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土壤学报 2024年第6期61卷 1755-1765页

作者：林曦照李星陆姜筱雨贺鹏王雪薇凌宁兰州大学草种创新与草地农业生态系统全国重点实验室/草地农业科技学院兰州730000 南京农业大学资源与环境科学学院/江苏省固体有机废弃物资源化研究重点实验室南京210095

为明确放牧对中国北部草地土壤真菌群落组成和功能影响的普遍规律,并为草原生态保护提供理论依据,收集了119条放牧草地的土壤真菌原始数据,使用统一的生物信息学处理方式和Meta分析方法探究放牧草地土壤真菌α-多样性、群落组成和功能... 详细信息

为明确放牧对中国北部草地土壤真菌群落组成和功能影响的普遍规律,并为草原生态保护提供理论依据,收集了119条放牧草地的土壤真菌原始数据,使用统一的生物信息学处理方式和Meta分析方法探究放牧草地土壤真菌α-多样性、群落组成和功能群落的变化,并使用加权混合效应模型进行环境因素分析。结果表明:放牧使土壤真菌α-多样性降低,同时显著降低了土壤中病原真菌、木腐真菌、土壤腐生真菌、内生真菌的相对丰度。土壤真菌α-多样性降低以及功能真菌相对丰度的改变依赖于不同地区环境因素的变化。在土壤有机碳含量和碳氮比较低以及年均降水量高的地区,放牧对土壤真菌α-多样性的负效应被适当缓解。初始有机碳含量和禁牧时间影响了土壤功能真菌丰度变化的趋势。长期禁牧能够恢复土壤腐生型和共生型真菌的相对丰度。随初始碳氮比的升高,放牧条件下病原真菌相对丰度的减少程度减弱,而腐生真菌相对丰度的减少程度增强。降水量越低的地区,放牧会更大程度减少腐生和共生真菌的相对丰度。总体而言,放牧对中国北部草地土壤真菌群落的α-多样性和功能产生负效应,但负效应程度和趋势依赖于当地环境状况。

关键词： Meta分析放牧真菌群落生态功能草地

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基于机器学习的梭梭同化枝光合色素含量高光谱反演估算

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草地学报 2025年第1期33卷 250-261页

作者：黄轲盼杨雪梅刘志飞张忠王景瑞徐浩杰兰州大学草种创新与草地农业生态系统全国重点实验室/兰州大学农业农村部草牧业创新重点实验室/兰州大学草地农业教育部工程研究中心/兰州大学草地农业科技学院甘肃兰州730020 兰州文理学院甘肃兰州730010 甘肃省治沙研究所甘肃兰州733000 兰州大学寒旱区生态环境遥感研究中心甘肃兰州730000

基于民勤干旱荒漠区地面实测的人工梭梭同化枝高光谱反射率与光合色素数据,经光谱曲线处理和特征参数提取后,采用随机森林(RF)、反向传递人工神经网络(BP-ANN)、支持向量机(SVM)三种常见的机器学习模型模拟叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜... 详细信息

基于民勤干旱荒漠区地面实测的人工梭梭同化枝高光谱反射率与光合色素数据,经光谱曲线处理和特征参数提取后,采用随机森林(RF)、反向传递人工神经网络(BP-ANN)、支持向量机(SVM)三种常见的机器学习模型模拟叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量,确定梭梭同化枝光合色素含量的最优估算模型,揭示影响光合色素含量的光谱关键变量。结果表明,RF模型在模拟精度上表现最优,对三种光合色素的R^(2)值介于0.73至0.77,RMSE介于0.023至0.302 mg·g^(-1)。其中,RF对叶绿素b的预测精度最高,R^(2)为0.77,RMSE为0.023 mg·g^(-1)。不同光合色素对干旱胁迫的响应各异,导致影响它们的光谱变量也不同。叶绿素a与叶绿素b的最优模型受到吸收位置(Absorption position,AP)、红边位置(Red-edge position,REP)和红边拐点(Red-edge inflection point,REIP)的影响较多,而类胡萝卜素的最优模型更容易受REIP、Vogelmann红边指数(Vogelmann red-edge index 2,VOG2)与水波段指数(Water band index,WBI)的影响。该研究为基于高光谱遥感与机器学习模型反演梭梭同化枝光合色素含量提供依据,服务于人工梭梭林的旱情监测与抚育管理。

