西北地区草地贪夜蛾种群遗传多样性分析及治理策略

旨在明确甘肃省草地贪夜蛾的入侵来源,并制定科学有效的防控对策。基于mtCOI基因分子标记分析中国草地贪夜蛾不同生态区8个省12个地理种群276个样品的遗传多样性指数、遗传分化系数及基因流等。结果表明,甘肃省草地贪夜蛾种群的单倍型多样性指数和平均核苷酸差异数分别为0.133～0.157与0.133～0.317,均低于中国周年繁殖区广东、广西、云南种群的0.157～0.819与1.033～7.705;所有种群的Tajima’s D中性检验和Fu’s F检验结果均为负值,表明草地贪夜蛾入侵中国后经历了明显的种群扩张事件。四川种群与其他种群遗传分化显著,62个种群间存在中等程度以上的基因交流。陕西略阳、陕西宁强、甘肃徽县、甘肃成县种群的有效迁入个体数和有效迁出个体数之和分别为11 860.66、11 708.65、10 878.66和10 379.32,在中国草地贪夜蛾的基因交流过程中具有中继站的作用,表明陕南汉水谷地为中国草地贪夜蛾西线北迁入侵西北的主要通道。     

甘肃省玉米大斑病菌交配型组成及遗传多样性分析

为明确甘肃省玉米大斑病菌交配型组成及遗传结构,利用交配型鉴定特异引物对采自该省不同地区的玉米大斑病菌进行交配型测定,并采用简单序列重复区间扩增多态性(ISSR)分子标记技术对供试菌株进行遗传多样性分析。结果表明：甘肃省玉米大斑病菌主要包括3种交配型,即A交配型、a交配型和Aa交配型,其比例约为8∶8∶1。24条ISSR引物共扩增出136条条带,平均每个引物扩增出5.67条,其中多态性条带134条,多态性条带比例为98.53%。利用PopGen 32软件分析发现甘肃3个地区玉米大斑病菌间的亲缘关系更近,遗传距离均小于0.08;陇南地区与陕西省的菌株有更高的遗传相似度,为0.933 8;用NTSYS-pc软件对陇东地区的菌株聚类分析,发现ISSR类群的划分与菌株交配型间并没有直接关系。说明玉米大斑病菌遗传类群和交配型之间无明显相关性,但与菌株地理来源有一定的相关性。     

两种穗型冬小麦品种旗叶光合特性和水分利用对光强的响应

以超高产小麦兰考矮早八和豫麦49为材料,研究了开花期旗叶光合与水分利用对光强的响应。结果表明:开花期,随着光强的增加,旗叶光合速率(Pn)、气孔导度(Cond)、蒸腾速率(Tr)和水分利用率(WUE)均表现不同程度增大,超过一定的光强后反而下降;但胞间CO2浓度(Ci)随光强的增加而降低。与豫麦49相比,兰考矮早八在较高光强下旗叶仍表现出较高的光合特性与水分利用。     

不同品种甜瓜果实成熟过程中香气物质动态分析

研究不同甜瓜品种果实成熟过程中香气物质成分。采用顶空固相微萃取技术(HS-SPME)提取不同品种甜瓜果实成熟过程中的香气成分,用气相色谱质谱联用仪(GC-MS)进行测定分析。4个甜瓜品种在花后25 d(未成熟时期)的芳香物质以醛类和醇类物质为主。花后30 d的果实是一个醛类和醇类物质向酯类物质转化的时期。花后35d是甜瓜果实的成熟期,香气成分以酯类物质为主,仅有少量的醛类和醇类物质。4个甜瓜品种在果实成熟期共有的芳香物质有6种,均为酯类物质,分别是乙酸己酯、乙酸苯甲酯、乙酸异丁酯、乙酸丁酯、乙酸-2-甲基丁酯、2,3-丁二醇双乙酸酯和十四酸异丙酯;它们特有的香气物质以及特征性酯类种类和含量均不同,这些差异是不同甜瓜品种的香气类型不同的原因,从而构成了各品种甜瓜特有的典型性香气。     

