建立科技创新联盟助力桑树产业发展——桑树产业国家创新联盟成立四周年回眸

桑树产业国家创新联盟于2019年11月获批成立。本文介绍了桑树产业国家创新联盟建设背景及发展现状,从组织举办学术报告会、科技创新与成果转化、产业科技人才培养和宣传报道与社会公益等方面总结了联盟取得的成就,提出通过规范联盟管理、强化目标导向、完善章程和管理办法开展联盟成员年度工作评估等发展建议。

基于YOLOv3深度学习算法的桑椹菌核病严重度检测方法研究与应用

通过对5种不同发病级别的1万张桑椹果实图像进行训练,基于YOLOv3深度学习算法并结合迁移学习法,获得桑椹菌核病严重度目标检测模型。为了验证该模型的鲁棒性,与同样采用迁移学习的EfficientDet、Faster R-CNN和YOLOv4原始模型进行了对比。结果表明,YOLOv3模型对健康果实和菌核病果实检测的平均精确率均值为0.79,比其他模型提高6.76%~54.90%,其对不同发病级别菌核病果实检测的平均精确率比其他模型提高7.04%~80.95%,查准率和查全率为最优或者次优。采用Flask+Vue技术构建的检测识别系统可在1 s内获取病害严重度、果实大小、置信度信息,也能实现对视频的动态识别,为桑椹种植中自动化病害监测和快速高效精准施药提供了可靠的软件处理平台。

本溪山樱根际微生物区系

利用选择性培养基,对本溪山樱(Cerasus sachalinensis)根际微生物进行了分离、鉴定和分类,分析了不同物候期根际微生物区系的变化.结果表明:从本溪山樱根际分离纯化获得的细菌分别属于15个属,以芽孢杆菌属(Bacillus)、假单胞菌属(Pseudomonas)、黄杆菌属(Flavobacterium)为主;放线菌的7个类群中,以黄色链霉菌属(Flavus)和白色链霉菌属(Al-bosporus)为主;真菌以毛霉属(Mucor)、曲霉属(Aspergillus)和青霉属(Penicillium)为主.本溪山樱不同物候期根际微生物区系不同,落叶期根际微生物区系最丰富,萌芽期较少.

本溪山樱根际与非根际解磷细菌群落结构及动态变化

利用选择性培养基,对不同基质中的本溪山樱(Cerasussachalinensis)根际与非根际解磷细菌进行了分离、鉴定和分类,分析了3种不同基质中根际与非根际解磷细菌数量和类群的变化.结果表明,从3种不同配比的基质中分离纯化获得的解磷细菌分别属于13个属,以芽孢杆菌属(Bacillus)、假单胞菌属(Pseudomonas)和沙雷铁氏菌属(Serratia)为主.其中添加炉渣的基质最适于解磷细菌的生长与繁殖,其种群数量最高,但类群的多样性指数低于另外两种土壤.本溪山樱不同生育期根际与非根际解磷细菌种群数量不同,新梢停长期根际中定殖的解磷细菌种群最多(共分离到6个菌属),新梢迅速生长期和落叶期较少,萌芽期最少.根际土壤解磷细菌多样性亦随生育期发生变化,新梢迅速生长期最高,落叶期次之,新梢停长期最低.非根际土壤则有随生育期逐渐减小的趋势.解磷细菌的根际效应较明显.

大青叶樱桃根际微生物种群结构及其变化动态

利用选择性培养基,对2年生大青叶樱桃(Cerasus pseudocerasus)根际微生物进行了分离、鉴定和分类,分析了不同物候期根际微生物种群结构的变化。结果表明,从大青叶樱桃根际分离纯化获得的细菌分别属于15个属,以芽孢杆菌属(Bacillus)、假单胞菌属(Pseudomonas)为主;放线菌属于链霉菌属的6个类群,以白色类群(Albosporus)、黄色类群(Flavus)为主;真菌以镰刀菌(Fusarium)和木霉属(Trichoderma)为主。不同生育期根际微生物种群结构不同,落叶期根际细菌种群结构最丰富,萌芽期最少。

