科研产出
不同大麦品种B-醇溶蛋白基因的克隆和序列分析
《分子植物育种 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：大麦醇溶蛋白是影响大麦食品加工、麦芽制备和饲用价值的主要因素之一。B-醇溶蛋白占总醇溶蛋白的70%～80%，对品质的贡献相对较大。本研究对来自不同国家和地区的18份大麦材料的B-醇溶蛋白基因进行了克隆和鉴定，共得到27个完整的基因序列，包括22个编码基因和5个假基因。经与GenBank注册的序列进行比对，它们之间的碱基相似度为79.6%～99.5%，说明这27个基因序列全部是新基因或等位变异。22个基因的推断氨基酸序列表明，其中18个基因含有8个保守的半胱氨酸残基，2个基因含有7个半胱氨酸，其余2个则含有9个半胱氨酸，这在大麦中是首次发现，其可能属于编码优质蛋白亚基的基因。研究结果将为进一步研究大麦醇溶基因的特征特性以及培育优质大麦品种提供理论参考。
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基于全基因组重测序的油莎豆InDel位点鉴定及分子标记开发
《种子 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：选取4种不同类型油莎豆种质资源进行全基因组重测序，以此全基因组水平鉴定油莎豆的InDel位点，并根据多态性InDel位点序列信息开发有效的分子标记。基于重测序数据与油莎豆参考基因组的序列比对，利用GATK和SAMtools软件共鉴定到321 271个InDel位点，在油莎豆各个scaffold上呈现高密度分布，其中93%以上位点呈现出杂合类型。通过4种油莎豆种质间InDel位点的多态性分析，发现98%的InDel位点不具有多态性，最终鉴定出6 036个多态性InDel位点。基于多态性InDel位点的插入/缺失序列长度分析，筛选出829个插入/缺失序列长度大于20 bp的多态性InDel位点，适用于开发可通过琼脂糖凝胶电泳检测的InDel分子标记。选择8个多态性位点进行InDel分子标记开发和琼脂糖凝胶电泳检验，结果表明，鉴定的多态性InDel位点真实可靠以及开发的InDel分子标记合适可用。本研究利用不同类型油莎豆种质鉴定出大量的多态性InDel位点，能够开发出适合、准确、有效的InDel分子标记，极大地丰富了油莎豆的分子标记资源，为油莎豆种质资源更加精确的评价、鉴定和利用提供可靠的技术支撑。
关键词： 油莎豆 种质资源 全基因组重测序 InDel位点 分子标记
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基于改进YOLO v7-tiny的玉米种质资源雄穗检测方法
《农业机械学报 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：针对玉米种质资源遗传多样性丰富导致雄穗大小、形态结构及颜色呈现较大差异，无人机搭载可见光传感器相比地面采集图像分辨率低，以及图像中部分雄穗过小、与背景相似度高、被遮挡、相互交错等情况带来的雄穗检测精度低的问题，提出了一种改进YOLO v7-tiny模型的玉米种质资源雄穗检测方法。该方法通过在YOLO v7-tiny中引入SPD-Conv模块和VanillaBlock模块，以及添加ECA-Net模块的方式，增强模型对雄穗特征的提取能力。利用自建的玉米种质资源雄穗数据集，训练并测试改进模型。结果表明，改进YOLO v7-tiny的平均精度均值为94.6%,相比YOLO v7-tiny提升1.5个百分点，相比同等规模的轻量级模型YOLO v5s、YOLO v8s分别提升1.0、3.1个百分点，显著降低了图像中雄穗漏检及背景误检为雄穗的发生，有效减少了单穗误检为多穗和交错状态下雄穗个数误判的情况。改进YOLO v7-tiny模型内存占用量为17.8 MB,推理速度为231 f/s。本文方法在保证模型轻量化的前提下提升了雄穗检测精度，为玉米种质资源雄穗实时、精准检测提供了技术支撑。
关键词： 种质资源 玉米雄穗 目标检测 无人机 可见光影像 YOLO v7-tiny
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西花蓟马FKBP6蛋白多克隆抗体制备、真核表达及亚细胞定位
《农业生物技术学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：西花蓟马(Frankliniella occidentalis)是为害全球农业生产的入侵害虫，通过探寻西花蓟马亲免素蛋白FK506-binding protein 6 (FKBP6)的生物功能，为防控西花蓟马挖掘新的靶标。本研究运用生物信息学分析西花蓟马FKBP6蛋白(GenBank No. XP＿026292958.1)，克隆FKBP6基因(GenBank No. XM＿026437173.1)，原核诱导表达FKBP6蛋白并制备其多克隆抗体，利用Bac-to-Bac杆状病毒系统表达FKBP6蛋白，借助荧光免疫(immunofluorescence, IF)标记和Western blot检测多克隆抗体及亚细胞定位。结果显示，氨基酸多序列比对与系统进化发育树分析发现，20种昆虫的FKBP6蛋白之间存在保守的区域，但只在种间亲缘性较高。利用杆状病毒系统在Sf9细胞内表达FKBP6蛋白，使用多克隆抗体经IF和Western blot检测显示，该抗体能与FKBP6蛋白发生特异性结合；亚细胞定位发现，FKBP6被定位到细胞质。本研究为FKBP6蛋白的生物功能研究提供分子条件。
