大麦条纹病原菌的RAPD遗传多样性分析及大麦亲本抗性评价

为了明确大麦条纹病菌-麦类核菌(Pyrenophora graminea)在甘肃省河西走廊地区不同地理位置的遗传差异性,并鉴定大麦亲本品种对其抗性,运用RAPD(Random Amplified Polymorphic DNA)技术,对甘肃农业大学农学院麦类实验室保存的20个采自河西不同地区的大麦条纹病菌株进行遗传多样性分析,采用"夹心法"对30种大麦亲本材料进行抗性评价。结果表明,在遗传相似系数(GS)为0.7166时可将20个麦类核菌(P.graminea)菌株划分为4类,菌株XTB和JT聚为一类,且这2个菌株的地理位置相隔较远,菌株YC和HYH各自单独为一类,剩余16个菌株聚为一类;20个供试菌株中,菌株QQ和SW、菌株HZ和QWC的遗传相似系数(Genetic Similarity,GS)均为0.936 5,遗传相似性最高,遗传距离值分别为0.052 3和0.045 5。菌株YC的遗传相似系数最小,为0.624 1,与其他菌株间的遗传距离范围是0.372 2～0.633 0,得出不同地理来源的麦类核菌菌株存在一定的遗传差异性;在供试菌株中,菌株CJZ和SW的地理位置接近,遗传距离小,而菌株SW和QWC,HZZ和SW,SSB和HZ之间的地理位置均相隔较远,但两两之间的遗传距离值均较小,得出菌株间地理位置的远近差异与遗传距离的大小无显著相关性。抗性鉴定结果显示,30份供试的大麦亲本品种对菌株QWC的抗病性差异较大,鉴定出6份高感大麦条纹病品种,19份感病品种,5份抗病品种,其中‘Isotta’的抗性最差,‘甘啤6号’抗性最好。综上所述,引起甘肃河西走廊地区大麦条纹病的病原菌群体存在较高遗传差异性,且其亲缘关系的远近与地理差异无明显相关性;鉴定大麦亲本抗性,得到抗感大麦品种组合‘甘啤6号’和‘Isotta’。     

大麦条纹病侵染对大麦叶片蛋白组的影响

大麦条纹病由麦类核腔菌(Pyrenophora graminea)引起,是一种世界性病害.为进一步探索条纹病与大麦(Hordeum vulgare)的相互作用,以大麦品种甘啤6号和Issto为实验材料,在接种麦类核腔菌(代号DWC)7和21d后提取叶片蛋白,运用2-DE和质谱分析技术研究条纹病菌侵染后叶片蛋白质组学的变化.结果显示,与对照相比,甘啤6号和Isotta差异表达量在1.4倍以上的蛋白点28个,其中在甘啤6号中表达上调的蛋白点4个,下调的6个,诱导表达的2个,抑制表达的2个;在Isotta中,表达上调的蛋白点3个,下调的4个,诱导表达的4个,抑制表达的3个.质谱鉴定分析发现,表达上调的蛋白包括二磷酸核酮糖羧化酶A(2号蛋白点)、肌动蛋白(9号蛋白点)、核糖体再循环因子(ribosome-recycling factor,RRF)(10号蛋白点)、ATP合酶γ链(11和27号蛋白点)、琥珀酸脱氢酶(辅酶q)黄素蛋白亚基(15号蛋白点)和假定蛋白(26号蛋白点):表达下调的包括过氧化物还原蛋白(4号蛋白点)、1,5-二磷酸核酮糖羧化酶大亚基(ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase large subunit,RuBisCo)(3、5、12、14、16和18号蛋白点)、ATP合酶CF1α亚基(13号蛋白点)、Ycf3蛋白(17号蛋白点)和α-1,4葡聚糖蛋白合酶(alpha-1,4-glucanprotein synthase,UTPG)(28号蛋白点);诱导表达蛋白包括假定蛋白(6号蛋白点)、脂氧合酶2(lipoxygenase 2,LOX2)(7号蛋白点)、捕光叶绿素a/b结合蛋白质(light harvesting chlorophyll a/b-binding protein,LHCP)(19号蛋白点)、3-磷酸甘油酸激酶(3-phosphoglycerate kinase,PGK)(20号蛋白点)、凝集素(21号蛋白点)和ATP合酶γ链(22号蛋白点);抑制表达的蛋白包括RuBisCo(1、8、24和25号蛋白点)和二磷酸核酮糖羧化酶小链(ribulose bisphosphate carboxylase small chain,RuBPCase)(23号蛋白点)等.按照其功能分类,这些差异表达蛋白点分别参与了光合作用、蛋白质生物合成、植物防卫反应、能量代谢和细胞信号转导、细胞结构和纤维素生物合成等生理功能.这些差异表达蛋白可能与大麦响应条纹菌侵染过程有关,研究结果有助于从蛋白质水平揭示不同抗性大麦品种抗条纹病的抗性机制.     

