科研产出
敲除pina和pinb基因提高小麦籽粒硬度
《科学通报 》 2025 EI 北大核心 CSCD
摘要：小麦籽粒硬度是决定小麦加工品质的重要性状之一,主要受5D染色体上的pina和pinb基因控制.本研究利用CRISPR/Cas9基因编辑技术,对pina和pinb基因进行敲除,根据sgRNA设计原则,每个基因选择了2个sgRNA,以冬小麦品种K35为转化受体,构建了单基因和双基因编辑载体,通过农杆菌介导的小麦遗传转化获得了基因编辑植株.利用Hi-TOM高通量测序法对T0、T1和T2代植株进行连续筛选和鉴定,获得了pina、pinb基因的单突变体及pinapinb双突变体.用Sanger测序法进一步鉴定了纯合植株,得到了籽粒硬度提升的小麦新种质,没有影响植株生长和其他农艺性状.利用扫描电子显微镜观察编辑植株的籽粒,淀粉颗粒之间结合更加紧密.转录组测序筛选差异表达的基因,进行了GO和KEGG pathway的富集分析,说明小麦籽粒硬度的形成和变化不是一个单一的过程,影响了多个代谢通路和途径.创制的具有新型等位变异的纯合突变体,为我国在籽粒硬度研究方面提供准确信息,为选育优质专用小麦提供种质资源,对其功能研究和小麦品质改良均具有重要意义.
关键词： 小麦 CRISPR/Cas9 籽粒硬度 基因编辑 pina基因 pinb基因
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苗期油莎豆在盐胁迫下的生理特性及转录组学分析
《河南农业科学 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：以吉莎2号为试验材料，采用NaCl溶液模拟盐胁迫，分析200 mmol/L NaCl对油莎豆幼苗叶片中超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）活性及可溶性蛋白（SP）、脯氨酸（Pro）、丙二醛（MDA）含量的影响，通过转录组测序分析差异表达基因（DEGs），进行GO和KEGG通路富集分析，并对富集通路基因进行实时荧光定量PCR(qRT-PCR)验证，以期初步了解油莎豆耐盐机制。结果表明，随着盐胁迫时间延长，SOD、POD和CAT活性呈现出先上升后下降的趋势，在胁迫处理6 d达到最大值；MDA、Pro和SP含量随盐胁迫时间增加而增加。对盐胁迫处理6 d的油莎豆幼苗叶片进行转录组测序，检测到869个上调DEGs、972个下调DEGs。GO富集分析发现，DEGs主要富集于生物学过程中的细胞过程、代谢过程，细胞组分中的细胞结构体、细胞内，分子功能中的结合、催化活性；KEGG富集分析发现，DEGs主要富集于植物激素信号转导、植物-病原互作、淀粉和蔗糖代谢等通路。qRT-PCR分析发现，TRINITY＿DN10189＿c0＿g1、TRINITY＿DN2983＿c0＿g1、TRINITY＿DN4981＿c0＿g1、TRINITY＿DN1242＿c0＿g1、TRINITY＿DN7378＿c0＿g1、TRINITY＿DN2888＿c0＿g1等基因的表达量提高；TRINITY＿DN6117＿c0＿g1、TRINITY＿DN7833＿c0＿g1、TRINITY＿DN8066＿c0＿g1、TRINITY＿DN8212＿c0＿g1等基因的表达量降低，与RNA-Seq结果相似，验证了转录组结果的准确性。
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吉林省玉米田捕食性天敌昆虫种类及发生情况
《玉米科学 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：为明确吉林省玉米田中捕食性天敌昆虫种类及发生情况,2014年和2016年对吉林省9个地市、42个县(市/区)共240个乡镇的玉米田进行调查.调查发现,玉米田中常见捕食性天敌昆虫有12种,隶属于4个目,7个科.异色瓢虫是优势种,2014年和2016年Berger-Parker优势度指数为0.660 1和0.572 7,平均有虫田率达98.70%,平均百株虫量为53.81头和41.02头,显著高于其他天敌;草蛉也是重要的捕食性天敌昆虫,其平均有虫田率达95.49%,平均百株虫量为10.38头和15.13头;龟纹瓢虫、食蚜蝇和黑背小毛瓢虫平均有虫田率分别为84.47%、74.72%和66.54%,平均虫量2.23~4.75头/百株;深点食螨瓢虫有虫田率为10.98%,两年百株虫量分别为9.55头和6.04头;七星瓢虫和捕食蝽有虫田率<5%,发生量<0.1头/百株.捕食性天敌昆虫种群具备一定稳定性,应通过生态管理措施进一步提升其防控功能.
