【目的】了解中国小麦条锈病西北重要越夏菌源区甘肃陇东和陇南近20年育成小麦品种（系）中抗条锈病基因的利用情况，为陇南小麦条锈病遗传多样性控制，持久抗病品种的培育和可持续绿色健康生态农业奠定基础。【方法】于2019—2020年和2020—2021年种植季对117份冬小麦品种（系）甘肃清水县和四川郫都区进行成株期抗条锈病鉴定，2021年分别用条锈菌CYR33和CYR34对117份品种（系）进行苗期抗条锈病鉴定，并利用分子标记对15个抗条锈病基因进行检测。【结果】田间成株期对条锈菌主要流行致病性混合小种抗病的品种（系）占29.1%，其中，25.6%为陇南区域品种（系），3.4%为陇东区域品种（系），另有25.6%陇南区域感病品种（系）表现慢病性（严重度<20%）。有70.1%品种（系）苗期对CYR33表现抗病，其中，57.3%为陇南区域品种（系），12.8%为陇东区域品种（系）；仅6.0%品种（系）苗期对CYR34具有抗病性，为陇南区域的兰天131等7个品种（系）。苗期和成株期抗病品种（系）以2010年后育成的兰天、中梁、天选、兰航选系列品种为主。分子标记检测结合系谱分析，发现抗条锈病基因Yr9、Yr10、Yr17、Yr18、Yr26、Yr28、Yr29、Yr30、Yr41、Yr46、YrZH22和YrZH84在所有检测品种（系）中的频率分别为49.6%、1.7%、12.8%、7.7%、12.8%、20.5%、10.3%、34.2%、2.6%、16.2%、15.4%和27.4%，且多以基因聚合体形式存在于品种（系）中，62.4%品种（系）中聚合了2—5个抗条锈病基因，YrZH84、YrZH22和Yr17中的一个或多个基因与其他抗条锈病基因聚合后，品种（系）的条锈病抗性明显高于其他基因组合。此外，在陇南菌源区，以种植小麦为主的山旱地区域（条锈菌越夏区）所推广的品种（系）中，含有Yr10、Yr17、Yr18、Yr28、Yr29、Yr30、Yr41和Yr46的频率较高，越冬区（川水地）推广品种（系）中主要有Yr26、Yr30、YrZH22和YrZH84，越夏区和越冬区品种（系）的抗性遗传背景差异明显，且越夏区品种（系）含有的抗病基因类型多样性高于越冬区。【结论】在越夏菌源区甘肃陇南、陇东的品种（系）中，抗条锈病基因分布频率、抗病基因类型及数量均有明显提高，避免了品种抗病遗传背景单一化问题，实现了品种（系）中的抗病基因较为复杂多样，部分品种的抗病性保持时间长，表明陇南地区利用小麦品种遗传多样性控制条锈病策略的实施已初显成效。
【目的】条锈病是威胁小麦安全生产的重要真菌病害，了解国内外育种材料抗性水平和抗病基因的分布，发掘新的抗性资源，为提高抗病基因利用效率提供依据。【方法】利用中国当前条锈菌优势生理小种CYR33和CYR34对153份国内外小麦育种材料进行苗期抗性鉴定，于2018—2019、2019—2020和2020—2021年，在湖北鄂州，利用这两个小种对供试材料进行成株期抗性鉴定；结合已知抗性基因Yr5、Yr9、Yr10、Yr15、Yr17、Yr18、Yr26、Yr29和YrSP等功能标记或紧密连锁分子标记进行基因型检测。【结果】苗期结果显示，10份材料对CYR33表现免疫（反应型IT为0），包括7份国内材料（即山农28、漯麦163、石麦13、中意6号、郯麦98-2、中麦175和泰山21）和3份国际玉米小麦改良中心（CIMMYT）材料（CIM-53、CIM-60和CIM-71）；仅2份国内材料在苗期对CYR34小种表现免疫（郯麦98-1和山农102）。此外，成株期条锈病田间鉴定显示，64份材料在田间3年均表现出稳定抗性（最终严重度≤5%），包括7份国内材料和57份CIMMYT材料。利用抗病基因功能标记或紧密连锁分子标记检测显示，153份材料中携带Yr9、Yr10、Yr17、Yr18、Yr26、Yr29和YrSP抗性基因的材料分别有31、23、73、2、4、50和2份，未检测到含有Yr5和Yr15的材料。综合苗期和成株期表型，仅CIM-53对2个生理小种在苗期和成株期均表现为免疫（IT=0，严重度为0），分子标记检测显示，该材料可能含有已知抗病基因Yr17和Yr29。【结论】国内外153份小麦种质对当前条锈菌流行生理小种的抗性主要以成株抗性为主，其中国内小麦品种主要携带Yr9、Yr10和Yr26抗性基因，而CIMMYT小麦品系则携带Yr17、Yr18和Yr29为主，表明通过聚合1—2个非免疫苗期抗性基因和2—3个成株抗性基因，在成株期多个环境条件下均表现出近免疫抗性水平，是CIMMYT小麦品系保持持久抗性的主要原因。亟待广泛挖掘抗源，发掘新的抗病基因，充分利用现代生物技术手段快速培育具有持久抗性且农艺性状优良的小麦新品种，进一步提高中国麦区条锈病整体抗性水平。
小麦条锈病是中国重要的流行性真菌病害，严重威胁国家粮食安全。通过持续应用抗病品种和植保措施，小麦条锈病在中国得到了较好的控制。然而，随着全球气候变化、栽培制度的变革、育种方法技术的改进、产量水平的提高及条锈菌群体结构和毒性频率的不断变异，有必要对新时期小麦抗条锈病基因育种利用现状进行科学评估，以期为广谱持久多抗小麦品种的培育提供依据。本文通过对近年来中国西南、西北和黄淮主产区小麦品种（系）的条锈病抗性进行系统的抗病鉴定、遗传分析和抗条锈病基因分子标记的定位和检测，总结了中国小麦育种中主要抗条锈病基因的利用情况，对中国小麦抗条锈病基因发掘与种质创新、小麦育种中利用的主要抗条锈病基因、新时期抗条锈病基因利用的策略、小麦育种中抗条锈病基因选择和鉴定等进行了论述，并对新时期小麦抗条锈病育种发展方向进行了展望。
【目的】中国是世界上最重要的小麦生产国和消费国之一，确保小麦产量稳定对我国粮食安全具有重要意义。小麦白粉病是限制小麦产量的重要因素之一。选育抗病品种是控制该病害最经济、有效环保的途径，挖掘新成株抗性基因/位点为选育持久抗病小麦品种提供依据。【方法】由国际玉米小麦改良中心（CIMMYT）培育的普通小麦品系Arableu#1在苗期对白粉病表现为感病，而成株期呈现高水平抗性。为深入解析其抗病遗传机制，利用Arableu#1与高感品系Apav#1杂交，构建一个含有142个家系的F5重组自交系群体，采用基因分型测序（genotyping-by-sequencing，GBS）平台测序，获得4 298个在亲本间具有多态性的分子标记，并进行群体检测，所获基因型用于构建整个群体的遗传连锁图。【结果】结合白粉病连续2年田间表型和基因型数据，使用IciMapping 4.1对田间病害严重度、病程曲线下面积（AUDPC）和病害多年平均严重度（MFDS）等性状进行QTL定位分析，在该群体中定位了4个来自Arableu#1的白粉病成株抗性位点，分别位于染色体1BL、5BL、6BS和7BL上，以及2个来自Apav#1的抗性位点，分别位于染色体2DS和4BL上，可解释白粉病表型变异介于3.1%—28.5%。6个位点聚合时的群体平均病害严重度达到各位点组合中的最低水平，QPm.hzau-1BL、QPm.hzau-4BL、QPm.hzau-5BL和QPm.hzau-7BL 4个位点聚合后的效应仅次于6个位点同时存在。【结论】将2个新位点QPm.hzau-5BL和QPm.hzau-7BL的两翼分子标记开发成KASP标记，经对570份世界各地育成品种或地方品种检测，2个位点单独存在或聚合在一起时均表现出不同程度的白粉病抗性，且这两个位点在我国小麦材料中的分布频率较CIMMYT的小麦种质中低。获得1个可能同时聚合6个白粉病抗性位点家系，其田间白粉病抗性可达近免疫水平。
【目的】分析沟垄集雨种植模式下不同种植密度和行距配置对小麦茎秆碳水化合物积累和抗倒伏性能的影响，明确适应于小麦沟垄集雨种植合理的密度及行距，为进一步稳定和提升小麦产量提供理论依据。【方法】以北方旱区主栽小麦品种西农979为试验材料，于2019—2021年在集雨种植模式下设置两个密度（低密度：180万株/hm2；高密度：225万株/hm2）和两种行距处理（等行距：20 cm；非等行距：12.5 cm﹕35 cm﹕12.5 cm），分析不同密度和行距对小麦植株中下部叶片的净光合速率、茎秆非结构性碳水化合物和结构性碳水化合物含量、茎秆折断弯矩和倒伏指数以及籽粒产量的影响。【结果】集雨种植模式下提高种植密度，小麦植株中下部叶片（倒三叶、倒四叶、倒五叶）的净光合速率（Pn）、茎秆基部第二节间非结构性碳水化合物（葡萄糖、果糖、蔗糖）和结构性碳水化合物（半纤维素、纤维素）含量、茎秆折断弯矩均明显降低，茎秆倒伏指数显著增高；而高密度种植条件下非等行距处理可改变植株各指标，其中，相较于高种植密度+等行距处理，植株倒三叶、倒四叶、倒五叶Pn明显提高，增幅分别为7.7%—16.5%、5.3%—37.7%、11.9%—24.9%，茎秆葡萄糖、果糖、蔗糖含量分别提高了9.8%—15.0%、8.8%—27.4%、8.2%—41.1%，半纤维素、纤维素含量分别增加4.5%—19.8%、5.9%—31.2%，茎秆折断弯矩提高4.8%—17.3%，茎秆倒伏指数降低10.9%—25.9%，小麦产量亦显著提高了13.5%—15.2%。相关分析表明，小麦茎秆基部节间葡萄糖、果糖、蔗糖含量与半纤维素、纤维素含量呈极显著正相关；小麦茎秆非结构性碳水化合物、结构性碳水化合物与小麦植株中下部叶片Pn及茎秆折断弯矩呈显著正相关，而与倒伏指数呈极显著负相关。【结论】集雨种植模式下，通过非等行距种植调节群体空间分布，可有效提升小麦植株中下部叶片光合速率，促进茎秆糖类物质合成积累，增强小麦茎秆抗倒伏性能，进而降低小麦倒伏发生率，提高籽粒产量。
