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不同施氮量和剪穗处理下水稻源库特征对稻田CH_(4)排放的协同影响

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农业环境科学学报 2024年第9期43卷 2166-2173页

作者：黄宇晴任孝俭张青爽周继永熊栋梁崔克辉作物遗传改良全国重点实验室/农业农村部长江中游作物生理生态与耕作重点实验室/华中农业大学植物科学技术学院武汉430070 湖北省武穴市农业技术推广中心湖北武穴435499

为阐明水稻植株源、库特征与稻田CH_(4)排放间的关系,在大田条件下设置0N(不施氮)、150N(S_(0))(施氮量150 kg·hm^(−2),不剪穗)、210N(施氮量210 kg·hm^(−2))3个氮肥处理,并在150N处理下设置剪半穗处理,测定稻田CH_(4)排放、根系分泌... 详细信息

为阐明水稻植株源、库特征与稻田CH_(4)排放间的关系,在大田条件下设置0N(不施氮)、150N(S_(0))(施氮量150 kg·hm^(−2),不剪穗)、210N(施氮量210 kg·hm^(−2))3个氮肥处理,并在150N处理下设置剪半穗处理,测定稻田CH_(4)排放、根系分泌物有机碳含量、源库大小和产量等指标。结果表明:与210N处理相比,150N(S_(0))处理下水稻单位面积颖花数和库容分别显著提高6.7%和6.6%;剪穗导致单位面积颖花数和库容均下降55.9%。不同处理下的库特征变化显著影响水稻产量和稻田CH_(4)排放,150N(S_(0))处理下CH_(4)累积排放量比210N处理下显著降低了29.5%,产量升高了7.2%;与不剪穗相比,剪穗导致产量降低53.0%,而CH_(4)累积排放量升高76.8%。CH_(4)累积排放量和单位产量的CH_(4)累积排放量分别与库容、单位面积颖花数、粒叶比及产量呈显著负相关。与210N处理相比,150N(S_(0))处理下根系分泌物中总有机碳和碳水化合物总量分别降低18.9%和39.7%;与不剪穗相比,剪穗导致根系分泌物总有机碳和碳水化合物总量分别显著增加65.8%和217.1%。CH_(4)累积排放量和单位产量的CH_(4)累积排放量与根系分泌物中总有机碳和碳水化合物总量显著正相关,而根系分泌物中总有机碳和碳水化合物总量与单位面积颖花数、库容、产量显著负相关。研究表明,不同处理下水稻库特征变化主要通过影响根系分泌物进而影响CH_(4)排放,因此适量施氮可以增加库容量,减少根系有机碳分泌,从而在实现较高水稻产量的同时减少稻田CH_(4)排放。

关键词：稻田 CH_(4)排放施氮量剪穗源库特征根系分泌物

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基于光谱指数的棉花叶片叶绿素密度估算研究

中国农业科技导报 2024年第8期26卷 103-111页

作者：李紫琴王家强李贞邹德秋张小功罗霄玉柳维扬塔里木大学农学院南疆干旱区特色作物遗传改良与高效生产兵团重点实验室新疆阿拉尔843300

为构建叶绿素密度的估算模型,通过设置不同施氮量梯度的棉花盆栽试验,在盛花期对棉花叶片进行光谱测试获取反射率数据,同时采集叶片样本测定叶绿素密度,通过反射率数据构建光谱指数,优选与叶绿素密度相关性大的光谱指数,利用随机森林算... 详细信息

为构建叶绿素密度的估算模型,通过设置不同施氮量梯度的棉花盆栽试验,在盛花期对棉花叶片进行光谱测试获取反射率数据,同时采集叶片样本测定叶绿素密度,通过反射率数据构建光谱指数,优选与叶绿素密度相关性大的光谱指数,利用随机森林算法(radom forest,RF)和偏最小二乘法(partial least squares regression,PLSR)构建棉花叶片的叶绿素密度估算模型并进行精度验证。结果表明,RF与PLSR 2种估算模型的R2分别为0.7235和0.7047,RPD分别为1.8514和1.4569,表明2个模型均具有粗略的预测能力,其中,RF模型的精度要高于PLSR模型,故利用高光谱技术对盛花期棉花叶绿素密度进行无损快速估测是可行的,研究结果为棉花群体长势状况的监测提供技术支撑。

关键词：棉花叶绿素密度光谱特征高光谱

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不同来源玉米种质资源对典型南疆气候的适应性评价

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江苏农业科学 2024年第7期52卷 71-78页

作者：胡梦婷田慧娟张富来刘鸿丁舒琦张丹塔里木大学农学院/南疆干旱区特色作物遗传改良与高效生产兵团重点实验室新疆阿拉尔843300

为筛选适宜在新疆阿拉尔地区及气候类似的南疆地区种植的玉米种质资源,并探究其在南疆地区的遗传多样性与适应性,以299份玉米种质为材料,剔除27个发育异常的品种,对272份玉米种质的12个性状进行相关性分析、主成分分析、聚类分析,并评... 详细信息

