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2018年 第20卷 第7期    刊出日期：2018-07-15

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农业创新论坛

全球气候变化对温带果树的影响

彭颖姝,高捍东*,苑兆和*

2018, 20(7):  1-10.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2017.0463

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全球正经历一次以变暖为主要特征的气候变化。“温室效应”、“全球变暖”等领域成为学者们研究的热点，但气候变化对温带果树所带来的影响研究甚少，相关研究信息缺乏整合与梳理。概述了全球气候的变化趋势，综述了气候变化对温带果树的物候期、需冷量、生态适应性、果实的产量、质量等影响。针对出现的问题，建议研究气候变化规律以及植物生理反应的作用机制，并提出了综合的栽培措施和提倡培育对低温需求小、抗病虫的新果树品种来适应未来温暖的气候。

转基因作物研发现状及展望

孙卓婧1,张安红2,叶纪明1*

2018, 20(7):  11-18.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2017.0534

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近年来，转基因技术在作物育种中应用已取得显著成效，并产生巨大的商业价值。综述了转基因技术在作物改良方面的显著成绩，分析了这一领域的研究现状和新进展，展望了转基因技术研究和应用的未来，以期为推进我国农业生物技术发展与转基因作物商业化提供指导。

喀斯特石漠化环境植被修复与林产业发展关键技术探析

张俞,熊康宁*,喻阳华,谭代军,程雯,许敏

2018, 20(7):  19-25.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2018.0046

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石漠化是制约喀斯特地区生态环境安全、社会经济发展的瓶颈问题，开展植被修复与林产业发展技术探析有助于山区退化生态系统恢复。系统回顾了近30年来喀斯特石漠化地区植被修复与林产业发展阶段、植被群落特征、恢复治理模式及监测评估等研究现状。通过分析相关文献得出，喀斯特石漠化地区植被修复与林产业发展在1985年以前为抑制发展阶段，1985-2001年为初步发展阶段，2001年至今为快速增长阶段。目前喀斯特石漠化地区植被修复与林产业发展的标志性成果主要体现在基础理论、模式构建、监测评价3方面。最后提出喀斯特石漠化地区植被修复与林产业发展应解决的关键科学问题及发展方向，以期为植被修复与林产业发展提供参考依据。

生物技术 生命科学

新疆野苹果营养及次生代谢物与苹果小吉丁虫抗性的关系

梅闯1,2,闫鹏1*,艾沙江·买买提1,韩立群1,张彦龙3,马凯1,王继勋1

2018, 20(7):  26-33.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2017.0420

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为了解新疆野苹果（Malus sieversii (Lebed.) Roem.）植株内营养及次生代谢物质含量对苹果小吉丁虫( Agrilus mali Mats.)危害的影响，以具有不同抗虫性的新疆野苹果类型单株为试验材料，利用相关性回归法找出营养及次生代谢物质与其抗性的关系。结果表明：不同抗性新疆野苹果单株营养物质含量存在显著差异，韧皮部内可溶性蛋白和可溶性糖含量均显著大于木质部，在4.02~21.72 mg/g之间。可溶性蛋白含量K2最低，为26.10 mg/g，G1最高，为45.74 mg/g，感虫植株可溶性蛋白含量普遍高于抗虫植株。不同抗性单株单宁、黄酮、总酚含量差异显著，其中木质部内黄酮含量较低，在0.31~0.89 mg/g之间，韧皮部黄酮含量在1.93~4.05 mg/g之间，抗虫植株平均单宁含量为1.24 mg/g，感虫植株平均单宁含量为0.69 mg/g，抗虫植株单宁含量显著高于感虫植株，即单宁含量越高，其抗虫性越好，感虫植株G6总酚含量最低，为1.43 mg/g，抗虫植株K2总酚最高，达到3.96 mg/g，木质部内单宁含量和总酚含量与苹果小吉丁虫抗性之间存在显著正相关，即新疆野苹果单株内单宁与总酚含量越高，总虫数就越少，对苹果小吉丁虫的抗性就越好，新疆野苹果受害就越轻。综上，新疆野苹果内营养物质含量与抗虫性呈极显著负相关，次生代谢物质含量与抗虫性成显著正相关，次生代谢物质含量高的新疆野苹果对苹果小吉丁虫危害在一定程度上具有减轻或抑制作用。

