检索结果-南通市图书馆

通过虫体花粉识别构建植物-传粉者网络:人工模型与AI模型高度一致

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生物多样性 2024年第6期32卷 1-12页

作者：巴苏艳赵春艳刘媛方强河南科技大学农学院河南洛阳471000

传粉是生态系统中一项关键服务,准确识别和分析传粉者携带的花粉对于理解植物‒传粉者交互作用以及传粉服务至关重要。传统的花粉识别方法依赖于显微镜下的人工直接观察,这种方法耗时且需要专业知识,限制了其在大规模应用中的效率,在评... 详细信息

传粉是生态系统中一项关键服务,准确识别和分析传粉者携带的花粉对于理解植物‒传粉者交互作用以及传粉服务至关重要。传统的花粉识别方法依赖于显微镜下的人工直接观察,这种方法耗时且需要专业知识,限制了其在大规模应用中的效率,在评估传粉效率和稀有植物‒传粉者连接方面存在局限性。针对此问题,我们使用公共平台训练了基于河南洛阳市天池山国家森林公园14种同时开花植物的花粉识别人工智能(AI)模型,通过比较人工显微镜观察和AI模型识别142只传粉者身体携带的花粉构成,首次探讨了两种方法构建的植物‒传粉者互作网络的结构差异。结果表明AI模型在构建时能够达到96%的整体准确率。人工识别与AI模型在识别的连接数量、花粉数量以及图片一致率方面存在差异。AI模型在识别连接和花粉数量上略高于人工方法,并且在第三方的一致性检验中,超过半数的情况倾向于AI模型的结果。尽管存在一些独有连接的差异,人工识别与AI模型构建的定量网络在结构特征上展现出高度的相似性。本研究揭示了AI图像识别技术对提高花粉分析效率和准确性的作用,以及应用于植物‒传粉者互作研究的潜力,这将有助于传粉网络研究的大规模开展,为传粉生态学研究提供新的工具和视角。

关键词： AI模型花粉鉴定图像识别植物‒传粉者互作虫体携带花粉

外源油菜素内酯与不同水分处理对水稻生长生理、产量及氮素利用的影响

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干旱地区农业研究 2024年第1期42卷 54-64页

作者：郝威名李浩晶李雨阳赵喜辉曹静徐国伟河南科技大学农学院河南洛阳471003

于2022年以‘徐稻3号’为材料,设置生育期正常灌溉(土壤水势为0 kPa)、中度水分胁迫(土壤水势为-30 kPa)两种水分处理及4种不同浓度(0、0.1、1.0、5.0μmol·L^(-1))油菜素内酯(BR)喷施处理,研究不同水分处理以及油菜素内酯耦合对根系... 详细信息

于2022年以‘徐稻3号’为材料,设置生育期正常灌溉(土壤水势为0 kPa)、中度水分胁迫(土壤水势为-30 kPa)两种水分处理及4种不同浓度(0、0.1、1.0、5.0μmol·L^(-1))油菜素内酯(BR)喷施处理,研究不同水分处理以及油菜素内酯耦合对根系生长、根系氮代谢酶活性、地上部生长以及氮素利用的影响。结果表明:与生育期正常灌溉相比,中度水分胁迫显著降低了水稻总根长、根表面积、根体积、根系活跃吸收面积、总吸收面积、地上部干质量、株高、分蘖数及净光合速率,降幅分别为21.8%、20.6%、12.9%、13.9%、13.4%、26.3%、13.8%、17.7%与13.1%;显著增加了抽穗期根平均直径、根系活力及根冠比,平均增幅分别为8.0%、28.6%与26.6%。随着外源油菜素内酯浓度的增加,水稻总根长、根表面积、根平均直径、根体积、根系活跃吸收面积、根系总吸收面积、硝酸还原酶活性、谷氨酰胺合成酶活性、地上部干质量、株高、分蘖数、净光合速率及叶绿素含量均呈先升高后降低的趋势,在0.1μmol·L^(-1)浓度(B1)处理下达到最大值。主要生育时期水稻总根长、根表面积、根体积、根系总吸收面积、根系活跃吸收面积、谷氨酰胺合成酶活性、地上部干质量、株高、分蘖数、净光合速率、叶绿素含量与产量及氮肥农学利用率均呈显著或极显著正相关关系。综上,生育期正常灌溉配合喷施0.1μmol·L^(-1)油菜素内酯(BR)有利于水稻产量的提高,为本研究条件下最佳的水分与油菜素内酯耦合运筹模式。