为筛选适宜在新疆阿拉尔地区及气候类似的南疆地区种植的玉米种质资源,并探究其在南疆地区的遗传多样性与适应性,以299份玉米种质为材料,剔除27个发育异常的品种,对272份玉米种质的12个性状进行相关性分析、主成分分析、聚类分析,并评估变异情况。结果表明:(1)272份玉米种质具有丰富的遗传多样性,变异系数范围为14.76%~38.07%;(2)相关性分析表明,272份玉米种质的性状之间几乎都存在显著或极显著相关关系;(3)主成分分析将12个农艺性状提取前3个主成分(株型、叶绿素含量、茎叶夹角),累计贡献率达70.813%;(4)聚类分析将272个种质聚为4类,聚类结果与主成分分析评分较高的品种大多一致,但也存在差异。第Ⅲ、Ⅳ类群的种质适应性较好,适宜在阿拉尔市及气候相似的南疆地区引进种植。利用多种综合分析方法,可以较为准确地进行品种筛选与评价。

关键词：玉米南疆适应性农艺性状种质资源

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酸转运蛋白与果实酸积累关系的研究进展

园艺学报 2024年第7期51卷 1474-1488页

作者：张立华徐玉郑丽桐王长智祝令成马百全李明军东北农业大学园艺园林学院农业农村部园艺作物生物学与遗传改良(东北地区)重点实验室哈尔滨150030 西北农林科技大学园艺学院旱区作物逆境生物学国家重点实验室/陕西省苹果重点实验室陕西杨凌712100

苹果酸和柠檬酸是大多数成熟果实中酸度形成的主要贡献者。有机酸从细胞质进入液泡贮藏是一个复杂的过程,高度依赖大量的有机酸转运体和各种质子泵基因。本文重点综述了近年来园艺作物果实中有机酸积累与有机酸转运基因之间关系的研究进... 详细信息

苹果酸和柠檬酸是大多数成熟果实中酸度形成的主要贡献者。有机酸从细胞质进入液泡贮藏是一个复杂的过程,高度依赖大量的有机酸转运体和各种质子泵基因。本文重点综述了近年来园艺作物果实中有机酸积累与有机酸转运基因之间关系的研究进展,并对未来的研究方向提出了建议。

关键词：果实有机酸酸转运蛋白酸积累调控

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土壤改良剂对低湖冷浸田土壤特性及水稻生长的影响

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作物杂志 2024年

作者：汪本福余振渊宋平原张作林张枝盛李阳苏章锋郑中春程建平粮食作物种质创新与遗传改良湖北省重点实验室/农业农村部作物分子育种重点实验室长江大学农学院潜江市农业技术推广中心潜江市农业农村局

低湖冷浸田具有土壤通气透水性差、土壤还原性强、有效养分缺乏等特点。本研究以湖北省典型潜育型低湖冷浸田为研究对象，探讨土壤改良剂对土壤特性、水稻根系特征及产量的影响。结果表明，与单施化肥处理（CK）比较，施用土壤改良剂通... 详细信息

低湖冷浸田具有土壤通气透水性差、土壤还原性强、有效养分缺乏等特点。本研究以湖北省典型潜育型低湖冷浸田为研究对象，探讨土壤改良剂对土壤特性、水稻根系特征及产量的影响。结果表明，与单施化肥处理（CK）比较，施用土壤改良剂通过增加有效穗数和结实率提高产量16.7%；显著促进了水稻根系生长发育，总根长增加14.0%，根鲜重增加27.1%、根干重增加28.5%、根体积增加21.5%；并有效降低了冷浸田还原性，增强土壤氧化特性，氧化还原电位提高16.3%，土壤还原性物质总量降低1.86 cmol/kg，活性还原物质降低2.19 cmol/kg，还可增加土壤有效养分含量，碱解氮、有效磷和速效钾分别达11.0%、28.5%和39.2%。化肥减量20%配施土壤调理剂后，产量减产4.98%，但减产未达显著水平，增加总根长5.0%，根鲜重增加9.3%、根干重增加18.6%、根体积增加8.3%；并使土壤还原性物质总量降低1.95 cmol/kg，活性还原物质降低2.24 cmol/kg，氧化还原电位提高13.9%，亦降低了土壤还原性。综上，施用土壤改良剂可减轻低湖冷浸田还原性，提高土壤氧化特性，改善根系生长发育，提高土壤有效养分供应，增产效果显著。

