当期目录

    2024年 第26卷 第12期    刊出日期:2024-12-15
    上一期   
    农业创新论坛
    从大食物观视角理解“藏粮于技”
    王璐瑶, 卢兵友, 付广青, 何晓燕, 赵婉莹, 王立丽, 邓小明
    2024, 26(12):  1-6.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2024.0763
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    “藏粮于技”战略自正式提出以来,围绕粮食等大宗农产品,以保证耕地数量和关键技术供给为发力点,有力增强了我国粮食生产抗风险能力,对保障国家粮食安全发挥了重要作用。随着我国人民对美好生活需求的不断提高,人民对粮食安全的追求逐步向种类多样化、营养多元化和高质量保健康方向发展。大食物观就是遵循满足人民这一追求的目的提出,也应该是深入理解“藏粮于技”的新视角。基于此视角,探讨新时代“藏粮于技”新内涵、新要义、新路径,并提出构建新型食物安全、农业科研支撑等“四个体系”策略,以期为新时期“藏粮于技”实施提供一定参考。

    功能性食品在我国食品分类中的定位及思考
    李京虎, 张逸璇, 高飞, 郭静利
    2024, 26(12):  7-17.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2024.0819
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    功能性食品与保健食品具有十分紧密的联系,但二者并不能简单地画等号。保健食品作为一个食品类别,在我国有着明确且严格的管理规定;相对应的,功能性食品有着更加广泛的范围,功能性食品更适合作为由具有某些功能特性的食品组成的综合概念,而不是特指某种特定的食品。将功能性食品定义为除了为人体提供必要的营养和满足人们对美味的需求之外,更加强调调节人体生理机能的食品。在此基础上,结合我国政策体系以及国内外现有研究成果,将功能性食品置于食品体系中,从食品的定义、食品的监管角度及食品的原料分类3个视角提出功能性食品的定位,为完善我国功能性食品政策法律法规建言献策,并向功能性食品生产者的生产经营活动提供决策依据。

    生物技术 生命科学
    基于关联分析挖掘小麦SDS沉降值相关候选基因及KASP标记开发
    刘海霞, 张寅辉, 庄蕾, 郭梦娇, 赵李, 吴美娟, 侯健, 李甜, 刘红霞, 张学勇, 郝晨阳
    2024, 26(12):  18-29.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2024.0895
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    SDS沉降值是小麦品质育种的一项重要指标。对145份小麦品种的SDS沉降值进行了全基因组关联分析,在染色体3DL末端鉴定到成簇的显著信号,结合peak SNP的位置与LD衰减距离锁定587.514~589.514 Mb为候选区段;利用重测序数据(http://wheat.cau.edu.cn/WheatUnion/)发掘该区段内候选基因的变异位点,再对SDS沉降值的候选基因进行关联分析。综合关联结果、基因注释和基因表达分析,获得沉降值相关候选基因TraesCS3D03G1092400,命名为TaAGAP-3D。基于该基因的多态性SNP位点开发了可供育种利用的KASP标记Sv-3D-KASP,发现TaAGAP-3D(C)为SDS沉降值相关的优异等位变异。研究结果将为小麦SDS沉降值的遗传改良提供有效分子标记,同时也为进一步克隆品质基因提供参考。

