云南草业科技的研究方向和发展趋势

从云南的自然条件和社会发展需要出发,分析总结了云南草业科技今后的研究方向和发展趋势,主要是牧草种质资源的研究,牧草育种,牧草在种植业结构中的研究及应用,草地畜牧业可持续发展的研究和应用,生态环境治理,草坪业发展中的新品种、新技术的研究和应用等。     

葡萄种植行向对覆膜越冬膜下温度的影响

为消除葡萄东西行向种植双膜覆盖越冬膜上雪被不足的顾虑,2014—2015年冬季在新疆阜康进行了东西向、南北向膜下和土埋的温度逐日观测。结果表明,寒冷期最低温度东西向较高。整个冬季东西向有大于土埋的补偿温度,而南北向是低于土埋的亏缺温度。在-25.6℃的最低气温日,东西向是-3.0℃、南北向-5.4℃、土埋-4.6℃。经推算,在-37℃极端最低气温时,分别是-9.6℃、-13.6℃、-10.4℃。两种行向都经得住极端最低气温和长期低温的酷寒,东西向好于南北向。最高温度、平均温度也是东西向较高,温差则反之。10℃萌发生长的日期东西向比土埋提前37天,南北向提前35天。东西向还较南北向高产优质,生长旺盛。东西向因为优越的光照条件,可不再担忧雪被不足的问题。若采用篱架式南北向栽培,双膜越冬也是安全可靠的。     

19种骨干自交系对5种玉米主要病害的抗性鉴定研究初报

利用人工接种技术,对19个玉米骨干自交系抗5种主要病害进行鉴定研究。鉴定结果表明,19份材料中高抗弯孢菌叶斑病4份,抗纹枯病1份,高抗茎腐病12份,抗瘤黑粉病8份,高抗丝黑穗病3份。     

供氮和不供氮条件下玉米穗部性状的QTL定位

【目的】分析供氮（+N）和不供氮（-N）2种条件下玉米穗部性状QTL定位结果的差异,挖掘在-N条件下特异表达的主效QTL,为玉米的氮高效分子育种提供理论依据。 【方法】以优良玉米自交系许178（氮高效）×K12（氮低效）衍生的150个F₇代重组自交系（recombinant inbred lines,RILs）为试验材料,在+N和-N 2种处理条件下进行2年的田间试验,对玉米的穗长、穗粗、穗行数、行粒数和单株产量共5个穗部性状进行表性鉴定。使用基于混合线性模型（mixed liner model,MLM）的最佳线性无偏预测法（best linear unbiased prediction,BLUP）,结合2年的表型数据,估计各家系各性状在不同氮水平下的育种值。然后利用QTL IciMapping V4.0软件的完备区间作图法（inclusive composite interval mapping,ICIM）对这5个性状的育种值进行+N和-N条件下的QTL分析。 【结果】玉米的穗长、穗粗和穗行数在不同氮水平下差异不大,而行粒数和单株产量在-N条件下呈现出显著降低的结果。两种氮水平下共定位到20个穗部性状QTL,其中+N条件下定位到11个QTL,包括穗长2个、穗粗1个、穗行数2个、行粒数1个和单株产量5个。-N条件下定位到9个QTL,包括穗长1个、穗粗1个、穗行数2个、行粒数1个和单株产量4个。这些QTL分布在除第2染色体以外的其余染色体上。两种氮水平下定位到5个“一致性QTL”,分别为qEL7a,qED7a,qRNE9b,qGYP1a和qGYP6a,这5个“一致性QTL”具有较高的表型贡献率,在不同氮水平下的贡献率均超过了10.00%。在-N条件下共发现4个特异表达的QTL,分别为qRNE9a,qKNR6a,qGYP3a和qGYP8a,其中qRNE9a和qGYP3a是贡献率超过10.00%的主效QTL。无论是在+N还是-N条件下,都发现了控制不同性状的基因之间紧密连锁或是同一个基因的一因多效现象,这与穗部各性状间的高度相关性表现一致。 【结论】控制玉米穗部性状的基因在不同氮水平下的特异性表达直接导致了玉米穗部性状表型上的差异。5个“一致性”主效QTL和2个在不供氮条件下特异表达的主效QTL,均有利于提高玉米抵抗低氮胁迫的能力。研究中发现的几个控制玉米穗部性状的QTL富集区可能存在一些关键基因,值得进一步研究。     

基于卷积评价及对抗网络的花粉、孢子图像增广算法

针对花粉、孢子图像特征复杂,样本稀缺及种类繁多制约图像检测识别效果的问题,建立基于自适应阈值分割的pix2pix图像增广模型.首先基于卷积评价改进自适应阈值分割算法,择优选取语义分割图像;其次构建pix2pix图像增广模型,将语义分割图像和原始图像建立标签映射用于模型训练,根据语义分割图像生成仿真图像,扩充样本数据集.结果表明,以149种花粉、孢子图像为样本,通过图像增广模型生成的花粉、孢子图像整体相似度达到85.40％;图像增广前Faster RCNN、YOLOv3检测模型的检测精准率分别为86.18％、85.64％,使用增广后的样本训练模型,检测精准率分别达到92.16％、90.57％,提升5.98个百分点和4.93个百分点.     