关键词：油菜素内酯(BR) 水分处理水稻根系形态生理地上部生长氮素利用

增温条件下生物炭和腐殖酸改良铜污染土壤对小麦吸持养分的影响

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干旱地区农业研究 2024年第5期42卷 189-197页

作者：云望舒刘德鸿寇太记赖路宽夏东方河南科技大学农学院河南洛阳471023

为了评价气候变暖条件下生物炭和腐殖酸对铜(Cu)污染土壤的改良效果,于2020年在河南省洛阳市,利用田间被动式夜间增温系统,以冬小麦为研究材料,设置了不同温度下[常温(NT)与夜间增温(HT)],Cu污染土壤中施用生物炭(CCu)、低用量腐殖酸(F1... 详细信息

为了评价气候变暖条件下生物炭和腐殖酸对铜(Cu)污染土壤的改良效果,于2020年在河南省洛阳市,利用田间被动式夜间增温系统,以冬小麦为研究材料,设置了不同温度下[常温(NT)与夜间增温(HT)],Cu污染土壤中施用生物炭(CCu)、低用量腐殖酸(F1Cu)、高用量腐植酸(F2Cu)的双因素盆栽试验,研究了成熟期小麦的干物质积累与分配、氮(N)、磷(P)和铜(Cu)素的吸收利用和转运迁移规律。结果表明,田间被动式增温系统在小麦全生育期平均增温0.56℃,达到了良好的增温效果。Cu污染使得小麦的生长受到抑制,各部位生物量与总生物量显著降低22.3%~76.0%。HT处理提高了冬小麦生物量(22.3%~27.83%),一定程度缓解了Cu污染对小麦生长的抑制效应;HT处理降低了Cu污染土壤中小麦植株的N、P含量在各组织之间的变化幅度,但对平均含量无显著影响;在CK处理下,对于Cu素转运而言,HT显著提升了Cu素由地下部向地上部转运量的229.62%,且显著增加了小麦植株中N、P的积累量(11.1%~45.5%)。施用腐殖酸和生物炭均减轻了Cu污染对小麦生长的抑制作用,在总生物量中表现为F2Cu>F1Cu>CCu。施用腐殖酸(F1Cu、F2Cu)对小麦N、P积累量有提升趋势;相比Cu处理显著提升了小麦植株N积累量的22.2%~100%。添加改良剂均有利于Cu由茎向穗迁移(9.6%~79.8%),而以CCu处理对其转运的促进更加明显。综上,施用腐殖酸、生物炭均可不同程度减缓Cu污染对小麦生长的危害,有助于提升小麦抵御Cu污染胁迫的能力,但改良重金属Cu污染土壤的农业效果可能在未来气候条件下会发生改变。

关键词：冬小麦夜间增温土壤铜污染生物炭腐殖酸

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干旱下小麦旗叶在灌浆期下午保持高光合速率的生理机制

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植物生理学报 2024年第3期60卷 573-584页

作者：吴金芝王荣荣黄明汪洪涛赵雯馨李淑靖黄修利张振旺李友军河南科技大学农学院河南洛阳471023

为了研究干旱下小麦旗叶在灌浆期下午保持高光合速率的生理机制,2018—2021年度,在防雨棚池栽条件下,以强抗旱性品种‘晋麦47’(‘JM47’)和弱抗旱性品种‘偃展4110’(‘YZ4110’)为材料,采取测墒补灌的方法,设置重度干旱(W1)、中度干旱... 详细信息

为了研究干旱下小麦旗叶在灌浆期下午保持高光合速率的生理机制,2018—2021年度,在防雨棚池栽条件下,以强抗旱性品种‘晋麦47’(‘JM47’)和弱抗旱性品种‘偃展4110’(‘YZ4110’)为材料,采取测墒补灌的方法,设置重度干旱(W1)、中度干旱(W2)、轻度干旱(W3)、适宜供水(W4)4个处理,测定了灌浆前期(EGFS)、中期(MGFS)和中后期(MALGFS)14:00—16:00的旗叶净光合速率(Pn)、相对含水量(RWC)、抗氧化特性、渗透调节物质含量以及成熟期的籽粒产量。结果表明,干旱导致小麦灌浆期下午旗叶Pn和籽粒产量降低且整体上‘JM47’灌浆期下午旗叶Pn和籽粒产量显著高于‘YZ4110’。从3年均值来看,与W4相比,干旱使灌浆期下午的旗叶生理特性整体上表现为RWC和过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性降低,旗叶丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)和可溶性糖(SS)含量提高,且‘JM47’的变幅多优于‘YZ4110’。与‘YZ4110’相比,干旱下‘JM47’灌浆中期下午的旗叶RWC、POD活性、SS含量,灌浆中后期下午的旗叶RWC、POD活性、CAT活性和Pro含量显著提高,灌浆中期和中后期旗叶下午MDA含量显著降低。相关分析结果表明,除灌浆前期下午‘JM47’旗叶CAT活性、SS含量和‘YZ4110’旗叶CAT活性,以及灌浆中期下午‘JM47’旗叶CAT活性外,灌浆期下午旗叶Pn与旗叶RWC、POD活性、CAT活性显著正相关,与旗叶Pro、SS和MDA含量显著负相关。综上,干旱会降低灌浆期下午旗叶Pn,干旱下强抗旱性品种‘JM47’旗叶在灌浆期下午具有较高的RWC、POD活性、CAT活性、Pro含量、SS含量,较低MDA含量是其维持高Pn的生理基础。

