草地贪夜蛾(鳞翅目:夜蛾科)是世界范围内重要的迁飞性农业害虫,自2016年以来入侵非亚洲多个国家,目前对世界粮食安全构成严重威胁。当前,草地贪夜蛾的监测和预警策略主要集中在成虫种群密度,缺乏准确预测成虫繁殖动态的信息技术平台。于是在本研究中,为了识别成虫的发育状况,我们首先利用雌性卵巢图像提取和筛选出五个特征并结合支持向量机(SVM)分类器,以及利用雄性精巢图像获取精巢的圆形特征,对成虫发育时间进行判定。然后,利用实验室测试建立了产卵动态与成虫生殖器官发育时间之间关系的模型。结果表明,雌性卵巢发育等级判断的准确率达到91%,卵巢发育时间实际值与预测值的均方误差(MSE)为0.2431,日产卵量实际值与预测值的平均误差率为12.38%。精巢直径识别误差率3.25%,雄性精巢发育时间预测值和实际值的均方误差为0.7734。综合上述研究成果,开发了草地贪夜蛾生殖发育状态识别及繁殖预测微信小程序,现已开放给植保人员使用。本研究开发了一种自动化方法,可以精准预测草地贪夜蛾种群繁殖动态,有助于建设种群监测预和警系统,供专业专家和当地群众使用。
本研究调查了葡萄籽提取物(GSE)对高氧气调包装(HiOx-MAP)肉饼的生鲜肉色、熟制肉色和提前褐变的影响。GSE在肉饼中的添加量为0、0.1、0.25、0.5和0.75 g kg-1。本研究测定了生肉饼在4℃贮藏10天过程中的表面肉色、pH值、脂肪氧化和菌落总数(TVC),测定了加热至66℃或71℃时肉饼的中心肉色和pH值。与对照组(0 g kg-1 GSE)相比,GSE改善了5-10天生肉饼的肉色稳定性 (P<0.05),并且显著抑制了脂肪氧化和肌红蛋白氧化,但对TVC没有显著影响 (P>0.05)。添加0.5和0.75 g kg-1 GSE的肉饼在贮藏后期熟制至66℃时,中心红度比对照组高(P<0.05),并且减少了熟肉饼的PMB程度。以上结果表明,0.5和0.75 g kg-1 GSE的添加可以改善HiOx-MAP肉饼的生鲜肉色并减少PMB的发生。
在湖南农业大学实验基地进行了长达5年的长期定位实验,研究施用90天释放期的聚乙烯包膜尿素对双季稻产量、氮肥利用率、土壤残留无机氮、土壤-植株系统氮平衡和经济效益的影响。本研究共设置了四个不同的施氮肥处理,包括CK(不施氮肥)、U(全量施用普通尿素)、CRU1(全量施用聚乙烯包膜尿素)、CRU2(减氮20%施用聚乙烯包膜尿素)。研究结果表明相比较全量施用普通尿素而言,全量施用控释肥能够分别提高作物产量和氮肥利用率11.0、13.5%。CRU1在晚稻上的产量和氮肥利用率的应用效果要优于早稻。研究结果表明全量施用控释肥可以提高早稻产量6.0%,可以提高早稻氮肥利用率10.2%;提高晚稻产量15.4%;,提高晚稻氮肥利用率13.8%。除此之外,CRU1与CRU2的双季稻产量和氮肥利用率没有明显的差异。此外施用控释肥处理(包括CRU1和CRU2)相较于U有较高的表观土壤残留率和作物表观氮素回收率,同时有较低的表观氮素损失,且CRU2相比较CRUI呈现出较好的的效果。在收获后,控释肥处理(包括CRU1和CRU2)能够维持土壤耕层(0-20 cm)较高的铵态氮和硝态氮浓度,并且能够减少深层土层(40-60 cm)的铵态氮和硝态氮浓度。此外,据估算施用控释肥处理还能获得较好的经济效益。总得来说,施用控释肥要比施用普通肥料在水稻产量、氮肥利用率、土壤-植株氮素平衡、经济效益上表现得更加优越,并且其中减氮施用20%控释肥处理有最优的综合效益。因此,我们认为施用控释肥能够有效解决水稻生产中的氮素管理所面临的挑战。
