科研产出
马铃薯StDof5的克隆及表达分析
《生物技术通报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：[目的]DNA binding with one finger(Dof)基因家族是植物特有的转录因子在植物生长发育和胁迫响应中发挥重要作用.研究Dof转录因子在马铃薯响应逆境胁迫特别是盐胁迫中的功能与机制,为获得抗盐逆境胁迫新品种提供一定的理论和技术基础.[方法]克隆StDof5,并对其进行生物信息学分析,通过同源重组的方法构建StDof5过表达载体,转化马铃薯得到阳性植株,并对其表达进行分析.[结果]StDof5的CDS全长 498 bp,编码 165 个氨基酸,分子式为C800H1236N242O246S9,StDof5原子个数 2 533 个,相对分子量为 18 468.63 kD,等电点是 8.47,脂肪族指数为 51.45,不稳定系数为 45.16,预测该蛋白为不稳定蛋白.预测得到的跨膜螺旋个数为 0,其属于非跨膜蛋白.StDof5 蛋白亲水性平均值为-0.876,预测该蛋白属于亲水性蛋白.StDof5 蛋白二级结构预测结果显示α螺旋占 20%,β转角占 0,延长链占 9.7%,无规卷曲占 66.06%.盐胁迫表型试验表明,过表达植株(OPs)比野生型(DES)的株高、鲜重均有明显程度上升,但根长、根数和叶片数差异不大.[结论]过表达植株(OPs)能够抵御盐胁迫,对盐胁迫呈现脱敏感表型.该基因对盐胁迫响应明显,且存在组织特异性.
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PEG干旱胁迫下甜高粱生理响应与抗旱性比较
《中国农学通报 》 2024 CSCD
摘要：本研究旨在探讨不同甜高粱品系在受到干旱胁迫时生理生态响应机制，并筛选出具有优良抗旱性的甜高粱恢复系。实验设计了4个不同浓度的PEG-6000水溶液：50、100、150、200 g/L，并以清水处理作为对照组，通过测量各处理组的发芽率、发芽势、胚芽长、胚根长、芽干重、根干重、干物质转运率等指标，评估了不同甜高粱品系的抗旱性能。研究结果显示，随着PEG浓度的增加发芽率、发芽势、胚根长、胚芽长、芽干重、根干重、干物质运转率整体均呈下降趋势，不同处理下品种2和品种7发芽势表现最好，浓度小于200 g/L处理下发芽势均未出现显著下降，在浓度达到200 g/L分别较对照下降11.5%、17.8%；品种7发芽率表现最好，20%的PEG浓度处理下较对照下降最少(5.6%)；品种6胚根长表现最好，150 g/L处理下，胚根长较对照增长7.1%；品种3和品种4胚芽长表现最好，在100 g/L和150 g/L处理下胚芽长均是较对照降低最少。品种2干物质运转率表现最好，所有处理均较对照下降最少。可见不同甜高粱品系应对干旱胁迫的响应机制各有不同。综合分析表明，不同的甜高粱品系对干旱胁迫的适应机制存在差异。通过隶属函数进行综合评价，得出8个甜高粱品系的抗旱性排序为：品种3>品种7>品种4>品种6>品种2>品种5>品种8>品种1。这一结果为甜高粱的抗旱育种提供了重要的理论依据。
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小麦芽期和苗期耐盐鉴定方法的适用性评价
《作物学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：耐盐鉴定是筛选种质和选育耐盐小麦品种的前提。小麦室内耐盐鉴定方法较多,涉及不同生育时期和组织器官。为了评估这些方法在生产上的适用性,本研究选用北方冬麦区5个耐盐品种和5个盐敏感品种为试验材料,对基于芽期和苗期的7种耐盐鉴定方法（涉及27个测试指标）进行实用性评价。结果显示,利用小麦种子的发芽相对盐害率不能区分参试耐盐品种和盐敏感品种,而小麦苗期的叶部盐害指数、根部Na+和K+流速以及根尖数、根径、叶片K+含量的相对盐害率在耐盐和盐敏感品种之间差异显著。综合回归分析结果和可操作性,明确叶部盐害指数是北方冬麦区适用性较高的耐盐鉴定方法,可结合根尖数相对盐害率、叶片K+含量相对盐害率或根部Na+和K+流速用于种质筛选或品种选育。本研究从适用程度方面解析和评价了耐盐鉴定方法,为小麦耐盐育种工作提供参考信息。
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基于荧光SSR构建中国糜子核心种质DNA分子身份证
