长江下游粳稻稻瘟病广谱抗性基因组合模式分析   总被引：1，自引：0，他引：1  

吴云雨  肖宁  余玲  蔡跃  潘存红  李育红  张小祥  黄年生  季红娟  戴正元  李爱宏 《中国农业科学》2021,54(9):1881-1893

【目的】基因聚合是实现水稻稻瘟病广谱抗性的有效途径之一。通过构建粳稻背景下不同双基因聚合系,利用长江下游粳型稻瘟病菌（Magnaporthe oryzea）菌株评价其抗性效应并解析其抗性效应产生的构成因子,为长江下游粳稻抗稻瘟病育种提供广谱抗性基因组合模式和种质资源。【方法】以粳稻07GY31为背景的Piz基因座不同复等位基因（Pigm、Pi40、Pi9、Pi2、Pizt和Piz）单基因系为核心,利用不完全NCII交配设计,分别与其他广谱抗性基因（Pi1、Pi54和Pi33）单基因系杂交,经分子标记辅助选择和农艺性状筛选,共构建18种不同基因组合的双基因聚合系。2019年利用长江下游粳稻种植区采集、分离的109个稻瘟病代表性菌株进行苗瘟、穗瘟人工接种鉴定及不同病圃的自然诱发鉴定,评价不同双基因聚合系的抗性效应,并分析双基因聚合系抗性效应的构成因子。【结果】Genotyping by sequencing（GBS）分析表明所构建的双基因聚合系均具有较高的背景恢复率,分布于97.08%（PPL^Piz/Pi33）—99.08%（PPL^Pigm/Pi1）。表明除了目标基因区域不同外,所有双基因聚合系的遗传背景几乎完全与受体亲本07GY31一致。同时人工接菌鉴定表明绝大部分双基因聚合系苗瘟和穗瘟抗性水平都优于单基因系。其中苗瘟抗性效应较好的聚合系分别为PPL^Pigm/Pi1、PPL^Pigm/Pi54、PPL^Pigm/Pi33、PPL^Pi9/Pi33、PPL^Pi9/Pi54、PPL^Pi40/Pi54、PPL^Pi40/Pi33、PPL^Pi40/Pi1、PPL^Pi9/Pi1, 而穗瘟抗性效应较好的聚合系分别为PPL^Pigm/Pi1、PPL^Pigm/Pi54、PPL^Pigm/Pi33、PPL^Pi40/Pi33、PPL^Pi40/Pi54、PPL^Pi40/Pi1、PPL^Pizt/Pi33。不同抗性基因聚合后产生不同的效应,其中互补效应高且能有效表达是提高双基因聚合系苗瘟和穗瘟抗性的关键因子。双基因聚合系PPL^{Pigm / Pi1}、PPL^{Pigm / Pi54}和PPL^{Pigm / Pi33}在苗瘟和穗瘟的人工接种,以及在不同病圃的自然诱发鉴定中均表现稳定的广谱抗性,同时,农艺性状调查结果也表明这3个双基因聚合系的基本农艺性状与轮回亲本07GY31基本一致,因此,基因组合Pigm/Pi1、Pigm/Pi54和Pigm/Pi33是适于长江下游粳稻的广谱抗性基因组合模式。【结论】抗性基因的组合方式影响聚合系的抗性水平,互补效应高且能有效表达是粳型双基因聚合系抗性效应提高的关键因子。本研究构建的双基因聚合系及其抗性效应分析为长江下游广谱稻瘟病抗性粳稻品种的精准培育提供了种质资源和理论支撑。  相似文献   