关键词： 西花蓟马 FKBP6蛋白 抗体制备 Bac-to-Bac杆状病毒表达系统
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基于天然poIFN-α17突变的高活性猪干扰素α17m的制备及其体外抗病毒活性
《中国兽医学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：为获得高抗病毒活性的猪α亚型干扰素（porcine interferon α,poIFN-α）,将天然的poIFN-α17进行突变和合成，并将突变后的猪poIFN-α17基因命名为poIFN-α17m,合成poIFN-α17和poIFN-α17m基因后将其克隆入pVB220大肠杆菌表达载体，将该载体转化DH5α感受态细胞，进行温度诱导表达后，收集菌体进行SDS-PAGE。将表达的蛋白采用Ni琼脂糖凝胶纯化后，采用Western blot检测重组poIFN-α17和poIFN-α17m的反应原性，在PK-15细胞上检测其对VSV和PRV的抗病毒活性，检测重组poIFN-α17和poIFN-α17m蛋白对下游干扰素刺激基因（interferon stimulating genes, ISGs）Mx1、OAS1、ISG15的诱导激活作用。结果显示，成功构建了pVB220-IFN-α17和pVB220-IFN-α17m表达载体，实现了poIFN-α17和poIFN-α17m在大肠杆菌中的表达。该蛋白具有良好的反应原性，且重组poIFN-α17m在PK-15细胞上对水泡性口炎病毒（vesicular stomatitis virus, VSV）和猪伪狂犬病病毒（pseudorabies virus, PRV）的抗病毒活性明显高于天然的poIFN-α17,重组poIFN-α17m能有效激活ISGs的表达。
关键词： 猪干扰素α17m 大肠杆菌表达 干扰素刺激基因 抗病毒
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欧洲葡萄NF-YB3基因克隆与表达分析
《河南农业科学 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：为探究VvNF-YB3基因在葡萄生长发育和响应非生物胁迫过程中的功能，以无核白为试材，克隆得到了VvNF-YB3基因编码区序列，全长为624 bp，编码207个氨基酸，蛋白质等电点6.31，不稳定指数27.66，总平均疏水指数-0.738，为一酸性、稳定的亲水蛋白。通过生物信息学分析发现，VvNF-YB3基因位于10号染色体，含有1个内含子，编码蛋白质存在1个CBFD＿NFYB＿HMF结构域，与河岸葡萄NFYB3相似性最高。VvNF-YB3的二级结构中α-螺旋和无规则卷曲占比较高，三级结构为单体的螺旋-卷曲-螺旋，启动子中包含响应激素和胁迫的多个顺式作用元件。VvNF-YB3基因在葡萄的叶片、卷须、花、幼果和茎中均表达，且在成熟的叶片中表达量最高。PEG模拟的干旱、低温和高温胁迫均可影响VvNF-YB3基因的表达，VvNF-YB3为一胁迫响应基因。VvNF-YB3的互作蛋白大多是核因子Y家族的亚基，ERF、bHLH、ARF等27个转录因子可能调控VvNF-YB3基因的表达。由此推测，VvNF-YB3基因可能通过受到上游转录因子的调控并与其他NF-Y蛋白互作响应各种环境胁迫。
关键词： 葡萄 NF-YB3 基因克隆 生物信息学分析 表达分析
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内地棉区优势棉花资源评价及其在新疆棉花育种中的应用
《河南农业科学 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：为了综合利用内地棉区棉花资源，破解新疆棉花遗传基础狭窄、同质化严重等育种瓶颈难题，更好地培育适合新疆全程机械化的高产稳产棉花新品种，以160份内地棉区棉花资源为材料，在新疆库尔勒进行生物学性状鉴定，采用相关分析、聚类分析等指导新疆棉花育种亲本选配、系统选育，并应用GGE双标图对后代品系的丰产性、稳产性进行综合评价。结果表明，内地棉区棉花资源在新疆种植表现有地域性差异，来源地与新疆试点维度相近的生态区棉花资源有较好的适应性，其灰色聚类评估分也相应偏高。其中，78份优势棉花资源遗传变异丰富，在欧氏距离11.486处可划分为四大类群，以黄河流域棉区资源为主的第Ⅲ类群整体表现最好，可以作为新疆利用内地棉花资源的特征类群。主成分分析表明，第1主成分的特征值和方差贡献率最大，是与丰产性相关的综合因子，是综合衡量棉花资源优劣的依据。依据GGE双标图对以内地优势棉花资源为亲本的16个后代品系的丰产性、稳产性进行评价，优选出既高产又稳产的目标棉花品系M5。
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棘孢木霉与30%霜霉·嘧菌酯协同防治烟草镰刀菌根腐病
