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华南农业大学学报

华南农业大学学报

2025年02期

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| 草地贪夜蛾Sf9细胞外泌体microRNA调控AcMNPV增殖的研究

| 草地贪夜蛾Sf9细胞外泌体microRNA调控AcMNPV增殖的研究

【目的】探究草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda Sf9 细胞外泌体microRNA(miRNA) 对苜蓿银纹夜蛾核多角体病毒(Autographa californica multiple nucleopolyhedrovirus，AcMNPV) 增殖的影响。【方法】通过不连续蔗糖质量分数梯度超速离心纯化外泌体，随后利用透射电镜观察和纳米颗粒跟踪分析技术对纯化产物进行颗粒直径分析。运用sRNA 高通量测序技术筛选AcMNPV 感染Sf9 细胞后外泌体差异表达的miRNA 并预测其潜在靶基因对应的生物学通路。通过转染模拟物(mimic) 和病毒感染等细胞试验以及qPCR 验证外泌体miRNA 的差异表达，并检测差异表达miRNA——sfr-miR-1a-3p 对AcMNPV 增殖的影响。【结果】成功纯化Sf9 细胞外泌体，且AcMNPV感染有效刺激Sf9 细胞外泌体的分泌量增加。AcMNPV 感染Sf9 细胞72h后，经与Rfam 数据库比对，筛选出11个差异表达的外泌体miRNAs，其中，8个miRNAs 的转录水平与测序结果趋势一致。通过预测miRNAs 靶基因和KEGG富集分析，发现潜在的靶基因主要富集在cAMP 信号通路、PI3K-Akt 信号通路、癌症通路、人乳头瘤病毒信号通路等，这表明差异表达外泌体miRNA 可能参与昆虫天然免疫反应。过表达sfrmiR-1a-3p 能显著提高AcMNPV病毒vp39基因的表达。【结论】本研究通过sRNA测序筛选了AcMNPV感染后Sf9细胞外泌体的差异表达miRNA，证明了AcMNPV通过促进外泌体分泌，协助被感染细胞传递miRNA?sfr-miR-1a-3p来影响周围未感染细胞，以促进自身增殖。以上结果为昆虫外泌体传递miRNA以调控病毒增殖的机制研究提供了重要的理论依据。
| 生物炭添加对红壤硅磷形态转化、有效性及大豆植株吸收的影响

| 生物炭添加对红壤硅磷形态转化、有效性及大豆植株吸收的影响

【目的】大量研究证实添加生物炭能够提高土壤肥力、增加养分有效性及促进作物生长。中国南方地区红壤硅、磷元素有效性低，有必要研究生物炭添加对其化学形态和植物吸收的影响。【方法】以富硅的稻秆生物炭和稻壳生物炭为供试材料，研究添加不同质量分数(0、1%、2%、4%) 的生物炭对红壤硅、磷形态转化和有效性以及大豆植株养分吸收的影响。【结果】不同种类、不同剂量生物炭处理均显著降低土壤交换性酸含量，提高土壤pH 和C/N，增加土壤有效阳离子交换量及盐基饱和度，且添加量越大，涨幅越显著；稻秆生物炭的效果显著高于稻壳生物炭。生物炭处理的土壤有效态硅和活性磷组分NaHCO3?Po 的含量分别较对照增加4.1%~85.0% 和175.2%~2 139.6%。添加生物炭显著增加大豆植株的干物质积累，改善根系形态，提高大豆根系和叶片的硅含量，促进根系对硅、磷元素的吸收转运，其中秸秆生物炭效果更为显著。【结论】施用秸秆和稻壳生物炭显著影响酸性土壤的磷素和硅素形态及转化，提高了养分有效性，促进植株对硅和磷的吸收和利用，其中秸秆生物炭的效果更佳。
| 广东省肇庆市高要区耕地土壤理化性质和微生物特征的空间异质性及综合质量评价