【目的】叶面积指数（leaf area index，LAI）是表征作物长势、光合、蒸腾的重要指标。论文旨在研究不同生育期、多生育期无人机多光谱数据棉花LAI估测模型，明确不同生育期间棉花LAI估测模型变化规律，为实时掌握棉花长势并因地制宜进行田间科学管理提供依据。【方法】利用大疆精灵4多光谱无人机获取棉花现蕾期、初花期、结铃期、吐絮期多光谱图像和RGB图像。选用归一化差植被指数（NDVI）、绿度归一化差植被指数（GNDVI）、归一化差红边指数（NDRE）、叶片叶绿素指数（LCI）、优化的土壤调节植被指数（OSAVI）5种多光谱指数和修正红绿植被指数（MGRVI）、红绿植被指数（GRVI）、绿叶指数（GLA）、超红指数（EXR）、大气阻抗植被指数（VARI）5种颜色指数分别建立棉花各生育期及棉花生长多生育期数据集合，结合打孔法获取地面LAI实测数据，使用机器学习算法中偏最小二乘（PLSR）、岭回归（RR）、随机森林（RF）、支持向量机（SVM）、神经网络（BP）构建棉花LAI预测模型。【结果】覆膜棉花LAI随着生育期的变化呈现先增长后下降的趋势，现蕾期、初花期、结铃期内侧棉花叶面积指数均值均显著大于外侧（P<0.05）；选择的指数在各时期彼此间均呈显著相关（P<0.05），总体而言，多光谱指数与颜色指数间的相关性随着生育期的进行而呈现下降趋势，选择的指数在各时期均与棉花LAI相关性显著（P<0.05），多光谱指数相关系数介于0.35—0.85，颜色指数相关系数介于0.49—0.71，相关系数绝对值较大的指数多为多光谱指数，颜色指数与棉花LAI的相关系数绝对值较小；估测模型性能结果显示棉花各生育期模型中多光谱指数优于颜色指数，且各指数模型预测性能随着生育期的变化呈现一定规律性，NDVI是预测棉花LAI的最优指数。从模型结果上看，RF模型和BP模型在各生育期下获得了较高的估计精度。初花期LAI反演模型精度最高，最优模型验证集R2为0.809，MAE为0.288，NRMSE为0.120。多生育期最优模型验证集R2为0.386，MAE为0.700，NRMSE为0.198。【结论】棉花内外侧LAI在现蕾期、初花期、结铃期存在显著差异。在各生育期中，RF和BP模型是预测棉花LAI较优模型。NDVI在各指数中表现最好，是预测棉花LAI的最优指数。多生育期模型效果较单生育期明显下降，最优指数为GNDVI，最优模型为BP。本研究中预测棉花LAI的最优窗口期是初花期。研究结果可为无人机遥感监测棉花LAI提供理论依据和技术支持。
Bt毒素是源于苏云金芽孢杆菌（Bacillus thuringiensis）的具有特殊杀虫功能的大分子蛋白，其制剂和转基因作物已广泛用于害虫防治，产生了巨大的经济和社会生态效益。围绕Bt毒素挖掘和提升其应用价值是持续研究的热点，特别是随着Bt毒素结构功能和作用机制日趋明晰，为其功能修饰和创新应用创造了条件，相关研究蓬勃发展，成效显著。大量研究表明，采用定点突变、结构域替换或融合以及抗独特型抗体模拟等策略，是理性设计活性更高、稳定性更强、杀虫谱更广、非靶标生物安全性更高甚至是可用于害虫抗药性治理的有别于母体Bt毒素的突变体、结构杂合体乃至功能效应物抗体等新型杀虫蛋白的有效手段；此外，采用催化毒素活化、驱动毒素靶向受体结合、促进毒素表达以及同源或异源杀虫材料复配或共表达的协同促效等创新增效策略，也是助推Bt毒素应用价值的重要手段。本文总结了Bt毒素结构功能和作用机制，梳理了基于Bt毒素功能修饰的突变体、结构杂合体以及功能效应物抗体等新型杀虫蛋白理性设计和基于Bt毒素功能增效的创新应用策略等相关研究进展，并结合作者团队在模拟Bt毒素杀虫功能效应物抗体靶向设计研发方面的最新成果，探讨了基于Bt毒素的杀虫蛋白理性设计与创新应用策略未来发展动向及潜在可行捷径，为相关研究提供较为全面的最新有价值的文献资料和启发思路。
【目的】研究土壤施用钝化剂与复合微生物肥对豫北轻度镉污染弱碱性农田土壤中镉活性的钝化效果，及其对冬小麦品种不同器官间镉积累转运和产量的影响特征，旨在筛选出高效修复镉污染土壤、降低冬小麦籽粒镉含量的修复材料及低镉积累小麦品种，为豫北镉轻度污染弱碱性农田的小麦安全高效生产提供技术支撑。【方法】于2020—2022年连续两个冬小麦生长季，在豫北镉污染弱碱性农田设置不同土壤修复材料（CK：不进行土壤修复处理，CMF：复合微生物肥单施处理，GP：土壤钝化剂单施处理，CMF+GP：复合微生物肥和土壤钝化剂等量配施处理）和6个冬小麦品种（鑫华麦818、漯麦163、郑麦9023、鑫麦296、郑麦136、郑麦7698）的两因素裂区田间大区对比试验，研究土壤有效态镉、冬小麦地上部各器官镉含量、富集系数（BCF）、转运系数（TF）及其相关性、冬小麦产量及其构成因素的变化。【结果】（1）在连续两年冬小麦生长季，与CK相比，钝化剂和复合微生物肥的单施和等量配施均可降低土壤有效态镉含量，CMF+GP处理的效果最好，可使6个供试品种的根系表层土壤有效态镉含量显著降低17.6%—22.4%。土壤有效态镉含量降低与冬小麦地上部各器官镉含量的变化具有相关性，且不同品种的同一器官间也存在一定差异。（2）土壤钝化剂和复合微生物肥单施和等量配施可使鑫华麦818、漯麦163、郑麦9023降低TF茎鞘—叶、TF茎鞘—籽粒，增大TF茎鞘—（穗轴+颖壳）、TF叶—（穗轴+颖壳），使BCF茎鞘、BCF叶降低、使小麦体内镉含量向穗轴+颖壳转移，以减小BCF籽粒，与之不同的是，未能有效降低鑫麦296的TF茎鞘—叶、BCF茎鞘，增大了郑麦136、郑麦7698的BCF茎鞘。（3）土壤施用钝化剂和复合微生物肥可综合调控冬小麦穗数、穗粒数、千粒重，提高冬小麦产量，但土壤修复处理与品种的方差分析结果表明两者的交互作用主要是通过调控穗数实现增产。CMF+GP处理中郑麦136连续两个冬小麦生长季的产量均为当季所有处理最高值，分别为7 317.17和10 485.32 kg·hm-2。【结论】施用复合微生物肥和土壤钝化剂可降低豫北弱碱性轻度镉污染麦田冬小麦根际土壤有效态镉含量，调控冬小麦各器官对土壤镉的富集系数及各器官转运系数。复合微生物肥和土壤钝化剂等量配施处理优于单施处理，可最大程度降低冬小麦籽粒镉含量，并显著提高参试冬小麦品种产量，且与本试验筛选出的低镉积累高产品种郑麦136搭配种植模式，可实现豫北弱碱性镉污染农田冬小麦的高产栽培与安全生产。
硅氧烷类助剂（或有机硅助剂）系硅油类有机硅产品，其结构是以硅氧键为骨架组成的聚硅氧烷，因其具有超强渗透和扩散性能而被广泛用于日化和工业产品等助剂，并作为农用助剂在农业上得到推广使用。当前，我国有机硅制品产销量约200万t，生产和消费量均占世界50%以上，已成为全球最大的有机硅生产、消费和原材料净出口国，聚硅氧烷产能占比已经达到全球60%以上。随着硅氧烷类助剂的广泛应用所导致的硅氧烷环境残留（尤其在水体、污泥/土壤等环境样本中、水生食物链以及人体组织中均被检出）及其对农业生态环境的影响日益暴露，硅氧烷类助剂农用的环境安全性（包括生态毒性及其环境安全风险）也引起诸多关注。近年来，挥发性环甲基环硅氧烷（如D4（八甲基环四硅氧烷）、D5（十甲基环五硅氧烷）和D6（十二甲基环六硅氧烷）等）因其具有环境持久性、生物积累性及潜在毒性等特性而被欧盟等国家认定为新兴有机污染物或被列入优先控制化学品。本文通过对1991年以来国内外公开发表的关于硅氧烷类助剂（包括农用助剂）应用的环境残留及其生态环境安全风险相关文献检索调研，从两个方面综述分析硅氧烷类助剂的环境残留去向及其农用对农业生态环境安全的直接或间接影响，主要包括：（1）硅氧烷的环境残留及其对农业生态环境安全的影响（包括污水处理过程中硅氧烷残留及去向，水体中硅氧烷残留及水生食物链污染风险，污泥中硅氧烷残留及土壤生态污染风险，以及食品中硅氧烷残留及人体健康风险等）；（2）硅氧烷类助剂农用现状及环境安全风险（包括硅氧烷类助剂农用后残留及其毒性风险，以及硅氧烷类助剂农用的安全性管理问题）。本文并就国内外对环硅氧烷类产品管理现状及问题进行了探讨。对于硅氧烷类助剂农用，由于助剂成分多被视为“生物惰性”，通常硅氧烷类助剂农用无需毒理检测和环境监管等风险评估；此外，助剂成分往往被声称为“商业机密”而受到保护，其成分一般不会在产品标签上标明。目前，我国对硅氧烷类助剂作为农用助剂（如叶面肥添加剂等）添加使用尚无监管要求，农用助剂添加缺乏安全使用规范，存在环境安全风险。本文针对硅氧烷类农用助剂添加过量可能增加其在土壤-作物-水体中残留及其生态毒性风险，以及对食品安全和人类健康存在潜在威胁等问题，建议有关管理和研究单位进一步重视硅氧烷类助剂使用过程中的残留和去向的监测，尤其加强硅氧烷类农用助剂残留对水体、土壤、动植物生长发育和人体健康影响的研究工作。
