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    1. 油莎豆愈伤组织诱导及再生体系的建立
    朱雅婧, 张向歌, 许欣然, 胡海燕, 程珊, 陈晨, 李春鑫, 宋万献, 宋雯栩, 王会伟
    河南农业科学    2024, 53 (10): 73-81.   DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2024.10.009
    摘要1386)      PDF (3147KB)(23)    收藏
    为建立高效的油莎豆愈伤组织诱导及再生体系,对适用于愈伤组织诱导的外植体(幼根、幼叶、幼叶鞘和分蘖节)进行筛选,并探讨不同植物生长调节剂组合对愈伤组织诱导、增殖和分化的影响。结果表明,油莎豆愈伤组织诱导的最佳外植体为分蘖节;最优愈伤组织诱导的植物生长调节剂组合为2.5 mg/L 2,4-D+0.6 mg/L 6-BA+0.6 mg/L NAA+0.9 mg/L ZT,诱导率可达65.58%;最优愈伤组织增殖的植物生长调节剂组合为0.5 mg/L 2,4-D+0.9 mg/L 6-BA+1.2 mg/L NAA+1.2 mg/L ZT,增殖率可达68.12%;最优愈伤组织分化的植物生长调节剂组合为0.9 mg/L 6-BA+0.6 mg/L NAA,分化率可达66.67%。试验筛选出了适合油莎豆愈伤组织诱导的最佳外植体,并优化了油莎豆愈伤组织诱导、增殖和分化的条件,为后续油莎豆体细胞杂交、遗传转化等生物技术的研究及育种应用奠定基础。
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    2. 大豆和玉米茬口对冬小麦根际土壤细菌群落结构和功能的影响
    郭辉, 连延浩, 赵志博, 任永哲, 王志强, 林同保
    河南农业科学    2024, 53 (7): 79-89.   DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2024.07.009
    摘要1368)      PDF (3686KB)(163)    收藏
    为探明黄淮海地区玉米茬口和大豆茬口微生物遗留效应的差异,于2023年在长达4 a(2019—2023年)的长期定位试验田中采集冬小麦拔节期的根际土壤样品,采用16S高通量测序技术并结合Tax4Fun2功能预测分析,研究玉米茬口(M)和大豆茬口(S)下冬小麦拔节期根际土壤细菌群落结构及功能对不施氮(N0)和常规施氮(N240,纯氮240 kg/hm2)共4个处理(MN0、SN0、MN240、SN240)的响应。结果表明,门水平下,变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)拟杆菌门(Bacteroidetes)和放线菌门(Actinobacteriota)为冬小麦拔节期根际优势菌门,优势菌门相对丰度为66.66%~69.56%。N0施氮量S茬口的拟杆菌门相对丰度比M茬口显著增加了19.10%( P<0.05);N240施氮量S茬口的变形菌门相对丰度比M 茬口显著增加了11.90%( P<0.05)。目水平下,Vicinamibacterales 与伯克氏菌目(Burkholderiales)为优势菌目,优势菌目相对丰度为18.42%~19.68%。N0 施氮量S 茬口的Vicinamibacterales 相对丰度比M 茬口显著减少了13.69%( P<0.05),伯克氏菌目相对丰度显著增加了11.31%( P<0.05)。通过Tax4Fun2功能预测,与KEGG数据库对比发现,N0施氮量下新陈代谢分类中的7个二级功能途径相对丰度存在显著差异( P<0.05);进一步通过相关性分析发现,Vicinamibacterales和伯克氏菌目与氨基酸代谢途径存在极显著相关关系( P<0.01)。冬小麦土壤细菌有26个功能基因参与土壤氮循环途径,其中反硝化功能基因相对丰度最高。N0施氮量M茬口的norB、norC、nirS 型反硝化功能基因相对丰度显著高于S茬口( P<0.05)。综上,不同施氮量下茬口均造成冬小麦拔节期根际土壤细菌群落结构发生变化,不同茬口通过改变根际土壤细菌群落结构进一步影响细菌群落氮代谢功能。
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    3. 32 个菠菜品种对镉胁迫的生长响应及耐镉性评价
    苗明军, 李佳佳, 雷晓葵, 林杨, 廖继超, 钟建, 李菊, 李跃建, 常伟
    河南农业科学    2024, 53 (9): 108-116.   DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2024.09.011
    摘要1289)      PDF (2257KB)(38)    收藏
    镉(Cadmium,Cd)是一种剧毒重金属元素,鉴定耐Cd菠菜品种并筛选相关鉴定指标,为耐Cd菠菜品种的选育提供理论依据。选用国内32个菠菜品种,采用Hoagland水培溶液加入CdCl2·2.5H2O模拟大田试验,在Cd胁迫(Cd浓度50 μmol/L)和对照(Cd浓度0 μmol/L)处理20 d,待菠菜成熟期,测定其农艺性状和Cd含量。通过主成分分析、隶属函数分析、相关性分析评价各菠菜品种的综合耐Cd能力。结果表明,Cd胁迫条件下参试品种的株高、根长、地下部鲜质量、地上部鲜质量、地上部Cd含量、地下部Cd含量和转运系数与对照相比均存在显著差异;Cd胁迫下,菠菜的生长、生物量积累均受到抑制,各性状指标均明显下降,各农艺指标平均降幅排序依次为地上部鲜质量>株高>地下部鲜质量>根长。对7个指标的耐Cd系数进行主成分分析,选择了3个主成分,累计方差贡献率达81.552%;综合评价值(D值)与株高、地下部鲜质量、地上部鲜质量、地上部Cd含量、转运系数均呈极显著正相关关系( P<0.01),这些指标可以作为菠菜耐Cd能力评价的首选指标。根据主成分分析,将32份菠菜品种划分为耐Cd性强、中等和Cd敏感型3种类型,金格和微兰为耐Cd性强品种,德赛176为Cd敏感品种。
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    4. 氮锌配施对玉米果穗不同粒位籽粒灌浆特性的影响
    张盼盼, 李川, 张美微, 俞晓红, 穆蔚林, 郭涵潇, 乔江方, 张桂堂
    河南农业科学    2024, 53 (9): 16-27.   DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2024.09.002
    摘要1199)      PDF (1837KB)(47)    收藏
    以锌高效玉米品种郑单958和锌不敏感品种隆平638为试验材料,设置225 kg/hm 2(HN)、180 kg/hm 2(MN)、90 kg/hm 2(LN)3个施氮量和不喷锌(F0)、拔节期和大口期1∶1喷锌4.5 kg/hm 2(F1)2个喷锌处理,研究氮锌配施对不同锌效率玉米品种不同粒位籽粒灌浆特性的影响及不同粒位籽粒灌浆特性与产量的相关性,为玉米生产上氮锌合理配施提供依据。结果表明,HN处理产量最高,其次是MN处理,两者差异不显著。其中,HN处理能够提高各粒位的粒质量,MN处理推迟了郑单958各粒位籽粒最大灌浆速率出现的时间,提高了上部粒位籽粒最大灌浆速率和下部粒位籽粒的活跃灌浆期;HN处理推迟了隆平638各粒位籽粒最大灌浆速率出现的时间,延长了活跃灌浆期,提高了上、下部粒位籽粒最大灌浆速率出现时的灌浆量,进而提高了产量。与F0处理相比,F1处理显著降低了果穗秃尖长(9.9%),显著提高了产量(2.0%),增加了郑单958籽粒上部和下部粒位的粒质量,延长了上部和下部粒位籽粒活跃灌浆期,推迟了上部和下部粒位籽粒最大灌浆速率出现的时间,提高了最大灌浆速率出现时的灌浆量。产量与果穗下部粒位最大灌浆速率出现的时间呈显著正相关,中部粒位粒质量与下部粒位粒质量呈极显著正相关。总体来看,施氮180 kg/hm2配合拔节期和大口期1∶1叶面喷锌4.5 kg/hm 2能够推迟锌高效玉米品种果穗上、下部粒位最大灌浆速率出现的时间,延长活跃灌浆期,提高最大灌浆速率出现时的灌浆量和粒质量,进而促进玉米产量提高。
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    5. 玉米花粉高温胁迫相关miRNA 的筛选及其靶基因分析
    李川, 张盼盼, 张美微, 牛军, 穆蔚林, 郭涵潇, 乔江方
    河南农业科学    2024, 53 (2): 1-16.   DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2024.02.001
    摘要1080)      PDF (4835KB)(278)    收藏
