中国板栗238份品种(系)叶片形态、解剖结构及其抗旱性评价

采用多功能图像分析法、冷冻切片法和指甲油印记法,对238份板栗品种(系)叶片的形态、解剖结构及气孔特征进行了观察测量,运用变异系数、主成分分析对33项指标进行了筛选,后运用隶属函数法进行抗旱性综合评价。结果表明:(1)238份板栗品种(系)33项指标中除上表皮角质层厚度、上表皮细胞宽度、第一层栅栏组织细胞密度、第一层栅栏组织细胞宽、下表皮细胞宽度和下表皮角质层厚等6项指标的变异系数小于10%,各品种系(间)差异较小外,其余27项指标的变异系数均大于10%,在各品种(系)间差异较大;经主成分分析从27项指标中筛选出10项作为238份板栗品种(系)抗旱性综合评价的典型指标。(2)利用隶属函数分析将238份品种(系)划分为4类:第Ⅰ类包括31个品种(系),平均隶属值为0.60～0.80,抗旱性极强;第Ⅱ类包括48个品种(系),平均隶属值为0.50～0.59,抗旱性强;第Ⅲ类包括84个品种(系),平均隶属值为0.30～0.49,抗旱性中;第Ⅳ类包括75个品种(系),平均隶属值为0.20～0.29,抗旱性弱。     

利用CRISPR/Cas9系统敲除葡萄中VviEDR2提高对白粉病的抗性

利用CRISPR/Cas9系统定点编辑葡萄白粉病感病基因VviEDR2(Enhanced disease resistance2),在VviEDR2的DUF1336结构域设计靶位点VviEDR2-T1,构建CRISPR/Cas9敲除载体,通过农杆菌介导法转化‘无核白’葡萄胚性愈伤组织。对PCR阳性植株进行靶位点扩增测序,结果表明,共有8个转基因植株在靶位点处发生不同类型的双等位基因突变,编辑效率为32%;突变体植株生长势较弱,叶片较小,茎秆丛生、细弱。进一步对突变体植株进行抗病检测,结果表明,接种葡萄白粉菌(Erysiphe necator Schw.)5d后,突变体植株叶片上白粉菌孢子仅能萌发出少量较短初级菌丝,表皮细胞产生大量明显的H2O2,而野生型叶片中白粉菌萌发出大量初级菌丝、次级菌丝和吸器,无明显H2O2产生。这些结果表明,可以利用CRISPR/Cas9技术编辑葡萄感病基因VviEDR2,提高葡萄白粉菌抗性。     

3种水质调控方式下刺参池塘初级生产力的周年变化

通过对自然纳潮、微孔曝气、养水机池塘不同水层初级生产力及其相关参数的研究,分析养水机对初级生产力的影响。结果表明,3种水质调控方式池塘,初级生产力年均值、P/R值均以养水机池塘最高,微孔曝气池塘次之,自然纳潮池塘最低。养水机池塘、微孔曝气池塘、自然纳潮池塘的初级生产力年均值分别为(6.22±0.54)、(5.37±0.60)、(4.69±0.53) gO₂/(m²·d)。3种水质调控方式下,养水机池塘30～50 cm水层和50～100cm水层初级生产力差异不显著,而微孔曝气池塘和自然纳潮池塘这两水层之间初级生产力差异显著,且养水机池塘50～100 cm的水层初级生产力显著高于微孔曝气和自然纳潮池塘。研究表明,养水机能显著提高刺参池塘50 cm以下水层的初级生产力,缩小上层和下层初级生产力之间的差距,从而提高池塘水体总初级生产力,为刺参饵料和池塘物质快速循环提供基本保障。     

