The biological clock plays a critical role in the reproductive system of various living organisms like swine.To examine the effects of estrus cycle on the expression of ovarian biological clock-related gene in Xiang pig,this study analyzed the expression and alternative splicing of biological clock-related genes in ovary during estrus and diestrus periods.In total,90 clock-related genes expressed in the ovaries of the Xiang pig were detected and 33 clock-related genes differentially expressed between estrous and diestrous stages.44 differential splicing events were identified from the transcripts of 34 biological clock-related genes.Furthermore,it was found 20 genes including the core clock components,arntl and cry1 were differentially regulated only at AS level and 14 genes,including per1 and clock,were differentially regulated at both expression and AS levels.We also proved that the core clock genes per1,cry1,clock and arntl and the clock-related genes,ppp1cb and ntrk1 were rhythmically expressed in Xiang pig ovaries by RT-qPCR experiments.The results demonstrated that the biological clock in the ovaries of Xiang pig might play an important role in regulating the ovarian physiological functions by the transcriptional and post-transcriptional regulation.
为实现设施黄瓜温室风口开度大小的精准控制,对温室内温度变化趋势进行了预测研究.将温室风口开度大小状态和温室内外各环境因子作为输入因子,利用逐步回归的方法构建温室温度预测模型,模型决定系数R2最小为0.941.采用主成分分析方法建立黄瓜长势关系表达式,然后利用Lasso回归构建基于环境因子的设施黄瓜生长模型.将温室温度预测模型与设施黄瓜生长模型相结合,最终构建了设施黄瓜温室专用风口控制模型,实现了温室风口开度大小的自动控制,提升了设施黄瓜温室的智能化管理水平.
In order to provide a reference basis for reasonably promoting sugarcane tillering and constructing a reasonable population structure,the productivity differences and internal relationships of sugarcane varieties with different tillering characteristics were analyzed. Three varieties including Guitang 29 with strong tillering,Guitang 42 with medium tillering and Guitang 03-2112 with weak tillering were selected as materials,the two-year field plot experiment was conducted to explore the characteristics of sugarcane varieties with different tillering characteristics and the factors involved in yield and their relationship. The results of the two-year experiment showed that the tillering ability of sugarcane was directly proportional to the tillering rate,and the difference of tillering rate among strong,medium and weak varieties reached a very significant level. The number of effective stems among different varieties also showed similar results. Guitang 29 with strong tillers had 20 575·hm -2 more effective stems than that of Guitang 03-2112 with weak tillers,and the difference reached a significant level. Through the analysis of sugarcane quality,it was found that the sucrose content of Guitang 29 with strong tillering and Guitang 42 with medium tillering were significantly higher than that of Guitang 03-2112. The sucrose content of the main stems of these three varieties were higher than that of their tillering stems. Among them,the sucrose content of the main stems of these three varieties in 2019 were significantly higher than that of the tillering stems.The results of correlation analysis showed that in the process of sugarcane yield formation,the contribution of tillering rate and seedling emergence rate to yield was independent. There was a highly significant positive correlation between the number of effective stems per unit area and the tillering rate of sugarcane,but there was no significant negative correlation between the plant height and stem diameter of varieties with different tillering capacity and the tillering rate. Interestingly,there was a significant positive correlation between tillering rate and sucrose content. The above results showed that there was no internal correlation between the emergence and tillering of varieties in the process of sugarcane yield formation.Sugarcane varieties with strong tillering ability had high tillering rate,and more effective stems could be obtained by promoting tillering into stems,but varieties with medium and weak tillering ability had obvious advantages in plant height and stem diameter in yield formation. It could be seen that sugarcane varieties with different tillering ability could coordinate the situation of main seedlings and tillering seedlings,integrate the growth and development of important yield traits to form a reasonable proportion of main stem and tiller stem,so as to achieve high yield of sugarcane. Therefore,this study would provide a theoretical basis for building robust individuals and high-yield groups,giving full play to the productivity of sugarcane tillers,and realizing stable and high-yield cultivation.
为挖掘控制棉花苗期耐盐的重要数量性状位点(quantitative trait loci,QTL),利用BioMercator V4.2.3软件,以棉花高密度遗传连锁图谱作为参考,对来自3个作图群体涉及19个性状的194个QTLs进行图谱整合、映射以及QTL元分析.结果表明,通过建立棉花苗期耐盐相关性状一致性图谱,共挖掘出11个一致性QTL(meta quantitative trait loci,MQTL)位点,各MQTL至少包含3个原始QTLs,置信区间最短缩小至0.92 cM,分布于A03、A06、A11、A12、A13、D01、D03、D06、D07和D08共10条染色体上.通过对A11染色体上MQTL区间进行候选基因预测,挖掘到14个与棉花苗期耐盐相关的候选基因,为棉花苗期耐盐相关性状精细定位及分子辅助选择育种提供理论依据.
