玉米DIR基因家族的全基因组鉴定及ZmDIR17基因在籽粒发育中的功能解析

秦涛; 王慧; 赵志雄; 申龙斌; 史亚兴; 卢柏山; 施标; 郑洪建; 《上海农业学报 》 2025 北大核心 CSCD

摘要：DIR(Dirigent)基因家族在植物生长发育与逆境响应中具有重要功能，但其在玉米中的系统性鉴定尚未有相关研究。本研究通过全基因组分析，在玉米B73-V4参考基因组中鉴定到39个DIR基因家族成员，并系统解析其理化性质、结构特征及保守基序。结果表明：77.0%(30个)的ZmDIR蛋白具有高稳定性，64.1%(25个)的ZmDIR蛋白具有疏水性。亚细胞定位预测显示：11个ZmDIR蛋白定位于叶绿体中，10个定位于内质网中，8个定位于细胞质中，只有5个定位于液泡中，说明玉米的DIR蛋白存在多样化的生物学功能。进化分析表明：ZmDIR基因可分为3个亚家族，其启动子区域包含多样化的逆境响应元件及系统发育相关响应元件。围绕ZmDIR17基因进行功能解析，发现其突变导致玉米籽粒形态发生显著改变，且玉米籽粒蛋白质含量显著增加，淀粉和总木脂素含量明显降低。蛋白互作网络与GO富集分析表明，ZmDIR17蛋白通过参与核糖体生物发生（互作Pescadillo同源蛋白）和苯丙烷代谢（调控木脂素合成）双重通路协调碳氮分配。本研究揭示了玉米DIR基因家族的系统特征，并初步探索了ZmDIR17基因及其编码蛋白通过整合初级与次生代谢调控籽粒发育的分子机制，可为玉米品质改良提供新的参考。

关键词： 玉米 DIR基因家族 ZmDIR17基因 籽粒发育

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野生白灵侧耳种质资源遗传多样性分析和评价

宋爽; 刘宇; 武月园; 高琪; 吴灵芝; 张欣媚; 王守现; 《食用菌学报 》 2025 北大核心

摘要：基于简单序列重复区间（inter simple sequence repeat, ISSR）标记和农艺性状（5个质量性状和10个数量性状）对中国新疆塔城地区的52个野生白灵侧耳（Pleurotus tuoliensis）菌株进行遗传多样性分析，并基于数量性状对其进行综合评价。通过提取菌株菌丝体的基因组DNA进行PCR扩增，计算等位基因位点数、多态性位点数、多态位点百分率、有效等位基因数、香农多样性指数和Nei’s基因多样性指数，采用非加权配对算术平均法（unweighted pair group method with arithmetic mean, UPGMA）构建52个白灵侧耳菌株的聚类图，采用SPSS16进行数量性状的Q型聚类和主成分分析。结果表明：10条ISSR引物共扩增获得64个多态性位点，Nei’s基因多样性指数平均值为0.25;UPGMA聚类分析可将52个菌株分为5个类群，菌株间遗传相似性系数为0.63～0.93;5个质量性状的香农多样性指数为1.01～1.26,10个数量性状的香农多样性指数为1.82～2.05，其中菌柄直径的遗传多样性指数最大，为2.05；当平方欧式距离为15时，Q型聚类可将52个菌株分为3大类，第一类包括菌株JZB2106018，第二类包括菌株JZB2106020，第三类包括其余50个菌株；综合得分较高的菌株是JZB2106048、JZB2106045和JZB2106039。结果表明，52个菌株的遗传多样性较丰富，其中综合得分较高的3个菌株的单菇重均较大。

