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1. 农业物联网技术现状与发展趋势
聂鹏程,张慧,耿洪良,王铮,何勇
浙江大学学报(农业与生命科学版)    2021, 47 (2): 135-146.   DOI: 10.3785/j.issn.1008-9209.2020.08.171
摘要   HTML PDF(pc) (3436KB)(465)   

农业物联网技术是推动现代农业智能化发展的新兴技术,已广泛应用于农业生产的各个环节。随着新型感知技术、信息传输技术、人工智能、区块链等信息技术的快速发展,我国农业物联网应用面临新的机遇。光谱及光谱成像、机器视觉等新型传感技术,为实现快速实时无损感知提供了新思路。以5G为代表的新型通信技术,结合多源信息融合、人工智能、区块链、边缘计算等信息处理技术,使信息的传输与处理更加快速和安全可靠。本文从农业物联网的感知、传输、处理和应用4个核心层面,对农业物联网技术展开了较深入的分析,并结合新型信息技术体系,探索农业物联网的未来发展趋势,以期为我国未来农业物联网技术的创新和产业发展提供一些启示。

2. 整期
浙江大学学报(农业与生命科学版)    2022, 48 (1): 1-134.  
摘要   PDF(pc) (74670KB)(447)   
3. 富含花色苷的发酵型果酒色泽衰减原因及机制分析
梁舒妍,白卫滨,刘嘉惠,孙建霞
浙江大学学报(农业与生命科学版)    2021, 47 (6): 695-703.   DOI: 10.3785/j.issn.1008-9209.2021.07.071
摘要   HTML PDF(pc) (894KB)(443)   

色泽稳定性差一直是发酵型果酒产业发展的瓶颈。本文从影响果酒色泽的重要因子花色苷及其衍生物入手,对加工贮藏过程中与花色苷相关的果酒色泽衰减现象、原因进行了分析,并对目前国内外为改善产品色泽稳定性采用的物理、化学方法等进行了综述,以期为果酒色泽的稳定性研究提供一定的理论基础,从而加快我国水果精深加工产业发展。

4. 基于RGB图像的冠层尺度水稻叶瘟病斑检测与抗性评估
谢鹏尧,富昊伟,唐政,麻志宏,岑海燕
浙江大学学报(农业与生命科学版)    2021, 47 (4): 415-428.   DOI: 10.3785/j.issn.1008-9209.2021.05.131
摘要   HTML PDF(pc) (14414KB)(440)   

针对依赖人工主观判断水稻叶瘟抗性费时费力且准确率低的问题,本文提出了一种基于水稻冠层尺度RGB图像和掩膜区域卷积神经网络(mask regions with convolutional neural network, Mask-RCNN)深度学习框架的水稻叶瘟病斑识别检测方法,通过分析水稻RGB图像中不同类别病斑的数量信息,构建多种分类模型来评估病斑数量和抗性水平之间的关联性。首先采集包括粳稻品系、早籼品系和籼型恢复系等不同品系的水稻育种材料的苗期RGB图像,然后通过对输入图像进行预处理和标记,最终建立了用于识别水稻叶瘟病斑的Mask-RCNN模型,实现了叶瘟病斑的矩形框检测、掩膜分割和分类,其平均交并比(mean intersection over union, mIoU)为0.603。当采用0.5的交并比(intersection over union, IoU)阈值时,测试数据集的病斑检测平均准确率均值(mean average precision, mAP)为0.716。在基于病斑数量的抗性评估模型中,高斯过程支持向量机在测试数据集上取得了94.30%的最高抗性评估准确率。研究结果表明,基于水稻冠层RGB图像和Mask-RCNN模型可实现水稻叶瘟病的准确识别,检测的病斑数量特征和叶瘟抗性水平高度相关。本研究为水稻抗病性品种的高效选育提供了技术支撑。

5. 斑马鱼心脏再生模型及研究进展
张维嘉,梁金秀,韩佩东
浙江大学学报(农业与生命科学版)    2022, 48 (1): 1-9.   DOI: 10.3785/j.issn.1008-9209.2021.03.031
摘要   HTML PDF(pc) (1939KB)(428)   

心脏病作为一种发病率和死亡率很高的疾病,严重威胁人类身体健康。斑马鱼作为模式生物,其成体心脏再生功能的发现,为研究和治疗心脏疾病拓展了新的视角。本文综述了多种斑马鱼心脏损伤模型,包括心尖切除损伤、冰冻损伤以及心肌细胞遗传消融模型等;并深入探讨了心脏再生过程中的关键生物学过程,包括多种信号通路在不同细胞类型的时序性激活、心肌细胞表观遗传学编程、冠状血管新生、发育相关关键转录因子的激活以及心肌细胞肌节结构的解离和重构等。对心脏再生机制的解析有望为人类心脏疾病的治疗提供新的思路和干预策略。

