碳离子束辐照水稻诱变效应及突变体的筛选

【目的】丰富水稻Oryza sativa L.突变体库,快速创造稳定遗传的新种质,为重离子辐照诱变机理研究和水稻遗传育种提供丰富的基础材料。【方法】利用碳离子束辐照水稻品种‘IR-55’、‘IR-60’、‘三粒寸’和‘云南陆稻’原种进行诱变,并对诱变后代的多个农艺性状进行多代跟踪调查。【结果】4个水稻品种突变株系株高、剑叶长、穗长和粒长宽比等性状呈现出较大变异幅度,且具有明显的正向或负向性,结实率表现出明显的下降趋势,最低为2%。利用随机选取的SSR分子标记引物对突变体进行遗传多样性检测发现,突变株系与原种的遗传多样性表现出明显的差异,表明重离子辐照诱变引起DNA序列较大片段的改变,而不是微小的点突变。【结论】碳离子束辐照对水稻株高、剑叶长和粒型等多个农艺性状产生正向或负向的诱变效应,在诱变后代中可以筛选出一批农艺性状变异的水稻新种质。     

嗜热子囊菌JCM12803来源的阿魏酸酯酶FAE-2515酶学性质研究

阿魏酸酯酶广泛应用于食品、药品、饲料及造纸等行业,挖掘适用于工业化的阿魏酸酯酶至关重要。从嗜热真菌Thermoascus crustaceus JCM12803中克隆得到一个阿魏酸酯酶基因FAE-2515,经基因序列分析,FAE-2515 cDNA全长为1 581 bp,编码526个氨基酸和1个终止子,理论分子量大小为57 kDa,等电点为5.08。将FAE-2515成功地在毕赤酵母中实现高效异源表达,通过对重组蛋白进行酶活测定,比活为（53.653±3.451）U/mg,Kcat/Km值为1.423,最适pH为6.0,最适温度为55℃,60℃处理1 h之后还能保持60%的酶活,热稳定性较已报道的同类酶更为稳定。以阿魏酸甲酯为底物时酶活表现为最高,以硝基苯棕榈酸酯为底物时几乎没有酶活。金属离子K+、Ca2+、Na+对该酶有显著的促进作用,Fe3+、Zn2+对该酶有轻微抑制作用,Mn2+、Cu2+对该酶有显著的抑制作用。综上,该酶在造纸工业和动物饲料制备工业中具有一定优势。     

我国茶产业发展中存在的问题、原因与对策

茶产业是我国具有比较优势的产业,发展茶产业对农业产业结构调整和山区脱贫攻坚具有重要意义。利用国家统计数据和项目组对湖北、贵州等地的茶叶种植户和鲜叶加工厂员工的调查数据,从茶业产能与市场需求、国际竞争力与品牌发展、茶叶生产规范化和互联网渗透率等方面分析我国茶产业发展中存在的主要问题,并深入挖掘其原因。研究发现,我国茶产业存在茶叶需求疲软、产能过剩、市场竞争力不足、茶叶生产规范化、规模化与组织化程度低和互联网渗透率低等问题,主要是我国茶叶消费增长动力不足、监管体制落实不到位、茶农绿色认知不够、基础设施不完善和龙头企业与知名品牌带动力度不够等因素造成。因此,建议以绿色、高效为发展目标,明确各主体职责、加强基础设施建设与品牌资源整合、完善茶叶营销网络、加强科技创新与转化、提高茶农绿色认知水平,以实现我国茶产业"重品质、重安全、重环保、重民生"的可持续发展。     

玉米秸秆接触物理参数测定与离散元仿真标定

为提高离散元方法模拟玉米秸秆揉碎过程的准确性,试验测定玉米秸秆与揉碎机锤片、玉米秸秆与玉米秸秆的接触参数。以径向堆积角相对误差值为评价指标,应用正交方法标定玉米秸秆离散元仿真需要输入的接触参数。结果表明:玉米秸秆与揉碎机锤片碰撞恢复系数、静摩擦因数、滚动摩擦因数分别设置为0.663、0.226、0.119;玉米秸秆与玉米秸秆碰撞恢复系数、静摩擦因数、滚动摩擦因数分别设置为0.485、0.142、0.078,此参数组合为玉米秸秆离散元仿真接触参数的最优方案,仿真结果与试验结果的相对误差为8.127%。     

