为选育花青素含量高、食味优、适应性强且商品性佳的鲜食型紫心甘薯新品种,本研究以产量高、花青素含量高的福宁紫3号为母本,以优质、薯形美观的金薯3号为父本,经人工杂交和系谱选择育成新品种金薯20,并通过国家品种登记[GPD甘薯(2020)350069]。2年区域试验表明,金薯20平均鲜薯产量33.28 t·hm^-2,较对照福宁紫3号增产21.02%;花青素含量16.72 mg·kg^-1,食味评分比对照福宁紫3号提高1.35分;单株结薯数为5.43,薯块大小均匀、商品性好;抗蔓割病。金薯20生育期为135~140 d,是相对早熟品种;叶面积指数前期增长较慢,后期缓慢下降;较耐肥,沙地栽培下,以N、P₂O₅、K₂O质量比为2∶1∶3、每667 m²施纯氮15 kg时产量较高。研究结果可为金薯20在生产上推广应用提供技术依据。

为了比较作者团队研制的仔猪大肠埃希菌病、C型产气荚膜梭菌病二联灭活疫苗(仔猪红黄痢二联灭活疫苗,以下简称二联苗)与同类二联疫苗及各单苗的安全性和免疫效果,用作者团队研制的仔猪大肠埃希菌病、C型产气荚膜梭菌病二联灭活疫苗分别与国内兽用生物制品企业生产的仔猪大肠埃希菌病三价灭活疫苗、仔猪红痢灭活疫苗和国外某公司生产的同类二联灭活疫苗,在同等条件下进行了性状比较、无菌检验及安全性和免疫保护效果等的对比试验,结果显示,二联苗、国内各单苗及进口二联疫苗的性状和无菌检验均合格,各疫苗对小鼠和断奶仔猪均安全,二联苗对大肠埃希菌各菌株及C型产气荚膜梭菌的攻毒保护率达到80%~100%,与各单苗和同类进口疫苗的免疫效力没有明显差异。结果表明,作者团队研制的仔猪大肠埃希菌病、C型产气荚膜梭菌病二联灭活疫苗质量不低于各单苗和同类二联疫苗。

刺激隐核虫(Cryptocaryon irritans)是一种海水鱼类寄生纤毛虫,其感染性强,致死率高。肠道是鱼类重要的营养和免疫器官,并通过口腔与外界水体病原直接接触。为探究刺激隐核虫感染对鱼类肠道结构与功能的影响,本研究以小黄鱼(Larimichthys polyactis)为研究对象,系统比较健康对照组与刺激隐核虫感染组小黄鱼肠道的微结构、免疫指标和微生物组成的差异。结果表明,感染刺激隐核虫导致小黄鱼肠道微绒毛结构破损、密度降低,并显著提升肠道中白细胞介素(IL-1β)和补体3(C3)的含量。在微生物组成方面,感染组小黄鱼肠道微生物的Chao1指数与Shannon指数显著降低,微生物多样性和丰富度均下降;其中,弧菌属(Vibrio)、拟普雷沃菌属(Alloprevotella)和拟杆菌属(Bacteroides)的相对丰度显著升高,而奈瑟菌属(Neisseria)的相对丰度显著下降。KEGG分析进一步表明,感染组中GnRH信号通路和FcγR介导的吞噬作用增强,而咖啡因代谢、矿物质吸收和视黄醇代谢水平显著降低。综上所述,刺激隐核虫感染可破坏小黄鱼肠道微绒毛结构,引发强烈免疫反应,导致肠道微生物多样性和丰富度降低,以及基础代谢受到破坏性影响。本研究从组织、免疫与微生态3个层面揭示了刺激隐核虫对小黄鱼肠道的影响,为今后开发基于肠道微生物调控的鱼类健康管理策略提供了理论依据。

