科研产出
1775份水稻种质资源重要农艺性状遗传多样性研究
《植物遗传资源学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：水稻种质资源是水稻遗传改良及新品种选育的重要基础，研究水稻种质资源遗传多样性对拓宽稻种资源的遗传背景具有重要作用。本研究采用多种分析方法对1775份水稻种质资源的20个重要农艺性状进行了遗传多样性分析，发现所有种质资源农艺性状的变异系数差异较大，范围为4.42%（谷粒厚度）～89.75%（空粒数），空粒数具有较丰富的遗传变异；遗传多样性指数的变化范围为1.585（空粒数）～2.069（抽穗期），抽穗期具有较丰富的多样性。通过对11个省（市）种质的单独分析发现，吉林省种质的有效穗数及穗粒数等7个性状具有较丰富的多样性；云南省种质的始穗期及穗长等4个性状具有较丰富的多样性；黑龙江省种质的抽穗期等3个性状具有较丰富的多样性。对不同类型种质的分析发现，地方品种的剑叶长度、株高等11个性状具有较丰富的多样性，选育品种的生育期性状、有效穗数等9个性状具有较丰富的多样性。相关分析表明，149个相关系数达到极显著（P<0.01）水平，其中始穗期等3个生育期性状与其他农艺性状相关程度较高。主成分分析发现，前6个主成分累积贡献率达79.309%，且与生育期相关的性状贡献率最大。通过聚类分析，1775份水稻种质被划分成3个类群，其中东北三省及北京和杭州的种质为类群Ⅰ，该群种质的始穗期、分蘖数及有效穗数等10个性状的遗传多样性较丰富，可为今后水稻种质资源创新及新品种选育提供优异种质。第Ⅱ类群仅包含宁夏种质，说明宁夏种质资源与其他省（市）的种质资源亲缘关系较远，可为今后拓宽水稻种质资源遗传基础起到重要作用。第Ⅲ类群包含河北、山东、云南、江苏及新疆种质，此类群种质谷粒长度的遗传多样性较丰富，可为今后水稻品质育种提供丰富的种质。
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大豆品种'吉林23'抗胞囊线虫3号生理小种(HG 7)的遗传分析
《分子植物育种 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：以往对于大豆抗胞囊线虫（SCN）遗传多采用抗感分界方法，这种方法仅适合于简单的质量性状。而大豆对SCN的抗性性状在分离后代呈连续变异，表现数量性状的遗传特征。本研究以吉林省农艺性状优良的抗SCN品种‘吉林23’（JL23）作为母本（P1），感SCN品种‘吉育86’（JY86）为父本（P2），配置杂交组合。对5个世代(P1,P2,F1,F2,F2:3)群体进行抗SCN表型鉴定，利用SEA-G5进行遗传模型拟合和遗传参数估计。结果表明JL23对SCN的抗性最佳模型为MX1-AD-ADI，即其抗性由1对加性-显性主基因+加性-显性-上位性多基因混合控制。主基因的加性效应为负值，即抗病基因来源于JL23。显性效应表现为负向效应，即在杂合状态下，雌虫指数偏向小值亲本。显性度r=0.534，表明该主基因表现为部分显性，以负向加性效应为主。F2和F2:3世代的主基因遗传率h2mg（%）分别为77.11%和95.29%，多基因遗传率h2pg（%）分别为14.43%和0。以上结果表明JL23对胞囊线虫3号生理小种的抗性主要由1对主基因控制，受环境影响较小。因此，在抗病育种中可在较低世代选择。
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油莎豆需水规律及干物质积累动态变化研究
《东北农业科学 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：为研究油莎豆需水规律及干物质积累的动态变化，以“吉莎2号”为试验材料，设置高、中、低3种土壤湿度，开展棚内桶栽试验。研究结果表明，整个生育期内，播种至分蘖期需水量小，分蘖期至块茎形成期需水量大，成熟期需水量小；油莎豆植株干物质积累表现为苗期至分蘖期呈缓慢增长趋势，分蘖期至块茎形成期呈线性增长趋势，块茎形成期至块茎成熟期呈缓慢增长趋势；综合产量及植株生产情况分析，以中土壤湿度处理（苗期土壤湿度为田间持水量的55%～70%，分蘖期土壤湿度为田间持水量的70%～85%，块茎形成期土壤湿度为田间持水量的70%～85%，块茎成熟期土壤湿度为田间持水量的55%～70%）表现较好。
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中国粒用杂交高粱的绿色革命
