杨树杂交群体苗期生长性状的全基因组选择研究

目的 对杨树生长表型性状进行全基因组选择研究并且实现早期选择具有重要的意义。 方法 以母本丹红杨（美洲黑杨）和父本通辽1号杨（小叶杨）及其杂交F1代为材料,在田间进行施肥和不施肥处理,测定了生长表型性状（地径、株高、茎生物量）。利用3个全基因组选择模型gBLUP、sBLUP、cBLUP和364个基因型的表型观测值对502个基因型进行预测育种值。 结果 丹红杨的茎生物量在高氮和低氮条件下分别比通辽1号杨提高了20倍和33倍。gBLUP对生长表型性状预测结果准确性接近于1,sBLUP预测结果的准确性范围是0.5～0.9,cBLUP预测结果的准确性小于0.2。研究结果表明gBLUP模型预测的结果最准确,cBLUP预测的结果最差。利用gBLUP模型计算的茎生物量育种值把杂交群体划分为双高效型、双低效型、低氮高效型、高氮高效型共4个类型。筛选出优良的基因型16-1-16、16-1-194、13-116、13-73、13-481、13-268、13-286、13-566、13-173、13-578、16-1-65、13-242、16-1-189、13-40、13-608、16-1-170、16-1-22、13-237、13-272、13-335。 结论 丹红杨和通辽1号杨的生长表型性状差异显著。全基因组选择研究结果帮助我们完成了杨树育种工作的早期选择,减少了表型测定成本,提高了育种效率。     

杜仲梦尼夜蛾CD36家族同源基因克隆与组织分布研究

目的 揭示杜仲梦尼夜蛾CD36家族同源基因神经元膜蛋白(SNMPs)和b族清道夫受体(SRb)的序列特征和组织分布情况。 方法 设计特异性引物克隆杜仲梦尼夜蛾SNMPs和SRb基因,对这些基因编码的蛋白进行同源建模;通过荧光定量PCR分析这些基因在不同组织的表达情况。 结果 在杜仲梦尼夜蛾中鉴定得到3个CD36家族同源基因（OsonSNMP1、OsonSNMP2和OsonSRb1）;这些基因编码的蛋白具有2个跨膜区域和1个细胞外结构域。空间结构预测发现,这些蛋白的胞外结构域包含1个主要由反向平行β-折叠构成的桶状核心和1个富含疏水性氨基酸残基的α-螺旋;荧光定量PCR结果表明,OsonSNMP1、OsonSNMP2和OsonSRb1均在触角中大量表达;OsonSNMP1在雄虫触角中的表达水平显著高于雌虫触角,OsonSNMP2在雌虫触角的表达水平显著高于其他组织,OsonSRb1在雄虫触角中大量表达外,还在雌雄虫的口器中大量表达。 结论 本研究发现OsonSNMP1、OsonSNMP2和OsonSRb1编码的蛋白具有与脊椎动物CD36家族受体类似的空间结构,与嗅觉器官高度关联的表达模式表明这些基因可能在杜仲梦尼夜蛾嗅觉系统中发挥了功能,以上结果为探究杜仲梦尼夜蛾CD36家族同源基因的嗅觉功能提供了数据。     

思茅松EST-SSR标记在几种松属植物中的通用性分析

为验证思茅松EST-SSR标记在松属植物中的通用性,利用已获得的18对EST-SSR标记对其近缘种进行扩增。结果表明：思茅松EST-SSR标记对马尾松、高山松、油松和云南松的通用率为88.89%,多态性百分比率分别为81.25%、81.25%、75.00%和93.75%。因此,基于思茅松转录组序列SSR标记开发是可行的,思茅松EST-SSR标记对近缘种具有较高的通用性和多态性,这些引物可用于分析思茅松及其近缘种间的遗传关系。     

