随着百姓消费水平提升以及对精神消费的追求,秀美的田园景观、丰富的农家体验项目及多元的民宿文化等吸引了大批游客前往乡村休闲度假, 乡村文化主题和农业景观在休闲农业和乡村旅游中的地位越来越突出,为乡村休闲旅游精品化发展奠定了基础. 在这个过程中,景观农业作为一种凸显景观游览价值的农业类型,对乡村休闲旅游发展的促进能力越来越显著.当下,对景观农业的要求不能局限于造景,而是要促进景观农业与乡村休闲旅游的互动融合,改善景观农业在乡村休闲旅游中的应用现状. 文章结合《乡村休闲旅游与景观农业》一书,在梳理当前景观农业主要种类的基础上,思考不同景观农业对乡村休闲旅游的促进路径.
[目的]挖掘影响棉花花色多态性的代谢物质和候选基因.[方法]以陆地棉黄色花品种中棉所 24 和粉色花品系中遗红为研究材料,取花瓣变色前后的花蕾进行花色苷含量测定和转录组测序分析.[结果]在开花前,中棉所 24 和中遗红的花蕾颜色已表现出差异,随着花蕾的发育,花色差异逐渐增大,其中天竺葵素-3-O-葡萄糖苷、矢车菊素-3-O-半乳糖苷、矢车菊素-3-O-葡萄糖苷和矢车菊素-3-O-(6''-O-丙二酰)-葡萄糖苷在中遗红花蕾中特异性积累.对中棉所 24 和中遗红花蕾中差异表达基因(differentially expressed gene,DEG)进行联合分析,共获得 8 790 个上调表达基因和 8 521 个下调表达基因,它们在液泡质子ATP酶(V型ATP酶)复合体、类黄酮生物合成过程等通路富集.进一步分析发现,花色苷合成相关的基因在 2 个材料中的表达水平并无明显差异,而调控花色苷合成、转运以及液泡酸碱平衡的基因Gh_A07G083500、bHLH基因Gh_D11G130400、GST基因Gh_A07G079800和V型ATP酶基因Gh_A09G123000、Gh_A08G012100和Gh_D09G115200在中遗红中高水平表达.[结论]本研究构建了粉花花色形成的调控通路,鉴定了与棉花花色相关的候选基因,为棉花育种提供基因资源.
[目的]研究不同盐胁迫条件下应用干播湿出技术对棉花出苗率和苗期生长发育的影响,明确抑制干播湿出棉花苗期生长的土壤盐分临界值,为干播湿出的可持续应用提供理论依据.[方法]采用盆栽试验,通过设置对照处理CK(土壤含盐量:0.30 g·kg-1)及 10 个不同的土壤盐分含量处理(T1:1.13 g·kg-1;T2:2.47 g·kg-1;T3:4.03 g·kg-1;T4:5.43 g·kg-1;T5:6.75 g·kg-1;T6:7.96 g·kg-1;T7:9.31 g·kg-1;T8:10.66 g·kg-1,T9:12.10 g·kg-1;T10:13.48 g·kg-1),考察采用干播湿出技术的棉花的农艺性状、干物质质量和K+/Na+.同时各处理设置适墒播种对照试验,分析干播湿出技术对棉花出苗率的影响.[结果]土壤盐分对棉种萌发和出苗有显著抑制作用,而干播湿出技术可显著提高出苗率,与适墒播种相比,应用干播湿出技术的T4～T10 处理出苗率提高至69.1%～93.3%.盐胁迫对干播湿出棉花农艺性状和干物质质量的累积有显著影响,干播湿出棉花株高、茎粗、真叶数、蕾数及干物质质量均随土壤含盐量的增加而显著降低,CK、T1 和T2 处理显著高于T4～T10 处理.棉株K+/Na+也随土壤含盐量的增加而显著降低,T4～T10 处理显著低于CK、T1 和T2 处理.基于棉花生长指标的主成分分析结果表明在干播湿出模式下T4～T10 处理土壤盐胁迫对棉花生长发育的影响远高于CK、T1～T3 处理.[结论]当土壤含盐量高于 4.03 g·kg-1(T3 处理),盐胁迫显著抑制棉花苗期生长和干物质累积,且棉株内K+/Na+显著降低;干播湿出技术可显著提高盐胁迫下的棉花出苗率,但无法避免盐胁迫对棉花生长发育的影响.基于本试验研究结果,盐胁迫抑制干播湿出棉花苗期生长的土壤盐分临界值为 4.03 g·kg-1.