关键词：干旱灌浆期下午光合速率生理特性产量

Cu_(2)O纳米颗粒对小麦幼苗快速叶绿素荧光诱导动力学特征及相关基因的影响

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应用生态学报 2024年第3期35卷 721-730页

作者：郭葳王楠张凯悦宋沛沛马占强河南科技大学农学院/牡丹学院河南洛阳471000

土壤中金属纳米颗粒可引发蓄积效应进而威胁农作物的生态安全。探讨氧化亚铜纳米颗粒(Cu2O-NPs)对小麦幼苗叶片光系统Ⅱ(PSⅡ)的影响,对了解Cu2O-NPs对农作物光合作用的影响具有重要意义。本研究以“周麦18”小麦为供试植物,采用水培法... 详细信息

土壤中金属纳米颗粒可引发蓄积效应进而威胁农作物的生态安全。探讨氧化亚铜纳米颗粒(Cu2O-NPs)对小麦幼苗叶片光系统Ⅱ(PSⅡ)的影响,对了解Cu2O-NPs对农作物光合作用的影响具有重要意义。本研究以“周麦18”小麦为供试植物,采用水培法,研究了0、10、50、100和200 mg·L^(-1) Cu_(2)O-NPs对小麦幼苗叶绿素荧光诱导动力学特性及相关基因的影响。结果表明:随着Cu2O-NPs浓度的增加,小麦叶片叶绿素含量降低,OJIP曲线的标准化出现明显的K相(ΔK>0),PSⅡ反应中心活性参数[单位反应中心吸收的光能(ABS/RC)、单位反应中心捕获的光能(TRo/RC)、单位反应中心捕获的用于电子传递的能量(ETo/RC)和单位反应中心以热能形式耗散的能量(DIo/RC)]的值升高,PSⅡ能量分配比率参数[PSⅡ最大光化学效率(φ_(Po))、用于电子传递的量子产额(φEo)和捕获的激子将电子传递到QA以后的其他电子受体的概率(ψo)]呈下降趋势,而用于热耗散的量子比率(φDo)升高。小麦幼苗叶片光合量子产率Y(Ⅱ)、光化学猝灭系数(qP)、净光合速率(Pn)、气孔导度(gs)、胞间CO_(2)浓度(Ci)和蒸腾速率(Tr)随Cu_(2)O-NPs处理浓度的增加而降低。Cu_(2)O-NPs胁迫下,小麦幼苗叶片PSⅡ基因(PsbD、PsbP、Lhcb1)、Rubisco大亚基基因(RbcL)、细胞色素b6/f复合体基因(PetD、Rieske)和ATP合成酶类基因(AtpA、AtpB、AtpE、AtpI)均显著下调。综上,施加Cu2O-NPs改变了小麦幼苗PSⅡ的活性及结构,PSⅡ反应中心活性、PSⅡ供体侧和受体侧性能参数等均受到影响,PSⅡ相关基因下调,并表现出明显的浓度效应。

关键词：小麦氧化亚铜纳米颗粒叶绿素荧光光合系统Ⅱ

施氮和灌溉处理对麦田土壤有机碳组分及酶活性的影响

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环境工程技术学报 2024年第5期14卷 1419-1426页

作者：王颜玉王文定郑梦瑶欧行奇郑会芳河南科技学院农学院

探讨不同水氮管理对麦田土壤有机碳(SOC)含量、SOC组分及土壤酶活性的影响,对促进SOC库提升和助力“双碳”目标实现具有重要作用。试验设置雨养和灌溉2个灌水处理及3个施氮水平(分别为0、180和360 kg/hm^(2),记为N0、N180和N360),共6个... 详细信息

