叶面滞尘量对大叶黄杨光谱特征影响研究

  目的  叶面滞尘会影响植被光谱特征，削弱植被指数对植被的响应能力，影响反演评估的准确性。为探究叶面滞尘量对植被光谱响应特征及预测模型的影响，本文以北京市常见常绿绿化树种大叶黄杨为研究对象展开研究。  方法  从封闭区域、半封闭区域、开放区域，采集叶片样本，并收集环境灰尘。通过室内控制试验，利用ASD FildSpec Handheld光谱仪测量不同滞尘量叶片的高光谱数据，选取5个特征波段，通过光谱角的方法研究了叶面滞尘量对叶片光谱特征的影响，以及滞尘量对叶面滞尘量预测模型的精度和稳定性影响。  结果  随着叶面滞尘量的增加，植被光谱曲线特征逐渐减弱，灰尘的特征逐渐增强，但光谱曲线的总体变化趋势基本一致。当叶面滞尘量 > 120 g/m2时，光谱曲线的基本表现为灰尘的光谱特征。当叶面滞尘量较少时，预测模型的模拟精度相对较高，随着滞尘量的增加，所有模拟预测模型的决定系数均减小；当叶面滞尘量 > 120 g/m2时，预测模型对叶面滞尘量的模拟预测能力将更差，并且均方根误差（RMSE）随着叶片单位面积滞尘量的增加而增大，模拟预测模型的稳定性及预测精度逐渐降低。光谱角对滞尘叶片350 ~ 1 770 nm波段区间的光谱变化十分敏感，利用叶片光谱角检测滞尘程度不需要分区域讨论，只需与阈值做简单的比较，方法简便易行。  结论  本研究通过室内控制试验，研究叶面滞尘量对植被光谱响应特征，可为建立滞尘植被光谱反射物理模型提供参考与借鉴。      

桉树不同成熟度叶片营养元素内循环特征

揭示桉树人工林不同成熟度的叶片器官所需营养元素变化以及土壤肥力对其影响,对于桉树营林和科学施肥具有重要的生产指导意义。选取广西隆安县小林镇和田东县思林镇的桉树2代萌芽林作为研究对象,测定两个人工林嫩叶、成熟叶、黄叶的C、N、P、K、B、Ca、Mg以及土壤C、N、P、K、Ca、Mg元素含量,并进行相关分析。结果表明,植物叶片的N、P、K、Mg营养元素转移规律是黄叶向成熟叶和嫩叶转移,但C、Ca、B营养元素则是随着叶片的生长发育逐渐积累,黄叶中含量最高,说明施肥时应关注Ca、B元素的持续和有效供给。两片人工林都表现出类似的规律,说明土壤肥力的差异不影响桉树人工林叶片营养元素的内循环规律。桉树嫩叶营养元素含量及其生态化学计量比学特征具有与成熟叶和黄叶不同的表征,在营养物质研究中应予以足够重视。     

净化液处理对豇豆采后多环芳烃(PAHs)的净化效果研究

为降低蔬菜采后体内多环芳烃(PAHs)对人体的危害风险,以豇豆为材料,利用不同浓度洗洁精、食盐、米酒、米醋、植物油及清水分别对豇豆豆荚进行浸洗,通过高效液相色谱-质谱联用法检测豇豆采后体内PAHs的含量,并筛选出豇豆体内PAHs的最佳净化方法。结果表明,米酒和米醋处理对豇豆体内PAHs的去除效果基本一致,其中米酒处理组的∑PAHs（美国环保局公布的优先监测的16种多环芳烃的含量总和）降低68.92%,米醋处理组的∑PAHs降低73.88%,且对萘、二苯并(a,h)蒽和茚并(1,2,3-c,d)芘等均有明显的去除效果;清水浸洗可有效降低豇豆体内的茚并(1,2,3-c,d)芘含量,但会使菲的含量增加;食盐处理使∑PAHs增加了77.15%,主要表现在增加了2、3环PAHs在豇豆体内的积累;植物油处理可降低个别PAHs单体含量,但会引入其他PAHs单体,同时增加∑PAHs含量。毒性当量计算结果表明,米酒能有效降低豇豆体内的PAHs毒性,同时食盐处理也使豇豆体内的PAHs毒性当量降低。米酒和米醋能有效降低豇豆体内∑PAHs和二苯并(a,h)蒽的含量及其毒性当量。     