| 广东省肇庆市高要区耕地土壤理化性质和微生物特征的空间异质性及综合质量评价

【目的】探究县域尺度下耕地土壤理化性质和微生物特征的空间异质性，以及这些因素在土壤综合质量评价中的应用，为耕地可持续利用提供理论支撑。【方法】采集广东省肇庆市高要区47 个监控单元耕地表层土壤样品，结合地统计学和ArcGIS 相关技术，分析pH，黏粒、有机质、全氮、碱解氮和全磷含量等土壤理化性质，以及土壤呼吸、微生物量和真菌生物量/细菌生物量等土壤微生物特征的空间异质性，运用主成分分析法、相关性分析法和土壤质量综合指数(GISQ) 法，阐明不同因素对耕地土壤综合质量的影响。【结果】土壤pH，黏粒、有机质、可溶性有机碳、全氮、碱解氮和全磷含量的块金系数介于25%~75%，属于中等空间自相关性，受结构因素和随机因素共同影响；土壤微生物特征指标中，土壤呼吸的块金系数为29.4%，属于中等空间自相关性，但土壤微生物总量以及真菌、放线菌、细菌生物量的块金系数均大于75%，空间自相关性弱，受人类活动等随机因素影响大，空间结构性差。土壤微生物是高要区耕地土壤质量分化的主要驱动因素，特别是土壤微生物总量以及细菌、真菌和放线菌生物量；土壤有机质、全氮和碱解氮含量等理化性质对耕地土壤质量也有较大影响，且有机质、全氮和碱解氮含量呈显著正相关(P<0.05)。高要区耕地土壤质量整体处于良好水平，空间格局呈现为：北部丘陵区>东部平原区>中部平原区>南部丘陵区。【结论】在县域尺度下，土壤理化性质空间结构相对稳定，土壤呼吸是适宜进行微生物空间变异分析的指标，土壤微生物量及结构在县域尺度内存在明显的空间异质性；土壤理化性质和微生物特征指标共同应用于耕地土壤综合质量评估能更加全面地反映耕地土壤质量的变化。
| OsCdc48与Pik1-H4的互作机制及对稻瘟病抗性的调控

| OsCdc48与Pik1-H4的互作机制及对稻瘟病抗性的调控

【目的】探究Pik1-H4与细胞周期蛋白OsCdc48的互作机制，明确其在稻瘟病抗性中的作用。【方法】首先，分别利用酵母双杂交试验和荧光素酶互补试验验证Pik1-H4 与OsCdc48的相互作用；然后，通过RT-qPCR分析OsCdc48在稻瘟病菌侵染后的表达情况及组织表达特异性；其次，分析OsCdc48的序列保守性、蛋白结构域、系统进化关系、蛋白质三维结构预测及其亚细胞定位；最后，利用CRISPR/Cas9创制OsCdc48突变体，并对其进行稻瘟病抗性鉴定和病程相关基因表达分析。【结果】证实了Pik1-H4 与OsCdc48的互作，且OsCdc48受稻瘟病菌侵染诱导表达。OsCdc48在各组织中均有表达，其编码蛋白定位于细胞核与细胞质。OsCdc48在不同物种中序列保守，与玉米和高粱的亲缘关系最近，预测会形成同源六聚体。OsCdc48功能缺失突变体kooscdc48病程相关基因上调表达，对稻瘟病抗性增强。【结论】本研究为深入揭示OsCdc48与NLR蛋白Pik1-H4调控稻瘟病抗性的机制及水稻抗病育种提供了理论基础。
| 希金斯炭疽菌自噬相关基因ChAtg3的功能研究

| 希金斯炭疽菌自噬相关基因ChAtg3的功能研究

【目的】研究希金斯炭疽病菌Colletotrichum higginsianum中自噬相关基因ChAtg3 的作用。【方法】对ChAtg3 进行序列、系统发育和表达模式分析，并观察C. higginsianum 侵染拟南芥Arabidopsis thaliana 后ChAtg3 的表达变化。通过根癌农杆菌介导的遗传转化技术，进行ChAtg3 基因的敲除和回补。【结果】拟南芥接种C. higginsianum 8 ~ 40 h 内ChAtg3 基因表达量显著上升。敲除ChAtg3 基因后的突变体(ΔChAtg3) 自噬过程受抑制，其黑色素含量、产孢量、附着胞形成率和致病力均显著下降；但与野生型相比，菌丝生长和孢子萌发率并无显著变化。而通过基因回补，突变体CΔChAtg3 在生物学表型和致病性上得以恢复。【结论】揭示了ChAtg3基因在希金斯炭疽病菌自噬过程、孢子产生和附着胞形成中的关键作用，是该病原菌致病力的关键调节因子。
| 荔枝褐斑病病原鉴定及生防菌筛选