为揭示大理烟区土壤有机质和全氮的时空变异特征,为土壤持续利用和管理提供科学依据,运用地统计学方法对巍山县和永平县烟田1982、2012和2022年3个采样时期土壤有机质(soil organic matter,SOM)、全氮(total nitrogen,TN)及碳氮比(carbon nitrogen ratio,C/N)的空间变异特征进行系统分析.结果表明,1982、2012和2022年3个时期的烟田土壤有机质平均含量分别为30.95、31.40和28.03 g·kg-1,总体呈先持平后下降趋势;全氮含量分别为1.52、1.76和1.65 g·kg-1,呈先增加后降低的趋势;碳氮比平均值分别为11.54、10.59和9.88,呈下降趋势.空间上,1982-2022年SOM和TN含量呈现东高西低,C/N呈现四周高、中间低的空间分布格局.40年间SOM和C/N空间变异受人为管理因素影响增加,TN的块金效应均在25%～75%,其空间变异受成土母质、地形、气候等自然因素和施肥、耕作等人为管理因素共同影响.植烟土壤有机质和全氮含量表现出显著的线性正相关关系.总体上,目前土壤有机质和全氮的空间分布受自然因素和施肥等人为管理因素共同影响,其含量均处于较高水平,该区域应适当减少氮肥用量,有机肥无机肥配合施用,进一步提高烤烟对肥料的养分利用率.
餐厨垃圾原料复杂,导致其好氧堆肥原料混合过程仿真研究中存在参数不易获取的问题.该研究通过物理堆积试验与EDEM仿真试验结合的方法对餐厨垃圾接触参数进行了标定,通过Plackett-Burman(P-B)试验对9个待标定参数进行显著性筛选.结果表明,颗粒滚动摩擦系数、Johnso-Kendall-Roberts(JKR)表面能、颗粒与几何体间静摩擦系数对餐厨垃圾堆积角的影响显著;采用爬坡试验和Box-Behnken(B-B)试验,获得显著影响参数的最优值区间与最优值组合:餐厨垃圾-餐厨垃圾滚动摩擦系数为0.11、JKR表面能为0.13 J·m-2、餐厨垃圾-不锈钢静摩擦系数为0.73.仿真试验验证结果平均相对误差为4.3%,说明标定餐厨垃圾接触参数具有可靠性.研究结果可为餐厨垃圾处理和资源化利用设备的仿真研究提供参考.
现代生物育种技术是一项研发速度快、应用范围广、产业影响大的育种技术,较常规育种具有效率高、精度好、研发周期短等优势,已成为全球种业科技发展的重点.概述了我国生物育种产业化发展现状,基于产业化发展中存在的问题提出了推进对策和建议.目前,我国以转基因、基因编辑、全基因组选择等为代表的现代生物育种技术与发达国家并行推进,生物育种产业化启动局部试点.我国生物育种产业化发展取得积极进展,生物育种产业已成为农村经济发展的重要增长点,全产业链技术创新体系初步建立,产业政策法规体系基本形成,但仍存在生物育种研发装备对外依存度较高、关键核心技术受制于人、市场竞争力不强、产业化应用知识产权保护配套体系滞后等突出问题,亟需加强生物育种组织体系、技术攻关体系、科技装备体系、市场监管体系建设,注重培育大型跨国市场主体,为有序推进我国生物育种产业化发展提供支撑.
为了对宽垄沟灌下冬小麦不同水氮处理的灌水施肥质量进行评价,通过测定冬小麦全氮含量、产量和生育期内灌水前后不同土层土壤体积和含水率等指标,结合宽垄沟灌冬小麦土壤水氮运移数值模型,研究不同水氮处理对冬小麦水氮利用效率的影响,探究宽垄沟灌下冬小麦的最优水氮组合.结果表明,HYDRUS模型可以较好地模拟土壤水分运动;灌水水平对冬小麦灌水均匀度、灌水效率、储水效率及水分利用效率的影响极显著(P<0.01);70%田间持水率控制下限条件下灌水均匀度和灌水效率最高,分别达到92.24%和85.56%;灌水水平与施氮水平以及两因素的交互作用对冬小麦的氮肥农艺效率、氮肥生理效率、氮肥回收效率及氮肥偏生产力的影响均极显著(P<0.01);综合分析灌水施肥质量评价指标,70%田间持水率控制下限和220 kg·hm-²施氮量处理下冬小麦灌水施肥质量最优;通过Origin拟合分析得出冬小麦适宜的灌水量和施氮量区间分别为208.16～276.73 mm和205.71～234.29 kg·hm-².研究结果可为冬小麦的农田水氮科学管理和灌溉技术研究提供依据.