畜禽养殖疾病诊断智能传感技术研究进展   总被引：1，自引：0，他引：1  

李奇峰  李嘉位  马为红  高荣华  余礼根  丁露雨  于沁杨 《中国农业科学》2021,54(11):2445-2463

畜牧业是我国农业的重要组成部分,目前我国畜牧业向着规模化、集约化发展,同时也增加了畜禽疾病诊断的难度。为提高畜禽养殖中的动物福利水平,并降低畜牧养殖中因动物疫病与健康异常带来的经济损失与公共卫生安全风险,近年出现了一批通过数字化、智能化手段实现畜禽疫病诊疗的自动化方法,如机器视觉分析、动物音频分析、红外温度感知、深度学习分类等,这些方法可以有效提高对患病或异常畜禽动物的诊断效率、缩短诊断周期、降低畜牧养殖中人工巡检劳动力。畜禽疫病自动诊疗方法不同于常规的基于病理学知识的诊断方法,其主要通过各类传感器自动获取畜禽在养殖过程中的图像、声音、体温、心率、排泄物等各类特征信息,而后通过梅尔倒谱系数、Logistics回归分析等数学模型和支持向量机、深度学习等智能算法对采集的信息进行综合分析与处理,并对动物的健康状态做出评价与预测。文章分别从畜禽形态诊断技术、行为诊断技术、声音诊断技术、体温诊断技术、其他生理参数诊断技术等几个方面总结阐述了目前动物疫病智能诊断技术研究的进展和一些基础的方法原理,这些方法基于动物外型与体尺、行为与动作、鸣叫与声音、体温、排泄物、呼吸与心率等数字化特征,通过数学模型对传感器采集到的特征进行实时分析与分归类,基本实现了对理想环境下动物健康状态的评价。目前的畜禽动物疾病自动诊疗技术研究成果丰富,但相关诊断方法大多是在理想环境下进行,而实际的生产养殖环境中干扰因素很大,目前的诊断方法大多无法很好地排除干扰并精确提取出所需特征信息;并且目前的数字化禽畜疾病诊断方法多是基于禽畜的一种特征信息进行分析诊断,这使得诊断系统的诊断准确度受到影响,诊断结果说服力不足。同时目前的大多数数字化禽畜疾病诊断方法还存在诊断泛化能力差、抗干扰能力差等问题,这些问题制约了其推广与应用。未来畜禽疾病自动诊断的研究重点是提高其传感算法的精度和数学模型的适用性与鲁棒性,并进一步发展基于多种特征耦合与数据融合的智能化畜禽疾病诊疗专家系统,争取实现实时、高效、智能、精准的畜禽健康诊断。  相似文献   

中链脂肪酸抗菌和诱导防御肽表达的功能及其在仔猪饲料中的应用     

喻正旺  周忠新 《中国农业科学》2021,54(13):2895-2905

近年,越来越多的研究表明,中链脂肪酸（MCFAs）抵抗病原菌是哺乳动物先天防御系统的重要组成部分,而且MCFAs也能够诱导人、猪和鸡内源性防御肽的表达,MCFAs的这些新功能尚未引起重视。MCFAs还和饲用有机酸或饲用植物精油具有协同抗菌增效作用,可以减少这些活性物质的使用量。相比于长链脂肪酸,日粮中添加MCFAs能显著地提高动物机体内氧气消耗量和线粒体呼吸速率,但产生活性氧自由基少,特别适合幼龄动物肠代谢和肝代谢所需的快速能量供应特点。日粮添加低浓度MCFAs（0.1%—0.5%,质量比）能显著提高新生或断奶仔猪存活率、粗蛋白粗脂肪消化率、饲料转化率,调节肠道菌群和改善肠上皮结构,进而促进生长。基于MCFAs的上述功能,将MCFAs与饲用有机酸或植物精油复配制备成微囊颗粒,可能是其用于仔猪抗生素替代品的尚佳方式。  相似文献   