| 荔枝褐斑病病原鉴定及生防菌筛选

【目的】鉴定新发生的荔枝褐斑病病原种类，并进行病原菌生物学特性测定和生防菌的筛选，为该病发生规律研究及绿色防控提供依据。【方法】2021年10月采集荔枝幼树褐斑病叶片，采用病组织分离获得菌株GZ1并依据柯赫氏法则确定其致病性。通过形态学比较及内转录间隔序列(ITS)、β?微管蛋白基因(Tub2)、RNA 聚合酶II 第二大亚基基因(rpb2) 的多序列联合构建系统发育树，明确病原菌的种类。在不同碳源、温度、pH 等培养条件下，测定GZ1的生物学特性。采用平板对峙法和菌丝生长速率法测定2种生防菌枯草芽孢杆菌Bacillussubtilis XX和贝莱斯芽孢杆菌B. velezensis BS对GZ1的抑制效果。【结果】菌株GZ1 是荔枝褐斑病的致病菌，其种名为嘴突凸脐蠕孢Exserohilum rostratum (Drechsler) K.J. Leonard & Sugg。该菌最适生长温度为28 ℃，最适生长pH 为7，能利用多种碳源且蔗糖为碳源时菌丝生长最快；B. subtilis XX 和B. velezensis BS均对该病原菌的生长有明显的抑制效果。【结论】本研究报道了嘴突凸脐蠕孢引起荔枝褐斑病，为荔枝新病害，研究为嘴突凸脐蠕孢引起的荔枝病害防治提供了依据。
| 大花紫薇EMS诱变育种研究

| 大花紫薇EMS诱变育种研究

【目的】为了丰富大花紫薇育种方式，探究利用甲基磺酸乙醇(EMS) 诱变的最适条件。【方法】以大花紫薇的成熟种子为研究材料，比较和分析EMS 不同浓度和处理时间对大花紫薇种子萌发及幼苗生长的影响。【结果】EMS 处理能够抑制大花紫薇种子萌发，EMS浓度和处理时间对抑制效果有显著影响。20 g·L?1 EMS 处理12 h 后全部致死；随着EMS 浓度升高、处理时间变长，种子发芽起始时间推迟，发芽持续时间变长，胚轴及胚根生长受到的抑制越显著；16 g·L?1 EMS 处理12 h 和18 g·L?1 EMS 处理10 h，其相对致死率分别为47.99% 和55.02%，最接近半致死剂量，是大花紫薇EMS 诱变可选择的处理组合；EMS 处理抑制大花紫薇幼苗生长，且在20 g·L?1 EMS 处理8 h 时最明显，其株高、冠幅、地径、叶面积分别为8.28 cm、9.66cm、1.70mm 和29.32cm2，而叶形指数在20g·L?1 EMS 处理8h最大，为2.44。【结论】本研究确定了接近大花紫薇种子EMS诱变半致死剂量的处理组合，可为该植物的新品种培育提供理论基础。
| 粗皮桉早期生长模型拟合以及生长节律研究

| 粗皮桉早期生长模型拟合以及生长节律研究

【目的】利用来自巴布亚新几内亚南部和澳大利亚东北部9 个粗皮桉Eucalyptus pellita 种源的试验林材料开展生长节律研究，为粗皮桉良种选育及经营管理提供科学依据。【方法】通过随机区组设计试验，利用巢氏方差分析法分析粗皮桉9 个种源共98 个家系的生长节律变异规律。获取各种源地气候环境因子信息，运用Pearson 法分析生长性状与地理及气候因子的相关性。对比Logistic、Gompertz 和Von Bertalanffy 3种模型的拟合结果，选择最佳模型计算粗皮桉的生长节律。采用系统聚类方法开展优良家系筛选。【结果】2.5年生粗皮桉树高和胸径在种源、家系水平差异显著(P<0.05)。种源树高与等温性呈显著正相关，呈典型的纬向变异模式。Logistic 模型对粗皮桉树高和胸径的拟合效果最佳，利用Logistic模型计算生长节律得出树高的最大加速时期(T1)、最大减速时期(T2) 和线性生长时期(L) 平均值分别为96、636和540 d，胸径的T1、T2 和L 平均值分别为165、681 和516d。利用2.5年生粗皮桉的生长性状进行系统聚类分析，从98个家系中筛选出一般家系29个、中等家系30个、优秀家系39个；结合生长节律T1 的聚类分析，将3 个等级的家系均再划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 3 类。【结论】2.5年生粗皮桉在种源、家系水平上生长性状与生长节律变异丰富，利用Logistic 模型计算的生长节律可以为粗皮桉早期抚育管理及良种选育提供理论依据。
| 厌氧氨氧化污泥耦合小球藻的双生物微生物燃料电池处理养殖废水研究