    以高耐热玉米品种郑单958、低耐热玉米品种先玉335为材料,以正常生长条件为对照,在花期进行高温胁迫,通过miRNA高通量测序筛选玉米花粉中的差异表达miRNA,然后预测其靶基因,并对靶基因的本体特征和代谢通路进行富集分析。结果表明,共筛选到818个miRNA前体序列。在郑单958高温胁迫花粉与对照花粉对比组(HT958 vs CK958)中共筛选到19个显著差异表达miRNA序列,其中15个miRNA序列上调表达,4个下调表达,3个miRNA序列达到极显著水平( P<0.01)。对这19个显著差异表达miRNA的靶基因进行预测,共获得了503个基因转录本,其富集较多的GO生物学过程条目分别为转录调控DNA-模板、微管生物学过程、磷酸化作用、RNA聚合酶Ⅱ正向调控转录过程、甲基化作用等,KEGG富集较显著的代谢通路分别是谷胱甘肽代谢、碳代谢、花生四烯酸代谢、糖酵解/糖异生、叶酸生物合成等。在先玉335高温胁迫花粉与对照花粉对比组(HT335 vs CK335)中共筛选到15个显著差异表达miRNA 序列,其中7 个miRNA 序列上调表达,8 个下调表达,1 个miRNA 序列达到了极显著水平( P<0.01)。对这15个显著差异表达miRNA的靶基因进行预测,共获得了454个基因转录本,其富集较多的GO生物学过程条目分别为转录调控DNA-模板、磷酸化作用、蛋白质磷酸化作用、蛋白质水解、DNA修复等,富集较显著的KEGG代谢通路分别是其他多糖降解、亚油酸代谢、代谢通路、硫胺素代谢、内质网内蛋白质加工过程等。在郑单958高温胁迫花粉与先玉335高温胁迫花粉对比组(HT985 vs HT335)中共筛选到85个显著差异表达miRNA序列,其中35个miRNA序列为上调表达,50个为下调表达,24个miRNA序列达到了极显著水平( P<0.01)。对这85个显著差异表达miRNA的靶基因进行预测,共获得了2 286个基因转录本,其富集较多的GO生物学过程条目分别为转录调控DNA-模板、磷酸化作用、蛋白质磷酸化、蛋白质水解、跨膜转运等,富集较显著的代谢通路分别是鞘脂类代谢、淀粉和蔗糖代谢、其他多糖降解、代谢通路、半胱氨酸及甲硫氨酸代谢等。在HT958 vs CK958与HT335 vs CK335对比组中共筛选到94个显著差异表达miRNA序列,其中(预测全新)PC-3p-10069_1143、(预测全新)PC-3p-18335_646、(玉米)zma-miR164f-5p等28个miRNA序列达到了极显著水平( P<0.01)。对这94个显著差异表达miRNA的靶基因进行预测,共获得了4 569个基因转录本,其富集较多的GO生物学过程条目分别为转录调控DNA-模板、磷酸化作用、蛋白质磷酸化、蛋白质转运、蛋白质水解等,其富集较显著的KEGG代谢通路分别是内质网内蛋白质加工过程、真核生物核糖体生物合成、剪接体、鞘脂类代谢、内吞作用等。
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    6. 氮锌配施对不同锌效率玉米品种植株矿质元素累积、分配的影响
    张盼盼, 乔江方, 李川, 张美微, 穆蔚林, 郭涵潇, 周艳丽, 程泽强
    河南农业科学    2024, 53 (6): 1-10.   DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2024.06.001
    摘要933)      PDF (2797KB)(112)    收藏
    以锌高效玉米品种郑单958 和锌不敏感品种隆平638 为试验材料,设置90 kg/hm 2(LN)、180kg/hm 2(MN)、225 kg/hm 2(HN)3个施氮量和不喷施锌肥(F0)、拔节期和大口期1∶1喷锌4.5 kg/hm 2(F1)2个喷锌处理,分析氮锌配施对不同锌效率玉米品种植株矿质元素含量、累积量、分配和籽粒产量的影响,为玉米生产上氮锌合理配施提供依据。结果表明,玉米籽粒中铜、锌含量以MN处理最高,分别为1.82、16.23 mg/kg。F1处理能够提高籽粒中氮、锌含量和锌有效性。植株中氮、磷、钾累积量以MNF1处理隆平638最高,籽粒中铜和锌、锰和铁累积量分别以LNF1、HNF1处理郑单958最高。籽粒中氮、磷、铜的占比以隆平638 HNF1处理最高,籽粒中锌占比以郑单958 HNF0和LNF0处理较高。HN处理籽粒产量最高,平均为10.31 t/hm 2,其次是MN处理,LN处理最低。2个品种籽粒磷含量与锰含量均呈极显著正相关,隆平638籽粒钾含量与铁、锌含量均呈显著正相关,与铜含量呈显著负相关。总体来看,施氮量180 kg/hm 2配合拔节期和大口期1∶1叶面喷施锌肥能够提高玉米籽粒中锌生物有效性和矿质元素累积量,促进玉米籽粒产量和矿质元素营养同步提高,可在大田中进行推广应用。
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    7. 氮锌配施对夏玉米灌浆期籽粒氮、锌元素吸收和转运的影响
    张盼盼, 乔江方, 李川, 张美微, 穆蔚林, 郭涵潇, 岑俊娟
    河南农业科学    2024, 53 (3): 17-32.   DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2024.03.002
    摘要928)      PDF (1601KB)(91)    收藏
    以郑单958和谷神玉66为研究对象,大田条件下设置3个施氮量[225 kg/hm 2(HN)、180 kg/hm 2(MN)、90 kg/hm 2(LN)]和4个喷锌时期[不喷锌(Zn0)、苗期和拔节期1∶1喷锌4.5 kg/hm 2(Zn1)、拔节期和大口期1∶1喷锌4.5 kg/hm 2(Zn2)、大口期喷锌4.5 kg/hm 2(Zn3)],分析氮锌配施对夏玉米灌浆期籽粒氮、锌元素吸收和转运的影响,为生产上氮、锌肥的施用提供依据。结果表明,随着生育进程的推进,夏玉米籽粒中氮、锌含量总体上明显下降。成熟期,以MNZn2处理谷神玉66籽粒氮含量最高,为14.64 g/kg,氮累积量则以MNZn2处理郑单958最高;MNZn3处理谷神玉66的籽粒锌含量和累积量较高。MN处理氮花后吸收量及其贡献率均最高,分别为50.42 kg/hm 2和44.20%,且锌转运量最高,为61.68 g/hm 2;Zn2处理氮花后吸收量及其贡献率和锌转运量贡献率均最高,分别为54.56 kg/hm 2、44.31%和17.26%;且这2个处理下的穗粒数、千粒质量和产量较高。氮转运量与氮、锌花后吸收量呈显著或极显著负相关,锌花后吸收量与籽粒中氮、锌含量和氮花后吸收量呈显著或极显著正相关。综上,在夏玉米大田生产中,施用氮肥180 kg/hm 2,结合拔节期和大口期1∶1叶面喷施锌肥,能促进夏玉米灌浆期对氮、锌元素的吸收和转运,提高籽粒氮、锌含量,并能维持高产,达到籽粒产量和锌营养品质同步提高的目的。
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    8. 油莎豆茎豆形成相关代谢物挖掘及通路富集分析
    郭晓阳, 腊贵晓, 许欣然, 余彦鸽, 代丹丹, 李彦鹏, 王艳红, 郭红霞, 杨铁钢
    河南农业科学    2024, 53 (8): 30-43.   DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2024.08.004
    摘要777)      PDF (4749KB)(96)    收藏
    为挖掘油莎豆匍匐茎形成茎豆过程中的关键代谢物质,调控匍匐茎形成更多的茎豆,以匍匐茎及新茎豆为研究对象,利用高效液相色谱联合三重四极杆质谱仪进行广泛靶向代谢组学分析,采用多元统计学方法挖掘与茎豆形成相关的差异代谢物质,并富集差异代谢物相关的KEGG代谢通路。结果表明,未膨大匍匐茎(PFJ1)、膨大匍匐茎(PFJ2)及新茎豆(JD1)3组样本中共检测到1 217个代谢物。按照变量投影重要度(VIP)>1、 P<0.05 且差异倍数(FC)>2 或FC<0.5 的条件进行差异代谢物筛选,JD1 vs PFJ1筛选到35个差异代谢物,其中26个上调表达,9个下调表达;JD1 vs PFJ2筛选到57个差异代谢物,其中50个上调表达,7个下调表达;PFJ2 vs PFJ1筛选到39个差异代谢物,其中3个上调表达,36个下调表达。利用数据库对代谢物进行定性分析,差异表达代谢物主要被鉴定为氨基酸及其衍生物、核苷酸及其衍生物、有机氧化合物、黄酮类、苯丙素类、酚类等。差异表达代谢物相对含量分析显示,JD1谷胱甘肽含量是PFJ1 的14.021 倍、PFJ2 的29.195 倍;JD1 3-甲基组氨酸含量是PFJ1 的10.463 倍、PFJ2 的129.931倍;JD1山柰酚含量是PFJ1的0.421倍、PFJ2的0.358倍。进一步的KEGG通路分析显示,差异表达代谢物主要富集到氨酰-tRNA生物合成,精氨酸和脯氨酸代谢,丙氨酸、天冬氨酸及谷氨酸代谢,苯丙氨酸代谢,黄酮及黄酮醇生物合成等代谢通路。综上,与油莎豆茎豆形成相关的代谢物质主要为氨基酸类及黄酮类物质;代谢通路主要集中在氨酰- tRNA 生物合成及黄酮和黄酮醇生物合成途径中。
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    9. 基于AquaCrop 模型的芝麻作物参数敏感性分析及模型适用性评价
    李梦瑶, 关皓月, 张建涛, 黄明, 李丰, 戎亚思, 李友军, 李国强
