科研产出
河南省小麦品种(系)粒重相关基因等位变异的鉴定与分析
《麦类作物学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：小麦粒重是影响小麦产量的重要因素之一，培育高粒重品种是小麦育种的重要目标之一。本研究以395份河南省小麦品种(系)为材料，结合2021-2023连续两年千粒重测定结果，利用分子标记技术对其粒重相关基因(TaCwi-A1、TaSus2-2B、TaGw8-B1、TaGS-D1)的等位变异进行了鉴定，分析4种粒重基因不同等位变异及其不同组合类型对千粒重的影响。结果表明，TaCwi-A1、TaSus2-2B、TaGw8-B1和TaGS-D1位点在供试材料中均存在2种等位变异，共具有15种不同粒重等位基因组合类型。综合分析不同粒重等位基因及其组合类型与千粒重关系，等位基因TaSus2-2Ba对粒重的正向作用效应显著，而等位基因TaCwi-A1a和TaGS-D1a分别对粒重的正向效应不显著。TaCwi-A1b+TaSus2-2Ba+TaGS-D1b+TaGw8-Bla、TaCwi-A1a+TaSus2-2Ba+TaGS-D1a+TaGw8-B1a、TaCwi-A1b+TaSus2-2Ba+TaGS-D1a+TaGw8-B1a这3种基因组合类型为小麦高粒重优势基因型。
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玉米逆境胁迫响应基因ZmTPR1的表达和功能分析
《河南农业科学 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：在前期干旱-复水处理玉米转录组测序基础上，发现了一个响应干旱胁迫的基因ZmTPR1（Tetratricopeptide repeat 1），对该基因进行生物信息学分析，并探究其在不同组织及逆境胁迫下的表达模式，利用CRISPR-Cas9技术敲除拟南芥中的同源基因AtTPR1，分析干旱胁迫条件下纯合突变体植株的表型和生理生化指标，初步探究该基因的功能，为培育抗旱玉米品种提供基因资源。结果表明，ZmTPR1基因位于玉米的第3号染色体，编码421个氨基酸，具有保守的卷曲螺旋结构域，可能参与玉米对植物激素、干旱等胁迫的响应。ZmTPR1基因在玉米各组织中均表达，在幼茎中的表达量最高；干旱、高温、盐和缺氮胁迫均可诱导ZmTPR1基因的表达，干旱胁迫后表达量上调最明显；干旱胁迫后ZmTPR1基因在抗旱玉米自交系郑36中的表达量均极显著高于敏旱玉米自交系B73。敲除AtTPR1基因后拟南芥抗旱能力下降，Attpr1突变体在干旱胁迫下生长受到严重抑制，叶片萎蔫甚至干死，同时相对含水量、叶绿素含量、净光合速率及过氧化物酶和超氧化物歧化酶活性极显著降低，丙二醛含量极显著升高。综合来看，ZmTPR1基因参与玉米对多种非生物胁迫的响应过程，并在响应干旱胁迫中发挥着重要的作用。
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聚脲甲醛缓释肥减量深施对小麦和玉米产量及氮肥吸收率的影响
《中国土壤与肥料 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：为了探究聚脲甲醛缓释肥（PF）减量深耕对小麦和玉米作物产量、氮肥利用效率以及矿质养分迁移的影响，设置对照（CK）、尿素+旋耕（OPTX）、尿素+深耕（OPTS）、PF+旋耕（PFX）和PF+深耕（PFS）5个处理，在豫南砂姜黑土小麦、玉米农田开展大区试验。结果表明，对比传统尿素（OPT）处理，PF处理小麦、玉米产量显著高于OPT处理，尤其PFS处理较OPTX处理小麦和玉米季产量分别高12%和6.4%，较OPTS处理分别高3.4%和1.8%；与产量不同，PFS处理仅显示玉米季氮肥利用率（NUE）高于OPTX和OPTS处理，而小麦季NUE甚至低于OPTS处理，这可能与PF在小麦季深耕条件下养分释放速度慢有关。对比两种耕作方式，发现PFS处理小麦季产量与PFX处理产量无显著差别，而玉米季产量显著高于PFX处理；与产量不同，PFS处理小麦季NUE显著低于PFX处理，而玉米季无显著差别，这可能与玉米季更适宜的气象条件和小麦季PF养分的后续释放有关。对比土壤铵态氮（NH4+-N）、硝态氮（NO3--N）残留量和总氮浓度，发现作物收获后，PFS处理0～30和30～60 cm土层NH4+-N残留量与PFX处理无显著差异，NO3--N残留量显著低于PFX处理，而总氮含量略高于PFX处理，这可能与PF处理在小麦季深耕条件下氮素未释放完全有关。总而言之，依据作物的产量和氮肥利用效率，聚脲甲醛缓释肥在深耕条件下显示出更高的产量效益和增产潜势，尤其玉米季作物吸氮量、产量和NUE有了显著提升，值得被推荐。