在建成江南牡丹种质资源圃的基础上,利用耐涝性较强的江南观赏牡丹品种与油用牡丹凤丹进行品种间杂交,试图将耐涝的优良基因引入油用牡丹品种中,以培育出耐涝性强的油用牡丹新品种。主要杂交组合有:大富贵×凤丹、玉楼春×凤丹、一品红×凤丹、红芙蓉×凤丹。结果表明:不同的杂交组合,其结实率、种子发芽率和杂交实生苗的耐涝性各不相同,4种杂交组合的结实率都在70%以上,其中玉楼春×凤丹的结实率达到了85%;种子发芽率在60%~80%,其中杂交组合玉楼春×凤丹获得的种子发芽率达到了80%;与凤丹母本相比,杂交获得的实生苗耐涝性均得到了提高,其植株的耐涝性生理指标如蔗糖合成酶(SS)、α-淀粉酶(RAMY)、乙醇脱氢酶(ADH)和丙酮酸脱羧酶(PDC)均显著高于对照凤丹,表现最为明显的是一品红×凤丹,其次是玉楼春×凤丹。本研究结果获得了耐涝的凤丹新种质,为雨水较多的南方地区特别是江南地区提供了品种资源,从而从根本上解决油用牡丹所面临的涝害问题,为油用牡丹的产业发展提供了有力的资源保障。

为了探明小公主绣线菊(Spiraea japonica Little Princess,简记为SL)和鲜红绣线菊(Spiraea×bumalda Coccimea,简记为SC)对Cd的积累特性和耐性机制,采用盆栽污染模拟试验,研究了不同Cd含量(25、50、100、200 mg·kg^-1,依次记为T₁~T₄处理)胁迫下2个绣线菊品种的生长、生理指标,及Cd的积累、分布和转运特点。结果表明:与不加镉的CK相比,T₂~T₄处理显著(p<0.05)降低SC的整株生物量,降幅为22.4%~53.0%,且各加Cd处理均显著降低2种绣线菊叶片的叶绿素含量。T₄处理下,SL和SC叶片的相对电导率分别是CK的1.17倍和1.38倍,MDA含量分别是CK的1.42、1.92倍。两个品种相比,SC的镉耐受系数和富集能力均低于SL。Cd在这2种绣线菊上的分布比例均表现为根>茎>叶,在亚细胞水平上均主要积累在细胞壁(T1~T4处理下,在SC和SL上的占比分别为59.12%~71.10%和57.05%~62.47%),主要以NaCl提取态存在(T1~T4处理下,在SC和SL上的占比分别为46.61%~57.86%和60.51%~67.65%)。

为了探明适用于常山胡柚不同时期的专用肥配方及其对产量、品质、温室气体排放和土壤肥力的影响,本研究设置了4种施肥模式:CK,不施肥;FP,农户常规施肥;OPT,优化施肥;OPT50%N,在优化施肥的基础上施氮量减半。采用静态箱气相色谱法监测1年生育期内(2023年3月10日—2024年1月11日)的温室气体(N₂O和CH₄)排放。结果发现,与FP处理相比: OPT处理的果实产量未显著下降,果实品质提升,可滴定酸度显著(p<0.05)降低21.6%,固酸比和可食率分别显著提升27.7%、2.37百分点,CH₄累积排放量和温室气体排放强度(GHGI)分别显著降低30.8%和33.3%,同时能够保证土壤有效养分的供给。OPT50%N处理虽然也能维持较高的果实品质和土壤有效养分的供给,且N₂O累积排放量和CH₄累积排放量较较FP处理分别显著降低30.9%、61.5%,但果实产量亦显著下降4.52%。综上,OPT处理既能保证果实产量,还能实现提质减排协同,可以开发为专用肥产品。该处理的化肥养分总投入量较FP减少24.4%,有效实现了化肥的减量增效。

为了对葫芦科蔬菜田间的实蝇进行有效理化诱控,本研究在浙江省温州地区八棱瓜(Luffa acutangula)田比较了4种不同厂家生产的实蝇引诱剂,以及黑色盖子、黄色盖子2种诱捕器对实蝇的田间诱捕效果。结果表明,YG(英格尔)、NL(宁录)、NK(纽康)、HZ(杭州欣禧)4种引诱剂均诱捕到了2种形态的实蝇,且均为雄性个体;经形态学和分子生物学鉴定,这2种实蝇为南亚果实蝇(Bactrocera tau)和具条实蝇(Bactrocera scutellata)。YG引诱剂的实蝇诱捕数量最多,其次是NL和NK,HZ引诱剂的诱捕数量最少。在不同诱捕器的比较中,黑色盖子诱捕器比黄色盖子诱捕器更能吸引实蝇。本研究结果为八棱瓜田实蝇的田间防控和预测预报提供参考依据。

