植物生长调节剂复配对甘薯薯苗生长及产量的影响

为研究不同植物生长调节剂复配组合对甘薯生长增产的效果,以‘烟薯25’为试验材料,开展甘薯苗期与田间药效试验。苗期试验中,167 mg/kg的0.02%二氢卟吩铁SP分别与50 mg/kg的NAA、IBA和IAA进行复配处理,3个复配处理组甘薯的发根数及根鲜重高于清水对照,其中0.02%二氢卟吩铁SP与NAA复配表现最佳,发根数与清水对照呈显著性差异。田间试验中,各植物生长调节剂复配处理的甘薯产量均高于清水对照,其中0.02%二氢卟吩铁SP分别和IBA、NAA的复配处理小区平均产量高于对照药剂(50 mg/kg 60%氯化胆碱AS),与清水对照相比产量增幅分别为12.2%和21.3%。各植物生长调节剂复配处理后,甘薯的大薯率和中薯率均高于清水对照,植物生长调节的施用加快了薯块膨大速度,这可能是甘薯产量提升的重要原因之一。田间施用各处理药剂均无药害发生,各处理裂薯率为5.3%~6.7%,各处理间无显著性差异。167 mg/kg的0.02%二氢卟吩铁SP与50 mg/kg的NAA复配对甘薯的生长增产促进效果最佳。

基于数字散斑的轮轨垂向载荷识别方法研究

快捷有效地进行轮轨垂向载荷检测对保障轨道车辆的服役可靠性与运行安全具有重要意义。现有轮轨载荷检测方法尽管能实现轮轨垂向载荷的有效检测,但其测量精度受传感器布设方案、系统标定的限制,仅能实现定点检测。因此,引入数字散斑图像相关技术,为轮轨垂向载荷的快速、非定点检测提供新的技术方案。为了实现钢轨轨侧应力场的非接触、快速测量,通过左右相机同步采集垂向载荷作用下的钢轨散斑图像序列,并通过图像相关理论模型进行变形前后子区像素点的匹配和应力场计算。为了利用数字散斑检测获得的钢轨轨侧应力分布进行轮轨垂向载荷的识别,提出一种基于极限学习机(ELM)的轮轨垂向载荷识别方法。该方法采用Workbench有限元软件建立钢轨的数值模型,通过数值模拟结果选取应力变化相对敏感的区域作为轮轨垂向载荷检测的兴趣域,基于应力场数据集和对应的载荷数据集设计ELM网络参数,进而实现轮轨垂向载荷的自动识别。为了验证提出的轮轨垂向载荷识别模型的有效性,搭建基于XT-DIC的轮轨垂向载荷数字散斑检测实验平台。实验结果表明,用Y和Z方向模应力输入的方式构建的ELM模型有着最佳的识别性能,其垂向载荷预测误差仅有5.357%。研究结果为轮轨垂向载荷的非定点快速检测提供了新的可靠途径。

寄生番茄的拟禾本科根结线虫的鉴定及对番茄不同品种的趋性

2019年福建省莆田市番茄‘农科180’品种发生严重的根结线虫病,根尖处根结多呈“靴”状。本研究通过形态学、线虫rDNA-ITS、28S rDNA D2-D3序列分析与特异性引物检测,明确病原线虫种群为拟禾本科根结线虫Meloidogyne graminicola。这是在福建省番茄上首次报道拟禾本科线虫危害番茄。为探讨不同番茄品种对拟禾本科根结线虫的感、抗性,在Pluronic F-127胶体介质中测定该种群2龄幼虫(J 2)对5个番茄品种(农科180’‘仙客1号’‘仙客6号’‘红美人’和‘硬粉8号’)根尖的趋性,结果表明,趋向于‘农科180’的J 2数量显著大于其他4个番茄品种,品种有无Mi基因与J 2趋性无关;室内致病性试验表明,接种后35 d调查,‘农科180’发病率为100%,病情指数为60;‘仙客1号’‘仙客6号’‘红美人’和‘硬粉8号’的发病率分别为53%、40%、33%和27%,病情指数均低于11。研究表明,番茄‘农科180’根尖对J 2具有强烈的吸引性是其感病的原因之一。生产中应重视番茄品种对拟禾本科根结线虫的感抗性差异。