    河南农业科学    2024, 53 (7): 149-159.   DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2024.07.017
    摘要652)      PDF (3280KB)(108)    收藏
    为探明AquaCrop模型芝麻作物参数校准方法,验证模型适用性,以2022—2023年试验数据为基础,通过查阅文献资料,确定芝麻参数初始值和取值范围,采用EFAST方法对AquaCrop模型53个作物参数进行全局敏感性分析、模拟结果的不确定分析并进行参数校准验证。结果表明,对各处理最大生物量均敏感的参数有27个,其中全局敏感性指数( TS i)均大于0.3的参数有CDM、CDSE、POFE、RSWT、PSENSP、PSTOSP、RSWB和ECSW;对各处理籽粒产量均敏感的参数有14个,其中 TSi均大于0.2的参数有POHX、RSWT、CDSE、DMCON、PSTO和PSTOSP。校准验证过程中冠层覆盖度和地上部生物量模拟值和实测值决定系数( R 2)分别介于0.875~0.954、0.951~0.970;标准均方根误差( NRMSE)分别介于11.5%~18.1%、18.9%~27.7%;纳什效率系数( NSE)分别介于0.873~0.940、0.930~0.959。籽粒产量模拟值与实测值相对误差介于0.03~0.07。本地化后的AquaCrop模型能够较好地模拟芝麻生长发育过程,可用于芝麻优化管理或未来产量预测。
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    10. 氮素抑制剂研究进展
    黄铂轩, 郑苍松, 孙淼, 邵晶晶, 冯卫娜, 李鹏程, 董合林
    河南农业科学    2024, 53 (8): 1-10.   DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2024.08.001
    摘要289)      PDF (1303KB)(163)    收藏
    氮素抑制剂具有提高作物产量和氮肥利用率、减少施氮成本和环境污染风险等优点,为现代农业绿色高效发展提供了技术途径,其主要包括硝化抑制剂和脲酶抑制剂。就硝化抑制剂和脲酶抑制剂的研发历史、作用机制及应用效果进行了归纳与总结,并对其未来的研究方向进行展望,以期为氮素抑制剂的开发与利用提供参考。
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    11. mRNA疫苗在动物传染病中的研究进展及应用
    翟崇凯, 毛福超, 田文静, 王聪慧, 王迎鲜, 张贺伟
    河南农业科学    2024, 53 (5): 10-21.   DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2024.05.002
    摘要283)      PDF (3322KB)(263)    收藏
    与传统疫苗相比,mRNA疫苗具有安全性高、有效性好、研发周期短等特点,使其在传染病的预防和控制方面具有得天独厚的优势。目前,mRNA疫苗在新型冠状病毒(COVID-19)肺炎、流感、埃博拉病毒病、寨卡病毒病等人类疾病的防控中取得了巨大进展,但动物用mRNA疫苗研究尚不深入。因此,开发动物用mRNA疫苗来预防和控制家畜、家禽、野生动物等的传染性疾病,成为动物疫病和公共卫生领域的重要研究方向之一。全面探讨了动物传染病mRNA疫苗的设计、制备、递送系统、应用、优势、挑战以及前景,为研制和开发动物传染病mRNA疫苗提供参考。
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    12. 再生水农业灌溉中生物污染物研究进展
    张红伟, 崔丙健, 刘春成
    河南农业科学    2024, 53 (3): 1-16.   DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2024.03.001
    摘要276)      PDF (1369KB)(252)    收藏
    合理安全利用再生水是缓解农业灌溉淡水资源短缺的有效途径之一。再生水含有一定的营养元素,但也含有一定的危害元素。为给农业灌溉再生水安全利用提供参考,从再生水定义与利用、生物污染物类型、生物污染风险识别以及再生水水质风险控制技术等方面进行了综述,并提出了今后再生水农业利用研究的重点:通过长期定位试验评估再生水利用安全性;分析再生水中抗生素等新兴污染物的半衰期等,并制定相应利用标准;研究低成本、快速污水处理工艺。
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    13. 杜马斯燃烧法与凯氏定氮法在肥料总氮测定中的比较
    贾斌, 尚丽君, 潘洁, 孙红梅, 王颖, 原二玎
    河南农业科学    2024, 53 (2): 85-91.   DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2024.02.009
    摘要274)      PDF (1394KB)(140)    收藏
    为评价杜马斯燃烧法与凯氏定氮法测定不同类型肥料总氮含量的适用性,选用20种不同类型的含氮肥料和4种标准品作为试验对象,分别采用杜马斯燃烧法和凯氏定氮法进行总氮含量测定,并对2种方法测定结果的精密度、准确度、相关性及优缺点进行比较。结果表明,2种方法在测定不含硝态氮肥料时,测定结果没有显著性差异,但杜马斯燃烧法测定结果的精密度更高;在测定含硝态氮肥料时,2种方法测定结果差异显著,杜马斯燃烧法测定结果更接近真实含量,且重复性良好,凯氏定氮法的测定值偏低,且重复性较差;对于氮含量较高的尿素氮肥,凯氏定氮法测定结果精密度略高于杜马斯燃烧法。结合环境友好度、工作效率、试验成本及测定结果的精密度和准确度等因素,杜马斯燃烧法更适用于肥料总氮含量的测定。
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    14. 酶的理性设计在作物育种中的应用进展与前景展望
    王东辉, 王奥轩, 何长海, 刘志豪, 石永春, 王燃, 王潇然
    河南农业科学    2024, 53 (5): 1-9.   DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2024.05.001
    摘要274)      PDF (1812KB)(291)    收藏
    优良种质资源是粮食安全的重要保证,传统育种技术存在周期长、工作量庞大等问题。随着生物学与计算机技术的深度融合,针对作物关键基因进行定向优化的酶的理性设计,为更大限度挖掘优质基因资源奠定了基础,进一步与基因编辑及转基因技术相结合,成为分子育种技术探索中的重要方向之一。阐述了分子对接、分子动力学模拟、结合自由能评价等酶的理性设计常用方法,综述了酶的理性设计在提高作物品质、抗逆性和生物量方面的应用进展,并对未来的前景进行展望,以期为作物育种新技术的开发和利用提供参考。
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    15. 施氮量对不同夏玉米品种籽粒灌浆特性、产量和品质的影响
    乔江方, 何佳雯, 侯传伟, 张美微, 杨铭波, 韩琳琳, 张盼盼, 李川, 牛军, 郭涵潇, 穆蔚林
    河南农业科学    2024, 53 (3): 33-42.   DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2024.03.003
    摘要248)      PDF (1329KB)(175)    收藏
    以脱水速率不同的2个夏玉米品种迪卡517(DK 517,脱水速率较快)和郑单1002(ZD 1002,脱水速率较慢)为材料,研究施氮量[0 kg/hm 2(N0)、180 kg/hm 2(N1)、300 kg/hm 2(N2)]对夏玉米籽粒灌浆特性、脱水速率、产量和品质的影响,以期为黄淮海夏玉米优质高效生产提供理论依据。结果表明,随着施氮量的增加,DK 517和ZD 1002籽粒干质量总体上均逐渐增加,行粒数和产量先增加后降低,籽粒粗蛋白含量增加,粗淀粉含量降低。N1处理总体上籽粒灌浆速率最大时的生长量和最大灌浆速率最高,活跃灌浆期最长,行粒数最多,进而产量最高,分别为9 694.60 kg/hm2和11 204.56 kg/hm 2,且籽粒粗蛋白含量较高。不同施氮量处理对不同脱水类型夏玉米品种籽粒灌浆特性影响不同。授粉后15~24 d,不同处理夏玉米籽粒含水量之间差异显著,授粉后58 d,DK 517籽粒含水量表现为N2>N1>N0,ZD 1002籽粒含水量表现为N1>N0>N2。授粉后49~58 d,N0处理籽粒脱水速率最高。与ZD 1002相比,DK 517籽粒灌浆速率最大时的生长量和最大灌浆速率较高,到达最大灌浆速率的时间较早,活跃灌浆期较短,籽粒含水量较低,灌浆前期籽粒脱水速率较低,中后期较高,行粒数、百粒质量和产量较低,籽粒粗脂肪含量较低,粗蛋白和粗淀粉含量较高。籽粒脱水速率与穗粗、秃尖长呈显著或极显著负相关,与穗长和粗淀粉含量呈显著或极显著正相关。综上,施氮180 kg/hm2可促进夏玉米籽粒灌浆,提高产量和籽粒粗蛋白含量。