《中国农业科学 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：高粱是全球干旱半干旱地区的重要粮食作物，对干旱半干旱地区的粮食安全、边际土地利用和膳食结构调整等具有重要意义。我国自1958年第一代粒用杂交高粱问世至今，为适应机械化收获、降低人工成本，培育的粒用杂交高粱株高经历了高秆、中秆、中矮秆及矮秆的变化过程，在近20年完成了中国粒用杂交高粱的绿色革命。本文总结了中国粒用高粱矮化育种发起的原因、历程与现状，展示出我国近60年高粱品种株高不断降低与产量不断提升的变化趋势。汇总了我国粒用高粱绿色革命过程中所创制的重要种质，通过亲缘关系分析得知我国恢复系矮源来自中国地方品种三尺三，不育系因利用国外种质Tx3197A、Tx3197B较多，其矮源可追溯至Tx3197B。综述了在高粱绿色革命中发挥重要作用的高粱矮化基因dw1、dw2和dw3的克隆、变异位点、矮化机理，以及前人在发掘新的株高QTL方面作出的贡献。高粱矮化机理不同于水稻、小麦的赤霉素（GA）调控系统。dw1通过调控油菜素内酯系统（BR）缩短节间的长度从而降低株高，dw2和dw3分别编码KIPK蛋白激酶和生长素外排转运蛋白（ABCB1），调节生长素（IAA）的运输，从而缩短节间的长度进而降低株高。dw1、dw2和dw3矮化基因在降低株高的同时对成熟期、穗长、穗粒重、叶面积等其他性状产生多效影响。利用分子标记和测序技术分析dw1、dw2和dw3矮化基因在骨干不育系、恢复系中的分布和应用情况，发现我国高粱恢复系中应用较多的矮化基因只有dw3,dw1、dw2与dw3所形成的dw1dw3、dw2dw3组合在不育系中应用较多。探讨了我国高粱绿色革命存在的问题及解决途径，期望为进一步提升中国粒用杂交高粱绿色革命进程，培育产量和抗逆性有重大突破的新种质、新品种提供指导。
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基于Na+、K+相关指标动态监测玉米苗期盐碱胁迫伤害
《玉米科学 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：以3份玉米单交种（郑单958、先玉335、吉单27）及其双亲（郑58/昌7-2、PH6WC/PH4CV、四-287/四-144）为试验材料，分别用NaCl 200 mmol/L和Na2CO3 100 mmol/L对其进行苗期盐、碱胁迫处理，在10个时间点监测苗情和测定Na+和K+含量、Na+/K+比。通过方差分析和相关性分析，探究盐碱胁迫对玉米的影响，并筛选耐盐性评价指标和时间点，对材料进行耐盐性综合分级。结果表明，玉米单交种整体的耐盐性明显高于自交系。碱与盐胁迫下K+相当，Na+差异较大，说明K+与Na+吸收、运输独立，表明盐、碱胁迫性质不同。鉴于Na+、K+相关指标变化具有明显的阶段分化特征，将全部胁迫点划分为3个阶段，将胁迫后1、3和5 d确立为玉米苗期耐盐碱鉴定适宜的胁迫时间点，Na+/K+比为适宜评价指标。
关键词： 玉米 盐碱胁迫 Na+含量 K+含量 Na+/K+比
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玉米内吸白僵菌素对玉米螟和玉米蚜虫取食行为和存活的影响研究
《玉米科学 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：白僵菌素(Beauvericin,BEA)是球孢白僵菌代谢的主要毒素,不仅能通过球孢白僵菌感染害虫后在其体内代谢影响害虫生存,并且对昆虫具有直接毒性.球孢白僵菌定殖植物后能否代谢BEA以及植物体内的BEA对害虫的作用尚未明确.采用高效液相色谱法(HPLC)测定球孢白僵菌芽生孢子(blastspore,BS)定殖玉米后BEA的代谢水平,利用选择性和非选择性试验评价玉米内吸BEA后对玉米害虫亚洲玉米螟(Ostrinia furnacalis)幼虫和玉米蚜虫(Rhopalosiphum maidis)成虫取食行为和生存的影响.结果表明,BS定殖玉米后,能在玉米植株内代谢BEA.内吸BEA后 0~48h内,BEA处理组中玉米叶片上玉米螟幼虫和蚜虫取食率显著低于对照组,取食灌根白僵菌素玉米叶片的害虫死亡率显著高于对照组.明确BEA是球孢白僵菌定殖植物后生态控制害虫的重要因素,为微生物源农药BEA的研发提供依据.
