科研产出
5个黍子育成品种耐盐性鉴定
《山西农业科学 》 2024
摘要：土壤盐渍化会影响农业可持续发展，造成生态失去平衡。培育耐盐植物是经济效益最大化和土壤改良效果最优的重要环节。研究旨在为黍子耐盐新品种选育提供鉴定指标，为盐碱地黍子品种的种植提供材料。以5个黍子育成品种为试验材料，基于不同浓度的中性混合盐（NaCl和Na2SO4），采用培养皿发芽方法，从芽鲜质量（SFW）、芽长（BL）、发芽指数（GI）、发芽势（GP）、根鲜质量（RFW）)、发芽率（GR）、根长（RL）、活力指数（VI）等8项农艺性状评估材料的耐盐程度。通过分析不同盐浓度下这5个黍子育成品种发芽势和发芽率的差异，结果发现，160 mmol/L为进行盐处理的最适浓度。在该浓度下，5份材料的8项指标变异丰富，变异系数分别为168.41%、48.12%、23.13%、15.11%、32.94%、18.90%、64.37%和123.53%。对8个指标进行相关性分析、主成分分析及综合评价D值综合评价，结果发现，SFW、BL、GI、GP和RFW等5项指标可作为黍子耐盐性评价的参考指标；5份材料耐盐性从强到弱依次为晋黍7号、龙黍19号、宁糜13号、齐黍1号和龙黍9号。
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糜子SBP基因家族全基因组鉴定及表达分析
《植物学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：SBP（squamosapromoterbindingprotein）家族广泛参与植物生长发育、信号转导及多种生理生化过程。从糜子（Panicum miliaceum）全基因组中筛选并鉴定到25个SBP基因。系统发育分析表明, PmSBP家族成员分为6个亚家族。同一亚家族成员具有相似的基因结构和保守基序。共线性分析表明,PmSBP与拟南芥（Arabidopsisthaliana）AtSBP和水稻（Oryzasativa）OsSBP分别形成7对和31对直系同源基因。顺式作用元件分析表明,PmSBP启动子区富含逆境胁迫、光反应及激素信号响应元件。基因表达模式分析表明, PmSBP基因表达具有明显的组织特异性、品种特异性及发育阶段特异性,表明SBP基因在糜子生长发育中发挥重要作用。研究结果为揭示SBP基因在糜子生长发育中的生物学功能奠定了基础,也为其它作物SBP基因研究提供了借鉴参考。
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飞蝗载脂蛋白对卵巢发育和脂质沉积的影响
《中国农业科学 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：[背景]脂质是生物体重要营养素之一,对于昆虫滞育、飞行、胚胎发育和能量调节至关重要.载脂蛋白(apolipophorin,apoLp)是昆虫脂蛋白颗粒的蛋白质部分,主要负责组织之间脂质转运.[目的]以世界性农业害虫飞蝗(Locusta migratoria)为研究对象,通过 RNA 干扰(RNA interference,RNAi)技术对其载脂蛋白生物学功能进行分析,探究载脂蛋白在飞蝗卵巢脂质运输中的作用,为害虫防治提供新的分子靶标.[方法]利用RNAi技术,分别对羽化后第1天(1 PAE,post adult eclosion)的成虫 2 个载脂蛋白基因(LmapoLp-II/I和LmapoLp-III)进行 dsRNA 注射,以 dsGFP为对照,每头注射15 μg dsRNA;分别解剖羽化后第 4、6、8 天的卵巢进行观察;取羽化后第 8 天的卵巢,以EF1α作为内参基因,采用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)方法检测沉默效率;利用脂质组学技术测定并分析对照和沉默LmapoLp-II/I后飞蝗卵巢脂代谢物差异,采用OPLS-DA模型的差异倍数(FC)、P值和VIP值相结合的方法筛选差异脂质;制备冰冻切片,利用Bodipy染色技术对沉默LmapoLp-II/I后飞蝗卵巢中性脂质的含量和分布进行观察;利用甘油三酯(triglyceride,TG)测定试剂盒,对沉默 LmapoLp-II/I后飞蝗卵巢总甘油三酯含量进行测定.[结果]与对照组相比,分别注射 dsLmapoLp-II/I和dsLmapoLp-III后,卵巢中靶基因的表达量均可被显著抑制,沉默效率分别为80.84%和92.89%;注射dsLmapoLp-II/I的飞蝗卵巢发育迟缓,而注射dsLmapoLp-III的飞蝗卵巢与对照组相同,均能够正常发育逐渐变大,颜色由白色逐渐变黄.沉默LmapoLp-II/I后,脂质组学分析共检测到 1 166 种上调代谢物和 1 384 种下调代谢物,其中 20 种甘油三酯显著下调;此外,总甘油三酯测定及Bodipy染色结果显示,卵巢总甘油三酯含量和中性脂质含量均较对照组显著降低.[结论]飞蝗LmapoLp-II/I是影响卵巢发育的主要载脂蛋白基因,其参与卵巢脂质的积累和运输.研究结果可为基于脂质运输基因为靶标的害虫防治提供理论依据.