番茄花叶病毒单克隆抗体的制备及检测应用

用番茄花叶病毒 (ToMV)免疫的BALB c鼠脾细胞与SP2 0鼠骨髓瘤细胞融合 ,经筛选克隆 ,获得 4株能稳定传代并分泌抗ToMV单克隆抗体 (MAb)的杂交瘤细胞 ,其中 2株能同时检测ToMV和烟草花叶病毒 (TMV) ,各单克隆抗体腹水ELLSA效价在 1∶3 2 0 0 0～ 1∶1 0 2 4 0 0 0之间。经TAS ELISA测定 ,4株单克隆抗体检测病汁液的稀释度均能达到 1∶2 0 0 0倍以上。 4株单克隆抗体与其他病毒无交叉反应。Western blot分析表明 ,其中两株与ToMV1 7 6kD的外壳蛋白亚基有特异反应 ,而另两株无反应 ,推测它们是针对构象决定簇的抗体。

不同施肥处理对果桑光合与果实品质及土壤微生物数量的影响

研究常规施肥(单施化肥)、减量施肥(有机肥代替减量化肥)、优化施肥(减量施肥基础上氮肥减量,增施有机肥和中微量元素肥料)3种施肥方式对桑树叶片净光合速率(P_n)、果实品质及土壤微生物数量的影响,为探求果桑高效施肥技术提供理论参考。结果发现,优化施肥桑树叶片P_n、叶绿素相对含量(SPAD值)、可溶性糖含量、蔗糖合成酶活性、中性转化酶活性、土壤细菌及放线菌数量等均高于减量施肥和常规施肥处理(P<005),而可溶性酸含量和可溶性酸性转化酶活性优化施肥处理显著低于常规施肥和减量施肥处理(P<005)。研究结果表明,优化施肥处理通过施肥方式的改变,增施有机肥,适量补施镁肥、硼肥、锌肥、硅肥等,可减少化肥的施用量,改善土壤理化性质,有助于提高果桑叶片光合作用及果实品质。

番茄斑萎病毒外壳蛋白原核表达及Dot-blotELISA检测方法的建立

将番茄斑萎病毒(Tomato spotted wilt virus,TSWV)全长外壳蛋白基因亚克隆到原核表达载体pET-32a中,经限制性酶切分析及测序结果表明插入方向正确且阅读框架无移码突变.将重组表达质粒转化大肠杆菌BL21(DE3),SDS-PAGE分析结果证实IPTG可诱导1个分子量约为48 kDa的融合蛋白表达.利用6×His标签单抗和TSWV FoPaTs1多抗证实所表达的蛋白为TSWV外壳蛋白.以纯化的重组外壳蛋白免疫小鼠,制备杂交瘤细胞培养上清单抗,并用杂交瘤细胞培养液上清建立了可靠、有效检测TSWV的Dot-blot ELISA方法.

不同施肥方案对露地和盆栽桑树根围土壤微生物的影响

土壤中的微生物对土壤肥力的维持与提高有重要作用,而土壤施肥方案又影响微生物种类与数量。采用常规的土壤微生物分离培养技术,分别测定露地和盆栽桑树按3 000 kg/hm2有机-无机桑树专用复混肥(TA)、3 750 kg/hm2有机-无机桑树专用复混肥(TB)、与TA等氮的尿素(TC)、与TA等氮磷钾的复合肥(TD)4种方案施肥后根围土壤微生物的数量,并对微生物的多样性指数进行分析。施肥处理前,露地和盆栽桑树根围微生物中的细菌约占95%左右。TB施肥方案处理的露地和盆栽桑树在施肥后10、40、90 d,根围细菌数量均高于其它施肥方案处理,且在施肥后90 d根围放线菌和解磷细菌数量高于其它处理,但露地桑树根围真菌数量低于其它处理。露地桑树按TA和TB施肥方案处理的根围细菌多样性随施肥后时间呈升高趋势,而按TC和TD施肥方案处理后则呈降低趋势,施肥后90 d,TA、TB施肥方案处理的露地和盆栽桑树根围细菌多样性指数均高于TC、TD处理;盆栽桑树TA和TB 2种施肥方案处理在施肥后10 d,TC和TD 2种施肥方案处理在施肥后90 d,根围细菌多样性指数最低,且各处理区细菌均匀度指数均于施肥后10 d最低。试验结果表明,有机肥的施用能显著提高桑树根围细菌的数量与多样性。