    西瓜对低氮胁迫响应的转录组分析
    赵展, 王晓婷, 张黎凤, 赵津禾, 于玉红, 李军华, 吴占清
    2024, 26(12):  30-38.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2024.0156
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    氮是植物必需的大量元素之一,对于西瓜生长发育至关重要。为阐明西瓜响应低氮胁迫的作用机制,对连续低氮胁迫下西瓜的表型变化进行分析,并利用Illumina Novaseq平台对3个氮素水平(CK、N1、N3)处理下第15天的西瓜叶片进行转录组测序。结果表明,低氮处理促进了西瓜地下根系伸长,但对地上植株长度和地上鲜重有明显抑制作用,处理后植株表现出地上部矮小的症状。转录组测序结果显示,在CK/N1、N1/N3、CK/N3对比中,分别鉴定出121、1 184、516个差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs),其中共有的DEGs有12个,上调1个和下调11个,下调表达基因主要通过烟酰胺合成酶、bHLH转录因子、糖转运蛋白、叶绿素代谢等通路来响应低氮胁迫,而上调表达基因与酪氨酸代谢有关。综上,西瓜响应低氮胁迫是个复杂的过程,经转录组鉴定的与氮胁迫相关的关键基因在提高西瓜对低氮胁迫的耐受性以及提高西瓜的氮利用效率方面有重要作用。以上研究结果为深入研究西瓜低氮胁迫响应机理奠定了基础。

    北苍术种质遗传多样性及群体结构分析
    谢波艳, 孔丽静, 张煜彬, 孙成龙, 赵思源, 张明慧, 范圣此, 向增旭, 郑金双
    2024, 26(12):  39-49.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2024.0174
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    为分析北苍术种质资源的遗传多样性,以16个居群158份北苍术种质为研究对象,分析13个表型性状的变异系数、多样性指数,并对其进行相关性分析、主成分分析和聚类分析;利用SSR分子标记进行遗传多样性分析,用Structure 2.3.4软件解析群体遗传结构。结果表明,158份北苍术种质的13个表型性状的变异系数为0.63%~89.54%,其中茎数的变异系数最大;Shannon-Wiener多样性指数(H)为0.58~2.95,其中主茎粗的多样性指数最高。相关性分析发现,13个表型性状间存在一定相关性,其中株高与主茎粗、叶长、叶宽、茎数、冠幅呈显著正相关(P<0.05)。主成分分析发现,叶宽、冠幅、茎数、倒伏情况、开花时期和叶色是影响北苍术表型性状差异的关键指标。基于13个表型性状聚类分析将158份北苍术种质划分为3个类群。17对SSR核心引物共扩增出128条多态性条带,多态率达88.56%;Nei’s基因多样性指数(h)、Shannon’s信息指数(I)和多态信息量分别为0.03~0.41、0.29~0.60和0.30~0.86;基于17对SSR分子标记,利用UPGMA(unweighted pair group method with arithmetic mean)法将158份北苍术种质划分为3个类群。Structure群体结构分析表明,158份种质划分为3个类群,其中10份种质为混合群体,遗传背景较为复杂。综合分析发现,158份北苍术种质基于表型和SSR标记聚类划分一致的有60份种质,其中20份种质亲缘关系较近,表明地理来源对北苍术种质资源类群划分有一定影响,但不是决定性因素。以上研究结果为北苍术种质资源鉴定与优良种质筛选提供了理论参考。

    基于UPLC-MS/MS技术的9个白茶实物标准样主要化学成分分析
    陈丽琴, 周子维, 蔡亚威, 张朝辉, 江胜滔, 艾克拜尔·热合曼, 陈艳
    2024, 26(12):  50-62.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2024.0284
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    为了更加客观、系统地评价不同花色和等级的白茶产品,以白茶标准样为试验材料,采用超高效液相色谱-三重四级杆质谱联用仪(ultra-performance liquid chromatography tandem mass spectrometry,UPLC-MS/MS)检测技术,对不同花色及同一花色不同等级的白茶标准样品的儿茶素、茶氨酸等主要化学物质进行检测和分析。结果表明,随着等级的降低,毫香毫味的感官总体逐步减弱,滋味由清鲜到清甜,再到醇厚。对不同等级的白茶比较发现,与白茶等级呈极显著正相关的组分有精氨酸(Arg)、天冬氨酸(Asp)、苏氨酸(Thr),其中Asp随着等级的降低逐渐减少,是决定不同等级白毫银针、白牡丹、贡眉、寿眉滋味差异的关键化学物质。对不同花色样品的主要化学物质进行偏最小二乘判别分析(partial least squares-discriminant analysis, PLS-DA)发现,丙氨酸(Ala)、茶氨酸(L-Thea)、组氨酸(His)、赖氨酸(Lys)以及表儿茶素没食子酸酯、表没食子儿茶素没食子酸酯等12个组分的变量重要性投影(variable important projection,VIP)值≥1.0。对同一花色不同等级样品主要化学物质的PLS-DA发现,VIP≥1.0的物质有脯氨酸(Pro)、组氨酸(His)、茶氨酸(L-Thea)以及苯丙氨酸(Phe)。以上研究结果为我国白茶产品风味品质评价和分析提供理论参考,对于不同花色及同一花色不同等级的白茶产品质量等级判别具有重要参考价值。

