利用WGCNA鉴定玉米株高和穗位高基因共表达模块

株高和穗位高是玉米株型的重要影响因子,与产量性状紧密相关。加权基因共表达网络分析(weightedgene co-expression network analysis, WGCNA)是探索基因网络与特定性状间关联关系的重要方法,为株高和穗位高相关基因的挖掘提供新途径。本研究利用郑58、掖478、昌7-2和黄早四及其组配的杂交种郑单958、安玉5号、郑58/黄早四和掖478/黄早四,结合其在45,000株hm^–2和67,500株hm^–2条件下的转录组数据,采用WGCNA构建了2种密度条件下的共表达网络,分别得到24个和21个共表达模块,并鉴定到与株高和穗位高显著且高度相关(相关系数的绝对值>0.50)的共表达模块15个,其中两性状相同的模块共6个。基因功能富集分析结果表明,株高和穗位高共表达模块主要参与生长发育、光合作用、响应光刺激、植物激素、碳水化合物合成/代谢等重要活动。根据模块内基因的连接度,发现乙烯响应因子EREB14、硫胺素酶TENA2、磷酸甘油酸激酶PGK、谷胱甘肽转移酶GST2和琥珀酸脱氢酶SUDH7等是模块内的核心基因。...     

基于GIS和地理加权回归的砂田土壤阳离子交换量空间预测

土壤阳离子交换量(CEC)反映土壤保水保肥能力,研究CEC空间分布可为土壤改良和田间施肥提供理论依据。本文以宁夏香山地区砂田淡灰钙土为研究对象,在土壤CEC和理化性质相关分析基础上以普通克里格(OK)为对照,探索回归克里格(RK)和地理加权回归克里格(GWRK)在CEC空间插值上的应用,并对三者的插值精度及制图效果进行评价。描述统计表明研究区土壤CEC含量均值为10.145cmol/kg,CEC与有机质含量呈显著正相关,与砂粒含量呈显著负相关;地统计分析表明CEC实测值、OLS残差和GWR残差块金系数分别为8.50%、6.36%和7.02%,比值均小于25%,具有强烈空间自相关;对验证点进行插值精度分析,RK和GWRK的相对模型改进值(RI)分别为40.49%、41.50%,插值精度GWRK>RK>OK;从成图效果看,GWRK中辅助变量参与了局部回归,成图效果更加精细,揭示了更多空间变化细节。本研究结论可为土壤CEC空间预测研究提供可靠的方法借鉴。     

辽宁省“三生”功能时空演变及其碳排放效应

[目的] 探究辽宁省"三生"功能时空演变及其碳排放效应,为"双碳"目标下的国土空间规划提供依据。[方法] 基于土地利用多功能性分类识别辽宁省国土"三生"功能,结合直接和间接排放因子法核算碳排放量,探索"三生"功能与碳排放量空间关系及其时空分异性,揭示"三生"功能时空演变的碳排放效应。[结果] ①2005-2020年辽宁省"三生"功能空间分布格局总体变化不大,大部分地区以生产和生态功能为主,生活功能区扩张明显,各地级市中心与周边区域空间差异明显。②2005-2013年,辽宁省各县域碳排放量增长迅速,2013-2020年增速缓慢,但空间差异愈发显著,碳排放高值明显集中在沈阳市和大连市。③辽宁省"三生"功能与碳排放量空间布局及数量变化的相关性总体较强,但空间差异明显且影响因素复杂。[结论] 辽宁省各县域需要在自然地理条件约束和经济社会发展需求引导下,在明确各自土地主导功能定位的基础上,依托自身区域优势与资源禀赋,加强区域协作,以实现全域碳减排。     