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解磷菌协同秸秆替代磷肥对苦荞生长及产量和品质的影响
《作物杂志 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：为实现苦荞节磷栽培，采用盆栽试验，以苦荞品种晋荞6号为试验材料，设置秸秆[0g/kg土壤（J0）、4g/kg土壤（J1）]和有机磷降解菌Bacillus vallismortis gz4-1的菌液浓度[0（P0）、10~4（P1）、10~6（P2）、10~8（P3）、1010（P4） cfu/mL]两因素复合处理，以正常施肥为对照（CK），研究了有机磷降解菌B.vallismortis gz4-1与秸秆配施对苦荞生长及产量和品质的影响。结果表明，与不施秸秆相比，解磷菌―秸秆复合处理可显著提高苦荞根系质量、主根长、总根长和产量，且随着菌液浓度的增加表现为先升高后降低的趋势；解磷菌―秸秆复合处理以菌液浓度P2和P3效果较优，且在P2浓度下苦荞根系表面积、根系体积、茎粗、根系活力、酸性磷酸酶活性和果穗数达到最优生长值，但在P3浓度下苦荞根系鲜重和干重、主根长、总根长、株高、茎叶鲜重和干重、叶面积、单株粒重、千粒重、产量和黄酮含量达到最优生长值。另外，同CK相比，解磷菌协同秸秆替代磷肥在P2、P3解磷菌浓度时还可促进苦荞生产并显著提高产量。因此，推荐解磷菌―秸秆复合处理时的解磷菌较优接种浓度为10~6～108 cfu/mL。
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UPLC-MS/MS法鉴选枣胚败育发生的关键代谢物及激素
《植物生理学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：为深入了解枣胚发育过程中激素和代谢物变化,揭示枣胚败育发生的生理机制.本研究以胚低败育枣品种'灰枣'(H)和胚高败育枣品种'孔府酥脆'(K)幼胚为试材,采用超高效液相色谱-串联质谱(UP-LC-MS/MS)技术对2种材料发育不同时期胚的代谢物和激素差异进行分析.结果表明,从2个品种胚不同发育过程中共鉴定出744个代谢物,差异代谢物597个;同H品种相比,K品种在胚败育高峰期有283个差异代谢物,且与激素相关的差异代谢物主要富集在色氨酸代谢(Ko00380)、类胡萝卜素生物合成(Ko00906)、玉米素生物合成(Ko00908)、植物激素信号转导(Ko04075)、二萜类化合物生物合成(Ko00904)通路;从2个品种胚发育过程中共鉴定出27种激素,其中生长素类(ME-IAA、IAA、IAA-Glc)、细胞分裂素类(IPR、tZR、tZ、DH27G)、赤霉素类(GA15)、脱落酸类(ABA)与枣胚败育显著相关.本研究表明,枣胚败育可能与IPR、ABA、DHZ7G、GA15、ME-IAA含量以及酚酸类(pmb3055、Zmhn002422、Lmtn003441)、脂质类(Zmgn005057)、黄酮类(mws0789)物质合成密切相关,且相关激素和代谢物主要集中在Ko04075代谢通路上,为日后以降低枣胚败育率为目的的代谢通路靶向改造和激素调控提供依据.
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基于RNA-Seq筛选高粱低氮胁迫相关候选基因
《作物学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：研究低氮胁迫条件下不同高粱材料间的基因差异表达,为耐低氮型高粱品种选育和耐低氮胁迫的分子机制探究提供参考.选取2个耐低氮型高粱(BSX44和BTx378)为试验材料,设置正常和低氮胁迫2个处理,利用RNA-Seq技术对高粱苗期、抽穗期和开花期的基因表达进行分析,通过生物信息学对差异基因的生物学功能和代谢途径进行研究,筛选可能参与低氮调控的基因,了解氮高效基因型在氮素吸收利用过程中可能的分子途径.结果表明,在正常和低氮胁迫下,BTx378和BSX44在苗期分别筛选出 937个和 787个差异表达基因,抽穗期分别筛选出 1305个和 935个差异表达基因,开花期分别筛选出 1402 个和 963 个差异表达基因.对 3 个时期的差异表达基因进行鉴定,发现在苗期、抽穗期和开花期分别有 246、371 和 306 个基因在 2 个耐低氮高粱品种中共同差异表达,有 28 个基因在 2 个耐低氮品种的不同生育时期均差异表达,其中有 5 个基因上调表达,23 个基因下调表达;对共同差异表达基因的KEGG相关代谢通路富集分析,发现主要集中在氮代谢、丙氨酸,天冬氨酸和谷氨酸代谢、甘油磷脂代谢、氨基酸的生物合成等途径,表明耐低氮型高粱可能通过这些途径相关基因的表达影响其对低氮胁迫的耐受性.
