玉米ZmSTP1和ZmAAP2基因启动子区域结合蛋白的检测

【目的】植物特异性转录因子NLPs(NIN-like proteins)是硝酸盐响应顺式元件(NRE)的结合蛋白,在硝酸盐调控的下游基因表达中起转录激活作用。玉米转运蛋白ZmSTP1和ZmAAP2在植物碳氮产物的运输和卸载过程中发挥作用,且基因启动子区域均含有一个硝酸盐响应顺式元件。本研究旨在证实玉米ZmNLPs家族成员ZmNLP3、ZmNLP4是否为ZmSTP1和ZmAAP2基因启动子中NRE的结合蛋白。【方法】以玉米B73为试验材料,首次利用酵母单杂交技术检测ZmNLP3、ZmNLP4转录因子分别与ZmSTP1和ZmAAP2基因启动子区域的相互作用。【结果】在线预测网站Plantcare对ZmSTP1和ZmAAP2基因转录起始位点上游2000 bp序列分析表明,位于2个基因转录起始点上游-577～-589 bp和-909～-921 bp区域均包含一个序列长12 bp的NRE元件,结构分别为5′-ATTTAATACTCA-3′和5′-ATATATAAGTCA-3′;诱饵菌株AbA^r基因表达检测显示,能抑制诱饵菌株Y1H(pAbAi-ZmSTP1)和Y1H(pAb...     

高原鼠兔干扰对高寒草甸大型土壤动物类群的影响

【目的】了解高原鼠兔干扰对嵩草草甸土壤大型动物组成及其数量的影响.【方法】以高原鼠兔有效洞口数代表其干扰强度,设立3个干扰强度并调查各干扰区植被群落特征、土壤理化性状和大型土壤动物类群及其数量.【结果】伴随高原鼠兔干扰增加土壤动物密度明显增加.高、中和低强度干扰区土壤动物密度分别是(112±20.40)、(98±21.56)和(36±12.11)只/m~2;鞘翅目成虫和双翅目幼虫均是各干扰区的优势类群,鞘翅目幼虫是高、中干扰区优势类群,柄眼目、膜翅目成虫和半翅目成虫是低干扰区优势类群;冗余分析表明,土壤有机质(F=2.39)和紧实度(F=2.84)是影响高寒草甸大型土壤动物类群和数量的主要环境因素.【结论】高原鼠兔干扰高寒草甸土壤理化性状进而影响土壤动物群落组成及其数量.     

认知计算及其在农业领域的应用研究

认知计算是认知科学、神经科学、数据科学和云计算的交叉学科。数据的急剧增长、算法的不断优化和高性能计算能力的发展加速了认知计算在健康医疗、智慧城市、农业等各个领域的研究和应用。认知计算提供了一种新的模式,是大数据、机器学习、深度学习、自然语言处理、IOT (The Internet of Things)、云计算等不同成熟技术的结合体。在此模式下,研究人员不再满足于继续延用传统的数据分析方法,开始寻求新的方法以期在大规模结构和非结构数据中探索其中模式和相关性。从而认知系统可以提供学习、推理、发现、自然语言交流、决策支持的功能。农业领域的数据量呈现爆发式的增长,认知计算和农业大数据的结合有效促进了智慧农业的发展,但是由于数据不仅包括时空数据、图像、视频等多种类型,其数据质量和地理位置、网络连接和数据来源密切相关。所以对于认知计算在农业领域的应用,这既是机遇也是挑战。基于已有研究工作探讨了认知计算的概念和相关学科;阐述了认知计算的发展历程、不同架构类型和技术体系;总结了近年来认知计算的研究进展;简要介绍了认知计算在农业领域的应用现状,同时对认知计算在农业领域应用中的挑战和发展趋势进行了总结、思考与展望。     