中国近海三种主要经济鱼类的生物学特性与资源现状

为了探究大黄鱼生长性状的分子调控机制,实验从同一个网箱内养殖的大黄鱼中选取生长速率较快的体重均值为(527.1 ± 83.6) g的个体182尾、生长速率较慢的体重均值为(238.4 ± 52.3) g的个体230尾,共412尾进行研究。对其肌肉组织进行总RNA提取和转录组测序,并对2组进行基因差异表达分析。以Padj < 0.05、abs[log₂(FoldChange)] > 1为标准,共筛选到227个差异表达基因,包括125个上调基因、102个下调基因。差异表达基因在NCBI-nr和Uniprot (Swiss-Prot)数据库的注释率分别为99.12 %、81.94 %。通过差异表达基因的功能注释结果,初步筛选出了可能与肌肉生长相关的候选功能基因,如gdf9、ckm、tnni2和des等。GO和KEGG分析预测出部分与肌肉生长相关的信息,如GO term有肌动蛋白丝组织、肌动蛋白细胞骨架组织、肌动蛋白丝基过程、微管组织中心和发育生长等,KEGG通路有细胞和生长因子、脂肪酸生物合成、转化生长因子-β信号通路 (TGF-β信号通路)、胰岛素信号通路和肌动蛋白细胞骨架的调控等。加权基因共表达网络分析 (WGCNA) 分析发现,purple模块与体重性状相关性较强,其核心基因myoz1、tpm1和tnni2可能与肌肉生长相关。本研究结果可以为后续相关基因功能的深度挖掘验证以及大黄鱼生长性状的分子调控机制解析提供参考。     

不同插值方法对精细化预报产品在青岛地区的检验比较

青岛地区农业产业园位置分散在内陆、沿海和山地等多种地形区域,气温差异大,为提高现代农业精细化服务水平,笔者基于国家气象中心下发的全国区域5 km格点气象要素预报产品,采用最近邻域、双线性插值、反距离权重3种插值方法对气温预报产品在青岛地区的适用性进行对比检验。结果表明:内陆地区双线性插值法准确率最高,且平均绝对误差和均方根误差最小。沿海地区采用最近邻域法和反距离权重法均有较好的效果。对于山地,综合考虑准确率、平均绝对误差和均方根误差,较适用反距离权重插值方法。最高气温预报准确率内陆地区高于沿海和山地地区,且在8—10月为准确率最高时期,3—6月准确率相对较低;最低气温则在沿海地区准确率最高,且夏季的准确率明显高于冬季,其在7月准确率最高而1月准确率最低。研究结果为下一步将预报产品插值生成分辨率更细、准确率更高的精细化气象服务产品奠定基础。     

我国3种针叶林的材积源生物量模型研建

目的 林分水平的生物量模型或数表,是森林资源调查监测的必备计量工具。研建3种针叶林的材积源生物量模型,既是方法学探索,也为生产实践提供参考成果。 方法 基于我国3种主要针叶林（落叶松、油松、杉木）的3000个固定样地的实测数据,分别利用普通回归估计、加权回归估计和分段建模方法,建立了林分水平的材积源生物量模型,并与已发表的相关模型进行了比较。 结果 建立的3种针叶林的加权回归生物量模型,其确定系数R2在0.912～0.937之间,平均预估误差MPE在0.93%～1.58%之间,总体相对误差TRE在 ± 2.0%以内,独立样本检验的TRE在 ± 2.6%以内;分段建模生物量模型,其确定系数R2在0.915～0.953之间,平均预估误差MPE在0.81%～1.55%之间,总体相对误差TRE在 ± 0.3%以内,独立样本检验的TRE在 ± 1.3%以内。用本研究数据对已发表的3种针叶林的生物量模型进行适用性检验,其总体相对误差TRE分别达到11.62%、−25.19%和−6.26%,按不同生物量等级的估计误差更大,甚至出现系统偏差,严重超出了允许误差范围。 结论 林分每公顷生物量与蓄积量呈线性相关;建立林分生物量模型,应当采用加权回归方法,并保证样本数量足够且结构合理;当一个模型难以准确估计各个等级的生物量时,可以采用分段建模方法。本研究所建3种针叶林的材积源生物量模型,预估精度高,可以在实践中推广应用。     