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基于东方黏虫卵的异色瓢虫规模化饲养条件的优化
《植物保护 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：异色瓢虫Harmonia axyridis是一种优良的捕食性天敌昆虫，能够捕食农林业中的多种害虫。利用异色瓢虫进行生物防治的前提是能够规模化繁殖，合适的饲养密度是规模化繁殖的基础。本试验以东方黏虫Mythimna separata卵为食料人工饲养异色瓢虫，在室内测定了在不同饲养密度下幼虫死亡率和成虫获得数，以及成虫在不同饲养密度下30 d内的总产卵量和卵孵化率。结果表明，在容积4 300 cm3养虫盒内饲养幼虫，死亡率随饲养时间延长而提高，幼虫自残高峰在卵孵化后的第5～9天；成虫获得数随初始虫量的增加而增大，初孵幼虫密度为110头/盒时成虫获得数最多，为62.75头。在容积250 cm3养虫盒内饲养成虫，饲养密度对30 d内总产卵量有显著影响，总产卵量随成虫数量的增加而增大，密度为4对/盒时总产卵量最大，为2 405.50粒；饲养密度对卵孵化率无显著影响。以此为基础建立异色瓢虫规模化饲养技术体系，在7.56 m2的养虫室内饲养幼虫，每批次可以生产约3.61万头成虫；在7.56 m2的养虫室内饲养成虫，每日可收获92.37万粒卵。利用该技术能够连续、多代、大量地获得同一发育阶段的产品，且有提升空间，可满足市场需求。
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基于机器学习的玉米自交系杂种优势类群研究
《中国农业科学 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：【目的】优化玉米杂种优势类群划分与判别分析方法，为玉米育种提供指导和参考。【方法】采用固相芯片对60份糯玉米自交系进行基因分型，通过质量控制获得不同密度的SNP标记，采用群体结构分析和遗传距离聚类的方法对60份糯玉米进行类群划分，比较不同密度分子标记和分群方法的差异。在此基础上，分别采用随机森林和支持向量机对类群划分结果进行抽样和交叉验证，比较玉米自交系类群判别的预测精度。【结果】通过不同的质量控制标准分别获得11 431和4 022个分子标记，基于2种分子标记密度，分别将60份材料分成5个类群和4个类群，其中，以11 431个SNP标记为基础，通过群体结构分析和遗传距离聚类结果发现，类群内样本一致性为63.33%，以4 022个SNP标记进行分群，发现2种类群划分方法的群内样本一致性为90.00%；比较玉米自交系类群判别的预测精度结果为：基于4 022个标记，随机森林和支持向量机预测精度的平均值（91.43%）高于11 431个标记的预测精度的平均值（86.25%），其中，预测精度最高的是采用4 022个标记的随机森林预测，预测精度为94.17%。【结论】聚类分析法最终将60份玉米糯自交系分为4个类群，运用随机森林和支持向量机对类群划分结果进行抽样和交叉验证，发现随机森林法比支持向量机法能获得更高的预测精度。
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基于转录组测序的玉米瘤黑粉菌UM01240过表达菌株诱导玉米抗病性分析
《中国农业科学 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：【目的】探究玉米瘤黑粉菌（Ustilago maydis）外分泌蛋白基因UM01240诱导玉米抗瘤黑粉病机制。【方法】将玉米瘤黑粉菌野生型菌株SG200、UM01240过表达菌株SG200-OE-UM01240及UM01240缺失菌株SG200ΔUM01240分别接种于高感瘤黑粉病玉米品种吉单209，接种样品分别命名为S1、S2及S3,7 d后统计供试菌株对玉米致病力差异。利用高通量RNA-Seq技术比较S2玉米叶片与S1、S3玉米叶片之间的差异表达基因，从植物-病原互作、黄酮类化合物生物合成、苯丙烷代谢及植物激素信号转导途径中筛选抗病相关的基因，并进行qRT-PCR验证。【结果】过表达菌株SG200-OE-UM01240相较SG200菌株致病力明显减弱，其对应S2玉米叶片病症最轻，而SG200ΔUM01240致病力较SG200菌株显著增强，其对应S3玉米叶片病症最重。S2玉米叶片相较S1、S3玉米叶片共表达差异基因1 613个，涉及植物-病原互作途径相关基因31个，主要为WRKY1、WRKY33、WRKY52、PR1及PIT5等蛋白基因；黄酮类化合物生物合成途径基因15个，主要为乔松素、柚皮素、木犀草素及二氢槲皮素等合成相关基因；苯丙烷代谢途径基因23个，主要为木质素、肉桂醛、对-香豆醛、松柏醛及芥子醛等合成相关基因；植物激素信号转导途径基因33个，主要为水杨酸、细胞分裂素、赤霉素及茉莉酸等合成相关基因。所选基因qRT-PCR分析结果与转录组数据相关性一致。【结论】外分泌蛋白基因UM01240在玉米瘤黑粉菌致病力中起着重要作用，其表达水平与玉米瘤黑粉菌的致病力负相关。UM01240可能通过调控植物-病原互作、类黄酮和苯丙素类化合物生物合成、植物激素信号转导等途径达到玉米瘤黑粉菌与玉米寄主平衡共生的目的。
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基于机器学习与分子动力学模拟发现CDK2抑制剂
《高等学校化学学报 》 2025 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：通过机器学习和分子动力学模拟方法发现了细胞周期蛋白依赖性激酶2(CDK2)潜在的抑制剂.首先，利用现有的大型活性数据库和机器学习算法，建立了针对CDK2抑制剂的分类模型.采用圆形指纹（ECFP6）的极端梯度提升树模型（XGBoost）筛选Enamine数据库，并选出了1152个新型化合物.通过分子对接和打分函数对这些潜在化合物在CDK2中的亲和力进行了排序，并采用指纹聚类的方法将化合物分为4类.分别从4类中选择1种对接评分较高的化合物，然后对4种化合物进行了类药性分析和分子动力学模拟.类药性分析结果表明，筛选出的4种潜在的CDK2抑制剂（Z1766368563, Z363564868, Z1891240670和Z2701273053）具有良好的成药性，并在分子动力学模拟结果中具有较高的结合自由能.这4种化合物可作为CDK2的先导化合物进行后续的改造和优化.
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