科研产出
大豆品种'吉林23'抗胞囊线虫3号生理小种(HG 7)的遗传分析
《分子植物育种 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：以往对于大豆抗胞囊线虫（SCN）遗传多采用抗感分界方法，这种方法仅适合于简单的质量性状。而大豆对SCN的抗性性状在分离后代呈连续变异，表现数量性状的遗传特征。本研究以吉林省农艺性状优良的抗SCN品种‘吉林23’（JL23）作为母本（P1），感SCN品种‘吉育86’（JY86）为父本（P2），配置杂交组合。对5个世代(P1,P2,F1,F2,F2:3)群体进行抗SCN表型鉴定，利用SEA-G5进行遗传模型拟合和遗传参数估计。结果表明JL23对SCN的抗性最佳模型为MX1-AD-ADI，即其抗性由1对加性-显性主基因+加性-显性-上位性多基因混合控制。主基因的加性效应为负值，即抗病基因来源于JL23。显性效应表现为负向效应，即在杂合状态下，雌虫指数偏向小值亲本。显性度r=0.534，表明该主基因表现为部分显性，以负向加性效应为主。F2和F2:3世代的主基因遗传率h2mg（%）分别为77.11%和95.29%，多基因遗传率h2pg（%）分别为14.43%和0。以上结果表明JL23对胞囊线虫3号生理小种的抗性主要由1对主基因控制，受环境影响较小。因此，在抗病育种中可在较低世代选择。
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油莎豆需水规律及干物质积累动态变化研究
《东北农业科学 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：为研究油莎豆需水规律及干物质积累的动态变化，以“吉莎2号”为试验材料，设置高、中、低3种土壤湿度，开展棚内桶栽试验。研究结果表明，整个生育期内，播种至分蘖期需水量小，分蘖期至块茎形成期需水量大，成熟期需水量小；油莎豆植株干物质积累表现为苗期至分蘖期呈缓慢增长趋势，分蘖期至块茎形成期呈线性增长趋势，块茎形成期至块茎成熟期呈缓慢增长趋势；综合产量及植株生产情况分析，以中土壤湿度处理（苗期土壤湿度为田间持水量的55%～70%，分蘖期土壤湿度为田间持水量的70%～85%，块茎形成期土壤湿度为田间持水量的70%～85%，块茎成熟期土壤湿度为田间持水量的55%～70%）表现较好。
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中国粒用杂交高粱的绿色革命
《中国农业科学 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：高粱是全球干旱半干旱地区的重要粮食作物，对干旱半干旱地区的粮食安全、边际土地利用和膳食结构调整等具有重要意义。我国自1958年第一代粒用杂交高粱问世至今，为适应机械化收获、降低人工成本，培育的粒用杂交高粱株高经历了高秆、中秆、中矮秆及矮秆的变化过程，在近20年完成了中国粒用杂交高粱的绿色革命。本文总结了中国粒用高粱矮化育种发起的原因、历程与现状，展示出我国近60年高粱品种株高不断降低与产量不断提升的变化趋势。汇总了我国粒用高粱绿色革命过程中所创制的重要种质，通过亲缘关系分析得知我国恢复系矮源来自中国地方品种三尺三，不育系因利用国外种质Tx3197A、Tx3197B较多，其矮源可追溯至Tx3197B。