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    16. 基于注意力机制的轻量化YOLO v5s 蓝莓检测算法
    刘拥民, 张炜, 麻海志, 刘原, 张毅
    河南农业科学    2024, 53 (3): 151-157.   DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2024.03.016
    摘要246)      收藏
    为实现自然环境下蓝莓的精确快速检测,在YOLO v5s的基础上提出了一种结合轻量级网络和注意力机制的改进算法。首先,在主干网络和检测头的位置去除了最大目标检测层的结构,因而降低模型的参数量,增强模型对小目标的检测能力。其次,将MHSA(Multi‐head self‐attention,多头自注意力)替换了SPPF(Spatial pyramid pooling‐fast,快速空间金字塔池化)前面的C3模块,使模型学习到更全面的特征表示,增强模型对蓝莓图像中复杂空间关系和上下文信息的理解能力。最后,在C3模块中加入了S-PSA(Sequential polarized self‐attention,顺序极化自注意力),以便模型能够更好地捕捉特征图中相邻区域之间的上下文依赖关系。结果表明,改进后的YOLO v5s算法对成熟、半成熟和未成熟蓝莓的检测精度分别提升1.2、4.4、2.6百分点,平均精度提升2.7百分点,模型参数量减少76.0%。与当前主流轻量化目标检测模型相比,改进后的模型性能更加优越,能为自然环境下蓝莓采摘机器人视觉系统提供一种有效的方案。
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    17. 低氮胁迫对不同氮效率小麦品种氮积累、代谢和产量、品质的影响
    齐学礼, 马杰, 赵明忠, 董海滨, 张煜, 许国震
    河南农业科学    2024, 53 (4): 30-36.   DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2024.04.004
    摘要231)      PDF (1408KB)(130)    收藏
    以氮效率不同的2个小麦品种郑麦0943(氮利用效率指数为1.557)和周麦18(氮利用效率指数为0.895)为试验材料,研究低氮胁迫对2个小麦品种净光合速率、氮积累量、氮代谢酶活性、根系性状、产量和品质的影响,以期为小麦氮高效育种和节本高效栽培技术研发提供参考。结果表明,在正常供氮和低氮处理下,郑麦0943花后7、14、21 d的净光合速率,花后14 d 10:00—15:00的净光合速率、硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶活性,成熟期秸秆和籽粒氮积累量,产量均显著高于周麦18;低氮处理下,上述指标均显著低于正常供氮处理,且郑麦0943的降低幅度低于周麦18,其中,郑麦0943产量降低21.40%,周麦18降低24.87%。低氮处理下,郑麦0943的总根长、根表面积和根系活力均显著高于周麦18;2个小麦品种根系性状均显著高于正常供氮处理,且郑麦0943的提高幅度高于周麦18。低氮胁迫显著影响2个小麦品种的品质,郑麦0943的品质受影响较小,低氮处理下郑麦0943的蛋白质含量、湿面筋含量、稳定时间、最大拉伸阻力、拉伸面积等指标较正常供氮处理的降幅均低于周麦18,除拉伸面积外,其余指标均达到了中强筋小麦标准。综上,郑麦0943较周麦18更耐低氮,低氮对其光合速率、氮积累量、氮代谢酶活性、根系、产量和品质的影响更小,低氮下其具有更好的光合特性、更高的氮吸收和同化能力、更发达的根系,进而获得更高的产量和较优的品质。
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    18. 基于RoBERTa 多特征融合的棉花病虫害命名实体识别
    李东亚, 白涛, 香慧敏, 戴硕, 王震鲁, 陈珍
    河南农业科学    2024, 53 (2): 152-161.   DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2024.02.017
    摘要209)      PDF (1824KB)(96)    收藏
    针对棉花病虫害文本语料数据匮乏且缺少中文命名实体识别语料库,棉花病虫害实体内容复杂、类型多样且分布不均等问题,构建了包含11种类别的棉花病虫害中文实体识别语料库CDIPNER,提出了一种基于RoBERTa多特征融合的命名实体识别模型。该模型采用掩码学习能力更强的RoBERTa预训练模型进行字符级嵌入向量转换,通过BiLSTM和IDCNN模型联合抽取特征向量,分别捕捉文本的时序和空间特征,使用多头自注意力机制将抽取的特征向量进行融合,最后利用CRF算法生成预测序列。结果表明,该模型对于棉花病虫害文本中命名实体的识别精确率为96.60%,召回率为95.76%,F1值为96.18%;在ResumeNER等公开数据集上也有较好的效果。表明该模型能有效地识别棉花病虫害命名实体且具有一定的泛化能力。
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    19. 氮沉降对土壤呼吸影响的研究进展
    朱乐洋, 张西哲, 陶江, 王秀, 韩艳英, 叶彦辉
    河南农业科学    2024, 53 (10): 1-11.   DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2024.10.001
    摘要206)      PDF (1280KB)(89)    收藏
    氮沉降作为土壤生态系统中的一个关键生态因子,显著影响生态系统的结构和功能。为系统阐述氮沉降对土壤呼吸的影响,综述了氮沉降对土壤根系、土壤微生物、土壤动物呼吸以及土壤含碳矿物质化学氧化的影响,分析了不同氮沉降量梯度对土壤呼吸的具体影响,并对土壤呼吸领域未来的研究方向作出展望,以期为后续深入监测、研究土壤呼吸及相关生命活动提供理论参考。
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    20. 粳稻种质苗期耐盐性综合评价与全基因组关联分析
    冯培媛, 董悦, 焦紫岚, 陈敏, 孔维儒, 冉杰, 李培富, 田蕾
    河南农业科学    2024, 53 (7): 1-9.   DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2024.07.001
    摘要204)      PDF (3135KB)(128)    收藏
    为了解析盐胁迫下粳稻种质苗期Na +、K +分布特征,筛选耐盐优异种质,发掘离子平衡相关位点,以181份粳稻种质为试验材料,测定耐盐级别(STS)、地上部Na +含量(SNC)、地上部K +含量(SKC)、根系Na +含量(RNC)、根系K +含量(RKC),计算地上部Na +/K +(SNK)、根系Na +/K +(RNK)及耐盐性综合评价值(D),并进行全基因组关联分析。结果表明,STS、SNC、RNC、SKC、RKC、SNK、RNK 7个指标表现出丰富的变异,变异系数介于23.7%~70.5%;相关性分析表明,SNC与RNC、SNK、RNK呈极显著正相关,RNC与SNK、RNK呈极显著正相关,SKC与RKC呈显著正相关,与SNK呈极显著负相关;通过主成分分析共提取到4个主成分,累计贡献率89.545%;参照D值筛选到Bertone、Cigalon、Banat2951、早糯稻和沈农2号5份耐盐种质,加合1号、越光、幸实、山福利亚和千重浪为盐敏感种质。共检测到16个InDel位点,32个等位变异,贡献率为10.82%~20.57%。其中,与RNC显著关联的InDel位点有9个,分布于水稻第1、4、6、8、9、11号染色体上;与RNK显著关联的InDel位点有7个,位于水稻第4、5、6、7、9、10号染色体上,贡献率为11.04%~18.79%。等位变异6IM20.68Mb-2在以上2个指标中被同时检测到。与RNK显著关联的InDel位点9IM20.21Mb表现为3个单倍型,Hap1的RNK显著低于Hap2和Hap3,是1个耐盐优异单倍型。
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    21. 不同比例有机肥替代化肥对夏玉米氮肥利用率及N 2O排放的影响
    李新美, 齐红志, 何家帅, 杨康娜, 魏跃鹏, 郭航兆, 孙磊康, 李孝永, 贾绪存, 李玉霞, 李荣发, 王群
    河南农业科学    2024, 53 (5): 92-100.   DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2024.05.010
    摘要199)      PDF (1584KB)(125)    收藏