不同降雨年型旱地冬小麦水分利用及产量对施氮量的响应   总被引：1，自引：0，他引：1  

刘朋召  周栋  郭星宇  于琦  张元红  李昊昱  张琦  王旭敏  王小利  王瑞  李军 《中国农业科学》2021,54(14):3065-3076

【目的】降雨和施氮是影响渭北旱塬冬小麦生产的主要因素,降雨年际变幅大对其影响更大,因此小麦增产效应受降雨年型显著影响。分析不同降雨年型下施氮量对旱地麦田水分利用、籽粒产量和蛋白质含量的影响,能够为实现渭北旱地冬小麦 “因雨施氮”和稳产优质提供理论依据。【方法】于2017—2020年连续3年在陕西合阳县开展田间定位施氮试验,以晋麦47为试验材料,设置5个施氮量处理0、60、120、180、240 kg·hm^-2（分别以N₀、N₆₀、N₁₂₀、N₁₈₀、N₂₄₀表示）,研究不同降雨年型施氮量对冬小麦生育期0—200 cm土层水分变化动态、水分利用效率、产量构成及蛋白质含量的影响。【结果】降雨年型和施氮对冬小麦播前底墒及生育期土壤含水量、耗水量、水分利用效率、籽粒产量和蛋白质含量影响显著。（1）休闲期降雨与播前底墒呈线性相关,每增加1 mm夏季降雨,底墒增加0.9 mm。在丰水年和平水年休闲期降雨充足,前季小麦增加施氮量对下季小麦播前底墒无显著影响;在欠水年休闲期降雨较少,前季小麦每增施氮100 kg·hm^-2,下季小麦播前底墒减少15.4 mm。丰水年较欠水年和平水年均能提高冬小麦生育期0—200 cm土层土壤含水量,因而分别增加生育期耗水量35.7%和6.6%。全生育期0—120 cm土层土壤含水量受降雨和冬小麦生长发育影响波动较大,但160—200 cm 深层土壤含水量相对稳定。丰水年的水分利用效率较欠水年和平水年分别提高55.7%和26.5%,籽粒产量分别提高112.3%和39.1%,蛋白质含量分别降低8.3%和5.2%。（2）与N₀处理相比,丰水年、欠水年和平水年施氮均降低各生育时期0—200 cm土层土壤含水量,分别提高生育期耗水量4.6%—14.6%、6.0%—8.6%、2.2%—9.5%,分别增加水分利用效率20.7%—39.8%、4.7%—33.3%、13.1%—35.4%,分别增产7.1%—28.1%、1.5%—34.1%、8.5%—28.9%,分别提高蛋白质含量5.6%—10.4%、10.1%—17.7%、8.5%—15.6%。（3）施氮量和籽粒产量、蛋白质产量均符合二次曲线关系,拟合方程表明,丰水年、欠水年和平水年满足旱地冬小麦稳产优质的最适施氮量范围分别为189—202、116—124和161—174 kg·hm^-2。【结论】综合来看,丰水年、欠水年和平水年的最佳施氮量分别为189—202、116—124和161—174 kg·hm^-2,并可采取“播前底墒确定基施氮肥量+播种至拔节期降雨确定追施氮肥量”的“因雨施氮”管理模式,既能满足旱地冬小麦稳产优质,也可保证水分高效利用。  相似文献   

深翻、有机无机肥配施对稻田水分渗漏和氮素淋溶的影响     

王瑾瑜  程文龙  槐圣昌  武红亮  邢婷婷  于伟家  武际  李敏  卢昌艾 《中国农业科学》2021,54(20):4385-4395

【目的】针对我国长江中下游地区稻麦轮作区常年浅耕与不合理施肥导致的土壤犁底层增厚与土壤板结的问题,研究深耕（打破部分犁底层）与施肥方式对稻田土壤容重、土壤紧实度、土壤水分渗漏量、氮素淋溶量及氮素形态的影响,阐明稻田氮素淋溶量与耕作、施肥方式的响应机制,为稻田合理耕层构建提供理论依据。【方法】（1）基于2015年安徽省舒城县设置两种耕作方式（旋耕12 cm、深翻20 cm）、3种等氮量施肥方式（仅施化肥处理T1、秸秆还田配施化肥处理T2、有机与无机肥配施处理T3）的田间定位试验,2019—2020年监测土壤容重与紧实度以及稻季水分渗漏与氮素淋溶量。（2）通过原状土柱模拟试验,研究深翻30 cm（打破犁底层）对稻田水分渗漏量的影响。【结果】（1）田间试验结果表明,深翻20 cm较旋耕12 cm降低了耕层土壤容重与紧实度,但没有显著增加水稻生育期的水分渗漏量,仅在分蘖期增加7.4%,孕穗期之后无显著影响。（2）土柱试验结果显示,深翻30 cm（打破犁底层）水分渗漏量较旋耕12 cm和深翻20 cm显著增加,淹水时分别增加19.0%与11.0%,非淹水时分别增加23.0%与21.5%。（3）田间试验水分渗漏液中的氮素主要以硝态氮的形式存在,T3较T1和T2处理在水稻进入孕穗期后显著降低渗漏液中硝态氮的浓度;各施肥处理间铵态氮浓度差异不显著。（4）从整个水稻生育期看,两种耕作方式对氮素淋溶量影响不显著,而3种施肥方式下氮素淋溶量存在明显差异,T3处理降低了氮素淋溶量。深翻条件下T1、T2与T3处理氮素淋溶量分别为10.69、11.74和9.14 kg N·hm^-2,旋耕条件下分别为9.83、11.21和8.58 kg N·hm^-2。【结论】深翻20 cm可以改善土壤物理性状,但不会增加土壤水分渗漏及氮素淋溶;相同耕作方式下,有机与无机肥配施不会增加土壤水分渗漏与氮素淋溶。因此,在长江中下游黏质且犁底层厚（如红黄壤型）的水稻土区,部分打破犁底层,有机与无机肥配施,可构建深厚肥沃的耕作层,且不会增加水分渗漏和氮素的淋溶。  相似文献   