关键词： 高粱 转录组测序 低氮胁迫 差异表达基因(DEGs)
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高淀粉酿造高粱新品种晋粱112号的选育
《中国种业 》 2024
摘要：晋粱112号是山西农业大学高粱研究所以河北承德市农林科学院（原河北承德地区农科所）引进的不育系承16A为母本，以通过组培育种技术选育的优良恢复系R111为父本，在山西农业大学高粱研究所东白试验基地选育而成，2023年通过农业农村部非主要农作物品种登记，登记编号为 GPD 高粱（2023）140102。2021-2022年晋粱112号2年适应性试验平均产量达9583.6kg/hm~2，比对照晋杂34号平均增产11.7%；生育期128.8d，幼苗绿色，芽鞘绿色，株高169.7cm，穗长30.9cm，穗纺锤形，中紧穗型，红壳褐粒，穗粒重85.5g，千粒重27.8g。该品种具有淀粉含量高、抗旱、抗丝黑穗病、丰产性好等优点，适宜在无霜期130d以上中晚熟地区（山西太原、晋中、长治，山东及新疆昌吉等）种植。
关键词： 高粱 杂交种 晋粱112号 组培 抗旱 高淀粉 选育
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基于55K SNP芯片的山西冬小麦种质资源遗传多样性分析
《中国农业科学 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：【目的】分析山西省冬小麦种质资源的遗传多样性演变规律，为山西省小麦育种的亲本选配和品种选育提供更丰富多样的原始亲本材料。【方法】以山西省冬小麦323份地方品种和105份育成品种为自然群体，利用55K SNP芯片对428份自然群体进行全基因组扫描，分析品种间的遗传多样性、遗传结构、主成分、遗传聚类及亲缘关系。【结果】SNP位点在21条染色体上的分布范围为329—1 639个，平均值为1 152个；7个部分同源群中的分布范围为2 154—3 852个，平均值约为3 456个；基因组的分布规律为：B基因组＞A基因组＞D基因组；基因组注释多态性标记，在基因间区分布最多，约占50%，分析表明，SNP位点在21条染色体、7个同源群和3个基因组上均有覆盖，但分布各异，多态性比率为45.60%。整个群体的平均观测杂合度（0.0185）均低于平均期望杂合度（0.4992），整个自然群体的香农-威纳指数和多态性信息含量的变化幅度不大。对比自然群体多样性各参数，发现群体的遗传多样性不高，育成品种的遗传多样性比地方品种略高。群体结构分析将群体分为2个类群，第Ⅰ类群307份材料，以地方品种为主；第Ⅱ类群121份材料，以育成品种为主。主成分和聚类分析均将自然群体分为5个类群，第Ⅰ类群品种间的遗传距离平均值为0.21831，变幅为0.00127—0.72461；第Ⅱ类群品种间的遗传距离平均值为0.14619，变幅为0.00038—0.76489；第Ⅲ类群品种间的遗传距离平均值为0.16521，变幅为0.00049—0.43033；第Ⅳ类群品种间的遗传距离平均值为0.17643，变幅为0.00118—0.60496；第Ⅴ类群品种间的遗传距离平均值为0.12039，变幅为0.00042—0.37032，可见，山西省冬小麦品种间的遗传距离变异幅度较大，但平均遗传距离值较低，聚类分群明显，类群中部分品种的遗传关系较近。经对比，第Ⅰ类群和第Ⅳ类群的平均遗传距离均要高于第Ⅱ类群、第Ⅲ类群和第Ⅴ类群，第Ⅰ类群和第Ⅳ类群的遗传距离变幅大于第Ⅲ类群和第Ⅴ类群，可知，育成品种的遗传距离普遍大于地方品种。【结论】利用55K SNP芯片对山西省冬小麦种质资源进行遗传多样性分析，明确了山西省冬小麦育成品种和地方品种在基因组层面上的遗传多样性分布特点，育成品种通过外源基因的导入有利于品种的遗传多样性提高，地方品种的遗传多样性相对较低，同时，极少数品种的亲缘关系呈两极分化，在后续利用时应合理地区分利用。
关键词： 小麦 地方品种 育成品种 遗传多样性 55K SNP
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山西谷子地方品种微核心种质构建
《山西农业科学 》 2024
摘要：构建山西谷子地方品种微核心种质,旨在为谷子目标性状精准鉴定与相关候选基因挖掘提供种质基础.在598份山西谷子核心种质的基础上,选取抽穗期、株高、节数、颈长、叶长、叶宽、穗长、穗粗、茎粗、单穗质量、穗粒质量、码数、码粒数、千粒质量和蛋白质含量等15个农艺、品质性状,使用QGAStation软件进行微核心种质构建抽样分析、全基因组重测序技术去除近缘种质,以构建微核心种质.结果表明,山西谷子地方品种微核心种质共包含322份种质资源.微核心种质与原始种质比较结果表明,各性状的均值与方差均没有表现出显著性差异,均值差异百分率与方差差异百分率均为0,极差符合率为98.36%,变异系数变化率为104.19%,遗传多样性指数变化率为94.81%.微核心种质较好地保留了原始种质的遗传变异,具有较高的变异度,同时具备较强的代表性.
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