科研产出
基于株高和主茎节数的大豆抗旱性全基因组关联分析
《大豆科学 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：为探究大豆基于株高抗旱系数(drought resistance coefficient based on plant height, DCPH)和主茎节数抗旱系数(drought resistance coefficient based on number of main stem nodes,DCNS)的抗性遗传基础，本研究选取由113份大豆品种(系)组成的自然群体作为研究材料，在全生育期干旱胁迫和正常供水条件下测定了株高和主茎节数，分别计算两种类型的抗旱系数，并利用全基因组关联分析技术(Genome-Wide Association Study, GWAS),挖掘与大豆株高和主茎节数抗旱性相关的基因和位点。结果显示：利用1 882 531个SNP标记进行GWAS分析，DCPH显著关联的位点全部位于9号染色体上，而DCNS显著关联的位点全部位于6号染色体上。进一步分析确定了DCPH和DCNS的候选基因区间，分别筛选出41个与DCPH相关的候选基因和15个与DCNS相关的候选基因。这些基因可能参与大豆生长发育的调控、激素信号传导、细胞分裂和生长等过程。本研究不仅为深入解析大豆抗旱性的分子机制提供了重要线索，还为培育抗旱性强的大豆品种提供了宝贵的基因资源。
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人工智能在木质纤维素酶工程中应用的研究进展
《动物营养学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：木质纤维素是植物细胞壁的主要成分,是地球上最丰富且可再生的生物质资源,其富含多糖,具有开发为家畜饲料资源的潜力巨大.但木质纤维素紧密复杂的结构限制了家畜对其的消化利用.利用微生物及其分泌的酶系降解木质纤维素,具有低能耗、少污染、高环境兼容性等优势.通过深度学习和机器学习等人工智能技术,可高效地从酶序列和酶结构中提取关键特征并进行性能预测,能够有效解决传统酶工程实验费时、耗力的问题.本文综述了人工智能在木质纤维素生物降解领域中酶工程应用方面的研究进展,以期为木质纤维素在饲料资源开发及绿色生物制造领域的研究与应用提供参考.
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南方水稻黑条矮缩病毒的检测及遗传多样性分析
《东北农业大学学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：为明确南方水稻黑条矮缩病在海南省发生情况及其病原——南方水稻黑条矮缩病毒（Southern rice black-streaked dwarf virus,SRBSDV）变异情况，采用RT-PCR方法对海南省5个地区表现为矮缩和叶色浓绿症状的154份水稻样品进行检测。结果表明：SRBSDV平均检出率为50.12%。对其中7份样品的SRBSDV外壳蛋白（Coat protein,CP）基因序列进行克隆和遗传多样性分析，7条CP序列核苷酸和编码蛋白氨基酸序列一致性分别为99.51%～99.82%和99.23%～99.72%，与NCBI数据库中获取的其他15条SRBSDV分离物的CP基因核苷酸和氨基酸序列一致性分别为97.82%～99.83%和97.50%～99.21%。构建系统发育进化树发现，SRBSDV CP基因序列与来自中国（中国的江苏），（登录号：HQ916872）和越南（登录号：KM454846）序列聚为一簇，亲缘关系较近。遗传距离分析显示，7条序列与中国（中国的江西）分离物（登录号：JQ927009）的遗传距离为0.002～0.005，差异不显著。
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小麦播种机电气系统的PLC故障诊断与卷积神经网络优化
《农机化研究 》 2025 北大核心
摘要：小麦播种机电气系统通过传感器和控制器实时监测土壤条件、气象变化和作物生长状况,实现农田精细管理和作业,电气系统的正常运行对保障农田作业的效率和产量至关重要.为了提高小麦播种机电气系统的可靠性和故障诊断效率,基于PLC技术,结合卷积神经网络(CNN),建立了一种高效的电气系统故障诊断模型.该模型基于PLC传感器数据作为输入,CNN通过学习数据中的模式和特征,自动提取和分析传感器数据中的关键特征,高度准确地识别不同故障模式,通过使用大量历史故障数据和正常运行数据对模型进行训练与验证.测试结果表明:基于PLC的CNN模型在故障预测中的MSE仅为 0.061 5、RMSE为 0.207 8、MAPE为 0.005 1,相较传统BP 神经网络模型(MSE为 0.590 0、RMSE为0.803 7、MAPE为 0.025 6)在预测精度方面有显著提升;但是 CNN 模型的预测耗时较长(187.82 s),相比 BP 模型(160.71 s)增加 17%,仍在可接受范围内.因此,采用基于CNN的故障诊断模型,可以对小麦播种机电气系统进行迅速而准确的故障检测,不仅能够预防潜在故障导致的生产中断,还有望提高作业效率、减少资源浪费.