相同气候背景下南北方稻田土壤上水稻生长及氮响应差异研究   总被引：1，自引：0，他引：1  

黄秋红  刘智蕾  李鹏飞  车俊杰  于彩莲  彭显龙 《中国农业科学》2021,54(19):4143-4154

【目的】土壤是影响作物产量和氮肥吸收利用的因素之一,深入研究南北方稻田土壤对水稻生长及氮效率的影响,以期为调控区域水稻高产优质提供参考。【方法】2018—2019年,以黑龙江省黑土型水稻土,江苏省乌栅土型水稻土为试验材料,在黑龙江省哈尔滨市进行水稻盆栽试验。每种土壤设置3个施氮水平,即N0：不施氮肥;N1：0.87 g N/pot（相当于150 kg N·hm^-2）;N2：1.74 g N/pot（相当于300 kg N·hm^-2）。测定水稻分蘖、SPAD值、分蘖成穗率、土壤矿化氮量、水稻产量和氮效率。【结果】黑土型水稻土的早期分蘖对施氮有响应,分蘖数随施氮量增加而增加,而乌栅土型水稻土的分蘖在拔节期后才对施氮有响应。土壤对水稻分蘖的影响存在年际间差异,2018年土壤类型对分蘖数有显著影响,不施氮时乌栅土型水稻土的分蘖数比黑土型水稻土高4.41%—43.04%,而施氮后乌栅土型水稻土比黑土型水稻土的分蘖数低8.25%—12.98%;2019年黑土型水稻土的分蘖数多数高于乌栅土型水稻土4.41%—46.53%。两种水稻土的分蘖成穗率与叶片SPAD值在2018年有显著差异,乌栅土型水稻土的叶片SPAD值比黑土型水稻土高19.28%—21.19%,乌栅土型水稻土的分蘖成穗率比黑土型水稻土高23.89%—40.53%,2019年土壤类型对水稻分蘖成穗率与叶片SPAD值均无显著影响。28 d淹水培养试验表明,两种土壤的无机氮总量基本相同,乌栅土型水稻土的初始矿化速率比黑土型水稻土高,但后期矿化速率比黑土型水稻土低,黑土型水稻土的矿化势更高,有更大的矿化潜力。黑土型水稻土的AE_N（氮肥农学效率）比乌栅土型水稻土高,而乌栅土型水稻土的PFP_N（氮肥偏生产力）比黑土型水稻土高,乌栅土型水稻土的Y₀/Nr（Y₀为无肥区产量,Nr为施氮量）更高,供氮与施氮更加协调。2018年黑土型水稻土的RE_N（氮肥吸收利用率）和PE_N（氮肥生理利用率）均显著高于乌栅土型水稻土,2019年土壤类型对RE_N和PE_N无显著影响。【结论】土壤差异不是南北方稻田氮效率差异的决定性因素,氮效率差异是土壤、气候和品种等因素共同作用的结果。相对于黑土型水稻土而言,前期养分供应能力强的乌栅土型水稻土应减施基、蘖肥,适当增施穗肥,以保证后期供氮促进水稻高产。  相似文献   