    2022—2023年连续2 a设置不施肥(CK)、常规施肥(CF)、有机肥替代10%化肥(FM1)、有机肥替代30%化肥(FM2)和有机肥替代50%化肥(FM3),共5个处理,探究有机肥替代不同比例化肥对玉米产量和植株氮素吸收利用的影响。结果表明,与CF处理相比,FM1、FM2、FM3处理的2 a平均土壤容重分别降低1.43%、2.15%、4.67%,2 a平均土壤孔隙度分别增加2.07%、2.60%、5.51%,2 a平均硝态氮含量分别增加9.67%、14.86%、11.01%。与CF处理相比,FM1处理玉米植株2 a平均干物质累积量和产量分别增加3.41%、3.42%,FM3处理分别减少3.25%、6.73%。与CF处理相比,FM1处理2 a平均氮素累积量增加4.49%,2 a平均氮肥利用率和氮肥农学利用率分别增加13.62%、6.11%,2 a平均经济效益增加2.87%,2 a平均一氧化二氮(N 2O)排放量减少16.41%,且FM1处理增加了茎秆、叶片的氮素累积量。当有机肥替代化肥比例在30%及以上时(FM2、FM3处理),产量和氮肥利用率明显降低,经济效益减少。综上,有机肥替代10%化肥可以显著提高氮肥利用率,减少N 2O排放量,是实现氮肥减施和农业绿色高产的推荐有机肥替代化肥比例。
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    22. 贵州烟田杂草防控除草剂筛选与安全性评价
    郭涛, 余知和, 薛原, 姜超英, 陈丽莉, 王莹, 汪汉成, 陈立, 林木森, 高贵
    河南农业科学    2024, 53 (5): 112-122.   DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2024.05.012
    摘要195)      PDF (6655KB)(127)    收藏
    为了解贵州烟田杂草种类,筛选安全高效的杂草防控除草剂并评价其安全性,调查贵州烟田杂草的危害状况,评价8种除草剂(960 g/L精异丙甲草胺EC、480 g/L嗪草酮SC、30%草甘膦AS、81.5%乙草胺EC、30%二氯吡啶酸AS、20%敌草快AS、108 g/L高效氟吡甲禾灵EC和36%草铵·草甘膦AS)对烟田杂草芽前和茎叶处理的防效及烟草的安全性。结果显示,烟田共有杂草26科43属49种,以蓼科、菊科和禾本科杂草种类居多,常见有尼泊尔蓼、藜、野苋、繁缕、荠菜、牛膝菊、马唐、稗和香附子等9种。供试除草剂表现出不同的杂草防控效果,其中乙草胺、精异丙甲草胺和嗪草酮芽前土壤封闭处理及草甘膦、草铵·草甘膦、敌草快和嗪草酮芽后茎叶处理对烟田杂草群体的防效在90.41%~97.71%,二氯吡啶酸和高效氟吡甲禾灵对杂草防除具选择性,分别对菊科和禾本科杂草有一定的防效。乙草胺和精异丙甲草胺以推荐剂量进行土壤处理时对烟草安全,但高倍剂量会产生药害;高效氟吡甲禾灵、草甘膦、敌草快和草铵·草甘膦在定向喷雾杂草茎叶时对烟草相对安全;嗪草酮和二氯吡啶酸土壤处理和茎叶处理均对烟草产生严重药害。综上所述,精异丙甲草胺和乙草胺适合在推荐剂量下用于土壤封闭处理控制草害,高效氟吡甲禾灵适用于茎叶处理防除禾本科杂草,草甘膦、敌草快和草铵·草甘膦可用于烟田垄间严格定向喷雾杂草茎叶防控除草,嗪草酮和二氯吡啶酸不适用于烟田杂草防除。
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    23. 不同播期温光条件对籼稻产量和品质的影响
    樊一凡, 张艳艳, 王艺媚, 李俊周, 杜彦修, 孙红正, 彭廷, 赵全志, 张静
    河南农业科学    2024, 53 (2): 17-27.   DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2024.02.002
    摘要189)      PDF (1668KB)(209)    收藏
    为明确豫南稻区籼稻高产优质的温光条件,采用大田试验,以3个籼稻品种(兆优5431、中浙优8号和Y两优900)为试验材料,连续2 a研究不同播期[4月15日(T1)、4月30日(T2)、5月15日(T3)、5月30日(T4)和6月14日(T5)]下籼稻抽穗至成熟的积温、累积光照时间、累积光照强度和产量及稻米加工品质、外观品质、营养品质、蒸煮品质,并进行不同播期下温光因子对籼稻稻米品质影响的冗余分析(RDA),通过温光因子的解释率找出影响豫南稻区稻米品质的关键环境因子。结果表明,随着播期的推迟,3个籼稻品种的产量、加工品质和营养品质均呈现先上升后下降的趋势,2 a均表现为T2处理产量最高,加工品质、外观品质和蒸煮品质较好,T5处理产量和品质表现最差。其中,2019年T2处理产量较T5处理提高129.4%,整精米率提高32.1%,垩白度、垩白粒率分别降低69.8%、69.9%,直链淀粉含量降低13.7%;2020年T2处理产量较T5处理提高271.0%,整精米率提高83.9%,垩白度、垩白粒率分别降低85.2%、77.6%,直链淀粉含量降低19.2%。稻米蛋白质含量则是T3处理最高,2019年和2020年T3处理较T5处理分别提高13.6%和20.0%。T2与T3处理间各品质指标差异均不显著。2 a产量均以T2处理下Y两优900最高,且其品质较好。3个品种抽穗到成熟阶段的积温、累积光照时间、累积光照强度均随着播期的推迟呈下降趋势,其中Y两优900的积温和累积光照时间下降幅度最大,兆优5431和中浙优8号下降幅度相当。RDA和解释率分析发现,水稻抽穗至成熟阶段的温光因子是造成稻米品质差异的主要环境因素,抽穗后10~20 d的累积光照时间是影响稻米品质的最主要生态因子。综上,豫南稻区籼稻以4月30日播种产量最高,且品质较好。
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    24. 长期秸秆还田下追氮量对冬小麦产量和氮素吸收利用的影响
    郝永会, 靳海洋, 闫雅倩, 李向东, 郑飞, 岳俊芹, 张德奇, 方保停, 杨程, 程红建, 李春喜
    河南农业科学    2024, 53 (4): 9-19.   DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2024.04.002
    摘要187)      PDF (1401KB)(123)    收藏
    在长期秸秆还田且基施足量氮肥(150 kg/hm 2)条件下研究拔节期不同追氮量[0 kg/hm 2(N150)、37.5 kg/hm 2(N150+37.5)、75 kg/hm 2(N150+75)、112.5 kg/hm 2(N150+112.5)和150 kg/hm 2(N150+150)]对冬小麦群体动态、地上部干物质和氮素的积累转运、籽粒产量和氮肥利用效率的影响,明确协同实现较高籽粒产量和氮肥利用效率的追氮量,以期为秸秆还田下冬小麦氮肥高效管理提供理论依据和技术支撑。结果表明,随着施氮量的增加,冬小麦冬前分蘖数和有效穗数均呈先增加后降低的趋势,在N150+75和N150+112.5处理下较高。花前地上部干物质和氮素积累量均随施氮量的增加逐渐增加,花后地上部干物质和氮素积累量均呈先增加后降低的规律。不追氮(N150)和低追氮量(N150+37.5、N150+75)处理的花前干物质转运量与转运率总体上均显著高于高追氮量(N150+112.5、N150+150)和不施氮(N0)处理;花前氮素转运量随施氮量的增加逐渐增加,在N150+150处理达到最大值,但其花前氮素转运率显著低于其他处理。与仅基施氮150 kg/hm 2处理相比,拔节期追氮37.5~150 kg/hm 2增加籽粒产量10.45%~33.64%。随着追氮量的增加,籽粒产量呈先增加后降低的趋势,在N150+112.5处理下达到最大值,显著高于其他处理,分别较N150、N150+37.5、N150+75、N150+150 处理提高30.85%~33.64%、15.04%~20.99%、6.62%~11.07%、7.35%~7.81%;氮肥偏生产力、氮肥农学效率和氮肥生理利用率直线下降,N150+75与N150+112.5处理间差异总体上不显著。综上,拔节期追施氮肥有利于增加冬小麦花前、花后干物质和氮素的积累转运,但过量追氮导致花前干物质和氮素转运率大幅降低,产量增加效应减小,氮肥利用效率大幅降低;在长期秸秆还田基施氮150 kg/hm 2条件下,拔节期追氮112.5 kg/hm2有利于协调冬小麦花前、花后干物质和氮素的积累转运,同时拟合分析发现,拔节期追氮107.81~139.50 kg/hm 2可获得较高的籽粒产量和氮肥利用效率。
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    25. 玉米南方锈病主效抗病QTL的鉴定和效应分析
    李志敏, 李政, 丁俊强, 田志强
    河南农业科学    2024, 53 (7): 109-116.   DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2024.07.012
    摘要187)      PDF (2594KB)(98)    收藏
