科研产出
长期不同种植模式对黑土区土壤结构的影响
《中国土壤与肥料 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：合理的种植有助于改变农田生态环境、改善土壤结构，对于农作物高效种植具有积极意义。为探明不同种植模式对土壤结构的影响，设置长期玉米连作、大豆连作和玉米—大豆—马铃薯（玉豆薯）轮作3个处理，对比多年连作、轮作模式下土壤容重、土壤含水量、土壤团聚体、土壤碳氮含量等指标变化。结果表明：玉米连作降低0～40 cm土壤容重，增加了0～10 cm耕层含水量，玉豆薯轮作在30～40 cm土层中含水量达到最大值，形成保水层；0～30 cm耕层中，玉豆薯轮作处理的广义土壤结构指数为99.60，无限趋近理想值，其三相比例最接近2∶1∶1;>0.25 mm的水稳性团聚体作为最理想的团聚体在0～50 cm土层中轮作处理比例显著高于连作处理，轮作对土壤碳氮含量影响较小。综上，玉豆薯轮作处理能够一定程度上改善土壤结构。
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大豆GmEXPB3和GmEXPB6生物信息学分析及干旱和盐胁迫诱导表达
《大豆科学 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：膨胀素(Expansin, EXP)通过调控细胞壁的松弛在植物应对环境胁迫过程中起着重要作用。为研究EXP基因在大豆应对干旱和盐胁迫过程中的作用，本研究对大豆中的两个EXP基因(GmEXPB3和GmEXPB6)进行生物信息学分析，通过实时荧光定量RT-PCR(qRT-PCR)检测基因干旱和盐胁迫后的表达量。结果表明：GmEXPB3和GmEXPB6基因分别位于大豆第3和11号染色体上，编码的蛋白序列长度分别为267和277个氨基酸。GmEXPB3蛋白分子量为28.81 kDa,理论等电点为5.62;GmEXPB6蛋白分子量为29.37 kDa,理论等电点为4.95。GmEXPB3和GmEXPB6均为不稳定的亲水蛋白且定位于细胞壁中。GmEXPB3和GmEXPB6蛋白均含有1个保守的DPBB＿1结构域。GmEXPB3蛋白与小麦TaEXPB10蛋白的亲缘关系最近，GmEXPB6蛋白与GmEXPB2蛋白亲缘关系最近。干旱胁迫能够诱导GmEXPB3的表达，但不能诱导GmEXPB6的表达。盐胁迫能够诱导GmEXPB3和GmEXPB6的表达。GmEXPB3的启动子区域含有5种与逆境有关的顺式作用元件，GmEXPB6的启动子区域含有4种与逆境有关的顺式作用元件。研究结果可为大豆EXPB基因抗逆机制的研究及应用提供理论依据。
关键词： 大豆 膨胀素 EXPB 生物信息学分析 非生物胁迫 表达分析
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1株耐低温玉米秸秆纤维素降解真菌的分离与鉴定
《玉米科学 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：为促进北方地区玉米秸秆在田间的分解进程,分离筛选低温下高效秸秆纤维素降解菌并研究其产酶特性.在18 条件下,采用赫奇逊培养基和平板稀释法,结合刚果红染色对秸秆纤维素降解菌进行初筛,根据滤纸条降解能力、酶活性分析及秸秆降解率进行复筛,确定目的菌株,通过形态学观察与18S rDNA基因序列分析对目的菌株进行初步鉴定.结果表明,从低温生境土壤中分离到1株在低温下具有较强纤维素降解能力的真菌Z11,15 d内对秸秆的降解能力达56.3%,滤纸酶活和CMC酶活分别为18.9 U/mL和54.8 U/mL,初步鉴定菌株Z11为两形头曲霉(Aspergillus janus).