关键词： 野生白灵侧耳 种质资源 农艺性状 遗传多样性 主成分分析

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小麦幼苗对NaCl和Na₂SO₄胁迫响应差异机制研究

刘铎; 王拯; 娄鸿耀; 李平; 陈兆波; 《江苏农业科学 》 2025 北大核心

摘要：盐碱地中的盐分类型复杂多样，NaCl和Na₂SO₄是其中重要的盐分类型，为阐明小麦对NaCl和Na₂SO₄胁迫的响应机制差异，通过水培方式，设置不同NaCl和Na₂SO₄浓度，对小麦幼苗进行不同盐胁迫处理，通过测定生长指标和各种生理生化指标，系统阐明小麦对NaCl和Na₂SO₄胁迫响应机制的差异。结果表明，NaCl和Na₂SO₄胁迫会抑制小麦幼苗正常生长，主要表现为降低小麦幼苗株高、鲜重、根长及生物量，降低叶片叶绿素含量；在生理生化方面，提高小麦幼苗叶片和根系中各种抗氧化酶活性和过氧化氢（H₂O₂）、超氧阴离子（O^-₂·）、丙二醛（MDA）含量。同时脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白、甜菜碱含量也相应提高，小麦幼苗根系和叶片中毒害盐离子元素含量增加，有益元素含量减少。在同等盐胁迫浓度下，相比于Na₂SO₄胁迫，NaCl胁迫对小麦幼苗生长的抑制作用更强，对其渗透胁迫、氧化胁迫及离子毒害作用更大，表明同等浓度下NaCl比Na₂SO₄对小麦幼苗造成的危害更大。

关键词： NaCl Na₂SO₄ 小麦 胁迫 生长 生理生化 响应机制

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基于鸽鹦鹉热衣原体外膜蛋白的间接ELISA抗体检测方法的建立及应用

张紫萱; 杨志远; 刘月焕; 杨宝琳; 高洁; 冯倩倩; 罗伟珏; 林健; 赵际成; 黄程; 胡格; 《中国畜牧兽医 》 2025 北大核心

摘要：[目的]建立一种适用于鸽鹦鹉热衣原体(Chlamydia psittaci,Cps)抗体的间接酶联免疫吸附试验(enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)检测方法.[方法]试验对Cps的主要外膜蛋白(major outer membrane protein,MOMP)编码基因进行密码子优化,在N-端加入触发因子(trigger factor,TF)后连接至pET-30a(+)载体构建重组质粒pET-30a-M,经IPTG诱导表达和纯化后,利用SDS-PAGE和Western blotting对重组蛋白进行可溶性分析及鉴定.通过棋盘滴定法选择最佳抗原包被浓度和血清稀释度,优化鸽Cps抗体的间接ELISA法.比较本研究建立的间接ELISA法与间接血凝试验(indirect hemagglutination assay,IHA)的敏感性.通过检测鸽其他常见疾病阳性血清评估该方法的特异性,检测Cps阳性和阴性血清各3份以评估其重复性,并利用253份鸽源血清(174份临床血清样品、79份Cps灭活疫苗免疫后血清样品)评估该间接ELISA法与 IHA法的符合率.[结果]SDS-PAGE和Western blotting结果显示,在诱导超声破碎后上清中成功表达大小约100 ku的MOMP蛋白,表明该蛋白具有可溶性.间接ELISA法优化后条件为:2 μg/mL抗原4 ℃包被过夜,5%脱脂奶粉37 ℃封闭2 h,血清稀释度为1∶200、血清孵育时间为1 h,辣根过氧化物酶(HRP)标记兔抗鸽IgY孵育30 min,底物反应时间为10 min.鸽Cps阳性血清稀释度为1∶16时,间接ELISA法检测结果仍为阳性,敏感性高于IHA法.间接ELISA法与其他常见鸽病阳性血清均无交叉反应.批内和批间重复试验结果显示,间接ELISA法变异系数均<10%,表明该方法具有良好的重复性.本研究建立的间接ELISA法和IHA法检测临床样品和免疫后血清样品的符合率分别为80.72%和85.71%,Kappa值分别为0.60和0.69.[结论]本研究建立的间接ELISA法敏感性高、特异性强、重复性好,适用于Cps血清抗体的检测.

