科研产出
小麦TaPIP1基因克隆及其在花药开裂中潜在功能分析
《作物学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：二系杂交小麦育种是小麦产量提高的重要途径之一。光温敏雄性不育小麦生殖生长过程中花药的发育及开裂情况直接影响杂交小麦的制种效率和产量。植物花药的开裂与脱水活动紧密相关。水通道蛋白（aquaporins,AQPs）是高效转运水分及特异小分子的膜内在蛋白,其中质膜内在蛋白（plasma membrane intrinsic proteins,PIPs）在水分的吸收与外排中发挥着重要作用。为进一步了解水通道蛋白在小麦光温敏核雄性不育系花药开裂中的作用提供理论基础。本研究以不育系BS366花药的cDNA为模板,克隆获得了TaPIP1基因。利用生物信息学软件对TaPIP1进行分析,该基因包含一个879 bp的开放阅读框,编码292个氨基酸。TaPIP1的启动子区存在赤霉素、脱落酸、茉莉酸和光等响应元件。TaPIP1属于MIP超家族,具有典型的NPA保守结构域,亚细胞定位于细胞质膜与核膜上。miRNA互作预测发现TaPIP1受tae-miR1131与tae-miR408的剪切抑制,表明TaPIP1可能和与植物的抗氧化能力相关。通过蛋白互作预测及qPCR实验,表明TaPIP1可与热激蛋白（heat shock protein 90, TaHSP90）相互作用,在高温和干旱复合胁迫下,参与花药细胞壁膨压调控,进而调控花药的开裂。
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河北省黄瓜主产区不同种植年限土壤理化性质变化规律
《北方园艺 》 2022 北大核心
摘要：以河北省8个县设施黄瓜主产区不同种植年限的土壤为研究对象,采用田间调查和室内分析相结合的方法,调查研究不同地区主要根层土壤(0~40 cm)的理化性质变化规律,分析其与种植年限的关系,以期为区域设施黄瓜科学水肥管理提供参考依据.结果表明:8个地区根层土壤养分均出现过量积累现象,尤其乐亭县最为严重,硝态氮含量达278.20 mg·kg-1、有效磷含量 186.10 mg·kg-1、速效钾含量734.73 mg·kg-1、pH 6.85、电导率值769.97 μS.cm-1.随种植年限增加,设施黄瓜根层土壤孔隙度、团粒体含量均有明显的下降趋势,种植年限10年以上的根层土壤pH较10年前呈降低的趋势;除永清县大棚土壤有盐渍化的趋势外,其他地区土壤没有出现盐渍化.膜下沟灌使土壤趋于酸化,膜下滴灌使根层土壤可溶性盐含量增加.
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基于Mask R-CNN的番茄植株整枝操作点定位方法
《农业工程学报 》 2022 EI 北大核心 CSCD
摘要：针对工厂化番茄智能化整枝打叶作业需要,研究了基于Mask R-CNN模型的整枝操作点识别定位方法,以期为整枝机器人的精准操作提供依据.鉴于丛生植株中主茎和侧枝茎秆目标随机生长、形态各异,结合植株在不同生长阶段、远近视场尺度和观测视角等条件下的成像特征,构建了温室番茄植株图像样本数据集.采用学习率微调训练方法,对Mask R-CNN预训练模型进行迁移训练,建立了主茎和侧枝像素区域的识别分割模型.在对视场内同株相邻主茎和侧枝目标进行判别基础上,提出基于图像矩特征的茎秆中心线拟合方法.以中心线交点为参考,沿侧枝进行定向偏移,实现对整枝操作点图像坐标的定位.最后,通过测试试验评估该方法对目标识别和定位的效果.试验结果表明,模型对番茄主茎和侧枝目标识别的错误率、精确率和召回率分别为0.12、0.93和0.94,对整枝操作点平均定位偏差与对应主茎像素宽度的比值为0.34,模型对于近景仰视图像中目标的识别和定位效果优于其他视场的图像.该研究可为整枝机器人视觉系统的研发提供技术依据.