牛圈肥施用比例对烤烟性状及土壤养分的影响

研究了不同牛圈肥施用比例对烤烟产量质量和土壤养分的影响.结果表明,当牛圈肥中的氮量超过总施氮量的60%以后,烟株的生育期明显缩短,会明显阻碍烟株前期的生长;综合各经济性状,牛圈肥的施用比例应以牛圈肥氮占总施氮量的20%左右为宜;纯施化肥烟株对氮、磷、钾的吸收明显大于牛圈肥与化肥配合施用;施用牛圈肥有降低中部和下部烟叶烟碱和总氮舍量的趋势,而总糖、还原糖则有增加的趋势;施用牛圈肥可以增加烟叶的氯含量,从而改善烟叶油分;不同牛圈肥施用量对土壤中氮、磷、钾养分的含量影响很大,纯施化肥条件下土壤中碱解氮、速效磷、速效钾从团棵期开始至采收结束,基本处于下降趋势,而且下降幅度明显大于施用牛圈肥的土壤.     

虹鳟倍性鉴定SSR标记筛选与应用研究

虹鳟(Oncorhynchus mykiss)是我国冷水性鱼类的主要养殖品种。与二倍体相比,虹鳟三倍体具有生长速度快、肉质好和不育等优点。目前,鉴定虹鳟倍性主要是通过流式细胞术进行DNA含量分析,但这种方法需要采集鱼类血液或组织样本,会对其造成伤害。为了实现利用微创方法收集样本鉴定虹鳟倍性,本研究利用PCR扩增以及电泳分离技术对153个微卫星标记(SSR标记)进行分析,其中139个SSR标记能够在二倍体和三倍体中成功扩增,筛选出132个SSR标记具有多态性,最终鉴定出7个标记在三倍体中表现出较高的变异性。通过在52个已知倍性水平的参考样本和48个未知倍性的样本上进行验证,进一步从中筛选出3个SSR标记(SSR1054、SSR1056和SSR1468)足以区分倍性水平,并且根据3个标记序列重新设计了3对具有良好稳定性的引物序列进行倍性分析应用。本研究所筛选的SSR标记解决了现有虹鳟倍性鉴定中存在的技术流程复杂、耗材昂贵的问题,并有助于不同倍性虹鳟的遗传多样性研究。     

基于无人机遥感的夏玉米水分胁迫指数改进方法

冠层温度（canopy temperature,Tc）是作物水分胁迫计算的基础。准确地剔除热红外图像中的土壤背景,可以提高作物水分的监测精度。该研究以4种水分处理的拔节期夏玉米为研究对象,借助无人机可见光和热红外图像,采用红绿比值指数（red-green ratio index,RGRI）法提取研究区域的面状玉米冠层温度的空间分布信息,并分析每幅热红外图像上冠层温度的累积频率。该并提出了两种改进作物水分胁迫指数（crop water stress index,CWSI）性能的方法,一是使用基于正态分布的不同统计分位数分割冠层温度,并基于不同统计分位数上的平均冠层温度计算CWSI（记为CWSITcF%）。二是基于冠层温度方差（canopy temperature variance,Var）,将玉米冠层数据分为4个区间：区间Ⅰ,Tc≤40,Var≤10;区间Ⅱ,Tc≤40,10< Var≤20;区间Ⅲ,35< Tc<45,Var>20;区间Ⅳ,40< Tc<50,0< Var≤20,并在各自区间上选择最敏感的统计分位数计算CWSI（记为CWSIn）。研究结果表明：1）利用2020年和2021年两年数据计算的CWSIn与作物生理指标（气孔导度Gs、净光合速率Pn、蒸腾速率Tr）间的决定系数R2分别为0.72、0.52、0.62 ,nRMSE分别为23.96%、24.06%、25.60%,模型拟合精度高于原始CWSI（R2分别为0.73、0.34、0.46,nRMSE分别为23.69%、28.27%、30.21%）,但与CWSITcF%差别不大（R2分别为0.74、0.54、0.61,nRMSE分别为22.87%、23.74%、25.61%）;2）虽然CWSITcF%能提高诊断作物水分胁迫的精度,但最敏感的冠层温度区间在年际间相差较大（2020,61.17%;2021,49.38%;两年数据,83.51%）,而CWSIn稳定性更高（与生理指标间的nRMSE分别为：2020年16.60%、27.37%、28.49%;2021年21.60%、18.95%、22.64%）。因此,综合来看 CWSIn可以更加精确地监测作物水分胁迫,利用该改进方法可为无人机遥感精准监测作物水分胁迫状况提供参考。     