为优化大叶冬青瞬时高温灭菌工艺,分析其对大叶冬青灭菌效果及质量的影响,采用正交试验法,研究灭菌前后大叶冬青1,1-二苯基-2-苦基肼(1,1-Diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH)自由基清除率及多酚类化合物和皂苷类化合物含量的变化,以灭菌温度、灭菌时间、药材粒度为考察因素,以灭菌率、DPPH自由基清除率、多酚类、皂苷类化合物含量为评价指标,通过权重分析法(criteria importance though intercrieria correlation,CRITIC)确定指标相关性权重并计算综合评分.结果表明,按照综合加权法确定的权重系数是多酚类化合物含量25.78%、皂苷类类化合物含量47.22%、DPPH·清除率26.99%,最佳灭菌工艺条件为:灭菌温度160或170℃,灭菌时间10 s,粉碎粒度不大于24目.按优化工艺灭菌后的样品微生物限度检查均符合药典规定;灭菌前后样品的多酚、皂苷类化合物含量及DPPH自由基清除率均无明显变化,且样品多酚、皂苷类化合物的指纹图谱相似度≥0.9.综上所述,瞬时高温灭菌能有效杀灭大叶冬青中的微生物,且对质量无影响.
异戊烯基焦磷酸合酶(isoprenyl diphosphate synthase,IDS)在植物萜类多样化产物合成中发挥重要作用.克隆了薰衣草LaGGPPS5基因,其开放阅读框为1 038 bp,编码345个氨基酸,蛋白的相对分子量为37.20 kD,在薰衣草的茎和叶中表达量显著高于其他组织,在花蕾和花中表达量极低.利用包含MVA途径上游基因的载体共转化构建重组大肠杆菌菌株,经IPTG诱导后,重组蛋白LaGGPPS5表达条带37 kD左右,与预测蛋白分子量一致.GC-MS检测发酵产物显示,在MVA途径基础上,重组LaGGPPS5的BL21(DE3)菌株合成了包括香叶醇乙酯、反,反-金合欢乙酯、香茅醇乙酯、橙花醇乙酯、2,3-二氢金合欢醇乙酯、反式-金合欢醇、香叶醇等25种单萜和倍半萜及其衍生物,萜类组分占挥发性物质总量的88.2%,其中香叶醇乙酯和反,反-金合欢乙酯的相对含量各占总含量的43.21%和20.36%,单萜类和倍半萜类挥发性物质分别占萜类总量的65.38%和34.62%,表明LaGGPPS5兼具香叶基焦磷酸合成酶(GPPS)和法尼基焦磷酸合成酶(FPPS)的功能.研究结果为LaGGPPS5基因在植物芳香组分分子改良以及大肠杆菌工程菌发酵生产萜烯类物质提供参考.
为探讨早期抽薹对白芷生长发育和品质的影响,以早期抽薹与非抽薹(同时期正常生长)白芷植株为对象,在生长过程中设置8个取样时间,对其植株农艺性状和根部香豆素类成分含量进行分析.结果表明,在白芷生长过程中,早期抽薹和非抽薹植株的株高、鲜叶片数、地上部鲜重及干重均呈先增加后减少的趋势,而根长、根直径、根鲜重及干重、根冠比均呈逐渐上升的趋势;早期抽薹植株的株高、地上部鲜重及干重、根干重、根折干率与非抽薹植株的均有显著差异,在整个生长过程中早期抽薹植株的株高、地上部鲜重及干重均显著高于非抽薹植株,根折干率显著低于非抽薹植株.正常抽薹植株根中的欧前胡素和异欧前胡素含量在生长前期(4月6日前)显著高于同时期早期抽薹植株,生长中期非抽薹与早期抽薹植株间的欧前胡素和异欧前胡素含量高低交替变化,至收获期(7月14日)非抽薹株的欧前胡素和异欧前胡素含量分别为0.283 8%、0.157 9%,高于早期抽薹植株的0.268 8%、0.068 0%,其中,异欧前胡素含量差异达显著水平.上述结果表明,早期抽薹不但影响白芷植株地上部的生长,还影响地下部根重量及香豆素类成分含量.