关键词：梭梭光合色素高光谱反射特性模型模拟变量重要性

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组学时代动物育种学课程教学实践与探讨

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草业科学 2023年第3期40卷 830-836页

作者：王维民刘榜李发弟兰州大学草地农业科技学院/草种创新与草地农业生态系统全国重点实验室甘肃兰州730020 兰州大学草地农业科技学院反刍动物研究所甘肃兰州730020 华中农业大学动物科学技术学院湖北武汉430070

动物育种学是动物科学及相近专业的主干课程之一,是一门专业基础课。随着以基因组学和表型组学为代表的组学技术的蓬勃发展,动物育种学研究领域的技术和方法也日新月异,新的教学与研究内容也在不断增加。因此,亟需针对动物育种学的发展... 详细信息

动物育种学是动物科学及相近专业的主干课程之一,是一门专业基础课。随着以基因组学和表型组学为代表的组学技术的蓬勃发展,动物育种学研究领域的技术和方法也日新月异,新的教学与研究内容也在不断增加。因此,亟需针对动物育种学的发展新方向、新特点,调整教学重点并增加或压缩相应的教学内容,形成符合组学时代特点的动物育种学课程教学大纲。本文以华中农业大学、甘肃农业大学等高等学校的动物科学专业动物育种学本科教学为例,从教材比较分析、教学内容调整、教学手段改进和教学改革效果评价等4个方面进行实践与探讨,以期为下一步兰州大学开设动物科学本科专业的动物育种学课程教学提供参考,也可为牧草育种学等课程教学改革提供思路,进一步扩展学生知识面、强化理论基础,培养出符合国家需求和时代发展要求的种业科技人才。

关键词：动物育种学动物科学教学改革组学

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全基因组水平白花草木樨TCP基因家族的鉴定及在干旱胁迫下表达模式分析

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草业学报 2023年第4期32卷 101-111页

作者：李艳鹏魏娜翟庆妍李杭张吉宇刘文献兰州大学草种创新与草地农业生态系统全国重点实验室兰州大学草地农业教育部工程研究中心甘肃省西部草业技术创新中心兰州大学农业农村部草牧业创新重点实验室兰州大学草地农业科技学院甘肃兰州730020

草木樨是我国北方地区重要的饲料与绿肥豆科作物,在我国草牧业发展和生态经济建设中具有重要作用。干旱胁迫是影响草木樨分布和产量的重要因素,筛选和鉴定调控草木樨响应干旱胁迫的基因对解析草木樨抗旱生物学研究具有重要意义。TCP(teo... 详细信息

草木樨是我国北方地区重要的饲料与绿肥豆科作物,在我国草牧业发展和生态经济建设中具有重要作用。干旱胁迫是影响草木樨分布和产量的重要因素,筛选和鉴定调控草木樨响应干旱胁迫的基因对解析草木樨抗旱生物学研究具有重要意义。TCP(teosinte branches1/cycloidea/pro-liferating cell factory)是一类植物特有的转录因子,在调控植物响应干旱胁迫过程中具有重要作用,但目前该基因家族在草木樨中的分布以及响应干旱胁迫的生物学功能未见报道。本研究以白花草木樨为对象,利用生物信息学方法在全基因组水平对TCP基因家族进行系统鉴定,并对其基因结构、系统进化、染色体定位以及干旱胁迫下表达模式进行了分析。结果表明,白花草木樨含有18个MaTCP基因,不均匀地分布在6条染色体上。系统进化表明,18个MaTCP基因可以分为TCP-P和TCP-C两大亚家族,其中TCP-P仅包含PCF分支,而TCP-C包含CYC/TB1与CIN两个分支。这些基因都含有高度保守的bHLH结构域,同亚家族中的成员具有相似的保守基序与基因结构,但在bHLH结构域中TCP-P亚家族相较于TCP-C亚家族少4个氨基酸。通过分析白花草木樨响应干旱胁迫的转录组数据,共鉴定出2个可能与干旱胁迫有关的MaTCP基因(MaTCP2和MaTCP15)。qRT-PCR结果进一步表明,PEG模拟干旱胁迫处理后,在白花草木樨根部,MaTCP2基因表达量显著上升;在叶片部分,两基因的表达量在第3 h时均出现峰值,进一步确定了两基因在白花草木樨中具有响应干旱胁迫的表达模式。该研究可为后期深入解析草木樨响应干旱胁迫理论以及通过基因工程技术创制高抗旱草木樨新种质奠定基础。

