基于EFAST方法的AquaCrop作物模型参数全局敏感性分析

【目的】敏感性分析是作物模型本地化过程中的重要环节,对作物模型的校正与应用有重要的意义。【方法】本研究以国家精准农业示范研究基地2012—2013、2013—2014和2014—2015年冬小麦试验为研究对象,采用全局敏感性分析方法扩展傅里叶幅度检验法(Extended Fourier Amplitude Sensitivity Test,EFAST)对AquaCrop模型42个作物参数进行敏感性分析,以评估模型在北京地区的敏感参数。【结果】(1)对干生物量敏感作物参数是:水分和温度胁迫参数(生物量生产的最小生长度(stbio),引起冠层早衰的土壤水分消耗上限(psen))、生物量和产量参数(归一化水分生产力(wp))、蒸散参数(作物冠层形成后到衰老之前的作物系数(kcb))、作物冠层和物候发展参数(冠层生长系数(cgc),从播种到出苗时长(eme),最大冠层覆盖度(mcc),冠层衰老系数(cdc),从播种到成熟的时长(mat),产量形成过程中收获指数的建立长度(hilen))。其中stbio,kcb,wp和cgc 4个作物参数敏感性指数最大;(2)对冠层覆盖度最敏感的参数是:作物冠层和物候发展参数(cgc,mcc,每公顷株数(den),出苗率达到90%时的土壤覆盖度(ccs),mat和cdc)、根区发展参数(最大有效根深(rtx))、水分和温度胁迫参数(psen)、蒸散参数(kcb);(3)对产量最敏感的参数是作物冠层和物候发展参数(从播种到开花时长(flo),mat,cdc,hilen和从播种到开始衰老时长(sen))、水分和温度胁迫参数(psen)、生物量和产量参数(参考收获指数(hi)和wp)、蒸散参数(kcb)。【结论】利用EFAST方法对AquaCrop模型中的作物参数进行一阶和全局敏感分析,最大干物量的敏感性分析结果以及干生物量随时间变化的敏感性分析结果显示,敏感性参数的选择上差异不大,但排序上存在较大的差异,最大干生物量的敏感性分析不能分析作物参数对干生物量在整个生育期的影响,结果不全面;冠层覆盖度随时间变化的一阶和全局敏感性分析结果显示,在敏感参数的选择和排序上均有较好的一致性,全局敏感性分析中作物参数的敏感性指数更高,对冠层覆盖度的影响表现得更明显。本研究结果用于AquaCrop模型本地化,可提高该模型在北京地区的模拟效率和模拟精度。     

氯虫苯甲酰胺亚致死剂量对甜菜夜蛾主要解毒酶活性与生长繁殖的影响

【目的】甜菜夜蛾(Spodoptera exigua)是一种杂食性害虫,在不同环境、药物等选择压力下表现出不同的生长发育特点。氯虫苯甲酰胺是一种新型广谱的鱼尼丁受体杀虫剂,对鳞翅目害虫杀虫活性强。本研究旨在探究氯虫苯甲酰胺亚致死剂量对甜菜夜蛾幼虫3种主要解毒酶——羧酸酯酶(Car E)、谷胱甘肽S-转移酶(GSTs)和多功能氧化酶(MFOs)活性以及对种群繁殖的影响。【方法】采用饲料混毒法测定氯虫苯甲酰胺对SE-Lab品系、SE-Sel品系的毒力,SE-Sel品系由SE-Lab品系经亚致死剂量LC25连续汰选6代得到;通过浸叶法测定磷酸三苯酯(TPP)、顺丁烯二酸二乙酯(DEM)、胡椒基丁醚(PBO)3种酶抑制剂与氯虫苯甲酰胺协同对SE-Lab和SE-Sel品系的毒力增效作用,提前12 h让试虫取食浸渍过酶抑制剂的叶片,对照组取食用0.1%Triton X-100浸渍后的叶片,再分别测定氯虫苯甲酰胺对使用酶抑制剂与未使用酶抑制剂试虫的毒力;在冰上解剖试虫的中肠和脂肪体,并通过离体酶活性测定,分析氯虫苯甲酰胺亚致死剂量与酶抑制剂对甜菜夜蛾体内的3种代谢解毒酶活力的影响;通过记录试虫各个年龄阶段的生长、死亡、产卵量等数据,参照两性生命表理论分析SE-Lab和SE-Sel品系的两性生命表参数差异。【结果】在3种酶抑制剂中PBO增效作用最强,其对甜菜夜蛾SE-Sel品系和SE-Lab品系对氯虫苯甲酰胺的毒力增效比分别为1.58和1.69。在氯虫苯甲酰胺亚致死剂量连续汰选下,甜菜夜蛾体内3种解毒酶活性均被诱导上升,其中MFOs酶活力上升最显著,SE-Sel品系中肠和脂肪体的MFOs活性相对于SE-Lab品系分别提高了2.07和2.10倍,而经氯虫苯甲酰胺亚致死剂量再次诱导的SE-Sel试虫的MFOs活性亦较SE-Lab品系上升4.02和3.44倍;在使用了酶抑制剂后3种解毒酶酶活力均有下降,其中MFOs活性下降最多,其酶比活力仅为未使用酶抑制剂处理的42.3%—44.8%。与SE-Lab品系相比,SE-Sel品系成虫的产卵前期和总产卵前期变长,而产卵量减少;SE-Sel品系的内禀增长率(r)、周限增长率(λ)和净增殖率(R0)均显著小于SE-Lab品系,SE-Lab品系与SE-Sel品系的r分别为0.18和0.16 d~(-1),λ为1.20和1.17 d~(-1),R0为358.42和203.12 d~(-1)。尽管SE-Sel品系的平均世代周期(T)更长,但是与SE-Lab品系无显著差异。【结论】MFOs可能为甜菜夜蛾对氯虫苯甲酰胺解毒代谢过程中的主要解毒酶,在其后续抗性形成中起主要作用;甜菜夜蛾在氯虫苯甲酰胺亚致死剂量作用下,世代周期延长,繁殖力降低,种群增长减缓,氯虫苯甲酰胺亚致死剂量对甜菜夜蛾有持续控制作用。     