    以玉米南方锈病感病自交系Lx9801为母本、抗病自交系TY4为父本构建了含有165个家系的BC 1F 4群体,利用23K SNP芯片对亲本和BC 1F 4群体进行基因型分型,共筛选出4 654个亲本间具有多态性的SNP标记,构建高密度的遗传连锁图谱,结合群体在3个环境下的抗性鉴定结果,共检测到6个QTL,可以解释3.93%~17.87%的表型变异。其中位于第6染色体上的 qSCR6.01 在3个环境中都检测到,可以解释最大17.87%的表型变异,是一个稳定的QTL。利用TY4与Lx9801 组配的包含366个家系的BC 1F 5群体,对 qSCR6.01 进行精细定位,结合抗病区域内的标记开发和关键重组单株的抗性鉴定,将抗性位点定位在M2与M3标记之间,区间大小为4.09 Mb,此抗病位点暂被命名为 RppT
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    26. 暹罗芽孢杆菌Y-54 对番茄叶霉病的生防作用
    曾婉宁, 王彦譞, 王繁珍, 陈招荣, 刘慧芹, 姜永成, 艾则麦提·图尔洪, 李宝通
    河南农业科学    2024, 53 (3): 103-109.   DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2024.03.010
    摘要185)      PDF (1834KB)(65)    收藏
    为明确暹罗芽孢杆菌Y-54对番茄叶霉病的生防作用,给番茄叶霉病的生物防治提供科学依据,采用对峙及显微观察方法测定菌株Y-54对导致番茄叶霉病的黄褐孢霉菌的抑制作用,以灌根法研究拮抗菌株Y-54在番茄中的定殖变化,采用浸种法和灌根法研究菌株Y-54对番茄种子萌发和幼苗生长的促生作用,并通过盆栽试验测定了防治效果。结果表明,菌株Y-54及其发酵液和无菌滤液均对番茄叶霉病菌有较强的抑制作用,抑制率分别达到78.42%、86.42%和91.26%;无菌滤液可使番茄叶霉病菌菌丝变形弯曲、萎缩、膨胀、断裂等;菌株Y-54在接种30 d内均可在番茄根茎叶部位定殖,15~18 d时达到定殖高峰,其中在根部的定殖量始终高于其他部位。菌株Y-54可以有效地促进种子的萌发,其发酵原液(0×)可使种子发芽率达到最高,为93.33%;并且能有效促进幼苗根长、株高、鲜质量、叶绿素含量等各项指标的增长,发酵原液(0×)和10×、20×发酵液的促生作用显著高于无菌水(CK)。菌株Y-54发酵原液(0×)对番茄叶霉病的防效在7 d和14 d时分别达68.04%和71.07%,接近于苯醚甲环唑处理,显著高于喷施多菌灵处理。综上,菌株Y-54对番茄叶霉病具有较好的防效,是一株值得深入开发利用的生防菌。
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    27. 茶树对土壤锗的吸收及富集机制研究进展
    苏奇倩, 安福全, 于龙凤,
    河南农业科学    2024, 53 (4): 1-8.   DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2024.04.001
    摘要181)      PDF (1291KB)(259)    收藏
    茶树是我国重要的经济作物,对锗元素具有较强的吸收利用能力,从而促进自身生长发育。经过生物富集作用,茶树将有毒的无机锗(GeO 2)转化为无毒的有机锗(Ge-132),其中有机锗极易为人体所吸收,有益于身体健康。目前锗在茶树中的应用研究尚处于起步阶段,深入探究其富锗机制是研究开发富锗茶的关键。因此,综述了土壤中锗的分布及其与茶树生长的关系、茶树对锗的吸收利用以及锗在茶树中的富集作用及机制,为今后提高茶树对土壤锗的吸收效率及富锗茶的种植开发提供基础信息和理论参考。
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    28. 不同基因型玉米间作对气孔特征和产量的影响
    李方杰, 常志杰, 史大坤, 卫晓轶, 魏锋, 洪德峰, 马俊峰, 郑秋道
    河南农业科学    2024, 53 (8): 21-29.   DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2024.08.003
    摘要181)      PDF (4751KB)(140)    收藏
    以4个玉米品种[伟育618(WY618)、MY73、豫单9953(YD9953)和郑单958(ZD958)]为材料,设置4个品种单作和3个间作处理,研究不同基因型玉米间作对玉米叶片气孔特征、空间布局和产量的影响,以期从气孔的角度为不同基因型玉米间作提高产量提供理论依据。结果表明,不同基因型玉米间作能够提高产量,其中,在WY618与MY73间作和WY618与ZD958间作中,WY618间作产量比WY618单作分别显著增加9.41%和12.94%;WY618与MY73间作和WY618与ZD958间作中均是WY618更具有产量优势,WY618与ZD958间作的土地当量比为1.08,间作优势最明显,WY618与MY73间作次之;玉米间作能够提高叶片近轴面和远轴面气孔密度、长度、宽度、周长、面积和形状指数,并且使气孔空间布局更加规则合理;叶片远轴面气孔密度、宽度和面积与产量均存在显著正相关关系。综上,不同基因型玉米间作可以改善叶片气孔特征和空间布局,利于产量提高。
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    29. 河南省夏玉米花期高温热害时空分布特征
    李志, 路浩冉, 杨官官, 李鸿萍, 王群, 李潮海, 周国涛, 卢春光, 张永恩
    河南农业科学    2024, 53 (7): 10-20.   DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2024.07.002
    摘要177)      PDF (8149KB)(130)    收藏
    基于1957—2022年河南省109个县(区)气象站的逐日气象数据,计算夏玉米花期日最高气温≥35 ℃持续天数及累计天数,从连续型高温热害与非连续型高温热害2个方面分析河南省夏玉米花期高温热害的发生频率和时空分布特征,以期为河南省夏玉米生产上的抗灾避灾提供科学依据。结果表明,在时间分布上,1957—2022年,河南省夏玉米花期高温热害发生频率呈现出先降低后增加的趋势,在2010年以后,高温热害呈现频发趋势,且连续型高温热害的发生频率更高。高温热害发生频率较高的时间为1960年代和2010年以后,且1960年代以中度和重度高温热害为主,2010年以后以轻度和中度高温热害为主。在空间分布上,河南省夏玉米花期高温热害发生频率呈现出豫东、豫南地区较高,豫西、豫北较低的特征。高温热害高风险地区分布于南阳市南部、驻马店市、周口市和商丘市东部,低风险地区分布于安阳市、濮阳市和鹤壁市。在高温热害类型上,商丘市南部更容易发生连续型高温热害;漯河市和周口市更容易发生非连续型轻度高温热害,南阳市南部更容易发生非连续型中度和重度高温热害,驻马店市南部更容易发生非连续型重度高温热害。
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    30. 内地棉区优势棉花资源评价及其在新疆棉花育种中的应用
    唐中杰, 谢德意, 于跃波, 房卫平, 路风银
    河南农业科学    2024, 53 (2): 37-45.   DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2024.02.004
    摘要177)      PDF (1669KB)(97)    收藏
    为了综合利用内地棉区棉花资源,破解新疆棉花遗传基础狭窄、同质化严重等育种瓶颈难题,更好地培育适合新疆全程机械化的高产稳产棉花新品种,以160份内地棉区棉花资源为材料,在新疆库尔勒进行生物学性状鉴定,采用相关分析、聚类分析等指导新疆棉花育种亲本选配、系统选育,并应用GGE双标图对后代品系的丰产性、稳产性进行综合评价。结果表明,内地棉区棉花资源在新疆种植表现有地域性差异,来源地与新疆试点维度相近的生态区棉花资源有较好的适应性,其灰色聚类评估分也相应偏高。其中,78份优势棉花资源遗传变异丰富,在欧氏距离11.486处可划分为四大类群,以黄河流域棉区资源为主的第Ⅲ类群整体表现最好,可以作为新疆利用内地棉花资源的特征类群。主成分分析表明,第1主成分的特征值和方差贡献率最大,是与丰产性相关的综合因子,是综合衡量棉花资源优劣的依据。依据GGE双标图对以内地优势棉花资源为亲本的16个后代品系的丰产性、稳产性进行评价,优选出既高产又稳产的目标棉花品系M5。
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    31. 辣椒EIL 基因家族的鉴定及其在盐碱胁迫下的表达分析
    吴鹏, 李冬雪, 郭茜茜
    河南农业科学    2024, 53 (5): 123-132.   DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2024.05.013
    摘要176)      PDF (10606KB)(61)    收藏
