当期目录

2017年 第19卷 第4期    刊出日期：2017-04-15

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农业创新论坛

秸秆厌氧消化领域发展态势分析

王阳

2017, 19(4):  1-9.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2016.454

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农业废弃物秸秆是一种重要的自然资源，利用厌氧消化技术处理秸秆，不仅可以生产清洁能源，又能缓解农村和城市的环境危机。利用文献计量法，针对文献数据库，客观地分析国内外秸秆厌氧消化领域的发展动态。通过该领域的发文数量、文章被引次数、发文地域分布、主要研究机构和主题词的分析，绘制可视化图谱，揭示秸秆厌氧消化技术领域的国家、机构、研究趋势以及研究热点，以此帮助科研人员快速了解和把握本领域的研究概貌及发展脉络。


生物技术 生命科学

cry2Ah-M基因杀虫活性研究

李琴1,2,陈全家1,孟志刚2,张锐2,梁成真2,孙国清2,孟钊红2,翟红红2,张杰3,郭三堆2*

2017, 19(4):  10-16.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2016.252

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转Bt基因抗虫棉经过20多年的研究和生产应用，虽然取得了巨大的生态和经济效益，但棉铃虫的抗性风险也逐渐增加，因此，通过发掘不同杀虫机理的Bt基因，不仅可以提高杀虫效率，而且有效的避免或延迟昆虫的抗性。依据棉花遗传密码子偏好性，对来源于苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis，Bt)新型Bt基因cry2Ah-like进行了密码子优化改造，利用农杆菌介导法导入烟草。通过荧光定量PCR方法，Southern blot和Western blot方法，证明了转基因烟草中外源基因在RNA和蛋白水平上均稳定表达，并且已整合到烟草基因组中。生物活性检测结果表明，饲喂转基因烟草叶片4 d后，棉铃虫幼虫校正死亡率达86.59%，达到高抗水平，进一步证明密码子优化后的cry2Ah-M基因能够高效表达且具有较高的杀虫活性，是有效防治棉铃虫的新型基因。


NaCl胁迫对甘薯植株体内K⁺、Na⁺和Cl^-含量及生长的影响

周志林1,2,唐君1,曹清河1,赵冬兰1,张安1

2017, 19(4):  17-23. 

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研究NaCl处理下耐盐性不同基因型甘薯植株K⁺、Na⁺和Cl^-含量及生长情况，以探讨不同器官K⁺、Na⁺和Cl^-含量变化对植株生长的影响，为耐盐材料的鉴定及耐盐机理的研究提供依据。以商薯19（CK）和EMS诱变创新材料T06、T11为试验材料，分析NaCl胁迫处理下，甘薯植株根、茎、叶K⁺、Na⁺和Cl^-含量变化及其与生长的关系。随着NaCl处理时间的延长，CK、T06、T11根、茎、叶干重的增长速率和K⁺/Na⁺值均降低，Na⁺、K⁺、和Cl^-含量逐渐增加，但是T06和T11较CK保持较高的干重增长速率、K⁺含量、K⁺/Na⁺值，较低的Na⁺和Cl^-含量；甘薯植株干重与Na⁺和Cl^-含量呈显著或极显著负相关，而与K⁺含量呈显著正相关。因此，耐盐性好的甘薯基因型，在NaCl处理后可保持较高的生长速率，根、茎、叶较低的Na⁺和Cl^-含量，较高的K⁺/Na⁺值和K⁺含量，可为耐盐材料的鉴定提供借鉴。

不同条件对黄瓜发状根诱导率影响研究

蒋景龙1,蒋超1,李丽2,沈季雪1,田雲1,任绪明1

2017, 19(4):  24-30.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2016.581

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以“津研四号”、“新津春四号”和“玉蛟龙”3种黄瓜为试材，通过比较影响发状根诱导率的条件，利用隶属函数综合评价农杆菌（A4）对3种黄瓜发状根诱导能力，为建立一套高效的黄瓜发状根诱导体系提供依据。结果表明：3种黄瓜均成功诱导出发状根，转接培养后仍能正常生长。诱导条件分析表明，选择带叶茎段为外植体，菌液侵染10 min、菌液浓度为OD600=0.3和乙酰丁香酮（acetosyringone）浓度为10 mg/L时诱导效果最好。隶属函数分析表明，A4对3种黄瓜发状根诱导能力依次为“玉蛟龙”>“津研四号”>“新津春四号”。PCR分子鉴定表明，A4菌Ri质粒的T-DNA基因已成功整合到3种黄瓜核基因组中。

