蔗糖水解酶注释基因XC0805与野油菜黄单胞菌8004菌株的蔗糖利用及致病相关

 野油菜黄单胞菌(Xanthomonas campestris pv.campestris,Xcc)是造成十字花科植物减产的重要病原菌,其通过水孔或伤口进入植物体内并在维管束中快速繁殖。光合产物(蔗糖)的运输主要依靠植物维管组织,同时蔗糖也是维管组织重要的能量来源。本研究利用生物信息学和遗传学等方法对Xcc中参与蔗糖利用的基因进行了分析,并研究了这些基因与其致病力的关系。Xcc 8004菌株中注释的参与蔗糖分解蛋白的编码基因有XC1002、XC1642、 XC1645和XC0805。 XC1002和XC1642的编码产物属于糖苷水解酶GH97蛋白超家族,而XC1645和XC0805的编码产物则属于GH13家族。突变分析发现除XC0805外,其他3个都不影响Xcc的蔗糖利用能力。接种实验表明,XC0805参与Xcc的侵染或在植物体内的生长,其他3个不参与致病过程。另外,Xcc 8004中预测参与蔗糖转运的基因(XC0806和XC0807)突变并不影响细菌的蔗糖利用和致病力,表明其可能存在其他的蔗糖转运通路。上述结果说明XC0805可能是Xcc 8004主要的蔗糖水解酶基因,且在致病中起重要作用。     

茴香轮作调控土壤细菌群落缓解三七连作障碍的效应及机制

三七是我国特有的中药材，但连作障碍严重制约了其产业发展，轮作是生产上最常用且有效的缓解措施。本研究在三七收获后的土壤上轮作茴香，通过测定轮作土壤水浸液对三七存苗的影响来评价轮作对三七连作障碍的缓解效果，并从轮作对土壤细菌群落的影响方面深入阐释轮作缓解连作障碍的机制。结果表明，茴香轮作后的土壤水浸液可以显著提高三七的存苗率。土壤细菌分析表明，茴香轮作后土壤细菌群落发生了明显改变。细菌的丰富度增加，相对丰度>1%的优势菌门变形菌门Proteobacteria和放线菌门Actinobacteria的相对丰度呈增加趋势。属水平上，轮作茴香使66个属的相对丰度显著增加，其中相对丰度>0.2%的优势菌属有14个；30个属的相对丰度显著降低，其中优势菌属有8个，总体上看相对丰度显著增加的属多于显著降低的属。在相对丰度显著增加的优势菌属中包含常见的拮抗菌属假单胞菌属Pseudomonas和芽孢杆菌属Bacillus细菌。本研究也分离到2株假单胞菌和1株芽孢杆菌对三七根腐病菌腐皮镰刀菌Fusarium solani和Monographella cucumerina具有明显的拮抗活性。因此，轮作茴香可以改善三七连作土壤细菌群落结构，增加土壤中拮抗细菌的丰度，提高三七的存苗率。生产上利用茴香与三七轮作对缓解连作障碍具有一定潜力。     

采用双模态联合表征学习方法识别作物病害

基于深度卷积神经网络的视觉识别方法在病害诊断中表现出色,逐渐成为了研究热点。但是,基于深度卷积神经网络建立的视觉识别模型通常只利用了图像模态的数据,导致模型的识别准确率和鲁棒性,都依赖训练数据集的规模和标注的质量。构建开放环境下大规模的病害数据集并完成高质量的标注,通常需要付出巨大的经济和技术代价,限制了基于深度卷积神经网络的视觉识别方法在实际应用中的推广。该研究提出了一种基于图像与文本双模态联合表征学习的开放环境下作物病害识别模型(bimodalNet)。该模型在病害图像模态的基础上,进行了病害文本模态信息的嵌入,利用两种模态病害信息间的相关性和互补性,实现了病害特征的联合表征学习。最终bimodalNet在较小的数据集上取得了优于单纯的图像模态模型和文本模态模型的效果,最优模型组合在测试集的准确率、精确率、灵敏度、特异性和F1值分别为99.47%、98.51%、98.61%、99.68%和98.51%。该研究证明了利用病害图像和病害文本的双模态表征学习是解决开放环境下作物病害识别的有效方法。     

新疆机采棉加工工艺对棉花质量的影响

为了研究新疆机采棉加工工艺在清理杂质的同时对棉花品质的影响，围绕典型的新疆机采棉加工工艺，从4道籽棉清理前后、轧花前后、3道皮棉清理前后等环节取样、测试，探讨棉花品质指标（含杂率、上半部平均长度、长度整齐度指数、断裂比强度）在新疆机采棉加工过程中的变化规律，分析含杂率与棉纤维上半部平均长度、长度整齐度指数、断裂比强度之间变化的相关性。结果表明：新疆机采棉加工工艺在清理杂质的同时，降低了棉纤维的上半部平均长度、长度整齐度指数、断裂比强度，其中含杂率与棉纤维上半部平均长度、长度整齐度指数相关极显著。认为：以此定量分析为参考依据，结合各地机采棉品质特征调整新疆机采棉加工工艺，增加籽棉清理道次，适当减少皮棉清理道次，可在保证杂质清理效果的同时，提高棉花品质。     