贵州地方向日葵种质资源表型性状多样性分析

奉斌,李慧琳,杨胜先,林涛,魏忠芬*

2018, 20(7):  34-41.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2017.0562

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为研究贵州地方向日葵的遗传多样性，对不同生态区域的65份向日葵种质资源的25个主要农艺性状如株高、叶形、叶色等进行遗传多态性、主成分及聚类分析。结果发现，17个主要农艺质量性状的变异系数平均值为26.71%，遗传多样性指数达0.73；数量性状方面子实长度、百粒重等8个指标的变异系数平均值为20.11%，遗传多样性指数达1.96；主成分分析结果显示茎粗、株高和叶片数在8个测量性状中累计贡献率为80.58%；基于25个表型性状的聚类分析发现，向日葵资源分为两个大类四个亚类，以上结果说明贵州地方向日葵具有十分丰富的多样性。

ISSR标记在生姜品种遗传多样性中的应用

王向东1,王永存1,马艳芝2*,宋玉双2,3,付丽军1,李佳垚2

2018, 20(7):  42-47.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2018.0102

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以8个姜品种的芽为试验材料，利用ISSR分子标记技术对它们进行遗传多样性分析。结果表明：筛选出的24条ISSR引物，共扩增出166个条带，其中55条为多态性条带，多态性比率为35.67%；8个姜品种的遗传距离在0.212 8~0.842 1之间，在λ=0.44处，可将供试的8品种分为3大类。供试8个姜品种多态性不高，5个自育品种和其他3个供试品种在遗传距离、亲缘关系、聚类结果各不相同，可进一步进行研究。

美国大灵芝（Ganoderma oregonense）转录组SSR位点的生物信息学分析

陈诚1,刘晓飞2,李强3,王剑1,伏荣桃1,张鸿1,卢代华1*

2018, 20(7):  48-55.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2017.0509

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为了解美国大灵芝（Ganoderma oregonense）转录组中的简单重复序列（simple sequence repeat，SSR）位点信息，并为开发灵芝分子标记辅助育种技术奠定基础，将高通量转录组测序获得的美国大灵芝转录组数据通过Trinity软件拼接组装，再利用MISA软件分析其SSR位点信息。随后采用Primer 3根据SSR位点设计特异性鉴别引物，并以灵芝DNA为模板，对其有效性进行验证。共获得65 064条单基因簇（unigene），在其中2 981条unigene中检测到3 380个符合软件参数的SSR位点，发生频率为5.19%，平均分布距离为12.60 kb。美国大灵芝转录组SSR位点总长度为52 168 bp，平均长度为15 bp。单核苷酸、三核苷酸是美国大灵芝转录组SSR的主要重复类型，分别占总SSR的35.33%和38.67%。SSR基元重复次数范围为5~73次，其中5次重复的发生次数最高。SSR重复基元共有98个类型，其中C/G是最常见的重复基元，比例为17.72%，其次是A/T，比例为17.60%。针对3 380个SSR位点设计出2 324对SSR引物，随机选择15对引物对3种灵芝栽培品种进行PCR扩增，10对引物可稳定扩增出条带，其中8对在3个灵芝栽培品种中表现出多态性。说明美国大灵芝转录组SSR位点多态性丰富，对灵芝的功能基因挖掘、分子标记辅助育种开发以及遗传多样性分析等具有重要意义。

组学分析技术在烟草研究中的应用进展

王林1,杨立均2,赵佳佳2,黄海棠2,许自成1*

2018, 20(7):  56-62.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2017.0309

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基因组、转录组、蛋白组、代谢组学技术作为研究生物体受到内外环境扰动后基因、蛋白和小分子等物质的重要手段，被广泛应用于植物学、微生物学、食品安全等领域。综述了单组学技术在研究不同品种、生态环境、胁迫、功能基因、香型、器官条件下的烟草差异变化机理的应用。最后对各组学优缺点进行了分析，介绍了多组学联合分析技术在提升烟叶品质研究中的作用，并对下一步的研究和应用进行了展望，以期为烟草品质的分子机理研究提供借鉴与参考。

农业创新论坛

自然环境下苹果作业机器人双果重叠目标侦测方法

夏雪1,周国民1*,丘耘1,李壮2,王健1,樊景超1,郭秀明1

2018, 20(7):  63-73.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2017.0479