    EIL(Ethylene‑insensitive 3‑like)基因在参与植物乙烯信号通路的转导和生长发育过程中发挥着重要作用。为了解辣椒EIL基因家族成员信息,利用生物信息学手段对辣椒EIL基因家族成员的理化性质、蛋白质结构、系统进化、基因结构、保守域、启动子顺式作用元件及 CaEILs基因在不同组织部位和不同非生物胁迫条件下的表达模式进行分析。同时使用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)对辣椒叶片中 CaEILs在盐碱胁迫下的表达模式进行研究。结果表明,辣椒9个 CaEILs分布在6条染色体上,氨基酸数目、蛋白质理论分子质量和脂肪系数分别介于209~677、23.77~76.07 ku和63.10~87.75,且主要为酸性、亲水的不稳定性核蛋白。系统进化分析显示, CaEILs被分成了4个亚家组,9个 CaEILs在根、茎、叶、花蕾、花中具有不同程度的表达,而低温、高温、高盐、干旱胁迫下均能诱导 CaEILs的表达,其对以上非生物胁迫均具有不同程度的响应。此外,利用qRT-PCR对盐碱胁迫下辣椒叶片中CaEILs 进行了检测,结果发现,随着处理时间的延长, CaEIL1、CaEIL2、CaEIL4、CaEIL5、CaEIL8的表达量整体呈上升趋势,而 CaEIL3、CaEIL6、CaEIL7、CaEIL9的表达量整体呈下降趋势。
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    32. 中华圆田螺形态性状对体质量的影响
    龙柳平, 潘贤辉, 林勇, 李哲, 邹欣汐, 覃俊奇, 彭金霞, 王大鹏, 陈忠, 黄姻, 邓潜, 周康奇
    河南农业科学    2024, 53 (5): 141-149.   DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2024.05.015
    摘要174)      PDF (1592KB)(113)    收藏
    为探究中华圆田螺( Cipangopaludina cathayensis)形态性状与体质量的关系,采集中华圆田螺共505只,并对其壳宽(Z 1)、壳高(Z 2)、壳口高(Z 3)、壳口宽(Z 4)、体螺层高(Z 5)、螺旋部高(Z 6)、倒数第二螺层宽(Z 7)、倒数第二螺层高(Z8)和体质量(W)等9个体尺性状进行测量,通过统计分析、相关性分析、通径分析和回归分析,确定中华圆田螺对体质量影响较大的主要形态性状,并建立回归方程。结果显示,中华圆田螺体质量的变异系数为59.61%,其选育潜力较大;壳宽、壳高、体螺层高和倒数第二螺层宽与体质量的相关系数均较高(≥0.949)。通径分析和岭回归分析均表明,壳高对体质量直接作用最大(0.963,0.152),直接决定系数最高(0.927),其他性状与壳高对体质量的共同决定系数均较高,总决定系数达1.117。建立中华圆田螺体质量与各主要影响性状的最优多元回归方程: W=-24.346+0.214 Z 1+0.148 Z 2+0.123 Z 3+0.306 Z 4+0.188 Z 5+0.083 Z 6+0.383 Z 7+0.882 Z 8,决定系数( R 2)=0.943。回归方程的方差分析显示,其回归关系达到极显著水平( P<0.01)。综上,壳高是影响中华圆田螺体质量的最主要性状。
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    33. 基于改进YOLOv7 的苹果表面缺陷轻量化检测算法
    李大华, 孔舒, 李栋, 于晓
    河南农业科学    2024, 53 (3): 141-150.   DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2024.03.015
    摘要170)      PDF (4276KB)(169)    收藏
    针对如何提高苹果表面缺陷的检测速度和精度,解决模型内存占比大的问题,提出一种基于改进YOLOv7的苹果表面缺陷轻量化检测算法。首先引入GhostNetV2作为YOLOv7网络的backbone,有效降低了模型复杂度,提高了检测速度。并引入SimAM无参注意力机制,以强化不同深度的特征信息。使用双向加权特征金字塔结构BiFPN进行加权特征融合,进一步提升苹果表面缺陷的检测精度。最后采用ECIOU损失函数来计算边界框损失,进一步提高模型收敛速度和整体性能。结果表明,改进YOLOv7模型在苹果表面缺陷检测上mAP@0.5较原YOLOv7网络提高2.0百分点,准确率和召回率也分别提升了1.7、3.9百分点,模型减小20.8 MB,速度提升36.43 帧/s。其综合性能也优于SSD、CenterNet等主流算法,可实现对苹果表面缺陷的快速准确诊断。
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    34. 河南省联合体试验小麦品种综合性状分析与评价
    张会芳, 燕照玲, 刘海礁, 段俊枝, 陈海燕, 郭燕, 王楠, 杨翠苹, 齐红志
    河南农业科学    2024, 53 (7): 35-43.   DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2024.07.005
    摘要168)      PDF (1254KB)(143)    收藏
    主要农作物品种审定联合体试验是当前我国农业形势下拓宽作物品种审定试验渠道重点推进的新措施,为深入了解河南省小麦联合体试验容量、掌握其品种农艺性状和品质性状概况,以近3 a(2021—2023年)河南省审定通过的小麦品种为对象,将联合体试验品种与省统一试验品种进行对比分析和评价。结果表明,2021—2023年河南省通过审定的小麦品种合计355个,其中,联合体试验品种187个。联合体试验容量呈上升趋势,品种数量占比由2021年的48.3%上升到2023年的61.2%;试验组别单一,主要为冬水组。冬水组小麦中,申请者独立申请品种时,联合体试验品种中高校和科研院所占比较省统一试验高,个人申请则更倾向于参加省统一试验。联合体试验小麦农艺性状与省统一试验相比差异前期大后期小,7个农艺性状中2021年有5个性状差异显著或极显著、2023年有2个性状差异显著;品质性状差异相对较小,但也表现出前期大后期小的规律,7个品质性状中2021年有2个性状差异显著、2023年均不显著。联合体试验品种的农艺性状、品质性状的变异系数及多样性整体上均大于省统一试验。利用主成分分析将14个农艺性状和品质性状转化为7个主成分,其反映了81.51%的原始信息。基于主成分分析的评价结果表明,综合评价得分排名前50位的品种中,联合体试验小麦品种在其全部品种中占比较小,2021、2023 年分别有5、14 个,分别占当年全部联合体试验品种数量的9.3%、17.9%;省统一试验小麦品种在其全部品种中占比较大,2021、2023年分别有4、5个,分别占当年全部省统一试验品种数量的19.0%、35.7%。综上,河南省小麦联合体试验容量在不断提升,农艺性状和品质性状离散程度较大,品种综合评价得分与省统一试验差距缩小,相关部门未来可根据市场调整优化试验组别,聚焦联合体试验通道问题,推进联合体试验高质量发展。
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    35. 丹参HD-ZIP 基因家族的鉴定与表达分析
    李万, 成瑞星, 党鑫
    河南农业科学    2024, 53 (7): 66-78.   DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2024.07.008
    摘要167)      PDF (6842KB)(94)    收藏
    为筛选丹参( Salvia miltiorrhiza)中响应高温胁迫的HD-ZIP基因,利用生物信息学研究方法,对丹参全基因组的HD-ZIP基因进行了鉴定和分析,并以天丹1号为材料,通过qPCR技术检测了丹参HDZIP基因在高温胁迫下的表达模式。结果表明,丹参全基因组中包含44个HD-ZIP基因( SmHD-ZIP),不均匀地分布于8条染色体上。SmHD-ZIP可分为HD-ZIP Ⅰ、HD-ZIP Ⅱ、HD-ZIP Ⅲ和HD-ZIP Ⅳ 4个亚家族,序列分析结果表明,这些蛋白质的氨基酸残基数为180~982 个,相对分子质量为20.947~109.620 ku。SmHD-ZIP均为亲水蛋白,无跨膜结构域,绝大多数不含信号肽,等电点为4.48~10.91,且几乎都在细胞核表达,蛋白质稳定性较差。44个 SmHD-ZIP 基因中有10个基因复制事件,均为纯化选择。结构和模体分析结果表明,同一亚家族成员的外显子数目基本一致,HD-ZIP Ⅲ亚家族成员的外显子数目最多,模体数也最多。模体1、6是SmHD-ZIP的保守模体,模体10、11、12、13、15为HD-ZIP Ⅲ亚家族特有,模体5为HD-ZIP Ⅳ亚家族特有。通过分析高温(37 ℃)胁迫下 SmHD-ZIP 的表达模式发现,表达量升高和下降的基因数基本一致,在上调表达的基因中, SmHD-ZIP1.11、SmHD-ZIP1.13、SmHD-ZIP2.2、 SmHD-ZIP2.5SmHD-ZIP3.1、SmHD-ZIP3.4、SmHD-ZIP4.9、SmHD-ZIP4.10SmHD-ZIP4.12 的表达量提高了10倍以上,可作为提高丹参耐热性的候选基因资源。