小粒牧草种子丸粒化包衣数值模拟与试验

针对小粒牧草种子丸粒化包衣时包衣质量不高、丸化合格率较低等问题,该研究采用理论方法,分析种粉颗粒在包衣锅内的运动过程、受力情况,构建种粉颗粒与包衣锅相互作用力学模型,获取影响种子包衣质量的主要因素。利用EDEM软件模拟包衣设备中不同结构参数下物料混合情况,探究结构参数对种粉混合效果的影响,以粉料的变异系数为评价指标,以包衣机甩盘直径、包衣机边缘倾角和包衣机转速为影响因素开展优化试验,得到最优参数组合为包衣机甩盘直径309.9 mm、包衣机边缘倾角61.9°和包衣机转速10.1 r/s。利用搭建的物理试验平台进行种子丸粒化包衣验证试验,结构参数优化后的包衣锅物理试验平均丸化合格率得到提升。进一步优化种子丸粒化包衣质量,探究粘结过程中粉料、药液对丸粒化包衣的影响。对丸粒化包衣机进行工艺参数正交试验,得到最佳工艺参数组合为单次供粉量为10 g、单次供液量为15 mL和包衣时长为7 min。在最优工作结构参数与工艺参数组合下,种子丸粒化包衣试验质量较高,研究结果可为其他不规则种子包衣提供参考。     

遮挡条件下多视角甜椒果实点云三维重构方法

为进行表型原位自动化测量,实现甜椒数字化育种和管理,针对原位果实表型测量中的目标遮挡问题,提出一种多视角甜椒果实点云的三维重构方法。通过虚拟叶片的方法,创建增强数据集,建立基于YOLO v5算法的甜椒果实识别模型,实现对不同遮挡程度果实的识别,同时,构建考虑果实位置与遮挡程度的果实表型采集算法,实现多视角的果实三维数据采集。最后,配准甜椒果实三维点云,提取甜椒表型参数,并通过温室甜椒果实表型,对点云重构方法的有效性进行验证。相较手动测量数据,果实果宽平均相对误差为1.72%,果高平均相对误差为1.60%。试验结果表明,本文所提出的甜椒原位表型点云重构方法,可为遮挡条件下作物表型提供有效的解决思路和可行方法。     

不同空化射流条件下大豆蛋白-白藜芦醇互作结合机制与抗氧化活性研究

为探究空化射流预处理对大豆分离蛋白-白藜芦醇（SPI-RES）复合物的影响,对SPI进行空化射流预处理（0、2、4、6、8、10min）后,与RES非共价结合形成复合物。通过荷载量和包埋率研究了SPI对RES的结合情况,采用内源荧光光谱、傅里叶红外光谱及分子对接技术研究了SPI和RES之间的相互作用机制,通过粒径、ζ-电位、表面疏水性、抗氧化活性等考察了复合物的物理化学性质和功能特性。结果表明：经过一定时间的空化射流处理后,SPI对RES包埋率和荷载量显著增加,复合物粒径和ζ-电位分别减小和增大。内源荧光光谱表明RES对SPI的淬灭为静态淬灭,反应是自发进行的。傅里叶红外光谱表明适当的空化射流预处理促进了SPI从有序结构转变为无序结构,从而结合更多的RES。热力学参数和分子对接结果表明疏水相互作用是主要作用力,还涉及氢键。此外,适当的空化射流预处理后,SPI-RES复合物表面疏水性及抗氧化活性均有所增加。本研究为空化射流预处理大豆分离蛋白应用领域的开拓和脂溶性活性物质保健食品的开发提供了前期理论基础。