综述了在高粱绿色革命中发挥重要作用的高粱矮化基因dw1、dw2和dw3的克隆、变异位点、矮化机理，以及前人在发掘新的株高QTL方面作出的贡献。高粱矮化机理不同于水稻、小麦的赤霉素（GA）调控系统。dw1通过调控油菜素内酯系统（BR）缩短节间的长度从而降低株高，dw2和dw3分别编码KIPK蛋白激酶和生长素外排转运蛋白（ABCB1），调节生长素（IAA）的运输，从而缩短节间的长度进而降低株高。dw1、dw2和dw3矮化基因在降低株高的同时对成熟期、穗长、穗粒重、叶面积等其他性状产生多效影响。利用分子标记和测序技术分析dw1、dw2和dw3矮化基因在骨干不育系、恢复系中的分布和应用情况，发现我国高粱恢复系中应用较多的矮化基因只有dw3,dw1、dw2与dw3所形成的dw1dw3、dw2dw3组合在不育系中应用较多。探讨了我国高粱绿色革命存在的问题及解决途径，期望为进一步提升中国粒用杂交高粱绿色革命进程，培育产量和抗逆性有重大突破的新种质、新品种提供指导。
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基于Na+、K+相关指标动态监测玉米苗期盐碱胁迫伤害
《玉米科学 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：以3份玉米单交种（郑单958、先玉335、吉单27）及其双亲（郑58/昌7-2、PH6WC/PH4CV、四-287/四-144）为试验材料，分别用NaCl 200 mmol/L和Na2CO3 100 mmol/L对其进行苗期盐、碱胁迫处理，在10个时间点监测苗情和测定Na+和K+含量、Na+/K+比。通过方差分析和相关性分析，探究盐碱胁迫对玉米的影响，并筛选耐盐性评价指标和时间点，对材料进行耐盐性综合分级。结果表明，玉米单交种整体的耐盐性明显高于自交系。碱与盐胁迫下K+相当，Na+差异较大，说明K+与Na+吸收、运输独立，表明盐、碱胁迫性质不同。鉴于Na+、K+相关指标变化具有明显的阶段分化特征，将全部胁迫点划分为3个阶段，将胁迫后1、3和5 d确立为玉米苗期耐盐碱鉴定适宜的胁迫时间点，Na+/K+比为适宜评价指标。
关键词： 玉米 盐碱胁迫 Na+含量 K+含量 Na+/K+比
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玉米内吸白僵菌素对玉米螟和玉米蚜虫取食行为和存活的影响研究
《玉米科学 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：白僵菌素(Beauvericin,BEA)是球孢白僵菌代谢的主要毒素,不仅能通过球孢白僵菌感染害虫后在其体内代谢影响害虫生存,并且对昆虫具有直接毒性.球孢白僵菌定殖植物后能否代谢BEA以及植物体内的BEA对害虫的作用尚未明确.采用高效液相色谱法(HPLC)测定球孢白僵菌芽生孢子(blastspore,BS)定殖玉米后BEA的代谢水平,利用选择性和非选择性试验评价玉米内吸BEA后对玉米害虫亚洲玉米螟(Ostrinia furnacalis)幼虫和玉米蚜虫(Rhopalosiphum maidis)成虫取食行为和生存的影响.结果表明,BS定殖玉米后,能在玉米植株内代谢BEA.内吸BEA后 0~48h内,BEA处理组中玉米叶片上玉米螟幼虫和蚜虫取食率显著低于对照组,取食灌根白僵菌素玉米叶片的害虫死亡率显著高于对照组.明确BEA是球孢白僵菌定殖植物后生态控制害虫的重要因素,为微生物源农药BEA的研发提供依据.