[目的]通过分析棉花枯萎病菌的遗传多样性,探究新疆棉花枯萎病菌株的分群及其演化.[方法]2022年在新疆不同植棉区共分离出 22 株棉花枯萎病菌株,对延伸因子 1α(elongation factor-1α,EF-1α)和β微管蛋白基因进行扩增、测序,并从美国国立生物技术信息中心(National Center for Biotechnology Information,NCBI)数据库获取 36 个棉花枯萎病菌株的相关基因序列信息.基于上述基因序列分别进行系统进化分析和单倍型分析.[结果]基于 57 条EF-1α基因序列的进化树分析表明,棉花枯萎病菌可分为 3 大群,第 1 大群包含来自新疆、河北和澳大利亚的共 31 个枯萎病菌株,该大群可分成 4 个亚群;第 2 大群包含 25 个枯萎病菌株,构成比较复杂,可分成 3 个亚群;第 3 大群仅包含美国菌株LA140.基于 28 条β微管蛋白基因序列的进化树分析表明,本次分离的新疆棉花枯萎病菌株与棉花枯萎病菌 7 号和 8 号生理小种不同.根据EF-1α基因序列构建的单倍型网络将棉花枯萎病菌株分为 19 个单倍型,新疆 21 个棉花枯萎病菌株归属于有共同起源的 5 种单倍型.[结论]本研究分离的新疆棉花枯萎病菌株与已报道的棉花枯萎病菌 1～8 号生理小种均不相同,但与河北菌株的亲缘关系较近.EF-1α单倍型分析表明,本研究中的所有棉花枯萎病菌均从 1 号生理小种演化而来.
作为一个农业人口占主导的国家,中国有着悠久的农业文明历史及丰厚的农村文化资源. 新时期,加强农业农村建设不仅关系到农民经济收入水平和生活状况,还对整个经济社会有着深远影响.尤其在新农村建设背景下,应充分挖掘特色化景观资源,将生态景观转化为具有经济价值、文化价值的资源要素,在改善农村生态环境和文化氛围的同时,带动农村经济发展.由李煜著、中国水利水电出版社出版的《特色小镇背景下新农村景观建设研究》一书,基于特色小镇建设背景,针对中国新农村景观建设现状及发展历程进行系统分析,通过阐述农村景观的类别与构成要素,形成清晰完善的景观规划设计理念,构建了完善的景观规划体系,从意象景观、聚落景观、文化景观等方面详细介绍农村景观的规划设计路径,为促进乡村建设与特色小镇的协同发展提供重要支撑,具有良好的参考价值.
随着农业现代化进程的不断推进,为农业经济持续注入新活力,农产品竞争日益激烈. 强化农产品品牌建设,完善农产品包装标识是传递农产品内在品质、彰显农产品商品价值的重要内容.在此背景下,深入探究农产品包装标识的功能表现,并基于农产品包装标识的应用现状探究其发展思路具有现实意义. 《农产品包装标识概论》一书对农产品包装标识的理论与实践展开探究,观点丰富,参考性强,本文将结合该书具体分析农产品包装标识的功能及应用.
随着生态文明建设理念的深化,中国愈发注重经济社会发展与生态环境保护的协调统一,经济建设各方面工作都积极朝着生态友好方向发展. 在多年的乡村振兴工作中, 农业农村建设工作与生态环境之间的矛盾、乡村发展与乡村生态环境之间的平衡需求愈发突出. 面对农业农村基础设施建设、土地整治和生态环境建设之间的不协调现象,农田生态景观建设理念被提出并投入实践. 文章结合《农田生态景观构建技术与实例》一书,立足于乡村振兴背景,解析农田生态景观建设的内在逻辑,并探讨其具体实践路径.