6. 小麦族全基因组测序研究进展
邝刘辉,李琪,张国平
浙江大学学报(农业与生命科学版)    2023, 49 (1): 1-13.   DOI: 10.3785/j.issn.1008-9209.2022.05.161
摘要   HTML PDF(pc) (922KB)(425)   

小麦族是禾本科植物中最重要的粮食作物来源之一,包括小麦、大麦、黑麦等麦类作物,全球年产量高达9亿t,约占全部谷类产量的30%。小麦族物种基因组庞大,重复序列比例高,且倍性水平多样,因此其从头测序和组装难度相对较大。近年来,随着三代长读长测序技术和针对复杂基因组的组装算法不断发展,以及测序成本显著下降,越来越多的小麦族物种的全基因组测序工作相继完成。本文综述了小麦族中小麦属、大麦属、黑麦属、偃麦草属和山羊草属共计17个物种(包括亚种)的全基因组研究进展,包括测序技术、拼装策略、组装质量、基因组和基因功能的主要分析内容等,旨在为更复杂的植物基因组测序和基因组学研究提供一定的理论与技术参考。

7. 稻飞虱生物学、生态学及其防控技术研究进展
蒯鹏,娄永根
浙江大学学报(农业与生命科学版)    2022, 48 (6): 692-700.   DOI: 10.3785/j.issn.1008-9209.2022.08.221
摘要   HTML PDF(pc) (854KB)(378)   

稻飞虱是制约我国水稻生产的一类最主要害虫,主要包括褐飞虱、白背飞虱和灰飞虱。本文重点就稻飞虱重要遗传特性(翅型分化、繁殖力、抗药性)分子基础、水稻-稻飞虱-天敌-其他生物种间互作关系、稻飞虱灾变机制及其防控技术等方面的最新研究成果进行综述,并提出今后应进一步深入剖析稻飞虱灾变的生物学与生态学分子基础,明确集约农业与稻田生态系统抗性在微观层面的协调机制,以在集约农业背景下维持或提高稻田生态系统抗性,实现稻飞虱的可持续治理。

8. 整期
浙江大学学报(农业与生命科学版)    2021, 47 (3): 275-.  
摘要   PDF(pc) (61175KB)(363)   
9. RNA甲基化修饰N6-甲基腺苷调控病毒感染的研究进展
吉春苗,黄耀伟
浙江大学学报(农业与生命科学版)    2021, 47 (4): 481-491.   DOI: 10.3785/j.issn.1008-9209.2020.08.213
摘要   HTML PDF(pc) (960KB)(359)   

N6-甲基腺苷(N6-methyladenosine, m6A)是真核生物信使RNA(messenger RNA, mRNA)最广泛的修饰方式之一,在RNA代谢和功能方面发挥重要作用。最近的研究相继发现m6A在多种病毒复制周期中发挥作用,同时影响宿主对病毒感染的应答。宿主与病毒的互作关系受m6A修饰的影响,一方面m6A修饰病毒RNA,调控病毒的复制、基因表达及子代病毒产量;另一方面宿主细胞mRNA m6A修饰的改变可以参与调控病毒感染。m6A调控蛋白的发现以及m6A测序方法的发明,使得关于病毒m6A的报道大量涌现,然而m6A修饰在病毒感染中的具体作用机制至今尚未完全阐明。本文综述了近年来m6A修饰在病毒感染及宿主应答中的作用,旨在为今后进一步深入探索m6A调控病毒感染的功能和机制提供参考。

10. 多层离散各向异性辐射传输模型在玉米叶面积指数垂直分布反演中的应用
董震,杨贵军,孙林,杨浩,朱耀辉,雷蕾,陈日强,张成健,刘淼
浙江大学学报(农业与生命科学版)    2021, 47 (4): 439-450.   DOI: 10.3785/j.issn.1008-9209.2021.04.261
摘要   HTML PDF(pc) (2268KB)(348)   