南方红豆杉细胞悬浮培养体系优化及动力学研究

[目的]南方红豆杉细胞悬浮培养体系优化及动力学模型构建。[方法]以南方红豆杉1年生枝条诱导产生的愈伤组织为材料,在优化愈伤组织接种量、培养基初始pH、植物激素类型及配比的基础上,分析南方红豆杉悬浮细胞生长和紫杉醇积累的动力学关系及主要营养成分的变化。[结果]适合南方红豆杉悬浮培养的培养基为:B5+0.4 mg·L~(-1) 2,4-D+0.3 mg·L~(-1) NAA+1.2 mg·L~(-1) 6-KT+30 g·L~(-1)蔗糖,培养基最佳初始pH为5.8,最佳接种量为0.09 g·mL~(-1)。在1个培养周期内,培养液中的糖、磷元素,铵态氮、硝态氮在细胞培养的第18天基本被消耗完全或保持不变;动力学拟合表明,南方红豆杉细胞悬浮培养生长符合Logistic生长模型,最大比生长速率为0.143 65 d~(-1),底物消耗和紫杉醇合成可用Luedeking-Piret模型描述,悬浮细胞生长与紫杉醇积累属于部分生长偶联型。[结论]南方红豆杉细胞悬浮培养体系优化后,通过模型的回归拟合,获得了反映南方红豆杉细胞培养的动力学参数,试验所构建的发酵动力学模型在一定程度上揭示了南方红豆杉细胞产紫杉醇代谢过程的特征。     

中国主要粮食作物虚拟水——虚拟耕地资源时空匹配格局

农业水土资源是农业生产的核心要素,水土资源空间匹配关系影响粮食生产安全.为了解区域主要粮食作物生产过程中水土资源利用现状,本文从虚拟水、虚拟耕地角度出发,定义了主要粮食作物虚拟水—虚拟耕地资源匹配系数的概念,对中国31个省级行政区(台湾、香港和澳门数据尚未收集)1998、2005、2011和2017年4种主要粮食作物(稻谷、小麦、玉米、大豆)的虚拟水—虚拟耕地资源时空匹配程度进行量化分析.研究结果表明:①研究期内,全国主要粮食作物总播种面积及粮食总产量在增减交替中有所增加,其中4种粮食作物增减交替变化波动幅度大.东中部地区的虚拟水、虚拟耕地资源的总量高于西部地区,总量变化趋势呈现明显的地域分异特征.②虚拟水、虚拟耕地资源总量高值区和低值区的地区构成特征明显,区域内部虚拟水—虚拟耕地资源匹配系数呈现多样化.北方地区匹配程度总体优于南方地区.同时根据地区匹配系数存在差异性的原因,针对性地提出创新水土资源协调利用管理体制、大力发展节水节地的现代高效农业、健全水土资源协调利用相关法律制度和建立粮食生产水土资源生态补偿机制等提高地区主要粮食作物虚拟水—虚拟耕地资源匹配水平的对策和建议.     

大蒜鳞茎浸提液对大豆种子萌发和幼苗生长的化感效应

为探明大蒜鳞茎浸提液对大豆种子萌发和幼苗生长的化感作用,通过对大豆种子进行不同质量浓度(0,20,40,80,100 g·L^-1)大蒜鳞茎浸提液的处理,测定不同处理的发芽率、发芽势、发芽指数、根长、下胚轴长、植株鲜重、SOD活性、POD活性、CAT活性和MDA含量,并计算化感觉效应指数以及综合化感效应,探明大蒜鳞茎浸提液对大豆的化感效应。结果表明:大蒜鳞茎浸提液对大豆种子萌发及幼苗生长呈现低浓度促进、高浓度抑制的双重化感效应。浸提液质量浓度为20~40 g·L^-1时,对大豆种子萌发及幼苗生长具有一定的促进作用,SOD和CAT活性显著上升,MDA含量变化不大;浸提液质量浓度为80~100 g·L^-1时,对大豆种子和幼苗表现出明显的抑制作用,SOD和POD活性开始下降,MDA含量显著增加。此外,大豆种子萌发及幼苗生长的各项指标对大蒜化感物质的敏感程度不同,以对根长的化感作用较为敏感,可作为衡量大蒜对大豆化感作用的评价指标。     