基于DRIS法的樟树人工林营养诊断

[目的]开展基于诊断施肥综合法(DRIS)的樟树人工林营养诊断,为培育高效樟树人工林提供参考依据.[方法]依据DRIS图解法求得樟树叶片各营养元素诊断参数最适比范围及低产组需肥紧迫程度排序,依据DRIS指数法求得各样地樟树需肥紧迫程度排序及养分不平衡指数(NII),初步制定樟树营养元素DRIS指数分级标准.[结果]樟树人工林营养诊断的各营养元素比最适范围:氮/磷为3.795~5.689,钾/磷为1.761~2.405,钾/氮为0.396~0.510,氮/钙为0.677~0.856,镁/氮为1.022~1.306,钙/磷为5.255~7.167,镁/磷为4.516~6.222,钾/钙为0.305~0.373,镁/钾为2.371~2.819,镁/钙为0.788~0.957.根据低产组各营养元素比偏离最适范围的程度,得出樟树人工林低产组需肥紧迫程度排序为磷>钙>氮>钾>镁,其中磷、钙和氮养分处于缺乏状态,镁含量相对过剩;高产组和低产组樟树的平均NII分别为3.748和7.540,高产组樟树各营养元素相对平衡.DRIS指数初步分级结果表明,樟树的氮、磷、钾、钙和镁DRIS指数最适范围分别为-0.838~0.185、-0.903~0.602、-0.154~0.941、-0.790~0.329和-0.357~0.985.[结论]根据DRIS诊断,江西省丰城市樟树人工林的氮、磷和钙养分含量均呈缺乏状态,镁含量相对过剩,且以诊断的需肥紧迫程度排序及制定的指数分级标准能直观判断樟树树体各营养元素的平衡状况,可用于生产上指导樟树人工林进行及时合理施肥.     

池塘养殖卵形鲳鲹早期形态性状与体质量的灰色关联分析

[目的]确定影响卵形鲳鲹(Trachinotus ovatus)体质量的主要形态性状,为其人工选育提供重要的技术参数.[方法]随机选取45、65和110日龄3个不同生长阶段的池塘养殖的卵形鲳鲹群体,共383尾,采用灰色关联分析方法对其全长、体长、体高、头长、头高、吻长、眼径、眼后头长、尾柄长和尾柄高等10个形态性状与体质量的关联度进行分析,以此评价各形态性状对体质量的相对重要性.[结果]不同生长阶段卵形鲳鲹形态性状与体质量的灰色关联度存在一定差异,其中,45日龄卵形鲳鲹形态性状与体质量的关联度在0.709~0.854,关联度排序为:体长>全长>体高>头长>眼后头长>尾柄高>头高>眼径>尾柄长>吻长;65日龄卵形鲳鲹形态性状与体质量的关联度在0.788~0.904,关联度排序为:体长>全长>体高>头高>头长>尾柄高>尾柄长>眼后头长>吻长>眼径;110日龄卵形鲳鲹形态性状与体质量的关联度在0.674~0.826,关联度排序为:体长>体高>全长>头长>眼后头长>尾柄高>头高>眼径>吻长>尾柄长.各生长阶段卵形鲳鲹形态性状与体质量的相关系数均达极显著水平(P<0.01),且相关性最高的前3个形态性状均为体长、全长和体高.[结论]在不同生长阶段卵形鲳鲹的各形态性状中,以体长与体质量的关联度最高,全长和体高次之,因此生产中宜将体长和体高作为间接选育卵形鲳鲹体质量的形态指标.     

18份杨树资源的遗传多样性分析

【目的】正确评价杨树资源的遗传多样性,为其新品种选育和资源利用提供理论依据。【方法】以来自黑杨派和白杨派的18个杨树无性系为试验材料,利用聚丙烯酰胺凝胶电泳从84对SSR引物中初步筛选出多态性较好的12对,再利用12对SSR荧光引物构建18个杨树无性系的指纹图谱并进行遗传多样性分析,同时依据遗传相似系数构建聚类图并进行亲缘关系分析。【结果】筛选出的12对引物共检测到91个多态性位点,每对引物检测到的多态性位点为4~12个,平均为7.6个,观测杂合度平均为0.482 8,Shannon信息指数平均为1.801 5,Nei’s基因多样性指数平均为0.794 8;通过引物PMGC-2385和PMGC-2500构建了18个无性系的指纹图谱,该指纹图谱可将全部无性系区分开。UPGMA聚类分析表明,18个无性系的遗传相似系数在0.549~0.978,平均遗传相似系数为0.764,黑杨派与白杨派无性系遗传相似系数变幅分别在0.681~0.978和0.549~0.912,均具有较高的遗传变异性;18个无性系被分为黑杨与白杨2大类及6个亚群,与传统形态分类学结果基本一致。【结论】18份杨树资源的遗传多样性较为丰富,SSR分子标记技术结合STR分型检测技术在杨树资源的鉴定与分类中具有一定的可靠性。     