为明确福建省三明市辣椒炭疽病的病原菌,筛选出有效的防治药剂,为辣椒炭疽病的科学防治提供依据,本研究从当地主产区采集辣椒炭疽病病果,通过组织分离法分离纯化病原菌,利用形态学特征观察,并结合多基因序列(ITS、ACT、CHS-1、TUB2、GAPDH和CAL)联合构建系统发育树进行病原菌鉴定,采用菌丝生长速率法和田间防效试验测定10种杀菌剂对病原菌的抑菌效果和田间防效。结果表明,引起研究区辣椒炭疽病的病原菌为暹罗炭疽菌(Colletotrichum siamense)。室内毒力测定结果表明,24%双胍·吡唑酯可湿性粉剂的抑菌效果最好,有效中浓度(EC₅₀)为0.176 mg·L^-1;其次为30%苯甲·吡唑酯悬浮剂、60%唑醚·戊唑醇水分散粒剂和17%唑醚·氟环唑悬浮剂,EC₅₀分别为0.263、0.367、0.371 mg·L^-1。在田间防效试验中,第3次药后7 d,30%苯甲·吡唑酯悬浮剂和50%咪鲜胺铜盐悬浮剂对辣椒炭疽病的防治效果最好,分别为91.51%和90.83%,其次为24%双胍·吡唑酯可湿性粉剂。综上,30%苯甲·吡唑酯悬浮剂和24%双胍·吡唑酯可湿性粉剂可作为研究区内防治辣椒炭疽病的首选药剂,可交替使用。

加拿大一枝黄花(Solidago canadensis)是被列入《中国第二批外来入侵物种名单》的植物,于2003年在温州发现有分布。选择沿海典型生境,基于温州市40个样方调查数据,开展加拿大一枝黄花在不同入侵程度与不同生境中对群落结构、物种多样性的影响研究,探讨其入侵特征与机制。结果表明:温州市沿海典型生境中,加拿大一枝黄花入侵的群落包含维管植物13科28属34种,其中,外来入侵植物的物种数占26.5%。随着加拿大一枝黄花入侵程度的增强,群落内的物种数逐渐降低,外来入侵植物的种类占比逐渐增加,且外来入侵植物的重要值之和逐渐增加。在供试样方中,加拿大一枝黄花的重要值与生态位宽度在各类入侵群落中均最高,且其他外来入侵植物的重要值与生态位宽度也多位于各样方前列。加拿大一枝黄花重度入侵群落的多样性指数显著(p<0.05)低于轻、中度入侵群落。加拿大一枝黄花的相对多度与其他外来入侵植物、本土植物呈负相关关系,且其相关性随入侵程度的增强而增强。生态位重叠指数分析进一步明确,在中、重度入侵群落中,加拿大一枝黄花与其他外来入侵植物、本土植物之间逐渐增强的竞争关系是导致以上结果的重要原因。在各地类中,园地与交通用地有利于外来入侵植物扩散,而耕地有利于防止外来植物入侵。

为给柑橘园的低碳发展提供科学依据,本文以浙江省衢州市柑橘园为研究对象,采用生命周期评价方法,针对投入品生产运输、田间施肥管理和果园固碳等建立柑橘园碳核算方法,并对衢州市柑橘园的碳排放和碳储量现状进行评价。结果表明:衢州市柑橘园以≥20年树龄为主,平均产量为43.35 t·hm^-2;单位面积碳排放总量(以CO₂当量计)为7.61 t ·hm^-2,其中,氮肥生产运输排放的占比最大,为41.66%;单位面积碳储量为66.18 t·hm^-2。0~30 cm土层的土壤碳储量是碳汇的主体,占87.43%。不同树龄柑橘园的碳排放和碳储量有所差异,主要与不同树龄果园的施肥和管理差异有关。未来,应进一步优化果园管理,通过减少化肥施用和增加有机肥替代比例,进一步提升柑橘园的减排固碳能力。