为更准确地监测玉米叶面积指数(leaf area index, LAI)垂直分布,以多层离散各向异性辐射传输(discrete anisotropic radiative transfer, DART)模型构建的模拟数据集为基础,提出一种条件约束的LAI垂直分布反演方法。首先,基于3层垂直分布场景,评价DART模型对玉米冠层反射率和光合有效辐射(photosynthetically active radiation, PAR)的模拟效果,并构建相应的模拟数据集。其次,基于模拟数据集构建LAI和PAR单参数反演模型。最后,以单参数反演模型为先验知识,通过求解约束化问题实现基于高光谱植被指数的玉米冠层LAI垂直分布反演。结果表明:相较于单参数反演模型,约束优化条件下的反演模型精度更高。玉米上层LAI反演结果的决定系数(R2)提高0.022,均方根误差(root-mean-square error, RMSE)降低0.016 m2/m2,归一化均方根误差(normalized root-mean-square error, NRMSE)降低1.3%;玉米中层LAI反演结果的R2提高0.08,RMSE降低0.219 m2/m2,NRMSE降低10.1%;玉米下层LAI反演结果的R2提高0.069,RMSE降低0.041 m2/m2,NRMSE降低4.6%。说明利用条件约束优化的方法进行玉米冠层LAI的垂直分布反演,能有效提高反演精度。

11. 饲粮中添加生物活性硒对蛋鸡生产性能、蛋品质和蛋黄中硒含量的影响
高珊,衡诺,郭勇,陈余,董颖超,冯保芹,齐晓龙,吕学泽
浙江大学学报(农业与生命科学版)    2021, 47 (2): 261-267.   DOI: 10.3785/j.issn.1008-9209.2020.06.291
摘要   HTML PDF(pc) (1083KB)(323)   

选用体质量、产蛋率相近,健康的罗曼灰商品蛋鸡作为试验对象,对照组饲喂基础饲粮,试验组饲喂在基础饲粮中分别添加0.6%、0.8%和1.0%生物活性硒的饲粮,预饲期7 d,正式试验35 d,旨在探讨饲粮中添加不同水平生物活性硒对蛋鸡生产性能、蛋品质和蛋黄中硒含量的影响。结果表明:1)与对照组相比,添加0.6%~1.0%生物活性硒对蛋鸡生产性能无显著影响(P>0.05)。2)饲粮中添加生物活性硒对鸡蛋蛋壳厚度、蛋壳强度、蛋黄质量及哈氏单位均无显著影响(P>0.05),但在试验7和21 d时,总体来看,添加0.6%~1.0%生物活性硒可提高鸡蛋浓蛋白高度,在28 d时可显著提高蛋黄比率(P<0.05)。3)蛋黄中硒含量随饲粮生物活性硒添加水平的增加而升高 (P<0.05)。综上所述,饲粮中添加生物活性硒对蛋鸡生产性能无显著影响,但可在一定程度上提高产蛋率,改善蛋品质,显著提高蛋黄中硒的含量。

12. 养殖大黄鱼肌肉品质评价及其营养调控的研究进展
蒋慧琪,王晶,汪愈超,冯凤琴
浙江大学学报(农业与生命科学版)    2021, 47 (3): 275-283.   DOI: 10.3785/j.issn.1008-9209.2020.08.071
摘要   HTML PDF(pc) (1321KB)(319)   

大黄鱼(Larimichthys croceus)是我国特有的海洋经济鱼种,其肉质鲜美,深受消费者的喜爱。然而,过度捕捞导致野生大黄鱼产量日益减少,养殖大黄鱼现已成为满足消费需求的重要途径。相较于野生大黄鱼,养殖大黄鱼存在体色变浅、脂肪含量较多、腥味较重等问题,营养调控被认为是一种改善养殖大黄鱼品质的安全有效的方法。本文从大黄鱼体色、肌肉质地、营养成分、风味滋味等方面综述了评价大黄鱼品质的各个指标,着重论述了可用于改善大黄鱼品质的多种饲料添加剂及其对可能涉及的相关基因表达的影响等,以期为研究开发高品质大黄鱼饲用添加剂,并将其应用于养殖大黄鱼肌肉品质的改善提供参考。

13. 超积累东南景天与油料作物轮间作修复农田镉铅污染的技术模式研究
童文彬,曹雪蕊,江建锋,王小子,刘国群,宋建忠,AFSHEEN Zehra,杨肖娥
浙江大学学报(农业与生命科学版)    2021, 47 (2): 212-222.   DOI: 10.3785/j.issn.1008-9209.2020.06.012
摘要   HTML PDF(pc) (1515KB)(313)   