为探究不同水平混合盐碱胁迫对油莎豆光合生理指标的影响,揭示油莎豆在混合盐碱胁迫下的耐盐碱机制与能力,以'中油莎1号'品种为试验材料,以总盐量为1.18 g·kg-1的农田土壤作对照,选择2种中性盐(NaCl、Na2SO4)和2种碱性盐(NaHCO3、Na2CO3),按照NaCl∶Na2SO4∶NaHCO3∶Na2CO3为12∶9∶8∶1的摩尔比配成混合盐碱,设置3.0、4.0、5.0、7.5、10.0 g·kg-1共5个水平混合盐碱处理,在全生育期对油莎豆进行盐碱混合胁迫处理,于油莎豆分蘖期、结豆期和成熟期分别测定其叶绿素和光合荧光等指标.结果表明,分蘖期盐碱胁迫对油莎豆叶片叶绿素含量的增加有一定促进作用,但随着生育期的推移,成熟期时表现为抑制作用;净光合速率(net photosynthetic rate,Pn)、气孔导度(stomatal conductance,Gs)、蒸腾速率(transpiration,Tr)均随着盐碱胁迫程度的增加在分蘖期表现为先升后降的趋势,成熟期则表现为下降趋势;随盐碱胁迫程度的增加各时期下,荧光参数中初始荧光(initial fluorescence,F0)、调节性能量耗散[regulatory energy dissipation,Y(NPQ)]、非调节性能量耗散[non regulatory energy dissipation,Y(NO)]和非光化学荧光淬灭系数(non photochemical quenching coefficient,qN)均表现为上升趋势,最大光化学效率(maximal photochemical efficiency,Fv/Fm)、PSⅡ实际化学效率(actual photochemical efficiency,ΦPSⅡ)和光化学猝灭系数(photochemical quenching coefficient,qP)则表现为下降趋势.结果表明油莎豆可通过增加调节性能量耗散,减少植物因光能过剩所造成的损伤;油莎豆产量随盐碱胁迫程度的增加显著降低,并且对5 g·kg-1的混合盐碱具有一定的适应能力.该研究为油莎豆在新疆干旱区盐碱地种植提供了理论依据.
为揭示大青山自然保护区榆树林土壤酶活性与土壤养分随林龄增加的变化趋势及其规律,以大青山3种不同林龄(10、25、40 a)榆树林为研究对象,测定0-10、10-20、20-30、30-40 cm土层土壤pH、速效氮、速效磷、速效钾、有机质、蔗糖酶、过氧化氢酶、多酚氧化酶共8个指标,分析不同林龄榆树土壤酶活性与土壤养分含量变化特征及其相互关系.结果表明,随林龄增加榆树林土壤有机质和速效钾含量呈上升趋势;速效氮、速效磷先升高后降低,土壤pH逐渐降低.随着土壤深度的加深,土壤有机质、速效氮、速效磷、速效钾含量均呈现较明显的表聚现象.过氧化氢酶活性随林龄的增加逐渐降低;蔗糖酶、脲酶活性呈现先增加后降低的趋势,随着土层深度的加深酶活性逐渐降低.土壤养分与酶活性之间存在一定的相关性,速效氮和速效磷与蔗糖酶和脲酶存在显著正相关(P<0.05);速效钾和有机质与过氧化氢酶存在显著负相关(P<0.05);主成分分析结果表明,25 a林龄0-10 cm土层土壤肥力最高.研究结果为榆树林可持续经营和土壤肥力提升提供科学依据.
近年来,黑龙江省稻米产业在种植、生产和销售方面发展态势良好,但仍存在品质退化、加工企业效益低等问题.为促进黑龙江省优质水稻产业发展,提高产能及效益,基于黑龙江省统计年鉴数据,统筹实地调研信息和文献资料,分析了2016-2021年黑龙江省在水稻品种选育、生产种植、粳稻质量、加工、销售等方面的变化特征,提出加快黑龙江省水稻产业发展的建议,包括建设种业科研创新中心、建设绿色生态示范区及强化稻米加工业发展等措施,为黑龙江省水稻产业发展提供多种可行性思路.