树冠环绕式仿形对靶施药机设计与试验

针对树冠横切面形状引起施药机喷头与树冠间距发生动态变化从而导致树冠内、外和两侧、中部等区域喷药量不均匀、较多药液喷洒在无效空间区域的问题,该研究提出一种基于激光雷达树干定位的树冠环绕式仿形对靶喷药方式。首先,基于喷头环绕树冠的运动需求,设计对称交叉布置的两自由度仿形机构,并建立喷头运动学模型,采用基于二环PID算法对喷杆伸缩和喷头旋转进行精准控制,通过匹配施药机前进速度实现喷头半圆和多边形轨迹仿形控制;然后采用平面激光雷达对树干高度的水平面进行扫描,提出基于DBSCAN（dnsity-based spatial clustering of applications with noise）密度聚类和3点树干形状拟合的树干动态识别和定位方法;再次,在FreeRTOS框架下搭建双层控制系统,对树干定位感知、动态喷头仿形轨迹控制、数据通信和操控交互等多任务进行并行处理,实现基于激光雷达树干位置信息的喷头动态伺服仿形控制。最后,以雾滴沉积量、雾滴密度、药液覆盖率和雾滴体积中值直径作为量化指标,在树冠不同区域布置10个检测点,对环绕式和定距施药开展6组对比试验。雾滴结果表明,树干纵向和横向定位误差分别为9.44和1.74 cm,环绕式仿形施药方式的平均雾滴密度为72.2 个/cm2,平均沉积量为1.99 μL/cm2,药液覆盖率为47.5%,相比定距施药方式,雾滴沉积量和雾滴密度分别提升36.3 %和58.3 %,雾滴沉积量变异系数降低了60%,环绕式仿形对靶喷雾可有效提高药液利用率和喷药均匀性。     

受渍指数构建及其在长江中下游小麦渍害风险评估中的应用

渍害是长江中下游地区影响小麦生长发育的一种主要农业气象灾害,针对目前渍害评估方法中考虑致灾因子不全面和没有考虑作物耐渍性生育期差异等问题,该研究提出了以整个生长季受渍指数表征小麦受渍程度特征的量化模型。该模型综合考虑了土壤低氧对根系影响和不同生育期内小麦耐渍性差异,并将2016-2022年SMAP（soil moisture active passive）土壤表层含水率产品数据代入模型中计算长江中下游地区各栅格点（10 km×10 km）受渍指数值,通过分析受渍指数与小麦产量的关系,确定受渍指数 5.3 为是否受渍的阈值,从而得到长江中下游地区受渍率空间分布,并依据受渍率进行分区风险评估。结果表明：湖北省、安徽省、江苏省小麦发生渍害地区主要集中在长江沿线,即各省南部,主要以中风险区为主;湖南省、江西省小麦发生渍害高风险区主要集中在各省的中部,2省其他区域都为中风险区。长江中下游地区全域无渍害区面积占20.0%,低风险区占14.8%,中风险区占30.1%,高风险区占35.7%。研究可为作物渍害精细化风险评估提供可靠的方法与手段。     

中国水产品的可持续供给

为探讨饲料中添加串叶松香草对团头鲂幼鱼生长性能、抗氧化能力和脂代谢的影响,实验选取240尾初始体重为 (3.85±0.50) g的团头鲂幼鱼,随机分为4组,每组3个重复,每重复20尾鱼。各组分别投喂串叶松香草添加水平为0% (对照组)、2%、4%和6%的实验饲料,饲喂8周后测定鱼体生长性能、肌肉组成、血液生化、肝肠抗氧化和肝脏脂代谢相关基因表达。结果显示,相较于对照组,4%和6%串叶松香草组的增重率、特定生长率显著下降,6%组的终末均重显著降低,饵料系数显著增加。在抗氧化能力方面,2%串叶松香草组鱼体肠道过氧化氢酶 (CAT)、超氧化物歧化酶 (SOD)活性显著高于对照组。在脂肪沉积和代谢方面,4%和6%串叶松香草组鱼体肌肉粗脂肪含量显著高于对照组。4%和6%串叶松香草组肠道脂肪酶活性显著低于对照组。6%串叶松香草组血清中的甘油三酯 (TG)、胆固醇 (TC)、高密度脂蛋白 (HDL)、低密度脂蛋白 (LDL)均显著高于对照组。4%和6%串叶松香草组肝脏中脂肪合成基因fas、srebp1c的表达量显著升高。同时,6%串叶松香草组肝脏中脂肪分解基因lpl、cpt1a、pparβ的表达量显著下降。CCl₄溶液腹腔注射应激96 h后2%串叶松香草组累积死亡率低于对照组,且应激24 h后鱼体肝脏SOD活性显著高于对照组。研究表明,在饲料中添加2%的串叶松香草对团头鲂幼鱼的生长和饲料利用无不利影响,并且能够提高肠道的抗氧化能力,而当添加量增加至4%和6%时会抑制鱼体生长,并引起团头鲂幼鱼脂肪沉积。本研究结果为串叶松香草在水产动物饲料中的应用提供了参考。