为探明温州海域水产品中铬(Cr)、铜(Cu)、锌(Zn)、砷(As)、镉(Cd)、汞(Hg)、铅(Pb)7种重金属元素的分布特征,利用高效液相色谱电感耦合等离子体质谱法和电感耦合等离子体质谱技术对从温州海域采集的11种海洋生物样品中的重金属含量进行测定,综合采用单因子污染指数法、综合污染指数和食用安全性评估等方法全面评价样品的重金属污染程度及其健康风险。结果表明:样品中Hg、As(以无机砷计)、Cd、Pb、Cr、Cu、Zn含量的平均值分别为0.015、0.035、0.17、0.14、0.23、4.38、12.13 mg·kg^-1。对照GB 2762—2022《食品安全国家标准 食品中污染物限量》,样品中Cr、Cd、Hg、As、Pb含量的平均值均未超标。单因子污染指数评价的结果显示,三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)的重金属污染情况相对严重,Cu、Cd、Pb为轻度污染,Zn为中度污染。此外,三疣梭子蟹的综合污染指数值也最高,为0.46。食用安全性评估结果显示,供试样品的健康风险较低。供试样品的目标危险系数(THQ)和危害指数(HI)值均低于1,表明其食用安全性较高。总体来看,本次检测的温州海域水产品的重金属安全风险较低,但三疣梭子蟹和厚壳贻贝(Mytilus coruscus)的HI值分别达到0.680和0.526,须对其加强风险监测。

针对当前草莓植物工厂中采摘分级工作量大、人工操作难等问题,设计了一种适用于植物工厂的智能草莓采摘分级机器人。分析了整机结构及工作原理,基于理论分析与选型计算优化设计了阿克曼式底盘移动控制系统、伸缩式电动剪刀及仿人型机械手;本文利用YOLOv5-7.0算法实现了草莓分级判定与果梗生长方向预测,最后开展了整机采摘分级性能测试。试验结果表明,该机器人工作性能稳定,采摘与分级动作连贯,草莓平均分级准确率达到87.44%,实现了精准定位和轻柔抓取目标,显著提高了工作效率。

为解决云南地区水稻旱播作业中精量成穴与覆膜后排种的技术需求,本研究旨在设计一款与之相适应的排种器。首先,测量稻种的三轴尺寸,计算出稻种密度为1 036 kg·m^-3;使用万能试验机进行压缩试验,测得稻种的泊松比为0.30、剪切模量为108 MPa。进而,选用尼龙-66作为排种器材料,搭建物理实验台,获得稻种与尼龙-66的碰撞恢复系数为0.48、静摩擦系数为0.53、滚动摩擦系数为0.07。然后,采用离散元法建立稻种模型,并基于EDEM与Design-Expert软件对种子间接触参数进行标定,获得最优稻种间接触参数组合(碰撞恢复系数0.34、静摩擦系数0.66、滚动摩擦系数0.078)。以此为基础,设计排种器,开展排种器取种与排种过程的仿真分析,确定排种器的较优转速为90~110(°)·s^-1。采用尼龙-66材料制作排种器并搭建排种试验台进行验证。试验结果表明,该排种器在成穴性能与刺膜播种效果方面均表现良好,能够满足水稻旱播的农艺要求。

为确定最优的羊品种识别方法组合,使用11个品种共256头羊的单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism, SNP)基因分型数据,经数据质控后,系统比较3种SNP筛选方法[群体分化指数(fixation index, F_ST)、赋值信息度(informativeness for assignment, In)和最小冗余最大相关(minimum redundancy maximum relevance, mRMR)]和5种机器学习算法[多层感知器(multilayer perceptron, MLP)、极限梯度提升(extreme gradient boosting, XGBoost)、随机森林(random forest, RF)、支持向量机(support vector machine, SVM)和K最邻近法(K-nearest neighbor, KNN)]在不同参考SNP数量条件下的品种识别准确率。结果表明,多数情况下,F_ST筛选效果最佳,SVM算法优势明显,SNP数量对识别准确率影响显著。所有组合中,SVM算法结合F_ST筛选方法,在SNP数量为1 400时效果最佳,品种识别准确率达99.54%。该研究结果有助于理解不同组合下品种识别效果的差异,为保护羊品种多样性和改良特定性状提供帮助。

