Analysis and Assessment on Heavy Metal Contamination in Cotton Seeds of Hunan Province

[Objective] In order to guarantee the quality and safety of cotton products and to explore the feasibility of alternative planting, the contamination condition of the heavy metals in cotton seeds in Hunan province was investigated and evaluated. [Method] Fifty-six cotton seed samples, collected in 6 counties of Hunan province, were collected to determine 6 indicators including cadmium, lead, copper, chromium, mercury and inorganic arsenic contents. This was followed by pollution index calculation, correlation analysis, and cluster analysis. [Results] The range of comprehensive pollution indexes of Junshan district, Anxiang county, Nanxian county, Wangcheng and Dingcheng districts varied between 0.366 5–0.577 0, which belonged to a secure level. However, the single pollution indexes of Hengyang county are relatively high. The comprehensive pollution index of Hengyang county was 0.801 6, meaning a mild pollution level. [Conclusion] The pollution status of cadmium, lead, copper, chromium, mercury and arsenic in Hunan cottonseed samples are generally acceptable. Cotton could be a substitute for rice on contaminated soil.     

Molecular identification of blast resistance genes in rice landraces from northeastern India

Rice blast disease caused by the fungus Magnaporthe oryzae is one of the most devastating diseases causing huge losses worldwide. In the present study, major blast resistance genes were investigated in landraces originating from northeastern India. Based on phenotypic evaluation, 288 landraces were classified into three distinct groups: resistant (75), moderately resistant (127) and susceptible (86). The genetic frequencies of the 18 major blast resistance genes were between 6.2% and 27.4%, with only two genotypes possessing a maximum of nine blast resistance genes. The cluster and population structure analysis grouped the landraces into two groups. Through principal coordinate analysis, the scatter plots partitioned the resistant and moderately resistant landraces into different groups. Analysis of molecular variance showed maximum (96%) diversity within populations and least (4%) diversity between populations. Association analysis identified six markers, CRG4_2, RM72, tk59-2, pi21_79-3, RM1233 and RM6648, that are significantly associated with blast disease and explained a phenotypic variance of 1.1–6.5%. The associated genes could be used in marker-assisted rice breeding programmes for gene pyramiding to develop rice varietal resistance against blast disease. The present study represents a valuable blast resistance genetic resource that could be used for identification of new R genes, donors for blast resistance, and genomic studies.     

播期对三江平原主栽水稻品种品质的影响

通过播期试验,对三江平原5个主栽水稻品种的品质性状进行分析。结果表明,播期对整精米率、垩白米率、垩白度、直链淀粉含量、蛋白质含量、食味值均有影响,对糙米率、精米率影响较小。随着播期的推迟,整精米率明显降低,外观品质变劣,且二者呈极显著负相关;直链淀粉含量呈升高趋势,蛋白质含量则呈降低趋势;食味值变化因品种而异。对品质各性状的变异系数进行聚类分析,结果表明,垩白粒率、垩白度受播期影响最大,属于敏感性状;糙米率、精米率、食味值、直链淀粉含量和蛋白质含量受播期影响较小,属于迟钝性状;整精米率受播期影响变异幅度在二者之间。综合而言,早播对5个水稻品种整体品质提升具有正向作用;但从食味值角度出发,早熟品种龙粳31和龙粳46适当晚播可能更有利于口感的改善。     

用于作物表型信息边缘计算采集的认知无线传感器网络分簇路由算法

随着无线终端数量的快速增长和多媒体图像等高带宽传输业务需求的增加，农业物联网相关领域可预见地会出现无线频谱资源紧缺问题。针对基于传统物联网的作物表型信息采集系统中存在由于节点密集部署导致数据传输过程容易出现频谱竞争、数据拥堵的现象以及固定电池的网络由于能耗不均衡引起监测周期缩减等诸多问题，本研究建立了一个认知无线传感器网络（CRSN）作物表型信息采集模型，并针对模型提出一种引入边缘计算机制的动态频谱和能耗均衡（DSEB）的事件驱动分簇路由算法。算法包括：（1）动态频谱感知分簇，采用层次聚类算法结合频谱感知获取的可用信道、节点间的距离、剩余能量和邻居节点度为相似度对被监控区域内的节点进行聚类分簇并选取簇头，构建分簇拓扑的过程对各分簇大小的均衡性引入奖励和惩罚因子，提升网络各分簇平均频谱利用率；（2）融入边缘计算的事件触发数据路由，根据构建的分簇拓扑结构，将待检测各区域变化异常表型信息触发事件以簇内汇聚和簇间中继交替迭代方式转发至汇聚节点，簇内汇聚包括直传和簇内中继，簇间中继包括主网关节点和次网关节点-主网关节点两种情况；（3）基于频谱变化和通信服务质量（QoS）的自适应重新分簇：基于主用户行为变化引起的可用信道改变，或分簇效果不佳对通信服务质量产生的干扰，触发CRSN进行自适应重新分簇。此外，本研究还提出了一种新的能耗均衡策略去能量消耗中心化（假设sink为中心），即在网关或簇头节点选取计算式中引入与节点到sink的距离成正比的权重系数。算法仿真结果表明，与采用K-medoid分簇和能量感知的事件驱动分簇(ERP)路由方案相比，在CRSN节点数为定值的前提下，基于DSEB的分簇路由算法在网络生存期与能效等方面均具有一定的改进；在主用户节点数为定值时，所提算法比其它两种算法具有更高频谱利用率。     