不同植物生长调节剂对甘薯薯苗生长及产量的影响

为了研究不同植物生长调节剂对甘薯薯苗农艺性状及产量的影响,以烟薯25为试验材料,进行了甘薯苗期试验和大田试验。结果表明,甘薯苗期施用不同浓度0.02%二氢卟吩铁SP,处理②、处理③和处理④(0.02%二氢卟吩铁SP分别稀释4000、6000、8000倍)对薯苗生长均具有一定的促进作用,其中处理③在所有处理中表现最佳,生根率、发根数、根长与对照呈显著差异,田间施用后增产幅度为9.3%;施用不同植物生长调节剂复配处理,处理⑤(NAA∶IBA∶IAA=7∶1∶1)和处理⑥(NAA∶IBA∶IAA=4∶1∶1)对薯苗生长均有促进作用,施用后增产幅度分别为15.5%和5.7%。表明稀释6000倍0.02%二氢卟吩铁SP或浓度为50 mg/kg NAA∶IBA∶IAA=7∶1∶1复配药剂处理可更好地促进甘薯生长和产量提升。

基于基因组预测和分析甘薯间座壳菌(Diaporthe batatas)分泌蛋白中效应因子

甘薯间座壳菌(Diaporthe batatas)是引起甘薯基腐病的病原菌之一,近年来在中国东南沿海发生较为普遍。由于效应因子在致病过程中发挥着重要作用,本研究采用SignalP 5.0、GPI-SOM、WoLF PSORT、TMHMM-2.0和EffectorP 3.0等生物信息学软件,对甘薯间座壳菌效应因子进行预测和分析。结果表明,从D.batatas全基因组编码的13864个蛋白质中筛选到359个候选效应因子,其中248个为质外体效应因子,68个为胞内效应因子,43个既可能是质外体效应因子又可能是胞内效应因子。在信号肽分析中,所有候选效应因子信号肽长度为14~37个氨基酸,在信号肽切割位点-3位到+2位出现频率最高的氨基酸分别为丙氨酸、丝氨酸、丙氨酸、丙氨酸、脯氨酸。利用HMMER、DIAMOND和eCAMI 3个软件对359个候选效应因子进行碳水化合物活性酶(CAZyme)类分析,结果表明,有89个蛋白质属于CAZyme,其中糖苷水解酶类最多。eggNOG-mapper分析结果显示,在359个候选效应因子中有227个具有功能注释,主要涉及碳水化合物转运和代谢,翻译后修饰、蛋白质周转、分子伴侣等生理过程。通过qRT-PCR检测9个候选效应因子基因在D.batatas侵染过程中的相对表达水平,发现有7个候选效应因子基因在侵染过程中显著上调,有2个没有显著变化。这些结果的获得为明确甘薯间座壳菌效应因子的功能,分析甘薯基腐病发病机理,筛选寄主抗性基因及研发特异性靶向农药提供了参考。

腐皮镰刀菌侵染甘薯的转录组分析

腐皮镰刀菌(Fusarium solani)是甘薯上的重要病原菌,易引起甘薯根腐病、腐烂溃疡病等。为明确F.solani在侵染甘薯时病原基因变化趋势,对腐烂溃疡病病菌侵染甘薯不同时期取样,通过Illumina Hiseq 4000高通量测序平台测定及分析序列。结果表明,共获得1068861644条有效数据,F.solani侵染后6 h、24 h、3 d、5 d分别筛选出了1056、995、737、935个显著差异表达基因,其中上调基因分别有587、679、430、551个,下调基因分别有469、316、307、384个,GO功能分析差异基因富集在分子功能和细胞组分,KEGG通路富集分析属于代谢和遗传信息过程。其中差异表达倍数2倍以上,且表达量水平前20的差异基因,有15个基因参与碳水化合物、能量、核苷酸以及氨基酸代谢;3个基因参与翻译和蛋白质加工和修饰等遗传信息处理;2个基因参与细胞自噬过程。随机筛选9个差异表达基因进行实时荧光定量PCR验证,结果表明,这9个基因的表达模式与转录组数据分析结果基本一致。本研究结果发现,F.solani在侵染甘薯过程中代谢活跃,这可能是其在侵染甘薯过程中需破除寄主防御并在寄主中定殖,需要自身和寄主提供大量的营养物质并转化为能量以及中间产物等物质所致。

