科研产出
玉米苞叶性状全基因组关联分析
《中国农业科学 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：【目的】苞叶是影响玉米机械直收籽粒的重要性状之一，挖掘与玉米苞叶性状显著关联的遗传位点及候选基因，可为玉米苞叶性状的遗传改良提供理论依据。【方法】以251份玉米自交系为试验材料，在2个环境下鉴定玉米苞叶数目、长度和包裹度，借助覆盖全基因组32 853个单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphisms,SNP）标记，利用多位SNP随机效应混合线性模型（multi-locus random-SNP-effect mixed linear model,mrMLM）进行全基因组关联分析，检测与3个苞叶性状显著关联的SNP位点，预测候选基因。【结果】3个苞叶性状在群体中表现出广泛的表型变异，变异系数为10.65%—40.60%；各性状在基因型、环境及基因型与环境互作均呈极显著差异，广义遗传率均大于80%。利用2个环境的表型数据及最佳线性无偏预测值，通过全基因组关联分析，共检测到92个与3个玉米苞叶性状显著关联的SNP位点，其中，与苞叶数目显著关联的SNP位点35个，单个SNP位点可解释1.48%—10.53%的表型变异，与苞叶长度显著关联的SNP位点33个，单个SNP位点可解释1.61%—21.79%的表型变异，与苞叶包裹度显著关联的SNP位点24个，单个SNP位点可解释2.17%—20.86%的表型变异。此外，未鉴定到同时与2个性状显著关联的SNP。92个SNP位点中有5个可同时在2个环境和最佳线性无偏预测值下被检测到，被认为是稳定的SNP位点，与前期研究相比，这5个SNP是新的遗传位点。参考关联群体的连锁不平衡衰减距离，利用5个稳定SNP位点，结合17个玉米自交系苞叶组织的qRT-PCR分析，筛选到3个玉米苞叶性状候选基因Zm00001d003850、Zm00001d033706和Zm00001d025612，分别编码BOI相关E3泛素蛋白连接酶、GeBP转录因子和未知功能蛋白。【结论】检测到92个与3个玉米苞叶性状显著关联的SNP位点，其中5个为稳定位点，预测了3个候选基因可能参与玉米苞叶性状的形态建成。
关键词： 玉米 苞叶性状 全基因组关联分析 优异等位变异 候选基因
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水田和旱地无人机飞播油菜适宜缓释肥用量
《农业工程学报 》 2025 EI 北大核心 CSCD
摘要：为明确无人机撒播油菜缓释肥适宜施用量，为飞播油菜增产节本施肥提供依据，该研究设置了水田和旱地大田试验，各设不施肥（CRF0）、常规施肥（CF）和专用缓释肥300、600、900和1 200 kg/hm2（CRF300、CRF600、CRF900和CRF1200）6个施肥处理，分析飞播油菜产量构成、氮素吸收和土壤养分对缓释肥用量的响应特征。结果表明：水田飞播油菜产量整体低于旱地，尤其低施肥水平下；水田土壤硝态氮含量较旱地降低84.4%，硝铵比降低93.4%。缓释肥用量增加可大幅提高水田飞播油菜产量，与CF相比：CRF1200显著增产32.4%（P<0.05），单株角果数和收获密度分别显著增加33.7%和65.4%（P<0.05），地上部生物量显著增加45.0%～98.2%（P<0.05），播种-蕾薹期作物生长速率显著提高78.6%～106.7%（P<0.05）。缓释肥900 kg/hm2及以下时单株角果数显著减少27.6%～63.2%（P<0.05），其中CRF300和CRF600各生育期地上部生物量、氮吸收量及作物生长速率均受到显著抑制（P<0.05）,CRF900角果至成熟期作物生长速率显著降低54.7%（P<0.05）；旱地飞播油菜产量随缓释肥用量增加呈先增后降，CRF900较常规增产24.7%（P<0.05），主要是油菜播种-苗期、角果期-成熟期作物生长速率显著提高25.0%和3.75倍。与CRF900相比，CRF300和CRF600苗期-蕾薹期作物生长速率平均显著降低74.6%,CRF1200角果期-成熟期作物生长速率显著下降了39.5%（P<0.05）。综上，旱地基施900 kg/hm2缓释肥可有效协调飞播油菜生长前、后期的土壤氮素供应与植株氮素吸收，保证成熟期充足有效的角果数和植株密度。水田缓释肥用量1 200 kg/hm2促进飞播油菜冬前氮素和干物质积累，最终提高群体有效角果数而实现增产。
关键词： 产量 干物质积累 缓释肥 飞播油菜 氮素吸收 土壤氮