东北地区玉米气候生产潜力评估及区划

东北地区是我国玉米的重要产区,气候生产潜力能够反映东北地区玉米生产能力的大小。本研究采用潜力衰减法,利用1979—2014年5—9月光合有效辐射、气温、降水数据,对东北地区玉米气候生产潜力进行研究,利用GIS分析不同区域不同时间的玉米生产潜力的变化。结果表明:气候生产潜力是光照、气温和降水共同决定的;5—9月,玉米气候生产潜力呈先增后减的趋势,7月达到最高值;东北地区玉米光合生产潜力和光温生产潜力均呈现由西向东、由南向北递减的趋势,气候生产潜力呈现由南向北递减的趋势。     

陕州区谷子优质高产栽培技术

陕州区位于豫西丘陵山区,谷子种植历史悠久。由于干旱影响、品种混杂退化、田间管理粗放,导致谷子产量长期低而不稳。为了提高谷子产量和品质,多年来我们开展了许多生产调查和试验示范,初步探索出了一套谷子增产技术,在生产上推广应用,效果明显。     

化肥与有机肥或秸秆配施提高陇东旱塬黑垆土上作物产量的稳定性和可持续性

【目的】明确陇东旱塬长期施肥黑垆土上春玉米–冬小麦轮作系统作物产量和水肥效应与降水年型的响应关系,为该地区不同降水年型的合理施肥提供参考依据。【方法】位于甘肃平凉的长期肥料定位试验始于1979年,试验设6个处理:不施肥 (CK)、单施化学氮肥 (N)、氮磷化肥配施 (NP)、氮磷化肥配施秸秆 (SNP)、单施有机肥 (M) 和氮磷化肥配施有机肥 (MNP)。调查了试验38年玉米和小麦产量,依据降水量将生育年划分为干旱年、平水年和丰水年,分析不同降水年型下春玉米–冬小麦轮作系统长期施肥的产量变化稳定性、可持续性和肥料贡献率,降水利用率特征,探讨不同降水年型下产量、施肥和降水之间的关系。【结果】与N处理相比,NP、SNP、M和MNP处理冬小麦在干旱年、平水年和丰水年分别增产89.8%～151%、108%～174%和52.1%～102%,春玉米分别增产56.3%～99.9%、81.3%～104%和105%～127%。年降水量对冬小麦产量稳定性和可持续性影响较小,对春玉米影响较大。与N处理相比,三种降水年型下NP、SNP、M和MNP处理冬小麦和春玉米的肥料贡献率和降水利用率均显著提高,其中冬小麦在干旱年、丰水年肥料贡献率和降水利用率分别增加166%～198%、520%～654%和100%～164%、53.4%～105%,春玉米分别增加161%～218%、262%～289%和56.0%～99.2%、104%～125%。相同施肥处理下,NP、SNP、M和MNP处理冬小麦平水年和丰水年肥料贡献率分别较干旱年下降9.9%～23.3%和10.6%～23.3%,而春玉米丰水年较干旱年和平水年分别增加6.0%～25.0%和20.4%～27.7%。NP、SNP、M和MNP处理冬小麦平水年和丰水年水分利用率分别较干旱年下降2.2%～26.6%和22.3%～37.7%,而春玉米分别下降了41.9%～49.5%和10.9%～24.4%。回归分析表明,不论年降水量多寡,冬小麦和春玉米产量主要受施肥量和生育期降水影响。【结论】陇东旱塬不论年降水量多寡,氮磷与秸秆或有机肥配施与单施氮肥相比,均可显著提高作物产量、产量稳定性和可持续性,并提高肥料对产量的贡献率及降水利用率。因此,氮磷配合的基础上配合秸秆或有机肥是保障该地区农田生产力可持续的有效措施。同时,不同降水年型应进一步优化施肥策略以获得更高产量。     

Frankia菌—细枝木麻黄共生体系对土壤Pb污染的响应研究

为探究Frankia菌—细枝木麻黄(Casuarina cunninghamiana)共生体对土壤Pb污染的响应,采用盆栽试验,本试验研究了一定铅(Pb)处理下施用Frankia湿菌体0(CK)、10、20?mg·株?1对细枝木麻黄结瘤量、地上部分Pb、K、Ca、Mg、Cu、Mn的含量、逆境生理以及根系活力的影响;经本...