蒋卫杰博士：聚焦生产一线（八）——乐亭早春棚室薄皮甜瓜实用生产技术

乐亭早春棚室薄皮甜瓜种植历史悠久，种植面积达7 333.3 hm²（11 万亩），当地农民通过系列实用生产技术，采收两茬瓜，获得高产高效，其中日光温室冬春茬薄皮甜瓜每667 m² 产值可达5.5 万元。     

束丝藻的竞争优势及其驱动机制的研究进展

束丝藻（Aphanizomenon）是一种丝状固氮蓝藻,具有入侵性且易暴发有害水华。近年来,在全球气候变化推动下束丝藻的扩张已然成为一种世界范围的现象,其广泛分布在温带、热带水体中,因其能合成藻毒素和异味物质而严重影响水生态系统功能,威胁饮用水安全和人类健康。束丝藻耐低温、喜低光,在偏碱性、低氮高磷水体中增殖较快,并凭其固氮、储磷以及释放藻毒素、形成群体胶鞘等独特生态策略使其在种间竞争以及群落结构演替中获得较大竞争优势,成为优势种群。鉴于束丝藻的危害性和扩张性,本文从束丝藻的生理生态特性、分布特征、竞争优势及其关键驱动因子等研究前沿进行了综述,并对相关研究领域进行展望,为进一步研究束丝藻种群竞争优势形成机制,有效防控束丝藻水华提供科学依据。     

胡椒和肉桂挥发性组成分析及对普通大蓟马的驱避作用

豇豆农药残留问题非常严峻, 对豇豆上普通大蓟马的化学防治是造成豇豆农残超标的主要原因, 开展普通大蓟马的绿色防治迫在眉睫。利用植物挥发物驱避害虫是一种重要的害虫绿色防控手段。本研究利用GC-MS分析了胡椒和肉桂的挥发性化合物组成, 并利用“Y”形嗅觉仪测定了胡椒和肉桂及5种主要挥发物对普通大蓟马的驱避作用。结果表明, 在胡椒中鉴定出27种挥发性成分, 主要成分为β-石竹烯, 含量占43.1%; 在肉桂中鉴定出21种挥发性成分, 主要成分为肉桂醛(28.4%)、α-可巴烯(15.4%)、α-依兰油烯(14.1%)、γ-杜松烯(14.9%)。行为反应测定结果表明胡椒和肉桂对普通大蓟马分别具有极显著和显著的驱避作用; β-石竹烯、肉桂醛、α-可巴烯浓度为10%和1%时对普通大蓟马具有极显著的驱避作用, 10%的α-依兰油烯和10%的γ-杜松烯对普通大蓟马分别具有极显著和显著的驱避作用。本研究对豇豆普通大蓟马绿色防控技术研发和驱避剂的开发具有一定指导意义。     

西北印度洋中尺度涡对鸢乌贼时空分布的影响

鸢乌贼(Sthenoteuthis oualaniensis)是具有重要经济价值的头足类之一, 在西北印度洋海域蕴藏有丰富的资源量, 该海域受季风的影响中尺度涡分布广泛, 但对栖息于该海域鸢乌贼的影响尚不清晰。本研究基于角动量涡旋检测与追踪算法获得的涡旋追踪数据集匹配渔业数据, 统计了西北印度洋中尺度涡的时空分布, 分析了不同类型涡旋和鸢乌贼资源丰度和分布的关系, 并结合广义加性模型解析了中尺度涡基本特征量与鸢乌贼资源分布之间的关联。结果表明, 西北印度洋中尺度涡发生的高频海域在北部区域, 且存在明显的月间和年际变化。振幅、相对涡度大的中尺度涡内更容易聚集高的鸢乌贼资源丰度。气旋涡内部区域和外围区域的鸢乌贼资源丰度均优于反气旋涡, 且这种差异于涡旋内部区域更加明显。研究表明, 西北印度洋中尺度涡会影响鸢乌贼的资源分布, 需要进一步结合环境因子探究其影响机制。     

Change features of time-series climate variables from 1962 to 2016 in Inner Mongolia,China