     

叶尔羌河流域气温、降水及径流变化特征分析

为明确叶尔羌河流域4种裂腹鱼的表型差异,实验整合传统形态学和框架分析法2个数据体系,利用多变量形态学统计分析法对叶尔羌河流域裂腹鱼类(4种,494尾,48组参数)开展分析。单因子方差分析结果显示,9个参数同时在4种裂腹鱼中存在显著差异,差异主要位于头部、前躯干部和后躯干部;主成分分析结果显示,重唇裂腹鱼与厚唇裂腹鱼形态数据在PC1轴上差异显著,主要反映头部特征;而框架数据结果显示,塔里木裂腹鱼和宽口裂腹鱼在第一主成分上差异较大,主要体现在后躯干部;2个数据体系逐步判别分析分别选取8个和6个主要参数建立判别公式,初始判别成功率分别为85.7%和75.7%,散点图组质心分离,样品重叠少;聚类分析结果显示,2个数据体系均分为2个分支,其中重唇裂腹鱼单独成一支,塔里木裂腹鱼与厚唇裂腹鱼在形态上距离较近,与宽口裂腹鱼次之。研究表明,2个数据体系中,形态数据表现较优于框架数据;叶尔羌河流域4种裂腹鱼外部形态存在显著差异,利用多元统计方法可以较好区分,但仍存在一定的重叠。     

河流与开放空间耦合的城市绿地生态网络构建

随着我国城市化进程的加快,城市生态环境面临着越来越严峻的考验,为了促进城市的可持续发展,构建城市绿地生态网络、维护城市生态系统的稳定性成为众多领域研究的重点。河流作为城市绿地生态网络的核心空间结构,开放空间作为绿地生态网络的基础,二者关系的研究对构建城市绿地生态网络具有重要意义。在研究河流与开放空间耦合关系的基础上,结合对城市绿地生态网络含义、功能机制、评价指标的分析,以南阳市为例,提出河流与开放空间耦合的城市绿地生态网络构建方法。     

复水处理对结缕草草坪质量和生理恢复的影响

干旱是限制草坪草生长的重要环境因子,长期干旱胁迫后复水草坪草恢复生长对于维持草坪质量是非常重要的。本研究以抗旱性不同的青岛结缕草(Zoysia japonica ‘Qingdao’)和沟叶结缕草(Z.matralla)为试验材料,研究干旱后复水处理过程中草坪质量和草坪草生理指标(叶片水势、叶绿素含量、过氧化氢酶活性、相对电导率和丙二醛含量)的变化。结果显示,两种草坪草在复水处理过程中,草坪质量、水势、叶绿素含量和过氧化氢酶活性逐渐升高,相对电导率和MDA含量逐渐降低;在15 d时,两种结缕草均没有恢复到对照水平。两种草坪草相比较,抗旱性较强的沟叶结缕草草坪质量、叶片水势、叶绿素含量、CAT酶活性恢复较快,在复水过程中细胞膜透性和MDA含量始终小于抗旱性较弱的青岛结缕草,说明抗旱性较强的沟叶结缕草复水处理时具有较好的恢复能力。     

云南咖啡主产区寄生线虫种类的初步调查

云南省咖啡的种植面积和产量都占中国咖啡98%以上,因其品质好而享誉国内外。随着种植规模的扩大和种植年限的增加,病害也逐年加重,病害问题成为制约云南咖啡产业发展的一个重要因素。为了了解云南咖啡主产区寄生线虫的现状,2012—2013年,在云南省德宏州、普洱市、保山市等咖啡主要产区,采集110份根际土壤样本,用形态学方法对分离到的寄生线虫进行初步鉴定。结果发现了8属5种,分别是螺旋属（Helicotylenchus）：双宫螺旋线虫（H. dihystera）,指状螺旋线虫（H. digitiformis）;垫刃线虫属（Tylenchus）：戴维恩垫刃线虫（T. davainei）;短体线虫属（Pratylenchus）：咖啡短体线虫（P. coffeae）;盾属（Scutellonema）：小尾盾线虫（S. brachyurus）;剑咽线虫属（Aorolaimus）;丝尾垫刃属（Filenchus）;针属（Paratylenchus）;滑刃属（Aphelenchoides）。其中,小尾盾线虫、指状螺旋线虫、戴维恩垫刃线虫为在咖啡根际中首次报道。