科研产出
基于CRISPR/Cas9技术的牛乳腺上皮细胞全基因组敲除文库的构建
《畜牧兽医学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：旨在构建奶牛乳腺CRISPR/Cas9全基因组敲除细胞文库，用于筛选与奶牛泌乳、应激及疾病等相关的功能基因。本研究靶向牛全基因组蛋白编码基因，利用CRISPR/Cas9技术设计合成转录sgRNAs文库，克隆至慢病毒载体LentiCRISPR-V2,建立牛全基因组CRISPR/Cas9敲除质粒文库，并进行gEditing ScreeningTM文库测序验证；然后将敲除质粒文库进行慢病毒包装和滴度测定，感染牛乳腺上皮细胞（bovine mammary epithelial cells, bMECs）后经嘌呤霉素抗性筛选及RT-qPCR、Western blot技术确定最佳感染效果，最终通过高通量测序验证敲除细胞库中sgRNA覆盖率确定细胞文库质量。本研究构建的全基因组敲除质粒文库共靶向20 545个蛋白编码基因，包含61 237条sgRNA和3 062条牛基因组上无靶点的sgRNA;gEditing ScreeningTM质粒文库测序结果显示，全基因组质粒文库覆盖率为100%,均一性为2.35,测序深度为577×;进一步对质粒文库进行慢病毒包装，获得滴度为7.01×10～8 TU·mL-1的病毒液并感染bMECs,嘌呤霉素筛选14 d得到MOI=0.2、0.3、0.4、0.5的稳转细胞株，RT-qPCR、Western blot结果表明，MOI=0.2时感染效果最佳；高通量测序结果显示，细胞文库覆盖率为78.74%,碱基稳定、序列质量较高。综上所述，牛全基因组质粒文库、全基因组敲除细胞文库符合质量标准和试验需求，能为挖掘调控牛泌乳性状及乳腺健康的关键基因研究提供重要的细胞筛选平台。
关键词： 牛 CRISPR/Cas9 全基因组 敲除质粒文库 牛乳腺上皮细胞 敲除细胞文库
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江苏省鸡源沙门菌的分子流行病学特征分析
《江苏农业学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：为明确江苏省鸡源沙门菌的分子流行病学特征，本研究通过采集江苏省8市规模化养鸡场病鸡粪便样本1 641份，分离沙门菌，并使用微量肉汤稀释法测定沙门菌分离菌株对抗菌药物的敏感性，基于全基因组测序技术分析分离菌株的耐药基因、毒力基因的携带情况，通过鉴定沙门菌的抗原结构式判断分离菌株的血清型，通过多位点序列分型（MLST）和系统发育树分析江苏省沙门菌的流行特征。结果表明，从1 641份鸡粪样品中共分离出266株沙门菌，分离率为16.21%;分离菌株对氨苄西林和磺胺甲口恶唑的耐药率较高，分别为56.39%和55.64%;多重耐药菌占比为53.38%。携带sul2、blaTEM-1和tetA等耐药基因的菌株比例较高，分别为59.40%、56.77%和39.10%。分离菌株的多位点序列分型（MLST）共鉴定出21种ST型，其中ST11型占比高达49.62%。血清型以肠炎、鸡白痢、鼠伤寒和印第安纳为主。分离得到的沙门菌共分为5个遗传进化分支，相同的养殖场分离株之间遗传进化关系比较接近，不同养殖场分离株的遗传关系较远。本研究结果为江苏省鸡源沙门菌的精准防治提供了依据。
关键词： 鸡源沙门菌 流行病学 血清型 多位点序列分型 耐药基因 毒力基因
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干旱对土壤微生物呼吸热适应影响的研究进展
《应用生态学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：全球气候变化引发的干旱通过改变土壤微生物呼吸的热适应性，对碳循环产生复杂影响，既可能增加碳排放形成正反馈效应，也可能促进碳固存产生负反馈效应。本文综述了干旱对土壤微生物呼吸热适应的影响，并深入分析其类型与影响机制，总结现有研究成果及其争议点。干旱主要通过改变土壤团聚体结构、有机碳分子形态以及微生物群落组成等，显著影响土壤微生物的热适应性。由于不同气候区、生态系统类型及土壤条件的差异，干旱对微生物呼吸热适应性的影响呈现出区域异质性和复杂性特征。未来研究应注重模拟自然环境下的试验设计，采用多种类型的有机底物（如纤维素、草酸、木聚糖等）以获取更为准确的试验数据，并深入探讨干旱与其他环境因子（如CO2浓度升高、紫外线辐射增强和氮沉降等）之间的协同作用，揭示其对微生物热适应性的综合影响。结合宏基因组学、DNA稳定同位素探针等高精度技术手段，进一步解析干旱调控土壤微生物呼吸热适应的微生物机制。