关键词： 鸽 鹦鹉热衣原体 间接ELISA 间接血凝试验(IHA) 抗体

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枣疯病植原体巢式PCR检测方法的建立及应用

赵娟; 程艳丽; 刘亚勇; 孟盼盼; 王甦; 秦文韬; 《植物保护学报 》 2025 北大核心 CSCD

摘要：为建立高效、灵敏的枣疯病植原体Candidatus Phytoplasma ziziphi分子检测方法，以植原体secA基因为靶标序列设计并筛选特异性引物，建立枣疯病植原体的巢式PCR检测方法，评价该检测方法的特异性、灵敏度以及对34份枣树样品的检测效果。结果表明：基于两对特异性引物建立的巢式PCR方法能精准从枣树组织中检测到枣疯病植原体；该巢式PCR检测方法对枣疯病植原体的灵敏度为3×10^-4 ng/μL，是普通PCR灵敏度的1 000倍；该检测方法对16份显症枣树样品的检出率为100.0%，对18份无症状枣树样品的检出率达66.7%，明显高于常规PCR。表明所建的枣疯病植原体巢式PCR方法特异性强，灵敏度高，稳定可靠，可用于枣疯病的监测预警及早期科学防控。

关键词： 枣疯病 枣疯病植原体 secA基因 巢式PCR 病原检测 灵敏度 特异性

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胡萝卜番茄红素ε–环化酶基因DcLCYE启动子活性分析及互作因子筛选

王雅慧; 张雨晴; 张榕蓉; 刘佩卓; 梁毅; 周建华; 熊爱生; 《园艺学报 》 2025 北大核心 CSCD

摘要：分别从胡萝卜‘黑田五寸’‘红玉八号’‘本红金时’‘玫瑰红’‘大禹美人指’和‘贝塔’中克隆得到长度为970 bp的DcLCYE基因启动子序列，并对其进行生物信息分析。结果显示，胡萝卜DcLCYE基因启动子区域含有多种光响应元件、激素响应元件以及转录因子结合位点等。利用不同长度DcLCYE基因启动子缺失片段驱动GUS报告基因表达，在胡萝卜中进行稳定表达检测启动子活性，结果表明起始密码子上游610 bp长的启动子区域具有较强的活性。对不同胡萝卜品种DcLCYE基因启动子进行序列比较，发现表型相近的品种DcLCYE基因启动子序列相似性更高，启动子差异可能会影响DcLCYE在不同胡萝卜品种中的转录。构建胡萝卜cDNA文库，利用DcLCYE启动子诱饵载体，采用酵母单杂交系统筛选与DcLCYE基因启动子互作的上游调控因子，阳性克隆包括数个抗氧化酶蛋白、热激蛋白、锌指蛋白和水解酶蛋白等，还筛选到可能在胡萝卜类胡萝卜素积累调控中发挥作用的MYB、bHLH以及bZIP等转录因子。

关键词： 胡萝卜 番茄红素 启动子 酵母单杂交 转录因子

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定植季节和两年一栽对北京延庆冷凉地区四季草莓夏季结果的影响

隗永青; 孙健; 焦玉英; 成智; 钟传飞; 张宏力; 张运涛; 王桂霞; 高用顺; 常琳琳; 孙瑞; 魏灵芝; 李双桃; 董静; 《中国果树 》 2025 北大核心

摘要：北京市延庆区夏季气候冷凉，适宜栽培四季草莓。以静红、京滇红和夏红为研究对象，在延庆地区比较春栽、秋栽和两年一栽对四季草莓夏季结果的影响，为新品种的示范推广提供技术支撑。结果显示，植株生长量、单株花序数、单株花数和6—9月产量按春栽当年、秋栽次年、春栽次年的顺序依次增加，表明定植季节和两年一栽会显著影响植株的生长量和产量，但对果实可溶性固形物含量的影响较小。延庆地区栽培四季草莓可采用两年一栽制，并根据实际需求选择春季或秋季定植。