我国甘薯E病毒全基因组序列特征及荧光定量检测技术的建立

【目的】甘薯E病毒(sweet potato virus E,SPVE)是甘薯上新发现的一种病毒。本研究对我国甘薯E病毒江苏徐州分离物(SPVE-XZ)的全基因组序列进行测定,分析该病毒基因组序列特征,并建立针对SPVE的荧光定量(quantitative PCR,qPCR)检测技术,为监测SPVE发生分布、检测种薯种苗中SPVE带毒情况并及时防控该病毒提供理论依据和技术支持。【方法】采用small RNA深度测序,结合RT-PCR和RACE技术,获得SPVE-XZ的全基因组序列,利用MegAlign、MEGA11等软件对获得的全基因组序列进行序列比对、系统发育关系分析。设计SPVE荧光定量检测引物,并通过对退火温度及引物浓度的优化,建立针对SPVE的qPCR检测方法,测定其特异性和灵敏度,应用于江苏省和山东省田间甘薯样品的检测。【结果】除ploy(A)外,所获得的SPVE-XZ全基因组序列全长为10919 nt,包含1个长为10560 nt的开放阅读框(open reading frame,ORF),编码3519 aa的多聚蛋白。5′非翻译区(5′untranslated region,5′UTR)和3′非翻译区(3′UTR)分别为129和230 nt。在P1和P3蛋白内分别包含由移码产生的PISPO和PIPO蛋白。全基因组序列分析表明,SPVE-XZ与韩国SPVE GS分离物(SPVE-GS)全基因组核苷酸一致率最高,为98.6%,多聚蛋白氨基酸一致率为98.5%。利用邻接法基于cp基因核苷酸序列和多聚蛋白氨基酸序列构建的系统进化树发现,SPVE-XZ与SPVE-GS均聚类在一起。建立的SPVE荧光定量检测体系可检测到SPVE,而甘薯病毒2(sweet potato virus 2,SPV2)、甘薯C病毒(sweet potato virus C,SPVC)、甘薯G病毒(sweet potato virus G,SPVG)、甘薯羽状斑驳病毒(sweet potato feathery mottle virus,SPFMV)、甘薯褪绿矮化病毒(sweet potato chlorotic stunt virus,SPCSV)、甘薯潜隐病毒(sweet potato latent virus,SPLV)、甘薯褪绿斑病毒(sweet potato chlorotic fleck virus,SPCFV)、黄瓜花叶病毒(cucumber mosaic virus,CMV)均未能检测到;灵敏度可达3.12×102 copies/μL,是常规PCR 100倍。应用建立的qPCR检测方法,在山东省采集的6个样品和江苏省采集的52个样品中,分别在1个样品和13个样品中检测到SPVE。【结论】SPVE-XZ的全基因组大小为10919 nt,与韩国SPVE-GS基因组结构一致;建立的qPCR检测体系对SPVE灵敏度高、特异性强,可用于对SPVE的快速检测。

甘薯黑斑病菌Cel61A基因克隆与表达分析

为明确甘薯长喙壳菌致病相关基因多糖单加氧酶基因(CfCel61A)在病菌侵染甘薯中的表达模式及编码蛋白的理化特性。以11株来自不同地区的菌株为材料,克隆并利用生物信息学软件明确CfCel61A蛋白理化性质,用qRT-PCR分析基因表达。结果表明,CfCel61A编码区均为1155 bp,一致率99.5%~100%,编码384个氨基酸,一致率为98.4%~100%;分子量为34.49 k Da,等电点为5.59,亲水系数为-0.195,是稳定的亲水蛋白;N端有一个信号肽,亚细胞定位在核内,无跨膜结构;含58个磷酸化和2个糖基化位点,蛋白二级结构无规则卷曲占比最高,为69.01%。CfCel61A在病菌侵染中表达量显著上调,但不同侵染阶段上调幅度不同,侵染‘南京92’和‘徐薯37’后分别在12 h和6 h达到最高。综上,CfCel61A在C.fimbriata侵染甘薯中可能发挥重要作用,可为病害药剂开发提供新靶标。