地理探测器与Tobit模型在粤西地区粮食生产效率及影响因子分析中的比较应用

为明晰粤西地区粮食生产效率及其关键影响因子,实现优化资源配置效率和推进粮食生产转型升级,基于1999—2018年粤西地区茂名、阳江、湛江3市粮食生产数据,采用交叉效率DEA模型测算区域粮食生产效率,揭示近20年粮食生产效率的时空变化特征,并利用Tobit模型和地理探测器模型比较分析粮食生产效率的关键影响因子。结果表明：粤西地区粮食生产效率平均值为0.77,其中,茂名市粮食生产效率最高（0.88）,阳江市次之（0.78）,湛江市最低（0.65）。Tobit模型和地理探测器测算粤西地区粮食生产效率影响力（贡献力）最大的投入因子是农业机械总动力,分别为-1.082和0.942。Tobit模型测得的7个投入因子仅化肥施用量（0.015）与粮食生产效率呈显著正相关,有效灌溉面积、粮食播种面积、农药使用量3个因子与粮食生产效率相关性不显著,农用塑料薄膜使用量、从业人口、农业机械总动力3个因子呈显著负相关。而地理探测器测得所有因子均对粮食生产效率产生显著影响。阳江市投入因子贡献力与粤西地区大致相同,但化肥施用量贡献力高出有效灌溉面积0.008。湛江市与茂名市化肥和农药投入的贡献力仅次于农业机械总动力,有效灌溉面积贡献力均最低。但茂名市粮食播种面积的贡献力依次大于从业人口和农用塑料薄膜使用量,湛江市则相反。研究表明,20年来粤西地区粮食生产效率不高,整体呈中等效率水平,粮食生产效率先降后升的变化趋势显著;地理探测器测度结果无不显著因子存在,探测因子影响力比Tobit模型所得结果更稳定且偏误小;农业机械总动力是影响粤西3市粮食生产效率的主导因子,但不同城市粮食生产效率的因子贡献力差异较大,湛江和茂名对化肥、农药等污染较大的生产要素依赖性更强。     

气动式水稻株间机械除草装置研制

目的 针对水稻株间机械除草自动化程度低、难度大的问题,在机器视觉识别定位技术研究的基础上,研制一种气动式水稻株间机械除草装置。方法 采用机械设计理论、离散元动力学仿真方法结合田间试验,研制出气动式水稻株间机械除草装置。首先对气动式株间除草机构的结构进行设计,运用运动学方程计算并确定机构的几何参数,通过Pro/E运动学仿真验证机构的可行性;然后对除草刀齿与水田土壤的相互作用过程进行仿真,并对仿真结果进行验证试验;最后进行田间试验验证整机工作性能,并利用三因素五水平二次旋转正交试验对影响除草率与伤苗率的工作参数进行分析。结果 气动式水稻株间除草机构连杆长35.00 mm,摆杆长72.24 mm,除草部件到回转中心水平距离为84 mm,垂直距离为191 mm。离散元动力学仿真分析表明,倾角为10°的弯齿刀除草刀齿与土壤的接触阻力较小,阻力平均值为3.12 N,且对土壤的扰动程度较大,受影响的面积达149.69 cm²。田间试验中,在机具前进速度0.25 m/s、气缸伸缩速度0.45 m/s和除草深度2.5 cm的工作参数下,平均除草率为83.91%、伤苗率为3.63%。结论 该机具满足除草率大于80%、伤苗率小于4%的设计要求,能够满足水稻株间避苗除草的作业要求。     

香蕉 - 尖孢镰刀菌互作机理及抗病育种研究进展

由土壤真菌 Fusarium oxysporum f. sp. cubense（Foc）引起的香蕉镰刀菌枯萎病是全世界范围内严重威胁香蕉生产的毁灭性病害。目前已发现 Foc 的 4 个生理小种。20 世纪 70 年代,Foc 1 号生理小种造成我国华南地区的龙牙蕉和粉蕉种植园大面积发病;90 年代中后期,在广东省的香牙蕉种植园发现 Foc 4 号生理小种,并且迅速向其他香蕉产区蔓延。目前,国内各香蕉主产区均有报道发生 Foc 4 号生理小种引起的香蕉枯萎病,该病已成为制约我国香蕉生产的最主要因素。对香蕉枯萎病菌侵染过程以及香蕉枯萎病致病机理、抗性机制、抗病品种选育、抗性种质筛选及抗病性鉴定、防治等多个领域取得的研究进展进行了概述,并对今后研究方向进行了展望,主要包括：（1）在继续研究已有抗病品种对 Foc TR4 抗性的同时,要进一步深入研究 Cavendish 对Foc 1 号生理小种的抗性;（2）利用已经建立的香蕉 CRISPR/Cas9 基因编辑技术体系,获得香蕉枯萎病抗病品种,并进一步应用寄主植物诱导的基因沉默技术（HIGS）获得更加持久稳定的抗病性;（3）将已经建立的香蕉试管苗离体水培系统应用于香蕉-Foc 互作研究。