基于数据包络分析法对山东耕地产出效率及影响因子研究

将山东省内各辖市的耕地生产系统当作决策单元,利用各决策单元存在的差别,采用数据包络分析方法(DEA),对2004年到2013年内所采集的数据进行测算评价;运用Tobit回归模型分析耕地产出效率的影响因素。结果表明越是在经济发达的地区,农业生产大都存在不足的现象,扩大经营规模是弥补动力不足,提升生产效率的有效途径。     

光敏核不育水稻幼苗叶片脂氧合酶活性及其基因表达的昼夜变化

为探查光敏核不育(PGMS)水稻中脂氧合酶(LOX)活性的光暗期变化特性,以PGMS水稻N5088S和D38S、常规水稻中早25、盐粳7号和中嘉早17及三系不育水稻G2A和东B11A为材料,在不同光周期(12L/12D、14L/10D和10L/14D)和光/暗期温度(30℃/30℃和30℃/26℃)下,研究了其幼苗叶片中LOX活性的昼夜变化,并采用RT-PCR方法对PGMS水稻幼苗叶片进行LOX基因的昼夜表达分析。结果表明,在所有光周期和培养温度处理下,PGMS水稻LOX活性均表现出暗期高而光期低的昼夜变化规律,但常规水稻和三系不育水稻的LOX活性均无明显的光暗期差异;暗期PGMS水稻LOX活性显著高于常规水稻和三系不育水稻。在12L/12D光周期和30℃/26℃(L/D)的培养温度下,检测的13个LOX基因中,检测到8个Os LOX基因,OsLOX2、Os LOX3、Os LOX4、Os LOX8和Os LOX13等基因的表达丰度在N5088S和/或D38S幼苗叶片中呈现暗期高光期低的趋势。因此,光敏核不育水稻N5088S和D38S幼苗叶片LOX活性及Os LOX家族的部分基因的表达具有明显的暗期高光期低的变化特征。     

不同温度下哈维氏弧菌和白斑综合症病毒对凡纳滨对虾的致病性

在不同温度[(19±1)、(25±1)、(31±1)℃]条件下,研究了不同浓度哈维氏弧菌Vibrio harveyi和白斑综合症病毒(WSSV)对凡纳滨对虾Litopenaeus vannamei(体长8.12 cm±0.83 cm)的致病性。结果表明:温度为(19±1)℃时,整个试验过程中对虾死亡率均低于8.9%,各组病毒携带量低于3.9×104copy/g;温度为(25±1)℃时,病毒单独感染组对虾的死亡率和病毒携带量(最大值71.1%,1.9×105copy/g)和高浓度继发感染组的死亡率和病毒携带量(最大值77.8%,3.2×106copy/g)从试验中期开始明显高于其他组,死亡加快,病毒携带量迅速增加,单独感染细菌组死亡率随感染浓度的升高而升高(最大值为21.1%);温度为(31±1)℃时,病毒单独感染组的死亡率和病毒携带量(最大值47.8%,2.2×104copy/g)从试验中期开始明显低于继发感染组(最大值80.0%,6.1×106copy/g),单独感染细菌组的累积死亡率随细菌浓度的升高而升高(最大值24.4%)。研究表明,温度对WSSV和哈维氏弧菌的致病力影响显著,继发感染和细菌单独感染随温度的升高致病力升高,高温和低温对WSSV的致病力有抑制作用。     