基于高光谱遥感和集成学习方法的冬小麦产量估测研究     

费帅鹏  禹小龙  兰铭  李雷  夏先春  何中虎  肖永贵 《中国农业科学》2021,54(16):3417-3427

【目的】利用2种灌溉处理下不同发育阶段的冬小麦冠层高光谱信息,通过机器学习方法对小麦籽粒产量进行估测精度研究,明确产量最佳估测模型,对于育种工作有着重要应用价值。【方法】以黄淮麦区207个主栽小麦品种为材料,于2018—2019和2019—2020年度连续2个生长季在河南省新乡基地的正常灌溉和节水处理下种植,并调查开花期、灌浆前期和灌浆中期的冠层高光谱数据,分别以6种机器学习方法和集成方法建立光谱指数产量估测模型。【结果】2种灌溉处理下,3个生育期各光谱指数均与产量呈极显著相关（P<0.0001）,且表现出较高的遗传力（0.61-0.85）,主要受遗传因素控制。在正常灌溉处理下,与传统机器学习方法表现最佳的模型相比,集成学习方法在3个生育期的平均决定系数(R²) 分别由0.610、0.611和0.640提高至0.649、0.612和0.675,平均均方根误差 (RMSE) 分别降低至0.607、0.612和0.593 t·hm^-2;节水处理下,3个生育期的平均R²分别由0.461、0.408和0.452提高至0.467、0.433和0.498,平均RMSE分别降低至0.519、0.559和0.504 t·hm^-2。【结论】利用集成方法将不同模型估测结果进行结合,能够有效地提高产量估测精度,2种灌溉处理下均在灌浆中期估测精度最佳,可为冬小麦育种工作中产量估测提供参考。  相似文献   

西北干旱灌区不同地膜覆盖利用方式对玉米水分利用的影响   总被引：1，自引：0，他引：1  

殷文  郭瑶  范虹  樊志龙  胡发龙  于爱忠  赵财  柴强 《中国农业科学》2021,54(22):4750-4760

【目的】资源型缺水严重制约干旱灌区的农业生产,传统玉米生产模式地膜投入量大。在极端高温和生态环境污染的挑战日益加剧的情境下,探讨通过免耕地膜重复利用维持较高水分利用的可行性,以期为构建试区地膜减量玉米高效生产技术提供理论支撑。【方法】2017—2018年,在甘肃河西绿洲灌区,设置免耕地膜重复利用（免耕覆膜,NM）、秋免耕春覆膜（少耕覆膜,RM）与传统耕作每年覆盖新膜（传统覆膜,对照,CM）3种地膜覆盖利用方式,研究其对玉米田土壤水分利用的影响,以期为优化试区玉米高产高效栽培管理技术提供理论依据。【结果】NM与RM处理较CM处理提高玉米播种时0—120 cm土层平均土壤重量含水量,分别为7.8%与5.1%,这为玉米播种创造良好的土壤水分环境。玉米播种—拔节期及吐丝—灌浆初期,NM处理较CM处理提高0—120 cm土层平均土壤重量含水量,分别为5.0%与4.7%,弥补了灌浆期玉米植株旺盛生长对土壤水分的大量需求。与CM处理相比,NM处理增加了玉米播种—大喇叭口期的耗水量,降低了玉米吐丝—灌浆初期的耗水量,增大了玉米灌浆初期—收获期的耗水量,有效协调玉米各生育阶段的水分需求关系。虽然NM处理较RM与CM处理提高了玉米吐丝期之前的棵间蒸发量,分别为11.7%与26.0%,提高棵间蒸发量占耗水量的比例（E/ET）,分别为13.4%与19.9%,但是NM处理较RM与CM处理降低了玉米吐丝期之后的棵间蒸发量,分别为9.2%与19.4%,降低E/ET,分别为9.7%与20.7%,说明NM处理有利于增强玉米吐丝期之后土壤水分的有效利用。因而,在地膜减投与免耕措施下,NM处理获得与RM及CM处理相当的籽粒产量与水分利用效率。【结论】在西北干旱灌区,应用免耕地膜重复利用并没有导致玉米产量和水分利用效率的降低,具有稳定产量及水分利用效率的作用,是玉米生产中地膜减投的可行措施。  相似文献   