    瑶药鸭脚风叶绿体基因组结构解析及密码子偏好性分析
    李春连, 张鹏, 蔡楚平, 覃水凤, 肖善芳, 罗秋香, 郭松, 蓝峻峰
    2024, 26(12):  63-76.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2023.0006
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    为探究老班瑶药鸭脚风叶绿体基因组的结构特征、系统进化以及密码子偏好性,以瑶药鸭脚风为研究材料,对瑶药鸭脚风叶绿体基因组进行测序和组装。结果表明,鸭脚风的叶绿体基因组由大单拷贝区、小单拷贝区以及2个反向重复区组成,全长156 532 bp,包含123个基因,分别为8个核糖体rRNA基因、29个转录tRNA基因和86个蛋白质编码基因。共检测到84个SSR位点。密码子偏好性分析显示,鸭脚风的叶绿体基因最优密码子偏好以A/U碱基结尾,自然选择可能是其密码子使用模式的主要影响因素。系统进化分析表明,鸭脚风与辐叶鹅掌柴亲缘关系密切。以上研究结果为鸭脚风叶绿体基因组研究和应用提供了科学依据。

    嗜热毁丝霉木糖代谢调控机制研究
    陈美欣, 顾淑莹, 刘佳, 刘浩, 李金根, 田朝光
    2024, 26(12):  77-87.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2023.0151
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    为提高发酵菌株的木糖利用速率,以嗜热毁丝霉为体系,利用遗传学手段及转录组学技术,探究丝状真菌嗜热毁丝霉木糖代谢的调控机制。结果表明,在嗜热毁丝霉中,转录因子XlnR能够正向调控木糖代谢和转运以及半纤维酶的表达,是木糖条件下孢子萌发的必需因子。在木糖条件下,突变体ΔxlnR孢子丧失了萌发的能力,并且菌丝木糖利用速率显著降低,而过表达xlnR 使得木糖利用速率提升14.2%。转录组数据表明,敲除xlnR 导致木聚糖水解酶基因、木糖转运蛋白及代谢相关基因的转录水平显著降低。全局调控因子Cre-1是木糖及葡萄糖代谢的抑制因子,敲除cre-1后显著提升嗜热毁丝霉木糖和葡萄糖利用速率;同时,Cre-1可直接抑制xlnR及自身的表达。通过过表达木糖代谢激活因子XlnR编码基因xlnR,同时敲除抑制因子Cre-1编码基因cre-1,嗜热毁丝霉木糖利用速率提高100%。以上研究结果为生物质高效利用底盘细胞的创建提供了良好的出发菌株。