| 厌氧氨氧化污泥耦合小球藻的双生物微生物燃料电池处理养殖废水研究

【目的】利用厌氧氨氧化污泥和小球藻耦合构建双生物微生物燃料电池(DMFC)，以期在产电的同时有效去除养殖废水中的高浓度氮磷和有机物，为养殖废水处理和生物能源制备提供新途径。【方法】将厌氧氨氧化污泥和模拟废水以体积比1∶4 混合后投至阳极室，小球藻和BG-11 培养基以体积比1∶4 混合后加入阴极室，运行24 h 后阳极开始出水，并将阳极出水加入阴极室中，保持恒温并设置光暗周期模式，监测电压及废水中氨氮、NO2--N、NO3??N、总磷质量浓度，可溶性化学需氧量(SCOD) 和pH。【结果】厌氧氨氧化污泥和小球藻之间存在明显的电子交换，系统产电性能良好，DMFC 稳定运行阶段正负峰值电压分别为45、?125 mV。氨氮质量浓度由1588.97mg/L 降至602.75 mg/L，去除率达62.07%；NO2--N、总磷和SCOD去除率分别为88.62%、54.45% 和63.72%。系统在pH 为9.5 的条件下能稳定运行。【结论】本研究成功构建了一个厌氧氨氧化污泥耦合小球藻的DMFC 系统，该系统不仅能有效脱氮、除磷、降低有机物浓度，还能持续产电，是协同解决环境与能源问题的有效途径。
| EDTA改性氮化碳吸附鱼塘中氨氮的性能及应用

| EDTA改性氮化碳吸附鱼塘中氨氮的性能及应用

关键词： EDTA；氮化碳；改性；氨氮；吸附中图分类号： TQ424.29 文献标志码： A 文章编号： 1001-411X（2025）02-0230-08
| 基于双曲正切函数的采摘机械臂滑模跟踪控制

| 基于双曲正切函数的采摘机械臂滑模跟踪控制

【目的】解决机械臂在农业领域应用中末端轨迹跟踪控制问题，确保农业采摘机器人采摘末端高精度轨迹跟踪和系统稳定运行。【方法】提出一种基于双曲正切函数采摘机械臂的滑模跟踪控制方法。根据逆向运动学构建基于工作空间的机械臂动力学模型，设计双曲正切函数的滑模跟踪控制器，由Lyapunov 函数保证控制系统的渐进稳定性。在MATLAB/Simulink 环境中搭建机械臂仿真控制系统进行控制算法验证，分析滑模控制器对机械臂末端轨迹的跟踪效果。【结果】仿真试验结果表明，与切换函数滑模控制器相比，基于双曲正切函数的滑模控制器能够实现高精度的轨迹跟踪和稳定控制，提高末端轨迹跟踪的收敛速度，减小机械臂末端轨迹跟踪控制误差，并使末端轨迹跟踪曲线的收敛时间减少50%，有效提高机械臂采摘系统的实时性和跟踪精度。【结论】研究可为机械臂采摘的实际应用提供有效的控制方法。
| 山地果茶园单轨运输机摆臂式装卸结构设计与优化

| 山地果茶园单轨运输机摆臂式装卸结构设计与优化

【目的】针对现有的山地果茶园运输机械功能单一，传统的起重搬运装备难以适用、人工装卸劳动强度大的问题，本文优化设计一种单轨运输机摆臂式装卸结构以满足山地果茶园装卸需求。【方法】根据山地果茶园电动单轨运输机的基本参数信息，设计摆臂式装卸方案，装卸装置最大装卸高度为700mm、最大装卸质量为200kg；针对传统摆臂式装卸结构油缸载荷大和负载突变的问题，对传统的摆臂式装卸结构进行动力学与运动学分析，并通过ADAMS参数化建模和优化，设计了一种绳索?举升臂联动的装卸结构；利用基于精英策略的快速非支配排序遗传算法(Non-dominated sorting genetic algorithms Ⅱ，NSGA-Ⅱ) 进行结构尺寸的多目标优化；最后，进行绳索联动装卸结构的动力学仿真，试制样机并进行载质量和摆动试验测试。【结果】ADAMS参数化建模与优化可以增大装卸范围、降低工作所需的油缸驱动拉力，使传统摆臂式装卸结构的最大驱动力降低了12.0%；优化后的绳索联动装卸结构理论最大驱动推力为5697N、最大驱动拉力为9203N，比传统的摆臂式装卸结构的理论最大驱动推力降低了 41.2%、最大驱动拉力降低了10.3%、最大驱动推力变化率降低了53.0%，避免了油缸负载突变，负载变化曲线更加平稳。仿真和样机试验结果表明，绳索联动装卸结构具有先进性和可行性。【结论】本文对摆臂式装卸结构进行设计与优化，提出了一种绳索联动装卸结构，能够满足单轨运输机装卸需求，可以在丘陵山地果茶园生产实践中应用推广。
| 农场道路图层构建和农机转移路径规划方法与试验