[目的]评价菌糠对棉花黄萎病的防治效果(防效),明确菌糠对棉花根际微生物群落的影响.[方法]通过温室盆栽试验及田间小区试验评价香菇菌糠对棉花黄萎病的防效;利用实时荧光定量聚合酶链式反应检测棉花根际大丽轮枝菌数量;利用宏基因组测序及生物信息学分析棉花根际微生物群落和功能基因组成.[结果]土壤中添加 2%(质量分数)的菌糠对棉花黄萎病的温室防效达到 76.8%.添加菌糠后棉花根际大丽轮枝菌数量较空白对照减少 81.02%.添加菌糠后棉花根际微生物中微杆菌属(Microbacterium spp.)、中慢生根瘤菌属(Mesorhizobium spp.)、梨形孢属(Serendipita spp.)、毛壳菌属(Chaetomiumspp.)等有益微生物丰度显著上升;同时,添加菌糠还改变了棉花根际细菌和真菌的共现模式,在提高细菌物种间关联性的同时降低真菌物种间关联性.利用京都基因和基因组数据库功能注释发现,菌糠处理后棉花根际微生物ABC转运蛋白(ko02010)、双组分调节系统(ko02020)、群体感应(ko02024)等涉及细菌信号识别和定植的基因相对丰度显著提高.在河北和新疆,菌糠对棉花黄萎病的田间防效最高分别为 36.84%和 43.98%.[结论]菌糠能够有效防治棉花黄萎病并降低棉花根际大丽轮枝菌数量,同时可改变棉花根际微生物群落和功能基因组成.
[目的]镉(cadmium,Cd)是严重的环境污染物之一,Cd胁迫影响种子萌发.褪黑素(melatonin,MT)作为1 种抗氧化剂,能够促进种子萌发.本研究通过分析外源MT对Cd胁迫下棉花种子萌发性状、抗氧化酶活性以及渗透调节物质含量的影响,明确MT对Cd胁迫下棉花种子萌发的调控效应.[方法]试验以转基因抗虫棉农大棉 601 种子为材料,筛选出Cd胁迫浓度(100 μmol·L-1)以及MT浓度(50 μmol·L-1),设置 4 个处理CK(纯水对照)、MT(褪黑素)、Cd(镉胁迫)、CM(镉胁迫+褪黑素),研究了不同处理下棉花种子的发芽势、发芽率、幼苗生物量以及抗氧化酶活性、渗透调节物质含量.[结果]100 μmol·L-1 Cd胁迫下棉花种子的发芽势、发芽率、胚根和胚芽长度以及胚根生物量显著降低,但对胚芽生物量没有显著影响;Cd胁迫下棉花种子中超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、过氧化物酶(peroxidase,POD)、过氧化氢酶(catalase,CAT)活性降低,可溶性蛋白含量降低,脯氨酸、可溶性糖含量、丙二醛含量升高.施用 50 μmol·L-1 MT提高了Cd胁迫下棉花种子的发芽势和发芽率,提高了种子中SOD、POD、CAT活性,提高了可溶性蛋白、可溶性糖、脯氨酸含量,降低了丙二醛含量,显著提高了胚根和胚芽长度以及胚根的生物量.[结论]施加 50 μmol·L-1 MT能够有效缓解 100 μmol·L-1 Cd胁迫对棉花种子萌发的抑制作用.