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。     

番茄/茄子嫁接对其根际土壤生物学性状及细菌群落结构的影响

以茄子作为砧木，番茄为接穗进行嫁接，并以番茄自根植株和茄子自根植株作为对照，基于传统及现代高通量测序技术分析根际土壤的生物学性状及细菌群落结构特征，旨在揭示嫁接植株抗性增强的机制。结果表明：番茄/茄子嫁接植株根际土壤中可培养细菌、放线菌数量，微生物生物量、酶活性和细菌丰富度、多样性指数均显著高于茄子和番茄自根植株；另一方面，norank_c_Acidobacteria、硝化螺菌属（Nitrospira）、芽孢杆菌属（Bacillus）、norank_f_Gemmatimonadaceae、norank_o_Gaiellales、norank_f_Xanthobacteraceae、norank_o_SC-I-84、norank_f_Anaerolineaceae、norank_f_Nitrosomonadaceae、鞘脂单胞菌属（Sphingomonas）细菌是嫁接植株与茄子、番茄自根植株根际土壤中的共有优势细菌属；g_unclassified_o_Ignavibacteriales 、 醋酸杆菌属（ g_Acetobacter ）、g_norank_f_Longimicrobiaceae 、g_unclassified_f_Verrucomicrobiaceae、g_norank_p_FBP、g_norank_p_Aminicenantes 属细菌是嫁接植株根际土壤的特有优势细菌属。与自根植株相比，番茄/茄子嫁接植株根际土壤存在更高可培养微生物数量，微生物生物量和相关酶活性，具有更高的土壤养分有效性，同时拥有不同占比的共有优势细菌门属，尤其拥有更为丰富的微生物可操作分类单元（operational taxonomic units，OTU）和特有 OTU 数量，这是嫁接植株抗性增强的主要原因。     

同源四倍体及其原二倍体黑皮冬瓜光合光响应模型筛选

为了筛选出最适合黑皮冬瓜Benincasa hispida (Thunb.) Cogn.的光合光响应模型,为其育种提供理论依据,以同源四倍体及其原二倍体黑皮冬瓜为试验材料,对8种经典的光合光响应模型适用性进行了比较分析。结果表明：二次多项式能够表现出光抑制情况,但在拟合过程中出现暗呼吸速率为正值、光补偿点为负值及无法解释当光强达到饱和后光合速率快速下降的问题;直角双曲线、非直角双曲线及指数函数Ⅰ、指数函数Ⅱ无法直接求取光饱和点、光补偿点,结合常用的光饱和点的计算方法得到的光饱和点与实测值均存在较大的偏差,且指数函数Ⅱ在计算光饱和点时表现出明显的人为性,也无法拟合光抑制情况,但4种模型拟合得到的光补偿点均与实测值相差不大;指数修正模型因系数β为负值,无法求取四倍体黑皮冬瓜材料的光饱和点和最大净光合速率,且拟合得到的四倍体黑皮冬瓜的光补偿点明显低于实测值;直角双曲线修正模型计算得到的暗呼吸速率及二倍体黑皮冬瓜的光饱和点明显低于实测值,但获得的四倍体及其二倍体的最大净光合速率与实测值最接近,说明其在拟合最大净光合速率上有优势;整体上分段函数计算得到的黑皮冬瓜的各光合参数与实测值最为接近,与实测值的平均相对误差最小,也能很好的拟合发生光抑制部分的光响应曲线。分段函数拟合同源四倍体及其原二倍体黑皮冬瓜光合光响应曲线效果较其他模型效果好,分段函数模型为黑皮冬瓜最适合的光合光响应模型。     