关键词：白花草木樨 TCP基因全基因组鉴定干旱胁迫表达模式

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放牧对草地生态系统C:N:P的影响

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科学通报 2025年第11期70卷 1566-1576页

作者：张艺馨何超迈岳白张英俊刘楠白永飞鲁小名韩国栋武倩鞠馨贺金生赵宁兰州大学草地农业科技学院草种创新与草地农业生态系统全国重点实验室兰州730020 中国农业大学草业科学与技术学院北京100193 中国科学院植物研究所植被与环境变化国家重点实验室北京100093 内蒙古农业大学草原与资源环境学院呼和浩特010011

放牧影响草地生态系统植物-微生物-土壤连续体中的碳(C)、氮(N)、磷(P)循环.放牧对生态系统各组分C、N、P含量影响的不一致性,可能引起生态系统C:N:P计量关系的错配和失衡.明确生态系统各组分C:N:P化学计量特征对放牧的响应,对评估人类... 详细信息

放牧影响草地生态系统植物-微生物-土壤连续体中的碳(C)、氮(N)、磷(P)循环.放牧对生态系统各组分C、N、P含量影响的不一致性,可能引起生态系统C:N:P计量关系的错配和失衡.明确生态系统各组分C:N:P化学计量特征对放牧的响应,对评估人类活动对草地生态系统功能的影响至关重要.本文利用长期放牧联网实验平台的生态系统叶、根、凋落物、土壤微生物生物量和土壤C、N、P含量整合数据库,分析地上和地下组分间C:N:P联系对放牧的响应及其区域差异.结果表明,放牧降低了生态系统中叶、根、凋落物和土壤的C:N:P,各组分C:N:P的改变在不同生态系统类型间存在差异.生态系统各组分C:N:P对放牧的响应取决于放牧强度,与轻度和中度放牧相比,重度放牧显著影响了叶、根、土壤微生物和土壤的C:N:P.随着放牧强度的增加,生态系统中叶、根和土壤的C:N下降,叶和凋落物的C:P下降,土壤微生物生物量C:P(除高寒草甸)和N:P升高.放牧强度对生态系统各组分C:N:P的影响与草地类型和气候因素密切相关,当控制草地类型和气候因子的影响后,放牧强度的独立效应对生态系统各组分C:N:P变异的解释率仅为0.4%~3.7%.放牧改变了叶与根、根与土壤间C:N:P化学计量关系,荒漠草原叶和根C:N响应比间的正相关关系、根和土壤N:P响应比间的负相关关系对放牧的响应更强烈.放牧系统中地上和地下组分间C:N:P关系的改变提示我们草地可持续管理不能忽视生态系统C:N:P化学计量关系间的平衡.

关键词：放牧强度草甸草原典型草原荒漠草原高寒草甸地上地下C:N:P关系

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中国北方草地植被空间异质性对放牧强度的不同响应规律

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科学通报 2025年第11期70卷 1551-1565页

作者：康萨如拉闫瑞瑞字洪标赵玉金张霞辛晓平赵萌莉韩国栋内蒙古农业大学草业学院植物学国家级实验教学示范中心草地资源教育部重点实验室呼和浩特010020 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所北京100081 兰州大学草种创新与草地农业生态系统全国重点实验室兰州大学草地农业科技学院兰州730020 中国科学院植物研究所植被与环境变化国家重点实验室北京100093

植被空间格局的变化影响植物群落斑块内的小气候条件,并影响其生物和非生物过程.本研究采用长期控制性放牧强度试验,利用高分辨率无人机图像及机器学习技术,探讨不同放牧强度对中国北方荒漠草原、典型草原、草甸草原和高寒草甸的4种代... 详细信息