葡萄糖对盐胁迫下山楂(Crataegus pinnatifida Bge.)幼苗光合荧光特性的影响

为了探讨外源葡萄糖对盐胁迫下山楂叶片的缓解效应,采用光合和叶绿素荧光技术,研究了葡萄糖对盐胁迫下山楂幼苗叶片光合与叶绿素荧光特性及细胞保护酶活性的影响。结果表明:葡萄糖能减轻因盐胁迫造成的叶片光合机构的破坏程度,提高叶绿素含量、净光合速率(Pn)及气孔导度(Gs),降低胞间CO2浓度(Ci),提高PSⅡ的最大光化学效率(Fv/Fm),PSⅡ潜在光化学效率(Fv/Fo),反应中心吸收的光能用于电子传递的量子产额(ΦEo)及以吸收光能为基础的光合性能指数(PIABS)。各浓度外源葡萄糖处理Pn、Fv/Fm及PIABS值比单一盐胁迫处理分别高3.4%～59.8%、5.4%～18.2%和5.6%～78.4%,表明外源葡萄糖提高了盐胁迫下山楂叶片光能利用率及光系统Ⅱ的光化学效率。同时,外源葡萄糖还能够显著提高其叶片内SOD和POD的活性,减少MDA的含量。5.0mmol.L-1外源葡萄糖处理叶片内SOD和POD活性比单一盐胁迫植株分别高21.1%和15.3%,而MDA的含量降低30.1%。

施肥对桑园土壤氨氧化微生物群落结构的影响

氨氧化微生物是执行土壤氮素养分转化的关键微生物类群。利用PCR-DGGE技术研究采用不同施肥方案的桑园土壤中氨氧化微生物群落结构的变化规律,为桑园施肥管理提供理论依据。与单施氮肥(N)、氮磷钾肥(NPK)及未施肥(CK)的桑园土壤比较,施用有机-无机复混肥的桑园土壤中氨氧化细菌(AOB)和氨氧化古菌(AOA)群落结构的多样性指数较高。不同肥料处理区桑园土壤样品的AOB和AOA扩增条带的大小与明亮程度存在差异,表明不同肥料处理区桑园土壤样品间的氨氧化微生物群落结构不同,且优势种群有一定差异。相关分析表明,AOA群落的多样性指数(H)与土壤p H值呈显著负相关;而AOB群落的多样性指数与土壤p H值无显著相关性,与土壤有机质含量呈显著正相关。主成分分析表明,施用有机-无机复混肥处理区与未施肥处理区(CK)土壤间的AOB群落结构差异较大,而AOA群落结构差异较小。以上研究结果表明,桑园土壤中的氨氧化微生物对施入不同肥料的响应不同,施用有机-无机复混肥有利于提高桑园土壤氨氧化微生物群落的多样性。

甜樱桃砧木根际和非根际解磷细菌研究初报

在甜樱桃砧木落叶期,利用根际和非根际土壤测定分解卵磷脂和溶解磷酸三钙的细菌,发现根际土壤解磷细菌的数量高于非根际土壤,但无论是根际还是非根际土壤,有机磷细菌比无机磷细菌多。根际土壤解磷细菌种类较多,而非根际土壤解磷细菌种类较少。根际土壤的有机磷细菌主要为假单胞菌属,且2种砧木之间根际与非根际解磷细菌种类明显不同。