SODM、DTA-6及Cc对马铃薯叶片碳代谢相关生理指标的影响

大田栽培条件下,以马铃薯（Solanum tuberosum L.）荷兰212为材料,叶面喷施不同植物生长调节剂,测定叶片中蔗糖、蔗糖转化酶活性、淀粉、淀粉酶活性变化以及可溶性糖、还原糖等含量的变化,研究喷施植物生长调节剂对马铃薯叶片碳代谢生理指标的影响。结果表明：喷施SOD模拟物（简称SOD_M）后16天叶片中可溶性糖、蔗糖以及淀粉的含量显著提高,24天和32天后还原糖含量明显增加;氯化胆碱（Choline chloride, 简称Cc）能够极显著降低处理后32天时叶片的转化酶活性,也可以显著提高处理后24天和32天时还原糖的含量;2-N,N-二乙氨基乙基己酸酯（Diethyl aminoethyl hexanoate,简称DTA-6）能够极显著提高使用后16天时淀粉的含量,同 时其对处理后24～32天淀粉酶活性有极显著降低的作用。     

杂交水稻新品种安优5819的主要性状变异分析

为掌握杂交中籼早熟水稻新品种安优5819的丰产稳产性和适应性,为其区域布局和生产应用提供实践依据,以2012-2013年贵州省杂交水稻区域试验结果为依据,采用均值-变异系数法和高稳系数法对安优5819(安丰A/黔恢5819)与对照品种(香早优2017)的10个主要表型性状的变异情况进行对比,综合分析该品种在不同生态环境下的性状变异。结果表明,安优5819的HSC值为83.2%~85.2%,高于CK;不同表型性状的平均变异系数在3.4%~17.7%,其顺序为有效穗穗粒数产量穗实粒数着粒密度株高结实率全生育期穗长千粒重。结论:杂交中籼早熟新品种安优5819的综合性状好,高产稳产,生育期适中,抗逆性强,适应性广。     

基于GIS的山地城镇空间拓展土地适宜性评价——以大姚县为例

基于GIS技术,针对大姚县山地城镇的特点,从自然基础类、社会经济类、生态影响类3个角度共选取坡度、地质灾害、地基承载力、交通通达度、城镇区位、建设规划、生态因子、农田保护8个弹性因子和矿产压覆、生态敏感性2个刚性因子参与土地适宜性评价,采用层次分析法确定评价因子权重,运用数学模型方法,通过多因子叠加分析对城镇空间拓展土地适宜性进行评价,并将评价结果与土地利用总体规划数据进行比对.结果表明,评级结果可划分为4个等级,其中一等高度适宜建设区面积为521.83 km2,占总面积的12.94％;二等中度适宜建设区面积为911.81 km2,占总面积的22.62％;三等限制建设区面积为l 290.66 km2,占总面积的32.01％;四等禁止建设区面积为1 307.54 km2,占总面积的32.43％.大姚县龙街乡东北部地区、赵家店乡的东南部地区、县城金碧镇坝子周边、新街乡中部偏西地区可以作为该县近期城镇空间拓展区域.     

甘蔗花叶病毒南城分离物外壳蛋白基因序列测定及分析

从江西南城甘蔗病株中获得1个甘蔗花叶病毒(Sugarcane mosaic virus,SCMV)分离物,命名为SCMV-NCH。根据SCMV外壳蛋白(CP)基因N-端和C-端保守序列设计引物,对SCMV-NCH的CP基因进行RT-PCR扩增、克隆和测序,获得924个核苷酸(nt),推断编码308个氨基酸(aa)的近全长CP基因序列。与SCMV亚组SCMV、高粱花叶病毒(SrMV)、玉米矮花叶病毒(MDMV)、约翰逊草花叶病毒(JGMV)、玉米花叶病毒(ZeMV)、白草花叶病毒(PenMV)等6种病毒代表性株系外壳蛋白氨基酸序列同源性比较结果显示,SCMV-NCH与SCMV的同源性最高(86.2%),与其他5种病毒同源性相对较低(56.4%~72.2%)。与SCMV13个分离物外壳蛋白氨基酸序列进行同源性比较并构建关系树,结果显示SCMV-NCH与我国浙江2个分离物(Yuhang和Xiaosh)具有最近的亲缘发生关系。     

芳香型二丁基锡双羧酸酯的合成、表征及抗癌活性研究

用二正丁基氧化锡和取代芳香单羧酸以1∶2摩尔比反应,合成了10个芳香型二正丁基锡双羧酸酯n-Bu2Sn(OOCAr)2(3a~3j).利用1H NMR,119Sn NMR和IR等对这些化合物进行了表征.并用X-射线单晶衍射测定了其中化合物3b和3e的晶体结构.3b和3e晶体中锡原子配位数均为6,形成了严重扭的曲八面体几何构型.3b和3e均存在分子内及分子间氢键作用,3b中氢键作用较弱,在生物体系中比3e更易释放出游离态R2Sn2 ,易与癌细胞的DNA结合,具有更好的抗癌生物活性.