科研产出
生物纳米孔分析技术用于食品污染物快速检测的研究进展
《分析测试学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：纳米孔分析技术是一种简单高效的单分子电化学分析方法，被广泛应用于DNA测序、分子传感、疾病诊断、环境监测等领域。相比于传统分析技术，纳米孔技术具有检测灵敏度高、分析速度快、设备便携、检测成本低等诸多优势，与现场快速检测的应用场景特别适配。近几年，将纳米孔分析技术应用于食品污染物快检的研究发展迅速，检测对象覆盖食源性病原菌，以及生物毒素、农药等小分子污染物，逐渐成为分析化学和食品安全领域新的研究热点。该文重点关注近5年来基于生物纳米孔的分析技术在食品污染物快速检测中的研究进展，包括纳米孔分析技术的基本原理，在食品中病原微生物和小分子污染物快速检测方面的最新研究成果，并对该方向未来的发展趋势进行了展望。
关键词： 生物纳米孔 基因测序 食品安全快检 食源性病原菌 生物毒素 农药残留 α-溶血素
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基于UPLC-MS/MS技术的黄瓜中吡噻菌胺和氟菌唑残留特征解析与风险评估
《食品科学 》 2025 EI 北大核心 CSCD
摘要：采用QuEChERS前处理方法结合超高效液相色谱-三重四极杆串联质谱技术，建立黄瓜中吡噻菌胺及其代谢物PAM、氟菌唑及其代谢物FM-6-1的多残留检测方法。该方法在0.1～100 ng/mL质量浓度范围内线性关系良好（R2>0.999），各目标物的最小检出含量均达0.01 mg/kg。在0.01、0.2 mg/kg和1.0 mg/kg 3个添加水平下，吡噻菌胺、氟菌唑及其代谢物的平均回收率和相对标准偏差完全满足农药残留分析要求。2023—2024年在全国12个黄瓜主产区（6个设施栽培区、6个露地栽培区）开展了规范的残留田间试验。试验选用28%吡噻菌胺·氟菌唑水乳剂，于黄瓜白粉病发生始盛期按有效成分84 g/hm2的剂量施药3次（施药间隔7 d）。施药后采集黄瓜样品检测，结果显示安全间隔期2～3 d后，吡噻菌胺和氟菌唑在设施和露地黄瓜中的残留含量分别为0.03～0.04、0.02～0.03 mg/kg；消解动力学分析表明，两种农药在黄瓜中的降解均符合一级动力学特征，其中吡噻菌胺的半衰期为1.1～1.5 d，氟菌唑为1.1～1.9 d。膳食风险评估采用风险商法，结合我国居民膳食消费数据和农药登记使用情况，计算结果表明：普通人群对吡噻菌胺和氟菌唑的国家估算每日摄入量分别为0.228 7 mg和0.109 7 mg，其风险商分别为3.6%和4.4%，均远低于100%的安全阈值。黄瓜中吡噻菌胺和氟菌唑的残留水平对消费者健康风险完全可控。本研究为吡噻菌胺和氟菌唑的科学使用和膳食安全评价提供了科学依据。
关键词： 黄瓜 吡噻菌胺 氟菌唑 代谢物 农药残留 膳食风险
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山东枣园三刺角蝉Tricentrus sp.种群发生动态及枣疯病植原体检测
《果树学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：【目的】明确枣园枣疯病潜在介体昆虫优势种群及其种群发生动态，为预防枣疯病大面积蔓延提供科学依据。【方法】2024年在山东省费县明金家庭农场枣园，对可能传播枣疯病的枣园害虫进行筛查，结合形态观察和分子方法对优势物种进行鉴定；通过黄色粘虫板诱捕法对该优势物种种群发生情况进行监测；利用枣疯病植原体巢式PCR技术对枣园网捕目标物种样品进行检测。【结果】一种优势种角蝉种群数量较大，鉴定结果为三刺角蝉属(Tricentrus sp.)。对其在枣园的种群发生动态进行系统监测，发现该害虫种群在9月底达到高峰，然后迅速下降，但11月后数量有所反复。进一步分析发现，三刺角蝉的发生与枣园内杂草的分布密切相关，提示杂草可能在其种群动态中起到关键作用。枣疯病植原体巢式PCR检测结果发现，22.22%的采集样品携带枣疯病植原体，表明该物种可能是枣疯病的潜在传播媒介昆虫。【结论】首次确认枣园内一种潜在传毒的三刺角蝉，为害虫的监测与预警提供了理论依据，建议通过及时清理杂草和控制三刺角蝉的发生，有效降低枣疯病的传播风险。研究结果为枣园的病虫害综合防治提供了重要参考。