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为进一步提升苹果的侦测精度，从而提高苹果作业机器人的果实作业效率，以果园重叠苹果为对象，研究了自然环境下双果重叠目标的机器侦测方法。首先将采集到的苹果图像在Lab色彩空间中利用K-means聚类算法提取重叠苹果目标区域；其次在得到重叠苹果边界上的Harris角点后，通过关键角点检测算法定位苹果重叠部分的果实轮廓所在区域，并利用Canny边缘检测算子提取出苹果重叠部分的果实轮廓；然后利用Y型节点搜索算法实现重叠苹果目标的单果轮廓分离，并得到未遮挡果实的完整轮廓；最终利用距离最小二乘算法对被遮挡苹果目标进行果实轮廓重建。为验证方法的有效性，将Hough变换法、Spline样条内插法的重叠果实侦测结果与本文方法所得结果进行对比。试验结果显示，本文方法不仅可以侦测出未遮挡果实的完整轮廓，同时对被遮挡苹果目标也有较好的轮廓重建效果，其果实平均重合度和定位误差分别为95.43%和4.44%，侦测性能明显优于前两种方法，表明本文方法可以较好实现自然环境下苹果双果重叠目标的侦测，该结果为苹果作业机器人多果重叠目标的自动化侦测提供参考。

基于ZigBee的水产养殖水质控制管理系统设计

高伟1,高磊2,周勇3,王利鹤1,牛文学1,赵永来1,刘文枝3*

2018, 20(7):  74-82.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2017.0569

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传统大型水产养殖场凭养殖户的经验，通过观察水体颜色、鱼类异常行为以及闻水味的方式监测水质，导致监测随意性大、出错几率高、费时费力，因此设计了基于ZigBee无线网络的水质管理系统，该系统以德州仪器CC2530芯片为核心构建了一个无线传感网络，该网络可实时采集监测点温度、溶解氧含量、pH、亚硝酸盐浓度、浊度等数据，并传送到PC上位机。PC上位机同时依据水质情况，通过SMT32F101控制器控制供氧泵，水阀、投饵机等设备，及时对水质异常等状况进行及时处理。试验表明，水质数据的传输速率可达到140 kb，有效传输距离在150 m以上，系统具有可扩展性强、功耗低、稳定性高等特点，能够满足水质监控、增氧、定时投饵、病害防治方面的功能要求。

资源环境 生物药物 生物质转化

不同穗分化时期冬小麦形态抗冻性评价

程婉莹1,王春艳1*,任徳超2,崔三荣1,耿金剑1

2018, 20(7):  83-90.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2018.0084

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通过对黄淮麦区冬小麦5个穗分化时期低温胁迫下的株高进行分析，发现随时期推后株高对低温胁迫的响应越来越强，除-1℃外，随胁迫温度的降低，响应越来越强。对株高关键组成部分穗长、穗下节长、倒二节长和基部节长利用隶属函数法结合主成分分析，来确定冬小麦株高是否对晚霜冻害响应、响应的程度及隶属函数法是否适用于形态抗冻性评价，分别将穗长、穗下节长、倒二节长和基部节长四个具有相关关系的指标降维成2个独立的综合指标，根据这两个综合指标的贡献率求出相应的隶属函数值，并根据各综合指标的权重和隶属函数值得出抗冻性的综合评价值（D值）。结果表明拔节期5个穗分化时期的株高抗冻性中护颖原基分化期的株高抗冻性最低，小花原基分化期、雌雄蕊原基分化期、药隔形成期和四分体时期比护颖原基分化期的抗冻性要高，且时期越往后，D值越高，说明时期越往后，株高的抗冻性越高。5个时期的D值都在0.3~0.6之间，说明本实验所用冬小麦5个穗分化时期都为中等抗冻。同时也说明隶属函数法同样可以运用于冬小麦形态抗冻性评价。

能源玉米不同种植模式下土地甲烷产量的研究

孙颖材,董泰丽*

2018, 20(7):  91-97.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2017.0540

