科研产出
利用CRISPR/Cas9技术创制小麦耐低肥Taaap3突变体
《河南农业科学 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：为了创制耐低肥、高产小麦(Triticum aestivum L.)新种质,利用CRISPR/Cas9技术编辑小麦中氨基酸透性酶基因TaAAP3,明确突变体类型,并分析突变体在低肥条件下的产量,筛选耐低肥、高产小麦新材料.结果表明,共获得了1个小麦TaAAP3基因单亚基因组纯合突变体和2个三亚基因组纯合突变体,主要发生的突变是单个碱基的插入和小片段DNA的插入、缺失,其导致了移码突变,使翻译提前终止,造成蛋白质序列完全被改变.突变体Taaap3幼苗叶片中TaAAP3基因的表达水平显著低于野生型,且TaAAP3在三突变类型中的表达量显著低于单突变类型.低肥条件下,3个Taaap3突变体产量均显著高于野生型,且TaAAP3基因表达水平越低,增产幅度越大.综上,在小麦中敲除TaAAP3基因后,其表达水平显著降低,且低肥条件下籽粒产量显著增加.
关键词： 小麦 TaAAP3 突变体 基因表达 籽粒产量 CRISPR/Cas9
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基于深度学习的小麦倒伏自动分类方法研究
《河南农业科学 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：倒伏是制约小麦产量的关键因素.针对现有小麦倒伏区域统计费时费力、倒伏分类方法较为单一、模型预测精度低的问题,采用无人机遥感平台获取小麦倒伏可见光图像,自建小麦倒伏图像数据集,采用分割模型U-Net、PSPNet、DeepLabv3+和ACSNet自动提取小麦倒伏区域.结果表明,通过4种方法对小麦倒伏区域提取比较,ACSNet对小麦倒伏检测的分割效果较好,其精准率(Pre)、召回率(Rec)、Dice相关系数(DSC)和IoU指数分别为87.5%、91.7%、87.0%、88.6%,计算量(FLOPs)较低,具有较强的准确性和鲁棒性.ACSNet对小麦倒伏预测结果与真实结果接近,识别的平均相对误差为4.5%.表明通过ACSNet能够有效提取小麦倒伏信息,为无人机遥感评估小麦受灾面积及损失提供支撑.
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河南省308份小麦新品系的茎基腐病抗性评价
《麦类作物学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：为给河南省抗茎基腐病品种合理布局提供品种支撑,以河南省小麦茎基腐病的高致病力假禾谷镰孢菌菌株PY20-20为接种物,对参加河南省主要区域试验的308个小麦新品系进行苗期抗病鉴定.结果发现,供试品系中,95.7%的品系表现为高感(病情指数大于30.00),仅1.95%的品系表现为中抗(病情指数在10.01~20.00之间),3.25%的品系表现为中感(病情指数在20.01~30.00之间),无免疫和高抗品种,表明参加河南省小麦区域试验的新品系对小麦茎基腐病的整体抗性水平较低.为获得茎基腐病抗性稳定的品系,对苗期表现为中抗和中感的品系进行了 2次重复验证,发现6个中抗品系(西农1125、郑麦9134、中研麦906、阜麦1008、泰禾麦6号和民研186)和4个中感品系(徐麦14017、周麦36、新麦9389和囤麦257)的抗性水平较为稳定.进一步对6个中抗品系进行成株期抗性鉴定,发现这些品系的病情指数在12.67~15.50之间,成株期对小麦茎基腐病的抗性也达到了中抗水平.综上,西农1125、郑麦9134、中研麦906、阜麦1008、泰禾麦6号和民研186这6个中抗茎基腐病的品系可以在小麦生产中布局,建立屏障,减少小麦茎基腐病对小麦产量的损失.
