基于LoRa通信的棉花智能水肥管理系统设计与应用

由LoRa（超远距离广域网，Long range）与4G蜂窝移动通信组网、具有边缘计算能力智能网关、物联网终端、远程自动化控制设备、水肥管理软件集成的智能水肥一体化管理系统，在灌溉水质较差、通信基础设施薄弱的新疆，使灌水施肥更精准、高效，示范农场节本增效明显。以LoRa通信为基础的棉花智能水肥管理系统是数字农场的重要执行工具，可加快棉花种植向规模化、标准化、现代化发展。     

鸡Ii结合Rab5a和Rab7b分子的分析

本研究旨在探明鸡恒定链（invariant chain，Ii）与内吞体转运蛋白Rab5a和Rab7b结合的结构域和在细胞内共定位的特征。首先，用PCR和基因突变技术将Ii胞浆区与跨膜区[Ii_{（Cyt-Tra）}]、Ii CLIP （class Ⅱ-associated invariant chain peptide）-三聚体区[Ii_{（CLIP-TRIM）}]和Ii突变体[Ii_{（M81-87aa）}、Ii_{（M91-99aa）}和Ii_{（M81-99aa）}]分别插入pET-32a和pEGFP-C1构建相应的原核和真核重组质粒。其次，将构建的含有绿色荧光蛋白的重组质粒与实验室保存的含有红色荧光Rab5a和Rab7b的重组质粒共转染至人胚胎肾细胞系293 T，观察它们的共定位。将构建的原核重组质粒进行表达和纯化，最后用拉下法和免疫印迹检测Ii与Rab5a和Rab7b的结合域。结果表明，成功构建Ii结构域及Ii突变体的重组质粒。Ii_{（Cyt-Tra）}及Ii突变体均能与Rab5a和Rab7b在细胞内共定位，而Ii_{（CLIP-TRIM）}与空载体却不能。Ii的胞浆区和跨膜区是与Rab5a和Rab7b结合的功能结构域，而不是CLIP与三聚体区。综上所述，鸡Ii与Rab5a和Rab7b共定位和结合的区域是其胞浆区和跨膜区，而不是内质网腔区。这些结果提示Rab分子参与了Ii在胞内细胞器的转运机制，为进一步研究Ii及其载体在细胞内的转运机制和功能提供了新的途径。     

2015―2020年国家西北内陆棉区棉花品种区域试验参试品种（系）枯黄萎病抗性评述

对2015－2020年参加西北内陆棉区区域试验的192个棉花品种（系）枯萎病、黄萎病的抗性分析，为棉花抗病育种及品种推广提供依据。结果表明，参试棉花品种（系）未出现对枯萎病和黄萎病免疫的品种；参试棉花品种（系）对枯萎病的抗性水平较高，除2018年高抗和抗病品种（系）占比为 88.2%外，其他年份均在92%以上；参试的品种（系）的黄萎病抗性水平除2017年较高外，其余各年均较低，以耐病为主，6年耐病品种（系）平均占比为56.2%；参试品种的总体抗枯萎病指数（r_F）远大于总体抗黄萎病指数（r_V）和总体兼抗指数（r_FV）,各年份均表现为r_F＞r_V＞r_FV，且三者均呈振荡上升趋势；早中熟常规棉的抗枯萎病、黄萎病性及兼抗性表现均优于早熟常规棉_。可见，黄萎病抗性的提高是西北内陆棉区选育兼抗棉花品种的关键。     

基于表型多样性构建向日葵核心种质

为鉴定评价我国向日葵（Helianthus annuus L.）种质资源在南方地区的表现，筛选构建向日葵核心种质，以422份向日葵种质为材料，在进行2年鉴定观察的基础上，采用描述性统计、相关性分析、主成分分析等方法对11个表型农艺性状进行分析评价。结果表明，原始群体的这些农艺性状具有较大的变异幅度，其变异系数（CV）为3.60%~83.32%，平均变异系数为20.93%，其中分枝株率（0%~62.5%）、单株粒重（9.70~232.35 g）、百粒重（4.60~14.92 g）、叶片数（14.40~48.38个）和株高（103.75~260.00 cm）变异幅度较大；性状间表现出显著的相关性，主成分分析表明，影响性状的4个主要成分解释了总方差的71.72%。采用QGAstation 2.0软件构建了72组核心种质候选群体，并根据均值差异百分数（MD）、方差差异百分率（VD），极差符合率（CR）和变异系数百分率（VR），获得组获得1组包含84份材料的最佳核心种质群体。聚类分析将84份核心资源分为5大类，与原群体相比，所选核心种质均值无显著差异，方差显著提高，能最大限度代表原始油葵种质资源保存和利用。     

湿地松引种家系的个体育种值评价

湿地松Pinus elliottii是引进树种,遗传基础变窄是高世代育种面临的严重问题,需要不断补充新的基因资源.研究对二十世纪90年代从美国引进的126个全同胞家系、32个自由授粉家系湿地松种子营建的基因资源林进行了生长量调查分析,结果显示,与一代种子园和改良种子园生产的子代相比,个体树高、胸径、材积的最大值和最小值均来自引进的子代群体,表明新引进群体包含更多的遗传变异;树高、胸径、材积的单株狭义遗传力范围分别为0.323-0.417、0.218～0.392、0.255～0.426,与其它报道范围一致,生长量性状受中等程度的遗传控制.使用个体模型分别计算全同胞家系、半同胞家系所有个体的育种值并以材积育种值为标准进行了排名,全同胞家系排名前30的个体集中在7个家系,半同胞家系排名前15的集中在5个家系,为保证更多的遗传多样性,从这12个家系中选择1～2个个体补充到新一轮的育种群体中,有效的拓宽现有湿地松育种群体的遗传背景.     