Detecting change features of climate variables in arid/semi-arid areas is essential for understanding related climate change patterns and the driving and evolution mechanism between climate and arid/semi-arid ecosystems.This paper takes Inner Mongolia of China,a unique arid/semi-arid ecosystem,as the study area.We first detected trend features of climate variables using the linear trend analysis method and then detected their trend-shift features using the breaks for additive seasonal and trend method based on the time-series of monthly precipitation and monthly mean temperature datasets from 1962 to 2016.We analyzed the different change features of precipitation and temperature on a regional scale and in different ecological zones to discover the spatial heterogeneity of change features.The results showed that Inner Mongolia has become warmer-wetter during the past 54 years.The regional annual mean temperature increased 0.4°C per decade with a change rate of 56.2%.The regional annual precipitation increased 0.07 mm per decade with a slightly change rate of about 1.7%,but the trend was not statistically significant.The warmer trend was contributed by the same positive trend in each season,while the wetter trend was contributed by the negative trend of the summer precipitation and the positive trend of the other three seasons.The regional monthly precipitation series had a trend-shift pattern with a structural breakpoint in the year 1999,while the regional monthly mean temperature series showed an increasing trend without a periodical trend-shift.After the year 2000,the warmer-wetter trend of the climate in Inner Mongolia was accelerated.The late 20th century was a key period,because the acceleration of the wetter trend in some local zones(I and II)and the alleviation of the warmer trend in some local zones(Ⅶ,Ⅷand IX)occurred simultaneously.Moreover,the change features had a strong spatial heterogeneity,the southeastern and southwestern of Inner Mongolia went through a warmer-drier trend compared with the other areas.The spatio-temporal heterogeneity of the climate change features is a necessary background for various types of research,such as regional climate change,the evolution of arid/semi-arid ecosystems,and the interaction mechanisms between climate and arid/semi-arid ecosystems based on earth-system models in Inner Mongolia.     

大白菜黄心性状相关标记的开发与应用

当前国内针对大白菜黄心性状的筛选研究尚有缺乏,试验论据不足,本试验立足分子标记研究,验证及筛选大白菜的黄心性状,分析准确性分子标记,为大白菜黄心性状的筛选研究奠定基础。试验采用纯合白心早熟早抽自交系‘127-4’（P1）和黄心晚抽自交系‘11-2’（P2）为试验主体材料,以‘127-4’为父本,以‘11-2’为母本,两者杂交获得F₁代后,继续使F₁代自交获得了‘264’（F₂）群体。利用所得到的白心大白菜和黄心大白菜植株通过BSA-seq法对大白菜全基因组进行重测序,以此设计并筛选鉴定引物,最后筛选出标记为“9-13”（F：5''- CCGAAGCCCAGATTAGGAG-3'';R：5''-CCATGCCTACGAATGATAT -3''）。得到的该分子标记可在黄心大白菜育种材料中扩展出200bp的特异条带,经验证,该标记区分白心大白菜与黄心大白菜单株的符合度可达到75%以上。目前利用该标记已经准确筛选出30多份黄心大白菜种质资源,大白菜的菜心性状得到了特定把控,也为准确筛选提供了依据。     

植物染色体重排在作物遗传改良中的应用研究进展

染色体重排是一种可能导致DNA片段丢失、重复、易位和倒位的机制,从而改变基因组结构,为创造新的变异性状提供可能。植物染色体重排事件的准确鉴定有助于更深入地理解植物基因组的结构、功能及它们在植物演化和作物育种中的作用。该文深入探讨了植物染色体重排的基本概念,介绍了植物染色体重排的自然发生和人工诱导的技术方法,阐述了植物染色体重排的细胞生物学、分子遗传学和高通量测序鉴定方法。同时,系统总结了植物染色体重排技术在作物遗传育种中的应用,结合具体实践,着重强调了染色体重排技术在提高农作物的遗传多样性、改良农作物的重要性状、增强农作物的环境适应性等方面极具优越性。然而,目前染色体重排的发生概率较低,技术上仍存在挑战,需要更多精准的工具和策略来实现染色体片段的精准定位和重排。通过全面了解染色体重排及其相关技术,研究人员和育种家可以更好地利用植物基因组,为全球粮食安全和环境可持续发展提供创新解决方案。相关研究不仅为深入认识植物基因组提供新途径,也为未来创新作物育种奠定坚实基础。通过挖掘植物基因组的多样性和可塑性,染色体重排技术有望为培育高产、优质、多抗的农作物新品种提供更多可能性,对解决全球日益严峻的...     