关键词： 农业;机器人;番茄整枝;植株茎秆;Mask R-CNN
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引起我国甜樱桃叶斑病的间座壳菌种类鉴定
《植物保护学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：为明确引起我国甜樱桃叶斑病的病原菌种类,于2019年在北京市、四川省、山东省和辽宁省对与已报道的其他叶斑病症状明显不同的一种甜樱桃叶斑病进行调查并采集病叶,通过组织分离法进行病原菌分离纯化,结合形态学特征和多基因(ITS、EF1-α、TUB2和CAL)系统发育分析对病原菌的种类进行鉴定,并采用离体叶片接种法进行致病性测定.结果显示,新发现的这种甜樱桃叶斑病通常从叶边缘产生圆形或不规则灰褐色病斑,病斑周围具黄色晕圈,有时形成穿孔.从病样中共分离纯化得到10株单孢系菌株,结合其菌落形态、分生孢子形态和大小等,以及多基因系统发育分析结果,最终将10株菌株鉴定为甜樱间座壳Diaportheeres(5株)和大豆间座壳D.sojae(5株),致病性测定结果显示甜樱间座壳和大豆间座壳对甜樱桃叶片均具有致病性,完成柯赫氏法则验证.
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植物转录因子AP2/ERF家族蛋白结构和功能的研究进展
《生物技术通报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：AP2/ERF(APETALA2/ethylene responsive factor)转录因子家族均含有1-2个由60个左右的氨基酸所构成的AP2/ERF结构域.按照AP2/ERF结构域的个数以及是否含有其他结构域,将其分为AP2(APETALA2)、乙烯响应因子(ERF)、脱水响应元件结合蛋白(DREB)、RAV和Soloist五个亚家族.该家族在植物生长发育以及响应生物胁迫和非生物胁迫等方面起重要作用.概括了AP2/ERF转录因子的结构功能特点,以及近年来AP2/ERF家族蛋白参与植物生长发育以及对逆境响应等方面的进展,为该类转录因子今后的研究提供帮助.
关键词： AP2/ERF 转录因子 激素 生长发育 逆境胁迫
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异色瓢虫色斑亚型差异性研究进展
《中国生物防治学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：异色瓢虫Harmonia axyridis（Pallas）是农业和林业上一种重要的捕食性天敌昆虫，对蚜虫、叶螨、蚧壳虫等农林害虫具有很强的捕食能力。除了作为捕食性天敌昆虫受到广泛的关注外，其鞘翅色斑多样性也是昆虫遗传学和生理学的研究热点。异色瓢虫鞘翅主要由黑色或黄色作为底色，镶嵌以黄色或黑色点状色斑，根据鞘翅底色可以将其简单分为黑底型和黄底型。本文综述分析了异色瓢虫不同色斑亚型个体之间差异性的研究成果，从地理分布、生物学特性、环境适应度、捕食能力、选型交配、耐受性等方面进行了阐述。为异色瓢虫规模化繁育、人工释放技术提供了较为全面的参考因素。另外，从遗传机制和生理通路方面，综述了异色瓢虫种内色斑多样性形成的内在原因。经典的“镶嵌显性遗传”理论和新近发现的转录因子Pannier调控机制是异色瓢虫产生色斑多样性的重要遗传机制。以多巴胺为核心的黑色素合成途径是异色瓢虫体壁黑化的主要生理通路。此外，从异色瓢虫人工繁育、释放应用以及作为研究种内表型多样性的模式昆虫等方面，展望了未来的研究方向。
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菊苣的基因组大小估算及基因组调查测序
《草地学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：菊苣(Cichoriumintybus L.)是一种多年生、药食同源的植物,既可作为蔬菜种植,也可作为优质牧草推广应用.本研究对'将军'(K042)这一具有较高饲用价值的菊苣牧草品种展开物种鉴定、染色体计数、基因组大小估算、调查测序及初步组装研究.系统进化分析表明,K042跟生菜的亲缘关系较近.染色体计数结果显示,K042体细胞有18条染色体(2n=18);流式细胞术实验结果显示,K042的基因组大小约为1170.00 Mb;二代Illumina HiSeq测序分析进一步估算K042基因组大小约为1424.00 Mb.K042基因组的杂合率为1.12%,重复序列含量为73.56%.K042基因组具有高重复、高杂合的复杂特征.根据基因组测序结果对K042展开基因组组装工作,组装后基因组大小为823.36 Mb,重叠群N50长度约为1.03 kb,本研究结果可为将来菊苣分子生物学和遗传育种研究提供重要的基因组学基础参考数据.