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超大孔海绵体生物炭灭活大肠杆菌(Escherichia coli)研究
《生态与农村环境学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：发展高效杀菌技术对农产品产地环境微生物污染控制具有重要意义。传统杀菌技术存在稳定性和持续性不高、易产生消毒副产物、成本较高等难题。该研究开发了一种基于超大孔海绵体生物炭的新型杀菌方法，并研究了其消毒特性与机理。结果表明，体系条件对消毒效果有显著影响，超大孔海绵体柚子皮生物炭投加量和硫酸盐浓度提高，细菌灭活效率随之提高。当柚子皮生物炭投加量为4 g·L-1、硫酸盐浓度为50 mmol·L-1时即可实现细菌的快速灭活（1 h灭活99.81%,2 h灭活99.97%）。通过对比研究柚子皮生物炭体系与柚子皮体系、椰壳生物炭体系的杀菌效果及孔径分布，发现此方法中柚子皮生物炭的超大孔结构与细菌尺寸相适配，能较好地捕集细菌或将捕集的细菌接触式灭活。柚子皮生物炭体系与无硫酸盐体系、氯盐体系及滤液体系杀菌效果的对比研究结果表明，柚子皮生物炭和硫酸盐溶液混合后可能会溶出具有杀菌作用的芳香性酚类或酮类化合物等化学物质，进一步提高杀菌效果。研究可为土壤等产地环境生物污染高效消毒技术创新提供参考方法。
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基于高通量测序的青花菜KASP标记开发与应用
《核农学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：为提高青花菜分子标记辅助育种水平，本研究基于高通量测序数据开发了70组KASP标记，并采用KASP检测平台对43份青花菜试验材料进行分型，根据分型结果筛选出分型效果好、多态性高的标记，用于指纹图谱构建、遗传关系确定和纯度鉴定。结果表明，70组KASP标记中，未分型成功有3个，未分型材料>5份有13个，多态性差的有6个，分型成功48个（成功率68.6%）。48个标记中，多态性信息含量（PIC）值≥0.30的标记有37个（占比77.08%），其中PIC值为0.37的标记数量最多，为11个，0.38的标记有3个。将48个标记的分型结果转化为二元编码数据，获得了43份青花菜育种材料的SNP-DNA指纹图谱。聚类分析结果发现，Br05与其他材料的遗传关系较远；Br12和Br19、Br33和Br34之间遗传系数均为100,Br14和Br32的遗传系数为99，表明两两间为同一株系的可能性大，这与在田间的表型观察结果基本一致。10组标记对30株Br19的一致性进行鉴定，发现纯度值区间为83.3%～96.7%，说明Br19株系间存在差异；采用10组标记对亲本Br19、Br35和杂交种F1(Br19×Br35)进行基因分型，结果有5个标记（SNP07、SNP09、SNP10、SNP11和SNP19）在三者间的分型结果不同，可用于杂交制种田F1(Br19×Br35)种子纯度鉴定。本研究结果对青花菜种质资源鉴定、分子标记辅助育种与新品种保护具有重要的应用价值。
关键词： 高通量测序 竞争性等位基因特异性PCR 指纹图谱 纯度鉴定 分子标记
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冷等离子体处理对盐地碱蓬黑色种子发芽及幼苗叶片生理指标的影响初探
《植物资源与环境学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：为促进盐地碱蓬[Suaeda salsa(Linn.) Pall.]黑色种子发芽和幼苗生长，以盐地碱蓬品种‘沿海碱蓬1号’(‘Yanhai Jianpeng No. 1’)为材料，以未经过冷等离子体处理(0 W)的种子为对照，对100、200、300、400和500 W冷等离子体处理3 min后‘沿海碱蓬1号’黑色种子部分发芽指标及幼苗叶片生理指标进行比较，并对处理功率与各指标进行相关性分析。结果表明：各处理组的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数、苗长、根长、可溶性糖含量和超氧化物歧化酶活性以及100、200和300 W处理组的过氧化氢酶活性均显著(P<0.05)高于对照组，而各处理组的平均发芽时间、丙二醛含量和过氧化物酶活性以及400和500 W处理组的过氧化氢酶活性均显著低于对照组。冷等离子体处理功率与发芽势、根长和可溶性糖含量显著正相关，与丙二醛含量显著负相关。综合分析认为，100～500 W冷等离子体处理3 min可有效促进盐地碱蓬黑色种子发芽，增强幼苗的抗氧化能力，其中300 W冷等离子体处理效果最佳。