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    36. 胶体金免疫层析法快速检测蔬菜中3 种农药残留
    魏茂琼, 王丽, 兰珊珊, 刘振环, 沙凌杰, 林昕, 李俊, 普娅丽, 刘宏程,
    河南农业科学    2024, 53 (6): 79-90.   DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2024.06.009
    摘要167)      PDF (6356KB)(104)    收藏
    基于胶体金免疫层析原理研制吡虫啉、丙溴磷及克百威快速检测试纸条,评价其在大蒜、白菜检测中的应用效果。采用柠檬酸三钠还原法制备胶体金,用胶体金颗粒标记吡虫啉、丙溴磷及克百威单克隆抗体作为检测探针,以硝酸纤维素膜为固相载体,包被吡虫啉-BSA、丙溴磷-BSA及克百威-BSA偶联物为检测线,羊抗鼠IgG抗体为质控线,制备胶体金免疫层析试纸条,并对金标抗体用量、标记抗体浓度、检测线包被浓度等参数条件进行优化,评价试纸条的灵敏度、特异性、稳定性和准确性。以大蒜、白菜为对象,优化了样品前处理方法,并对这2种蔬菜样品进行阴性检测及添加标准品农药检测。结果表明,优化后的工艺参数中吡虫啉、丙溴磷、克百威的最适标记抗体质量浓度分别为9.6、8.4、9.6 μg/mL,抗原的包被质量浓度均是0.3 mg/mL,检测用时约15 min。吡虫啉、丙溴磷及克百威的检出限分别为20、3 000、20 ng/mL,符合国标对2种蔬菜的限量规定。检测与吡虫啉、丙溴磷及克百威功能和结构相似的其他药物时无交叉反应,特异性较好。克百威和吡虫啉农药的最适提取剂分别为4 mL乙酸乙酯和4 mL甲醇,样品用量均为2 g,上清液3 mL;丙溴磷农药的最适提取剂是9 mL乙酸乙酯,样品用量3 g,上清液8 mL,上清液用氮气吹干。50份蔬菜阴性样品和加标样品的检测结果显示,假阳性率为6%,假阴性率为0。可见,研制的试纸条适用于大蒜、白菜现场快速检测以及基层实验室中大量样本的筛查,可为大蒜、白菜中农药残留控制提供有效监管手段。
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    37. 葱属植物缓解连作障碍的研究进展
    郭嘉宁, 李楠楠, 李坤
    河南农业科学    2024, 53 (8): 11-20.   DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2024.08.002
    摘要167)      PDF (1333KB)(162)    收藏
    连作障碍在粮食作物、果树、蔬菜、中草药等植物上普遍发生,制约着产业健康可持续发展。间作、轮作及套种等种植制度作为一项重要的农业生产措施,可以调控连作作物根际土壤的微生态环境,减轻连作的危害。葱属植物含有多种生物成分,包括有机硫化合物、皂苷、类黄酮等,常作为间作、轮作或套种作物以缓解连作障碍。阐述了葱属植物对连作障碍的缓解作用,并从植株光合特性、抗氧化酶活性、根系分泌物特性和土壤养分、酶活性、微生物数量及群落结构方面探讨了葱属植物对连作障碍的缓解机制,分析了葱属植物根系分泌物及植株挥发物中含有的生物成分,最后针对葱属植物缓解连作障碍机制的研究方向及有效物质开发提出了展望,为进一步发挥葱属植物在缓解连作障碍中的作用奠定理论基础。
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    38. 矮牵牛花朵大小及相关性状遗传分析
    张林霞, 张蔚, 张书婷, 孙苗苗, 张晓敏, 李志能, 刘国锋
    河南农业科学    2024, 53 (2): 118-127.   DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2024.02.013
    摘要167)      PDF (3922KB)(337)    收藏
    为了探究矮牵牛花朵大小的遗传规律,以大花型和小花型矮牵牛高代自交系为亲本构建四世代遗传群体(P1、P2、F1、F2),对花朵大小遗传特征进行主基因+多基因混合遗传模型分析,并将F1植株与中花型矮牵牛W115株系进行杂交,验证遗传规律。同时以F2群体为材料,对花径、萼片长、叶片长等23个表型性状进行测定,并研究其相关性。结果表明,矮牵牛大花对小花性状符合2MG-A模型,即由2对加性主基因控制,主基因遗传率为95.38%;大、小花杂交F1与中花W115进一步杂交,后代出现大花与中花性状分离(1∶1),且中花植株的叶片和苞片叶绿素含量显著高于大花植株( P<0.01)。大花×小花F2群体的表型性状变异丰富,变异系数在7.67%~59.93%,平均22.38%。相关性分析结果表明,花部性状、叶部性状以及两者之间均存在一定的相关性,其中花径与其他器官大小均呈显著正相关,与部分植株性状呈显著负相关。
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    39. 基于表型性状的观赏桃种质遗传多样性分析
    乔雨轩, 申潇潇, 焦雪辉, 周小娟, 岳长平, 史喜兵
    河南农业科学    2024, 53 (2): 108-117.   DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2024.02.012
    摘要165)      PDF (2204KB)(117)    收藏
    以河南省许昌市鄢陵县林科所观赏桃资源圃收集的106份观赏桃种质资源为研究材料,通过计算变异系数和多样性指数,结合相关性、主成分及聚类分析,对30个表型性状(质量性状18个、数量性状12个)进行多样性分析。结果表明,106份观赏桃种质资源性状差异显著且遗传多样性丰富。其中,数量性状的平均变异系数为33.80%,花瓣数量的变异系数最大,为68.17%,多样性指数的均值为1.82,花径和花瓣长的多样性指数最高,均为2.07;质量性状的多样性指数(0.85)低于数量性状,花瓣颜色的多样性指数最高,为1.87。相关性及主成分分析表明,呈极显著和显著相关的性状分别有111 对和39对,9个主成分的累计贡献率达72.691%,矮型、花型、瓣型、萼片数量、花径、花瓣数量、花瓣宽等是影响观赏桃表型的主要性状。基于种质间性状的遗传差异,当遗传距离为6.5时将参试材料分为11个类群,其遗传聚类与株型、花型、瓣型、花瓣颜色、花药颜色、花枝颜色、叶片颜色等性状关系密切,根据聚类结果,筛选出18份优异种质资源。综上,106份观赏桃种质资源的主要表型性状表现出丰富的遗传多样性。
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    40. 穗肥施钾量和叶面肥对稻虾共作水稻生理特性、产量和品质的影响
    董洪瑞, 朱杰, 周勇, 李皓轩, 杨伟, 蒋梦蝶, 朱波, 聂江文, 刘章勇
    河南农业科学    2024, 53 (5): 30-39.   DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2024.05.004
    摘要165)      PDF (1995KB)(110)    收藏
    研究穗肥施钾量[0 kg/hm 2(S0)、45 kg/hm 2(S1)、90 kg/hm 2(S2)]和叶面肥[不喷施叶面肥(P0)和喷施叶面肥(P1)]对稻虾共作水稻生理特性、产量和品质的影响,以期为稻虾共作模式下的水稻绿色高产优质栽培提供科学依据。结果表明,喷施叶面肥、施用穗肥钾均可提高水稻剑叶SPAD值,超氧化物歧化酶(SOD)活性,核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶(RuBisCO)活性,过氧化物酶(POD)活性,可溶性糖含量,地上部干物质积累量,茎叶干物质转运量、转运率及其对籽粒的贡献率,同时降低丙二醛(MDA)含量,总体上以S1P1处理最优。喷施叶面肥、施用穗肥钾均可提高穗实粒数、结实率,进而提高产量,P1处理使S0、S1 和S2 条件下产量分别增加13.60%、9.76% 和6.55%,S1 和S2 处理使产量分别提高3.70% 和2.47%,以S1P1处理产量最高。与P0处理相比,S0和S1条件下,P1处理稻米的整精米率分别显著提高2.21%和1.82%,垩白粒率显著降低55.88%和50.01%,垩白度显著降低49.98%和50.00%,总蛋白质含量显著降低8.77% 和12.08%;与S0处理相比,S1和S2处理稻米的垩白粒率分别显著降低11.23% 和30.61%,S1处理稻米的总蛋白质含量显著降低4.15%;总体以S1P1处理效果最好。综合来看,喷施叶面肥、施用穗肥钾可以改善叶片光合作用,提高地上部干物质的积累、转运,提高产量和品质,以S1P1处理效果最好。
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