为获取对棉花立枯病具有生防作用的细菌,从棉田土壤中筛选出1株高效抑制立枯丝核菌的拮抗细菌W1,通过形态学特征结合16S rDNA序列分析鉴定其分类地位,并采用平板对峙法分析其抑菌活性.结果表明,拮抗细菌W1经鉴定为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis),其对立枯丝核菌具有稳定的抑菌作用,发酵原液的抑菌率为82.12%,稀释5倍的无菌发酵液和菌体破碎液抑菌率分别为42.54%和46.15%.抑菌活性受培养基成分影响,BPA培养基的发酵液抑菌率最高,达98.34%,NA培养基抑菌率仅为17.12%.抑菌活性物质在80℃、中性和偏碱性条件下具有稳定性,对蛋白酶K处理不敏感.显微观察发现,菌株W1的主要拮抗机理是通过产生拮抗物质造成病原菌的菌丝消融、菌丝体断裂、扭曲和畸形.结果表明拮抗细菌W1是具有潜在应用前景的防治棉花立枯病及其他植物真菌病害的菌株资源.
随着纳米技术的快速发展,纳米材料因其尺寸小、结构特殊等特性给农业领域带来革命性的变化.介孔硅是一种孔径介于微孔与大孔之间的新型材料,对植物生长有促进作用,且具有良好的稳定性、可调控性和生物相容性.新型的多功能介孔硅基纳米递送体系可以增加农药有效利用率并延长持效性,减少农药流失,有效控制环境污染,对绿色农业的发展和保障人民安全具有重要意义.对介孔硅基纳米材料的分类、特性、表面功能化修饰与内部结构改造以及其在农业领域中的应用进行了归纳与总结,为今后介孔硅基纳米农药的规模化推广提供了理论依据.
喷雾装置中风筒的聚风性能对果园风送喷雾机的作业质量具有重要影响,风筒的出口风速和风场的纵向幅宽是决定喷雾装置作业性能的重要因素.对风筒风场进行仿真模拟,设计对标试验确定了仿真模型与计算的可靠性.设计单因素试验和响应面优化试验分析筒壁与轴线的夹角、风筒长度和风机转速对风筒聚风性能的影响.结果表明:风筒长度和风机转速对风速的影响显著,提升风机转速或降低风筒长度有助于提高风速.风筒长度、筒壁与轴线的夹角和风机转速对纵向幅宽影响显著,影响显著的顺序为风筒长度>筒壁与轴线的夹角>风机转速.风筒最佳参数设计组合:风筒长度为540 mm、筒壁与轴线的夹角为3°、风机转速为2 000 r·min-1,此组合下风送喷雾装置风筒风速为9.21 m·s-1,风场纵向幅宽为1 627 mm.研究结果可为远射程喷雾机喷雾装置结构优化提供参考.
为探究生草对干旱荒漠区果园小气候环境及苹果叶片的影响,对皮山农场苹果园生草设置清耕与自然生草2个处理,运用灰色关联度分析法对2个处理下苹果园上、中、下冠层小气候环境指标进行综合评价.结果表明,与清耕处理相比,自然生草处理下苹果树冠中层日平均气温降低0.2℃,日平均空气相对湿度增加1个百分点,日平均光照强度降低2 132 lx,苹果树冠下层日平均风速降低0.05 m·s-1.自然生草处理地下5、10、15、20、25 cm处土壤日平均温度分别比清耕处理降低0.7、0.6、0.5、0.3、0.2℃.灰色关联度分析表明,自然生草处理对苹果园上、中、下冠层小气候环境的调节作用均优于清耕处理,冠层越低调节作用越明显.自然生草处理苹果叶片的叶长、叶宽、叶面积、叶厚、叶鲜重、比叶重及叶绿素含量较清耕处理明显增加,日平均叶温降低0.68℃.通径分析发现,清耕处理苹果叶温比自然生草处理更易受果园小气候因子的影响.研究结果可为我国干旱荒漠区果园生草技术的进一步推广提供科学参考.
自1996年转基因作物开始商业化种植以来,全球转基因产业化应用迅猛发展,种植面积和作物种类逐年增加,经济效益与社会效益日益显著.分析了2022年全球转基因作物种植概况及主要转基因作物种植国家和地区的发展态势,2022年转基因作物种植面积约占总耕地面积的12%,同比增长3.3%,批准种植转基因作物的国家数量增至29个,批准转基因产品商业化应用的国家和地区已达71个.从转基因作物种植面积来看,转基因玉米和大豆占据主导地位,同时复合性状转基因作物的种植面积也在不断扩大.随着生物育种技术的迭代升级,转基因作物的应用范围和效果必将持续提高,转基因生物育种产业将成为农业生产和经济发展的新动能.