关键词： 四季草莓 定植季节 两年一栽 夏季结果

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du1新等位变异的克隆及其分子标记的开发

史亚兴; 刘俊玲; 朱贵川; 赫忠友; 刘辉; 樊艳丽; 徐丽; 卢柏山; 赵久然; 骆美洁; 《作物杂志 》 2025 北大核心 CSCD

摘要：爽甜糯玉米是一种玉米新种质，其胚乳特性由糯基因和甜质基因共同控制，但甜质基因尚未被定位和克隆。本试验结果表明，爽甜糯（XT）玉米的自然晾干籽粒可溶性糖含量为62.82 mg/g，显著高于普通玉米的19.32 mg/g，但低于普甜（su1）玉米的110.9 mg/g。利用BSR-seq技术及基于籽粒皱缩特征将XT玉米中甜质基因定位到10号染色体24～68 Mb区间。比较XT玉米与普通玉米B73中候选基因Du1的全长DNA序列，发现XT玉米中du1基因在第3外显子的1455 bp位置后有5839 bp的Gypsy类LTR反转座子插入。cDNA序列分析发现，XT玉米中du1基因的转座子插入序列被大片段转录，导致转录本异常，故确定为甜质调控关键基因。该基因是du1突变体的一个新等位变异，针对基因突变位点开发的KASP分子标记能够高效区分du1du1、du1Du1和Du1Du1 3种基因型。

关键词： 玉米 du1新等位变异 BSR-seq 反转座子插入 KASP分子标记

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大葱全程机械化栽培关键技术

李志萌; 崔丽朋; 田朝辉; 梁毅; 李晓杰; 杨金兰; 张晓炎; 《中国蔬菜 》 2025 北大核心

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融合多光谱与LiDAR的玉米地上生物量精准估算研究

吴强; 杨默含; 段锋辉; 王赞朴; 康家坤; 杨浩; 杨贵军; 张志勇; 马新明; 程金鹏; 《光谱学与光谱分析 》 2025 EI SCI 北大核心 CSCD

摘要：准确估算玉米地上生物量(AGB)是精准农业管理的核心任务.光谱遥感技术通过捕捉作物冠层不同波段的反射特性,能有效反映玉米的生理状态但易受复杂冠层结构干扰,激光雷达(LiDAR)技术则能获取玉米的高精度三维结构信息但难以揭示作物的生理特征,单一数据源在生物量估算中存在局限.因此本研究构建了融合多光谱与LiDAR数据的玉米地上生物量估算方法.实验于2021年—2022年在北京市小汤山精准农业示范基地开展,采集了 140个样方数据,涵盖7个玉米品种.利用P4M多光谱无人机获取关键生长期的冠层反射光谱数据,采用M600无人机搭载Riegl VUX-1激光雷达获取三维点云数据.分别测定地上叶生物量(AGLB)、地上茎生物量(AGSB)和总地上生物量(AGB).从多光谱数据中提取了 NDVI、OSA-VI等12种常用植被指数,从LiDAR点云中基于三角不规则网格(TIN)计算了最大高度(HMax)、平均高度(AspAvg)等9种结构特征.采用随机森林算法构建生物量估算模型,并通过Shapley加性解释(SHAP)方法评估特征重要性.结果显示,相较于光谱估算模型,融合模型显著提升了生物量估算精度.融合模型的决定系数R2分别达到0.80(AGLB)、0.78(AGSB)和0.73(AGB),分别提高5.2%、27.8%和12.3%;均方根误差(RMSE)分别降低至61.67、248.61和356.78 g·m-2,分别降低8.2%、43.6%和15.4%.光谱指数和结构特征均与生物量显著相关(r=0.52~0.83),其中HMax、AspAvg及RVI、OSAVI是关键变量.SHAP分析表明,结构特征对茎生物量的贡献最显著,光谱指数对叶生物量的作用更大.研究证明了两种技术在生物量估算中的互补性和协同效应,为精准农业的作物生长监测和地上生物量估算提供了可靠的方法支持,推动了农业数字化管理和智能化发展.

关键词： 玉米 地上生物量 多光谱遥感 激光雷达 数据融合 机器学习

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