【目的】丛枝菌根（AM）真菌可改善植物生长，提高抗环境胁迫能力。筛选对梨苗具有抵御干旱胁迫的AM真菌，为梨菌根化育苗提供理论依据与技术途径。【方法】采用盆栽试验及高通量测序技术，对杜梨苗分别接种梨土著AM真菌层状近明球囊霉（Claroideoglomus lamellosum，Cl）和外源菌株摩西斗管囊霉（Funneliformis mosseae，Fm）、根内根孢囊霉（Rhizophagus intraradices，Ri）及蜜色无梗囊霉（Acaulospora mellea，Am），探究干旱胁迫下单接种土著、外源菌株及混合接种（Mix）处理对杜梨幼苗生长的影响，分析干旱0、3和6周Mix处理下根系及根际土AM真菌群落变化。【结果】正常水分和干旱处理下，单接种梨土著菌株Cl、外源菌株Ri及Mix处理均显著提高株高、茎粗、叶面积、叶片相对含水量，干重增加35.26%—52.20%；地上部磷、钾、钙、镁等元素吸收增强，尤其增加磷的吸收，菌根磷吸收效应最高达1.0以上，而单接种外源菌株Am效果次之，正常供水条件下Fm抑制杜梨幼苗生长。回归性分析表明，菌根生长效应和元素吸收随侵染强度的增加而增加。干旱胁迫下，接种AM真菌显著降低杜梨幼苗叶片丙二醛含量，抗氧化酶活性和脯氨酸含量均有不同程度提高。测序结果显示，与正常水分相比，干旱胁迫下杜梨幼苗根系及根际土AM真菌群落结构发生显著改变，其中外源菌株Ri均占主导，Cl、Am丰度次之，Fm丰度最低，且随干旱胁迫程度增加，根内Ri的丰度显著上升。【结论】接种不同AM真菌对杜梨幼苗具有不同的生长效应，其中梨土著菌株Cl和外源菌株Ri表现出较强的促生和抗旱能力。AM真菌群落中Ri丰度的提高是杜梨幼苗适应干旱胁迫的重要途径。
【目的】建立早花露地小菊综合评价体系，筛选出花期为9月中旬至10月中旬、花色接近纯正红色或黄色、花型和株型等综合表现优异的株系，丰富华北地区早秋节庆用花。为进一步培育早花露地小菊新品种提供育种材料和选择方法。【方法】以露地小菊3个早花亲本和1个重瓣性高且花色鲜艳亲本及其25个经田间初选的杂交后代无性株系为供试材料，划分花色、花期、花型、株型和叶型5个层次，从观测的30个原始性状中筛选出18个关键性状指标作为评价因子，利用层次分析法及K-Means聚类分析法建立综合评价体系，开展杂种株系的综合筛选。【结果】以早花、花型圆整丰满、红黄两种花色稳定为育种目标确定了层次分析法各性状的权重值，其中初花期起始时间（0.1817）权重值最大，其次是花色稳定性（0.1695）、盛花期单株着花数量（0.1383）、开花持续时间（0.1301），再次是花色适宜度（0.0565）、盛花期着花整齐度（0.0565）、花序直径（0.0539）、舌状花数量（0.0574）。通过K-Means聚类分析法将29份材料划分为3个等级，Ⅰ级10个（34.38%），Ⅱ级11个（37.93%），Ⅲ级8个（27.59%）；杂交子代性状分离广泛，花色、花型和株型均出现了超亲性状，但花期仍以2个早花亲本初花期最早，符合前人研究认为花期为多基因控制的数量性状。因此，早花露地小菊育种仍需筛选更多亲本，增加可早秋使用的露地小菊资源。【结论】本评价方法综合各类评价体系优势，以数量化结果充分表征田间观测的性状特征，以育种目标为导向进行层次分析赋值评价，为综合评价和筛选早花露地小菊优良品种提供了量化方法。建立的评价体系可以很好地对早花露地小菊进行评价与筛选，为后期早花露地小菊新品种的选育提供了一种可靠方法，有助于提高后代优良种质筛选效率。最终筛选出10个观赏性状优良的早花露地小菊株系，可作为新品种或新品系应用，也可作为育种材料。
【目的】研究甘露醇对草菇继代菌株的生产性状和活性氧（ROS）清除能力的影响，探索一种简便、有效的草菇退化菌种复壮方法。【方法】以笔者课题组前期获得的组织分离继代菌株T6、T12、T19为试验菌株，T6为连续继代6次，T12为连续继代12次，T19为连续继代19次；草菇原种V844（T0）为商业栽培种。将传统马铃薯葡萄糖琼脂培养基（PDA）中的葡萄糖替换为等质量的甘露醇，进行菌丝生理性状测定；在栽培基质中添加甘露醇，测定子实体农艺学性状；以硝基四氮唑蓝（NBT）染色、超氧阴离子（$\mathrm{O}_{2}^{\bar{.}}$）、过氧化氢（H2O2）含量反映活性氧（ROS）积累；采用实时荧光定量PCR（RT-qPCR）测定抗氧化酶基因表达量；利用试剂盒测定抗氧化酶活力；通过菌丝染色法测定细胞核数量和线粒体膜电位；利用高效液相色谱仪（HPLC）测定菌丝能量指标。【结果】甘露醇处理对未退化菌株T0、T6的影响不显著，但能有效恢复草菇退化菌株T12、T19的生产性状和ROS清除能力。甘露醇使T12、T19的菌丝生长速度分别提高31.46%、20.99%,菌丝生物量分别提高97.33%、76.36%；使T12的生产周期缩短12.24%,生物学效率提高17.97%,恢复至T0水平；并使退化严重、失去出菇能力的T19重新长出子实体。同时，甘露醇使T12、T19的Cu/Zn超氧化物歧化酶基因(Cu/Zn-sod)相对表达量分别上调24.64%和61.54%，Mn-sod2相对表达量分别上调19.76%和267.09%，谷胱甘肽过氧化物酶基因(gpx)相对表达量分别上调25.67%和55.82%，并使SOD活力分别提高10.79%和72.32%，GPX活力分别提高16.98%和103.85%；使T12、T19中的ROS积累量显著降低，T12、T19中的$\mathrm{O}_{2}^{\bar{.}}$含量分别下降35.96%和41.62%，H2O2含量分别下降14.44%和18.26%；并使T12、T19的细胞核数目和线粒体膜电位显著增加；使T12、T19中的ATP含量分别提高17.08%和14.55%，EC值分别提高4.52%和0.92%。【结论】甘露醇能显著提高草菇退化菌株T12、T19的抗氧化能力和线粒体功能，并有效恢复其生产性状。
【目的】通过比较干毛和未干毛羽毛毛囊的形态学和基因表达差异，挖掘调控黄羽肉鸡羽毛干毛性状的重要候选基因和信号通路。【方法】分别采集背部未干毛和干毛羽毛皮肤组织样本各3个，运用组织切片技术，比较干毛和未干毛羽毛毛囊形态学差异；运用RNA-seq技术，比较两组样本之间的差异表达基因（differentially expressed genes，DEGs），并对其进行功能富集分析和蛋白互作网络构建；采用荧光定量PCR技术（RT-qPCR）对测序结果准确性进行验证。【结果】证实未干毛羽毛的毛囊处于生长期，已干毛的羽毛毛囊处于静止期。以未干毛毛囊（生长期）皮肤样本为对照，在干毛毛囊（静止期）皮肤样本中发现了942个DEGs(|fold-change|>2和P<0.05)，其中384个基因表达下调，558个基因表达上调。Go功能分析显示细胞分裂、周期调控等相关生物过程被显著富集(P<0.05)。KEGG分析发现，MAPK、TGF-β、p53及DNA复制等相关信号通路被显著富集(P<0.05)。构建差异蛋白相互作用（PPI）网络，通过CytoHubba分析获得6个hub基因，分别为CDK1、MAD2L1、BUB1、CCNB2、PLK1和BUB1B。GSEA富集分析筛选到紧密连接、胰岛素、MAPK、TGF-β和细胞周期等信号通路与鸡羽毛毛囊生长周期显著关联（|NES|>1, FDR<0.25）。RT-qPCR结果显示8个DEGs表达趋势与RNA-seq结果基本一致。【结论】鸡羽毛的干毛性状与毛囊周期发育相关，MAPK和TGF-β等信号通路可能通过调控细胞周期相关基因的表达在羽毛生长发育中发挥重要作用；结果为进一步深入了解黄羽肉鸡羽毛干毛性状分子调控机制提供了基础资料。
【背景】猪肺炎支原体(Mycoplasma hyopneumoniae，Mhp)通过定植猪呼吸道黏膜层，破坏呼吸道炎性反应平衡，引起炎性损伤和持续性感染。短的上腭、肺及鼻咽上皮克隆1蛋白(short palate lung and nasal epithelial clone1, SPLUNC1)是呼吸道黏膜分泌的具有重要抗菌和抗炎功能的蛋白，被认为是呼吸道黏膜面对危险信号时的“信号传感器”。【目的】从Mhp和SPLUNC1相互作用入手，分析Mhp感染对SPLUNC1表达的影响以及SPLUNC1对Mhp引起的炎性反应的调控作用，揭示Mhp引起炎性损伤的新机制，为解决Mhp持续性感染问题提供参考。【方法】利用猪肺炎支原体对猪支气管上皮细胞（porcine bronchial epithelial cells，PBECs）感染模型和猪体感染模型，通过荧光定量PCR、间接免疫荧光和Western-blotting等方法，分别检测Mhp感染后对肺脏中SPLUNC1以及体外PBECs中SPLUNC1转录和表达的影响。克隆并扩增猪源SPLUNC1基因通过酶切鉴定，构建成功SPLUNC1真核和原核表达重组质粒pCDNA3.1-SPLUNC1以及pET28a-SPLUNC1。与此同时，设计靶向SPLUNC1的siRNA干扰片段。利用体外SPLUNC1蛋白孵育、体内呼吸道黏膜SPLUNC1抗体封闭，通过Mhp CCU50检测明确SPLUNC1对Mhp体内外生长的影响。在猪支气管上皮细胞中，通过过表达或siRNA干扰SPLUNC1基因，后感染Mhp，利用Western-blotting、间接免疫荧光以及酶联免疫吸附方法，明确SPLUNC1对Mhp的黏附作用、诱导炎性因子表达以及MAPK信号通路活化的影响。【结果】Mhp感染猪后可引起肺脏实变，主要组织病理表现为肺脏炎性损伤，同时显著上调肺泡灌洗液中趋化因子CXCL8和炎性因子TNFα和IL-1β分泌。Mhp体内外感染后，体内肺脏和体外猪支气管上皮细胞中SPLUNC1的转录和表达均显著下调。以上研究表明，Mhp可诱导肺脏炎性反应，抑制SPLUNC1表达。另一方面，体外PBECs中过表达SPLUNC1后，Mhp感染引起的CXCL8表达显著减少；siRNA干扰SPLUNC1后，Mhp感染引起的CXCL8表达显著增加，表明SPLUNC1负调控Mhp感染引起的CXCL8表达。基于Mhp感染入侵呼吸道过程，本研究进一步解析SPLUNC1负调控CXCL8表达的机制。结果表明：无论是SPLUNC1和Mhp体外孵育，还是SPLUNC1抗体体内封闭，Mhp的体内外生长均未受影响；SPLUNC1的过表达或siRNA干扰对Mhp体外黏附PBECs的能力也无显著影响；过表达SPLUNC1可抑制pERK和IκBα的激活，相反SPLUNC1 siRNA干扰后，可促进pERK和IκBα的激活。以上研究证明SPLUNC1不是通过调控Mhp的生长和黏附，而是通过负调控MAPK-ERK通路的活化来调控CXCL8的表达。【结论】SPLUNC1可通过MAPK-ERK信号通路来调控炎性因子的过度表达，维护宿主炎性平衡；与此同时，Mhp感染后可通过抑制SPLUNC1的表达来破坏宿主炎性反应的平衡调控，进而引起炎性损伤。本研究为解析Mhp感染损伤机制提供依据。