关键词： 小麦播种机 电气系统 PLC故障诊断 卷积神经网络优化
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硅菌协同对盐碱地土壤理化性状、水稻生长及产量的影响
《江苏农业科学 》 2025 北大核心
摘要：为解决黑龙江省西部地区盐碱地水稻种植过程中存在的有效分蘖少、长势差、产量低等问题，通过施用硅肥+生物菌肥，探究硅菌协同对盐碱地土壤的改良效果和水稻生长发育的影响。以松粳48号为供试品种，采用单因素随机区组设计，设2个处理，即处理(硅菌协同)、CK(常规对照)。结果表明，硅菌协同处理可提高盐碱地水稻分蘖动态，增加水稻分蘖数、株高及SPAD值；极显著提高穗粒数和产量，较CK处理2年分别增加5.02%、14.42%和12.38%、15.22%;在分蘖期和齐穗期显著或极显著提高土壤钙离子、镁离子、钾离子、硫酸根离子、碳酸氢根离子含量，降低钠离子含量；土壤有机质含量升高，在分蘖期、齐穗期、成熟期较CK处理2年平均增加11.81%(分蘖期)、10.53%(齐穗期)、16.56%(成熟期);土壤全盐量、碱化度、pH值、电导率均低于CK处理。通过对盐碱地水稻施用硅肥+生物菌肥，不仅减少常规化肥用量，且对土壤改良效果有了显著提升，同时可提高水稻的分蘖数量和产量，对盐碱地改良起到重要作用。
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葡萄UDP-糖基转移酶家族的全基因组表征、进化和表达分析
《食品科学 》 2025 EI 北大核心 CSCD
摘要：为了全面掌握葡萄糖基转移酶（VvUGT）家族基因的基本信息，筛选调控山葡萄花色苷生物合成的候选UGT基因，本研究通过VvUGT的全基因组鉴定、理化性质测定、系统进化、染色体定位、基因结构与基序表征对VvUGT家族进行生物信息学分析，基于GEO数据库芯片平台（GSE36128）进行VvUGT的表达分析，选择不同遗传背景的3个葡萄品种（‘左山一’‘左红一’和‘赤霞珠’）果皮作为实验材料，通过对果实转色过程中花色苷和VvUGT表达的分析，初步筛选参与山葡萄花色苷积累的VvUGT。结果表明，葡萄UGT家族有230个成员，分为16个组（A～P组），蛋白成员主要分布在叶绿体、细胞核和细胞质中，其基因分布在除chr10外的18条染色体上，该家族基因的内含子个数在1～6之间，所有基因均含有PSPG结构；组织表达分析表明VvUGT在欧亚种葡萄‘Corvina’中的表达具有组织特异性和时空特异性；花色苷分析结果表明3个品种葡萄果皮花色苷的含量和糖基化成分组成差异明显，转录组分析表明在果皮转色过程中呈现高表达水平的85个VvUGT基因表达模式在葡萄品种和生长时期上均表现出显著差异，通过相关性分析筛选出Vitvi15g01073.t01、Vitvi15g01643.t01和Vitvi17g00753.t01(5GT)可能在山葡萄花色苷生物合成中发挥作用。本研究提供了VvUGT基因家族的完整信息，筛选出可能参与山葡萄花色苷生物合成的UGT基因，揭示了其在葡萄皮糖基化中的潜在作用，可为进一步研究候选基因在山葡萄花色苷合成中的功能提供理论依据，为山葡萄品种改良及提升山葡萄酒色泽稳定性奠定基础。
关键词： 葡萄 尿苷二磷酸糖基转移酶 基因家族 生物信息学分析 表达分析
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应用CRISPR/Cas9技术对五指山猪GHRHR基因的编辑
《东北农业大学学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：生长激素释放激素受体（GHRHR）表达于垂体细胞表面，调节垂体生长激素合成与分泌，对动物生长发育发挥重要调控作用。为深入了解GHRHR对五指山猪生长发育的影响，通过CRISPR-ctRNP体外酶切试验，筛选出切割效率达27.3%的1条gRNA用于构建CRISPR/Cas9表达载体。转染五指山猪肾细胞后，经流式分选富集到编辑效率高达100%的细胞群体作为供体细胞，进行体细胞核移植；再将250枚克隆胚胎转移至5头代孕母猪输卵管中，最终1头代孕母猪成功妊娠，分娩3头克隆仔猪均为GHRHR双等位基因编辑个体；编辑均导致GHRHR基因产生移码突变，可导致蛋白翻译提前终止，丧失生物学功能。最终仅有1头GHRHR编辑五指山猪存活，该个体60日龄时，体质量较野生型个体平均体质量下降23.4%。研究结果在五指山猪中实现GHRHR基因高效编辑，为培养微型宠物猪及解析GHRHR的调控功能提供理论依据。
关键词： 五指山猪 生长激素释放激素受体 基因编辑猪 CRISPR/Cas9