    智慧农业 农机装备
    基于离散元法的外槽轮排肥器排肥性能研究
    杨大芳, 李飞翔, 葛越锋, 李奕辰
    2024, 26(12):  88-97.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2023.0350
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    为提高播种机变量施肥的排肥性能,基于离散元法对外槽轮排肥器的排肥性能进行研究。首先,通过肥料标定试验确定离散元物料仿真参数;然后,基于Isight软件的优化模块设计试验,以外槽轮的工作长度、转速为因素,以排肥均匀性变异系数为响应设计试验,得到排肥器排肥均匀性变异系数的二阶回归方程,根据所得回归方程分析在特定肥量范围内,外槽轮的工作长度及转速组合对施肥稳定性的影响。针对300 kg·hm-2的施肥量,以外槽轮流量方程为约束条件进行寻优求解,得到外槽轮排肥器排肥参数的最佳组合为槽轮工作长度60 mm,转速30 r·min-1。采用最佳排肥参数组合进行排肥仿真试验,得到排肥均匀性变异系数为11.7%,符合施肥要求。研究结果为2BMJ系列免耕精量播种机排肥器工作中的参数调配提供参考。

    基于多角度数据融合的养殖场通道中奶牛身份识别算法研究
    张晓卫, 陈波, 王月明, 李子剑, 张继红, 曹天一
    2024, 26(12):  98-106.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2023.0327
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    为提高智慧奶牛养殖场生产管理效率,提出基于养殖场固定通道中多角度数据融合的奶牛身份识别算法。首先,在养殖场通道中安装2个不同背面和3个不同侧面的摄像头,采集60头奶牛的身份识别数据,构建奶牛的多角度身份识别数据集;然后,训练并对比分析7个骨干网络在奶牛身份识别数据集上的表现。结果表明,HRNet骨干网络在奶牛的正背面、斜背面、前斜侧面、后斜侧面和正侧面上的效果较好,Rank@1准确率分别达到96.55%、98.08%、91.23%、95.83%和89.36%,平均精度均值分别达到83.28%、89.88%、75.09%、84.48%和78.27%;采用身份识别较好的HRNet网络构建多角度数据融合奶牛身份识别算法,在设定相似度阈值为0.9时,奶牛身份识别准确率在数据集上达到100%。研究结果为奶牛养殖场固定通道中的牛身份识别提供了一种解决方案。

    基于多源遥感数据的茶叶种植面积时空变化研究
    张彦, 王来刚, 贺佳, 郭燕, 杨秀忠, 张红利, 刘婷
    2024, 26(12):  107-114.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2023.0243
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    茶叶是重要的经济树种之一,分析茶叶种植面积的时空演变规律可为优化河南茶叶布局提供科学依据。基于2000—2020年Landsat和Sentinel-2卫星数据,结合实地调查数据,采用随机森林分类方法获得河南省信阳市浉河区茶叶种植面积空间分布信息,采用趋势分析、重心迁移等方法对浉河区茶叶生产空间布局与时空变化趋势进行分析。结果表明:光谱+植被指数+纹理特征组合对茶叶分类精度最高,总体精度可达89.02%,Kappa系数为0.90;从时序变化来看,2000—2020年浉河区茶叶种植面积总体上呈现快速增长到稳步上升趋势。从空间变化来看,浉河区茶叶种植空间分布相对集中,主要分布于北部乡镇的丘陵地区和浅层山区。从重心变化来看,近20年浉河区茶叶种植面积重心呈现出由东向西转移的趋势,重心迁移总距离为5.47 km,迁移速度为0.273 5 km·a-1。研究结果为茶叶科学种植提供了数据支撑。

    微波频段下麦麸介电特性的测量与分析
    王豪, 方兵, 叶大鹏, 谢立敏
    2024, 26(12):  115-121.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2023.0653
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    介电特性对于麦麸的微波消杀与干燥具有重要研究价值,为探究麦麸的介电特性,在频率0.5~4.0 GHz、含水率1.94%~31.56%、温度35~85 ℃下,采用同轴传输/反射法测量了麦麸介电常数ε'和损耗因子ε″的变化,并采用多元回归分析法建立了频率为2.45 GHz的ε'ε″与含水率和温度的数学模型。结果表明:随着频率的增加,ε'ε″呈单调递增状态;温度越高,ε'ε″越大;含水率越高,ε'ε″越大。对模型的验证结果表明,ε'ε″实验值与计算值之间的决定系数分别为0.993 12和0.990 82,相对误差分别小于7%和10%,说明该模型可以较好地预测麦麸介电特性。研究结果为麦麸物理性质相似物质的介电特性测量提供指导,对麦麸微波干燥与微波消杀等设备的研发提供理论依据与数据支持。