通过有机物料和特异内生菌强化等措施,比较了东南景天单作、东南景天-油菜间作、东南景天/油葵轮作在田间条件下对土壤中镉(Cd)和铅(Pb)的修复效果。结果表明:与所有处理组相比,东南景天/油葵轮作强化修复模式的提取量最高,经过一轮修复,从土壤中提取出了394.8 g/hm2 Cd和110.2 g/hm2 Pb,比其他模式高3.1%~101.0%和22.0%~139.0%。且在该模式下,土壤中总Cd含量下降了26.6%,有效态Cd含量下降了31.1%;总Pb含量下降了4.3%,有效态Pb含量下降了20.9%。从机械化耕作等因素考虑,东南景天/油葵轮作操作简便,更适宜实际的田间应用。

14. 农业传感器技术在我国的应用和市场:现状与未来展望
刘羽飞,何勇,刘飞,许丽佳,冯旭萍,唐宇,王正肖
浙江大学学报(农业与生命科学版)    2023, 49 (3): 293-304.   DOI: 10.3785/j.issn.1008-9209.2022.04.062
摘要   HTML PDF(pc) (1813KB)(308)   

农业传感器技术是农业信息化的基础,是实现农业现代化的核心要素和关键支撑之一。首先,本文在总结农业传感器技术在智能农机装备、农用无人机遥感及农业物联网三方面的研究及应用现状的基础上,对我国农业传感器技术需求和市场发展进行了深入分析。其次,通过技术产业调研分析,对农业传感器产业化、市场化及未来的发展趋势进行了总结与展望。最后,凝练了农业传感器产业领域的16项关键技术,并在此基础上开展了德尔菲法专家问卷调查,阐明了农业传感器最重要的属性是通用性,明确了相关技术发展最大的制约因素是基础理论和研发投入,提出了农业传感器技术将朝着低成本化、高稳定性、高智能化、可移植性、可操作性方向发展。本文可为我国农业传感器技术研发和产业发展提供参考。

15. 整期
浙江大学学报(农业与生命科学版)    2021, 47 (5): 543-682.  
摘要   PDF(pc) (32318KB)(299)   
16. 不同程度干旱对温州蜜柑树势和成花生理的影响
黄贝,王鹏,温明霞,吴韶辉,徐建国
浙江大学学报(农业与生命科学版)    2021, 47 (5): 557-565.   DOI: 10.3785/j.issn.1008-9209.2020.12.251
摘要   HTML PDF(pc) (2930KB)(296)   

为探明温州蜜柑对干旱处理的响应以及经干旱处理后“成花素”基因FLOWERING LOCUS TFT)和分生组织基因APETALA1AP1)在茎和叶片中的表达谱,以两年生盆栽温州蜜柑‘由良’为实验材料,进行轻度干旱、中度干旱、重度干旱处理,处理时间分别为20、30、40 d,追踪植株树势生理、成花生理以及成花相关基因FTAP1相对表达量。结果表明:中度干旱胁迫30 d处理对温州蜜柑树势影响不大,花芽生理分化和形态学分化较其他处理组早,且FTAP1基因的相对表达量最高。即中度干旱胁迫30 d不仅不会对树势造成严重损伤,而且是促进植株开花的较为适宜的干旱胁迫强度和时长,成花早的效应在基因表达水平上也得到了进一步验证。

17. 基于地理信息系统和遥感技术的山核桃产区林地土壤质量退化评价
王罗其,傅伟军,叶正钱,马闪闪,丁立忠,赵科理
浙江大学学报(农业与生命科学版)    2022, 48 (2): 216-226.   DOI: 10.3785/j.issn.1008-9209.2021.10.141
摘要   HTML PDF(pc) (5757KB)(295)   

为全面提升山核桃林地土壤质量的整体水平,促进山核桃产业可持续健康发展,本研究以浙江临安典型山核桃产区为研究区,以植被覆盖度、坡度、土壤肥力和土壤污染情况作为土壤退化评价指标,采用模糊逻辑综合评价方法结合地理信息系统(geographic information system, GIS)、全球定位系统(global positioning system, GPS)、遥感(remote sensing, RS)的“3S”技术,进行林地土壤质量退化程度的空间分析,并提出相应管理意见。结果表明:研究区林地土壤肥力以中度退化为主,仅有1.65%的区域处在高度退化状态,主要集中于龙岗镇北部和清凉峰镇西南部;林地土壤污染整体处于较低水平,仅有6.35%的区域处于中高度以上污染退化水平,主要集中于岛石镇和湍口镇;山核桃林地土壤综合退化程度主要以中低度退化为主,占林地面积的66.50%,高度退化、中高度退化、中度退化和低度退化区域分别占林地面积的0.15%、2.44%、27.45%和3.46%,其中高度退化林地主要分布在清凉峰镇西南部和龙岗镇西部。本研究结果将为山核桃林地土壤质量提升和山核桃产业可持续发展提供理论依据。