【目的】 休眠是水稻重要的农艺性状。适当的休眠可以抑制水稻的穗发芽现象，是确保产量和品质的关键因素。然而，水稻休眠调控的基因及其调控网络仍需进一步研究。已知基因MODD编码未知功能的蛋白，负向调控水稻脱落酸信号和抗旱性，但其调控水稻休眠的功能未知。研究MODD在调控水稻休眠中的功能，有助于完善水稻休眠调控网络，同时为抗穗发芽遗传育种提供新的理论基础和种质资源。【方法】 根据RGAP数据库公布的基因序列，构建MODD的CRISPR-Cas9敲除载体，通过农杆菌介导的遗传转化方法转化中花11（ZH11）愈伤组织，从而获得水稻转基因植株；利用PCR扩增、测序技术及qRT-PCR技术筛选并鉴定MODD敲除纯合系；根据2个突变系（KO-1和KO-2）的CDS得到突变系的氨基酸序列，然后，用DNAMAN对比ZH11和2个突变系（KO-1和KO-2）的蛋白序列；利用Linux系统筛选出MODD在水稻中的同源基因；取开花后35 d的种子，调查ZH11和敲除系的发芽率；利用酵母单杂和LUC试验验证MODD的上游基因。【结果】 查找到水稻中有6个MODD的同源基因，分别为LOC_Os07g41160、LOC_Os03g30570、LOC_Os03g53630、LOC_Os04g35430、LOC_Os03g17050和LOC_Os06g01170；成功构建了敲除载体，并转入ZH11中，获得2个纯合突变系（KO-1和KO-2）；qRT-PCR结果表明，2个突变系（KO-1和KO-2）的MODD表达量显著降低；蛋白序列分析表明，KO-1和KO-2的移码突变造成了蛋白翻译的提前终止；发芽率结果显示，2个突变系（KO-1和KO-2）的发芽率在吸水第3天比ZH11分别显著降低了15%和15%；之后差异逐渐扩大，在第6天差异达到最大，比ZH11分别显著降低35%和35%；2个突变系（KO-1和KO-2）的穗发芽现象显著低于ZH11；酵母单杂试验结果表明，在酵母中，ABI5可以结合MODD的启动子区域，并且进一步把结合范围缩小至300 bp以内；LUC结果显示，加入ABI5的荧光值是单独加NONE空载荧光值的2.6倍，说明ABI5可以激活MODD的表达。【结论】 敲除MODD可以增加种子的休眠，MODD可能通过ABA信号途径调控种子休眠。
【目的】 农作物种质资源具有重要的战略地位。吉林省玉米种质资源库主要存储具有北方春玉米区特色的种质资源。鉴于在传统农作物种质资源管理过程中难以获取真实身份信息的现状，利用分子标记技术构建种质资源分子身份证可以有效鉴定种质资源真实身份，强化种质资源的分类管理。通过深度发掘吉林省玉米种质资源库的优异资源，推动共享利用。【方法】 以吉林省玉米种质资源库中的2 918份玉米种质资源为研究对象，采用玉米品种鉴定检测标准中推荐的40对SSR标记，以及61 214个SNP标记来构建其分子身份证。根据获得的分子身份证信息将种质资源划分为核心、同近源、异质和群体等类进行管理，并进一步针对核心种质进行遗传多样性分析。【结果】 为2 918份种质资源构建了SSR分子身份证，为除异质性种质外的2 502份种质资源构建了SNP分子身份证。分别制定了玉米种质资源SSR和SNP分子身份证的建设规范。其中，SSR分子身份证由40个SSR位点指纹转化为三位数字和一位字母的编码组合构成，并以二维码形式存储；SNP分子身份证由61 214个SNP位点指纹转化为可视化的条形码。根据样品纯合度和指纹特异性等特征，将样品划分为1 561份核心类、705份同近源类、416份异质类及236份群体类种质资源。遗传多样性分析表明，以旅大红骨群、黄改群为代表的国内种质资源是该库的主要种质资源，占全部核心种质资源的64.38%。【结论】 提出了玉米种质资源分子身份证构建流程，为吉林省玉米种质资源库2 918份种质资源构建了全部的SSR分子身份证和2 502份SNP分子身份证；建立了核心、同近源、异质、群体四类种质资源筛选方案，实现了种质资源的分类管理。
【背景】 中高空间分辨率（≤30 m）影像是在耕地破碎、种植结构复杂的中国南方开展农作物遥感识别研究的重要数据。然而，要克服中高分辨率传感器重访周期较长以及南方多云雨天气的影响，对影像进行时间窗口合成以协同使用多源中高分辨率遥感数据，是获取时空连续农作物制图结果的必要保障。由于不同卫星影像获取的周期不同，且不同农作物物候季相节律存在较大差异，如何选择影像合成时间窗口是农作物准确识别的关键前提。【目的】 通过探究影像合成时间窗口对于农作物识别的影响机制，为大尺度复杂农作物种植结构制图提供重要参考依据。【方法】 以农作物类型多样且云雨天气频繁的湖北省江汉平原为研究区，通过协同Landsat-8和Sentinel-2A/2B卫星影像，设置7种时间合成窗口（15、20、25、30、40、50和60 d）情景，分别从影像的覆盖度、不同农作物时序光谱特征以及不同农作物分类精度等角度，深入分析影像时间合成窗口对农作物遥感识别的影响。【结果】 在影像20 d时间合成窗口的情景下，江汉平原农作物（冬油菜、冬小麦、水稻、稻虾田和其他作物）的总体分类精度最高，为93.13%。对比而言，在影像较短时间合成窗口（如15 d）的情景下，时间序列密集但高质量影像覆盖度较低，农作物总体分类精度较低（90.91%）；而在影像较长时间合成窗口（如60 d）的情景下，影像覆盖度高但时间序列稀疏，导致农作物识别的关键物候信息丢失，降低了总体分类精度（86.06%）。此外，不同农作物的识别效果受影像时间合成窗口的影响程度不同，依次为其他作物>冬油菜>水稻>冬小麦>稻虾田。其他作物类内时序光谱特征变异性较大，因此对时间窗口极其敏感。油菜准确识别的关键物候期为开花期，该时期长度较短，影像合成时间超过30 d会极大降低其识别效果，主要体现为与小麦的混淆。区分稻虾田与单季稻的关键物候期为稻虾田的稻闲季淹水期，其持续时间较长，受时间合成窗口影响较小。【结论】 影像时间合成窗口20 d时可兼顾高质量影像覆盖度和捕获农作物识别的关键物候特征，但不同作物识别的最优时间合成窗口受到作物关键物候期影响。研究结果可为多源中高分辨率影像协同下时间合成窗口的选择提供理论参考和方法支撑，进而有效服务于宏观尺度农作物高精度遥感制图研究。
【目的】 合理密植与施肥，可有效协调个体间的竞争，改善群体光环境，构建高产群体，是提高作物高产的重要途径。探讨不同种植密度和施肥水平对甜荞抗倒性能及产量的影响，为荞麦抗倒高产高效栽培提供技术参考。【方法】 以等花柱甜荞新品种西农D4103为试验材料，黄土高原主栽品种西农9976为对照，采用双因素裂区设计，主因素为2个栽培密度，分别为D1：90万株/hm2、D2：135万株/hm2；副因素为低、中、高3个施肥水平，分别为F1（N：120、P2O5：76.8、K2O：56.4 kg·hm-2）、F2（N：180、P2O5：115.2、K2O：84.6 kg·hm-2）和F3（N：240、P2O5：153.6、K2O：112.8 kg·hm-2），于2021—2022年在西北农林科技大学榆林小杂粮试验站进行。研究不同种植密度和施肥水平对甜荞群体冠层结构及光合特性、产量及产量构成因素、倒伏特性的变化规律。【结果】 2年大田试验表明，提高种植密度，使甜荞群体叶面积指数（LAI）显著增加，光合有效辐射（PAR）和相对叶绿素含量（SPAD）显著下降，并减弱了叶片光合能力。施肥显著提高了甜荞群体LAI、SPAD和光合能力，降低了PAR，中肥水平较低肥水平的LAI、SPAD、净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）和蒸腾速率（Tr），平均增加14.6%、6.7%、15.3%、15.2%和16.6%，PAR和胞间CO2浓度（Ci）平均减少4.5%和6.7%。D2较D1处理的株高、重心高度、第2节间长、倒伏率和倒伏指数平均增加9.6%、12.5%、24.7%、19.8%和26.2%，而第2节间粗、充实度、抗折力和整株鲜重减少13.1%、7.4%、18.3%和8.5%。同等密度下增加施肥量，使甜荞株高、重心高度、第2节间长、整株鲜重、倒伏率和倒伏指数逐渐增加，第2节间粗、第2节间充实度、第2节间抗折力呈先增加后减小的趋势。提高种植密度和施肥水平，使甜荞产量显著增加，西农D4103的产量在D2F2处理下达最大值，较D1F1增产15.1%，较对照品种在同等施肥量下增产17.0%。【结论】 构建合理的甜荞群体结构有利于增加群体受光面积，改善光合特性，降低田间倒伏率，从而提高产量。因此，黄土高原地区等花柱甜荞品种西农D4103推荐种植密度为135万株/hm2，肥料施用量为中等施肥水平（N：180 kg·hm-2、P2O5：115.2 kg·hm-2、K2O：84.6 kg·hm-2）。