不同秸秆还田模式土壤微生物多样性分析

为了明确稻麦轮作秸秆还田对土壤微生物多样性的影响,对江苏泗洪稻米基地的麦田土壤进行了高通量测序及分析。结果表明:与稻麦秸秆均不还田的对照相比,水稻秸秆还田提高了土壤细菌的多样性;小麦秸秆还田提高了土壤真菌的多样性;其他还田方式也在一定程度上影响了土壤微生物的多样性。说明稻麦秸秆还田改变了土壤微生物群落结构以及微生物菌群的相对丰度。

徐淮地区7个甘薯茎线虫群体的形态学及分子生物学鉴定

从江苏省徐淮地区7个采集地的甘薯块根中分离到7个甘薯茎线虫群体,通过形态学鉴定,其特征与已报道的腐烂茎线虫(Ditylenchus destructor)基本一致。利用rDNA-内转录间隔区(ITS)通用引物、腐烂茎线虫特异性引物检测,发现群体JSXZ为B(L)型,其余6个分离群体均为A(S)型腐烂茎线虫。结合ITS-5.8S-ITS2区序列分析并构建系统发育树,结果进一步表明,所获序列与腐烂茎线虫相似性最高,且各分离群体与徐淮地区已报道的相同基因型的腐烂茎线虫群体序列相似性均在99%以上。群体JSXZ没有与腐烂茎线虫A型、B型群体聚在一起,而是与C型、D型群体聚为1个分支,且和C型亲缘关系更近,所以群体JSXZ被鉴定为C型腐烂茎线虫;群体JSWJ、JSYJ、JSGS、JSHW、JSLQ和JSNG与A型腐烂茎线虫群体聚为1个分支,均为A型腐烂茎线虫,且与其他基因型区分明显。危害徐淮地区甘薯的腐烂茎线虫亲缘关系近,基因型种类多,存在A型、B型和C型,其中A型腐烂茎线虫为优势群体。

甘薯块根响应长喙壳菌(Ceratocystis fimbriata)侵染的转录组测序分析

以不侵染黑斑病菌长喙壳菌(Ceratocystis fimbriata Ellis et Halsted)的抗病甘薯品种南京92和感病品种徐薯18的薯块为对照组,以侵染时间1、3、7 d时的薯块为处理组进行转录组测序。测序结果表明:在抗病品种中找到36127个差异表达基因(differential expressed genes,DEGs),其中上调、下调表达的基因分别有17387、18740个;在感病品种中找到44663个DEGs,其中上调、下调表达的基因分别有22928、21735个;在相同时间点抗、感品种间的R_(1) vs S_(1)、R_(2) vs S_(2)、R_(3) vs S_(3)和R_(4) vs S_(4)这4个对比组中有1057个共有DEGs。GO富集分析结果表明:甘薯长喙壳菌侵染3 d时抗、感品种中富集到的前20的GO条目均主要为细胞成分,其次为生物过程和分子调控;隶属于生物过程的单一生物代谢过程、隶属于分子功能的氧化还原酶活性和四吡咯结合,以及隶属于细胞组分的质体和细胞外围等条目在抗、感品种中均被富集到。KEGG通路富集分析结果表明:在富集的前20的KEGG信号通路中,抗、感品种中的差异基因主要被富集到代谢途径、次级代谢产物的生物合成、碳代谢、苯丙烷生物合成、柠檬酸循环/三羧酸循环以及光合作用等通路上。此外,对长喙壳菌侵染甘薯块根的抗性相关基因进行了分析,共鉴定出221个抗性相关基因,其中激酶类(kinase,KIN)基因最多,有117个,占比为52.9%。

甘薯长喙壳菌果胶酸裂解酶基因克隆及生物信息学分析

由甘薯长喙壳菌(Ceratocystis fimbriata)引起的甘薯黑斑病是甘薯重要的病害之一,但其致病机制尚不明确.根据已有的甘薯长喙壳菌全基因组序列,以山东潍坊样品中分离到的菌株SD为模板,扩增病菌重要致病因子果胶酸裂解酶基因CfPL,并对蛋白分子质量、理论等电点、跨膜区、亲疏水性、磷酸化位点等理化性质进行分析.结果表明,CfPL基因开放阅读框长度为1551 bp,编码516个氨基酸,蛋白分子质量为52.5 kD,理论等电点为4.87,为稳定的亲水性蛋白.蛋白定位在细胞外,无跨膜结构和糖基化位点,含有92个磷酸化位点、1个信号肽,属于果胶裂解酶C类家族成员.对CfPL基因克隆及相关生物学特性的分析,可为进一步阐明其基因功能和病菌致病机理提供参考.