转AtNHX1基因烟草钾积累及根系生理特性

许杰1,武恒燕1,薛刚1,陈荣平2,彭玉富3,韩助君1,徐世晓1,杨铁钊1*

2017, 19(4):  31-37.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2016.654

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为了探明转AtNHX1基因提高烟叶钾含量的生理原因，利用大田和水培试验，以3个转AtNHX1基因阳性纯合株系N7、N9和N10，以及未转化烟草K326(对照)为材料，研究了转AtNHX1基因烟草钾含量、根系形态和生理特性。结果表明，转AtNHX1基因烟草在大田中长势一致，烟叶含钾量在10~70 d叶龄始终显著高于对照；在水培实验中，转AtNHX1基因烟草吸收K+能力强，具有较大的K+吸收速率，其根系形态、根系活力、阳离子交换量和ATPase 活性均显著高于对照。转AtNHX1基因烟草具有富钾基因型烟草钾高效吸收和积累的特征，因而钾含量大大提高。

茉莉酸甲酯和壳聚糖混合液对北柴胡种子萌发的影响

马艳芝

2017, 19(4):  38-44.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2016.582

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为促进大田栽培过程中北柴胡种子的萌发率,以北柴胡(Buplerurum chinense DC.)种子为试验材料，用不同配比的茉莉酸甲酯、壳聚糖混合液进行浸种24 h；以清水浸种作为CK，测定分析种子含水量、体积、发芽率及可溶性糖、可溶性蛋白、游离氨基酸含量等指标。结果表明：不同混合液浸种均有促进北柴胡种子萌发的作用。在发芽率最高的35 d，混合液处理后发芽率均显著高于对照，但T3和T4 处理差异不显著，T3和T4与其他处理间差异显著；T2处理的种子含水量的最大相对变化率最大，T3和对照差异最小，除T3和对照外，其他处理间差异显著；体积呈现先下降再上升的趋势，且T4体积最大；可溶性糖含量整体出现下降-上升-下降-上升的波状变化；在种子萌发过程中可溶性蛋白质含量整体呈现减少趋势；到35 d时，CK和T3氨基酸含量比初始含量是增加的，而T1、T2和T4氨基酸含量比初始含量低。通过隶属函数分析进行综合评价，筛选出壳聚糖10 mg/mL与茉莉酸甲酯224.3 μg/mL组合浸种效果最好，发芽率为54%；为北柴胡人工栽培过程中促进种子萌发效率提供参考。

翻译速率对重组蛋白表达影响的研究进展

常美会,初晓宇*,伍宁丰

2017, 19(4):  45-50.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2016.483

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利用基因工程技术表达并获得高产量的重组蛋白在现代生物学发展与生产应用中起着重要的作用。研究发现，有些原始基因异源表达非常困难，经过改造表达系统后，如选择最优的启动子、信号肽和提高基因拷贝数等，重组蛋白的表达量依旧很低。因此，从基因本身序列出发，探寻提高表达量的途径也一直是研究热点。综述了翻译起始区、密码子偏好性、mRNA的二级结构和类SD序列方面对蛋白质翻译速率的影响，为提高重组蛋白表达量提供更有效的策略。

智慧农业 农机装备

基于溯源技术的蔬菜基地管理系统开发与应用

邱荣洲1,池美香1,陈宏2,翁启勇3,赵健2*

2017, 19(4):  51-58.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2016.402

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蔬菜是我国重要的农产品, 其质量安全问题关系着国计民生，一直是社会关注的重点。当前我国的蔬菜产品质量安全问题仍然十分广泛和严重，问题蔬菜的来源去向不明、责任不清，企业对蔬菜种植基地的管理缺乏有效的信息管理手段，消费者对购买蔬菜缺乏有效可靠的信息获取途径。因此，从信息技术的角度构建了一个基于溯源技术的蔬菜基地管理系统，详细介绍了蔬菜溯源码的设计、系统的开发环境、业务流程与主要功能，并重点阐述以规程控制为农业生产指导的蔬菜安全管理模式。系统的开发与应用，实现了“问题蔬菜”的企业内部溯源，以及消费者通过手机查询蔬菜溯源信息，为蔬菜企业提供了对基地种植进行质量管理的信息化工具，为政府提供了一种溯源系统解决方案。