滇东北铅锌矿区废弃地的自然演替特征研究   总被引：1，自引：0，他引：1  

袁鑫奇  郭兆来  王越  曾铭  俞乃琪  潘瑛  刘嫦娥  段昌群 《农业现代化研究》2021,42(4):764-775

为探究矿区废弃地的自然演替特征,于2020年10月对滇东北两铅锌矿区废弃地进行植物群落调查和群落土样采集分析。结果表明:两区均受到较严重的重金属污染,土壤Pb、Mn、Zn、Cu和Cd的含量均超过相关背景值。其中,两区土壤Pb和Zn以及富乐镇矿区土壤Mn和Cd的有效态占比大体上都呈现随演替进行而降低的趋势,富乐镇矿区土壤Cu的有效态占比呈现随演替发生而先增后减的趋势,矿山镇矿区土壤Mn、Cu和Cd的有效态占比在不同演替阶段呈现不规则波动。两区土壤全氮随着演替的发生均呈现先增后减的趋势;两区土壤全磷含量变化趋势不同,矿山镇矿区呈现持续增加,富乐镇矿区则呈现先减后增;两区土壤有机质含量都呈现持续增加的趋势。在矿山镇矿区中,Pb和Zn、Pb和SOM呈极显著正相关性,Pb和TP、Mn和TN、Cd和TN、Zn和SOM、SOM和TN呈显著正相关性,Pb和Cu、Zn和Cu、Cu和SOM、Cu和TP呈显著负相关性。在富乐镇矿区中,Pb和Zn呈极显著正相关性,Zn和Mn、Zn和Cu、Zn和SOM、Pb和TP、SOM和TN呈显著正相关性,Pb和Cu、Zn和Cd、Cu和Cd呈显著负相关性。研究表明,矿区次生演替过程与废弃农田和灾后森林等生境的次生演替过程相似,土壤重金属元素的有效态会随演替发生而降低。研究结果可为矿区废弃地的自然恢复提供参考借鉴。  相似文献   

斑马鱼zgc113227多克隆抗体及卵形鲳鲹EVM0008813多肽抗体的制备          下载免费PDF全文

张永德  宋漫玲  罗辉  余燕玲  林勇  陈晓汉  冯鹏霏  罗洪林 《南方农业学报》2022,53(7):2033-2041

【目的】制备斑马鱼zgc113227多克隆抗体和卵形鲳鲹EVM0008813多肽抗体,为后续深入研究斑马鱼zgc113227基因和卵形鲳鲹EVM0008813基因的功能特性提供重要工具。【方法】以卵形鲳鲹EVM0008813基因为查询序列,通过BLASTp搜索获得斑马鱼同源基因zgc113227 （NP_001014341）,以同源重组方式构建原核表达载体并转化大肠杆菌B21感受态细胞进行诱导表达,再以诱导表达获得的融合蛋白为抗原免疫日本大耳兔制备多克隆抗体,采用间接ELISA检测抗体效价,然后通过Western blotting鉴定及SDS-PAGE检测zgc113227多克隆抗体特异性,并以高效液相色谱—质谱联用（HPLC-MS）纯化鉴定EVM0008813多肽抗体。【结果】斑马鱼zgc113227和卵形鲳鲹EVM0008813均属于亲水性蛋白,二者的氨基酸序列相似性达58.12%,同时表现为潜在抗原位点多、柔性较强、表面可及性高,且无跨膜结构和信号肽存在。斑马鱼zgc113227和卵形鲳鲹EVM000881的保守结构域均包含5个保守基序（Motif 1~Motif 5）,且发现1个相同的保守结构域（DDE_Tnp_4）,故推测二者均属于DDE_Tnp_4家族。以zgc113227蛋白与等容积弗氏完全佐剂混合为抗原制备获得的zgc113227多克隆抗体效价为1:256000,特异性良好,可通过Protein G亲和层析柱进行纯化;以EVM0008813多肽与牛血清白蛋白（BSA）偶联为抗原制备获得的EVM0008813多肽抗体效价为1:256000,经HPLC-MS纯化鉴定抗体纯度达95.35%,特性良好。【结论】制备获得的斑马鱼zgc113227多克隆抗体和卵形鲳鲹EVM0008813多肽抗体纯度高、抗体效价高、特异性良好,可为斑马鱼zgc113227基因和卵形鲳鲹EVM0008813基因功能研究提供有利工具。  相似文献