施用杀菌剂后贮藏期甘薯的食用安全性分析

为评估贮藏期鲜食甘薯的安全性,采用高效液相色谱法检测施用杀菌剂后不同贮藏期薯皮和薯肉中的农药残留量,并对其食用安全性进行比对分析.结果表明:当分别用药剂1000倍和500倍液浸泡薯块时,不同贮藏期薯皮中的多菌灵、咪鲜胺、粉唑醇和百菌清(1000倍液浸除外)残留量均超标,粉唑醇在各时期(低剂量的施用1个月除外)的残留量均超过2000μg·L^(-1);而去皮0.5 cm的薯肉中均未检测到4种药剂残留,表明鲜食用甘薯施用这4种杀菌剂后去皮0.5 cm食用是安全的.研究为甘薯贮藏期合理用药和安全食用提供了科学的理论依据.

甘薯基腐病病原鉴定及生长特性测定

【目的】分离鉴定浙江省宁波市宁海县甘薯基腐病病原菌,明确其生物学特性,为甘薯基腐病的预防和田间防治提供理论指导。【方法】采用组织分离法对浙江省宁波市宁海县甘薯基腐病病原进行分离,通过柯赫氏法则对病原菌进行验证;通过形态学方法及分子生物学方法鉴定病原菌种类;用菌丝培养法测定分离获得的病原菌菌株在不同培养基及不同温度、pH、氮源和碳源等环境中的生长状态,确定分离菌株的生物学特性。【结果】从甘薯基腐病样品中分离纯化获得1株菌株,标记为RF-NH,通过柯赫氏法则验证为甘薯基腐病致病菌。利用ITS、His3和Cal基因的通用引物对菌株RF-NH DNA进行扩增,获得的基因片段长度分别为579、480和537 bp;系统发育进化树分析显示,菌株RF-NH与Diaporthe batatas聚类在一起;综合形态学和分子生物学鉴定结果,将菌株RF-NH鉴定为甘薯间座壳菌(D.batatas)。病原菌生物学特性测定结果显示,菌株RF-NH在15~35℃内均可生长,最适生长温度为25℃;在pH 4~12内均可生长,最适pH为4;最适培养基是SPDA培养基,最适碳源是糊精,最适氮源是硝酸钠。菌株RF-NH孢子致死温度为50℃处理10 min,菌丝致死温度为49℃处理15 min或50℃处理10 min。【结论】甘薯间座壳菌是导致浙江省宁波市宁海县甘薯基腐病的病原,该菌生长温度范围较窄,偏好25℃,适应的pH范围较宽,偏好酸性环境,最适培养基为SPDA培养基。根据甘薯间座壳菌的生长特性,在田间病害防治中可通过改变栽种环境因素以抑制病原菌的生长,实现对甘薯基腐病的防治。

江苏甘薯上常见病毒种类鉴定及多样性分析

为明确江苏省甘薯上病毒病病原种类及发生发展趋势,为病毒病防控提供依据,利用嫁接法和分子生物学方法,鉴定了2014~2018年甘薯上10种RNA病毒的发生情况。结果表明:所有样品均被病毒侵染,但不同样品被侵染的病毒种类不同。在检测的10种病毒中,SPFMV阳性率最高,29个样品中仅有4个样品未被检测到,3年的样品平均阳性率高达86.2%。SPV2、SPVC和SPCSV平均阳性率都在50%以上,SPVC在2016年的样品中阳性率最高为83.3%,其余2个年份的阳性率维持在43.0%左右;SPCSV的阳性率出现逐年递增的趋势,2018年的阳性率为81.3%。甘薯病毒病的发生主要以3~5种病毒复合侵染为主,复合侵染率占比62.1%,又以3种病毒病原复合侵染较为普遍,占比24.1%。系统进化树发现,SPFMV江苏分离物主要为O和RC株系,尚未获得EA株系。SPVC和SPV2构建系统进化树均分为2组,江苏分离物在2组中均有分布;SPCSV江苏分离物在EA和WA组中均有分布。综上,马铃薯Y病毒属病毒尤其是SPFMV与SPCSV混合发生是造成江苏甘薯病毒病的主要原因,同时马铃薯Y病毒属几种病毒多样性复杂,需持续关注是否造成大面积流行。