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基于纳米磁珠介导的狼尾草花粉管通道转化法体系的建立
《草业学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：近年来纳米磁珠介导的遗传转化体系克服了传统转基因方法需组织培养再生的问题，能够缩短转基因植物培育周期，适用范围广泛。目前狼尾草尚未建立纳米磁珠介导的转化体系，且现有遗传转化体系尚不成熟。为建立纳米磁珠介导的狼尾草花粉转化体系，本研究以‘丽秋’狼尾草为材料，分析了‘丽秋’狼尾草花粉转染的最适温度和处理时间、纳米磁珠负载能力、杂交授粉和转基因株系筛选等纳米磁珠介导转化的关键环节。结果表明：与12、16和25℃处理相比，4和8℃下狼尾草花粉的活力较高。开孔转染时间0.5～2.0 h的花粉开孔率无显著差异，不同开孔转染时间下的花粉活力无显著差异，故选择了0.5 h为转染开孔时间。用转染后的花粉对‘丽秋’狼尾草进行授粉，随机挑选了自然结实获得的150粒种子。播种后利用80 mg·L-1潮霉素进行筛选，之后经PCR检测和GFP荧光蛋白观察，获得了7株转基因植株。本研究建立了狼尾草纳米磁珠介导的花粉管通道转化法体系，5个月左右可以获得转基因苗，转化率达4.66%，为狼尾草遗传转化和分子改良提供了新的可行方案。
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多组学联合解析红色玫瑰香型葡萄品种转色过程中单萜和花色苷积累规律
《中国农业科学 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：【目的】分别从代谢和转录水平解析葡萄果实转色过程中单萜和花色苷积累规律，探讨花色苷和单萜时空合成机制，为鲜食葡萄果实单萜化合物和花色苷合成调控提供理论依据。【方法】以‘瑞都红玉’葡萄果实为试材，于转色前5 d开始取样，直至转色40 d后结束。采用常规方法测定果实样品可溶性固形物及可滴定酸含量；利用顶空固相微萃取结合气相色谱与质谱联用技术（HS-SPEME-GC-MS）测定果实中单萜类组分和含量的变化；用分光光度计法测定葡萄果实总类黄酮、总花色苷的含量；同时，采用转录组测序和实时荧光定量PCR技术分析花色苷以及单萜化合物合成途径中关键基因的表达变化。【结果】随着葡萄果实转色过程的推进，‘瑞都红玉’果实中25种游离态和结合态单萜化合物主成分存在波动。大部分游离态单萜在转色20 d开始大量合成，至转色35—40 d达到最高水平。结合态单萜含量在转色30 d达到最高水平。结合态单萜含量高于游离态。而类黄酮在果实转色前已经大量合成积累；花色苷的合成伴随着果实转色启动，到转色20 d含量达到最高水平，随后略有下降。转录组测序共鉴定差异表达基因5 836个，不同发育时期间的差异表达基因数量不同，差异表达基因在苯丙氨酸合成、类黄酮合成和单萜合成等通路富集。其中，与单萜合成途径相关的差异表达基因14个，与花色苷合成途径相关的差异表达基因11个，这些基因表达模式分别与单萜和花色苷合成积累相一致。进一步相关性分析，筛选到24个转录因子与多个单萜和花色苷合成途径基因表达显著相关。【结论】红色玫瑰香型葡萄果实花色苷的合成启动早于香气化合物单萜的合成，两类化合物合成存在时空上的调控过程。单萜和花色苷积累与其合成途径中多个关键酶基因表达具有紧密相关性，它们的合成受各个基因转录水平的调控。
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破壁松花粉对镉中毒大鼠的保护作用