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基于植被状态指数的县域冬小麦干旱时空变化特征分析
《水土保持研究 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：[目的]分析县域冬小麦干旱的时空异质性，为抗旱减灾提供辅助决策支持。[方法]基于GF1,Landsat, Sentinel-2等中高分辨率遥感数据，选取植被状态指数（Vegetation Condition Index, VCI）作为干旱监测指标，计算2011—2021年禹州市冬小麦VCI,逐年分析禹州市冬小麦干旱分布情况，并通过变异系数、线性趋势法、重心迁移和标准差椭圆等方法，对禹州市冬小麦干旱的稳定性、变化趋势、时空变化等特征进行了多维度分析。[结果]（1）空间上，2011—2021年禹州市冬小麦干旱主要分布在北部和西部的山岗丘陵区，干旱面积和干旱强度由平原区向山岗区逐渐延展扩大；变异系数与变化百分率均值分别为0.62,13.12%,冬小麦干旱稳定性与变化趋势空间分布一致性高；重心迁移轨迹总距离和标准差椭圆扁率从无旱到重旱逐渐变小，标准差椭圆面积逐渐变大，表明干旱空间分布由集中趋于分散；（2）时间上，禹州市冬小麦每年都有轻旱发生，中旱和重旱平均2～4年发生一次，2012—2014年连续3年旱情较重，中旱和重旱总占比均超过35%,其次为2016年和2018年。[结论]近11年来禹州市冬小麦干旱总体上呈现向好的发展态势，大部分区域冬小麦旱情改善较为明显，对于旱情严重且不稳定区域需加强防控力度。
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河南白术茎基腐病病原的鉴定及药剂筛选
《植物病理学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：2020-2021年,在河南白术(Atractylodes macrocephala Koidz.)产区调查发现了一种危害白术茎基部的病害,田块发生率为100%,病株率为20%~30%.该病害发生后茎基部出现褐色或黑褐色的病斑,病斑沿纵横向同时扩展,后期环绕整个茎部,造成茎腐烂;为明确引起该病的病原菌,采用组织分离培养和科赫氏法则验证,结合形态学观察和多基因扩增(rD-NA-ITS、EF-1a及RPB2基因)对病原菌进行鉴定,并研究了病原菌的生物学特性以及室内有效杀菌剂筛选.结果表明,分离物YZ10和YZ14均可致病,接种后可侵染白术离体幼苗茎基部、离体茎段和盆栽植株茎基部,表现与田间病株相同的症状,并鉴定出菌株YZ10为锐顶镰刀菌(Fusarium acuminatum),菌株YZ14为木贼镰刀菌(F.equiseti).2株病原菌的最适培养基均为燕麦培养基,可利用多种碳源和氮源,但在尿素培养基上生长慢.菌株YZ10、YZ14最适生长温度是25 ℃、28℃,最适pH为8、7,在光暗交替下的菌丝生长直径较大;室内毒力测定结果表明,98%咯菌腈对菌株YZ10和YZ14的毒力最强,EC50值为1.74 mg·L-1和0.17 mg·L-1,97%戊唑醇的毒力次之.
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甜瓜双单倍体组培生根过程中内源激素、多胺及相关氧化酶活性的变化
《果树学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：【目的】探究甜瓜双单倍体组培苗内源激素、多胺类物质和关联酶对不定根诱导分化和伸长响应的生理机制。【方法】以未受精子房离体培养获得的双单倍体芽为试材，在生根培养基上诱导培养，探讨和分析其生根过程中内源激素、多胺类物质含量以及相关酶活性的变化规律。【结果】生根诱导过程中吲哚乙酸（IAA）、脱落酸（ABA）含量呈现“下降-升高”的趋势，分别在第7天和第14天达到最低值；赤霉素（GA3）含量先升高后下降，在第7天时达到最大值；玉米素核苷（ZR）含量呈现“下降-升高-下降”的趋势，在第21天达到最大值；IAA/ABA和过氧化物酶（POD）活性逐渐升高，IAA/ZR和精胺（Spm）、亚精胺（Spd）、腐胺（Put）含量及吲哚乙酸氧化酶（IAAO）、多酚氧化酶（PPO）活性呈现“升高-下降-升高”的趋势。相关性分析可知，Put与IAA/ABA、Spm以及IAAO与GA3存在极显著正相关性（p＜0.01）,Spm与IAA/ABA、Spd,Put与Spd、POD以及IAAO与PPO呈显著正相关性（p＜0.05）,Spd与ABA含量存在极显著负相关性（p＜0.01）。【结论】一定范围内的IAA、ABA含量、IAA/ABA和IAA/ZR升高及GA3、ZR含量降低有利于不定根诱导分化和生长发育，后期组培苗体内Spm、Spd、Put含量的升高有利于不定根的形成，IAAO、PPO、POD酶活性变化与不定根的发生和伸长也有密切联系。
关键词： 甜瓜 双单倍体芽 组培生根 内源激素 多胺 关联酶
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河南省多花黑麦草对ACCase和ALS抑制剂的抗性及其靶标基因突变分析