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油莎豆粕与中药复合物的固态发酵工艺条件优化
《动物营养学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：本试验旨在优化油莎豆粕与中药复合物固态发酵工艺条件。采用贝莱斯芽孢杆菌对油莎豆粕和中药复合物进行固态发酵，以多糖和蛋白质提取率为指标，通过单因素试验对发酵温度、料液比、接种量、发酵时间、碳酸钙（CaCO3）添加量、油莎豆粕与中药添加比进行初步优化，再通过Plackett-Burman试验筛选出3个显著（P<0.05）影响油莎豆粕与中药复合物中多糖和蛋白质提取率的因素，结合最陡爬坡试验确定最大响应值，运用Box-Behnken试验确定最优工艺条件。结果表明：最优工艺条件为发酵温度40℃、料液比1.0∶2.0 g/mL、接种量2%、发酵时间41 h、CaCO3添加量0.002 g/mL、油莎豆粕与中药添加比1.0∶2.5 g/g;与未发酵前相比，油莎豆粕与中药复合物中多糖和蛋白质提取率分别提高了2.65倍与2.14倍。由此可见，优化后的固态发酵工艺条件可有效提高油莎豆粕与中药复合物中多糖和蛋白质提取率，为油莎豆粕与中药复合物在畜牧业中的开发应用提供理论依据。
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基于隶属函数法分析80份玉米自交系萌芽期的抗旱性
《分子植物育种 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：水分在作物的整个生长发育过程中起着至关重要的作用。种子萌芽期缺水会严重影响发芽率，进而影响作物的产量。本研究以80份玉米自交系为试验材料，在20%PEG-6000干旱胁迫下，测定各自交系胚芽和胚根长度、发芽势、发芽率和发芽指数等性状指标，旨在探究干旱胁迫对玉米萌发状况的影响，并利用隶属函数法对自交系进行综合性评价。性状变异分析表明，在20%PEG-6000干旱胁迫条件下，胚根和胚芽的生长受到不同程度的抑制，玉米的发芽率和活力指数降低；方差分析结果表明，性状间差异均达到极显著水平；相关分析结果表明，除了胁迫处理和CK处理中胚芽鲜重和发芽指数相关系数不显著外，其他性状间均达到显著或极显著水平；玉米自交系萌发期抗旱能力强弱，采用萌发抗旱指数及其算得的隶属函数值进行综合评价，结果表明自交系wyx064抗旱能力最强。根据隶属函数值进行聚类分析，将80份试验材料分为4类：第Ⅰ类耐旱材料、第Ⅱ类中度耐旱材料、第Ⅲ类一般敏感材料型和第Ⅳ类旱敏感材料。
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祖先序列重建增强D-阿洛酮糖3-差向异构酶的热稳定性
《食品工业科技 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：为解决现有D-阿洛酮糖3-差向异构酶（DAEase）热稳定性差的产业问题，本文采用系统发育指导的大数据挖掘、合理修饰和祖先序列重建策略（ASR），重建了具有不同催化结构域DAEase的祖先序列，构建了表达载体，通过重组表达与分子对接筛选出了DAEase A13并进行酶学性质表征，此外，还基于结构分析与分子动力学模拟揭示了DAEase A13热稳定性增强的分子机制。结果表明，基于ASR策略所构建的A13 70℃时半衰期可达8.4 h，其热稳定性较野生（WT）酶显著增强，最大转化率为31%，催化活性也略高于WT酶。立体结构模拟与分子动力学模拟揭示了ASR A13中大量氢键和疏水作用的增加维持了高温下酶分子结构的稳定性，是其热稳定性增强的主要因素。研究结果证实了ASR策略可以改造DAEase使其稳定性、活性和混杂性增强，可以为D-阿洛酮糖工业生产提供良好的生物催化剂。
关键词： 祖先序列重建 D-阿洛酮糖 D-阿洛酮糖3-差向异构酶 热稳定性
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基于不同遗传群体的大豆分枝数QTL定位分析
《中国油料作物学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：分枝数是大豆重要的农艺性状，与大豆株型结构、产量潜力和适应性密切相关。为挖掘大豆分枝数稳定遗传位点，本研究以多分枝大豆Charleston和主茎型大豆东农594为亲本构建的148份重组自交系群体（RILs）和以主茎型大豆绥农14和多分枝野生大豆ZYD00006为亲本构建的213份染色体片段代换系（CSSLs）2个遗传群体为试验材料，采用ICIMapping软件中的完备区间作图法（inclusive composite interval mapping, ICIM）和Win-QTL-Cart 2.5软件中的复合区间作图法（composite interval mapping, CIM），对2018-2021年两个遗传群体的分枝数表型数据进行QTL分析，对QTL置信区间内的候选基因进行挖掘。共检测到17个与大豆分枝数性状相关的QTL位点，其中qBNA2＿1和qBNK＿1在不同年份和不同群体中稳定出现，分布在第8和9号染色体。根据基因注释等信息对两个QTL区间内的候选基因进行筛选，并通过qRT-PCR预测Glyma.08G053700、Glyma.08G068200、Glyma.08G082400和Glyma.09G167100为调控分枝数的候选基因。本研究结果有助于探明大豆分枝数形成的遗传机制，为大豆理想株型研究提供候选基因与材料支撑。