《食品工业科技 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：目的：研究破壁松花粉对镉中毒大鼠的保护作用。方法：雄性SD大鼠50只，随机分为对照组、模型组、松花粉低、中、高剂量组。模型组和松花粉各干预组每日腹腔注射氯化镉（0.2 mg/kg体重），松花粉低、中、高剂量组大鼠每日喂饲破壁松花粉1、2、3 g，持续28 d。观察并检测大鼠血液、肝脏、肾脏、股骨、睾丸、粪尿中镉、锌含量、相关理化指标与基因表达水平，以及组织形态学变化。结果：与对照组相比，模型组大鼠睾丸指数显著下降（P<0.05），血清、股骨、肝、肾、睾丸中镉含量均显著增高（P<0.05），大鼠肾脏和睾丸产生严重的组织形态学改变。松花粉各给药组可不同程度改善肾和睾丸的病理损伤，高剂量组效果优于低中剂量组。与模型组相比，高剂量松花粉干预后可显著提高染毒大鼠血清超氧化物歧化酶（Superoxide Dismutase,SOD）水平，降低脂质过氧化物（Lipid Peroxidation,LPO）水平（P<0.05），上调睾丸核转录因子E2相关因子2(Nuclear Factor Erythroid 2-Related Factor 2,Nrf2)、血红素加氧酶1(Heme Oxygenase 1,HO-1)和B细胞淋巴瘤/白血病-2基因（B-cell lymphoma-2,Bcl-2）表达水平，下调半胱氨酸-天冬氨酸蛋白酶-3(Caspase-3)基因表达（P<0.05），增加镉在粪尿中排出，显著减少镉在大鼠体内蓄积，增加锌水平（P<0.05）。结论：破壁松花粉可通过激活Nrf2/HO-1通路，提高机体抗氧化能力，同时增加锌的摄入，促进镉排出，有效降低镉对机体损害。
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利用纤维素降解菌提高秸秆还田效率的研究进展
《中国生态农业学报(中英文) 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：中国农业的繁荣发展产生了多样且数量庞大的秸秆资源。作为丰富的可再生生物资源之一,秸秆具备数量众多、种类繁多和分布广泛的特性。然而,如何高效利用秸秆资源已经成为一个亟待解决的问题,而秸秆还田目前就是一种有效的解决策略。自然环境下,秸秆的分解速度非常缓慢,其长期积累可能导致土壤肥力降低,严重的情况下会影响作物产量。大量研究表明,利用微生物处理秸秆是加速秸秆分解的有效方法。纤维素降解菌在这一过程中发挥关键作用,其高效的降解能力显著提升了秸秆还田效率,同时可减少土传病害的发生。本文聚焦于纤维素降解菌在提升秸秆还田效率中的核心作用,概述了纤维素降解菌的主要种类,并探讨了其在不同秸秆还田方式中的关键作用,主要是在直接还田和堆肥腐熟还田方面的研究现状及进展。同时,总结了在秸秆还田降解过程中通过添加微生物菌剂,对土壤理化性质、微生物群落动态变化以及土传病害等方面的影响。研究表明,多种细菌和真菌能够高效降解纤维素,但多集中于单一菌株的筛选与优化方面的研究。当前,利用高效纤维素降解菌株构建复合菌系,探索纤维素降解机制以发掘高效菌株,以及利用分子生物学手段强化菌株降解效能,明确其产酶基因,结合菌群互作关系分析,解析纤维素降解菌在生态系统中的功能模式,以实现秸秆高效降解与资源转化。然而,复合菌系的构建、土壤微生物群落的动态变化以及纤维素降解菌在土传病害防控中的作用机制等方面仍需深入探索。未来可深度融合生物信息学技术,定向优化纤维素降解菌,为秸秆还田的高效实施提供理论与技术支撑,为构建复合菌系,深入解析土壤微生物群落动态变化及防控土传病害机制提供思路和策略,以期提高秸秆还田效率,促进农业可持续性发展。
关键词： 秸秆还田 纤维素降解菌 微生物菌剂 堆肥腐熟 生防菌
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基于代谢组学的容德小黑鸡蛋黄和北京油鸡蛋黄特征品质分析
《食品科学 》 2025 EI 北大核心 CSCD