【目的】 明确中国黑龙江、四川和海南省稻作区水稻穗腐病病原种类及优势致病菌，为水稻穗腐病的精准防控提供参考。【方法】 在黑龙江、四川和海南省的13个水稻主要生产区采集水稻穗腐病样品，通过组织分离和单孢分离法，共分离纯化到568个菌株，对各菌株进行形态学鉴定，结合rDNA-ITS序列分析及科赫氏法则验证，明确13个水稻主要生产区穗腐病病原菌种类，分析其优势菌株及致病特征。【结果】 黑龙江省水稻穗腐病病原有弯孢菌属、链格孢属和镰孢菌属3类，分别占总病原菌数的1.10%、83.43%和15.47%，链格孢属为该省份的优势菌种。海南省水稻穗腐病病原有弯孢菌属、镰孢菌属、黑孢霉属、毛色二孢属及蠕孢菌属5类，分别占总病原菌数的1.62%、89.47%、0.81%、1.62%和6.48%，镰孢菌属为该省份的优势菌种。四川省水稻穗腐病病原有弯孢菌属、链格孢属、镰孢菌属、黑孢霉属、蠕孢菌属5类，分别占总病原菌数的23.57%、13.47%、22.86%、16.43%和23.57%，无优势菌种。根据分生孢子及菌落形态差异筛选出具有代表性的23个菌株，结合rDNA-ITS序列分析及科赫氏法则验证，明确了水稻穗腐病的致病菌有弯孢菌属的新月弯孢（Curvularia lunata），链格孢属的细交链格孢（Alternaria tenuissima）、链格孢（A. alternata）、芸薹链格孢（A. brassicae），镰孢菌属的拟轮枝镰孢（Fusarium verticillioides）、新知镰孢（F. andiyazi）、木贼镰孢（F. equiseti）、变红镰孢（F. incarnatum）、厚垣镰孢（F. chlamydosporum），黑孢霉属的稻黑孢（Nigrospora oryzae）、球黑孢霉（N. sphaerica），毛色二孢属的可可毛色二孢（Lasiodiplodia theobromae）及蠕孢菌属的嘴突凸脐蠕孢（Exserohilum rostratum）。分别于孕穗期和抽穗扬花期接种穗腐病致病菌，发现无论是粳稻还是籼稻品种，海南省致病菌在水稻抽穗扬花期接种后平均病情指数均高于孕穗期接种的平均病情指数；黑龙江和四川省的致病菌在抽穗扬花期接种的平均病情指数略低于孕穗期接种的平均病情指数。【结论】 中国黑龙江、四川和海南省稻作区水稻穗腐病致病菌具有多样性，黑龙江省以链格孢属为优势菌种，海南省以镰孢菌属为优势菌种，四川省优势菌种不明显。
【背景】 解淀粉欧文氏菌（Erwinia amylovora）是仁果类果树火疫病的病原体，对全球苹果和梨的生产构成严重威胁。随着抗生素耐药菌株的出现，火疫病的防治面临巨大的挑战。【目的】 分离一种新的裂解解淀粉欧文氏菌的噬菌体，并分析该噬菌体裂解相关基因的功能，为火疫病的防治提供新的选择。【方法】 以解淀粉欧文氏菌Ea102为宿主菌，采用双层平板法从流行火疫病的果园土壤中分离噬菌体。通过噬菌斑和透射电镜观察其形态。用PacBio测序技术测定噬菌体基因组，SPAdes组装序列，RAST注释基因组。通过大肠杆菌原核表达系统分析噬菌体Kuerle的裂解机制。【结果】 分离纯化出一株裂解解淀粉欧文氏菌的噬菌体，命名为Kuerle。Kuerle由二十面体衣壳的头部和短尾组成，潜伏期约为50 min，裂解量约为240 pfu/cell。噬菌体基因组全长75 599 bp，GC含量48.0%，末端有393 bp的重复序列，未发现与溶原调控相关的基因。共预测到85个开放阅读框（open reading frame，ORF），其中33个已知功能蛋白中包含一个由3 550 aa组成的巨大病毒颗粒相关的RNA聚合酶（virion-associated RNA polymerase，vRNAP），该vRNAP是Schitoviridae科噬菌体的主要特征之一。病毒粒子和基因结构表明噬菌体Kuerle属于有尾噬菌体类的Schitoviridae科病毒。聚集在DNA晚期表达区的3个裂解相关基因holin、endolysin和spanin组成了“裂解盒”。在大肠杆菌中Kuerle-holin的表达会抑制细胞的生长，而Kuerle-endolysin的表达可裂解细胞。二者共表达时Kuerle-holin会加速Kuerle-endolysin引起的细胞裂解。用叠氮化钠抑制细菌的一般分泌系统（Sec）或Kuerle-endolysin N端信号序列的缺失均会导致endolysin裂解功能丧失。上述结果表明噬菌体Kuerle具有pinholin-SAR endolysin裂解系统。Kuerle-holin（pinholin）使细胞质膜去极化以激活分泌的Kuerle-endolysin（SAR endolysin）降解肽聚糖层。【结论】 Kuerle是一株烈性噬菌体并且Kuerle-endolysin抑菌效果显著，为后续火疫病生防试剂的制备提供了理论依据和研究材料。
【目的】 明确不同施氮量下谷子产量、干物质分配和氮素累积转运特征，分析氮用量对小米糊化特性和有益微量元素含量的影响及其与植株氮素累积的关系，探究植株氮素营养对小米品质的影响。【方法】 于2020—2021年在山西省沁县研究4个施氮水平（0、75、120和150 kg·hm-2）对春播谷子产量、氮素吸收与利用特征及小米品质的影响。【结果】 施氮提高谷子收获穗数、穗粒数和植株的干物质生产能力，增加了氮素由营养器官向籽粒的转运率，促进了干物质及氮素向籽粒的分配，从而提高产量。施氮也提高了小米中铁、锌、钙、镁和硒的含量，其中，施氮75 kg·hm-2时上述元素含量的增幅最大，氮利用率最高。与不施氮相比，施氮75 kg·hm-2时谷子收获穗数、穗粒数、产量、地上部生物量、收获指数、氮素累积总量和氮素转运率增幅最高，增幅分别可达7.5%、23.3%、31.0%、21.2%、8.6%、40.3%和9.2%，小米中铁、锌、钙、镁和硒含量的增幅分别为37.2%、43.6%、56.0%、30.5%和16.9%。过量施氮（150 kg·hm-2）不利于谷子穗粒数和收获指数的提高及氮素由营养器官向籽粒的转运，与施氮量75 kg·hm-2比较，两年氮素转运率分别降低了23.1%和28.2%；氮素施用过量也降低了小米支链淀粉含量，淀粉形成受限，抑制了小米粉最终黏度、回升值和峰谷黏度，影响糊化品质，同时氮肥利用率低至25%左右。谷子地上部氮吸收量与小米中铁、锌、钙、镁和硒含量呈极显著的正相关，但与小米中支链淀粉含量、小米粉的最终黏度和峰谷黏度呈显著的负相关。【结论】 施氮量在75—120 kg·hm-2，能促进谷子干物质及氮素向籽粒的分配，实现籽粒产量、小米糊化品质和有益微量元素含量的同步提升。
【目的】 探究膜下滴灌棉田土壤水热环境和棉花生长对灌溉水温与施氮量的响应机理，旨在确定北疆滴灌棉花合理的灌溉水温和施氮量。【方法】 以新陆早42号棉花为试验材料，设置4个灌溉水温：15 ℃（T0）、20 ℃（T1）、25 ℃（T2）和30 ℃（T3）；3个施氮水平：250 kg·hm-2（F1）、300 kg·hm-2（F2）和350 kg·hm-2（F3），采用双因素完全随机试验设计。分析不同灌溉水温条件下施氮量对棉田土壤水热环境、棉花生长、产量和水氮利用效率的影响。【结果】 常规灌溉水温与低氮处理降低土壤温度，抑制棉花生长，单株铃数降低并导致籽棉产量下降。适宜的灌溉水温和施氮量可以改善土壤水热环境，促进棉花生长发育，提高籽棉产量和水氮利用效率。与15 ℃常规灌溉水温相比，增温灌溉显著提高了土壤温度0.58—3.30 ℃，土壤储水量降低1.2%—7.2%，土壤呼吸速率显著提高5.7%—28.0%；随灌溉水温升高，棉花株高、叶面积指数及地上部干物质积累量先增高后降低，在灌溉水温为25 ℃时达最大。随施氮量增加，土壤储水量降低3.3%—6.7%，土壤呼吸速率显著提高3.6%—9.5%，棉花株高增加3.2%—4.9%，叶面积指数显著增加5.8%—11.0%，地上部干物质积累量显著增加1.2%—2.2%，均在施氮量为350 kg·hm-2时达最大。水分利用效率、氮肥偏生产力及籽棉产量随灌溉水温升高均先增加后减少，随施氮量增加分别表现为增加、减少、增加的趋势。通径分析表明，土壤温度对籽棉产量直接作用最大，而施氮量通过促进棉花生长对籽棉产量间接作用最大。籽棉产量与水分利用效率均在T2F2处理达到最大值，分别为6 652.3 kg·hm-2、1.17 kg·m-3，且T2F2处理的氮肥偏生产力（22.17 kg·kg-1）显著大于T2F3处理（18.80 kg·kg-1）。【结论】 综合考虑灌溉水温与施氮量对土壤温度，土壤呼吸速率，棉花生长、产量及水氮利用效率的影响，推荐北疆棉区适宜灌溉水温为25 ℃，施氮量为300 kg·hm-2。
