设以及城镇景观绿化的重要载体。我国虽是草地资源和草种子利用大国，但却是草种业弱国。标准化是推动草种业快速高质量发展的关键，历经30多年的不懈努力，我国的草种业标准化也取得了积极的进展，但是目前的草种业标准体系还处于混沌状态，缺乏系统的梳理。为了进一步加强和完善我国草种业标准体系构建，推动草种业高质量发展，本文尽可能详细地检索和筛选草种业的现行标准，从种质资源、生产加工、质量检验、包装、贮藏和运输，播种5个方面进行梳理。在此基础上分析了现行标准体系的薄弱之处，提出了需要更新以及尚需制定标准的建议，为草种业标准的制定者和应用者提供服务和便利，为草种业标准体系的完善提供参考。     

农业气象灾害对我国粮食生产的影响——基于八大经济区的面板数据回归

随着全球气候变暖的加剧，气象灾害频发对世界各国的农业生产构成了巨大威胁。本文基 于投入产出理论，通过分析我国八大经济区域1997-2018 年农业生产状况的面板数据，着重考虑了农 业气象灾害对不同地区粮食生产的影响程度，并基于分析结果提出了相应的建议。     

促进粮食作物适度规模化生产的关键问题及解决方法

本文将从土地流转、种粮主体以及种粮方式等角度出发，指出当今促进粮食作物适度规模化 生产的关键问题，进而提出针对性的有效解决方法，以期为有关人员提供可靠参考。     

山东地区夏玉米的高产种植技术

随着我国市场经济的不断发展和农业供给侧的不断改革，玉米价格呈现出大幅度下降趋势， 玉米种植面积也急剧下降。为了提高玉米的产量和效益，科学推广和应用玉米高产种植技术是当务 之急，同时也是玉米产业快速发展的必然趋势。基于以上情况，本文从精细播种、苗期管理、玉米穗期 管理、花粒期管理五个方面入手，研究了夏玉米高产种植技术。希望通过这次研究，为相关种植人员 提供有效的参考。     

Performance,milk fatty acid composition and behaviour of high-yielding Holstein dairy cows given a limited grazing period

The effects of a limited grazing period on the performance, behaviour and milk composition of high-yielding dairy cows were examined. A total of 56 Holstein cows yielding 44.7 ± 0.42 kg/day were allocated to one of four treatments in one of two, 4-week periods. Treatments were as follows: control (C)—cows housed and offered TMR ad libitum; early grazing (EG)—cows grazed for 6 hr after morning milking then housed; delayed grazing (DG)—cows returned to housing for 1 hr after morning milking followed by grazing for 6 hr, then housed; restricted TMR (RT)—cows grazed for 6 hr after morning milking, then housed and fed TMR at 75% of ad libitum. Intake of TMR was highest in cows receiving C, intermediate in EG and DG, and lowest in RT at 26.9, 23.6, 24.7 and 20.3 kg DM/day respectively. Pasture intake was similar in cows receiving EG or DG, but was higher in RT at 2.4, 2.0 and 3.5 kg DM/day respectively. Milk yield was similar between cows receiving C, EG or DG, but lowest in RT at 45.7, 44.2, 44.9 and 41.7 kg/cow, respectively, while milk fat content of C18:3 n-3 was increased by grazing. Cows in C spent more than 55 min/day longer lying and had three additional lying bouts/day, while lying bouts were shorter than for cows receiving EG, RT or DG. It is concluded that high-yielding cows can be grazed for 6 hr/day with little impact on performance, provided TMR is available ad libitum when housed.