植被空间格局的变化影响植物群落斑块内的小气候条件,并影响其生物和非生物过程.本研究采用长期控制性放牧强度试验,利用高分辨率无人机图像及机器学习技术,探讨不同放牧强度对中国北方荒漠草原、典型草原、草甸草原和高寒草甸的4种代表性草地植物斑块空间格局和响应特征的影响.研究结果表明:(1)从类型水平上看,随着放牧强度增大,荒漠草原始终由多年生丛生禾草占优势,裸露土壤斑块逐渐增大,两者连通性增加;典型草原羊草(Leymus chinensis)斑块逐渐失去优势性,连通性降低,由针茅属植物和苔草斑块占优势,连通性增加;草甸草原羊草斑块逐渐失去优势性,连通性降低,由退化的杂类草斑块占优势,连通性增加;高寒草甸异针茅(Stipa aliena)斑块逐渐失去优势,连通性降低,由矮蒿草(Kobresia humilis)斑块占优势,连通性增加.(2)从景观水平可看出,随着放牧强度增大,荒漠草原植被空间异质性减弱,典型草原植被在轻度放牧空间异质性达到峰值,草甸草原植被异质性趋于增大,而高寒草甸植被空间异质性随放牧强度的变化而保持相对稳定,这表明不同气候条件下草地类型之间对放牧强度存在差异性响应.本文明确了基于高分辨率无人机遥感和机器学习技术在分析放牧强度对草地空间异质性影响方面的有效性,强调了精细的植物斑块分类系统有助于了解放牧活动对植被空间格局的决定性重塑作用.

关键词：北方草地连续放牧放牧强度空间异质性斑块连通性斑块化

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我国西部天然草原植物真菌病害调查研究

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草地学报 2025年

作者：许玲玲刘佳奇薛龙海李春杰兰州大学草种创新与草地农业生态系统全国重点实验室/草地微生物研究中心/草地农业科技学院中国林业科学研究院生态保护与修复研究所/草原中心

为了解西部天然草原植物真菌病害的种类及分布特征，本研究于2021-2023年7-9月，在甘肃、宁夏、四川典型草原区采集发病植株1728份，分离培养获得2717株真菌，结合形态学和ITS序列鉴定，筛选3株代表菌株通过多基因（RPB2/TUB2/TEF1）鉴... 详细信息

为了解西部天然草原植物真菌病害的种类及分布特征，本研究于2021-2023年7-9月，在甘肃、宁夏、四川典型草原区采集发病植株1728份，分离培养获得2717株真菌，结合形态学和ITS序列鉴定，筛选3株代表菌株通过多基因（RPB2/TUB2/TEF1）鉴定，并测定致病性。结果表明在科水平上最多的真菌为亚隔孢壳科（Didymellaceae）（704株），其次为暗球腔菌科（Phaeosphaeriaceae）（226株）；在属水平上，Didymella，Neoascochyta和Parastagonospora真菌属具有广泛的寄主范围，分别占总体的7%、4%和4%；筛选出的3株代表性菌株MQ42，N25和N72分别为D. pomorum，N. cylindrispora和P. nodorum，其中P. nodorum致病力最强；还发现了全球草原植物病害新记录28种。本研究完善了国内天然草原的真菌病害数据库，对促进我国天然草原生态系统的健康和可持续发展具有重要价值。

关键词：天然草原真菌病害代表性菌株致病性

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青藏高原高寒草地土壤速效氮矿化能力对温度和有机肥添加的响应

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草业科学 2024年第5期41卷 1048-1056页

作者：郭雅婧李辉鹏张其斌白璐张伟陈宝林桑建辉李渊沈禹颖甘肃省高新技术创业服务中心甘肃兰州7303013 甘肃省子午岭林业管理局合水分局甘肃庆阳745400 兰州大学草地农业科技学院/草种创新与草地农业生态系统全国重点实验室/甘肃庆阳草地农业生态系统国家野外科学观测研究站甘肃兰州730020

青藏高原高寒草地土壤氮素矿化是影响全球碳氮循环和草地生态系统演替的关键过程。本研究通过不同温度(5、15和25℃)和有机氮添加梯度(0、15、45和75 kg·hm^(−2))的室内培养试验,测定土壤氮矿化速率、矿化势以及矿化反应速率常数... 详细信息