肚倍蚜冬寄主移植产地外生长特性的研究

肚倍是提取单宁酸、没食子酸的一种重要的化工原料,湖北省每年肚倍的产量均占全国肚倍总产量的一半以上,故称湖北为肚倍之乡。但是,在湖北省肚倍生产多集中于竹山、竹溪、房县等县市的山区内。根据产地倍农的经验及科研人员长期研究的结果表明,发展肚倍生产除营造倍林、扩...     

束丝藻的竞争优势及其驱动机制的研究进展

束丝藻（Aphanizomenon）是一种丝状固氮蓝藻,具有入侵性且易暴发有害水华。近年来,在全球气候变化推动下束丝藻的扩张已然成为一种世界范围的现象,其广泛分布在温带、热带水体中,因其能合成藻毒素和异味物质而严重影响水生态系统功能,威胁饮用水安全和人类健康。束丝藻耐低温、喜低光,在偏碱性、低氮高磷水体中增殖较快,并凭其固氮、储磷以及释放藻毒素、形成群体胶鞘等独特生态策略使其在种间竞争以及群落结构演替中获得较大竞争优势,成为优势种群。鉴于束丝藻的危害性和扩张性,本文从束丝藻的生理生态特性、分布特征、竞争优势及其关键驱动因子等研究前沿进行了综述,并对相关研究领域进行展望,为进一步研究束丝藻种群竞争优势形成机制,有效防控束丝藻水华提供科学依据。     

沙尘胁迫对榅桲叶片光合和叶绿素荧光特性的影响

以榅桲（Cydonia oblonga Mill）为研究材料,以无沙尘覆盖为对照（CK）,设置轻度沙尘胁迫（5mg·cm-2）和重度沙尘胁迫（12mg·cm?2）两个处理,并分别在处理第10、20、30和40天时,测定其叶片光合特性和荧光参数的变化。结果表明：沙尘处理下榅桲叶片的净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、蒸腾速率（Tr）均随处理时间的延长呈下降趋势,胞间CO2浓度（Ci）呈先升后降的变化趋势;最大光量子效率（Fv/Fm）在处理第10天显著下降,此后随处理时间的延长逐渐回升至与对照一致水平。最大荧光（Fm）、非光化学淬灭（NPQ_Lss）、PSⅡ潜在活性（Fv/Fo）、光化学反应淬灭（qP_Lss）随处理时间的延长整体均呈上升趋势,初始荧光（Fo）呈下降趋势。说明榅桲在沙尘胁迫处理前期受非气孔因素的影响较大,沙尘胁迫导致榅桲叶片PSⅡ原初光能转换效率较低,对榅桲产生光抑制,导致Pn下降。而在处理后期,榅桲叶片主要通过增加qP_Lss、Fm、NPQ_Lss等来增强PSⅡ电子传递能力,提高非辐射性热耗散来消耗过剩光能,保护光合机构。     

寡日照天气对设施番茄生长影响模拟研究

为了定量化表征寡日照天气对设施番茄生长的影响,本研究基于EPIC模型(erosion-productivity impact calculator)的作物生长模块,构建了寡日照条件下设施番茄生长模型。考虑低温的影响,对株高的模拟方法进行了改进。利用4个不同播期秋冬茬番茄栽培试验数据对构建模型进行参数率定和检验。结果表明,该模型可以模拟寡日照天气条件下设施番茄株高、地上部生物量和叶面积指数的变化,模拟值与实测值的相对误差分别控制在16%、10%和16%以内。根据2012-2015年11月份的温室气象数据设定不同的情形,模拟设施番茄的生长状况。结果表明,寡日照天气对设施番茄地上部生物量增加的影响要大于对叶面积指数和株高的影响。该模型可用于定量描述寡日照天气对设施番茄生长过程的影响,可为制定设施番茄合理的环境调控策略提供指导。     

农艺强化措施治理稻田镉污染的效果评价

为了缓解农田重金属污染状况,探索适宜的重金属污染治理方法,于2017年6月和10月分别采集治理前后具有区域代表性田块的混合土壤和稻谷样品进行分析,利用生态危害指数法等方法分析和评价湖南某地农田重金属污染状况,并利用分区的方法对治理效果进行评价。结果显示,农田土壤存在Cd、As、Hg的复合污染,尤以Cd最为严重,平均含量达1.0 mg·kg-1,其潜在生态危害系数Ⅳ级(很强)和Ⅴ级(极强)占98.51%,存在很高的潜在生态风险,糙米中仅存在Cd污染,平均含量达0.81 mg·kg-1,超标率高达85.07%。针对研究区污染状况,采用品种替代、土壤钝化和多种农艺措施综合调控的手段进行重金属污染调控治理研究,经过一季晚稻调控治理后,发现轻、中、重三类污染区糙米降Cd率分别为34.58%、30.03%和24.16%,降Cd效果明显。同时,本研究所用材料安全、廉价、易得,且实施过程符合当地水稻种植和农田管理习惯,因此,这种综合的农艺强化措施可用于大规模轻、中度Cd污染农田的防治。