18. CRISPR/Cas基因编辑技术与植物病毒研究进展
徐子妍,李浩,周焕斌,周雪平
浙江大学学报(农业与生命科学版)    2022, 48 (6): 709-720.   DOI: 10.3785/j.issn.1008-9209.2022.06.301
摘要   HTML PDF(pc) (1532KB)(295)   

规律成簇的间隔短回文重复序列及其相关蛋白[clustered regularly interspaced short palindromic repeats (CRISPR)/CRISPR-associated protein (Cas), CRISPR/Cas]系统介导的基因编辑技术因简单、高效、通用、精确等特点,目前已经成为现代植物分子生物学以及农业育种工作中的重要研究工具。植物病毒病严重危害植物的正常生长发育,给全球农作物生产造成巨大的损失。CRISPR/Cas基因编辑技术可以有效地靶向DNA病毒和RNA病毒序列,提高寄主植物对病毒的抵抗力。此外,利用基因编辑技术靶向病毒侵染或复制所需的植物内源基因可创制新的抗病毒种质资源。本文综述了CRISPR/Cas基因编辑技术和利用其开展抗病毒研究的进展和实例,同时讨论了病毒诱导的基因编辑系统的应用前景,并对CRISPR/Cas基因编辑技术在植物病毒研究中的优势与挑战进行了展望,为利用基因编辑技术进行抗病毒种质创新提供了指导。

19. 茄子1-氨基环丙烷-1-羧酸合成酶基因的生物信息学及其响应逆境胁迫的表达分析
万发香,王连臻,高军
浙江大学学报(农业与生命科学版)    2021, 47 (3): 325-334.   DOI: 10.3785/j.issn.1008-9209.2020.09.141
摘要   HTML PDF(pc) (10889KB)(289)   

基于课题组前期得到的茄子低温转录组数据,筛选到1个1-氨基环丙烷-1-羧酸(1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid, ACC)合成酶基因SmACS。研究发现,SmACS编码的氨基酸序列与大豆ACS的同源性最高,并且含有ACC合成酶特有的7个保守结构域和11个不变的氨基酸残基。该SmACS基因位于第8号染色体上,全长 3 550 bp,编码序列长1 437 bp,含3个内含子和4个外显子,属典型的ACS基因结构。其编码的蛋白质由478个氨基酸组成,分子质量为54.03 kDa,等电点为6.48,亲水系数为-0.206,是一种定位于细胞质的不稳定的非分泌型亲水蛋白;该蛋白的主要构成元件为α-螺旋和无规则卷曲,具有保守的Aminotran_1_2结构域,含有39个磷酸化位点,其中以丝氨酸和苏氨酸为主。SmACS蛋白主要与ACC氧化酶等发生相互作用。该基因启动子中含有脱落酸、乙烯、冷胁迫、水杨酸及伤口响应等有关的顺式作用元件。实时荧光定量聚合酶链式反应(real-time fluorescent quantitative polymerase chain reaction, qRT-PCR)结果证实,SmACS基因受低温、高温、干旱和盐诱导而上调表达,其中尤以低温胁迫诱导效果最为显著。上述结果可为进一步研究茄子SmACS基因的功能奠定理论基础。

20. 脂质过氧化在环境污染物生化效应研究中的应用与展望
裘红权,沈小铁,刘璟,林道辉,黄益丽
浙江大学学报(农业与生命科学版)    2021, 47 (5): 543-556.   DOI: 10.3785/j.issn.1008-9209.2020.10.281
摘要   HTML PDF(pc) (1186KB)(282)   

脂质是4大生物化学分子之一,参与了许多重要的生命活动过程。在研究环境污染物或污染因素的生化效应时,脂质过氧化程度是一项常用的检测指标。各种重金属或类金属,不同化学本质的纳米材料,多环芳烃、农药等有机污染物,以及臭氧、热浪、辐射等环境理化胁迫因素,都能引起脂质过氧化反应。脂质过氧化反应可以发生在不同进化阶层物种的细胞中,包括细菌、真菌、植物和动物等。大多数污染物或污染因素通过产生活性氧基团或抑制抗氧化系统的活性引起脂质过氧化反应,因此,该反应是环境污染物引起氧化应激效应的重要指标之一。脂质过氧化反应指标受实验设计中的污染物浓度、暴露时效、机体差异,特别是机体抗氧化系统的平衡作用等条件参数的影响。未来可以结合检测脂质组成和细胞膜功能的指标,以及利用现代组学的手段对参与脂质代谢的相关酶和基因进行研究,以期更全面地理解脂质在环境污染物生化效应中的作用。