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基于覆盖作物的坡耕地农田生态环境治理技术研究-以吉林省东部山区为例
《东北农业科学 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：吉林省东部地区的土地类型多为坡耕地，年均降雨量在600 mm以上，存在着土质疏松、抗蚀防蚀能力差的特点，易产生地表径流，水土流失现象频发。本研究针对吉林省东部坡耕地区域存在的上述问题，利用覆盖作物种植技术，阐明了覆盖作物在治理水土流失、氮素污染以及改良土壤等三个方面的作用机理，并介绍了三种技术的技术流程与相应管理措施，以期为吉林省东部坡耕地区域的土壤质量、作物产量的双重提升与生态环境的可持续发展提供技术支撑。
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航天诱变紫花苜蓿新品系比较试验研究
《东北农业科学 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：针对目前中国苜蓿品种中缺少适宜高寒地区种植的丰产品种问题，以选育高产抗寒紫花苜蓿新品种为目标，2006年搭载实践8号育种专用卫星将3个品种的苜蓿种子进行太空诱变，选育出2个苜蓿新品系。于2017-2020年开展品系（种）比较试验，对参试品系（种）生态适应性、生育期、鲜干草产量、叶茎比、植株高度、种子产量、营养成分等进行研究。结果表明，综合品系1抗寒、高产，平均年干草产量17 038 kg/hm2，种子产量312 kg/hm2，符合育种目标。
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胍基乙酸和甜菜碱的生理协同功能及其在反刍动物生产中应用的研究进展
《饲料研究 》 2024 北大核心
摘要：胍基乙酸是一种氨基酸类饲料添加剂，是动物机体内合成肌酸的唯一前体物质。肌酸是合成磷酸肌酸组分之一，补充胍基乙酸可以间接提供能量。甜菜碱是良好的甲基供体，具有调节细胞渗透压、缓解应激反应、提高动物生长性能、改善肉品质以及减少脂质沉积的功能。因此，胍基乙酸和甜菜碱对动物机体生长具有积极的作用。文章阐述了胍基乙酸和甜菜碱的生理功能、协同作用以及二者单独使用、联合使用对反刍动物生产性能的影响，以期为其在动物生产实践中的应用提供参考。
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长期化肥有机替代对黑土氮转化相关酶活性的影响
《土壤通报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：【目的】化肥有机替代是培肥土壤和提高氮素利用效率的主要途径之一，而氮素转化相关酶是氮素进入土壤后转化过程的主要推动力。因此，研究化肥有机替代对土壤氮转化相关酶活性的影响对于后续提高氮素利用效率具有重要意义。【方法】本文以国家黑土土壤肥力与肥料效益长期定位监测基地为平台，探究了32年长期化肥有机替代在玉米生育期对黑土土壤脲酶、过氧化氢酶、多酚氧化酶、硝酸还原酶及亚硝酸还原酶活性的影响。试验共选取四种处理：不施肥处理（CK）、单施化肥处理（NPK）、秸秆部分替代化肥处理（NPKS）、有机粪肥部分替代化肥处理（NPKM）。【结果】NPKS,NPKM在玉米生育期内提高了土壤中脲酶、过氧化氢酶、硝酸还原酶及亚硝酸还原酶的活性，具体趋势为NPKM＞ NPKS＞ NPK＞ CK。与NPK相比，NPKM与NPKS在玉米生育期内平均分别可以提高29%和21.9%的脲酶活性，2.7%和2.2%的过氧化氢酶活性，39.8%和24.1%的硝酸还原酶活性，8.4%和6.1%的亚硝酸还原酶活性。秸秆与有机粪肥对多酚氧化酶活性的影响效果相反，与NPK相比，NPKS在玉米生育期内平均提高了15.9%的多酚氧化酶活性，而NPKM却使多酚氧化酶活性降低了9.3%。在玉米生育期内，土壤脲酶、过氧化氢酶、多酚氧化酶和硝酸还原酶活性均呈现出先升高后降低的趋势，而亚硝酸还原酶则呈现出逐渐上升的趋势。【结论】有机物料部分替代化肥提高了土壤氮素转化相关酶的活性。
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油莎豆块茎转录组测序分析与油脂合成相关基因的挖掘
《分子植物育种 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：油莎豆(Cyperus esculentus)是一种开发潜力大、综合利用价值高的新兴经济作物，其块茎油分含量最高可达38.70%。为了获取其块茎中油脂合成遗传信息，试验采集4个不同发育时期的油莎豆块茎样品，采用第三代PacBio测序平台对样品进行全长转录组测序，原始数据经聚类、纠错和去冗余，最终获得的高质量序列87 061条，预测分析84 394个ORF,11 224条lncRNA,31 995条转录因子以及9 165个SSR位点。将筛选预测为有功能的23 408条高质量转录本在blastx、NR、KOG、GO、KEGG、Pfam等数据库进行功能注释分析，获得19 287条(82.39%)序列功能注释信息。NR数据库比对结果显示，油莎豆与油棕(Elaeis guineensis)的相似度最高(21.69%);GO功能分析将获得GO注释的unigenes划分为生物过程、分子功能和细胞成分3大类55子类；KOG数据库分析获得25个功能簇；KEGG注释将转录组中涉及的基因注释到6大类共188条代谢通路中。根据注释到的油脂合成功能基因序列构建出油莎豆脂肪酸合成代谢通路，并发掘到了FATA、GPAT、PDAT和DGAT等油脂合成关键基因。本研究在无参考基因组的情况下，根据油莎豆块茎三代转录组数据，获得基因信息，同时构建了脂肪酸合成代谢通路并得到部分功能基因的全长序列，为后续油莎豆油分合成代谢的分子机制研究提供数据支持。
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