关键词：土壤改良剂冷浸田氧化还原电位土壤理化性状产量

基于HTP标记对玉米DH、RIL和BC群体遗传规律的比较分析

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玉米科学 2024年第2期32卷 8-15页

作者：张云龙马世鹏许理文赵怡锟王蕊朱少喜霍永学张立平郭瑞佳李莉王元东番兴明王凤格北京市农林科学院玉米研究所/玉米DNA指纹及分子育种北京市重点实验室北京100097 中国农业大学农学院种子科学与技术研究中心北京100193 北京市农林科学院杂交小麦研究所/杂交小麦分子遗传北京市重点实验室北京100097 云南省农业科学院粮食作物研究所昆明650205

以先玉335双单倍体(Doubled Haploids,DH)群体、掖107×昌7-2重组自交系(Recombined inbred lines,RIL)群体和京724×京92回交1代(Backcross,BC)群体为试材,采用全基因组覆盖的新型区块标记——单倍型标签多态性(haplotype-tag polymorphisms,HTP)标记,从基因型分离比、亲本遗传片段和重组交换3个角度解析DH、RIL、BC群体的遗传规律。结果表明,DH群体虽然偏分离高于BC群体,平均交换频率低于RIL群体,但该群体样本中不存在杂合和外源片段,均为纯合片段;平均亲本遗传片段长度为384个HTP,高于RIL群体;单代上拥有最高的重组交换次数,相较于其他群体,在群体特点和创制成本等方面具有较多优势。

关键词：玉米 DH RIL BC HTP标记遗传规律

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番茄黄化曲叶病毒胁迫下外源NO对番茄抗氧化物酶基因表达的影响

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中国农业科技导报 2024年

作者：罗金城朱晓林魏小红王贤王宝强杜雪芬甘肃农业大学生命科学技术学院甘肃省作物遗传改良与种质创新重点实验室甘肃省干旱生境作物学重点实验室

为探究黄化曲叶病毒（tomato yellow leaf curl virus, TYLCV）胁迫下外源一氧化碳（nitric oxide, NO）对番茄抗氧化物酶基因表达的影响，以易感病番茄品种金鹏1号为试验材料，在对照（CK）、TYLCV(TY)和NO+TYLCV(NO+TY)3种处理下，通... 详细信息

为探究黄化曲叶病毒（tomato yellow leaf curl virus, TYLCV）胁迫下外源一氧化碳（nitric oxide, NO）对番茄抗氧化物酶基因表达的影响，以易感病番茄品种金鹏1号为试验材料，在对照（CK）、TYLCV(TY)和NO+TYLCV(NO+TY)3种处理下，通过转录组测序、实时荧光qRT-PCR和生物信息学分析进行研究。结果表明，在番茄基因组中共筛选出55个抗氧化酶编码相关基因，其中存在于不同亚细胞区室中含有外显子数目最多的抗氧化酶基因均显著响应TYLCV胁迫。NO介导的抗氧化酶编码基因数量在不同亚细胞区室的分布表现为叶绿体>细胞膜>细胞质>过氧化物酶体>液泡，其中Chl Cu-Zn SOD、Chl MR2、Chl GR、Per MR、Pla CAT1和Pla CAT7的表达量显著上调；Chl Fe SOD1、Chl Fe SOD2、Cyt GPX、Cyt APX1、Cyt APX2 L-5、Pla CAT3、Pla CAT8和Vac CAT的表达量显著下调。实时荧光qRT-PCR验证发现，Chl GR、Min Mn SOD和Per CAT2响应TYLCV表达，Chl Cu-Zn SOD、Pla CAT7、Pla CAT8和Cyt APX2 L-5响应TYLCV和NO表达。以上结果为研究NO在提高番茄抗病性机制中的作用提供理论依据。

关键词：番茄番茄黄花曲叶病一氧化氮抗氧化酶基因

融合改进头脑风暴与Powell算法的马铃薯多模态图像配准

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农业工程学报 2024年

作者：李易达王雨欣李晨曦赵冀马恢张漫李寒中国农业大学现代精细农业系统集成研究教育部重点实验室中国农业大学农业农村部农业信息获取技术重点实验室张家口市农业科学院

基于热成像仪获取作物冠层温度可以实现作物水分胁迫状态的非接触式、无损检测，并且具有高通量检测的潜力。然而热红外图像存在作物边缘分布不清晰、噪声强、缺乏形状、纹理信息等问题，无法实现作物冠层温度自动化提取，利用可见光与... 详细信息