基于图像处理的青冈栎叶绿素含量检测系统研究

王诣,闫志勇*

2017, 19(4):  59-64.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2016.424

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为了实时、便捷、经济地获取植物叶绿素含量，研究了基于OPENCV机器视觉库的青冈栎叶绿素含量实时检测系统。首先通过数码照相机获得叶片图像，对图像进行阈值分割，图像噪声处理和图像遍历，获得图像R、G、B值。然后对图像R、G、B进行各种组合变化获到不同的图像颜色特征参数，分析各图像颜色特征参数与青冈栎叶片叶绿素含量的相关性，并对相关系数较高的叶片图像颜色特征参数与叶绿素含量进行拟合分析，结果显示图像特征参数R、R-B、(R-B)/(R+B)均达到非常显著相关。在此基础上建立叶绿素含量检测模型，基于C++程序语言，OPENCV视觉库以及QT4界面程序，编写青冈栎叶绿素含量检测系统。最后将系统检测结果与其他方法进行了比较，系统检测结果平均误差为7.19%，最大误差为12.65%，验证了该系统的有效性和准确性。

资源环境 生物药物 生物质转化

张家口地区谷子主栽品种萌发期抗旱性评价

张金玲,张艳阳,张叶,彭媛,王君焕,宋晋辉*,刘岩

2017, 19(4):  65-72.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2016.769

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为鉴评张家口地区主栽常规谷子品种和杂交谷子品种的萌发期抗旱性，采用不同浓度（0、5%、10%、15%、20%和25%）的聚乙二醇（PEG-6000）模拟干旱胁迫，对8份主栽品种的发芽率、发芽势、发芽指数、芽长、芽重等指标进行了测定，结果表明：①在非PEG胁迫（CK）下，各品种的发芽特性不一致，常规谷子较杂交谷子的种子萌发期短；②低浓度PEG（5%）处理可在一定程度上提高部分谷子品种的发芽率和发芽势；之后随胁迫加剧，种子萌发受抑制程度也随之加剧，各项指标均呈显著下降趋势；③应用模糊数学隶属函数法对8份谷子品种的抗旱性进行综合评价，结果显示张杂谷5号抗旱性最强，小质小红谷和张杂谷10号次之，张杂谷3号抗旱性最差。

竹炭与T20改良剂对皖南旱地烤烟生态和产质量的综合效应研究

潘金华1,庄舜尧1*,史学正1,曹志洪1,蔡宪杰2,程森2

2017, 19(4):  73-81.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2016.408

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为探讨竹炭与无机矿石材料T20组合改良剂对皖南旱地烤烟生态及产质量的综合效应，研究了3种不同用量竹炭与T20改良剂对皖南旱地烤烟农艺性状、SPAD值、经济性状、烤烟外观和评吸质量、内在化学成分的影响。结果表明：竹炭与T20组合施用可促进烤烟生长发育，有利于烤烟的“早发快长”，尤其是在旺长期和成熟期表现出显著优势；在团棵期和旺长期，添加竹炭与T20的A1和A2处理SPAD值均显著高于对照（CK）；竹炭与T20组合可提高烟叶产量并优化等级结构，其中A1、A2与A3处理的产量较对照分别提高了7.02%，7.31%与23.28%；同时，竹炭与T20组合提高了烟叶的外观和评吸质量；在内在化学成分及协调性方面，竹炭与T20组合施用降低了烤烟的烟碱、全氮和蛋白质含量，提高了还原糖、钾含量，氯含量差异不显著；糖碱比显著提升，而氮碱比、钾氯比提升不显著。综合结果表明，竹炭与T20组合施用能够改善皖南旱地烤烟生长、提高烤烟经济性状、协调烟叶内在化学品质，同时也可为生物炭与无机矿石材料在旱地农业生产上的应用提供理论依据和参考。

不同土壤改良剂处理下连作植烟土壤化学性质及土壤酶活性的耦合分析

王佩雯1,朱金峰2,任志广1,陈征1,许自成1*

2017, 19(4):  82-91.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2016.415