基于投影寻踪分类法的甘蔗种质综合评价

基于投影寻踪分类法对40份从法国和菲律宾引进的甘蔗种质进行综合评价。方差分析结果表明,各种质间茎径、单茎质量、蔗糖分等主要工农艺性状均存在显著差异(P0.01),变异系数介于5.68%～51.55%,变异广泛。对各种质的株高、茎径、有效茎、单茎质量、锤度、甘蔗蔗糖分、蔗汁蔗糖分、简纯度和纤维分等9个主要工农艺性状指标进行投影方向和投影值大小分析,结果表明:投影方向以甘蔗蔗糖分的最高,其后依次为锤度、蔗汁蔗糖分、简纯度、单茎质量和茎径等,株高和有效茎的较低;40份种质投影值大小各异,根据投影值大小,结合聚类分析将40份种质划分为5个类群,各类群投影值介于0.00～2.50,其中,第Ⅳ类群的5份种质资源(FR97–127、FR97–53、VMC95–29、VMC96–169和VMC97–30)综合性状表现优良,可供甘蔗杂交利用。综合来看,投影寻踪分类法可作为大量甘蔗种质资源评价的有效途径。     

68个大豆品种(系)遗传多样性分析

为保持大豆杂种优势利用中亲本的遗传差异,利用64对SSR引物对68个大豆品种(系)包括53个中国品种(系)和15个美国品种进行遗传多样性与亲缘关系分析。结果表明,共检测到375个等位基因变异,平均每个位点检测到的等位变异数为5.86个,变化范围为2～12个,其中53个中国品种(系)检测到373个等位基因变异,平均为5.83个,变化范围为2～12个,15个美国品种检测到288个等位基因变异,平均为4.50个,变化范围为2～9个;总的位点多态性信息含量(PIC)变化范围为0.366～0.900,平均为0.677,其中53个中国品种(系)变化范围为0.370～0.909,平均为0.682,15个美国品种变化范围为0.309～0.817,平均为0.590。聚类分析表明:68个大豆品种(系)的遗传相似系数(GS)变幅为0.529～0.973,平均GS值0.707,在相似系数0.65处,可将供试的品种(系)聚为2大类,第Ⅱ类在相似系数0.69处又可分为5个亚类。     

矾根主要品种的叶色表型性状分析

通过目测进行分类的方式很难准确界定矾根品种叶色。为建立一套更为科学的基于叶色表型的矾根品种分类体系,笔者利用色差仪对72个矾根品种共计432个样品的叶色进行测定,对获得的L、a、b 3个色度值进行聚类分析,将72个矾根品种分为褐色系、深绿色系、黄色系、灰绿色系、浅绿色系5类色系。对矾根品种各色系的L、a、b值进行相关性分析,发现叶片正面的L值与a值、a值与b值呈负相关,L值与b值呈正相关,但相关性不明显;叶片背面的L值与a值、a值与b值呈负相关,L值与b值呈显著正相关。从多重比较的结果中可以看出,矾根品种各色系之间的L、a、b色度值差异显著,尤其是各色系间叶正面的颜色差异较大,在矾根品种选育工作中,叶片正面的颜色将作为主要参考。     