不同人工辅助授粉方法在柚生产中的应用

以早香柚和麻步文旦为材料,比较毛笔点授、花粉液体喷授和干粉喷授3种人工辅助授粉方法的效果。结果表明,在2个受试品种中,毛笔点授和干粉喷授的坐果率、果实种子数和果实内裂率均无显著差异;在麻步文旦授粉试验中,相比毛笔点授,液体喷授的果实种子数显著降低,果实内裂率显著增加。为减少干粉喷授时的花粉用量,进一步比较2种花粉稀释剂的应用效果,发现以花药壳粉碎物为稀释剂时授粉效果较好,坐果率、果实种子数和果实内裂率与毛笔点授和纯花粉干粉喷授比较无显著差异。     

基于Copula 函数的边坡可靠度高效分析方法

将Copula函数与高效蒙特卡洛方法结合,提出了含相关随机变量的边坡可靠度高效分析方法。以两个岩质边坡稳定性问题为例验证了所提方法的有效性。结果表明,该方法相比于直接蒙特卡洛方法在保证边坡失效概率的准确性的同时计算效率更高。Copula函数可以构造出具有不同相关结构的岩土体参数的联合概率分布,与高效蒙特卡洛方法(即蒙特卡洛重要抽样方法和子集模拟)结合能高效地处理含多种相关随机变量的边坡可靠度计算问题,相比于现行的Nataf变换方法结果更能体现岩土边坡真实稳定性。此外,该方法也能高效地计算含有复杂的隐式功能函数的边坡可靠度,研究成果拓展了高效蒙特卡洛方法在边坡可靠度分析中的应用。     

南方典型水稻种植区氮、磷排放及迁移规律研究

研究了赣抚平原灌区灌溉水渠、双季稻高标准种植示范区排水、单季稻为主农民种植区排水水质氮、磷迁移时空变化规律.研究结果得出,灌溉期间灌溉用水、示范区沟、示范区塘、农民种植区沟、农民种植区塘总氮平均值分别为(1.35±0.33)、(1.21±0.67)、(0.62±0.25)、(2.62±1.57)、(2.52±1.43)mg/L,总磷平均值分别为(0.04±0.01)、(0.06±0.05)、(0.02±0.01)、(0.25±0.11)、(0.26±0.14)mg/L.灌溉水渠总氮峰值分别出现在5月和8月,总磷峰值分别出现在4月和8月;示范区总氮峰值分别出现在5月和8月,总磷峰值分别出现在4月和8月;农民种植区总氮峰值出现在6月,总磷峰值出现在4月.稻田排水总氮、总磷与水稻种植农事活动相关,排水中总氮迁移速度和消除速度高于总磷.研究结果可以为水稻种植区农业面源污染治理、湖泊富营养化防治提供参考.     

武功山山地草甸生态恢复技术研究

武功山草甸是我国南方亚热带地区极具代表性的山地草甸,近年来由于自然和人为因素干扰,尤其是旅游业的发展,使得局部区域岩石裸露,生物多样性降低.因此,本文以武功山退化草甸为研究对象,通过对不同退化草甸类型进行划分,采用恢复生态学的理论和方法进行生态恢复,旨在为武功山山地草甸生态旅游和可持续发展提供科学依据.结果发现:重度退化草甸恢复技术采用客土后种植芒和毛秆野古草,并用无纺布覆盖的效果较好;中度退化的草甸采用植草技术种植芒和毛秆野古草恢复效果较好;轻度退化草甸用芒与毛秆野古草块状混交种植后,再种植两歧飘拂草、艾、紫萼、前胡等伴生草种恢复效果较好.     

气候变化情景下流苏香竹潜在分布区预测

流苏香竹（Chimonocalamus fimbriatus）是云南特有珍稀竹种，主要分布于云南西南部。文章以野外调查获取的流苏香竹分布信息为主，运用最大熵模型（MaxEnt）同时结合地理信息系统（ArcGIS），基于19个气候因子，预测其在当前及未来气候变化情景下的潜在分布区。结果表明：当前流苏香竹的高适生区和中适生区主要分布于德宏州、保山市和临沧市等地，除迪庆州、丽江市和昭通市外，云南其他区域均有低适生区零星分布。在未来2050s和2070s的2个时间段，基于2种不同共享社会经济路径（SSP1-2.6和SSP5-8.5），流苏香竹的高适生区面积呈减少的趋势，尤其是SSP5-8.5路径下，高适生区面积仅为当前的12.51%（2050s）和18.63%（2070s）；中、低适生区在SSP1-2.6路径下，显著扩张（2050s）或略微扩张（2070s），在SSP5-8.5路径下，则大幅收缩。流苏香竹野外实际分布区及其潜在分布区均以斑块状为主，可能与云南特殊的地形、地貌有关。影响流苏香竹分布的主导气候因子为最湿月份降水量、最暖月份最高温度、最干季度降水量和平均气温日较差。流苏香竹对气候变化比较敏感，根据其野外分布状况，建议以就地保护为主、迁地保护为辅，在其潜在适生区内适当引种栽培。     

某有色金属尾矿及其污染土壤的原位风险管控处置

为降低某尾矿堆对周边土壤和地下水环境造成的重金属污染风险,对该尾矿堆河堆场之下的污染土壤进行了原位封闭阻隔处置。综合考虑尾矿堆的安全稳定性、环境污染现状、水利防洪等因素,提出了采取阻隔屏障、临空面支护隔离及防渗膜+黏土+种植植物覆盖等一系列风险防控措施,从而达到污染源头削减与生态恢复协调控制效果,为尾矿和污染土壤的环境原位风险防控工作起到积极的示范意义。