芜湖市秸秆资源利用与还田养分输入量空间差异特征分析

了解研究区域秸秆资源现状和秸秆还田养分输入量及其空间分布特征，能够为协调秸秆养分资源有效利用、促进农业化肥减量增效提供决策依据。本研究以芜湖市2019年主要秸秆（玉米、水稻、小麦、棉花和油菜）为研究对象，通过作物种植面积和秸秆养分含量测算出单位面积秸秆全量还田下氮、磷、钾养分输入量及其加权变异系数，明确芜湖市秸秆还田养分输入量的空间分布及差异特征。结果表明：芜湖市主要秸秆氮、磷、钾养分资源总量分别为12 223、1 747、23 404 t，各县（市、区）养分资源总量的分布表现为无为市>南陵县>鸠江区>湾沚区>繁昌区>弋江区>镜湖区；芜湖市单位种植面积秸秆可收集量为5.63 t·hm^-2，其中玉米最高，达到了13.71 t·hm^-2；芜湖市玉米单位种植面积秸秆还田氮、磷、钾输入量分别为126.16、20.57、161.81 kg·hm^-2；芜湖市单位种植面积秸秆还田氮、磷、钾输入量的加权变异系数为0.137 5，为中等程度变异，其中鸠江区和南陵县与其他县（市、区）的空间差异较大，空间分布差异最大的秸秆为玉米秸秆，其加权变异系数显著高于其他作物秸秆。     

黄土高原沟道农地转换特征及影响机制初探

生态建设和土地整治工程驱动黄土高原沟道土地利用及农业生产发生较大变化，为探讨其农地转换特征及影响机制，以延安市地处黄土高原丘陵沟壑区的8个区县为研究区，选取2000—2005、2005—2010、2010—2018年3期24幅Landsat TM/OLI数据，采用CART决策树分类方法提取出研究区的沟道农地分布并分析其空间变化，构建时空地理加权回归模型，挖掘延安市沟道人地系统特征，探究其空间要素沟道农地的时空转换及其影响机制。结果表明：近20年延安市沟道农地呈现发散式分布、阶段性扩展且总体波动式收缩趋势，重心整体向北迁移；加入时间序列坐标的时空地理加权回归在沟道农地转换研究中具有较强的适用性，社会经济因素是近20年延安市沟道农地转换的主要驱动力，且影响效应呈现逐年上升态势；延安市沟道农地转换的不同驱动因子系数时空分布各异，人口因子和坡度因子的作用强度始终处于主导地位，地均GDP因子高值分布区在北部和中西部地区，形成“核心边缘”的漏斗状格局，其变化趋向于核心“流动”。黄土高原沟道农地发展变化受多种因素驱动，地区本底差异及不同的行为主体促使沟道农地发展变化趋于不同方向，但根本上均受国家及区域重大发展政策导向的影响。     

未来气候变化情景下基于APSIM模型的黄土高原冬小麦适宜种植区域模拟

为探究气候变化对于黄土高原冬小麦适宜种植区域的影响,通过APSIM作物模型与降尺度气象数据集的耦合,模拟了 RCP 4.5和RCP 8.5情景下2020-2060、2061-2100年间黄土高原冬小麦的产量及其稳定性,并依据产量及其稳定性分析了黄土高原冬小麦适宜种植范围对于气候变化的响应.结果表明,在RCP 4.5和R...     

基于不同植被指数的TRMM数据降尺度及误差校正研究

[目的]对不同时间尺度的热带测雨卫星(TRMM)数据进行空间降尺度及误差校正研究,为华中地区洪涝灾害监测等提供科学参考.[方法]主要借助增强型植被指数(EVI)和归一化植被指数(NDVI)分别运用地理加权回归(GWR)模型实现2001-2019年华中地区TRMM数据的空间降尺度,并结合地理差异分析(GDA)和地理比率分...