[目的]明确新型植物生长调节剂二氢卟吩铁(iron chlorine e6,ICE6)提高棉花抗旱性的生理机制.[方法]于 2021、2022 年在防雨棚内进行池栽试验,以早熟棉花品种中棉所 425 为材料,研究初花期喷施ICE6 对干旱胁迫下(连续 14 d不灌水)棉花光合与抗氧化特性、生物量及产量的影响.[结果]与正常灌水相比,干旱胁迫下棉花叶片净光合速率(net photosynthetic rate,Pn)、气孔导度、胞间CO2 浓度及蒸腾速率分别降低41.5%、37.2%、11.1%、23.1%(2021 年)和 17.2%、21.7%、9.4%、22.7%(2022 年),干旱胁迫下喷施ICE6 后则分别降低 31.3%、18.6%、4.4%、15.4%(2021 年)和 6.6%、3.7%、4.2%、11.0%(2022 年).喷施ICE6 减缓了干旱造成的棉花光合性能的降低,缩小了干旱胁迫下棉花叶片光饱和点时Pn的降幅,增大了光补偿点时Pn的降幅,显著降低了暗呼吸速率,减缓CO2 饱和点时Pn的降幅.干旱胁迫下喷施ICE6 能增强叶片超氧化物歧化酶、过氧化物酶及过氧化氢酶活性,降低丙二醛含量.最终,喷施ICE6 缩小了干旱胁迫下棉花的生物量及籽棉产量的降幅,但对正常灌水处理的棉花光合作用、抗氧化能力、生物量与籽棉产量影响较小.[结论]干旱胁迫下,喷施ICE6 可以显著增强棉花对弱光的利用,减轻光抑制、减弱暗呼吸,增强棉花的抗氧化能力,这是在干旱胁迫下外源ICE6 维持棉花生物量、保持籽棉产量水平的生理基础.
[目的]建立不同棉籽形态的棉籽油分快速无损近红外检测方法,以应用于棉花高油分遗传改良和棉籽综合利用.[方法]通过索氏提取法分别对棉籽仁、光籽和毛籽样品进行棉籽油分含量测定,并分别采集 3 种棉籽形态的光谱信息.通过不同的数学处理和散射处理对光谱数据进行处理,结合改进偏最小二乘法建立定标模型,并选取验证集对定标模型进行外部验证.[结果]建立的棉籽仁、光籽和毛籽的棉籽油分含量最佳定标模型的外部验证决定系数R2 分别为 0.95、0.94 和 0.93,残差预测偏差(residual prediction deviation,RPD)分别为4.09、3.47 和 3.15,表明 3 种模型具有优异的精准度和稳定性.[结论]本研究构建的棉籽仁、光籽以及毛籽油分含量近红外光谱检测模型满足了不同棉籽形态检测需求,可以替代传统检测方法,解决了传统棉籽油分检测方法存在的操作烦琐、种子破损等问题,为提升棉花综合利用价值以及棉籽油分品种改良等提供技术支撑.
[目的]多倍化是植物进化及新物种形成的重要途径,利用染色体加倍之后基因的剂量效应及多倍体优势,培育出综合性状优良的草棉同源四倍体新种质,有效拓宽棉花种质资源.[方法]以草棉同源多倍体后代S1和S2为材料,利用流式细胞仪鉴定倍性,对同源四倍体进行形态学、细胞学和生理生化指标鉴定.[结果]倍性鉴定表明,5株S1中有1株三倍体和4株四倍体,7株S2中有1株非整倍体和6株四倍体.在植株形态、叶片性状、花的表型、气孔性状等方面,S2较S1更稳定.细胞学鉴定结果表明,S2正常四分体(85.17％)和正常花粉粒(87.33％)的比例较S1都有所提高,说明同源四倍体减数分裂逐渐趋于正常.S2叶片中超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶的活性以及丙二醛、可溶性蛋白、可溶性糖、脯氨酸和叶绿素的含量均高于S1及其二倍体亲本.在结实率、种子大小和纤维长度方面,S2优于S1.[结论]通过染色体加倍成功合成了草棉同源四倍体新种质,S2较S1表现出更强的多倍体优势,且育性于S2代趋于稳定.
[目的]探究影响农杆菌介导棉花体细胞转化体系产生的再生植株育性的影响因素.[方法]从载体大小、目的基因大小、不同阶段组织培养时间等因素对6个载体的转基因再生植株当代(T0)育性影响进行分析.[结果]不同载体/目的基因的转基因植株不育率呈现显著差异,但是转基因植株育性与载体大小、目的基因大小之间没有明显关系.进一步研究发现转基因再生植株不育率与胚性愈伤组织分化-植株再生的培养时间呈显著正相关,分化-植株再生培养时间少于110d、110～130d、130～150d、150～170d、超过170 d的植株不育率分别为19.6％、45.5％、63.8％、72.3％、94.5％;而与诱导愈伤组织形成-胚性愈伤组织分化的持续培养时间没有相关性.[结论]转基因棉花再生植株育性受到胚性愈伤组织持续培养时间的显著影响,缩短胚性愈伤组织到植株再生的培养时间能够提高转基因再生植株的育性.