胶州湾鱼类生物量粒径谱特征

为了解胶州湾海域鱼类群落粒径结构特征,本研究根据2016—2017年4次底拖网调查数据构建了胶州湾鱼类生物量粒径谱,比较分析了各季节鱼类生物量粒径谱特征参数的异质性。结果显示,胶州湾Sheldon型鱼类生物量粒径谱呈现单峰模式,鱼类粒径范围为-3～10粒径级,粒径分布相对均匀,且峰值位于5～6粒径级,主要由大泷六线鱼和褐菖鲉等小型鱼类构成。各季节鱼类标准化生物量粒径谱曲率和曲度差异显著,其中春季曲率最大且曲线较平缓,夏季曲率最小且曲线相对陡峭。谱线曲度和曲率的季节变化主要与粒径小的细纹狮子鱼、大泷六线鱼、玉筋鱼及长丝虾虎鱼等地方常栖性种类和赤鼻棱鳀、白姑鱼等季节洄游性种类的出现有关。Abundance-biomass comparison(ABC)曲线表明,春季处于未干扰状态,冬季处于中度干扰状态,夏秋季处于严重干扰状态。研究表明,胶州湾鱼类群落总体处于严重干扰状态,鱼类生物量谱呈现单峰型,粒径结构以小型粒径鱼类为主,且地方常栖性和季节洄游性鱼类等补充群体的数量和粒径大小影响鱼类生物量粒径谱的峰型和曲率。     

不同水稻栽培密度下青田稻—鱼共生系统的土壤肥力

作为联合国粮农组织的首个全球重要农业文化遗产(GIAHS)试点保护项目,青田稻—鱼共生系统以其独特的优势受到越来越多的关注。为了更好地保护这一亚洲首个GIAHS项目,实验观察了青田稻—鱼共生系统在不同水稻栽培密度下的土壤肥力情况。结果显示,调查区域稻田土壤的pH值为5.50～6.13,呈弱酸性;土壤养分(全氮、有机质、有效磷和速效钾)含量随水稻生长均呈先减少后增加趋势,且在拔节期—抽穗期达到最低值,但在水稻收割前的成熟期均能恢复至不低于初始的较高水平,表明青田田鱼的活动有助于维持土壤肥力。根据水稻产量与土壤养分的关联度分析结果,发现与水稻产量关系最密切的因子是土壤pH和速效钾;相比于含量丰富的全氮、有效磷和有机质,轻度缺乏的速效钾和较低的pH值限制了水稻的生长和最终产量。研究表明,在本季种养过程中,水稻栽插密度对稻田土壤肥力的影响不显著。     

大泷六线鱼放流群体与野生群体遗传多样性比较

基于线粒体DNA控制区高变区部分序列和4对微卫星标记,对大泷六线鱼放流群体及自然海域群体的遗传多样性与遗传差异进行了比较分析。线粒体DNA控制区序列分析的结果显示,413尾个体共检测到单倍型117种,其中仅Hap₃、 Hap₇和Hap₁7为共享单倍型,占总单倍型数目的 2.5%;放流、野生群体特有单倍型分别为20种和66种,分别占总单倍型数的17.09%和56.41%,放流群体特有单倍型数明显低于野生群体;放流群体和野生群体核苷酸多样性分别为0.005 1～0.006 7和0.005 8～0.007 5,单倍型多样性分别为0.856 7～0.949 9和0.883 1～0.954 9,遗传多样性均较高。微卫星标记分析结果显示,放流、野生群体平均等位基因数(Na)分别为13～44和13～27,平均多态信息含量为0.885 6和0.874 0,均具较高的遗传多态性;群体遗传结构分析结果表明,放流、野生群体间遗传分化水平较低。研究表明,山东近海大泷六线鱼放流群体与野生群体均具有较丰富的遗传多样性,且遗传结构未存在显著的群体分化...     