关键词： 聚脲甲醛缓释肥 小麦玉米轮作 深耕与旋耕 砂姜黑土 氮肥利用率
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强光胁迫对转玉米C4型ZmPEPC+ZmPPDK基因小麦光合和生理特性的影响
《作物学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：为研究转玉米C4型PEPC(磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因)和PPDK(丙酮酸磷酸双激酶基因)双基因小麦对强光胁迫的光合和生理响应,以转ZmPEPC+ZmPPDK基因小麦株系PCK30和PCK60及其野生型对照材料(WT)为试验材料,鉴定了外源基因在转基因小麦中的表达量,在抽穗期和灌浆期测定正常光强(NL)和强光胁迫(HL)处理下转基因小麦的光合酶活性、叶绿素含量、气体交换参数、叶绿素荧光参数、活性氧物质含量和抗氧化酶活性.结果表明,2个转基因株系在转录水平上高效表达了PEPC和PPDK基因.在不同时期NL和HL处理下,转基因小麦的PEPC、PPDK、NADP-ME和Rubisco的酶活均显著高于WT,且HL处理下高出WT的幅度更明显.与NL处理相比,转基因小麦和WT的叶绿素含量在HL处理下显著降低,但转基因株系的下降幅度更小,且HL处理下转基因株系的叶绿素含量显著高于WT.两种水平处理下,转基因小麦PCK30、PCK60的净光合速率(Pn)均显著高于WT,且HL处理下高出幅度更明显,抽穗期增幅分别为15.26%和17.57%,灌浆期为13.41%和15.82%.气孔导度、Fv/Fm、qp的变化趋势与Pn一致,胞间二氧化碳浓度的变化趋势与Pn相反.转基因株系在HL处理下产生的活性氧物质和丙二醛含量显著低于WT,而抗氧化酶变化趋势与之相反.连续2年田间小区产量试验,转基因小麦PCK30和PCK60平均比WT高8.37%和10.16%.PEPC和PPDK在小麦中的过表达增强了小麦内源的光合酶、光化学效率和抗氧化酶活性,增强了强光下的叶片细胞膜的稳定性,保护了光合机构,维持了较高的光合效率,从而提高了转基因小麦的耐强光胁迫能力.
关键词： 小麦 玉米C_(4)光合基因 强光胁迫 光合 生理特性
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物料碳氮比及微生物菌剂接种量对黄瓜秧-鸡粪堆肥过程的影响
《江苏农业学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：为明确黄瓜秧与鸡粪堆肥的适宜碳氮比及微生物菌剂接种量，本研究设计3个碳氮比（17.5、22.5和27.5）和3个微生物菌剂接种量（0.1%、0.2%、0.3%）共9个处理，测定了不同处理对黄瓜秧与鸡粪好氧堆肥过程中温度、有机质降解率、pH值、种子发芽指数（GI）、养分含量及堆肥腐熟度的影响。结果表明，高碳氮比和高微生物菌剂接种量处理堆体温度更快达到50℃以上，且堆肥过程中高温的峰值高于中、低碳氮比和中、低微生物菌剂接种量处理；高碳氮比和高微生物菌剂接种量处理，有机质降解率、堆肥的腐熟度（T）都显著提高；但接种0.3%微生物菌剂处理对有效磷、速效钾的保留效果以及堆肥最终发芽指数（GI）的提升均不如接种量为0.2%与0.1%的处理。综合上述分析，黄瓜秧与鸡粪进行堆肥无害化生产时，适宜的碳氮比为27.5,微生物菌剂接种量为0.1%～0.2%。
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厚皮网纹甜瓜“甜网168”的选育
《北方园艺 》 2024 北大核心
摘要："甜网168"是以"YW18"为母本、"YW203"为父本杂交选育的中早熟杂交1代厚皮甜瓜新品种,该品种适宜河南、山东、安徽、海南等地区早春大棚或保护地栽培.春季生育期123 d,果实成熟天数46 d.植株生长势强,易坐果,一致性好.果实圆形,果形指数1.0,平均单果质量1.83 kg,密网纹,果肉绿色,肉质细软,果肉厚4.0 cm,中心可溶性固形物含量约18.6%.每667 m2平均产量为3659.7~3820.3 kg.2023年通过农业农村部非主要农作物品种登记,登记号为GPD甜瓜(2023)410005.