[目的]窄卷苞叶可以减少棉花苞叶碎屑的附着,有助于降低机采棉含杂率.对棉花窄卷苞叶基因fg 进行精细定位,为该基因的图位克隆和育种利用提供参考.[方法]以陆地棉T582为母本,分别与父本陆地棉TM-1、海岛棉3-79杂交构建2个F2分离群体;其中群体1(T582XTM-1)包含370个单株,群体2(T582× 3-79)包含2667个单株.根据TM-1和3-79参考基因组数据,利用开发的插入缺失(insertion-deletion,Indel)标记对fg 进行精细定位.利用棉花功能基因组学和多组学数据,对定位区间内的基因进行功能注释及表达模式分析.[结果]遗传分析结果表明,棉花窄卷苞叶由隐性单基因控制.在前人对fg 基因初定位的基础上,进一步将窄卷苞叶基因fg定位在A03染色体分子标记M3与M4之间,区间大小为188 kb.预测定位区间内有14个注释的功能基因.其中,Gh A03G021700、Gh_A03G021900、Gh_A03G022600 和 Gh_A03G022700 基因在花萼、副萼中的表达量较高.[结论]棉花窄卷苞叶fg基因被精细定位在A03染色体188 kb区间内,并初步分析了定位区间内的14个候选基因,为该基因的图位克隆奠定了基础.
[目的]亏缺灌溉是节水农业的一种有效灌溉方式.定量分析亏缺灌溉对我国棉花产量及灌溉水分生产力的影响,为亏缺灌溉在我国进一步推广应用提供参考.[方法]整合2010-2022年已发表的53篇文献,采用元分析方法,定量评估亏缺灌溉条件下不同因素对中国棉花产量和灌溉水分生产力的影响特征.[结果]与充分灌溉相比,亏缺灌溉下籽棉产量平均降低16.2％,而灌溉水分生产力平均增加32.2％.亚组分析表明,在亏缺灌溉条件下我国西北内陆棉区的灌溉水分生产力提升最高,其中新疆地区的减产幅度较小效果最好;降水量相对较少的地区及大田栽培条件下能更有效地利用亏缺灌溉的水分;年平均气温≥10 ℃的地区,采用干播湿出,适当增加灌溉次数能够有效降低亏缺灌溉导致的减产风险;土壤容重＜1.5 kg·cm-3的土壤条件下,亏缺灌溉棉花的减产风险低于高容重的土壤环境;在灌水量为充分灌溉的80％～100％,氮、磷和钾施用量分别为200～300 kg·hm-2、150～200 kg·hm-2和100～150 kg·hm-2的条件下能够有效促进水分利用且降低减产风险.[结论]建议在我国温度相对较高的西北干旱地区,采用干播湿出的棉花种植方式以节水稳产,实施轻度亏缺灌溉,适当增加灌水次数,适量施肥,降低亏缺灌溉对棉花生产的影响.
自乡村振兴战略提出并实施以来,中国农业转型升级步伐加快,农业现代化程度越来越高.在这一过程中,为了解决过去农业粗放发展模式带来的农业污染问题,提出了绿色农业发展理论,以生态农业为代表的现代农业发展模式得到了认可,并逐步在全国范围内推广开来.如何推进生态农业的可持续发展成为业界关注的重要课题之一.文章结合《生态农业与美丽乡村建设》一书,在阐明乡村振兴对生态农业内在要求的基础上,立足于生态农业发展现状,提出推动生态农业可持续发展的对策.