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为探讨不同土壤改良剂对连作植烟土壤化学性质和土壤酶活性的影响，以及土壤酶和土壤化学性质之间的关系，对烤烟移栽后30 d、50 d、70 d和90 d的根际耕层土壤进行采样分析，并结合简单相关分析、典型相关分析和因子分析来探讨连作条件下土壤化学性质和土壤酶活性之间的关系。结果表明:施用蚯蚓粪和微生物菌肥均可明显改善连作植烟土壤的品质，土壤主要养分元素含量上升，土壤酶活性提高；土壤化学性质与土壤酶活性之间存在较强的简单相关关系；典型相关分析结果表明，对土壤综合肥力影响最显著的土壤环境因子为脲酶活性和碱解氮含量，连作植烟土壤氮素含量水平是影响土壤质量的关键因素；因子分析结果显示，第一主成分上载荷程度较高的脲酶、磷酸酶、碱解氮、过氧化氢酶和速效钾这五个指标一定程度上可以表征土壤肥力, 土壤酶活性能够和土壤理化因子共同评价土壤综合肥力水平。

几种聚合材料包膜尿素的研制及评价方法研究

薛海龙1,2,许文年1,2,3,刘大翔2,3*,夏振尧2,3

2017, 19(4):  92-99.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2016.624

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为研究尿素养分释放特性，以有机物质（淀粉A/聚乙烯醇V）为基底材料，无机非金属矿物（硅藻土G/膨润土P/沸石粉F）为改性材料制备复合材料并包膜尿素，测定了包膜尿素的成粒率及抗压强度，采用水中溶出率法与土壤培养法探讨了包膜肥料养分的释放规律，并对两种方法的测定结果进行比较。研究结果表明：包膜尿素各粒径颗粒成粒率差异显著，3种包膜尿素中粒径3~4 mm颗粒成粒效果最好，均在60%左右，成粒效果及抗压强度均表现为AVGU>AVPU>AVFU，说明粘结性能表现为AVG>AVP>AVF。包膜肥料在水、土两介质中的养分释放率与释放期均有所不同，AVFU在水中的初期溶出率高达30%，7 d累积释放率高达75.02%，释放期仅约为11 d;AVGU与AVPU氮素释放缓释性能显著，其初期溶出率仅为12%~15%，7 d累积释放率为42.24%~58.36%，释放期约为36~44 d;而在相同培养时间内土壤中养分溶出率仅为水中的26%~57%，但释放期增长到了42~112 d。在聚乙烯醇-淀粉聚合物的基础上添加改性剂能够对膜材料的耐水性能以及缓释效果有不同程度的优化，膜材料的吸水特性很好地保证肥料养分的缓慢释放，更好地为植物的生长提供养分。

黑绒金龟成虫虫体研磨物水悬液对其成虫的驱避作用

孟廷玲§,门丽娜§,王政,王元敏,白舒冰,乔晶晶,刘贤谦,冀卫荣,张志伟*

2017, 19(4):  100-109.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2016.606

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黑绒金龟[Serica orientalis (Motschulsky)\]是一种重要的多食性林木食叶害虫，严重影响苹果、核桃和卫矛等经济和绿化树种的经济和生态效益。为研究黑绒金龟成虫虫体研磨物水悬液对其成虫的驱避作用，探索经济有效、环境友好的黑绒金龟行为控制技术，利用Y-型嗅觉仪测定了黑绒金龟对4种不同寄主植物\卫矛Euonymus alatus (Thunb.) Sieb.、苹果Malus pumila Mill.、箭杆杨Populus nigra var. thevestina (Dode) Bean、白梨Pyrus bretschneideri Rehd.]的趋性，以及不同寄主喷施其成虫虫体研磨物水悬液前后黑绒金龟的趋性差异。结果表明：雌、雄成虫对不同寄主的反应率，以及不同寄主对雌、雄成虫的诱引率和驱避率无显著差异（P>0.05）。黑绒金龟对卫矛、苹果、箭杆杨和白梨均有极显著的正趋性（P<0.01）；对卫矛、苹果、白梨的趋性无显著差异（P>0.05）。在4种寄主植物嫩枝叶上喷施黑绒金龟成虫虫体研磨物水悬液，以相应寄主嫩枝叶作为对照，比较对黑绒金龟的诱引率，发现黑绒金龟成虫虫体研磨物水悬液对黑绒金龟成虫有极显著的驱避作用（P<0.01），黑绒金龟成虫的不反应率高于40%。研究结果可为害虫自身研磨物作为忌避剂应用于农、林业生产提供行为学依据。