关键词： 冷等离子体 盐地碱蓬 种子发芽 生理指标 相关性分析
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秸秆基质块育秧对水稻幼苗生长生理及产量的影响
《中国农业大学学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：为探究应用秸秆基质块（Straw matrix block, SMB）育秧对水稻幼苗生长及产量的影响，使用改性秸秆纤维为原料制备的SMB为育秧基质，以基质土为对照（CK），测定水稻幼苗壮秧指数、叶绿素含量、根系活力、根长、表面积、根体积、抗氧化酶活性及产量构成等指标，并分析育秧过程中SMB释放的酚酸单体化合物的规律及对水稻秧苗生理指标的影响。结果表明：育秧周期（26 d）内，SMB的发芽指数（GI）可达72.39%，根系活力达244.52μg/（g·h），总根长较CK升高51.93%，根系发达。在第4天时，SMB幼苗根系中超氧化歧化酶（SOD）和谷氨酸合酶（GOGAT）活性、丙二醛（MDA）含量均出现最大值，分别达到1 840.13 U/g、735.26 U/g和16.84 nmol/g，随后呈现逐渐下降趋势；而可溶性蛋白（SP）表现上升趋势，在第26天时达到16.11 mg/g。育秧过程中SMB释放的酚酸单体以对香豆酸（37.61～42.91μg/g）、反式阿魏酸（13.54～20.15μg/g）、香草醛（2.39～4.62μg/g）和4-羟基苯甲酸（1.17～1.78μg/g）为主；SMB秧龄14 d时的幼苗根中的SOD活性和MDA含量均显著低于CK；第4和14天的幼苗根系GOGAT活性比CK分别高29.70%和18.07%(P<0.05)；第20―26天的秧苗根系可溶性蛋白含量升高31.73%(P<0.05);SMB释放的反式阿魏酸与水稻幼苗根系GOGAT活性呈显著负相关（P<0.05）；使用SMB育秧能显著提高水稻有效穗、千粒重、理论和实际产量。综上，秸秆基质块（SMB）对水稻幼苗茎基宽、壮秧指数、可溶性蛋白、根系形态及产量等指标均具有显著的促进作用，适用于规模化水稻育苗生产。
关键词： 秸秆基质块 水稻秧苗 酚酸 根系形态 生理指标 抗氧化酶活性
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江苏葫芦科作物上瓜类褪绿黄化病毒的发生及其分离物全基因组序列分析
《江苏农业科学 》 2024 北大核心
摘要：为了分析瓜类褪绿黄化病毒（cucurbit chlorotic yellow virus, CCYV）在江苏省葫芦科作物上的分布情况、发生趋势以及变异情况，本研究对疑似感染CCYV的葫芦科样本进行采集，覆盖了江苏省8个地区的7种常见葫芦科作物，通过RT-PCR方法对病样进行了分子鉴定，并对在泰州采集的黄瓜分离物CCYV-JSXH进行分段克隆与测序，拼接获得CCYV的全基因组序列后对其进行了序列比对和进化分析。检测结果显示，在建湖采集的西葫芦样本、泰州兴化和南京江宁地区采集的黄瓜样本均有CCYV感染。序列拼接与比对结果显示，分离物CCYV-JSXH的RNA1序列与目前已经公布的各个分离物基因组序列相似度在99.58%以上，在进化树上与山东西葫芦分离物聚为一支；其RNA2序列与各分离株的相似性为99.47%以上，在进化上与广东分离物聚为一支。本研究结果表明，CCYV可能由多个途径传入江苏，并已经扩大蔓延到江苏省多个地区和多种寄主上，对该病毒的监测防控已逐渐扩大为葫芦科作物生产中亟待解决的突出问题之一。
关键词： 瓜类褪绿黄化病毒 分布 分子鉴定 基因组 系统进化分析
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基于CRISPR/Cas9技术构建猪KLF4基因敲除细胞系及其对细胞活性的影响分析