不同秸秆还田方式及施肥对春小麦复种小油菜产量和资源利用率的影响

为了减少化肥投入,控制秸秆焚烧污染,探求作物秸秆有效还田的技术途径,采用二因素随机区组设计,在甘肃河西绿洲灌区通过大田试验,研究了小麦留高茬收割后立茬、粉碎、焚烧3种秸秆还田方式及化肥减量施用(参照N 180 kg/hm2、P2O5 90 kg/hm2)对春小麦复种油菜的产量以及资源利用率的影响。结果表明,3种秸秆还田的措施可提高籽粒产量和水、肥、光能利用率。其中小麦单产以高施肥、麦茬粉碎还田处理最高,复种油菜单产以秸秆焚烧还田、化肥减量15%处理最高,分别达7444 kg/hm2和997 kg/hm2。小麦水分利用率以麦茬粉碎还田、化肥减量15%处理最高,油菜水分利用率以秸秆焚烧还田、化肥减量15%处理最高,分别达1.75 kg/m3、0.50 kg/m3。全年光能利用率和生育期光能利用率均以高施肥、麦茬粉碎还田处理最高,分别为0.68%、1.56%。氮肥利用率和磷肥利用率均以麦茬粉碎还田、化肥减量15%处理最高,分别为53.20%、50.01%。化肥减量15%时,各高留茬秸秆还田处理间作物产量、光能利用率和氮磷肥利用率之间没有显著差异,说明在合理的秸秆还田措施保证条件下,化肥较当前高施肥水平降低15%在生产中是可行的。从经济效益、生态效益和保护环境方面综合分析,小麦留茬25 cm收割,旋耕粉碎还田后复种油菜是最佳方案。     

基于视觉识别的自动收获分拣机器人设计与实验

设计了一种自动化球型模拟果蔬收获机器人,该机器人主要由轮式可移动底盘、STM32主控系统、超声波避障系统、陀螺仪姿态调整系统、视觉识别系统和收获分拣机构等组成。采用C语言编写自动控制模块,Python结合OpenMV编写视觉识别控制模块。样机测试结果显示：该机能完成指定路线运动,规避果园垄等障碍,正确识别应收果实,按分拣条件进行正确分拣,可自主完成果实采摘和收集功能。混合光照条件下果实收获成功率为85.4%,果实分拣成功率为88%,收获总时间为1′30″,通过5条垄,收获并分拣果实18个,验证了本系统的实用性和可靠性。     

6个油橄榄品种在陇南不同试点扩区种植的生长表现

为了探寻甘肃陇南油橄榄种植产业的最适发展区域,在陇南市白龙江、白水江、嘉陵江和西汉水4个流域建立了13个油橄榄扩区栽植试验点(文中简称为"试点"),对其基本情况、气象条件及栽植的6个油橄榄品种的树高、地径和冠幅生长表现进行了调查及方差分析。结果显示:6个油橄榄品种在13个试点上的树高、地径和冠幅表现间均存在不同程度的差异,各品种生长表现的优劣排序为鄂植8、莱星、阿斯、佛奥、皮削利和皮瓜尔;各试点油橄榄综合生长表现的排序为,成县建村的最高,西和西高山的最低。     

甘肃省核桃果仁铅、镉含量及膳食暴露评估

采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定甘肃省6个县(区) 50份核桃样品中铅(Pb)、镉(Cd)含量,并采用人体暴露健康风险评价模型对食用核桃摄入重金属Cd进行膳食风险和致癌风险评估。结果表明,甘肃核桃样品中重金属Pb、 Cd的检出范围分别是未检出～0.023 mg/kg、未检出～0.004 0 mg/kg, Pb含量仅有天水市麦积区1个样品检出, Cd含量平均值为0.002 5 mg/kg,中位值为0.002 3 mg/kg,中位值接近平均值,总体符合正态分布特点。6个产地核桃样品中Cd含量平均值依次为清水(0.003 1 mg/kg)徽县(0.002 7 mg/kg)秦州(0.002 6 mg/kg)成县(0.002 4 mg/kg)康县(0.0020 mg/kg)麦积(0.001 9 mg/kg)。进一步采用GB 2762-2017 《食品安全国家标准食品中污染物限量》(Pb、Cd限量值分别为0.2 mg/kg、 0.5 mg/kg)对甘肃省核桃重金属进行污染判定,所有受检样品中Pb、 Cd含量均未超标,表明甘肃省核桃重金属Pb、 Cd含量处于安全水平;儿童和成人每日因食用核桃摄入的重金属Cd的日均暴露量为2.76×10-7mg/(kg·d)、 4.52×10-8mg/(kg·d),儿童重金属Cd的摄入量是成人摄入量的6倍左右,无论儿童还是成人,重金属Cd的膳食风险和致癌风险值均低于风险阈值,风险尚在可接受水平内。     

大麦亲本材料SSR标记遗传多样性及群体结构分析

为探明我国大麦亲本材料的遗传背景和群体结构特点,提高大麦种质材料的利用效率,选用50对多态性好的SSR引物对63份大麦亲本材料进行遗传多样性和群体结构分析。结果表明,50对引物共检测到119个等位变异,平均每个位点的等位变异数为2.38个,变异范围为2~5;平均有效等位变异数为1.75,有效等位变异所占比重为74.16%;Shannon’s信息指数和多态信息含量（PIC）的变幅分别为0.082~1.383和0.031~0.701,平均为0.59和0.308。遗传相似系数（GS）变异范围为0.652~0.990,聚类分析表明63个大麦亲本材料在GS值为0.694水平上聚为3个大类,基于数学模型的群体结构可分为4个亚群。本研究涉及的大部分材料亲缘关系较近,需要引入新种质来拓展亲本的遗传基础。