青藏高原高寒草地土壤氮素矿化是影响全球碳氮循环和草地生态系统演替的关键过程。本研究通过不同温度(5、15和25℃)和有机氮添加梯度(0、15、45和75 kg·hm^(−2))的室内培养试验,测定土壤氮矿化速率、矿化势以及矿化反应速率常数对处理的响应,旨在探究温度和有机肥添加对青藏高原高寒草地土壤速效氮供应能力的影响。结果表明:土壤氮素矿化量随温度的升高而增加,25℃下明显高于15和5℃;有机氮添加(15~45 kg·hm^(−2))显著提高了土壤铵态氮的矿化量,继续增加至75 kg·hm^(−2)时,氮素矿化能力降低;土壤氮矿化速率随培养时间的增加先增加后降低,添加有机氮可以增加高寒草地土壤氮素矿化速率,在氮素添加量为45 kg·hm^(−2)时达到峰值;温度决定了高寒草地土壤氮素矿化势,对矿化速率常数k没有明显影响。综上所述,添加15~45 kg·hm^(−2)有机氮及较高的温度条件有利于提高青藏高原高寒草地土壤速效氮的矿化能力,这为高寒草原地区的草地管理和有机肥施用提供了理论依据。

关键词：高寒草甸氮素添加有机氮氮素矿化速率氮素矿化潜力室内培养温度

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感离蠕孢叶斑病多花黑麦草叶际微生物群落结构与多样性分析

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草地学报 2025年

作者：龙嘉惠许玲玲张哲崔华嵬刘佳奇薛龙海兰州大学草种创新与草地农业生态系统全国重点实验室/草地微生物研究中心/草地农业科技学院中国林业科学研究院生态保护与修复研究所/草原中心

为探究多花黑麦草（Lolium multiflorum）感染离蠕孢叶斑病后叶际微生物群落结构和多样性的变化，本研究通过人工接种离蠕孢Bipolaris sorokiniana孢子悬浮液的方法制备离蠕孢叶斑病多花黑麦草，收集感病与健康多花黑麦草叶片，采用高... 详细信息

为探究多花黑麦草（Lolium multiflorum）感染离蠕孢叶斑病后叶际微生物群落结构和多样性的变化，本研究通过人工接种离蠕孢Bipolaris sorokiniana孢子悬浮液的方法制备离蠕孢叶斑病多花黑麦草，收集感病与健康多花黑麦草叶片，采用高通量测序研究多花黑麦草感病后叶际微生物群落结构和多样性差异。结果表明叶际群落结构差异显著，病叶叶际真菌、细菌的物种丰富度及多样性高于健康叶片。感病后叶际优势细菌门为变形菌门，优势真菌门为子囊菌门。功能预测发现黑麦草感病后的潜在致病性表型显著增加，其中变形菌门对致病性表型贡献较大，并且变形菌门在各组中的丰度差异与致病性表型变化趋势一致。本研究为植物叶际微生物对病原菌感染的响应机制提供理论依据。

关键词：多花黑麦草离蠕孢叶斑病叶际微生物群落多样性高通量测序

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草地生态系统保护、修复与功能提升的关键科学问题

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中国科学基金 2024年第4期38卷 658-667页

作者：朱剑霄尚占环蒋胜竞师研冯琦胜赵新全辛晓平闫玉春苏艳军贺金生兰州大学草种创新与草地农业生态系统全国重点实验室草地农业科技学院兰州大学草种创新与草地农业生态系统全国重点实验室生态学院青海大学省部共建三江源生态与高原农牧业国家重点实验室中国农业科学院农业资源与农业区划研究所中国科学院植物研究所

草地占我国国土面积的27.6%,在保障我国生态安全中发挥着重要作用。本文梳理了我国从单一追求草地资源的物质生产功能，到生产和生态兼顾，再到目前的生态优先、多功能目标管理的发展历程，分析了草地保护与修复政策施力点及其在遏制草... 详细信息

草地占我国国土面积的27.6%,在保障我国生态安全中发挥着重要作用。本文梳理了我国从单一追求草地资源的物质生产功能，到生产和生态兼顾，再到目前的生态优先、多功能目标管理的发展历程，分析了草地保护与修复政策施力点及其在遏制草地退化中的作用，分析了我国草地修复过程中的乡土草种质资源、土壤养分和土壤微生物等制约因素，介绍了依靠自然过程，将退化草地恢复到生物多样性、稳定性与地带性群落接近的草地近自然恢复理念与途径；凝练了我国草地保护和修复亟需解决的关键科学问题。建议在新时代草地保护与修复政策的保障下，尊重自然、顺应自然、践行近自然恢复理念，引领新时代由植被到生态系统的草地保护与修复工作。

关键词：重点生态保护和修复工程退化草地乡土草种土壤养分土壤微生物近自然恢复

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