《中国畜牧兽医 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：【目的】试验旨在利用CRISPR/Cas9技术构建Krüppel样因子4（Krüppel-like factor 4,KLF4）基因敲除的猪小肠上皮细胞，并探究KLF4基因敲除对于细胞活性和细胞周期的影响。【方法】在猪KLF4基因转录本第1外显子区域设计3条sgRNAs（sgRNA1、sgRNA2和sgRNA3）,经退火形成的双链DNA与线性化pGK1.1载体连接，产物转化大肠杆菌Top10感受态细胞进行鉴定，并将重组载体转染至猪小肠上皮细胞（IPEC-J2）。PCR扩增敲除位点附近序列，并通过测序判断sgRNA敲除效率；利用CruiserTM Enzyme酶切鉴定阳性细胞克隆，通过TA克隆测序鉴定敲除序列；利用Western blotting检测基因敲除细胞中KLF4蛋白表达情况。利用CCK-8和流式细胞术检测KLF4基因敲除后细胞活性和细胞周期的变化。【结果】重组载体测序结果显示，sgRNAs与pGK1.1成功连接。分析敲除效率发现，3个sgRNAs均可对靶序列进行敲除，其中sgRNA3有较高的敲除效率。PCR产物经CruiserTM Enzyme酶切筛选出2个阳性单克隆细胞。TA克隆测序分析发现，KLF4基因2个等位基因序列分别缺失116和137 bp。Western blotting结果表明，KLF4基因敲除细胞中未见KLF4蛋白表达。细胞活性及细胞周期分析显示，敲除KLF4基因极显著抑制了细胞活性（P＜0.01）,并导致G0/S细胞周期阻滞。【结论】本研究利用CRISPR/Cas9技术构建了KLF4基因敲除的IPEC-J2细胞，且KLF4基因敲除可抑制细胞活性，并引起G0/S细胞周期阻滞。KLF4基因敲除细胞可为进一步探究KLF4基因功能及分子机制提供材料。
关键词： 猪 KLF4基因 CRISPR/Cas9技术 细胞活性 细胞周期
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莲藕腐败病导致藕节组织结构变异的显微观察研究
《植物病理学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：莲藕是我国栽培面积最大、最重要的水生蔬菜。随着种植规模的扩大及栽培制度和栽培方式的单一化，莲藕病害问题日趋严重，其中莲藕腐败病危害最大也最难防治。目前国内外对镰刀菌引起莲藕腐败病致病机理方面的研究较少，本研究基于莲藕地下茎的发病症状，从微观和超显微层面揭示病害发生后地下茎及其维管束组织的变化。石蜡组织切片观察表明，随着病程的发展，发病组织会出现越来越多的被甲苯胺蓝染成深色的坏死细胞，而且这些细胞围绕维管束出现，越靠近维管束其数量越多，分布越密集。为了进一步揭示病原菌侵染对维管束的影响，本研究又利用光学显微镜和扫描电子显微镜对病藕藕丝进行观察，结果表明，随着病变程度加深，藕丝表面原本光滑紧凑的结构变得粗糙松散，且表面附着大量瘤状凸起物以及其它可能的代谢附着物。这些变化势必影响维管束内水分和养分的疏导，最终造成植株地上部分表现失水萎蔫的症状。本研究结果揭示了病害症状发生的细胞生物学机制，并为今后抗性品种的选育提供理论依据。
关键词： 莲藕腐败病 镰刀菌 致病机理 组织学 扫描电子显微镜 莲藕丝
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低氮处理对玉米早期发育胚乳中氨基酸水平和转录组的影响
《植物遗传资源学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：氮素是影响玉米生长发育、产量和籽粒品质形成所必需的营养元素。为挖掘早期发育的玉米胚乳响应低氮胁迫的关键基因，揭示玉米胚乳抵御低氮胁迫的生理响应及分子机制，本研究在低氮和足氮处理下，对授粉后第6天的自交系B73玉米胚乳进行氨基酸含量、氨基酸衍生物含量分析和转录组测序。生理测定表明，低氮胁迫下，玉米胚乳中10种氨基酸或氨基酸衍生物含量升高，其中苏氨酸、β-氨基异丁酸、组氨酸、β-丙氨酸、赖氨酸含量升高程度最大，其升高范围介于71.1%～153.1%；而其余21种氨基酸或氨基酸衍生物含量降低，其中鸟氨酸、胱氨酸、天冬酰胺、苯丙氨酸、α-氨基丁酸含量下降程度最大，其下降程度范围介于51.6%～65.8%。转录组测序结果表明，与足氮处理相比，低氮胁迫下玉米胚乳中鉴定到3185个显著上调和2612个显著下调的差异表达基因。进一步检测到参与氮代谢途径和氰基氨基酸代谢途径的差异表达基因分别为12和9个，AP2/ERF-ERF、b ZIP、WRKY差异表达转录因子家族成员分别为20、10和21个。这些候选基因可能是玉米胚乳抵御低氮胁迫响应的重要基因资源，其为玉米胚乳应答低氮胁迫的分子机制及耐低氮玉米新品种培育奠定基础。
关键词： 玉米 低氮胁迫 氨基酸及其氨基酸衍生物 转录组测序 氮代谢 氰基氨基酸代谢 转录因子
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