【目的】 对葡萄转录因子VvERF2进行蛋白质生物信息学分析，利用基因克隆、同源遗传转化技术，探索该转录因子在葡萄愈伤组织盐胁迫下的功能，为进一步研究AP2/ERF超家族对葡萄的作用机理提供参考。【方法】 借助NCBI-Blast（https://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi）等在线数据库工具对VvERF2蛋白进行生物信息学分析；以‘无核白’葡萄（Vitis. vinifera L.）愈伤组织为材料，构建葡萄VvERF2同源遗传转化体系，结合生长量、总糖、总酸等理化指标鉴定转基因愈伤组织表型；设定不同盐浓度梯度，通过游离脯氨酸、抗氧化酶活性等生理指标鉴定转基因愈伤组织耐盐功能。【结果】 对VvERF2及一致性最高的7个直系同源蛋白序列进行生物信息学分析，发现VvERF2编码240个氨基酸，与番茄、无花果氨基酸序列高度相似，蛋白同源性分别为78%和67%。8种不同物种的氨基酸残基数为240—348个，分子量为26.43—38.60 kDa，理论等电点在5.54—8.68，脂肪氨基酸指数均大于66%，均属于不稳定性蛋白；不同物种氨基酸序列理化性质存在差异较大。此外，VvERF2启动子存在多种与脱落酸等激素及MYB等转录因子相关的顺式作用元件。VvERF2具有组织表达特异性，在愈伤组织中表达水平最低，且受外源盐胁迫诱导显著上调（为对照组的3倍）。转基因结果表明，VvERF2在葡萄愈伤组织中过量表达后，生长量、总酸、总酚含量及DPPH（1,1-二苯基-2-三硝基苯肼，1,1-Diphenyl-2- trinitrophenylhydrazine）等抗氧化活性均显著升高，不同浓度外源NaCl处理后，转基因愈伤组织总蛋白、游离脯氨酸等含量均高于野生型愈伤组织。【结论】 VvERF2过量表达促进葡萄愈伤组织生长量和次生代谢产物相关物如酚类物质的含量积累，从而提高葡萄耐盐性。
【目的】 研究相同施肥模式下不同质地土壤微环境差异及其与果实关键品质（糖分）的潜在关系，为区域性的果园培肥和增产提质提供理论依据。【方法】 选取施肥方案一致、土壤质地分别为壤土、砂壤土和砂土的‘马来西亚1号’标准菠萝蜜园，采集养树期、花期和果期的菠萝蜜根周土壤和成熟果实，研究土壤微生物群落代谢功能、线虫群落结构、土壤理化性质及果实糖分的变化及潜在关系。【结果】 砂壤土和砂土微生物碳源利用变化趋势均为养树期>花期>果期。壤土微生物碳源代谢强度大小为果期>养树期>花期。土壤微生物主要的碳源利用类型是碳水化合物类、氨基酸类、羧酸类和多聚物类碳源。砂土各时期的土壤微生物群落结构多样性指数和各营养类群线虫丰度普遍高于其他两种土壤，且在养树期和果期较高。壤土各时期线虫生态指数和土壤pH、有机质普遍高于其他两种土壤。果实中的葡萄糖含量表现为砂壤土>壤土>砂土，其他糖组分在各质地土壤中差异不显著。采样时期对土壤线虫群落多样性有显著的直接效应，土壤质地对菠萝蜜果实糖分有显著的间接效应和总效应。【结论】 有机、无机肥配施对异质土壤的微生态环境影响各异，土壤质地通过直接或间接影响养树期和果期菠萝蜜根际微生物和线虫群落结构及功能，最终影响土壤养分转化和果实品质。
【目的】 筛选影响橄榄鲜食品质的关键代谢物，探究橄榄鲜食品质差异的可能代谢机制。【方法】 以4个高接换种橄榄品种（系）果实为试验材料，高接砧木为‘惠圆’，采用感官评价进行鲜食品质评价，通过超高效液相色谱-串联质谱（UPLC-MS/MS）联用技术进行代谢物鉴定及KEGG通路分析，探究果实成熟过程的代谢变化。【结果】 4个品种（系）橄榄果实鲜食品质的感官评价结果差异显著，‘甜榄1号’‘东山长穗’鲜食品质好，‘惠圆’‘子阳1号’鲜食品质差；4个品种（系）橄榄果实共鉴定到15类651个代谢物，其中初级代谢产物6类277个，次级代谢产物9类365个；基于变量投影重要性与差异倍数筛选出26个影响橄榄鲜食品质的特征差异代谢物，包括氨基酸及其衍生物（6个）、有机酸（2个）、脂质（2个）、酚类化合物（16个），其中酚类化合物包括酚酸（3个）、黄酮（3个）、黄酮醇（2个）、黄烷醇（3个）以及水解单宁（5个），并结合橄榄成熟过程建立了造成鲜食品质差异的代谢网络，鲜食品质好的橄榄在L-天冬酰胺与N,N-二甲基甘氨酸生物合成代谢途径上积累较高，体现在鲜食口感上与回甘度有关；鲜食品质差的橄榄在水解单宁（二酰基诃子酰基葡萄糖、没食子酰没食子酸甲酯、榛子素A）、黄酮醇[桑色素-3-O-木糖苷、槲皮素-3-O-（6′没食子酰）半乳糖苷]、黄烷-3-醇[7-O-没食子酰基特利色黄烷、儿茶素-（7,8-bc）-4α-（3,4-二羟基苯基）-二氢-2-（3H）-酮、儿茶素-（7,8-bc）-4β-（3,4-二羟基苯基）-二氢-2-（3h）-酮]合成途径上积累较高，体现在鲜食口感上与苦涩味有关。【结论】 不同橄榄鲜食品质差异与其成熟过程中氨基酸及其衍生物合成途径和水解单宁、黄酮醇、黄烷-3-醇合成途径的积累差异密切相关。
【目的】 畜禽养殖业是重要的温室气体排放源，我国是生猪养殖大国，科学评估生猪养殖系统碳足迹，能够为畜牧业深入推进减排降碳提供参考借鉴。【方法】 本文中从碳足迹评估模型、评估方法和主要排放源三方面对国内外生猪养殖系统碳足迹评估研究现状进行梳理，围绕系统边界、排放源、核算方法以及单位选择等因素深入分析了评估结果差异性的成因，解析了饲料生产、粪污处理等环节对评估结果的影响。【结果】 目前国外对生猪养殖生产全生命周期的碳足迹评估形成了较为成熟的评估模型。每生产1 kg功能单位的猪肉碳足迹为2.2—10.3 kg CO2-eq。各研究中，不同评估方法会对评估结果产生较大影响。划定不同的系统边界、采用不同的功能单位，均会导致碳足迹评估结果出现差异。同时，在相同系统边界内，核算的排放源不同、同一排放源选取的参数不同，或者选择不同的分配方法也会影响评估结果。在生猪养殖生产系统中，饲料生产是对生猪生产系统碳足迹贡献最大的环节，占比为49%—83%。粪便管理环节的排放仅次于饲料生产环节，占比为12%—41%。【结论】 为了使我国生猪养殖系统的碳足迹评估更加精准和广泛，应开展针对中国不同区域不同养殖模式下温室气体排放关键参数的监测，根据我国生猪养殖系统发展现状建立适合本国国情的碳足迹评估数据库，统一评估方法，规范评估要求，创建符合地区实践的评估模型，为我国生猪养殖产业的可持续发展提供数据参考。
【目的】 犏牛作为牦牛与黄牛的种间杂交产物，具有优良的生产性能，但其杂种优势的进一步应用却受限于犏牛雄性不育。通过克隆犏牛PLZF，明确其在犏牛和牦牛睾丸组织和未分化精原细胞中的差异表达，并进一步揭示过表达该基因对犏牛未分化精原细胞活性的影响。为阐明犏牛生精停滞的作用机制提供理论基础。【方法】 以24月龄公麦洼牦牛和F1代公犏牛为实验动物，通过RT-PCR法克隆得到了犏牛PLZF的CDS序列，并进行了生物信息学分析；通过RT-qPCR法分析PLZF在犏牛和牦牛睾丸组织中的差异表达；采用同源重组的方法构建了PLZF的表达载体，并利用RT-qPCR检测了PLZF过表达效率及其下游靶基因的表达；通过PDT、CCK-8、EdU和免疫荧光检测了过表达PLZF对犏牛未分化精原细胞增殖活性的影响。【结果】 克隆获得了犏牛PLZF的CDS区，并通过生物信息学分析发现该基因编码的蛋白序列不包含跨膜结构域和信号肽序列，其三级结构以α螺旋和无规卷曲为主。系统进化树分析表明犏牛PLZF与黄牛PLZF的亲缘关系更近。三级结构预测发现，虽然犏牛、牦牛和黄牛的PLZF蛋白三级结构高度相似，但牦牛PLZF蛋白在531—540位氨基酸处与犏牛和黄牛有较大差异。RT-qPCR发现，PLZF在犏牛睾丸组织和未分化精原细胞中的表达均显著低于牦牛（P<0.05），而在犏牛未分化精原细胞中过表达PLZF后，该基因的表达上调了13.8倍（P<0.01），且能显著增加犏牛未分化精原细胞的增殖活性（P<0.05），表明PLZF表达下调影响了犏牛未分化精原细胞增殖活性。此外，过表达PLZF后，犏牛未分化精原细胞中与增殖相关的基因（Etv5、Bcl6b、Pcna和c-fos）全部显著上调（P<0.05），与分化相关的基因（Stra8、Kit、Dmrt1和Sohlh2）全部显著下调（P<0.05），表明PLZF通过上调增殖相关基因、下调分化相关基因的表达促进犏牛未分化精原细胞增殖。【结论】 PLZF在犏牛未分化精原细胞中表达异常降低了犏牛未分化精原细胞增殖活性，导致其数量减少，影响了犏牛的精子发生。本试验为进一步阐明犏牛生精停滞的作用机制提供了理论基础，并为解决犏牛雄性不育问题提供了新的思路。
