Genome-wide association study for spot blotch resistance in Afghan wheat germplasm

Spot blotch (SB), caused by Bipolaris sorokiniana, is a devastating disease of wheat globally, especially in South Asia and South America. Understanding the genetics of resistance to SB is important for developing breeding strategies to improve resistance. A panel of 301 genotypes from Afghanistan was phenotyped over two crop seasons using a mixture of virulent B. sorokiniana isolates and genotyped using DArTSeq to obtain genome-wide markers. Fifty genotypes (16.6%) showed disease scores less than the resistant control. Principal component analysis using the genotypic data clustered the genotypes into five different groups. Among models used for genome-wide association mapping, the multilocus mixed model, and fixed and random model circulating probability unification algorithms were most effective in identifying significant marker-trait associations (MTA). Twenty-five MTAs at p ≤ .001 were identified on chromosomes 1A, 1B, 1D, 2B, 2D, 3A, 3B, 4A, 5A, 5B, 6A, 7A, and 7D, indicating the quantitative nature of resistance to SB. Phenotypic variation explained by these markers ranged from 2.0% to 17.7%, and genomic regions on the chromosomes 1D, 2D, 3A, 3B, 4A, 5A, and 5B coincided with loci identified in previous studies. Three single nucleotide polymorphism (SNP) markers on chromosomes 1B (SNP 1113207) and 5A (SNPs 5411867 and 998276) were significant in both crop seasons as well as in the combined analysis across seasons. Marker 5411867 is close to Vrn-A1, shown to be associated with SB in previous studies. Furthermore, among known SB resistance genes, Sb2 on chromosome 5B was predicted to be significant in this panel.     

沙冬青豆荚螟-天敌空间分布的地统计学分析

空间分布格局是昆虫种群的重要属性。沙冬青是我国重点保护的珍稀濒危植物,豆荚螟是为害沙冬青种子的主要害虫,研究种子害虫及其天敌的区域性空间分布格局是害虫宏观管理的前提和基础。地统计学是深入研究昆虫种群空间格局的有效方法。2018年5月-6月,选择宁夏灵武白芨滩国家级自然保护区内沙冬青分布片区,采用地统计学方法,分析了沙冬青种子害虫豆荚螟幼虫及其天敌的空间分布格局。结果显示沙冬青有虫株率为100%,豆荚受害率为23.02%,豆粒受害率为14.11%;沙冬青豆荚螟幼虫的密度为(0.296 9±0.002 0)头/荚,寄生性天敌密度为(0.012 0±0.000 2)头/荚。分别采用不同的理论模型来拟合豆荚螟幼虫及其天敌的空间半变异函数曲线,其全方向半变异函数曲线最优模型分别为高斯模型和球面模型,空间格局均呈聚集分布;害虫和天敌存在一定空间相关性,空间依赖范围分别为88.61～434.05 m和159.05～426.88 m。用Kriging空间插值法对害虫和天敌的空间分布进行模拟,结果呈斑块状分布,二者存在空间依赖性和互补性。天敌对害虫有一定的空间跟随效应和控制效应。     

城镇化进程中的粮食安全问题:一个研究综述

研究城镇化进程中的粮食安全问题,本质上是城镇化进程中产业之间的协调问题。中国的城镇化由于规模庞大、人口众多,使得城镇化是否影响粮食安全的研究一直伴随着国家城镇化水平的提升而从未间断过,特别是中国开始进入城镇化快速发展阶段之后。在简单回顾城镇化与粮食安全问题研究历史的基础上,通过着重梳理近十年来中国城镇化对粮食安全的研究文献,从城镇化影响粮食安全的因素和城镇化背景下保障粮食安全的解决方案两个角度的内容出发,指出了研究侧重点的发展变化。在影响因素问题上,研究者们从最初的侧重关注耕地减少,到探索农业生产技术应用提升农业生产力,再到保障劳动力的资源水平和满足粮食消费,越来越全面地认识城镇化对粮食安全的影响。而在解决方案上,从战略政策的演变,到夯实生产能力的策略变化,再到对海外资源依靠方式的转变,体现出不断完善的粮食安全保障体系建立。最后认为未来的研究可以在空间异质性、人力资本和制度要素变化上进一步深入。     