    动植物健康
    紫外-可见光谱库在农药杀菌剂隐性排查中的应用
    陈颖, 刘小锋, 陈一萍, 廖丽萍, 傅洪涛
    2024, 26(12):  122-128.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2023.0247
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    为建立紫外-可见光谱库以期能够快速准确的检索农药杀菌剂中添加的隐性成分,通过高效液相色谱仪,以乙腈和水做为流动相,采用梯度洗脱分离及提取98种常规杀菌剂标准物质的紫外-可见光谱图,以标准物质的紫外-可见光谱图来建立紫外-可见光谱库。根据光谱的相似度和标样的保留时间来匹配目标化合物,从而检索出农药制剂中添加的隐性成分。通过2个杀菌剂来验证谱库检索的准确性,结果显示,谱库检索的正确性达100%。该方法具有检测目标化合物准确率高、操作简单、易学、成本较低等优点。

    黄花蒿对粘虫杀虫活性成分及机制研究
    李春燕, 梁倩, 高成香, 梁宗锁, 王芳
    2024, 26(12):  129-137.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2023.0589
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    为研究黄花蒿石油醚萃取物对粘虫3龄幼虫杀虫活性成分及初步作用机制,采用硅胶柱色谱进行分离,气相-质谱法分析化学成分,浸虫法测定不同馏分及主要成分的触杀活性,并进一步对活性成分进行粘虫幼虫体内靶标酶和代谢酶活性测定。结果表明,黄花蒿石油醚萃取物经硅胶柱色谱分离,共得到27个馏分,其中馏分8表现出较好的触杀活性。经气相色谱-质谱法检测,十三烷、4-喹啉甲醛、石竹烯氧化物、亚油酸乙酯和亚麻酸乙酯为主要化合物,含量分别为7.9%、72.8%、3.6%、2.4%、3.1%。这5种化合物处理粘虫7 d的半数致死浓度(LC50)分别为7.9、2.5、3.6、5.4和1.5 mg·mL-1,即亚麻酸乙酯对粘虫的触杀活性最好。扫描电镜结果显示,1.5 mg·mL-1亚麻酸乙酯处理粘虫7 d,粘虫表皮蜡质层结构排列疏松,蜡质层颗粒明显消失,蜡花间隙增大;在处理过程中,粘虫的乙酰胆碱酯酶和羧酸酯酶表现出先激活后抑制作用;Na+-K+-ATPase表现出持续抑制作用;过氧化氢酶表现出先抑制后激活作用。综上,亚麻酸乙酯为黄花蒿对粘虫杀虫活性的主要化合物,研究结果为黄花蒿资源的开发利用以及将亚麻酸乙酯作为生物防治粘虫的潜力化合物提供参考。

    生物制造 资源生态
    水溶性固沙剂对沙地土壤蒸发的影响
    高海燕, 袁立敏, 张胜男, 闫德仁
    2024, 26(12):  138-144.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2023.0200
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    为探究不同水溶性固沙剂对土壤水分蒸发的影响,选取沙蒿胶、亚麻籽胶、刺槐豆胶、生物基磺酸盐4种水溶性固沙剂,每种材料设计10、20、30、40、50 g·m-2 5种用量,以未添加固沙剂为对照(CK),通过室内模拟蒸发试验,测定不同种类、不同添加量固沙剂蒸发强度,分析其差异。结果表明,4种固沙剂保水作用依次为刺槐豆胶、亚麻籽胶、沙蒿胶、生物基磺酸盐,并且刺槐豆胶显著优于生物基磺酸盐;4种固沙剂添加量为40和50 g·m-2时保水作用均显著高于CK(P<0.05);4种固沙剂对5—10 cm土层土壤均有较强保水效果。综上可知,水溶性固沙剂具有良好的保水作用,其中刺槐豆胶表现最优。研究结果可为水溶性固沙剂的应用提供理论依据。