摘要：为明确不同产地特色鸡蛋的品质差异，本研究采用代谢组学技术，利用超高效液相色谱-串联质谱、气相色谱等方法，对培育品种容德小黑鸡蛋黄与地方品种北京油鸡蛋黄品质进行全面分析，结果表明，两种鸡蛋蛋形指数、蛋壳强度、蛋质量、哈氏单位、蛋壳厚度、蛋黄质量、蛋黄粗蛋白及蛋黄粗脂肪等指标均无显著差异。容德小黑鸡蛋黄（RDY）与北京油鸡蛋黄（BJY）的差异代谢物共293种，变量投影重要性值最大的是胡椒内酰胺A(P<0.05)，可作为区分2种鸡蛋黄潜在的标志性代谢物；京都基因与基因组百科全书通路分析显示2种蛋黄的差异代谢通路共5条，包括甘油磷脂代谢、亚油酸代谢、α-亚麻酸代谢、甘油脂代谢和花生四烯酸代谢，这些通路可通过代谢途径的重叠、信号传导及能量代谢影响脂肪酸种类和含量。甘油脂代谢通路、甘油磷脂代谢通路中1,2-二酰-sn-甘油-3-磷酸（1,2-distearoyl-sn-glycero-3-phosphocholine,PA）上调，促进了肉豆蔻酸、油酸、棕榈油酸、神经酸的积累，使其含量在RDY中显著高于BJY(P<0.05)。甘油磷脂代谢通路中PA上调，细胞会优先利用硬脂酸参与磷脂合成，从而减少硬脂酸的积累，使得RDY中硬脂酸含量显著低于BJY(P<0.05);RDY中亚油酸含量显著低于BJY(P<0.05)，而亚油酸是必需脂肪酸，作为亚油酸代谢通路的底物，其含量降低导致RDY亚油酸代谢通路中9(S)-羟基十八碳二烯酸下调。本研究可为河北省特色鸡蛋品牌建设与产地溯源提供数据支撑。
关键词： 蛋黄 代谢组学 超高效液相色谱-串联质谱 气相色谱 京都基因与基因组百科全书通路分析
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小麦PHY基因家族鉴定及热胁迫下表达分析
《中国农业科技导报(中英文) 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：植物光敏色素（phytochrome, PHY）不仅是光感受器接收光信号，还能够作为温度传感器响应环境温度的变化。为鉴定小麦PHY基因，采用生物信息学方法在小麦全基因组中进行鉴定，并对其理化性质、系统进化、基因结构、蛋白保守结构域、启动子顺式作用元件和基因表达特性等进行综合分析。结果表明，在小麦全基因组中共鉴定出9个TaPHY基因，随机分布在小麦6条染色体上；亚细胞定位预测这些蛋白均定位于细胞核内。系统进化分析将这9个TaPHY基因划分成3个亚类，同一亚类基因的结构和蛋白保守结构域相似度较高，推测其功能相似。顺式作用元件分析显示，TaPHY基因启动子区域存在多种光响应、激素响应顺式作用元件。此外，组织表达分析发现，不同TaPHY基因的表达丰度存在显著差异。结合耐热筛选和荧光定量检测发现，在热胁迫诱导下TaPHYA1和TaPHYC2的表达量先下调后上调，其他基因则呈现不同程度的下调表达趋势，推断TaPHY基因可能参与调控小麦耐热性。相关性分析表明，在耐热材料1-2-3中，TaPHYA3的表达与H2O2含量呈显著负相关；TaPHYC1的表达与超氧化物歧化酶（superoxide dismutase,SOD）活性呈极显著正相关；TaPHYC3的表达与SOD活性呈显著正相关。上述研究结果为深入解析TaPHY参与热胁迫响应机制提供了试验依据，也为小麦耐热品系筛选提供了重要功能基因资源。
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氮肥与生长调节剂对猫尾草春季分蘖生殖转化的影响
《中国草地学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：以岷山猫尾草为研究对象,通过田间施氮与叶面喷施生长调节剂,研究猫尾草春季分蘖茎尖内源激素含量变化及其对生殖转化的影响.结果表明:猫尾草春季分蘖生殖转化的关键期为3叶龄,分蘖形成初期,茎尖生长素与脱落酸含量相对较低且稳定,但赤霉素含量随叶龄增长快速上升,细胞分裂素含量明显降低.茎尖内源激素对猫尾草春季分蘖生殖转化有重要影响,赤霉素和细胞分裂素配施氮肥可有效提高春季分蘖茎尖活性赤霉素与细胞分裂素含量,其中,20 mg/L赤霉素配施40mg/L 细胞分裂素,以及20 mg/L赤霉素+80 mg/L细胞分裂素+90 kg/hm2氮肥配施,均可显著增加茎尖活性激素含量.另外,氮肥与生长调节剂配施可以显著增加茎尖活性赤霉素GA3含量,提高春季分蘖生殖转化率,其中,施氮180 kg/hm2+40 mg/L赤霉素+40 mg/L细胞分裂素配施对猫尾草春季分蘖生殖转化的调控效果显著.综上,氮肥与生长调节剂合理配施可显著增加猫尾草茎尖活性激素含量,有效提高春季分蘖生殖转化率.
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