对烟梗结构进行实时、准确的识别是提高烟梗筛选质量和效率的关键,为了解决人工筛选烟梗效率低和质量差的问题,该研究提出了一种改进的YOLOv8n模型用于识别烟梗,以实现烟梗结构的自动化检测。以复烤后的烟梗为研究对象,在YOLOv8n模型基础上以可变核卷积代替标准卷积,增强了网络模型对烟梗的特征提取,减少了模型参数量。将三重注意力模块嵌入骨干网络中,通过跨维度交互增强网络对烟梗位置信息的关注。结果表明,改进后模型的全类平均精度(mAP)为95.40%,参数量为2.52×10⁶,每秒浮点运算数为7.50 G,检测速度为每秒62.38帧。与YOLOv8n模型相比,改进后的模型mAP提高了4.55百分点,参数量和每秒浮点运算数分别减少了0.49×10⁶和0.70 G。与Faster R-CNN、SSD、YOLOv5n、YOLOv6n、YOLOv7tiny模型相比,改进后的模型具有更高的准确性和更快的检测速度,展示出优越的综合性能。同时,将改进后模型嵌入到计算机设备中,在实际应用中测试模型性能,该模型展现出了较高的准确性和实时性,有效提高了烟梗识别与分拣效率。

胞外聚合物(EPS)是微生物分泌到外界基质中的一类高分子量有机聚合物,通过增强土壤颗粒间的黏结性促进土壤团聚体的形成与稳定,并通过物理包裹和化学结合作用保护和屏蔽有机碳免于溶解迁移和矿化分解。该文系统综述了EPS的主要来源、化学组成与物理化学特性,分析了环境条件、营养物质和生物因素对EPS生成的影响,阐述了EPS作为黏结剂在土壤团聚体形成中的作用机制,包括其与矿物质、盐基离子的交互作用和微生物活动对团聚体稳定性的贡献,详述了EPS在有机碳稳定中的功能,如通过物理保护、化学结合和微生物碳泵作用增强土壤碳固定能力,总结了EPS在提高土壤肥力、增强碳汇功能、水分保持和生态修复中的实际应用,指出当前研究中存在的不足。未来可进一步发展更先进的监测技术和研究方法,深入探讨EPS在不同生态系统中的作用机制,为土壤管理与生态修复提供理论依据。

全球气候变化背景下高温胁迫频发,严重威胁水稻生产安全和粮食安全。培育耐高温水稻品种是应对该挑战的关键策略。文章系统综述了与水稻耐高温性状相关的数量性状基因座(QTL)和关键基因,解析了其调控机制,旨在深入了解水稻耐高温的遗传基础与分子机理。基于当前研究进展,作者对未来研究方向作了展望:1)深入解析水稻耐高温复杂调控网络;2)系统评估不同耐高温基因在不同遗传背景下的效应,为分子育种提供精准指导;3)建立科学、全面的耐高温水稻品种评价体系。

肽聚糖(peptidoglycan, PG)是细菌细胞壁的重要组成成分,其生物合成由一系列酶催化调控。2006年以来,研究发现在小立碗藓等早期陆生植物叶绿体膜上存在肽聚糖,且其合成酶的编码基因在小立碗藓、番茄等植物基因组中仍保守存在。PG影响小立碗藓叶绿体的分裂,敲除PG合成酶编码基因导致植物产生巨型叶绿体。在种子植物中,PG是否存在质体并发挥类似调控分裂功能尚不明确。虽然对PG在植物叶绿体中的生物学作用取得了一定的认识,但其生理意义与分子机制还有待阐明。此外,D-氨基酸作为PG的重要组成成分,其合成、代谢和转运可能与PG合成有关。可视化检测技术的应用也促进了植物质体PG生物学研究的发展。未来研究值得关注肽聚糖在种子植物中是否存在及其生物学作用与机制。