《中国烟草科学 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：为筛选防治烟草镰刀菌根腐病高效、安全的复配剂,采用菌丝生长速率法测定生防棘孢木霉Tr-0111、化学杀菌剂30%霜霉·嘧菌酯对尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)的毒力及两者的相容性,同时测定两者混配对尖孢镰刀菌的毒力系数,并通过盆栽试验评价其对烟草镰刀菌根腐病的防治效果.结果表明,30%霜霉·嘧菌酯和棘孢木霉Tr-0111对尖孢镰刀菌均具有较强的毒力,其EC50 值分别为 0.0643 mL/L、2.36×102 cfu/mL,且两者相容性好.除V30%霜霉·嘧菌酯∶VTr-0111=4∶6时无增效作用,其他 8个混配比例均具有增效作用,其中V30%霜霉·嘧菌酯∶VTr-0111=7∶3时增效比率最高,为 1.16,抑菌率为68.37%.盆栽试验结果表明,V30%霜霉·嘧菌酯∶VTr-0111=5∶5时,对烟草镰刀菌根腐病的防效最好,为 78.18%,其次为 7∶3和 1∶9,防效分别为 77.27%和 72.73%,均显著高于单一使用 30%霜霉·嘧菌酯和棘孢木霉Tr-0111.因此,可以将0.0643 mL/L 30%霜霉·嘧菌酯和2.36×102 cfu/mL棘孢木霉Tr-0111以5∶5比例混匀复配应用于烟田防治烟草镰刀菌根腐病,减少化学农药使用.
关键词： 烟草镰刀菌根腐病 尖孢镰刀菌 30 霜霉·嘧菌酯悬浮剂 棘孢木霉 复配
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基于RGB和CIELab预测紫苏叶片花青素含量
《中国农业科技导报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：为推进富含花青素的紫苏品种选育，指导逆境胁迫下的紫苏生产管理，以紫苏为研究对象，采集田间叶片并使用数码相机拍照，结合红绿蓝色彩空间（red green blue color space,RGB）和CIELab色彩空间（CIELab color space）2种图像色彩分析手段处理图片，与叶片花青素含量进行相关性和显著性分析，筛选出相关系数较高的色彩参数，建立单变量回归反演模型，最终综合建模得到预测效果最优的紫苏叶片花青素含量预测模型。结果表明，在RGB色彩空间中，红光标准化值（normalized redness intensity,NRI）、绿光标准化值（normalized greenness intensity,NGI）与花青素含量呈极显著相关，其中NGI的相关系数大于NRI。当叶片正反面色彩贡献比为2∶1时，NGI与花青素含量的相关性最大，相关系数为0.853 2。对比不同模型发现，以NGI为自变量建立的指数模型拟合效果最好，相关系数为0.838 1，决定系数（R2）达0.755 0。在CIELab色彩空间中，红度（a*）与花青素含量的相关性最好，且相关系数同样在叶片正反面色彩贡献比为2∶1时达最大，为0.735 6。基于a*建立的幂模型拟合效果最好，相关系数和R2分别为0.743 8和0.679 8。分别使用NGI模型和a*模型对叶片花青素含量进行估测，验证后发现a*模型的预测效果更好，准确性和稳定性更高，因此以a*模型为预测紫苏叶片花青素含量的最优模型。
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不同胁迫下郑麦0943的耐低氮高温特性研究
《河南农业大学学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：【目的】阐明小麦品种郑麦0943耐低氮高温的生理机制,为培育高产高效小麦新品种提供依据。【方法】以周麦18和矮抗58为对照,研究了正常、低氮、高温、低氮高温共同处理,对试验材料气体交换参数、叶绿素荧光参数、氮代谢相关酶活性、抗氧化酶活性、活性氧类物质和丙二醛（MDA）含量的影响。【结果】低氮对小麦光合生理的影响显著大于高温,不同小麦品种的耐低氮高温特性存在显著差异。3种逆境处理下,郑麦0943的光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、气孔导度（Gs）、PSⅡ最大光化学效率（Fv/Fm）,光化学猝灭系数（qP）,PSⅠ活性均显著高于周麦18和矮抗58,超氧阴离子生成速率、过氧化氢（H2O2）和丙二醛（MDA）含量均显著低于周麦18和矮抗58,表现出较好的耐低氮高温特性。郑麦0943的硝酸还原酶（NR）、谷氨酰胺合成酶（GS）和谷氨酸合成酶（GOGAT）,超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）活性均显著高于2个对照品种。【结论】低氮对小麦光合生理的影响显著大于高温,郑麦0943较2个对照品种具有更好的耐低氮高温特性,在逆境下具有较高的氮代谢相关酶和抗氧化酶活性,维持相对较高的光化学和碳同化效率。
关键词： 小麦品种 郑麦0943 低氮高温 光合作用 氮代谢 抗氧化酶
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