关键词： 干旱 增温 土壤有机碳 底物耗竭 微生物生活史策略
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淮猪与苏山猪骨骼肌转录组差异基因筛选
《中国畜牧杂志 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：为探索猪肉品质形成的分子机制,本研究以我国著名的华北型地方猪种淮猪和地方猪种与外来猪种杂交形成的培育品种苏山猪为试验材料,通过胴体品质测定和转录组测序分析,挖掘影响猪肉品质形成的关键基因.结果表明:淮猪的肉色L*、肌内脂肪含量高于苏山猪(P<0.05),肉色a*、pH24 h高于苏山猪(P<0.01),失水率、粗蛋白含量低于苏山猪(P<0.01);对淮猪和苏山猪背最长肌进行转录组测序分析,共获得 12 961个基因,筛选出 1 195 个差异表达基因(Differentially Expressed Genes,DEGs),其中 472 个DEGs在淮猪中表达上调,723 个DEGs在苏山猪中表达上调;通过富集分析,筛选出与PPAR信号通路等相关的肉质差异候选基因 7 个,包括FABP3、PPARA、LPL、PDK4、NR4A3、PLIN5和ACSL1.通过构建DEGs的PPI网络,得到 80 个核心基因,筛选出与肉质差异相关的候选基因 8 个,包括MYL2、MYL3、TNNC1、TNNI3、PRKAA2、PRKAG3、GPI和PKM.本研究为提升猪肉品质的分子改良提供了重要靶基因.
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灌浆期高温喷施钙、钾和硅溶液对水稻光合特性和产量构成因素的影响
《植物生理学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：为探明灌浆期高温及喷施钙、钾和硅溶液对水稻叶片叶绿素含量、叶绿素荧光特性和产量构成因素的影响,选用耐热性不同的‘N22’、‘9311’和‘明恢63’等3个籼稻品种,在灌浆期进行高温处理,测定高温处理下叶片喷施水（T0）、20.0 mol·L-1氯化钙（T1）、2%质量分数磷酸二氢钾（T2）和33.3 mg·mL-1有效硅（T3）溶液对叶绿素含量动态、光合荧光参数及产量构成因素。结果表明,和常温对照（CK）相比,高温胁迫造成叶片叶绿素含量降低,叶绿素荧光参数到达最大荧光所需的时间（t for Fm）、PSⅡ最大光能转化效率（Fv/Fm）、PSⅡ性能（PI abs、PI total）和活性反应中心吸收光量和耗散热量（ABS/RC、DIo/RC）均低于CK。高温胁迫对每株穗数没有显著影响,每株实粒数、千粒重和单株产量均显著降低。耐热性不同的品种光合特性和产量因素对高温胁迫的响应表现不同。喷施钙、钾和硅溶液能够有效改善高温造成的叶绿素含量和部分光合荧光参数下降,最终提升产量,有效降低高温热害。该研究为降低灌浆期高温热害提供理论依据。
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桃园绿肥连续还田后中微量元素释放特征及对土壤有效养分的影响