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为研究沼气作物的高效种植模式，提高土地利用率和经济效益，拓展沼气工程物料来源。以能源玉米（先玉335）为对象分析不同种植模式下土地甲烷产量的情况，探索能源玉米土地高效利用的最适种植模式。结果表明：①能源玉米的收获期不同，其生物质产量、土地甲烷产量均不同，且蜡熟期收获的比乳熟期收获的生物质产量、土地甲烷产量均较高；②能源玉米一年一季播种蜡熟期收获的与一年两季播种乳熟期收获的两季累计相比较，其生物质产量和土地甲烷产量均较高；③能源玉米生长期内的气候条件对其生物质产量和土地甲烷产量有较大影响；④从种植及相关成本分析以及结合土地甲烷产量，该地区用于沼气物料的能源玉米种植模式采用一年一季播种蜡熟期收获更适宜，从而可获得较高的收益。⑤能源玉米（先玉335）作为产业沼气作物其最适收获时期为植株干物质含量35%~40%。

包膜尿素与普通尿素配施减氮对夏玉米产量及氮肥效率的影响

王海标,张博,常凤,陶静静,刘培,王宜伦*

2018, 20(7):  98-105.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2017.0485

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为探求减氮增效技术、实现夏玉米科学施肥，通过田间试验，研究了包膜尿素与普通尿素配施及氮肥减施对夏玉米产量、养分吸收利用和土壤氮素的影响。结果表明：夏玉米施氮显著增产7.53%~16.28%，氮素积累量增加15.66%~29.16%，氮肥利用率为19.66%~42.28%；包膜尿素与普通尿素配施一次施肥，提高了夏玉米灌浆期叶绿素含量（SPAD值），可获得较高产量，且包膜尿素比例越大，氮肥农学效率和利用率越高。本试验条件下，施氮145.6 kg/hm2 （75%包膜尿素+25%普通尿素）基本实现了高产、高效、简化施肥，可在豫北地区推广应用。

不同汽爆处理对藜麦秸秆化学组成及纤维结构的影响

张慧玲1,2,王志伟1,2,周中凯2*

2018, 20(7):  105-112.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2017.0428

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为了提高藜麦秸秆资源利用率，研究了低强度蒸汽爆破技术（0.5 MPa、1.0 MPa、1.5 MPa，5 min）对藜麦秸秆化学组成变化的影响，并采用扫描电镜、X射线衍射仪、红外光谱及热重法对秸秆纤维结构特性进行分析。结果表明：汽爆处理对秸秆半纤维素影响最为显著，木质素次之，纤维素影响不显著，其中在1.0 MPa压力下半纤维素、木质素的降解率最大，且秸秆可溶性糖含量最高，达20.30%；汽爆后藜麦秸秆纤维表面受到不同程度的破坏，表面积增加，产生孔洞，纤维素的绝对结晶度降低，且热分解温度降低，热解速率加快。由此说明蒸汽爆破是一种有效的木质纤维处理方法。

气象因子对南疆地区骏枣果实品质的影响

张任,张鹏程,邬欢欢,张学东*

2018, 20(7):  113-122.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2017.0558

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为了了解新疆南疆地区气象因子对骏枣果实品质的影响，分析了2015-2016年南疆地区阿克苏、和田及库尔勒三个地区的温度、日照量、降雨量、相对湿度和风速等气象数据，研究了气候变化情况对骏枣果实品质的作用规律。通过对比两年内12项气象因子对单果重、Vc和可溶性总糖含量等骏枣果实品质的影响，发现南疆气候条件对骏枣果实品质有明显影响，不同品质指标的气象影响因子有所不同。结果表明对骏枣品质的关键指标（单果重、蛋白质、Vc和可溶性总糖含量）影响较大的气象因子分别为平均气温、平均最高温度、日照时数和降水量。其中Vc和可溶性总糖受空气平均最低温度的影响最明显。

乌兰布和沙漠引种抗虫杨树品种中龄期生长适应性评价

董雪1,2,赵英铭1,2,3*,黄雅茹1,2,刘禹廷1,2,马迎宾1,2,4,王志刚1,2,郝玉光1,2,刘芳1,2

2018, 20(7):  123-129.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2017.0382