西宁盆地4种草本和灌木植物降盐效应试验研究

以西宁盆地长岭沟流域自建试验区为研究区,筛选出适宜当地气候条件下生长的2种灌木植物柠条锦鸡儿(Caragana korshinskii Kom.)、霸王[Zygophyllum xanthoxylon(Bunge)Maxim.]和2种草本植物细茎冰草(Agropyron trachycaulum cv.Slender)、紫花苜蓿(Medicago sativa Linn.)作为试验供试种,在试验区对4种植物采用单一种植和组合种植方式,探讨2种种植条件下植物根系在边坡地表以下垂直方向土体中K^+、Ca^2+、Na^+、Mg^2+、SO4^2-、Cl^-、HCO3^-、CO3^2-等8种易溶盐离子含量及其变化特征,评价了区内2种草本和2种灌木植物降低边坡土体盐分的能力。结果表明:单一种植细茎冰草、紫花苜蓿、柠条锦鸡儿、霸王对边坡土体中SO4^2-、Ca^2+、Na^+具有显著降低作用,草本与灌木组合Ⅰ(柠条锦鸡儿+紫花苜蓿+细茎冰草组合)和草本与灌木组合Ⅱ(霸王+紫花苜蓿+细茎冰草组合)对边坡土体中SO4^2-、Ca^2+、Mg^2+、K^+、Na^+表现出显著降低作用;紫花苜蓿的降盐效果相对较为显著、其次为柠条锦鸡儿和细茎冰草,霸王的降盐效果不及前者显著;草本与灌木组合Ⅱ的降盐效果相对显著于草本与灌木组合Ⅰ。     

基于资源、成本和效率相统筹的交通项目临时用地利用评估研究

探索交通临时用地复垦及利用决策,可以有效衔接交通建设、粮食安全和乡村振兴三者之间的关系。以广西壮族自治区崇爱高速公路为例,综合利用多指标评价和空间分析等方法,构建基于资源、成本和效率相统筹的交通项目临时用地复垦及利用适宜性评价体系,进行临时用地利用适宜性指数测算及分级评价,从而确定交通项目临时用地的最佳利用方向和模式。结果表明：1)崇爱高速公路临时用地适宜复垦的评价单元共有11个,面积25.72 hm²;适宜恢复为原地类的评价单元共有16个,面积30.95 hm²,适宜探索其他利用方向的评价单元共有21个,面积53.54 hm²。2)本研究根据交通项目临时用地的特征差异,提出了保留建设、闲置再开发和公共设施补足等3种交通项目临时用地利用方向。实践证明以上研究符合土地整治、乡村振兴和产业用地需求实践。综上,本研究构建的交通项目临时用地复垦及利用适宜性评价体系具有综合性和实用性,可为提高用地节约集约利用效益、缓解乡村用地矛盾、助力地方乡村振兴发展提供借鉴和参考。     

吉林省大豆品种（系）遗传多样性分析

为明确吉林省2003—2022年育成的大豆品种（系）的遗传距离和亲缘关系,选取2003—2022年育成的299份大豆品种（系）为试验材料,利用覆盖大豆基因组的SNP标记对其进行遗传多样性和群体结构分析。结果表明：1）3 240个SNP标记在参试材料中共检测出A/A、A/G、A/T等16种基因型,分子标记多态信息量（PIC）范围为0.009 9~0.556 1,平均值0.318 4;使用Powermarker vision 3.25软件,得到样本群体等位基因频率为0.688 3、平均PIC为0.318 5。2）参试材料间遗传相似系数在44.86%~95.46%,平均为63.40%;其中,遗传相似系数在60%~70%的材料最多,样本数为170份,占参试材料的56.86%。3）根据遗传距离将参试材料划分为4个类群,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类群分别含有8、3、115、173份品种（系）;来源于同一育种单位的品种（系）一般划分到同一类群。4）进一步利用STRUCTURE进行遗传结构预测,结果显示K=4,表明参试的299份品种（系）可被划分成4组独立的遗传结构类群;第1、2、3、4遗传结构类群分别含有24、18、105、152份品种（系）,第1遗传结构类群含祖先遗传物质最多,第2、3、4遗传结构类群中外引遗传物质占比逐渐增多,第4遗传结构类群中外引遗传物质占比为46.80%。综上,参试大豆品种群体总的遗传背景相对狭窄,但随着外引遗传物质的引入,第4遗传结构类群（152份）的遗传多样性显著高于总体水平。