科研产出
玉米雄穗分枝数Meta-QTL及候选基因分析
《玉米科学 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：雄穗分枝数是影响玉米产量及抗逆性的重要因素之一,挖掘玉米雄穗分枝数相关基因对玉米品种改良及分子标记辅助育种具有重要的意义.借助IBM2 2008 Neighbors高密度玉米遗传图谱整合26篇已发表文献中定位的188个玉米雄穗分枝数QTL,采用元分析方法获得14个Meta-QTL(MQTL),经与水稻花序相关基因同源比对,获得4个玉米雄穗分枝数相关候选基因,分别位于玉米第2、7和8染色体上.玉米雄穗分枝数Meta-QTL及相关候选基因分析,可以为分子标记辅助育种及相关基因克隆提供实用信息.
关键词： 玉米 雄穗分枝数 元分析 Meta-QTL 候选基因
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蚯蚓粪对设施内外玉米土壤细菌多样性及群落结构的影响
《华北农学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：为了探讨蚯蚓粪是否能对设施内外玉米土壤细菌多样性产生影响，以便在微生物水平上研究蚯蚓粪对设施内外土壤生态质量差异提供参考。基于Illumina NovaSeq测序平台，对不同种植模式(分别为蚯蚓粪设施内外和常规设施内外种植模式下不同品种玉米)下的玉米的根际土壤细菌进行16Sr RNA测序。质控后共获得35 627个操作分类单元(Operational taxonomic units, OTUs),共计1 832 428条有效序列。比较不同种植模式下土壤样本OTU数、细菌群落结构组成、相对丰度、优势菌属组间差异性及细菌多样性分析的差异性。土壤样本OTU数在蚯蚓粪和常规种植模式下差异明显，蚯蚓粪种植OTU数高于常规种植，而与设施内外和不同玉米品种间差异不明显；土壤群落结构的优势菌门基本相同，但是在设施内外与是否施用蚯蚓粪之间的细菌门所占丰度大小之间存在较大差异，而在不同玉米品种之间的差异不大。在门水平上，变形菌门和细菌门在常规种植设施内外玉米(D类)中相对丰度比在蚯蚓粪种植的设施内外玉米(E类)高，而放线菌门和芽单胞菌门在蚯蚓粪种植的设施内外玉米(E类)比在常规的设施内外玉米(D类)中相对丰度高。在属水平上，鞘氨醇单胞菌属、Unclassified＿Gemmatimonadaceae、Subgroup＿10、Uunclassified＿Bacteria和Unclassified＿Vicinamibacteraceae,这5个属在蚯蚓粪种植中丰度高于常规种植，而Unclassified＿Microscillaceae、交替赤杆菌属、黄杆菌属，Unclassified＿Vicinamibacteraceae和Uncultured＿gamma＿proteobacterium,这5个属在常规种植中丰度高于蚯蚓粪种植。多样性分析结果显示，蚯蚓粪种植(E类)的Chao1、Ace和Shannon、Simpson指数显著高于常规种植(D类)。蚯蚓粪种植模式的土壤细菌数量和多样性高于常规模式种植，不同种植模式显著影响土壤细菌群落构成。
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利用高密度遗传图谱挖掘水稻芽期耐盐QTL
《广东农业科学 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：【目的】挖掘水稻芽期耐盐新位点，为进一步开展基因功能分析和盐渍土直播生产提供理论依据。【方法】以耐盐品种‘龙稻133’和盐敏品种‘彩稻’衍生的169个RIL群体为试验材料，利用包含1 107个高质量多态性Bin标记的高密度遗传连锁图谱，对对照和0.5% NaCl胁迫下的胚芽鞘长、胚根数、胚根长以及相对胚芽鞘长、相对胚根数和相对胚根长共9个性状进行QTL定位分析。【结果】高密度遗传连锁图谱共覆盖水稻基因组2 957.35 cM，标记间的平均距离为2.67 cM。12条染色体含有的平均标记数为92.25个。描述性统计分析表明，亲本‘龙稻133’的耐盐性显著高于‘彩稻’，亲本的性状表型值位于RIL群体的极值之间，群体表现出超亲分离现象。盐胁迫严重抑制RIL群体的胚芽鞘长、胚根数和胚根长，且不同株系受胁迫影响差异较大，各性状基本符合正态分布，具有数量性状的遗传特性。连锁分析共鉴定到19个QTL，贡献率为2.58%～14.83%，发现2个QTL区间内存在已克隆的耐盐相关基因，其中qTCL3区间内包含DST，qRRN10区间内包含OsMSRA4.1。