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为了更好地选择杨树优良品种进行推广栽培，通过调查不同品种的树高、胸径、成活率、保存率、干型、冻害、虫害7项指标，运用隶属函数法对乌兰布和沙漠东北部16种抗虫杨在中龄期的适应性进行了综合评价。结果表明：16种抗虫杨的适应性综合评价结果排序为北抗16-22>08-09>中林315>08-03>天黑>08-08>中林2005>北抗16-27>08-02 >08-07>京2>京6>Simplot>北抗16-8>08-14>DN-34。北抗16-22在中龄期保存率高、年生长量大、抗虫性强，各个方面均表现最优，应作为本区域的主推品种，可进行大规模造林。08-14成活率和保存率均最低，且易感病;DN-34保存率低，冻害严重，年生长量最低，这两个品种不适于在当地大面积推广。中林315、08-03、08-08、中林2005、北抗16-27、08-02可适当推广栽植。08-09和天黑成活率及保存率高，年生长量也较大，但易感染虫害，在侵害初期要早预防、早治理，不要把虫害带到造林地，否则容易导致相互感染。

不同栽培方式对金线莲生长状况和品质的影响

甘金佳1,毛玲莉2,黄容乐3,蒋水元1*,黄夕洋1,李虹1

2018, 20(7):  130-136.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2017.0513

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金线莲是一种名贵的中草药，人工栽培具有较大经济效益，为探索提高金线莲产量和品质的栽培方式， 设置了2种大棚栽培方式和4种林下栽培方式对金线莲成活率、生长量及总黄酮和多糖含量影响进行研究。结果表明，大棚栽培（T5和T6）的金线莲成活率（分别为92.33%和90.79%）和植株鲜重产量（分别为1.33 g和1.31 g）较高，但其总黄酮含量（分别为11.23 mg/g和12.06 mg/g）和多糖含量（分别为76.97 mg/g和80.43 mg/g）低于林下栽培的。在4种林下栽培方式中，使用控根容器栽培金线莲（T1）成活率较高，达到89.00%，并且其根系生长最好（根数达3.88条，根长达51.40 mm）；但是地面栽培方式可以获得最高的植株折干率，地面栽培（T4）的折干率最高，达到12.12%，其次是T3，其折干率为12.04%。上述结果为金线莲的栽培方式选择提供良好的技术方案。

不同基因型烤烟的根系特性及其对根际土壤钾含量的影响研究

武恒燕,席奇亮,李晓辉,薛刚,杨铁钊*

2018, 20(7):  137-145.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2017.0675

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为了探究不同烤烟基因型的根系特性及其对根际土壤钾素形态变化的影响，通过盆栽试验，设置无外源钾(NK)和正常供钾(UK)2个处理，测定了4个不同烤烟基因型农大202、NC628、云烟87和NC89的根系形态指标、根系分泌物及根际土壤钾素活化状况。结果表明：烤烟根系分泌物化学组成上有机酸种类最多，但具有基因型差异；UK处理下农大202根际有机酸含量最高，是NC89的1.36倍，土壤缓效钾向速效钾的转化最多，并且烟叶钾含量最高。UK处理下农大202具有庞大的根系和旺盛的根系生理活动，其总根长、总表面积、根系活力、根系ATP酶活性是NC89的1.49~1.90倍；NK处理下，农大202的总根长、总表面积、根系活力、根系ATP酶活性较UK处理均下降30%以上。UK处理下，中部叶钾含量与根际有机酸、根系活力、根系总长、根总表面积的相关系数分别都达到0.837~0.942，根际有机酸含量、根系活力、ATP酶活性与根总长、总表面积均有0.6以上的相关性。因此，根系总长较长、总表面积较大的基因型很可能是根系分泌有机酸量大、根系活力高、叶高钾含量的基因型，可作为高钾烤烟基因型评价的重要参考。

方法与技术创新

Plackett-Burman设计及响应面法优化无花果干复合酶解工艺

戴阳军1,胡舰1,2,周莹2,左波1,石怡雪1

2018, 20(7):  146-153.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2017.0888

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为探究无花果干复合酶解的最佳工艺参数，在单因素试验的基础上，采用Plackett-Burman设计对影响无花果干复合酶解的7个因素进行评价，筛选出3个显著因素（果胶酶添加量、纤维素酶添加量和酸性蛋白酶添加量），又采用响应面法Box-Behnken设计进一步优化出无花果干复合酶解工艺主要影响因素的最佳参数水平。结果表明：无花果干复合酶解最佳工艺参数为复合酶添加量0.66‰（果胶酶添加量0.25‰、纤维素酶添加量0.25‰、酸性蛋白酶添加量0.16‰）、料液比1∶20、酶解pH 4.0、酶解温度50℃、酶解时间40 min，此工艺条件下酶解液中可溶性固形物含量为7.73°Bx，酶解效率得到显著提升。