木薯不同品种朱砂叶螨抗性与其叶片内含物的关系

为揭示木薯抗朱砂叶螨机理,以2个木薯品种‘新选048’和‘桂热4号’为材料,在朱砂叶螨发生危害时期,观察不同木薯品种受害程度并对其抗螨性进行鉴定,测定叶片单宁、可溶性糖、可溶性蛋白、游离脯氨酸及叶绿素的含量,分析各生理指标与朱砂叶螨危害程度的关系。结果表明,‘新选048’对朱砂叶螨的抗性优于‘桂热4号’。不同木薯品种,叶片单宁、可溶性糖、可溶性蛋白、游离脯氨酸及叶绿素含量不同;‘新选048’叶片单宁及叶绿素含量均高于‘桂热4号’,而可溶性蛋白、可溶性糖、游离脯氨酸含量则反之;螨害指数与单宁含量、叶绿素含量呈极显著负相关,与可溶性蛋白、可溶性糖、游离脯氨酸含量呈极显著正相关。木薯抗螨性与叶片中的可溶性糖、可溶性蛋白、游离脯氨酸、单宁、叶绿素含量密切相关,这些指标可作为木薯对朱砂叶螨抗性评价的主要指标。     

Screening of diverse cassava genotypes based on nitrogen uptake efficiency and yield

As one of the top three tuber crops of the world, cassava is a staple food and feed crop for tropical and subtropical regions. Because of its high drought resistance and tolerance to nutrient deficiency, cassava is usually cultivated on hilly areas that are nutrient-poor. Nitrogen(N) is one of the significant factors affecting cassava yield. A double factorial(N level×genotypes) split-plot field experiment was conducted to analyze differences in yield and N accumulation of 25 cassava genotypes under low-N conditions to screen for cassava genotypes with high-N efficiency. The two-year field experiment showed that cassava yield and N accumulation are determined by specific genotypes, soil N levels, and year. Among these factors, soil N levels are the main factors that are responsible for differences in cassava yield. When yield and relative N accumulation under low-N conditions were used as screening markers, we identified an efficient and responsive genotype(SC10), and two inefficient and non-responsive genotypes(SC205 and GR5). The efficient and responsive genotype and the inefficient and non-responsive genotype can be used as study materials to further reveal the mechanisms for high-N efficiency in cassava.     

基于DOM航空影像单木树冠提取

准确提取单木树冠边界是获取森林数量参数的重要基础，是高分辨率遥感图像林业应用的技术难题。基于DOM航空影像数据源，采用面向对象的方法对研究区内的2个树种的林分进行了单木树冠边界提取研究。首先利用桉树和杉木的空间分布矢量数据对DOM航空影像进行掩膜处理，在掩膜区域内进行多层次多尺度图像分割得到初步树冠分割结果，并剔除非树冠信息；再以树冠信息种子对象为基础，使用区域增长算法对树冠信息种子对象增长得到单木树冠范围；最后使用形态学滤波的方法优化单木树冠边界，完成林区内桉树和杉木两类树种的单木树冠边界提取。结果表明，由于不同树种的树冠存在尺度和形态差异，进行单木树冠分割时需要设置不同的参数才能到达较好的分割效果。本研究中桉树和杉木的单木树冠提取总体精度分别为86.75%与89.21%，可满足林业部门获取森林单木树冠的精度需求。     

苗期甘蔗氮高效基因型评价指标的筛选

本研究通过低氮压力选择,筛选出甘蔗氮高效种质,分析影响甘蔗氮高效的重要指标,为甘蔗氮高效育种及栽培提供理论依据。以58份甘蔗种质资源为材料,在苗期采用正常供氮（2 mmol/L N）和低氮（0.2 mmol/L N）处理,分析甘蔗植株形态、干重及氮素在各器官中累积分配的特征。通过主成分分析方法筛选影响甘蔗氮高效利用的重要指标,通过聚类分析对58份种质进行聚类。结果表明,低氮（0.2 mmol/L N）处理可以明显从植物形态区分不同种质的氮利用差异,58份种质低氮条件下的干重范围为0.64~14.75 g/株,氮累积量为5.53~63.00 mg/株,氮利用率范围为115.40~279.30 g/g。对低氮压力下甘蔗干重及氮累积等25个指标进行主成分分析后,提取出4个主要成分,总贡献率为92.35%。通过高、低氮条件下与氮利用效率有关的氮转移系数及基因潜力等19个指标分析后提取出5个主成分,总贡献率为82.21%。影响甘蔗氮高效的重要指标有甘蔗的干重（全株、叶、根）、氮累积量（全株、叶、茎）、氮利用率（全株、叶）、叶的相对氮利用率、茎的基因潜力、茎的相对干物质量和茎的相对氮累积量。经聚类分析后初步将58份甘蔗种质分为氮高效基因型、偏氮高效基因型、偏氮低效基因型和氮低效基因型。