探讨不同水氮管理对麦田土壤有机碳(SOC)含量、SOC组分及土壤酶活性的影响,对促进SOC库提升和助力“双碳”目标实现具有重要作用。试验设置雨养和灌溉2个灌水处理及3个施氮水平(分别为0、180和360 kg/hm^(2),记为N0、N180和N360),共6个处理。于小麦收获期,测定0~40 cm土层SOC、易氧有机碳(EOC)、颗粒有机碳(POC)和矿质结合有机碳(MOC)含量,以及土壤脲酶(UA)、β-葡萄糖苷酶(β-BG)、蔗糖酶(IA)、过氧化氢酶(HPA)活性。结果表明:与雨养条件下相比,灌溉条件下会降低SOC含量,不利于维持SOC的稳定;N180处理下,与灌溉条件下相比,雨养条件SOC含量在0~20和20~40 cm土层中分别提高了6.3%和71.7%;并且在3个氮水平下,雨养条件下的EOC含量均高于灌溉条件。研究显示,施氮180 kg/hm^(2)结合适宜的水分管理有利于促进SOC积累。适宜农田水氮管理不仅是实现作物单产提升的重要途径,在促进SOC库提升和助力实现“双碳”目标方面也发挥着重要作用。

关键词：水氮 SOC 土壤SOC组分土壤酶活麦田

基于MTT比色和响应面法优化侧孢短芽孢杆菌最大活菌数培养条件

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食品与机械 2024年第2期40卷 28-35,62页

作者：宋鹏李理想赵彪王泽乐孙兴鑫河南科技大学农学院河南洛阳471000

目的:探索获得侧孢短芽孢杆菌(Brevibacillus laterosporus)最大活菌数的最佳培养基成分及培养条件。方法:在建立MTT比色法与平板计数法的相关回归方程基础上,对获得最大活菌数的侧孢短芽孢杆菌最适培养基成分(碳源、氮源、无机盐)和培... 详细信息

目的:探索获得侧孢短芽孢杆菌(Brevibacillus laterosporus)最大活菌数的最佳培养基成分及培养条件。方法:在建立MTT比色法与平板计数法的相关回归方程基础上,对获得最大活菌数的侧孢短芽孢杆菌最适培养基成分(碳源、氮源、无机盐)和培养条件(初始pH、温度、接种量、磷酸二氢钾)进行优化。结果:MTT比色法与平板计数法对活菌数测定结果表现出显著的线性关联(R^(2)>0.999);麦芽糖、氯化钙、初始pH、磷酸二氢钾为显著影响因子,最佳发酵条件为麦芽糖8.75 g/L,氯化钙0.17 g/L,初始pH 7.07、磷酸二氢钾3.73 g/L,此条件下活菌数为8.12×10^(8)CFU/mL,与理论活菌数(8.25×10^(8)CFU/mL)无显著差异。结论:基于MTT比色和响应面法优化侧孢短芽孢杆菌最大活菌数培养条件,优化后的活菌数较优化前提高了3.02倍。

关键词： MTT比色法响应面法侧孢短芽孢杆菌活菌数培养条件优化

小麦倒春寒响应基因TaJAZ6的克隆、表达模式及亚细胞定位分析

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华北农学报 2024年第1期39卷 27-36页

作者：张自阳周谦王依王志伟朱启迪茹振钢刘明久河南科技学院农学院河南新乡453003

JAZ蛋白在植物生长发育和胁迫信号通路中具有关键作用。为探究JAZ蛋白在小麦倒春寒中的调控机制,从小麦幼穗中克隆了TaJAZ6基因,并对其分子特征、表达特性与亚细胞定位进行分析。结果表明,该基因CDS序列全长为549 bp,编码178个氨基酸,... 详细信息