《中国农业科学 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：【目的】模拟生草桃园在实际生产中对绿肥的管理，研究绿肥还田后中微量元素释放规律及连续生草对桃园土壤有效养分的影响，为桃园合理生草和科学制定养分管理措施提供参考。【方法】生草试验在2016年开始种草的桃园内进行，设置行间种植黑麦草还田（RG）和种植毛叶苕子还田（HV），以覆盖园艺地布（BF）为对照，2021—2022年连续两年测定绿肥地表还田前和翻埋还田前共4个时期的桃园土壤有效态中微量元素含量变化；绿肥养分释放特征研究采用尼龙网袋法，头茬绿肥进行100 d地表还田和350 d翻埋还田腐解试验，二茬绿肥进行100 d地表还田腐解试验，连续两年研究绿肥残体内中微量元素释放规律和单位面积绿肥残体中相关元素的残留量变化。【结果】两种绿肥中Fe的初始含量差异不显著，毛叶苕子中Ca、Mg、Cu等元素初始含量总体显著高于黑麦草。头茬绿肥在地表还田阶段，黑麦草中Ca、Mg、Mn、Cu、Zn的累计释放率范围为2.65%—55.43%，均显著高于毛叶苕子。绿肥翻埋后，残体内Mn、Cu、Zn的累计释放率总体上升，至还田结束，毛叶苕子内Mn和Zn的累计释放率分别达82.59%和90.02%，显著高于黑麦草。两种绿肥残体内Fe元素表现为持续富集，至还田450 d,Fe累计释放率范围为-371.63%—-360.78%；二茬绿肥在还田过程中，Ca、Mg和Zn仅在毛叶苕子内出现富集，而Fe、Mn、Cu在两种绿肥中均出现富集。各元素释放程度的差异造成单位面积绿肥中Ca和Mg的残留量在二茬绿肥还田前达到最高值，而Fe、Mn、Cu的残留量在绿肥还田结束时仍有继续上升的趋势。多年生草还田后，毛叶苕子和黑麦草地块土壤交换性Ca含量增幅超13.13%和23.56%，交换性Mg含量提升13.85%和20.51%以上。相较于地布覆盖，至试验结束，毛叶苕子地块土壤有效Mn含量提升63.16%，黑麦草地块土壤有效Zn含量提升134.16%，但毛叶苕子和黑麦草地块土壤有效Fe含量分别仅为地布覆盖地块的46.87%和34.61%，有效Cu含量分别降低37.90%和36.06%。【结论】长期来看，多年生草还田可提升桃园土壤交换性Ca和Mg含量，但降低有效Fe和Cu含量。短期来看，绿肥固定的中微量元素在还田450 d后仍无法彻底释放，且Fe持续富集的时间最长。桃园在生草和建园初期，宜选择行内或树盘下覆盖地布、行间种植绿肥的混合覆盖模式，在绿肥生长期宜追施中微量元素肥料，以缓解桃树和绿肥对相关元素的竞争并促进桃园土壤肥力缓慢提升。
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转录组学分析四氢姜黄素对育肥猪背膘厚的影响
《南京农业大学学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：[目的]本试验旨在探究四氢姜黄素（THC）在降低育肥猪背膘厚中的应用，并采用高通量测序技术分析其影响脂代谢的可能作用途径。[方法]本试验选用30头180日龄的杜×长×大三元公猪，随机分为3组，分别为对照组（Con）、低剂量四氢姜黄素组（L-THC）、高剂量四氢姜黄素组（H-THC），每组各10头，单栏饲养。对照组饲喂NRC标准日粮，L-THC组和H-THC组在标准日粮的基础上分别添加100和300 mg·kg-1的四氢姜黄素。饲养期间自由饮食，饲喂28 d后电晕屠宰，收集血浆，测量胴体背膘厚，采集背部脂肪组织（简称背脂）样品，并对背脂样品进行形态学、转录组测序和Western blot分析。[结果]日粮中添加四氢姜黄素对育肥猪平均日增重无显著影响，但添加高剂量四氢姜黄素显著降低育肥猪背膘厚（P<0.05），并且随着剂量的增加，背膘厚度呈现递减趋势。背脂HE染色结果显示，日粮添加高剂量四氢姜黄素显著降低脂肪细胞面积（P<0.05）。此外，背脂中核酸和蛋白含量的检测结果表明，日粮中添加高剂量四氢姜黄素显著增加背脂的蛋白含量（P<0.05），并显著下调FASN蛋白的表达（P<0.05）。高通量测序结果显示，四氢姜黄素可通过参与脂质氧化、脂质生物合成、负调控m TOR信号通路等调节育肥猪背脂代谢过程;同时蛋白网络互作图显示，MAPK3、RPS5、RPL27A和POLD1与脂肪合成代谢相关蛋白富集在m TOR信号通路、DNA代谢过程、线粒体基因表达和蛋白-RNA复合物组织等通路中。[结论]日粮中添加300 mg·kg-1四氢姜黄素能够通过调节脂质氧化、脂质生物合成、m TOR信号通路等途径，降低背脂细胞面积，进而降低育肥猪背膘厚度。
关键词： 育肥猪 四氢姜黄素 背膘厚 脂质代谢 RNA-seq
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锰改性生物质炭调控土壤-溶液体系中砷赋存形态的机制研究