此外，发现控制盐胁迫下胚芽鞘长的qTCL10、控制相对胚芽鞘长的qRCL10以及控制相对胚根长的qRRL10均位于同一QTL区间内；控制盐胁迫下胚根长的qTRL7和控制相对胚根长的qRRL7也位于同一QTL区间内。2个共定位区间内的25个候选基因qRT-PCR分析结果显示，盐处理后，LOC＿Os07g44210、LOC＿Os07g44240、LOC＿Os07g44250、LOC＿Os07g44350、LOC＿Os10g42940和LOC＿Os10g43060在‘彩稻’或‘龙稻133’均显著上调表达。其中，LOC＿Os07g44350在盐处理后的‘龙稻133’胚芽鞘和胚根内均极显著上调表达。【结论】发掘19个与水稻芽期耐盐相关QTL，其中包含2个共定位位点qTRL7和qTCL10，2个共定位区间内共有25个候选基因。通过qRT-PCR分析发现6个在盐处理后表达量上调的基因，其中LOC＿Os07g44350是芽期耐盐的重要候选基因。
关键词： 高密度Bin图谱 QTL 重组自交系 耐盐 水稻 芽期
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反枝苋对氟磺胺草醚的抗性机制代谢组学研究
《农药学学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：二苯醚类除草剂氟磺胺草醚是防除大豆田杂草反枝苋Amaranthus retroflexus L.的主要除草剂，但黑龙江省大豆田反枝苋对氟磺胺草醚的抗性越来越强，严重影响大豆产量。目前尚无关于反枝苋对氟磺胺草醚抗性机制的代谢组学研究。本研究基于未处理(CK)以及氟磺胺草醚处理后反枝苋敏感种群(SY)、抗性种群(RY)的叶组织的代谢谱，进行主成分分析(PCA)和正交偏最小二乘法判别分析(OPLS-DA)，发现RY组代谢分子表型更贴近于CK组。京都基因与基因组百科全书(KEGG)富集分析和拓扑分析结果发现，氟磺胺草醚的主要作用通路有3条，分别是biosynthesis of amino acids (氨基酸的生物合成)、arginine biosynthesis (精氨酸生物合成)和2-oxocarboxylic acid metabolism (2-氧代羧酸代谢)。CK vs RY和SY vs RY有1条共有的差异通路——degradation of flavonoids (类黄酮的降解)，因此，类黄酮的降解可能是RY组抗性的特异性通路。通过支持向量机(SVM)分析进一步发现，4-hydroxy-2-oxoglutaric acid (4-羟基2-氧化戊二酸)、citrulline (瓜氨酸)和L-ornithine (L-鸟氨酸)是氟磺胺草醚处理后反枝苋产生抗药性的关键代谢物。
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抗寒小果型苹果新品种'振兴1号'
《园艺学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：‘振兴1号’是以‘冻果’为母本，‘龙冠’为父本杂交选育的抗寒小苹果新品种。果实椭圆形，全面着色，片红。果面无蜡质，有果粉，平滑，无棱起。果肉淡黄色，质地硬脆，汁液中等，风味酸甜适度。果实横径4.30 cm，纵径4.40 cm，平均单果质量43 g，最大单果质量58 g。可溶性固形物含量16.5%，可滴定酸含量0.48%，维生素C含量96.5 g·kg-1，果实硬度11.0 kg·cm-2。在黑龙江省哈尔滨市9月下旬成熟，果实生育期120 d左右。盛果期产量28 165.5 kg·hm-2。适宜在黑龙江省第三积温带及以上地区栽植。
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多组学分析磷胁迫下大豆根瘤碳氮代谢途径
《大豆科学 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：为解析磷胁迫对大豆根瘤固氮作用的影响,对磷胁迫处理15 d的大豆根瘤进行代谢组学和蛋白质组学检测,分析根瘤中差异代谢物质和差异蛋白及参与的代谢通路.结果表明:大豆根瘤中代谢物质和蛋白上调和下调以响应磷胁迫,参与11个碳代谢途径和19个氮代谢途径,糖类物质下调,参与糖酵解、果糖和甘露糖代谢、半乳糖代谢、淀粉和蔗糖代谢等碳代谢途径,导致根瘤中能量供应不足,进而影响根瘤固氮作用;氨基酸和酶以上调为主,富集在氨基酸代谢、氮代谢、氨酰tRNA生物合成及嘌呤代谢通路,是大豆根瘤响应磷胁迫的重要氮代谢途径;氨基酸上调为TCA循环中间产物提供碳骨架,碳氮代谢协同作用响应磷胁迫对大豆根瘤固氮作用的影响.研究结果为解析磷胁迫影响大豆根瘤固氮作用的生理机制提供理论参考.