县域高标准农田建设项目遴选布局方法——以舒兰市为例

本研究旨在为科学布局高标准农田建设项目提供技术支持。从分析建设适宜性和空间稳定性入手,提出了基于耦合协调度模型和冷热点分析的项目区遴选方法,并在吉林省舒兰市进行实证研究。结果表明：舒兰市高标准农田建设潜力较大,高适宜区和中适宜区合占耕地总面积的74.91%,主要分布在北部乡镇;空间稳定性与建设适宜性的空间分布大致相同,整体呈现“北部高于南部”的特征;高标准农田建设呈现明显的“北部易于南部”特征,其中优良协调类占耕地总面积的52.92%,主要分布在平安镇、金马镇、七里乡、开原镇、水曲柳镇和天德乡等,该类耕地自然禀赋较好、基础设施完备,并且与城镇、交通干线有一定距离,建设占用的可能性较小,高标准农田建设难度最小;高标准农田建设适宜性和空间稳定性耦合协调度的热点区主要分布在法特镇、莲花乡、天德乡、平安镇、七里乡等北部乡镇,是高标准农田项目的优先选择区域。结合研究区实际,确定舒兰市“十三五”期间高标准农田建设区总面积10828.89 hm ²。     

河套平原典型县域耕地土壤养分空间变异特征研究

为研究河套平原地区土壤养分状况,探究县域尺度土壤养分的空间变异性与分布特征,以杭锦后旗县域耕地为对象,采用实地调查和地统计学相结合的方法,研究该区耕层土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾养分含量状况,分析土壤养分空间分布及其变异特征。结果表明,研究区耕层土壤有机质、全氮、速效磷和速效钾平均含量依次为13.90 g/kg、0.93 g/kg、16.25 mg/kg和170.79 mg/kg,土壤有机质和全氮处于缺乏状态,速效磷含量中等,而速效钾的含量较为丰富。从空间变异及相关性看,各土壤养分的变异程度都为中等变异,有机质和速效钾为中等相关性,全氮和有效磷均为弱相关性。从空间分布格局看,土壤有机质与全氮分布规律相近,呈现西北部高、东南部和东北部低的特点;土壤速效钾整体分布较为均衡;速效磷空间差异明显,呈东高西低格局。针对该地区土壤养分含量及分布规律,在进行养分管理过程中,应以控氮、稳磷、稳钾、全区规划与重点应对相结合的原则,坚持以有机肥为主、有机与无机相结合的施肥策略。对县域尺度耕地土壤养分状况的调查研究和统计分析,明晰了区域土壤养分空间分布特征及其与土地利用方式之间的关系,为河套平原耕地土壤养分管理、地力培育以及合理施肥运筹等提供科学依据。     

基于无人机多光谱遥感的冬小麦叶绿素含量反演及监测

旨在实现冬小麦各生育期叶绿素含量的准确估测,探究其时空变化规律。利用无人机获取冬小麦越冬期、返青期、拔节期、孕穗期和灌浆期的高分辨率多光谱图像,同时采集地面SPAD数据。选取三类光谱参数建立反演模型,优选出各生育期的最佳预测模型,并定量监测试验区冬小麦叶绿素含量时间变化和空间分布。结果表明：原始波段模型和波段倒数对数模型分别为越冬期及其他生育期叶绿素含量预测的最佳模型,拟合精度R²>0.59;时空分布上,灌浆期前试验区冬小麦叶绿素含量呈南北高、中部低特点,灌浆期则呈北高南低的趋势,叶绿素含量从越冬期到拔节期逐步增加,拔节期到孕穗期开始降低,孕穗期到灌浆期则大幅度降低。本研究建立的倒数对数预测模型,精度较高,且适用于返青到灌浆的4个生育期,对于试验区冬小麦叶绿素含量有较好的时空监测效果。     