《土壤学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：淹水稻田土壤中砷(As)的还原释放增强.利用具有高氧化和吸附能力的锰(Mn)改性生物质炭(MBC),通过炭-土混合和分离处理探究MBC抑制土壤-溶液体系中砷释放的作用机制,揭示其调控土壤砷形态转化的可能路径.结果表明,与对照和未改性生物质炭相比,负载锰氧化物的生物质炭(MBC)显著促进土壤溶液As(Ⅲ)氧化为As(Ⅴ),在培养期间始终维持低浓度As(Ⅲ)(0.02~0.88 mg·L-1),且向土壤溶液释放的Mn离子易与As(Ⅴ)形成沉淀.MBC丰富的孔隙结构和含氧官能团促进吸附更多的无机砷(iAs),同时 MBC 对铁(Fe)表现出较好的亲和力(吸附的 Fe 含量达3.12 mg·g-1),显著降低了土壤溶液Fe浓度,并通过MBC上锰氧化物的还原提高土壤溶液pH(0.08~0.22个单位)以促进Fe离子在固相中沉淀,增强固相对iAs的吸附.28 d时MBC吸附的As含量为未改性生物质炭的12 倍.MBC高氧化性能抑制铁矿物的还原溶解,显著降低土壤有效态Fe和As含量(P<0.05),促进土壤有效态As向更稳定的铁锰结合态和残渣态As转变.综上,添加MBC能够抑制固相砷释放,促进淹水稻田土壤溶液中的砷向土壤稳态砷转化,显著降低稻田土壤砷活性与毒性.
关键词： 锰改性生物质炭 锰氧化物 As(Ⅲ) 赋存形态 炭-土混合处理 炭-土分离处理
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基于混合蛙跳算法的果园土壤全氮含量高光谱预测
《农业机械学报 》 2025 EI 北大核心 CSCD
摘要：土壤全氮含量是土壤重要的养分指标，基于高光谱数据研究并构建果园土壤全氮含量预测模型，为准确检测土壤全氮含量提供新方法。以江苏省农业科学院梨园土壤为研究对象，利用高光谱成像技术获取土壤光谱反射率数据，引入混合蛙跳算法和竞争性自适应加权采样进行光谱特征提取，并分别采用全波段和特征波段构建偏最小二乘回归、支持向量机、随机森林和卷积神经网络模型对土壤全氮含量进行估测。结果表明：原始光谱经过多种预处理方法处理后，经SG卷积平滑联合标准正态变换预处理，全波段构建的全氮预测模型表现最佳；基于混合蛙跳算法提取10个关键波段，占总波段数量的4.08%,有效降低了数据维度；基于混合蛙跳算法提取特征波段构建的卷积神经网络模型表现优异，此模型测试集决定系数为0.95、均方根误差为0.21 g/kg、相对分析误差为3.97。研究结果表明应用混合蛙跳算法能高效提取特征波段，降低数据维度，并且提高了土壤全氮含量估测精度，为果园土壤全氮含量准确估测提供参考。
关键词： 果园 土壤全氮 预测模型 高光谱成像技术 混合蛙跳算法 卷积神经网络
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我国甘薯种质资源研究现状及展望
《植物遗传资源学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：甘薯[Ipomoea batatas (L.) Lam.]作为全球重要的粮食作物，其种质资源的创新与利用对保障粮食安全、提升产业效益和应对环境挑战具有重要意义。然而，当前甘薯种质资源的研究与利用仍面临诸多问题。首先，甘薯种质资源的收集与保存尚未完全覆盖其遗传多样性，部分地方品种和野生近缘种面临流失风险；其次，评价体系尚不完善，传统表型鉴定方法效率较低，难以满足大规模育种需求；此外，尽管分子生物学与基因组学技术发展迅速，但其在甘薯种质资源创新中的应用仍处于起步阶段，重要性状相关基因的挖掘与利用亟待加强。本文系统综述了甘薯种质资源的研究进展，主要内容包括以下三个方面：一是甘薯种质资源的多样性、收集与保存现状，分析了现有种质库的覆盖范围及保护策略；二是鉴定与评价技术体系，重点探讨了表型与基因型相结合的高效鉴定方法；三是新种质的创新与利用，包括远缘杂交、分子标记辅助选择和基因编辑等技术的最新进展及其在育种中的应用。本文通过总结现有研究成果与不足，旨在为甘薯种质资源的精准鉴定与高效利用提供参考。
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