    不同株行距配置下缩节胺对棉花株型塑造的影响
    翟梦华, 孙明辉, 李雪瑞, 徐新龙, 高海洲, 张巨松
    2024, 26(12):  145-156.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2023.0175
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    优化机采棉株行距配置与缩节胺(1,1-dimethyl-piperidinium chloride, DPC)剂量是构建棉花合理个体与群体结构、提高产量的重要手段。以‘源棉11号’为材料,采用裂区试验设计,在密度一致的条件下,主区设置76 cm等行距、(66+10) cm宽窄行2个株行距配置模式,副区设置270、410、550和690 g·hm-2 4个缩节胺用量,研究不同处理对棉花主茎生长速度、株型结构、冠层特性及产量构成因素的影响。结果表明,同等缩节胺处理下,76 cm等行距模式提高了棉花主茎日增长量与主茎节间长度,增加了棉花下部果枝夹角与上部果枝长度,降低了下部果枝长度与上部果枝夹角,叶面积指数在冠层垂直方向上分布合理,提高了棉花单株结铃数、单铃重与皮棉产量;相同种植模式下,棉花的主茎日增长量、各部位主茎节间长度、上部果枝第1果节间长度均与缩节胺剂量呈反比,各部位的果枝夹角均随缩节胺剂量的增加先增后降,增施缩节胺能一定程度上降低棉花叶面积指数。结合棉花株型和产量对比分析,建议76 cm等行距配置模式的棉花全生育期缩节胺喷施量为550 g·hm-2、(66+10) cm模式的棉花缩节胺喷施剂量为410 g·hm-2,可获得较理想产量。以上结果为新疆机采棉的株行距配置的选择以及化控管理措施的运用提供理论依据。

    不同类型地膜对土壤水热和油菜产量的影响
    杨婷婷, 田效琴, 李卓, 刘永红, 李伟
    2024, 26(12):  157-163.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2023.0293
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    为研究在膜侧种植条件下,不同类型地膜对耕作层土壤水热条件和油菜生长状况的影响,设置普通塑料白地膜、黑地膜以及液态地膜3种地膜覆盖处理,以不覆膜作为对照(CK),开展田间试验,综合分析地膜对土壤水热和油菜生长与产量的影响。结果表明,与CK相比,3种覆膜处理使油菜苗期和蕾苔期的土壤含水率分别增加0.49%~2.29%和7.60%~10.77%,其中黑地膜、白地膜处理在蕾苔期保水效果显著;油菜干物质量分别增加6.36%~38.36%和7.52%~88.44%,其中黑地膜增幅最大,白地膜次之,蕾苔期均与CK差异显著;3种地膜处理对油菜农艺性状均有促进效果,其中黑地膜表现最优,其株高、主序长度、一次有效分枝数、一次有效角果数、每果粒数分别较CK增加11.53%、18.34%、50.10%、46.46%、87.50%。黑地膜处理油菜的产量为2 926.50 kg·hm-2,分别较白地膜、液态地膜、CK显著增产34.67%、81.60%、87.55%。综上所述,在膜侧种植下,覆盖黑地膜具有较好的保水增产效果,可作为西南旱地油菜节水抗旱、绿色高产高效的栽培措施。以上结果为进一步优化和普及地膜覆盖油菜提供理论和技术支撑。