黄河三角洲地区不同林分云斑白条天牛的空间分布特点

云斑白条天牛对黄河三角洲地区的重要园林绿化树种白蜡树造成严重危害,研究不同林分类型的空间分布,对云斑白条天牛抽样调查和防治具有参考价值。通过调查片林、庭院绿化林、公路行道林、城区行道林和庭院行道林5种不同林分类型白蜡树林地云斑白条天牛的排粪孔、羽化孔和蛀孔的数量,统计分析其空间分布特点。计算聚集度指标、Iwao回归方程和Taylor幂指数方程结果表明,云斑白条天牛危害片林、庭院绿化林、公路行道林、城区行道林和庭院行道林5种林地时的排粪孔、羽化孔和蛀孔均表现为聚集分布,但不同林分类型的聚集度指标参数、Iwao回归方程的α和β值、Taylor幂指数方程lga和b存在一定差异。     

九连山国家森林公园负氧离子浓度时空变化及影响要素研究

负氧离子不仅对空气质量具有改善作用,而且对人体健康起到重要的影响。通过连续观测九连山国家森林公园空气负氧离子浓度,分析负氧离子浓度的时空变化规律及与各气象要素之间的相互关系。结果表明,九连山国家森林公园负氧离子浓度水平达到Ⅰ级标准,对人体健康极有利。原始阔叶林中负氧离子浓度明显高于人工林中负氧离子的浓度,且原始阔叶林和人工林中负氧离子浓度都呈现夏秋高于冬春,夏季最高,冬季最低;早晚浓度明显高于白天浓度的规律。因此九连山国家森林公园适合出游时间为夏秋季,且上午或傍晚最佳。此外,负氧离子的浓度与空气温度、湿度以及降水量都有明显的相关性,同时也受其他气象因素的影响。这些结果可以为推进森林旅游业的建设提供科学支持,特别是自然保护区内负氧离子资源和旅游产品的开发。     

科尔沁沙地土地利用时空演变及空间自相关分析——以奈曼旗为例

利用奈曼旗2000、2006、2012年和2018年4期遥感数据,在ENVI5.3和ArcGIS10.2的支持下,运用土地利用动态变化空间分析模型、空间变化率指数和土地利用程度空间自相关,分析奈曼旗土地利用时空动态演变规律,为科尔沁沙地沙漠化土地治理及生态环境恢复提供参考信息。结果表明:1）各沙漠化土地整体呈逆转趋势,耕地、林草地和建筑用地呈发展趋势,研究区生态环境逐渐好转;2）人口增长、经济发展和政府政策导致耕地和林草地空间变化呈扩展型,各沙漠化土地呈衰退型;3）耕地和林草地与同期其他土地利用类型转化幅度逐年增长,空间变化率指数逐年增加,各沙化土地空间变化率指数逐年下降,仍需坚持生态环境恢复,沙漠化土地重点治理;4）土地利用程度呈高度空间自相关,在空间上的聚集区域固定,高-高值聚集在南部黄土区,面积逐年减少,低-低值聚集在中部沙区,面积减少幅度较小。     

滩羊毛色的全基因组关联分析

滩羊不仅肉质鲜美,其所产的二毛裘皮在国内外也享有盛誉,毛色是滩羊重要的经济性状。为检测影响滩羊毛色的基因组区域,利用美国Affymetrix绵羊600K基因分型芯片对宁夏盐池地区具有代表性毛色的96只滩羊个体(全白、白毛黑头、白毛褐或黄头)进行基因分型,并采用Logistic回归方法进行全基因组关联分析。通过Bonferroni校正,检测到5个与毛色显著关联的SNPs。这些SNPs分别位于或邻近2个已知基因(MC1R和TCF25)。其中MC1R基因参与调控黑色素的合成,研究表明其与绵羊毛色相关。而TCF25基因与MC1R基因距离很近,可能由于存在一定程度的连锁不平衡而被鉴定到。本研究进一步解析了滩羊毛色性状的遗传机理,为滩羊毛色性状的标记辅助选育提供科学依据。