长期偏施氮肥对桑园土壤氨氧化微生物的影响

氮肥能够影响土壤氨氧化细菌(AOB)和氨氧化古菌(AOA)的丰度和种群结构。利用实时荧光定量PCR(RT-PCR)和变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)技术研究不同氮肥施用年限(4年,4Y;17年,17Y;32年,32Y;0年,0Y)桑园土壤氨氧化微生物丰度及种群结构变化。结果发现,长期施用氮肥导致桑园土壤酸化,与4Y土壤相比,32Y土壤pH降低0.88。4Y处理土壤AOB amoA基因的拷贝数最高,而在32Y土壤中AOA amoA基因拷贝数最高。各处理AOB amoA基因拷贝数为每克干土6.46×10^(5)~8.32×10^(7),明显高于AOA amoA基因拷贝数每克干土1.70×10^(4)~1.20×10^(5)。AOB种群丰度与潜在硝化速率(PNR)呈显著正相关,而AOA种群丰度与土壤pH和PNR的相关性不显著,表明AOB在硝化作用中发挥更为重要的作用。DGGE条带分析表明,氮肥施用年限对AOB种群结构影响较大,而对AOA种群结构影响较小。结果表明,桑园中AOB种群在氮循环中占主导地位,并且长期施用氮肥对桑园土壤AOB丰度和种群结构影响较大,而对AOA影响最小。

不同施肥处理对桑树光合特性及产叶量的影响

连续4年对试验桑园分别按3 000 kg/hm2施用有机-无机桑树专用复混肥(TA),3 750 kg/hm2施用有机-无机桑树专用复混肥(TB),以及仅施用与TA处理等氮的尿素(TC),与TA处理等氮磷钾的复合肥(TD)。于试验第3、第4年,采用LI-6400型便携式光合作用测量系统测定4种施肥处理组的桑树叶片光合生理参数。TA和TB处理组桑树叶片的净光合速率(Pn)显著高于TC与TD处理组的桑树叶片(P<0.05);TB处理组桑树叶片的蒸腾速率(E)显著低于其它施肥处理组的桑树叶片(P<0.05),而桑树叶片光合能力(Pm)、表观量子效率(AQY)、羧化效率(CE)、1,5-二磷酸核酮糖(RUBP)最大再生速率(RUBPmax)和叶绿素含量均高于其它施肥处理组的桑树叶片,且CE和RUBPmax达差异显著水平(P<0.05);TB处理组的桑树单株产叶量均显著高于其它施肥处理的桑树(P<0.05)。研究结果提示,桑园按照3 750 kg/hm2的用量施入有机-无机桑树专用复混肥,可提高桑树的光合能力和产叶量。

酶法改性提高全蛋粉起泡性能的研究

为提高全蛋粉的起泡性能,利用中性蛋白酶酶解全蛋液,采用响应面法建立了酶解改性提高全蛋粉起泡性能的二次回归模型,并验证了该模型的有效性,探讨了酶解温度、酶解时间、酶添加量三因素对全蛋粉起泡力(FA)和泡沫稳定性(FS)的影响,同时分析比较了改性前后全蛋粉的微观结构和分子量变化。结果表明最适改性条件为:酶解温度42℃,酶解时间90min,酶添加量1120u/g;与未改性全蛋粉相比,酶解改性后的全蛋粉FA从62.96%提高到77.36%,FS从20.67%提高到37.54%。

3种土壤类型桑园根际与非根际微生物种群结构及代谢功能多样性分析

采用常规稀释平板法和Biolog Eco微平板技术,研究湖北省蚕区3种土壤类型桑园获取3种土壤类型桑园的桑树根际和非根际土壤微生物数量、种群结构与代谢功能多样性,为改善桑园土壤质量及改进桑园肥培管理提供依据。7个采样点获取3种土壤类型桑园的桑树根际细菌数量(黄棕壤土样2-2除外)、种群结构、微生物代谢活性(AWCD)、多样性指数等指标均高于非根际土壤,并且桑树根际和非根际土壤微生物均是对糖类的利用能力最强,而对胺类和其他混合物类碳源的利用能力较低。黄棕壤土样2-1检测到的桑树根际细菌数量、多样性指数、AWCD值及对氨基酸类、糖类、羧酸类碳源的利用能力高于其他桑园土壤样品,而石灰岩土样1-2检测到的桑树根际和非根际土壤的细菌与真菌数量、AWCD值最低,碳源利用主成分分析亦表明该土样采集桑园与其他土壤类型桑园间的差异较大。石灰岩土样1-1和黄棕壤土样2-1、2-2、2-3检测到的桑树根际优势菌属中均有Rhizobium,且桑树根际土壤的速效氮含量均高于其他采样点桑园土壤。相关分析表明,土壤的细菌数量与AWCD值和多样性指数两两之间达到了极显著相关(P<0.01)或显著相关水平(P<0.05),而真菌数量除与AWCD值呈正相关外,与其他各指标间均呈负相关关系。综上认为,黄棕壤土样2-1采集桑园的土壤能够为桑树的生长发育创造良好的微生态环境;石灰岩土样1-2采集桑园则应通过耕作、施肥措施为桑树创造良好的生长发育环境。