《植物保护学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：为明确河南省部分地区的多花黑麦草Lolium multiflorum种群对乙酰辅酶A羧化酶（acetylCoA carboxylase,ACCase）和乙酰乳酸合成酶（acetolactate synthase,ALS）抑制剂类除草剂的抗性水平和抗性机理，采用整株生物测定法测定采自新乡市和驻马店市的多花黑麦草种群对ACCase抑制剂类除草剂精噁唑禾草灵、炔草酯、唑啉草酯和ALS抑制剂类除草剂甲基二磺隆、氟唑磺隆、啶磺草胺的抗性水平，并对多花黑麦草ACCase和ALS靶标酶编码基因进行克隆及氨基酸序列比对，分析其靶标抗性机理。结果显示，与多花黑麦草敏感种群HNXX01相比，HNZMD04和HNXX05种群对6种除草剂均产生了抗性，HNZMD04种群对精噁唑禾草灵和啶磺草胺的相对抗性倍数分别为44.65和40.31，对炔草酯和氟唑磺隆的相对抗性倍数分别为11.91和11.93;HNXX05种群对精噁唑禾草灵和氟唑磺隆的相对抗性倍数分别为27.70和25.67。HNZMD04和HNXX05抗性种群的ACCase基因均发生了D2078G突变，2个种群的突变率分别为55%和70%;HNZMD04抗性种群的ALS基因发生了P197Q和P197T突变，突变率分别为30%和5%，而HNXX05抗性种群的ALS基因仅发生了P197Q突变，突变率为15%。表明多花黑麦草驻马店种群和新乡种群对ACCase和ALS抑制剂类除草剂均产生较高抗性，而抗性多花黑麦草的ACCase氨基酸D2078G突变和ALS氨基酸P197Q及P197T突变是其产生抗药性的原因之一。
关键词： 多花黑麦草 乙酰辅酶A羧化酶 乙酰乳酸合成酶 抗药性 抗性机理
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不同生态条件下玉米产量影响因素分析
《作物杂志 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：不同生态条件下环境因素是导致玉米产量差异的重要原因，为阐明不同地区产量的主要构成因素，利用不同生态区的气候环境以及逆境胁迫压力，对15份自交系和18份杂交种进行评价筛选，分析不同地区产量构成因素对产量的贡献效应，明确不同区域选择适宜高产品种的评价方法。结果表明，与产量直接相关的穗粗、行粒数、穗长、百粒重和穗位系数对产量的贡献效应大于病害和倒伏，在不同气候环境影响下，这些产量因素对产量贡献效应不同；产量最优线性回归模型中引入产量要素越多的地区，产量越高，不同生态环境下，南阳、洛阳、安阳、漯河试验点分别有5、4、4、2个与产量直接相关的因素引入最优线性方程；多地点联合鉴定表明，郑单1868和LX201在干旱胁迫后并未减产，遮阴胁迫后减产相对较少，平均产量相对较高，在本研究的试验材料中综合抗性最好。
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小麦氮素利用效率基因TaARE1-A等位变异与产量相关性状之间的关系分析
《河南农业科学 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：以黄淮海麦区261个小麦品种为材料,分析TaARE1-A基因等位变异与小麦产量相关性状之间的关系,以期获得对提高氮素利用效率、增加小麦产量有重要作用的优异等位变异类型,为小麦分子标记辅助育种提供新的基因资源.结果表明,在67个地方品种中,59个品种为TaARE1-A-a基因型,其余8个品种为TaARE1-A-b基因型;在194个现代品种中,184个品种为TaARE1-A-a基因型,其余10个品种为TaARE1-A-b基因型.在261个小麦品种中,基因型为TaARE1-A-a的小麦品种的千粒质量、粒长、籽粒周长均显著高于基因型为TaARE1-A-b的小麦品种,穗长、每穗小穗数、穗粒数、粒宽、粒长/粒宽在2种基因型中均无显著差异.综上,TaARE1-A-a基因型可增加小麦粒长、籽粒周长和千粒质量,是一种优良的基因型.
关键词： 小麦 氮素利用效率 TaARE1-A基因 等位变异 产量相关性状
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利用试管休眠芽进行芍药组培技术研究
《植物生理学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：本研究以芍药根茎芽为外植体进行组织培养技术研究,诱导其形成试管休眠芽,采用石蜡切片对休眠芽进行解剖结构观察,重点研究了不同浓度6-BA及蔗糖对休眠芽生长的影响,并对打破休眠的温度进行了筛选。结果表明,芍药试管休眠芽具有顶端分生组织、叶原基和腋芽原基,基部由表皮、薄壁细胞和胚性愈伤组织细胞团组成。6-BA和蔗糖显著影响试管休眠芽的形成和生长,适宜的休眠芽诱导培养基为WPM+0.4 mg·L-1 6-BA+60 g·L-1蔗糖+6.5 g·L-1琼脂,诱导率可以达到81.14%,增殖系数1.61。在8～12°C温度范围内,在不添加任何植物生长调节物质MS培养基中，试管休眠芽可以先生根后萌芽;其中, 12°C培养条件下,试管休眠芽生根率为72.2%,萌芽率为83.3%。生根苗移栽成活后生长90 d左右,在根茎处形成新的休眠芽。
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