基于热成像仪获取作物冠层温度可以实现作物水分胁迫状态的非接触式、无损检测，并且具有高通量检测的潜力。然而热红外图像存在作物边缘分布不清晰、噪声强、缺乏形状、纹理信息等问题，无法实现作物冠层温度自动化提取，利用可见光与热红外图像间的信息互补性，通过图像自动配准技术可以弥补热红外图像缺点，为自动化检测提供基础。为解决可见光图像与热红外图像之间辐射、形状和纹理差异，导致不同模态图像配准难度较大问题，该研究提出了一种融合改进头脑风暴(brain storm optimization algorithm,BSO)与Powell算法的可见光与热红外图像配准方法。研究通过对原始BSO优化算法进行改进使得整体算法更好寻找到最优仿射变换矩阵进而完成图像配准任务，具体改进包含以下5个方面：使用混沌映射函数初始化BSO群体分布、修改新个体变异范围、手肘法动态调整BSO中K-means聚类数、在个体变异方式策略中加入混沌本地搜索方法、在算法执行过程中根据BSO算法前期后期不同特性动态调整概率参数。研究选用互信息值(mutual information,MI)、归一化互信息值(normalized mutual information,NMI)、均方根误差(root mean square error,RMSE)和平均结构相似性指数(mean structure similarity index measure,MSSIM)作为评价指标。该研究算法相对比Powell优化算法、遗传算法(genetic algorithm,GA)和BSO＿Powell算法在温室数据中MI指标分别提升0.054 2、0.076 9、0.040 5,NMI指标分别提升0.015 9、0.023 1、0.052 7,RMSE指标分别降低15.02、13.03、27.08,MSSIM指标分别提升0.052 3、0.048 8、0.122 4；大田数据中MI指标分别提升0.064 2、0.066 7、0.035 5,NMI指标分别提升0.007 7、0.012 5、0.012 4,RMSE指标分别降低14.06、10.57、15.40,MSSIM指标分别提升0.047 1、0.038 1、0.042 9。结果表明，所提出算法具有很强的鲁棒性，能够准确完成复杂环境下马铃薯多模态图像配准任务。

关键词：图像配准头脑风暴算法 Powell算法互信息马铃薯

外源激素对雾培马铃薯叶片气孔密度及块茎产量的调控作用

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作物杂志 2024年

作者：金彦君祝洪沙李成东王金禹万婷丽周爱爱撒刚程李香刘娟余斌庄浪县农业技术推广中心甘肃农业大学农学院干旱生境作物学国家重点实验室/甘肃省作物遗传改良与种质创新重点实验室甘肃农业大学水利水电工程学院

为探究雾培条件下外源激素对马铃薯叶片气孔密度和块茎产量的影响，本研究以费乌瑞它和甘农薯7号为试验材料，叶面喷施10 mg/L 6-苄氨基嘌呤（6-BA）、22.43 mg/L茉莉酸甲酯（MeJA）和0.1 mg/L油菜素内酯（BR）。结果表明，3种激素处理... 详细信息

为探究雾培条件下外源激素对马铃薯叶片气孔密度和块茎产量的影响，本研究以费乌瑞它和甘农薯7号为试验材料，叶面喷施10 mg/L 6-苄氨基嘌呤（6-BA）、22.43 mg/L茉莉酸甲酯（MeJA）和0.1 mg/L油菜素内酯（BR）。结果表明，3种激素处理均可不同程度增加马铃薯叶片气孔密度，其中喷施10 mg/L 6-BA，费乌瑞它和甘农薯7号叶片近轴面气孔密度和远轴面气孔密度较对照分别增加13.89%、6.74%和12.02%、3.38%；喷施22.43 mg/L MeJA，费乌瑞它和甘农薯7号叶片近轴面气孔密度和远轴面气孔密度可分别较对照增加26.98%、29.43%和12.75%、15.25%；喷施0.1mg/L BR，费乌瑞它和甘农薯7号叶片近轴面气孔密度和远轴面气孔密度可分别较对照增加11.78%、10.70%和28.84%、39.15%。喷施10mg/L 6-BA使费乌瑞它与甘农薯7号单株结薯数较对照分别增加10.00%、23.67%，单株产量较对照分别增加23.24%、28.31%；喷施22.43 mg/L MeJA，费乌瑞它的单株产量较对照显著增加17.66%，甘农薯7号的单株结薯数较对照显著增加19.86%；喷施0.1 mg/L BR，费乌瑞它、甘农薯7号的单株结薯数较对照分别增加19.84%、47.89%。研究结果表明，雾培条件下叶面喷施10 mg/L 6-BA、22.43 mg/L MeJA、0.1 mg/L BR可增加马铃薯气孔密度，并通过增加单株结薯数提高块茎产量，且近轴面与远轴面的气孔密度均与单株结薯数显著正相关。

关键词：马铃薯雾培激素气孔密度产量