美丽乡村建设是中国新农村建设升级发展的重要标志之一,也是持续推进乡村振兴、完善乡村治理的重要手段.美丽乡村建设对乡村产业、生活环境、生态样貌和文化传承等提出了新要求,如何在美丽乡村建设视域下开展乡村工作成为各界重要课题.近年来,中国农业旅游发展迅猛,富民效果突出,逐渐成了新时期中国乡村振兴战略实施的抓手.基于上述背景,文章结合《美丽乡村之农业旅游》一书,就农业旅游发展对美丽乡村建设的推动作用展开探讨,以期理清农业旅游与美丽乡村建设的协同关系.
[目的]探究陆地棉S-腺苷甲硫氨酸合成酶(S-adenosylmethionine synthetase,SAMS)基因在棉花对棉铃虫抗性响应中的功能.[方法]利用实时荧光定量聚合酶链式反应(real-time quantitative polymerase chain reaction,qRT-PCR)分析GhSAMS基因在棉铃虫取食下的表达模式.利用病毒诱导的基因沉默(virus-induced gene silencing,VIGS)技术抑制GhSAMS基因的表达,通过分析棉铃虫的生长发育(体重和体长的变化量)、取食偏好性以及棉花叶片受害等级等,初步探究GhSAMS基因的抗虫功能.[结果]qRT-PCR结果表明,棉花叶片中的GhSAMS基因在棉铃虫取食后表达量增加.利用VIGS技术获得了 pTRV2::GhSAMS沉默棉株.与饲喂野生型棉花叶片的棉铃虫相比,饲喂pTRV2::GhSAMS棉花叶片的棉铃虫生长发育更快;棉铃虫对pTRV2::GhSAMS棉花叶片表现出更强的取食偏好;二氨基联苯胺(3,3'-diaminobenzidine,DAB)染色结果分析表明,与野生型棉花相比,沉默GhSAMS基因的棉花叶片细胞中H2O2的累积量增多.[结论]抑制GhSAMS基因表达降低了陆地棉对棉铃虫的抗性,GhSAMS可作为提高棉花对棉铃虫抗性的候选基因.
[目的]建立棉花毛籽蛋白质和油分含量的近红外检测校正模型.[方法]检测样本的蛋白质含量和油分含量,根据光谱-理化值共生距离算法(sample set partitioning based on joint X-Y distance sampling,SPXY)按照3:1的比例将426个样本划分为包含320个样本的校正集和106个样本的预测集,结合多元散射校正和一阶导数等光谱预处理方法对模型进行优化,并采用线性偏最小二乘法(partial least square method,PLS)、支持向量机(support vector machine,SVM)和随机森林(random forest,RF)3种方法对比分析建立棉花毛籽蛋白质和油分含量的近红外快速测定模型,以决定系数、均方根误差和剩余预测偏差作为模型的评价指标.[结果]SVM模型和PLS模型在校正集的拟合效果较好,决定系数均大于0.8,但对预测集的拟合决定系数不到0.8,说明模型均存在过拟合现象;而RF模型在校正集和预测集的拟合效果都非常好,决定系数均大于0.9,其中蛋白质含量预测模型的决定系数、预测均方根误差和剩余预测偏差分别为0.945 9、0.935 2和4.539 1,油分含量预测模型的决定系数、预测均方根误差和剩余预测偏差分别为0.9097、0.7704和3.489 1.[结论]基于RF方法建立的预测模型能较好地应用于基于近红外光谱的棉花毛籽的蛋白质含量和油分含量检测,并可代替化学测定方法.研究结果不仅为棉花种子品质育种、棉籽加工生产和销售中棉籽营养品质的快速、无损评价奠定了基础,并可为其他作物种子的无损分析提供技术借鉴.
智慧农业是我国智慧经济发展趋势下农业领域所呈现出的智慧形态,也是我国实现农业现代化的一条重要路径.人工智能技术的应用对推动智慧农业发展具有重要作用.文章结合《中国人工智能学会系列研究报告:智能农业2020》一书,梳理应用于智慧农业发展的人工智能技术,探讨人工智能技术的应用现状和效果,并提出关于人工智能技术与智慧农业发展全方位融合的建议,以供相关研究人士参考.