JAZ蛋白在植物生长发育和胁迫信号通路中具有关键作用。为探究JAZ蛋白在小麦倒春寒中的调控机制,从小麦幼穗中克隆了TaJAZ6基因,并对其分子特征、表达特性与亚细胞定位进行分析。结果表明,该基因CDS序列全长为549 bp,编码178个氨基酸,预测编码蛋白质的分子质量为18.376 ku,理论等电点为9.37,不稳定系数为62.44,属于不稳定蛋白。该基因编码蛋白质具有1个TIFY结构域和1个CCT_2结构域。系统进化树分析发现,该蛋白质与野生二粒小麦和乌拉尔图小麦TIFY 11b蛋白亲缘关系最近。TaJAZ6基因启动子区除含有CAAT-box、TATA-box等基础作用元件外,还含有激素类响应元件、光响应元件、低温响应元件、防御和应激反应元件等。实时荧光定量PCR分析发现,TaJAZ6基因在根、茎、叶和幼穗中均有表达,根系中表达量最高。TaJAZ6基因还受低温和茉莉酸甲酯(MeJA)的诱导表达,低温胁迫下,TaJAZ6在矮抗58(耐倒春寒)和郑麦366(倒春寒敏感)根、茎和叶中表达趋势相同,均显著升高;喷施300,350μmol/L的MeJA之后再低温处理TaJAZ6在2个小麦品种中表达量均显著下降。TaJAZ6在低温胁迫后的幼穗中表达量出现相反的趋势,在矮抗58幼穗中表达量显著下降,在郑麦366幼穗中则显著上升,推测该基因可能负调控了小麦倒春寒胁迫防御反应。通过喷施MeJA显著降低了低温胁迫下2个小麦品种幼穗中TaJAZ6基因的相对表达量,同时提高了小麦的结实粒数。亚细胞定位试验显示,TaJAZ6蛋白定位于细胞核中。以上研究结果表明,TaJAZ6可能在小麦响应倒春寒胁迫过程中发挥重要作用。

关键词：小麦 TaJAZ6基因表达分析低温胁迫亚细胞定位

施磷量对不同耐低磷型水稻品质及淀粉合成酶活性的影响

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中国生态农业学报（中英文） 2024年第5期32卷 816-826页

作者：李雨阳李浩晶郝威名赵喜辉曹静徐国伟河南科技大学农学院洛阳471003

适宜磷肥用量对水稻品质具有一定影响。为明确施磷量对不同耐低磷型水稻品质及其强、弱势粒淀粉合成相关酶活性的影响,以‘连粳7号’(弱耐低磷)和‘甬优2640’(强耐低磷)为供试水稻品种进行盆栽试验,设置4个磷肥施用量(按P_(2)O_(5)计):... 详细信息

适宜磷肥用量对水稻品质具有一定影响。为明确施磷量对不同耐低磷型水稻品质及其强、弱势粒淀粉合成相关酶活性的影响,以‘连粳7号’(弱耐低磷)和‘甬优2640’(强耐低磷)为供试水稻品种进行盆栽试验,设置4个磷肥施用量(按P_(2)O_(5)计):0 kg·hm^(-2)(P0)、60 kg·hm^(-2)(P60)、120 kg·hm^(-2)(P120)、180 kg·hm^(-2)(P180),分析不同施磷量下稻米品质与淀粉合成酶活性之间的关系,为高品质稻米栽培提供参考。结果表明:1)与P0相比,增施磷肥改善了稻米品质。随着施磷量增加,糙米率、精米率、整精米率呈先增加后降低趋势,垩白粒率、垩白面积、垩白度、碱消值、直链淀粉含量先降低后增加。‘连粳7号’与‘甬优2640’分别在P120、P60时稻米品质最优,糙米率、精米率和整精米率分别比P0增加19.6%、25.3%、79.7%(‘连粳7号’)与17.8%、23.5%、38.4%(‘甬优2640’);‘甬优2640’稻米品质优于‘连粳7号’。2)与P0相比,增施磷肥提高了水稻籽粒淀粉合成相关酶活性。腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)、可溶性淀粉合成酶(StSase)、蔗糖合成酶(SuSase)、淀粉分支酶(Q-酶)、三磷酸腺苷酶(ATPase)活性随施磷量增加先增加后降低。总体来看,‘连粳7号’与‘甬优2640’分别在P120、P60时淀粉合成相关酶活性最高,灌浆中期强势粒AGPase、StSase活性分别比P0增加18.4%、51.1%(‘连粳7号’)与20.0%、51.5%(‘甬优2640’);‘甬优2640’籽粒酶活性高于‘连粳7号’。3)不同耐低磷型品种淀粉合成相关酶活性与蛋白质含量、直链淀粉含量相关性不同。淀粉合成相关酶显著或极显著影响‘连粳7号’蛋白质含量,对直链淀粉含量影响较小;淀粉合成相关酶活性显著或极显著影响‘甬优2640’直链淀粉含量,对蛋白质含量影响较小。‘连粳7号’与‘甬优2640’分别在P120、P60处理下能够提高强弱势粒中淀粉合成相关酶活性,促进籽粒中淀粉的合成与积累,有利于水稻品质改善。

关键词：水稻耐低磷品种施磷量强弱势粒稻米品质淀粉合成酶