盐分胁迫对不同果桑品种幼苗生理的影响

以果桑品种大10、红果2号、安杂1号和台湾72C002为试验材料,研究土壤中不同浓度盐分胁迫对果桑幼苗生理特性的影响,作为探讨果桑幼苗对盐分胁迫的响应机制及西部盐渍化地区栽植果桑品种的耐盐性能评价依据。土壤低浓度盐分(0.1%NaCl)胁迫下,安杂1号和台湾72C002的幼苗叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、叶绿素含量及叶片生物量均增加,并且即使在高浓度盐分(0.5%NaCl)胁迫下,安杂1号幼苗叶片的Pn、Gs、丙二醛(MDA)和可溶性糖含量也下降较少,与对照相比均未达到差异显著水平(P>0.05),表明安杂1号具有抵御高浓度盐分胁迫的能力。大10在高浓度盐分(0.5%NaCl)胁迫下,幼苗叶片的Pn、Gs、Fv/Fm、叶绿素含量及叶片生物量与对照相比显著降低(P<0.05),表明该品种抵御高浓度盐分胁迫的能力较差。在盐分胁迫下,不同果桑品种幼苗叶片中的过氧化物酶(POD)活性不同,安杂1号的POD活性显著高于其它果桑品种,与大10相比达到差异显著水平(P<0.05),提示在果桑幼苗对盐分胁迫的响应过程中,叶片中高POD活性可能起到一定的调节作用,而不同品种间表现出的酶活性差异性可能与品种的耐盐能力有关。

进口大豆上菜豆荚斑驳病毒的免疫捕获巢式RT-PCR检测

利用DASELISA对进口大豆上BPMV进行检测发现,从美国进口的部分大豆样品对BPMV的多抗血清呈阳性反应;利用免疫吸附电镜观察发现,ELISA检测阳性的大豆种皮病汁液中存在直径约30nm的球状病毒粒子。根据BPMV外壳蛋白(CP)基因的保守序列设计了2对嵌合引物,建立了BPMV的高灵敏的免疫捕获巢式RTPCR(ICnestedRTPCR)检测方法。该方法经免疫捕获、反转录和2轮PCR扩增,能从带毒大豆种子中扩增到预期大小的DNA条带。序列测定与分析表明此条带的序列为BPMV部分CP基因,在系统关系树上与BPMV的其它分离物形成一簇亲缘关系很近。实验表明从进境大豆上检测到了BPMV。

小茴香中挥发性成分的超声雾化-固相萃取研究

利用超声雾化-固相萃取法萃取,气相色谱法和气相色谱-质谱法测定了小茴香中的挥发油.采用正十四烷作为洗脱溶剂,体积为50μL、吹扫气流速为200 m L/min,吹扫时间为5 min.利用优化后的方法测定了小茴香中挥发性成分的种类和含量,与水蒸馏提取法所得结果相似.测定样品溶液中挥发性成分的回收率为65.8%~102.0%,相对标准偏差小于8.0%.

大青叶根际与非根际解磷细菌分布特征研究初报

以大青叶(Cerasuspseudocerasus)为试材,研究其根际与非根际解磷细菌的数量和种群结构动态变化。结果表明,年生长周期内大青叶根际与非根际解磷细菌的数量在新梢迅速生长期较低,而后逐渐增加,新梢停长期达到峰值,进而又逐渐减少,落叶期最低。大青叶根际与非根际解磷细菌主要以芽孢杆菌属(Bacillus)为主,不同生育期其种类不同,其中新梢停长期根际解磷细菌种类较其他时期复杂,类群最为丰富,共分离到6个菌属。根际与非根际相比解磷细菌种类与数量不同。