    有机肥配施对我国烟叶品质影响的整合分析
    梁永进, 朱睿璇, 韦贝蕾, 袁小迈, 成武洋, 彭博, 王梓廷, 韦建玉
    2024, 26(12):  164-175.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2023.0240
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    为研究有机无机肥配施对烤烟烟叶中主要化学成分的影响,探究不同影响因素下有机无机肥配施对烤烟烟叶主要化学成分含量的具体效应,以“烤烟”“有机肥”“品质”“化学成分”为关键词,检索并整合了国内相关的169篇文献,提取出631组主要数据建立数据库,选择对数响应比作为效应量进行整合分析。结果表明,相比于无机肥单独施用,有机无机肥配施可显著提升烟叶中还原性糖含量和糖碱比(5.5%和9.3%)、降低烟碱含量(-5.6%),还可小幅度提高烤烟香气质、香气量、余味、杂气、刺激性和细腻度(4.5%、5.2%、2.5%、1.5%、1.8%和3.4%)。有机无机肥配施在北方烟区土壤中对提升烤烟烟叶中还原性糖含量、糖碱比和降低烟碱含量有更明显的效果(18.06%、25.86%、-5.26%);有机无机肥配施在相对贫瘠的土壤上效果更明显,当土壤有效氮含量小于100 mg·kg-1时,其增加烤烟烟叶中还原性糖含量和糖碱比、降低烟碱含量的效果更加明显(6.82%、14.11%、-9.43%)。当烤烟种植密度在15 000~17 000 株·hm-2时,有机无机肥配施对提高烟叶中还原性糖、钾离子含量和糖碱比、降低烟碱含量有更好的效果(9.53%、9.42%、18.06%、-7.04%)。当有机氮比例为50%时,有机无机肥配施有大幅降低烟碱含量、提升烟叶中钾离子、还原性糖含量和糖碱比的效果(-8.80%、11.50%、8.9%、13.80%)。综上所述,有机无机肥配施对烤烟烟叶中还原性糖、钾离子、烟碱、糖碱比影响较大,且能通过影响烟叶化学成分含量来协调烤烟的感官质量。在北方烟区或当土壤有效氮磷钾含量较低、无机氮投入总量大于100 kg·hm-2、肥料有机氮比例为50%时,有机无机肥配施更有利于烤烟烟叶中钾离子、还原性糖的积累,降低烟碱含量,提升糖碱比。因此,在烤烟种植和施肥前,应根据对烟叶化学成分的需求,综合考量环境、土壤、施肥等因素,制定合适的有机无机肥配施方案,以达到生产目的。

    基于OPLS-DA模型的雪茄烟叶香气差异分析
    卢绍浩, 谢永恒, 许利平, 刘崇盛, 吴兆明, 张丽娜, 许高燕, 赵振杰, 高阳
    2024, 26(12):  176-186.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2023.0214
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    为探究不同品种雪茄烟叶香气品质的差异,采用气相色谱-质谱联用仪(gas chromatography-mass spectrometry, GC-MS)对德雪1号、德雪3号和德雪5号香气成分进行分析,并进行正交偏最小二乘法判别分析(orthogonal partial least squares discriminant analysis, OPLS-DA)。结果表明,品种间烟叶香气物质的种类基本一致,而香气物质含量却存在差异,其中德雪1号烟叶中巨豆三烯酮、β-环柠檬醛、苯甲醛和2,6-壬二烯醛含量较高,二氢猕猴桃内酯、2-乙酰基呋喃、茄酮和新植二烯含量较低;德雪3号中呋喃类化合物和新植二烯含量较高;德雪5号中二氢猕猴桃内酯、茄酮和愈创木酚含量较高。通过30个香气成分构建了OPLS-DA模型,其中自变量拟合指数(R2X)、因变量拟合指数 (R2Y) 和模型预测指数 (Q2 )分别为0.806、0.993和0.988,交叉验证方差分析(cross validation analysis of variance, CV-ANOVA)检验结果F为179.76( P<0.05),且通过200次置换验证发现模型未出现过拟合现象,表明模型显著可靠。模型从30个香气成分中筛选出了8个差异香气物质,可用于雪茄品种的区分。以上结果为阐明不同品种雪茄烟叶的香气特征提供理论参考。