关键词： 大豆 重组自交系(RIL) 染色体片段代换系(CSSL) 分枝数 QTL 候选基因
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不同玉米转化体通用PCR检测体系建立
《生物技术通报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：【目的】为解决不同转化体扩增体系和反应条件不统一问题，建立通用PCR检测体系，进而提升转化体鉴定效率。【方法】通过收集国内外转基因材料的转化体特异性PCR鉴定方法，比较其扩增体系和反应条件的差异，选择其中使用频率最高的参数作为通用参数。利用不同玉米转基因材料，验证转化体特异性通用PCR定性检测方法。【结果】建立通用普通PCR扩增体系：总体积25.0 μL、25 mmol/L MgCl2溶液1.5 μL、2.5 mmol/L dNTPs混合溶液2.0 μL、靶标和内参上下游引物终浓度0.4 μmol/L、Taq DNA聚合酶0.025 U/μL、25 mg/L DNA模板2.0 μL，LOD 0.1%；反应条件：94℃预变性5 min、94℃变性30 s、58℃退火30 s，72℃延伸30 s、共进行35次循环、72℃终延伸7 min。通用实时荧光PCR定性鉴定扩增体系：总体积20.0 μL、25 mmol/L MgCl2溶液2.0 μL、dNTPs混合溶液（各2.5 mmol/L）1.6 μL、靶标和内参上下游引物和探针终浓度0.4 μmol/L、Taq DNA聚合酶0.04 U/μL、25 mg/L DNA模板2.5 μL，LOD 0.1%；反应条件为95℃预变性5 min、95℃起始变性15 s、60℃退火延伸60 s、40个循环。【结论】不同转化体材料可以利用本研究建立的通用PCR扩增体系和反应条件进行检测。
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多组学分析磷胁迫下大豆根瘤碳氮代谢途径
《大豆科学 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：为解析磷胁迫对大豆根瘤固氮作用的影响,对磷胁迫处理15 d的大豆根瘤进行代谢组学和蛋白质组学检测,分析根瘤中差异代谢物质和差异蛋白及参与的代谢通路.结果表明:大豆根瘤中代谢物质和蛋白上调和下调以响应磷胁迫,参与11个碳代谢途径和19个氮代谢途径,糖类物质下调,参与糖酵解、果糖和甘露糖代谢、半乳糖代谢、淀粉和蔗糖代谢等碳代谢途径,导致根瘤中能量供应不足,进而影响根瘤固氮作用;氨基酸和酶以上调为主,富集在氨基酸代谢、氮代谢、氨酰tRNA生物合成及嘌呤代谢通路,是大豆根瘤响应磷胁迫的重要氮代谢途径;氨基酸上调为TCA循环中间产物提供碳骨架,碳氮代谢协同作用响应磷胁迫对大豆根瘤固氮作用的影响.研究结果为解析磷胁迫影响大豆根瘤固氮作用的生理机制提供理论参考.
关键词： 大豆 根瘤 磷胁迫 代谢组学 蛋白质组学 代谢途径
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高油高产大豆精量化播种施肥配套模型的构建
《大豆科学 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：为分析大豆播种、施肥方式对大豆产量及油份含量构成的影响，掌握科学化提质、增产技术措施，以高油高产大豆新品种黑农531为材料，分别设置播种密度、施肥深度和施肥量单因素梯度试验，分析单因素指标对产量构成因子与油分含量的影响。采用二次回归正交试验设计，以产量和油分含量为指标建立大豆播种施肥一体化措施的数学模型，并明确最高产量、最高油分含量下的精量化实施措施组合。结果表明：单株荚数和单株粒数随着播种密度的增加均呈现出先增加后降低的趋势，以28万株·hm-2为临界值；单株荚数和单株粒数随着施肥深度的增加呈现出逐渐增加的趋势，百粒重随着施肥深度的增加呈现出抛物线状变化；单株荚数、单数粒数及百粒重均随施肥量的增加呈现出逐渐增加的趋势，均以375 kg·hm-2为临界值；大豆油份含量随着播种密度增加、施肥层加深、施肥量提高均呈现出先增加后降低的趋势，各播种密度处理之间的油份含量差异不大，浅施肥和增加施肥量均能显著提高大豆油份含量；得出大豆产量与播种密度（X1）、施肥深度（X2）、施肥量（X3）之间的回归方程为：Y=2 714.696+47.445X1+15.768X2+2.967X3-0.490 8X■-1.862X■-0.001 2～2X3+0.680 9X1×X2-0.078 3X1×X3-0.005 9X2×X3。大豆油份与播种密度、施肥深度、施肥量之间的回归方程为：Y=14.288+0.410X1+0.083X2+0.014 6X3-0.006 47X■-0.010 8X22-0.000 008 17X■+0.004 86X1×X2-0.000 316X1×X3-0.000 069 1X2×X3。通过该模型预测高油高产大豆最高产量可达到3 952.023 kg·hm-2,达到最大产量需播种密度为28万株·hm-2,种下施肥深度为10 cm,施肥量为225.080 5 kg·hm-2;最高油份可达到22.79%,达到最大油份含量需播种密度为26万株·hm-2,种下施肥深度为8.5 cm,施肥量为354.857 8 kg·hm-2。研究结果可为促进高油高产大豆生产提供理论基础和技术支持。
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