| 农场道路图层构建和农机转移路径规划方法与试验

【目的】针对农场内农机转移依赖人工驾驶或人工打点及规划耗时费力且不满足无人化应用需求等问题，提出一种无人农场农机转移路径规划方法。【方法】利用ArcGIS 构建农场道路图层和路网，进行仿真试验；开发基于图论的Dijkstra 双向搜索的转移路径规划算法，利用Python 进行单、双向搜索仿真；搭建基于web 平台的转移路径规划系统。【结果】在路网的仿真中，农机在0.7m/s 的速度下从机库到田块、田块到田块、田块到机库的行驶距离分别为241.57、74.46 和75.66 m，对应时间分别为345.10、106.37和108.09s。 Dijkstra算法的单、双向搜索用时分别为0.632 和0.216 s，在运算效率上双向搜索较单向搜索提升了65.82%。基于web 平台的转移路径规划系统的农机以0.7 m/s 的速度从机库到田块、田块到田块和田块到机库进行了实车道路试验，路径与农机实际路径采样点的算术平均值差值绝对值小于0.1 m，可以满足无人农场农机的转移要求。相对于人工打点，转移路径规划系统的路径规划效率更高。【结论】构建的农场道路图层、路网和转移路径规划系统，满足无人农场农机的道路转移需求。研究结果可为无人农场的农机转移路径提供技术支持。
| 振动式油茶果采收执行器设计与试验

| 振动式油茶果采收执行器设计与试验

【目的】为提高油茶果采净率和采收效率，针对我国南方丘陵地带规范栽植油茶林，设计一种振动式油茶果采收执行器。【方法】完成CZC40RY 油茶果采收机采收执行器的采收头、采收臂和液压控制系统设计。建立振动装置?油茶树体振动系统力学模型、油茶果?油茶枝单摆动力学模型；运用COMSOL、ANSYS 软件完成油茶树三维模型自由模态响应与谐响应分析；采用Box-Behnken 试验方法，以振动频率、振幅、振动时间为试验因素，以采净率、落花率为试验指标，确定采收执行器最优作业参数。【结果】确定树体受简谐激振力时的振动频率和影响振幅的主要因素，得出油茶果脱落加速度为947.63 m/s2、振动装置频率为15~25 Hz。林间采收试验验证表明，振动频率为21 Hz、振幅为10 mm、振动时间为10s时，采收执行器平均采净率为95.5%，落花率为2.1%。与现有振动式油茶果采收机采收参数对比分析得出，不同地区、不同品种乃至同株油茶树油茶果脱落频率、大小、成熟度存在明显的差异，提出了分阶振动采收方法，并给出振动频率?振动时间关系图。【结论】该采收执行器能够满足油茶果机械化采收需求。
| 基于云边端架构的柑橘叶片氮磷含量高光谱检测系统

| 基于云边端架构的柑橘叶片氮磷含量高光谱检测系统

【目的】设计一款柑橘叶片氮磷含量高光谱检测系统。【方法】基于SR-GRU 网络训练构建氮磷含量反演模型，获取柑橘叶片光谱数据和叶片氮磷含量。设计基于云边端架构的柑橘叶片氮磷含量检测系统，对易受户外光线干扰的光谱信号提出改进iForest-SAM算法进行异常光谱检验剔除，对波段多、体积大、传输慢的光谱数据提出基于过完备学习字典的稀疏LoRa报文进行快速传输。系统边缘端在柑橘园内作为LoRa 网关，移动终端使用稀疏LoRa报文经边缘端发送至云端加载反演模型进行预测。【结果】SR-GRU 反演模型对柑橘叶片氮磷元素含量的反演效果最佳，模型的决定系数分别为0.929 和0.865，归一化均方根误差分别为0.083和0.079。系统单次柑橘叶片氮磷含量检测耗时均在1s以内，LoRa节点连接稳定，基于互联网的Web 程序运行稳定，页面平均加载时间在0.5s 以内。【结论】该系统满足对柑橘叶片氮磷含量及时检测的实际应用需求。

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目录

| 草地贪夜蛾Sf9细胞外泌体microRNA调控AcMNPV增殖的研究

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| 生物炭添加对红壤硅磷形态转化、有效性及大豆植株吸收的影响

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| 广东省肇庆市高要区耕地土壤理化性质和微生物特征的空间异质性及综合质量评价

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| OsCdc48与Pik1-H4的互作机制及对稻瘟病抗性的调控

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| 希金斯炭疽菌自噬相关基因ChAtg3的功能研究

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| 荔枝褐斑病病原鉴定及生防菌筛选

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| 大花紫薇EMS诱变育种研究

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