草地贪夜蛾自2018年12月11日入侵云南后已在我国定殖并形成了周年繁殖区,春夏季将以周年繁殖区为起点向北迁飞。明确其周年发生区域,对指导我国草地贪夜蛾的监测预警及科学防控工作具有重要意义。对冬季草地贪夜蛾在我国热带和亚热带地区的种群动态研究表明,幼虫虫口密度与冬季温度显著正相关,热带地区草地贪夜蛾幼虫种群密度最高,其次为南亚热带地区,而中亚热带北部地区和北亚热带地区未见草地贪夜蛾幼虫发生。研究结果指出草地贪夜蛾在我国1月份等温线10℃以南的热带和南亚热带地区可周年繁殖,该区域包括海南省和台湾省,以及福建、广东、广西、贵州和云南五省的南部区域。该研究明确了草地贪夜蛾的在中国的周年繁殖区域,为该虫区域性监测预警及防控提供了重要依据。
同源重组(homologous recombination, HR)和非同源末端连接(nonhomologous end joining, NHEJ)是真核生物两种主要的双链断裂(DSB)修复方法。通常抑制NHEJ中关键组分的活性能够提高靶基因敲除的效率或者影响真核生物的生长和发育。然而,在玉米大斑病菌(Exserohilum turcicum)有关NHEJ途径的作用了解甚少。为了研究玉米大斑病菌中编码NHEJ途径关键组分蛋白Ku80基因的功能,我们在玉米大斑病菌鉴定并分析了该基因对病菌生长发育及致病性调控作用。方法:本研究通过利用同源比对的方法,在玉米大斑病菌中鉴定到与酵母Ku80同源的基因,命名为StKU80,并对该基因进行了相关生物信息分析;利用农杆菌介导的遗传转化技术(ATMT)获得了两株稳定的StKU80基因敲除突变体,并对基因的功能进行了分析。结果:保守结构域分析表明,StKu80包含真核生物的KU70p / KU80p蛋白典型的结构域VWA,Ku78和Ku-PK-bind;进一步的系统发育分析表明,StKu80与来自小麦颖枯病菌(Parastagonospora nodorum)的Ku80(XP_001802136.1)亲缘关系较近,其次是来自红曲霉(Monascus ruber)的Ku80(AGF90044.1);突变体与野生型(WT)菌株相比,突变体的菌丝间隔变的更长,细胞壁较薄,在细胞壁表面的物质变的变少以及细胞中线粒体的含量变多;对突变体致病相关的结构进行分析表明,突变体不产生分生孢子和成熟的附着胞,但是突变体的HT毒素活性与WT类似,表明StKU80影响了病菌了侵染过程,但并未影响病菌的致病力;对StKU80能否参与调控胁迫响应反应分析发现,突变体对由H2O2产生的氧化反应高度敏感,但是对紫外不敏感。结论:StKU80在调控玉米大斑病菌的生长发育、致病性及胁迫响应过程中发挥着重要的作用。
土壤干旱和盐胁迫是植物生长和农业生产力的主要限制因素。主胚根是感知干旱和盐分胁迫信号的第一个器官。研究发现,与对照植株相比,遭受干旱、高盐和复合胁迫的玉米植株的主胚根长度明显变短。利用气相色谱-质谱联用技术测定了玉米主胚根在干旱、高盐和复合胁迫下代谢产物的变化。本研究共测定86种代谢产物,包括29种氨基酸和胺,21种有机酸,4种脂肪酸,6种磷酸,10种多糖,10种多元醇和6种其他代谢物。其中,53个代谢物在不同胁迫下均有显著变化,且大部分代谢物含量呈下降趋势。共计4种和18种代谢物分别对三种处理均有显著的上调和下调。糖和多元醇等可溶性物质的含量增加以维持渗透平衡。TCA循环中柠檬酸、酮戊二酸、延胡索酸、苹果酸的水平显著降低,莽草酸途径中奎宁酸、莽草酸等代谢物含量显著降低。本研究揭示了主胚根在干旱和盐胁迫复合作用下的复杂代谢反应,拓展了我们对玉米根系对非生物耐受性反应机制的理解。