《中国农业科学 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：【目的】糜子（Panicum miliaceum L.）作为一种古老的粟类作物，种质丰富，基于荧光SSR标记构建其DNA分子身份证可为资源的数字化管理提供理论依据和分子检测工具。【方法】以235份中国糜子核心种质为试验材料，对山西农业大学农学院糜子作物分子育种课题组前期开发的糜子特异性SSR标记进行多次PCR筛选和优化后获取核心引物。基于糜子参考基因组信息，经过BLAST序列比对后将核心标记进行染色体定位。在SSR引物的5′端标注荧光（FAM/HEX），利用毛细管电泳给出材料的基因型，采用“0,1”二进制编码方式记录扩增条带的有无，使用ID Analysis 4.0检测材料的区分程度。采用十进制（0—9）统计扩增片段大小以获得材料的字符串分子身份证。使用Popgene、Powermarker、MEGA、NTSYS进行遗传多样性、遗传聚类和主成分分析。利用二维码在线软件（https://cli.im/）给出材料的二维码DNA分子身份证。【结果】PCR扩增结果发现，7个荧光SSR（RYW3、RYW6、RYW11、RYW18、RYW37、RYW43和RYW125）组合在一起可以将235份材料全部区分开。BLAST结果表明，RYW18、RYW37分布在第2染色体，分别位于0.60和0.80 cM处；RYW125位于第4染色体，定位在10.40 cM处；RYW43、RYW6分布在第5染色体，分别位于52.80和53.00 cM处；RYW11和RYW3定位在第6染色体，分别位于2.10和20.70 cM处。遗传多样性分析结果表明，235份材料在7个位点共检出87个等位变异，每个位点检出3（RYW11）—25（RYW6）个，平均为12.4286；检出Shannon多样性指数（I）变幅为0.2055（RYW18）—2.0587（RYW6），平均1.1398；观测杂合度（Ho）为0.0086（RYW11）—0.9455（RYW18）；期望观测杂合度（He）为0.0795（RYW18）—0.7452（RYW6）;Nei’s基因多样性指数（Nei）为0.0793（RYW18）—0.7452（RYW6）；多态性信息含量（PIC）为0.0334（RYW11）—0.8071（RYW6），平均为0.5185。聚类分析和主成分分析均将材料划归8个类群。将电泳条带进行数字编码，利用7个标记组合，构建了全部材料的字符串和二维码DNA分子身份证。【结论】以235份中国糜子核心种质为试验材料，利用PCR扩增和毛细管电泳筛选到7个糜子荧光SSR核心标记。基于糜子参考基因组信息将上述标记定位在4条染色体上。利用上述标记扩增供试材料，给出遗传多样性衡量参数，基于遗传距离将材料聚为8个类群，主成分分析解决了聚类结果中出现的偏差。依照最少引物区分最多种质的原则，利用十进制编码方式给出材料的字符串DNA分子身份证，结合表型数据，利用二维码在线软件构建了全部材料的二维码DNA分子身份证。
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燕麦–绿豆间作效应及氮素转移特性
《植物学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：为探究燕麦（Avena sativa）–绿豆（Phaseolus radiatus）间作效应及氮素转移特性,在不施氮肥的大田试验条件下,设置3种种植模式（燕麦单作、绿豆单作和燕麦–绿豆间作）,采用传统挖根法和15N同位素标记法进行研究。结果表明,间作系统中燕麦侵袭力强于绿豆,绿豆生长受到抑制。整个生育期,间作燕麦地上部干物质积累量比单作增加14.9%–33.1%,2年成熟期间作燕麦的氮素积累量比单作分别提高53.1%和44.8%;间作减少了开花结荚期绿豆氮素积累量和根瘤重量,降低了绿豆的固氮效率,绿豆的固氮效率2年平均降低23.7%,生物固氮量平均减少11.66%。间作绿豆向燕麦的氮素转移率2年平均值达31.7%,氮素转移量为212.16 kg·hm–2。燕麦–绿豆间作降低了开花结荚期绿豆的根瘤固氮酶活性和固氮效率,但绿豆体内氮素转移增加了燕麦对氮素的吸收利用,实现了地上部与地下部生长的相互调节和促进,优化了农田生态系统的氮素管理。
关键词： 燕麦–绿豆间作 根瘤固氮 15N同位素标记 氮素吸收 氮素转移
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高粱的耐瘠性与养分高效利用研究现状与展望
《作物杂志 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：施肥对作物增产具有重要作用，然而施肥对土壤等环境的影响也越来越严重。因此，如何鉴选与创制养分高效利用资源，选育高产、绿色品种已经成为目前高粱产业发展的重要研究方向。本文总结了国内外高粱种质资源耐瘠性鉴定、养分胁迫对高粱主要农艺性状的影响与生理学响应、养分效率的分子生物学研究、氮利用效率与根系分泌生物消化抑制等方面取得的研究进展，并对养分高效利用研究和氮高效利用品种选育进行了展望，为高粱新品种在中低产田产量提升、减施化肥和农业面源污染改善等方面提供技术支撑。
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等离子体处理对亚麻籽中生氰糖苷含量的影响