不同缓解药剂对甘薯乙草胺药害的缓解效果

为明确乙草胺药害对甘薯生长发育的影响及缓解药剂对乙草胺药害的缓解效应,以烟薯25为供试作物,研究乙草胺对甘薯的药害情况以及0.136%赤·吲乙·芸薹可湿性粉剂、安法戈水剂、解害灵水剂和植力源粉剂4种不同缓解药剂对乙草胺药害的缓解作用。结果表明,乙草胺对甘薯蔓长、叶绿素相对含量、长势、产量及商品率等性状均有抑制作用,药害发生后喷施缓解药剂对乙草胺药害有一定缓解作用。综合分析,解害灵水剂对甘薯乙草胺药害的缓解效应最好,较不使用缓解药剂的乙草胺对照增产19.89%,缓解效应为37.36%,将有助于建立甘薯田除草剂药害的有效缓解措施。

福建省直播稻根结线虫病的病原种类鉴定

【目的】福建省福清市江镜镇与福安市潭溪镇水稻区直播稻苗期分别发生严重的根结线虫病,本研究对其病原物进行形态和分子鉴定,明确病原物种类,以期为福建省直播稻根结线虫病害防控提供理论依据。【方法】通过根结线虫各虫态形态学特征进行观测;同时对其rDNA-ITS区进行测序,通过贝叶斯法与最大似然法构建了系统发育树来确定种类;利用拟禾本科根结线虫特异性引物Mg-F/Mg-R检测种群。【结果】根结线虫的雌虫、雄虫和2龄幼虫的形态学特征与拟禾本科根结线虫原始描述种一致;rDNA-ITS区序列长度为576 bp,与GenBank拟禾本科根结线虫种群相似度均达99%以上;系统发育树明确了该根结线虫与拟禾本科根结线虫处于同一分支;特异性引物Mg-F/Mg-R检测进一步明确病原为拟禾本科根结线虫单一种群。【结论】本研究通过形态与分子特征,明确了在福建直播稻上发现的根结线虫为拟禾本科根结线虫。拟禾本科根结线虫在福建省最早于2011年在政和县小范围水稻田发现,此后未在其他水稻种植区发现。本次在福建直播稻上首次发现大面积的根结线虫为害。随着直播稻的种植面积扩大,拟禾本根结线虫引起的水稻病害可能会成为制约其发展的新问题,应引起足够重视。

花生茎线虫的脱水存活方式及耐低温能力

通过室内试验,对花生茎线虫经快速脱水干燥、缓慢脱水干燥及低温处理后的存活情况进行研究.结果表明:花生茎线虫的脱水存活方式为缓慢脱水策略型;经缓慢脱水处理后,其不同虫态的耐干燥能力存在差异:3龄+4龄幼虫>2龄幼虫>成虫.将花生茎线虫直接置于低温(-10和-20℃)下保存7 d后死亡率达85%以上,但经缓慢脱水处理后的线虫在-10、-20和-80℃下保存35 d后,复苏率分别为18.7%、16.0%和31.8%.

河道挖沙对蛟流河杜尔基段水情及水环境的影响

根据地表径流河网的水力特性,建立水位、流量和时空变化模拟的动力数学模型。采用灰色模型预测出由挖沙引起的河床演化情况,分析下游不同年份的丰水期、枯水期的水位、流量变化情况,并对由此产生的水环境影响进行初步分析。

森林对水文过程影响研究

文章以大兴安岭阿尔山森林为研究对象,从地理、森林枯落物和土壤3方面以森林对水文过程产生的影响进行了重点探讨,并以内蒙古为例详细的分析了森林对水文过程产生的影响。