关键词： 菊苣(Cichoriumintybus L.) 全基因组测序 流式细胞术 K-mer分析
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基于改进粒子群的农田W SN路由优化方法
《计算机工程 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：农田无线传感器网络(WSN)应用环境复杂,影响网络传输的因素包括环境变化、作物生长等.路由协议作为网络数据采集过程中的重要环节,其能耗优化是近年来农田WSN领域的研究热点.传统的能耗优化路由算法多数只针对静态网络环境,难以适用于动态变化的农田监测场景.为此,提出一种基于改进粒子群(PSO)的路由优化算法RD-PSO.将不同的路由传输路径抽象为粒子,根据农田网络能耗、剩余能量、网络传输跳数、链路质量等关键因子构建适应度函数,以提高路径寻优的环境适应性.同时,针对PSO路由随机初始化时迭代效率低的问题,采用反向探测方法确定网络节点的初始化拓扑位置,缩短初始位置与最优解的距离,从而提高算法的收敛速度.实验结果表明,相较ELMR、EEABR和MR-PSO路由算法,RD-PSO算法具有更快的收敛速度,在网络生命周期、能耗均衡效果以及平均传输跳数等方面性能较优,其能提高路由算法在农田动态场景中的适配性.
关键词： 农田无线传感器网络 路由算法 路径动态选择 粒子群算法 能耗优化
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基于磁性ZIF-67纳米材料的QuEChERS-超高效液相色谱-串联质谱技术同时检测小麦中17种真菌毒素
《食品安全质量检测学报 》 2022 北大核心
摘要：目的 以磁性ZIF-67纳米材料为净化剂,建立一种QuEChERS-超高效液相色谱-串联质谱法（ultra performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry, UPLC-MS/MS）同时测定小麦中17种真菌毒素的方法。方法 样品经乙腈-水-柠檬酸（80:19:1,V:V:V）溶液提取,采用自制的Fe3O4@ZIF-67磁性纳米材料作为QuEChERS吸附剂进行净化,对提取条件、缓冲盐的选择、材料用量因素进行优化,并对建立的方法进行方法学评价。结果 在一定范围内, 17种真菌毒素线性良好（r~2≥0.9983）,定量限（limits of quantification,LOQs）在0.1～10.0ng/mL之间,平均回收率在80.2%～103.0%之间,相对标准偏差（relative standard deviations, RSDs）为2.1%～8.4%。结论 该方法简便、准确,可满足小麦中17种真菌毒素的检测需要。
关键词： 磁性ZIF-67纳米材料 真菌毒素 QuEChERS 超高效液相色谱-串联质谱法 小麦
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京科甜608在不同贮存条件下品质指标及保护酶活性变化
《玉米科学 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：以京科甜608为试验材料,设置3个贮存条件(4℃冷库、12℃冷库和25℃空调房),研究其在不同贮存条件下品质指标和保护酶活性的变化特征,为甜玉米贮运提供理论依据和实践指导.结果表明,参试甜玉米采后贮存相关的14项单项指标间存在不同程度的相关性.不同贮存条件下比较,京科甜608在4℃、12℃和25℃条件下贮存21 d子粒含水量分别减少3.85%、5.13%和15.38%,果穗失重率分别上升15.16%、22.81%和64.61%,可溶性固形物含量分别减少10.88%、65.09%和70.07%,可溶性糖含量分别减少11.20%、54.13%和62.82%.通过对不同贮存条件下京科甜608子粒蒸煮感官品尝评分比较发现,4℃贮存15d以内,蒸煮感官品尝总分在80分以上;12℃和25℃贮存6 d以内,蒸煮感官品尝总分均在80分以上.通过对京科甜608不同贮存条件下过氧化氢酶(CAT)活性和丙二醛(MDA)含量的比较得知,4℃、12℃和25℃条件下贮存21 d子粒过氧化氢酶(CAT)活性分别下降20.59%、44.12%和58.82%,丙二醛(MDA)含量分别增加26.04%、38.64%和244.27%.
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