科研产出
二系杂交小麦研究进展
《科学通报 》 2025 EI 北大核心 CSCD
摘要：小麦是全球重要的主粮作物之一,随着全球人口的不断增长,提高小麦产量以确保粮食安全已成为紧迫任务.杂种优势利用被认为是提升小麦单产的关键途径.近年来,基于光温敏雄性不育系的小麦二系杂交技术取得了显著进展,并成功推动了杂交小麦的产业化应用.本文综述了光温敏雄性不育(photo-thermosensitive genic male sterility,PTGMS)种质的发现、光温转化特征、遗传机制,以及其在不育系选育、恢复系创制、强优势杂交种创新、规模化制种技术和示范推广等方面的科研进展.此外,本文还提出了二系杂交小麦未来发展的科技创新与产业化建议,指出传统育种、生物技术、智能农机等多技术手段的融合将是推动二系杂交小麦创新与产业化发展的重要方向.
关键词： 二系杂交小麦 光温敏雄性不育 杂种优势 产业化应用 科技创新
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具身智能农业机器人关键技术与发展趋势
《农业机械学报 》 2025 EI 北大核心 CSCD
摘要：全球农业智能化转型背景下，传统农业机器人面临非结构化环境、作业对象不确定性及控制参数时变等技术瓶颈，导致农业机器人实用效果差，产业化落地困难。具身智能作为实现通用人工智能的关键路径，为突破上述瓶颈提供了新范式。本文系统阐述具身智能理论驱动的农业机器人技术体系与发展路径，创新性构建“感知-决策-模拟-进化-诊断”五位一体研究框架。具体而言：具身感知聚焦开放环境场景理解、作业目标主动感知及多模态融合感知；具身决策涵盖端到端导航、大模型驱动的机械臂操作及多机协同算法；具身模拟着力于高保真场景重建、生成及虚实迁移技术；具身进化整合无监督学习、强化学习及模仿学习机制；具身诊断构建作业状态监测与质量评估体系。最后，展望未来发展方向，为农业4.0时代的农业机器人智能化升级提供理论支撑与技术路线。
关键词： 农业机器人 具身智能 基础模型 大语言模型 多模态感知 强化学习
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光谱技术在种子健康检测中的应用研究进展
《种子 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：种子是农业生产的“芯片”,种子健康状况直接影响农作物的产量与品质。目前种子健康检测主要通过分离培养、免疫学、分子生物学等技术方法，存在对样品具破坏性、检测周期长、人员专业技术要求高等限制因素。近年来，快速无损、安全高效的光谱技术在植物病害识别、食品微生物快速检测等领域陆续得到应用，这一方法基于不同物质光谱反射与吸收特征反映分子化学信息，结合图像特征获得形态颜色信息进行判别，为种子健康检测提供了新思路。通过介绍光谱技术应用于检测的原理，综述了光谱技术在种子携带昆虫、真菌、细菌和病毒检测中的研究进展，对技术难点与未来发展方向进行探索，以期为种子健康无损检测技术发展和智能化种子检测体系构建提供参考。
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基于AuNPs/MoS2-COOH-MWCNTs的电化学适配体传感器用于检测赭曲霉毒素A
《传感器与微系统 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：赭曲霉毒素A（OTA）是一类重要的真菌毒素，对其进行灵敏、高效的检测非常重要。制备了OTA的电化学适配体传感器，并通过金纳米粒子（AuNPs）以及二硫化钼（MoS2）与羧基化多壁碳纳米管的复合材料（MoS2-COOH-MWCNT）修饰电极，增强电极的检测性能。在最优化条件下，该传感器检测OTA的线性范围为1～300 nmol/L,检出限为13.3 pmol/L。利用该传感器检测玉米种子样品中的OTA含量并进行加标回收实验，回收率在90.04%～106.36%。该电化学适配体传感器有望在检测OTA的污染方面发挥重要作用。
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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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