Change features of time-series climate variables from 1962 to 2016 in Inner Mongolia,China

Detecting change features of climate variables in arid/semi-arid areas is essential for understanding related climate change patterns and the driving and evolution mechanism between climate and arid/semi-arid ecosystems.This paper takes Inner Mongolia of China,a unique arid/semi-arid ecosystem,as the study area.We first detected trend features of climate variables using the linear trend analysis method and then detected their trend-shift features using the breaks for additive seasonal and trend method based on the time-series of monthly precipitation and monthly mean temperature datasets from 1962 to 2016.We analyzed the different change features of precipitation and temperature on a regional scale and in different ecological zones to discover the spatial heterogeneity of change features.The results showed that Inner Mongolia has become warmer-wetter during the past 54 years.The regional annual mean temperature increased 0.4°C per decade with a change rate of 56.2%.The regional annual precipitation increased 0.07 mm per decade with a slightly change rate of about 1.7%,but the trend was not statistically significant.The warmer trend was contributed by the same positive trend in each season,while the wetter trend was contributed by the negative trend of the summer precipitation and the positive trend of the other three seasons.The regional monthly precipitation series had a trend-shift pattern with a structural breakpoint in the year 1999,while the regional monthly mean temperature series showed an increasing trend without a periodical trend-shift.After the year 2000,the warmer-wetter trend of the climate in Inner Mongolia was accelerated.The late 20th century was a key period,because the acceleration of the wetter trend in some local zones(I and II)and the alleviation of the warmer trend in some local zones(Ⅶ,Ⅷand IX)occurred simultaneously.Moreover,the change features had a strong spatial heterogeneity,the southeastern and southwestern of Inner Mongolia went through a warmer-drier trend compared with the other areas.The spatio-temporal heterogeneity of the climate change features is a necessary background for various types of research,such as regional climate change,the evolution of arid/semi-arid ecosystems,and the interaction mechanisms between climate and arid/semi-arid ecosystems based on earth-system models in Inner Mongolia.     

贝莱斯芽胞杆菌HN-2的鉴定及对杧果炭疽菌的抑菌活性研究

菌株HN-2为本实验室分离得到的一株生防细菌，通过采用形态学观察结合现代分子生物学的手段鉴定生防菌HN-2为贝莱斯芽胞杆菌Bacillus velezensis，以杧果炭疽菌Colletotrichum gloeosporioides Penz作为靶标，其发酵上清液的正丁醇萃取粗提物的活性最好，抑菌圈大小为20.93 mm，半最大效应浓度（EC₅₀）为70.62 μg/mL。通过飞行时间质谱（MALDI-TOF-MS）数据结合基因检测的结果分析发现，正丁醇提取物中主要活性成分为脂肽类物质，其中含有表面活性素（surfactin）、伊枯草菌素（iturins）和泛革素（fengycin）等。通过显微观察发现正丁醇粗提物可以造成杧果炭疽病菌菌丝扭曲、膨大、畸形，从而抑制杧果炭疽病菌的生长，菌株HN-2正丁醇提取物处理后的杧果15 d内未出现杧果炭疽病病状，对杧果果实具有较好的保护作用。贝莱斯芽胞杆菌HN-2的主要活性物质为脂肽类物质，其对植物病原真菌有较好的防治效果，具有进一步深入研究和开发应用的潜力。     

自动施肥系统开发与性能测试

目的 开发一种适应于以固态水溶肥为原料的自动施肥系统,测试分析自动施肥系统性能。方法 主控机采用ARM9电路控制模块可实现对轮灌编组、预搅拌时长、施肥开始与结束时间、施肥持续时长、施肥量等参数的设置;选择以蠕动泵为注肥装置,通过变频器控制注肥泵电机功率的方式控制注肥速率,控制施肥量。对装置核心部件搅拌器额定功率、计量方式、溶肥搅拌参数、排肥速度及固液相比例等主要参数等进行设计与测试。结果 电感脉冲计量方式标准误差最大值1.26%,误差小、性价比好,确定其为本装置采用的计量方式;搅拌器以1.5 Kw额定功率、38 r/min转速搅拌、肥液浓度在1.1~1.3 g/mL、预搅拌时间30 min时,罐内各液位输出肥液浓度值差异不显著(P< 0.05),达到对肥料浓度均匀性的设计要求。结论 将施肥开始前的预搅拌时间设为30 min、搅拌转速设为38 r/min、肥液浓度不高于1.3 g/mL,输出肥液浓度有较好的均匀性,实现精准施肥。