【目的】 近年来，我国黄淮海夏玉米区高温热害不利天气频发重发，已成为威胁玉米生产的重要不利因素。研究并明确高温胁迫对不同基因型玉米品种雌雄穗及产量的影响，为耐高温玉米品种培育和选择提供参考。【方法】 以郑单958（郑58×昌7-2）、先玉335（PH6WC×PH4CV）、京农科728（京MC01×京2416）和MC812（京B547×京2416）及其亲本自交系为供试材料，花期前后（大喇叭口期-吐丝后7 d）进行高温胁迫处理，研究高温胁迫对不同基因型玉米杂交种及其亲本自交系雌雄穗生长发育、散粉吐丝间隔（ASI）、花粉活性、产量及其构成要素的影响。【结果】 （1）花期前后高温胁迫导致参试玉米品种及其亲本自交系的穗粒数减少，进而产量降低，且不同品种和自交系对高温胁迫的响应存在显著差异。与对照相比，高温胁迫下，郑单958、先玉335、京农科728和MC812的穗粒数降幅分别为22.28%、46.79%、6.13%和8.11%，产量降幅分别为9.50%、50.61%、3.18%和5.00%，其中，京农科728和MC812减产不显著，而郑单958和先玉335显著减产；亲本自交系中，京2416的穗行数、行粒数和产量降幅最小且不显著，而PH6WC均显著降低且降幅最大。（2）高温胁迫下，参试品种及其亲本自交系的雄穗分支总数、雄穗长度、总散粉量和花粉活性降低，散粉持续期缩短，ASI延长。与对照相比，高温胁迫下，ASI延长1.6 d。雄穗长度降幅表现为郑单958>先玉335>MC812>京农科728。郑单958雄穗长度降幅最大，但雄穗分支数多，花粉量最大；先玉335雄穗分支少，雄穗长度降幅大，花粉量最少且活性最低；京2416总散粉量大且花粉活力强，降幅最小（仅为4.50%和3.98%）。【结论】 花期前后高温胁迫对参试玉米品种的籽粒产量和花粉活性等影响较大，京农科728和MC812的产量和花粉活性降幅显著低于先玉335和郑单958，耐热性较好。通过比较参试玉米杂交种亲本自交系的耐热性，父本自交系的耐热性要好于母本自交系。其中，京2416的雄穗分支和长度降幅小，花粉量大，花粉活性高，且花丝茸毛多，捕获花粉能力强，单穗产量高，ASI小，耐热性最好。因此，在耐高温玉米品种选育过程中，要重视和加大对耐热种质（如京2416等）的利用与改良创新，组配选育耐高温玉米新品种。
【目的】 比较分析红皮白肉与红皮红肉火龙果植株茎部内生微生物群落结构特征，旨在探究红肉火龙果果肉颜色形成与植株内生微生物群落的关联性，挖掘与其颜色形成相关的功能微生物。【方法】 以红皮白肉与红皮红肉火龙果植株茎部为试验材料，基于高通量测序技术比较分析茎部内生微生物（细菌、真菌）多样性与丰富度，门、属分类水平的群落结构组成以及优势菌群相对丰度占比；基于LEfSe差异分析探究红皮白肉与红肉火龙果植株茎部中具有显著差异的内生微生物。【结果】 红皮白肉与红皮红肉火龙果植株茎部内生微生物群落结构特征存在显著差异。红皮红肉火龙果植株茎部中特有的细菌、真菌OTU数量均高于相应的白肉火龙果；门分类水平表现为，子囊菌门（Ascomycota）真菌在红肉火龙果植株茎部中的相对丰度占比高于相应的白肉火龙果，其相对丰度占比是白肉火龙果的1.15倍；属分类水平表现为，链霉菌属（Streptomyces）细菌是红肉火龙果植株茎部中相对丰度占比最高的优势细菌属，青霉菌属（Penicillium）真菌是红肉火龙果植株茎部中相对丰度占比最高的优势真菌属，二者相对丰度占比分别是白肉火龙果的1.24倍和4.27倍；另一方面，红肉火龙果植株茎部中还富集了列契瓦尼尔氏菌属（Lechevalieria）、糖霉菌属（Glycomyces）、未分类肠杆菌属（unclassified_f__Enterobacteriaceae）、马杜拉放线菌属（Actinomadura）等优势细菌属以及unclassified_f__Serendipitaceae、unclassified_c__GS13、unclassified_o__Atractiellales、unclassified_o__Auriculariales、篮状菌属（Talaromyces）等优势真菌属。LEfSe差异分析结果显示，原小单孢菌属（Promicromonospora）细菌和木霉菌属（Xylomyces）真菌在红肉火龙果植株茎部中显著富集。【结论】 内生微生物群落组成与红肉火龙果果肉中色素的产生、代谢积累密切相关；链霉菌属、未分类肠杆菌属、原小单孢菌属细菌及子囊菌门、青霉菌属、篮状菌属和木霉菌属真菌可能是红肉火龙果果肉色素合成与代谢积累相关的功能微生物。
【目的】水稻是世界性的粮食作物，其籽粒形态直接影响水稻的最终产量和营养品质，进而影响其经济价值。此外，水稻花发育与籽粒形态又具有复杂的相关性，探究新的水稻花发育调控基因及其分子调控机制可以为培育籽粒更大、更饱满的水稻品种奠定基础。【方法】在利用甲基磺酸乙酯（ethyl methyl sulfonate，EMS）诱变西大1B（籼稻保持系）得到的突变体库中鉴定到一个颖壳和浆片发育异常且矮化的突变体abnormal hull 1（ah1）；观察并统计野生型和突变体的农艺性状；选取各个时期的小穗，对突变体的组织学、形态学变化进行分析；采用ah1和籼稻温敏不育系56S构建F2分离群体，并将其用于遗传分析和基因定位；提取野生型和突变体的幼穗RNA并将其反转录为cDNA，对花发育调控基因和ABA合成关键基因的表达量进行RT-qPCR分析。【结果】农艺性状分析表明，突变体ah1各节间的大幅缩短直接导致其矮化；同时，突变体的小穗畸形严重，结实率极低。组织学和形态学分析发现，ah1小穗主要表现为内外稃、浆片和雄蕊等花器官发生了不同程度的退化，部分严重的小穗出现了花器官特征和花分生组织确定性的改变，且伴随大面积的白化，根据其退化程度的不同可分为一般和严重2种类型。遗传分析发现分离群体中野生型和突变体的比值为3﹕1，表明ah1突变性状受1个隐性基因控制。AH1定位于第1染色体上的分子标记RM6716和RM128之间，物理距离近8 Mb，对突变体进行重测序分析后发现该区间内的LOC_Os01g53450和LOC_Os01g51860在野生型和突变体之间出现了变异，因此，将这两个基因暂定为候选基因。RT-qPCR分析表明，在突变体幼穗早期发育过程中，各花器官发育调控基因的表达量发生了显著的变化；同时，ABA合成关键基因OsNCED1/OsNCED2/OsNCED3/OsNCED4/OsNCED5的表达严重受阻。【结论】AH1对于维持水稻内外稃等花器官的形态建成起到至关重要的作用，将LOC_Os01g53450和LOC_Os01g51860暂定为候选基因。
【目的】磷含量偏低是影响酸性土壤作物产量的重要因素。大豆（Glycine max）是重要的粮食和油料作物，也为喜磷作物，缺磷则影响其产量与品质。NAC（NAM，ATAF1/2，CUC2）转录因子家族参与多种植物对生物胁迫和非生物胁迫响应的调控，是否参与大豆低磷胁迫响应尚未深入研究。以耐低磷野生大豆BW69为材料，克隆获得耐低磷基因GsNAC1并对其表达特性及功能进行分析，为深入解析GsNAC1调控大豆低磷胁迫及其机制奠定基础。【方法】从野生大豆BW69克隆GsNAC1的全长序列，并通过生物信息学分析探究其编码氨基酸序列的特征。随后，利用实时荧光定量PCR技术（qRT-PCR）对其组织表达模式进行分析，并通过激光共聚焦显微镜观察其编码蛋白的亚细胞定位。此外，通过大豆遗传转化试验，获得转基因株系并进行表型分析。最后，通过转录组联合分析来鉴定转基因植株中与低磷胁迫相关的差异表达基因（differentially expressed genes，DEGs）。【结果】成功克隆获得GsNAC1，编码区全长876 bp，通过构建系统发育树发现GsNAC1与AtATAF1的序列相似性为62.46%，与Williams 82参考基因组的GmNAC1序列没有差异；进一步的亚细胞定位结果显示，GsNAC1定位于细胞核；基于qRT-PCR技术，发现GsNAC1在大豆的根、茎、叶、顶端、花和豆荚均有表达，在根部的相对表达量最高，且受到低pH和低磷诱导表达显著上调。通过水培法和土培法进行表型试验，在低磷处理下，与野生型（WT）相比，转基因株系鲜重根冠比、总根长、根表面积、根体积和磷含量均显著高于WT。结合转录组测序数据进行分析，发现GsNAC1可能通过促进GmALMT6、GmALMT27、GmPAP27和GmWRKY21等基因表达增强其对低磷胁迫的耐受性。【结论】GsNAC1受低pH和低磷诱导表达上调，过量表达GsNAC1可以显著增强大豆对低磷胁迫的耐受性，在低磷胁迫反应中起促进作用。GsNAC1可能通过调控下游基因表达增强大豆对酸性低磷胁迫的耐受性。
高粱是世界第五大粮食作物，可作为食用、饲用、酿造用和生物能源用。高粱遗传转化技术是高粱功能基因组学研究中必不可少的重要工具，同时，也可作为传统育种方法的重要补充。本文对近年来高粱遗传转化的研究进展进行总结，分析高粱遗传转化中存在的难题，并提出进一步的解决策略，以期为高粱遗传转化技术的进一步改良提供参考。通过对近年来50余篇高粱组织培养和遗传转化文献进行归纳总结。介绍用于遗传转化的高粱基因型、外植体来源、再生体系构建等方面的研究现状，对比电穿孔法、花粉管通道法、基因枪法和农杆菌介导法4种高粱遗传转化常用方法的优劣，总结遗传转化载体主要组成部分启动子、目的基因、选择标记基因和报告基因对转化效率的影响，阐述高粱遗传转化的应用现状，分析高粱遗传转化技术存在的主要瓶颈问题，研究对策措施。高粱基因型对组织培养有很大影响，以P898012和Tx430最为常用。基因枪法和农杆菌介导法是最常用的高粱遗传转化方法，且农杆菌介导法的优势逐渐显现。在载体构建中，CaMV35S启动子和ubi1启动子最为常用，抗生素抗性基因（nptII、hpt）、除草剂抗性基因（bar）和养分同化基因为常用的三大类选择标记基因。随着高粱遗传转化技术及CRISPR/Cas9介导的基因编辑技术的不断发展，一些重要农艺性状基因被成功转入高粱。但基因型依赖性强、组织培养周期长、遗传转化稳定性差是限制高粱遗传转化的主要瓶颈，通过引入形态发生调节因子，直接进行体细胞发生，缩短了组织培养周期，提高了转化效率，扩大了外植体来源，高粱遗传转化技术取得重大突破。通过引入形态发生调节因子，采用切-浸-芽（CDB）递送系统等方式可进一步改良高粱遗传转化技术，结合CRISPR/Cas9基因编辑技术的应用，必将为高粱分子育种及相关基因功能鉴定提供重要的技术支撑。