《东北农业科学 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：亚麻籽中的生氰糖苷毒性较大，它的存在限制了亚麻籽的综合利用。为了探索在种植生产中降低亚麻生氰糖苷的方法，采用等离子体技术处理亚麻种子，研究了剂量强度、种子流量和处理次数对亚麻籽中生氰糖苷含量的影响。正交试验结果表明，影响亚麻籽中生氰糖苷含量的因素顺序是：剂量强度＞处理次数＞种子流量；等离子体处理种子技术的试验最佳组合是：剂量强度为2.4 A，处理次数为4次，种子流量为0.8 kg/min。多品种试验结果表明：等离子体技术处理不同的亚麻品种，收获后的亚麻籽生氰糖苷含量均有不同程度的降低，降幅在18.14%～31.33%。研究表明等离子体技术处理亚麻种子能有效降低生氰糖苷含量，可以在生产实践中推广应用。
关键词： 等离子体种子处理技术 亚麻 生氰糖苷
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谷子重组自交系主要农艺性状和品质性状相关分析
《植物遗传资源学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：通过对谷子主要农艺性状遗传变异分析，探讨影响谷子直链淀粉和黄色素含量的主要因素，筛选出综合性状优良的株系，为谷子遗传改良和创造新种质提出理论参考。本研究以嫩选15和黄金苗杂交获得的重组自交系群体为材料，于2020年和2021年种植于山西农业大学东阳示范基地，对籽粒直链淀粉、黄色素2个品质性状和株高、穗长、叶面积、茎粗、穗粗、茎节数、单穗重、穗粒重8个主要农艺性状进行了遗传变异分析、相关性分析和回归分析。综合两年试验结果表明：亲本之间黄色素含量、直链淀粉含量、叶面积和穗粗存在显著差异；RIL群体所调查性状变异丰富，分布近似符合正态分布，表现双向超亲分离。各个性状的变异系数范围为8.05%～35.32%，综合分析两年数据可知，单穗重和穗粒重变异系数较高，株高和直链淀粉含量的变异系数较低。黄色素含量与直链淀粉、株高、茎节数呈极显著正相关，与穗粒重呈显著正相关，与叶面积呈极显著负相关。直链淀粉含量与叶面积、茎粗、穗长呈极显著负相关，和茎节数呈极显著正相关。进一步回归分析可知，叶面积、株高和穗长是影响黄色素含量的最主要因素，叶面积、穗长对直链淀粉含量存在负向的影响作用，单穗重、穗粗、茎节数对直链淀粉含量存在正向的影响作用。
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山西典型焦化场地特征污染物在非饱和带迁移规律及影响因素
《环境化学 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：以山西某焦化场地为研究对象,以该场地污染最严重的苯和萘作为焦化行业特征污染物的代表,结合山西不同地区土壤含水量差异明显、年降雨量波动幅度大以及该场地存在碱性废水和酸性废液的无意倾倒导致土壤pH超标严重的特点.通过柱试验研究特征污染物苯、萘在非饱和带迁移规律及其关键影响因素;通过土水分离实验揭示多要素作用下特征污染物苯萘在土水介质中迁移特征.柱实验结果表明,苯在重力和淋洗作用下,不断向深层土壤扩散和迁移,越过渗透性差的粉土层,到达更深层的土层;而萘只有少部分不断向深层土壤扩散和迁移,大部分富集表层.降低土壤初始含水量会降低苯和萘在非饱和带迁移速率但是会促进迁移总量,并且增大降雨量、升高或降低淋滤液pH值会增强苯和萘向下迁移能力;降雨量、淋滤液pH值、土壤初始含水量都会影响非饱和带对苯和萘截留能力,其中土壤初始含水量影响最大,降雨量次之,淋滤液pH值最小;在相同环境因素下,与苯和萘残留量分布相关性最强的变量为采样深度,并且苯和萘残留量分布与采样深度相关系数值会随着环境因素的改变产生显著变化.土水分离实验结果表明淋滤液pH值是苯在土水介质中迁移的最大影响变量,影响萘在土水介质中迁移最大变量为降雨量.
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山西糜子核心种质分子身份证构建
《植物学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：为快速鉴定糜子（Panicum miliaceum）资源,建立分子标记检测平台,以272份山西糜子核心种质为研究材料,利用85对简单重复序列（SSR）引物,应用ID Analysis 4.0软件,构建DNA分子身份证。结果表明,对85对SSR引物进行筛选,发现20对引物组合（RYW67、RYW53、RYW37、RYW65、RYW62、RYW77、RYW5、RYW49、RYW84、RYW19、RYW11、RYW40、RYW54、RYW28、RYW31、RYW7、RYW16、RYW8、RYW9和RYW18）可区分272份材料。共检测到等位变异（Na） 60个,平均每个位点检出3个;Shannon多样性指数（I）为0.957 8 （RYW16）–1.096 7 （RYW5）,平均值为1.055 2;多态性信息含量（PIC）为0.604 4 （RYW77）–0.753 0 （RYW37）,平均值为0.692 1。利用20对引物构建山西糜子核心种质的字符串、条形码和二维码DNA分子身份证,可为种质身份标识和溯源提供实践路径。
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