假眼小绿叶蝉与其天敌的空间关系及最佳样方确定

为了分析在聚块大小不同时天敌对假眼小绿叶蝉Empoasca vitis Gothe空间上跟随关系的密切程度、聚集原因和聚集范围,为评价假眼小绿叶蝉的天敌优势种提供科学依据,用聚块样方方差分析法、灰色关联度法、空间聚集强度指数、种群聚集均数法和ρ指数法对安徽省合肥市‘乌牛早’和‘白毫早’茶园不同大小聚块条件下的假眼小绿叶蝉及其7种蜘蛛类的天敌空间关系进行分析。假眼小绿叶蝉与其7种蜘蛛类天敌均方差峰值时的聚块样方数的关联度分析结果表明:‘乌牛早’茶园中与假眼小绿叶蝉空间上跟随关系密切的前四种天敌依次是茶色新圆蛛Neoscona theisi(0.753 5)、八斑球腹蛛Theridion octomaculatum(0.720 1)、锥腹肖蛸Tetragnatha maxillosa(0.681 3)和草间小黑蛛Erigonidium graminicolum(0.644 2)。‘白毫早’茶园中与假眼小绿叶蝉空间上跟随关系密切的前四种天敌依次是粽管巢蛛Clubiona japonicola(0.823 5)、鳞纹肖蛸Tetragnatha squamata(0.800 9)、锥腹肖蛸(0.794 2)和茶色新圆蛛(0.794 2)。两种茶园前四种天敌中相同的天敌是茶色新圆蛛和锥腹肖蛸。假眼小绿叶蝉在聚块内基本样方数k为1、2、4、8时,随着聚块内基本样方数的增多,聚集分布格局时的扩散系数C不断增大,均匀和随机格局时扩散系数不断减小。聚块内基本样方数k为2、4、8时与k为1时的假眼小绿叶蝉的空间分布聚集程度差异均不显著。假眼小绿叶蝉的种群聚集均数λ多数情况均大于2,其聚集是该虫本身原因引起的,假眼小绿叶蝉在种群聚集均数λ为正值时,随着聚块内基本样方数的增加,则种群聚集均数λ不断增大。用假眼小绿叶蝉不同大小聚块的ρ指数判断个体群聚集时的最小范围是聚块中有1个基本样方,即本文的4 m~2。该研究为该虫抽样时确定样方大小提供了科学依据。     

农产品监测预警模型集群构建理论方法与应用

【目的】农产品供给与需求的准确分析测定,是农业监测预警能力提升的重要表现。构建产品多品种多环节模型集群理论方法,可高效解决单一环节或单一模型难以解决的分析技术难题。【方法】在农产品供需的重要要素即生产量、消费量、贸易量、价格等分析预测过程中,针对农产品品种间关联性强,自然、社会、经济诸多影响因素纠缠,模型多变量强耦合、非线性、参数时变的特点,提出多品种农产品“因素分类解耦、参数转用适配”方法,以构建多时空维度的监测预警模型集群。【结果】利用“因素分类解耦、参数转用适配”技术方法,研究构建了不同农产品的生产类、消费类、贸易类、价格类的模型集群。这些模型集群可用于对不同时空维度的水稻、玉米、小麦、肉类等主要农产品供需的长中短期的分析预测,支撑形成了农业展望中的主要农产品平衡表,其中主要农产品全国年度生产量6年平均预测精度高于97%。【结论】研究提出的农产品监测预警模型集群构建理论及其方法,有效提升了农产品多品种模型集群的求解效率和准确率,增强了农产品供需分析预测的系统性与智能性,为系统揭示农产品复杂的时空供需变化特征、促进农产品市场调控科学性和可预见性,提供了新技术方法。     

盐碱复合胁迫对白茎盐生草种子萌发的影响

为了解盐碱胁迫对种子萌发的影响，本研究以白茎盐生草(Halogeton arachnoideus)为研究对象，采用室内模拟试验，以盐分种类和盐浓度为控制因素，按照NaCl ? Na2SO4 ? NaHCO3 ? Na2CO3的顺序，以A (1 ? 1 ? 0 ? 0)、B (1 ? 2 ? 1 ? 0)、C (1 ? 9 ? 9 ? 1)、D (1 ? 1 ? 1 ? 1)、E (9 ? 1 ? 1 ? 9) 5种不同比例进行混合，共5个组别，记为A－E；每个组别分为6个浓度，共30个处理，研究盐碱复合胁迫对其种子萌发的影响。结果表明：随着盐溶液浓度的升高，种子发芽率、发芽势、发芽指数均呈下降趋势；将盐溶液中未萌发的种子转移到蒸馏水中后，种子可以不同程度地恢复萌发。经过回归分析得出，A－E的耐盐阈值依次为0.26、0.24、0.23、0.25、0.16 mol·L?1，耐盐极限值分别为0.65、0.62、0.62、0.60、0.52 mol·L?1；聚类分析得出，A－E的耐盐阈值依次为0.3、0.2、0.3、0.3、0.1 mol·L?1。对回归与聚类分析结果取均值，得出白茎盐生草种子萌发在盐碱复合胁迫下的耐盐阈值为0.234 mol·L?1，耐盐极限值为0.602 mol·L?1。盐分浓度对种子萌发的影响大于盐分种类。相较于碱性盐，白茎盐生草更耐受中性盐环境。