海洋农业 淡水渔业

南海诸岛利用淡化海砂作为无土栽培基质的可行性研究

穆大伟1,2,3,孙莉1,江雪飞4,王蕾4,艾腾腾5,王兰英6

2017, 19(4):  110-118.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2016.509

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泥炭、岩棉作为无土栽培基质需要频繁更换，不适合运输成本较高的南海诸岛，海砂可就地取材，是南海诸岛首选无土栽培基质。我国尚没有利用海砂作为无土栽培基质的研究，为明确其可行性，以3∶1椰糠蛭石混合基质（CK）为对照，以淡化海砂（T）为处理，进行生菜栽培对比试验，分析形态指标、产量、营养品质和食品安全指标。结果显示：砂栽培生菜商品产量和总干重分别比对照高14.93%和49.73%；砂栽培生菜可溶性糖含量（2.47%）比对照（0.37%）高，硝态氮含量（1.77 mg/g）比对照（12.67 mg/g）低，差异极显著（P＜0.01），砂栽培生菜蛋白质含量和Vc含量与对照差异不显著；砂栽培生菜Ca、Fe、Mg、Zn含量与对照差异不显著，砂栽培生菜与对照As、Cd含量都符合国家标准。研究表明淡化海砂栽培生菜产量正常，营养品质好，食品安全，在南海诸岛利用淡化海砂作为无土栽培基质进行蔬菜生产是可行的。

方法与技术创新

龙陵铁皮石斛花色苷的提取工艺及抑菌活性研究

李晓娇,晏爱芬,杨丽华,何健民,侯洪波*

2017, 19(4):  119-127.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2016.449

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以云南龙陵铁皮石斛为试验材料，用溶剂浸提法提取铁皮石斛花色苷。通过单因素试验考察乙醇体积分数、料液比、提取温度、pH、提取时间对铁皮石斛花色苷提取率的影响，以正交试验进行工艺优化得到最佳提取工艺条件。并考察铁皮石斛花色苷对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌的抑制作用。结果表明，溶剂浸提法提取铁皮石斛花色苷的最佳工艺条件为：60%乙醇、料液比为1 g:20 mL、提取温度40℃、pH 3、提取时间120 min、提取次数为2次，花色苷含量为3.12 mg/g FW。其对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌的最低抑菌质量浓度分别为9.75 mg/L、4.88 mg/L和1.22 mg/L，最低杀菌质量浓度分别为9.75 mg/L、4.88 mg/L、2.44 mg/L。

烟草绿原酸纳米脂质体的制备工艺及其稳定性研究

扈瑞瑞1,2,申国明1*,高林1,张晓鸣3,夏书芹3,程昌合4,李力群5,王英旗6,王树键6

2017, 19(4):  128-137.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2016.621

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筛选了烟草绿原酸纳米脂质体的3种制备方法并研究其稳定性。以透析法测定烟草绿原酸脂质体的包埋率；以包埋率和粒径为主要指标筛选薄膜分散法、乙醇注入结合超声法和逆相蒸发法3种制备方法；考察蛋黄卵磷脂与绿原酸的比例、蛋黄卵磷脂与胆固醇的比例及超声时间对绿原酸纳米脂质体包埋率和有效载量的影响；以正交组合设计试验确定最佳工艺参数；最后对最佳条件下制备的脂质体稳定性进行评价。结果表明：蛋黄卵磷脂与绿原酸质量比9∶1、卵磷脂与胆固醇质量比4∶1、实际超声时间5 min所制备的烟草绿原酸纳米脂质体呈球形，平均粒径为77.16 nm，分散性良好，包埋率和有效载量最高分别达到88.02%和9.69%；包埋后的脂质体热稳定性和碱性稳定性均得到提高；紫外测试表明绿原酸被成功包覆在脂质体中。上述结果表明乙醇注入结合超声法制备的绿原酸纳米脂质体粒径小、分散性好，具有良好的热稳定性、碱性稳定性和贮藏稳定性。