关键词： 大豆 根瘤 磷胁迫 代谢组学 蛋白质组学 代谢途径
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高油高产大豆精量化播种施肥配套模型的构建
《大豆科学 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：为分析大豆播种、施肥方式对大豆产量及油份含量构成的影响，掌握科学化提质、增产技术措施，以高油高产大豆新品种黑农531为材料，分别设置播种密度、施肥深度和施肥量单因素梯度试验，分析单因素指标对产量构成因子与油分含量的影响。采用二次回归正交试验设计，以产量和油分含量为指标建立大豆播种施肥一体化措施的数学模型，并明确最高产量、最高油分含量下的精量化实施措施组合。结果表明：单株荚数和单株粒数随着播种密度的增加均呈现出先增加后降低的趋势，以28万株·hm-2为临界值；单株荚数和单株粒数随着施肥深度的增加呈现出逐渐增加的趋势，百粒重随着施肥深度的增加呈现出抛物线状变化；单株荚数、单数粒数及百粒重均随施肥量的增加呈现出逐渐增加的趋势，均以375 kg·hm-2为临界值；大豆油份含量随着播种密度增加、施肥层加深、施肥量提高均呈现出先增加后降低的趋势，各播种密度处理之间的油份含量差异不大，浅施肥和增加施肥量均能显著提高大豆油份含量；得出大豆产量与播种密度（X1）、施肥深度（X2）、施肥量（X3）之间的回归方程为：Y=2 714.696+47.445X1+15.768X2+2.967X3-0.490 8X■-1.862X■-0.001 2～2X3+0.680 9X1×X2-0.078 3X1×X3-0.005 9X2×X3。大豆油份与播种密度、施肥深度、施肥量之间的回归方程为：Y=14.288+0.410X1+0.083X2+0.014 6X3-0.006 47X■-0.010 8X22-0.000 008 17X■+0.004 86X1×X2-0.000 316X1×X3-0.000 069 1X2×X3。通过该模型预测高油高产大豆最高产量可达到3 952.023 kg·hm-2,达到最大产量需播种密度为28万株·hm-2,种下施肥深度为10 cm,施肥量为225.080 5 kg·hm-2;最高油份可达到22.79%,达到最大油份含量需播种密度为26万株·hm-2,种下施肥深度为8.5 cm,施肥量为354.857 8 kg·hm-2。研究结果可为促进高油高产大豆生产提供理论基础和技术支持。
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近25年审定松粳系列水稻品种主要品质性状分析
《种子 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：松粳系列品种是我国优质米的代表之一，1999—2023年共审定品种46个，近5年急剧增长。为了明确松粳系列品种育种的变化差异，对其主要品质性状进行比较分析。结果表明，36个品种出糙率≥81%,达到一级米标准，占总品种数的78%;2009年以后受市场长粒型品种需求的调控，整精米率逐渐下降，均值均达到二级优质米的标准；总体垩白粒率呈先降后升的趋势，垩白度均达到一级优质米的标准，总体垩白度呈先升高后降低再升高的趋势，2009—2013年为最低，仅有0.2%;直链淀粉含量整体呈现增高的趋势，胶稠度整体变化趋势不大，蛋白质含量总体降低表明食味品质的提升，其中18个品种的食味品质得分高于85分，占比39.1%,一级优质米品种1个，占比2.2%。综合分析表明，在选育松粳系列长粒优质米时，要以兼顾抗倒伏能力的提升、提高出糙率和整精米率、降低垩白粒率和垩白度、控制直链淀粉和粗蛋白的升高、提升食味品质为育种方向。
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大豆GmNIC1基因克隆及非生物胁迫应答分析
《西南农业学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：【目的】NAD+是植物生长发育过程中的重要调节物质，NIC（烟酰胺酶）是NAD+合成过程中的关键酶，研究大豆中NIC的功能，以期创制大豆抗逆新品种。【方法】利用生物信息学，探究大豆GmNIC1基因的结构与功能，并通过RT-PCR进行基因表达模式分析。【结果】大豆GmNIC1基因CDS区长度为243 bp，共编码80个氨基酸。其编码蛋白的分子式为C396H666N114O110S3，相对分子质量为8880.52 Da，理论等电位点（pI）为10.18，亲水性平均值和脂肪系数分别为-0.198和97.62，该蛋白的不稳定指数是47.10，它是不存在跨膜结构域的非分泌性亲水蛋白。该蛋白质二级结构主要由61.25%的α-螺旋、31.25%的无规则卷曲以及6.25%的β-转角和1.25%的片层构成，且不存在跨膜结构，定位于细胞膜上，其中信号肽位于1～22位氨基酸区域。GmNIC1基因启动子区域含有6种激素响应元件和4种逆境响应元件，且与GmNIC1的互作蛋白中含有AP2/ERF结构域和Ser/Thr蛋白激酶家族，其具有参与非生物胁迫应答调控的功能。GmNIC1蛋白的氨基酸序列与野生大豆（Glycine max）同源蛋白的关系最近。RTPCR检测发现，GmNIC1基因在大豆叶片中表达量最高，同时叶面外施烟酰胺能促进GmNIC1基因的表达，但在非生物胁迫下GmNIC1基因表达量明显降低。【结论】本研究成功克隆大豆GmNIC1基因，并对其编码蛋白的理化性质及表达模式进行分析。发现烟酰胺含量的增加能提高烟酰胺酶活性从而促进GmNIC1基因表达，且GmNIC1基因在调控大豆非生物胁迫方面具有重要作用。
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