基于环境变量的中国土壤有机碳空间分布特征

研究中国土壤有机碳(Soil Organic Carbon,SOC)的空间分布特征对SOC储量估算以及农业生产管理具有重要意义。以全国第二次土壤普查2473个土壤典型剖面的表层(A层)SOC含量为研究对象,探寻地形、气候和植被等环境因素对SOC空间异质性分布的影响;以普通克里格法为对照,利用地理加权回归、地理加权回归克里格、多元线性回归和回归克里格模型建立SOC空间预测模型;并分别绘制了中国SOC的空间分布预测图。结果表明:(1)SOC含量与年均降水量、年均温、归一化植被指数、高程以及地形粗糙指数呈极显著相关关系;(2)平均绝对估计误差、均方根误差、平均相对误差和皮尔逊相关系数等模型验证指标表明地理加权回归的预测精度优于其他模型,可以更好地绘制SOC在大尺度上的空间分布特征;(3)较高SOC含量主要分布在研究区东北部、西南部以及东南部,而西北部SOC含量普遍偏低。本文以期从大尺度上探讨土壤属性与环境变量之间的相关关系,为全国土壤属性的空间制图提供一定的解决方案和思路。     

基于PLSR-BP复合模型的红壤有机质含量反演研究

对红壤地区土壤有机质进行快速预测,以满足智慧农业与精准施肥的需要。以江西省奉新县北部为研究区域,采用1 km×1 km标准格网划分研究区进行采样,共得到红壤样本248个。对土壤光谱进行了包含分数阶导数在内的3种数学变换方法,将经过P=0.01显著性检验的波段用于模型的构建,选用偏最小二乘回归(PLSR)和BP神经网络建立土壤有机质含量预测模型。结果表明:当对红壤光谱数据进行1.5阶导数变换后再使用PLSR-BP复合模型对土壤有机质含量进行预测时的结果为最优,训练集R²=0.89,RMSE=4.68g·kg^-1,验证集R²=0.87,RMSE=5.55g·kg^-1,RPD=2.75。1.5阶导数对红壤光谱数据的变换能够更好地突出与有机质相关的特征信息,有助于其含量预测。PLSR-BP复合模型预测精度优于单一模型,能够较好地预测红壤有机质含量,为精准农业快速监测红壤有机质含量提供了新的途径。     

不同植被措施下排土场边坡细沟发育时空特征

为明确不同恢复年限植被措施对煤矿排土场边坡水土流失的防治效应,采用样方调查法,以内蒙古准格尔旗永利煤矿矿区排土场边坡为研究对象,以裸露边坡(CK)为对照,研究不同恢复年限(1a、3a、5 a)的沙柳方格+沙棘+沙打旺(SHA)和沙柳方格+沙打旺(SA)2种措施对细沟发育的影响。结果表明:(1)1a时CK、SHA与SA措施细沟宽度均集中分布在4～8 cm,细沟深度均集中分布在2～4 cm;3 a时CK、SHA与SA措施细沟宽度则集中分布在4～8 cm、8～12 cm、4～8 cm,细沟深度均集中分布在4～6 cm;5 a时CK与SHA措施细沟宽度均集中分布在8～12 cm,而细沟深度则集中分布在4～6 cm和8～14 cm;(2)CK(1～5 a)、SHA措施(1～5 a)和SA措施(1～3 a)的细沟平均宽分别为7.57～11.35 cm、7.58～13.31 cm和5.57～6.14 cm,细沟平均深分别为3.38～6.23 cm、4.19～10.34 cm、2.59～4.24 cm,三者的细沟平均宽深比分别为2.39、2.12和2.05,平均细沟密度分别为1.52～5.25 m·m...     

菘蓝秋季光合特性

比较了15个不同居群菘蓝的光合色素含量、净光合速率差异及6个重点不同居群菘蓝净光合速率对光强的响应特性、7个典型居群的光合日变化.结果表明,叶缘无齿四倍体居群、叶缘具齿四倍体居群、叶片被蜡居群、甘蓝型居群光合色素含量较高,山东居群、山西居群、四川居群光合色素含量较低;甘蓝型菘蓝净光合速率(Pn)最高为23.27 μmol/(m2·s).四倍体净光合速率均高于二倍体.7个重点居群中四倍体类型菘蓝的光饱和点和补偿点相对于二倍体类型都较高,其中四倍体最高分别为2 375.00 μmol/(m2·s)、536.61 μmol/(m2·s),二倍体最高为2 100.00 μmol/(m2·s)和505.16 μmol/(m2·s).菘蓝的光合日变化曲线为双峰曲线,有明显午休现象.