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前茬小麦有机肥替代化肥氮对后茬玉米抗倒伏性状的影响
《湖南农业大学学报(自然科学版) 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：以豫南砂姜黑土区冬小麦–夏玉米轮作体系下的玉米为研究对象，基于大田试验，采用小麦、玉米周年轮作模式，在前茬冬小麦季设置6个有机肥替代化肥氮处理，即T0（0）、T20（20%）、T40（40%）、T60（60%）、T80（80%）和T100（100%），玉米季各小区均正常施用化肥，在玉米吐丝期测定玉米抗倒伏相关表观性状、力学指标，在玉米拔节期、吐丝期、成熟期测定土壤可溶性氮含量，在玉米成熟期测定产量及其构成因素。结果表明：与T0相比，有机肥替代化肥氮处理的玉米吐丝期的株高、重心高度、穗位高度及穗位系数均无显著变化；第3、4、5节间直径、节间干物质质量、单位茎长干物质质量、压碎强度和抗倒指数增加；T60处理能显著提高玉米茎秆抗倒指数；在玉米拔节期、吐丝期、成熟期，有机肥替代不同比例化肥氮处理的土壤可溶性氮含量均有不同程度的增加，均以T60处理的含量最高；有机肥替代化肥氮处理的玉米产量、百粒质量均有所增加，T60处理的玉米产量增加了15.61%。可见，前茬有机肥替代化肥氮能够提高后茬玉米的抗倒伏性及产量，以有机肥替代60%化肥氮的效果最好。
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不同大麦品种B-醇溶蛋白基因的克隆和序列分析
《分子植物育种 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：大麦醇溶蛋白是影响大麦食品加工、麦芽制备和饲用价值的主要因素之一。B-醇溶蛋白占总醇溶蛋白的70%～80%，对品质的贡献相对较大。本研究对来自不同国家和地区的18份大麦材料的B-醇溶蛋白基因进行了克隆和鉴定，共得到27个完整的基因序列，包括22个编码基因和5个假基因。经与GenBank注册的序列进行比对，它们之间的碱基相似度为79.6%～99.5%，说明这27个基因序列全部是新基因或等位变异。22个基因的推断氨基酸序列表明，其中18个基因含有8个保守的半胱氨酸残基，2个基因含有7个半胱氨酸，其余2个则含有9个半胱氨酸，这在大麦中是首次发现，其可能属于编码优质蛋白亚基的基因。研究结果将为进一步研究大麦醇溶基因的特征特性以及培育优质大麦品种提供理论参考。
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基于全基因组重测序的油莎豆InDel位点鉴定及分子标记开发
《种子 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：选取4种不同类型油莎豆种质资源进行全基因组重测序，以此全基因组水平鉴定油莎豆的InDel位点，并根据多态性InDel位点序列信息开发有效的分子标记。基于重测序数据与油莎豆参考基因组的序列比对，利用GATK和SAMtools软件共鉴定到321 271个InDel位点，在油莎豆各个scaffold上呈现高密度分布，其中93%以上位点呈现出杂合类型。通过4种油莎豆种质间InDel位点的多态性分析，发现98%的InDel位点不具有多态性，最终鉴定出6 036个多态性InDel位点。基于多态性InDel位点的插入/缺失序列长度分析，筛选出829个插入/缺失序列长度大于20 bp的多态性InDel位点，适用于开发可通过琼脂糖凝胶电泳检测的InDel分子标记。选择8个多态性位点进行InDel分子标记开发和琼脂糖凝胶电泳检验，结果表明，鉴定的多态性InDel位点真实可靠以及开发的InDel分子标记合适可用。本研究利用不同类型油莎豆种质鉴定出大量的多态性InDel位点，能够开发出适合、准确、有效的InDel分子标记，极大地丰富了油莎豆的分子标记资源，为油莎豆种质资源更加精确的评价、鉴定和利用提供可靠的技术支撑。
关键词： 油莎豆 种质资源 全基因组重测序 InDel位点 分子标记
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基于改进YOLO v7-tiny的玉米种质资源雄穗检测方法
《农业机械学报 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：针对玉米种质资源遗传多样性丰富导致雄穗大小、形态结构及颜色呈现较大差异，无人机搭载可见光传感器相比地面采集图像分辨率低，以及图像中部分雄穗过小、与背景相似度高、被遮挡、相互交错等情况带来的雄穗检测精度低的问题，提出了一种改进YOLO v7-tiny模型的玉米种质资源雄穗检测方法。该方法通过在YOLO v7-tiny中引入SPD-Conv模块和VanillaBlock模块，以及添加ECA-Net模块的方式，增强模型对雄穗特征的提取能力。利用自建的玉米种质资源雄穗数据集，训练并测试改进模型。结果表明，改进YOLO v7-tiny的平均精度均值为94.6%,相比YOLO v7-tiny提升1.5个百分点，相比同等规模的轻量级模型YOLO v5s、YOLO v8s分别提升1.0、3.1个百分点，显著降低了图像中雄穗漏检及背景误检为雄穗的发生，有效减少了单穗误检为多穗和交错状态下雄穗个数误判的情况。改进YOLO v7-tiny模型内存占用量为17.8 MB,推理速度为231 f/s。本文方法在保证模型轻量化的前提下提升了雄穗检测精度，为玉米种质资源雄穗实时、精准检测提供了技术支撑。
关键词： 种质资源 玉米雄穗 目标检测 无人机 可见光影像 YOLO v7-tiny
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