    寒旱区日光温室顶通风方式对温湿度与二氧化碳水平的影响
    李晓凯, 塔娜, 闫彩霞, 宋财柱, 郭梦杰
    2024, 26(12):  187-200.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2023.0197
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    为研究寒冷干旱地区日光温室开启顶部通风口通风方式对室内温湿度及二氧化碳水平的影响,采用RS-485总线方式搭建温室环境监测系统,对通风时段温室内距地面20、80和180 cm处的温湿度及二氧化碳含量数据进行采集和分析。在此基础上利用最小二乘法建立通风前后温室20 cm高度作物区温湿度及二氧化碳含量回归模型与通风0.5 h室内温湿度及二氧化碳含量变化回归模型。结果表明,14:30前关闭通风口可使室内温度回升,开启顶部通风口通风使室内温度、相对湿度和二氧化碳含量接近室外;通风前后温室内不同位置的环境因子分布是非均匀的,温度最大相差11.6 ℃,相对湿度最大相差11.8%,二氧化碳含量最大相差68 μmol·mol-1;回归模型决定系数均在0.567以上,表明各模型中自变量与因变量具有一定的相关性,可通过少数传感器的数据估算温室20 cm高度作物区及通风0.5 h室内温湿度及二氧化碳含量。以上研究结果为北方寒旱地区日光温室环境因子精准调控提供一定的理论依据与技术参考。

    方法与技术创新
    提高猪体细胞克隆胚胎发育率的研究进展
    张才用, 陈指龙, 谢浩, 彭翠婷, 晏超, 赵玉兰, 齐霖, 周磊, 唐中林
    2024, 26(12):  201-209.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2024.0209
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    体细胞克隆技术可使终末分化的体细胞获得完整全能性,进而生产出完整个体。猪体细胞克隆技术在种质资源的保护与利用及制备基因编辑猪等方面具有广泛的应用前景。然而,猪体细胞克隆的胚胎发育率和移植存活率限制着该技术在实际生产中的推广应用。随着微量细胞测序技术的发展,克隆胚胎发育异常机制不断被揭示,诸多研究人员尝试通过改良核移植操作程序或纠正克隆胚胎的异常重编程来提高克隆成功率,取得了一定效果。综述了近年来围绕卵母细胞、供体细胞和克隆胚胎3个方面来提高猪体细胞克隆胚胎发育率的相关研究,以期为提高猪体细胞克隆效率提供参考,有助于推动体细胞克隆技术在猪生产中的应用。

    电子加速器诱变育种材料进展初报
    翟虎渠, 曹兵, 顾爽, 夏志强, 夏志辉, 龚家建, 尹航, 李立, 李卫, 任杰
    2024, 26(12):  210-216.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2024.0726
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    种质创新是育种的关键,利用电子加速器产生的X射线作为诱变工具,探索并优化这一技术在育种材料中的应用策略。首先,通过精细调控确定了针对不同处理对象的半致死/半致矮剂量阈值,随后逐步微调辐照强度,旨在诱发遗传变异的同时保持处理对象的存活率。进一步探讨了处理材料的最佳处理时机与方式,以期最大化辐照诱导变异的效率。针对多种作物实施了辐照处理,初步成效显著。玉米植株在辐照后表现出显著的株高矮化现象,且矮化程度与处理强度呈正相关;大豆辐照后不仅株高降低,还展现出抗虫性增强,表明辐照诱导了有利性状的产生;藜麦在辐照后株高、叶色、花色及穗形等多个性状上展现出广泛的遗传变异;通过特定辐照处理并筛选,成功培育出具有显著抗除草剂特性的水稻植株,为杂草管理提供了新策略。以上研究结果不仅丰富了诱变育种的理论体系,也为作物遗传改良与品种创新开辟了新途径。