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外源γ-氨基丁酸促进低氮胁迫大豆幼苗生长及氮素吸收的生理途径
《植物营养与肥料学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：[目的]明确淋浇外源γ-氨基丁酸(GABA)促进低氮胁迫下大豆幼苗生长的生理途径.[方法]选用不结瘤大豆(引自中国农业科学院,编号WDD01795,简称L)及其结瘤突变体(L-M,自然突变获得)为供试材料,进行沙培试验.以Hoagland营养液(N 14.5 mmol/L,CK)为对照,设置N 2.9 mmol/L的低氮胁迫营养液处理(LN),和添加 5 mmol/L GABA的低氮胁迫营养液处理(LN+GABA).大豆材料首先在浇灌清水条件下生长至V1 期(记为第 1 天),剥去子叶,连续淋浇 3 天处理营养液,然后在正常营养液中继续生长 30 天.在处理后的5、10、15、20 天,分别取植株和根系样品,称量生物量和记录生长形态指标,测定无机氮、有机氮含量,氮代谢酶活性.[结果]与CK相比,LN显著抑制了结瘤和不结瘤大豆生长相关生理和形态指标.与LN相比,LN+GABA处理显著提高了处理后第 20 和 30 天结瘤和不结瘤大豆株高、茎粗、叶面积、根长、根体积、叶干重、茎干重、根干重和生长速率,处理后 30 天结瘤大豆的平均生长速率的增幅为 36.53%,不结瘤大豆为52.44%;LN+GABA处理提高了根、茎、叶中NO3-、NH4+、可溶性蛋白和游离氨基酸含量,以及根系和叶片中氮同化和氮代谢关键酶硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸合酶(GOGAT)、谷氨酸脱氢酶(GDH)、谷氨酸-草酰乙酸转氨酶(GOT)和谷氨酸-丙酮酸转氨酶(GPT)活性,并且处理后第 20 和 30 天结瘤大豆品种根、茎、叶氮素积累量平均提升幅度分别为 42.35%、22.05%、41.70%,不结瘤大豆则分别为 23.56%、34.23%、30.97%;显著提高了叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素和类胡萝卜素含量,以及光合参数中净光合速率、气孔导度和蒸腾速率,降低了胞间二氧化碳浓度.[结论]淋浇GABA可提高大豆氮同化关键酶活性,促进大豆植株氮素积累和主要含氮化合物含量提高,改善地上部光合色素含量、光合参数,进而促进氮胁迫下大豆幼苗生长,且外源GABA对低氮胁迫下不结瘤大豆吸收、同化和利用氮素的促进效果优于结瘤大豆.
关键词： 大豆 低氮胁迫 γ-氨基丁酸 氮素积累 光合参数 幼苗生长
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由大丽轮枝菌引起的马铃薯黄萎病的研究进展
《中国植保导刊 》 2025 北大核心
摘要：黄萎病对马铃薯的产量和品质造成严重影响，综述了由土传病原真菌大丽轮枝菌（Verticillium dahliae）引起的马铃薯黄萎病的研究进展，主要包括大丽轮枝菌的形态特征、基因组结构、侵染过程与致病因素，以及针对该病的马铃薯抗性品种选育、化学防治、生物防治、农业防治等防控技术，并基于当前防控该病过程中遇到的主要问题，提出防控技术未来的发展方向，即以病原菌—寄主互作机制为核心，融合多学科技术手段，构建绿色、高效并可持续的综合防控体系。
关键词： 马铃薯 大丽轮枝菌 黄萎病 微菌核 发病规律 防控技术
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青贮玉米种子油分含量遗传分析
《草业科学 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：高油分含量青贮玉米(Zea mays)是重要的反刍动物粗饲料，开展油分含量性状的遗传研究具有重要意义。以油分含量性状差异显著亲本系BY4944和DNF34-2构建的304株DH系作为研究群体，对油分含量进行描述性统计、遗传力计算、最少基因对数估计、遗传模型预测和性状调控基因间互作方式的综合遗传分析。结果显示，青贮玉米种子油分含量性状呈标准正态分布，其变异系数为18.25%，遗传力为86.68%，最少基因对数为8.43，调控基因间无互作，由4对表现为正向加性效应的主基因控制。表明油分含量性状遗传多样性较高，变异速度较快，改良潜力较大，可以作为品种改良的重要指标。本研究结果可为青贮玉米种质鉴定及遗传育种提供参考，为下一步青贮玉米种子油分含量调控基因挖掘奠定基础。
关键词： 玉米 数量性状分析 油分含量 主+多混合遗传分析 混合遗传模型 主基因遗传力
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