【目的】明确我国优质北方粳稻和南方半糯性粳稻稻米理化特性与米饭感官食味品质的差异，为优质粳稻培育提供依据。【方法】以代表性高食味北方粳稻品种、南方半糯性粳稻品种为材料，以日本越光大米为对照，系统分析比较2种类型粳米外观品质、淀粉精细结构、蛋白组分、米粉糊化特性、米饭质地和感官食味品质的差异。【结果】虽然3个北方粳稻品种和3个南方半糯性粳稻品种具有较高的感官食味值，但在淀粉精细结构、蛋白组分、米粉糊化特性和米饭质地等指标上存在显著性差异。在米饭感官食味方面，3个高食味北方粳稻品种表现出较好的适口性（96—98分），3个南方半糯性粳稻品种表现出较好的冷饭质地（92—100分）。在理化特性方面，3个北方粳稻品种表现出较高的表观直链淀粉含量（17.6%—19.6%），较低的粗蛋白含量、醇溶蛋白和谷蛋白含量。3个南方半糯性粳稻品种表现出较低的直链淀粉含量（8.5%—10.5%），较高的谷蛋白及醇溶蛋白含量。在淀粉精细结构方面，3个南方半糯性粳稻品种的直链淀粉含量和直支比较低（均值低54.7%和55.6%），支链淀粉链长分布相似度高。此外，南粳46和宁香粳9号的直链淀粉短链与长链比高于五优稻4号和天隆优619（均值高43.2%）。因此，与北方粳稻相比，南方半糯性粳稻品种的米粉具有较高的糊化温度、峰值黏度、崩解值，较低的消减值，米饭具有较高的黏度、较小的硬度和弹性。【结论】高食味北方粳稻品种具有较低的糊化温度，适中的硬度和较好的弹性；而高食味南方半糯性粳稻品种表现出较高的崩解值，其米饭黏度较高，外观较好。
【目的】条锈病对小麦生长和产量造成严重威胁，为确保有效防控，精准监测尤为关键。利用遥感技术构建小麦条锈病估测模型，能快速、准确地估测病情指数（DI），为精准防控提供技术支持。【方法】利用ASD光谱仪获取小麦不同生育期（抽穗期、灌浆期和成熟期）高光谱数据，采用随机森林变量选择（VSURF）方法结合相关性分析（CA）对原始光谱（OR）和一阶微分光谱（FD）进行特征波段筛选。使用随机森林（RF）对比不同数据集的特征波段建模结果，确定模型效果最佳的特征集。随后借助偏最小二乘回归（PLSR）、极致梯度提升（XGBoost）以及反向传播神经网络（BPNN），对比特征集在不同算法中的建模效果。通过对比建模效果，确定针对全生育期小麦条锈病病情指数的最佳估测模型。为了验证特征集在不同生育期中的效果，利用特征集在3个生育期重新构建模型，并对比模型效果。【结果】对不同数据集进行特征筛选，并使用RF构建条锈病DI估测模型，通过比较模型效果，确定VSURF-CA-FD特征集（绿光范围的537 nm以及近红外范围的821和846 nm）在RF模型中的估测效果最好。采用RF算法构建的模型表现出优异的精度，R2为0.89，RMSE为12.34。这些特征波段在其他算法构建的模型中也展现出良好的精度：XGBoost模型的R2为0.87，RMSE为13.15；BPNN模型的R2为0.84，RMSE为15.19；PLSR模型的R2为0.69，RMSE为20.92。使用不同生育期的冠层微分高光谱数据进行验证，利用VSURF-CA-FD特征集构建RF模型，对比模型发现在小麦生长的早期（抽穗期）R2为0.54，RMSE为1.29，NRMSE为0.21，能满足估测病害的要求；小麦生长的中期（灌浆期），模型的R2表现较好，R2为0.66，RMSE为12.24，NRMSE为0.21；小麦生长晚期（成熟期），模型效果好于前两个时期，R2为0.75，RMSE为10.77，NRMSE为0.15。【结论】使用VSURF-CA方法筛选出的特征波段，能构建出对小麦条锈病病情指数具有出色估测效果的RF模型。研究结果可为预测早期和中期条锈病病情指数提供有价值的思路和方法。
【目的】由辣椒疫霉（Phytophthora capsici）侵染引起的疫病给辣椒等作物产业带来了巨大的经济损失。论文旨在明确球毛壳菌（Chaetomium globosum）代谢产物抑制辣椒疫霉的稳定性和抑菌机制，为研究与开发辣椒疫霉的微生物源抑菌剂提供参考。【方法】将球毛壳菌发酵粗提物分别在不同温度（40—121 ℃）、pH（1—13）、光照时间（0—12 d）和储存时间（0—60 d）条件下进行处理，采用菌丝生长抑制法测定经不同处理后粗提物对辣椒疫霉的抑制率，以探究粗提物抑制辣椒疫霉的热、酸碱、光和时间稳定性。利用光学显微镜观察粗提物对辣椒疫霉菌丝形态的影响，通过多种生理生化试验探究粗提物作用于辣椒疫霉12—72 h后，对辣椒疫霉细胞壁、细胞膜、活性氧代谢、蛋白质含量、还原糖含量和致病力的影响。【结果】在所设置的处理范围内，球毛壳菌发酵粗提物（1 mg·mL-1）经不同光照时间和储存时间处理后对辣椒疫霉的抑制率没有显著降低，抑制率维持在93%左右；粗提物在40—70 ℃的热处理范围内对辣椒疫霉的抑制率没有显著降低，70 ℃以上的热处理会显著降低粗提物对辣椒疫霉的抑制率，但抑制率不低于70%；粗提物在pH 1—5和9—13的酸碱处理范围内会显著降低对辣椒疫霉的抑制率，但抑制率也不低于70%。粗提物处理影响辣椒疫霉菌丝形态，使菌丝发生严重的扭曲皱缩现象，并影响活性氧代谢，使菌丝中的活性氧大量积累。辣椒疫霉经粗提物处理12—72 h后，其培养液中的碱性磷酸酶活性、β-葡萄糖苷酶活性、核酸和蛋白质含量均显著升高，且其菌丝中的丙二醛和过氧化氢含量显著增加。辣椒疫霉菌丝中的过氧化氢酶活性、可溶性蛋白和还原糖含量则在粗提物处理12—72 h内显著降低，而超氧化物歧化酶、过氧化物酶、多聚半乳糖醛酸酶和β-葡萄糖苷酶活性则仅在一定时间显著降低。【结论】在本试验所设置的处理范围内，球毛壳菌的小麦秸秆发酵粗提物抑制辣椒疫霉的效果不受光照及储存时间的影响，但超过70 ℃的热处理和pH 1—5和9—13的酸碱处理会显著降低粗提物对辣椒疫霉的抑制效果。此外，该粗提物通过改变菌丝形态，破坏细胞壁和细胞膜，引发细胞内物质泄漏，降低菌丝中蛋白质和还原糖含量，抑制抗氧化酶活性，干扰活性氧代谢使活性氧大量积累从而抑制辣椒疫霉。
【背景】番茄潜叶蛾（Tuta absoluta）是一种对番茄等作物最具毁灭性危害的世界检疫性害虫，2017年首次在我国西北新疆伊犁的露地番茄发现，2018年又在我国西南云南临沧的保护地番茄发生，目前已快速传播至我国20余个省级区域。【目的】以成虫为对象在室内笼罩条件下，研究明确番茄潜叶蛾的种群定殖、种群重建及延续能力。【方法】每笼接入不同数量（2、4、6、8、10头）的番茄潜叶蛾成虫（性比1﹕1），通过评价其产卵量和幼虫孵化率，研究繁殖体数量对番茄潜叶蛾种群定殖能力的影响；以1对成虫（2头，性比1﹕1）为起始繁殖体数量，通过种群数量动态监测、虫态（龄期）个体数量占比及丰富度指数R评价，研究番茄潜叶蛾的种群重建和延续能力。【结果】以5个繁殖体数量（2、4、6、8、10头，性比1﹕1）接入番茄潜叶蛾成虫，各繁殖体数量的总计产卵量分别为93.1、194.9、271.3、311.5和400.2粒，差异显著；平均单雌产卵量分别为93.1、97.4、90.4、77.9和80.0粒，差异显著，且繁殖体数量为1♀﹕1♂、2♀﹕2♂和3♀﹕3♂的平均单雌产卵量明显高于4♀﹕4♂和5♀﹕5♂；此外，在5个繁殖体起始数量处理中，卵孵化为幼虫的比率均比较高，为91.3%—92.7%；综合分析结果显示，种群定殖能力大小依次为5♀﹕5♂>3♀﹕3♂>4♀﹕4♂>2♀﹕2♂>1♀﹕1♂。1对（2头，性比1﹕1）番茄潜叶蛾成虫即可重新建立种群，约90 d（3个世代）后种群即可达到稳定状态。在168 d（约5个世代）的种群重建和种群延续过程中，仅在最初的0—91 d范围观察到3个较为明显的种群发生高峰（世代），高峰日总计虫量（蛹未予计入）较起始繁殖体数量分别增加77.8、60.5和60.1倍，其中，成虫数量分别增加6.4、4.1和7.7倍；之后，各虫态（卵、1—4龄幼虫、成虫）同时发生，世代重叠现象明显，种群数量趋于稳定并波动增长，总计种群数量持续稳定在96.6—140.6头，不同虫态（龄期）个体数量占比在16.67%上下波动，丰富度指数R稳定在1.011—1.094。【结论】番茄潜叶蛾1对成虫即具有较高的生殖与存活能力，传入的起始繁殖体数量越大，番茄潜叶蛾成功定殖的可能性越大；1头雌虫和1头雄虫即可重新建立种群并使种群得以稳定延续。1对成虫的传入即具有较大的入侵风险并产生足够多的后代以满足种群延续和扩张，因此，在番茄潜叶蛾防控工作中，应加强对该虫的监测预警，并力争在其点片发生期予以灭除。