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基于东方黏虫卵的异色瓢虫规模化饲养条件的优化
《植物保护 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：异色瓢虫Harmonia axyridis是一种优良的捕食性天敌昆虫，能够捕食农林业中的多种害虫。利用异色瓢虫进行生物防治的前提是能够规模化繁殖，合适的饲养密度是规模化繁殖的基础。本试验以东方黏虫Mythimna separata卵为食料人工饲养异色瓢虫，在室内测定了在不同饲养密度下幼虫死亡率和成虫获得数，以及成虫在不同饲养密度下30 d内的总产卵量和卵孵化率。结果表明，在容积4 300 cm3养虫盒内饲养幼虫，死亡率随饲养时间延长而提高，幼虫自残高峰在卵孵化后的第5～9天；成虫获得数随初始虫量的增加而增大，初孵幼虫密度为110头/盒时成虫获得数最多，为62.75头。在容积250 cm3养虫盒内饲养成虫，饲养密度对30 d内总产卵量有显著影响，总产卵量随成虫数量的增加而增大，密度为4对/盒时总产卵量最大，为2 405.50粒；饲养密度对卵孵化率无显著影响。以此为基础建立异色瓢虫规模化饲养技术体系，在7.56 m2的养虫室内饲养幼虫，每批次可以生产约3.61万头成虫；在7.56 m2的养虫室内饲养成虫，每日可收获92.37万粒卵。利用该技术能够连续、多代、大量地获得同一发育阶段的产品，且有提升空间，可满足市场需求。
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基于机器学习的玉米自交系杂种优势类群研究
《中国农业科学 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：【目的】优化玉米杂种优势类群划分与判别分析方法，为玉米育种提供指导和参考。【方法】采用固相芯片对60份糯玉米自交系进行基因分型，通过质量控制获得不同密度的SNP标记，采用群体结构分析和遗传距离聚类的方法对60份糯玉米进行类群划分，比较不同密度分子标记和分群方法的差异。在此基础上，分别采用随机森林和支持向量机对类群划分结果进行抽样和交叉验证，比较玉米自交系类群判别的预测精度。【结果】通过不同的质量控制标准分别获得11 431和4 022个分子标记，基于2种分子标记密度，分别将60份材料分成5个类群和4个类群，其中，以11 431个SNP标记为基础，通过群体结构分析和遗传距离聚类结果发现，类群内样本一致性为63.33%，以4 022个SNP标记进行分群，发现2种类群划分方法的群内样本一致性为90.00%；比较玉米自交系类群判别的预测精度结果为：基于4 022个标记，随机森林和支持向量机预测精度的平均值（91.43%）高于11 431个标记的预测精度的平均值（86.25%），其中，预测精度最高的是采用4 022个标记的随机森林预测，预测精度为94.17%。【结论】聚类分析法最终将60份玉米糯自交系分为4个类群，运用随机森林和支持向量机对类群划分结果进行抽样和交叉验证，发现随机森林法比支持向量机法能获得更高的预测精度。
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基于转录组测序的玉米瘤黑粉菌UM01240过表达菌株诱导玉米抗病性分析
《中国农业科学 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：【目的】探究玉米瘤黑粉菌（Ustilago maydis）外分泌蛋白基因UM01240诱导玉米抗瘤黑粉病机制。【方法】将玉米瘤黑粉菌野生型菌株SG200、UM01240过表达菌株SG200-OE-UM01240及UM01240缺失菌株SG200ΔUM01240分别接种于高感瘤黑粉病玉米品种吉单209，接种样品分别命名为S1、S2及S3,7 d后统计供试菌株对玉米致病力差异。利用高通量RNA-Seq技术比较S2玉米叶片与S1、S3玉米叶片之间的差异表达基因，从植物-病原互作、黄酮类化合物生物合成、苯丙烷代谢及植物激素信号转导途径中筛选抗病相关的基因，并进行qRT-PCR验证。【结果】过表达菌株SG200-OE-UM01240相较SG200菌株致病力明显减弱，其对应S2玉米叶片病症最轻，而SG200ΔUM01240致病力较SG200菌株显著增强，其对应S3玉米叶片病症最重。S2玉米叶片相较S1、S3玉米叶片共表达差异基因1 613个，涉及植物-病原互作途径相关基因31个，主要为WRKY1、WRKY33、WRKY52、PR1及PIT5等蛋白基因；黄酮类化合物生物合成途径基因15个，主要为乔松素、柚皮素、木犀草素及二氢槲皮素等合成相关基因；苯丙烷代谢途径基因23个，主要为木质素、肉桂醛、对-香豆醛、松柏醛及芥子醛等合成相关基因；植物激素信号转导途径基因33个，主要为水杨酸、细胞分裂素、赤霉素及茉莉酸等合成相关基因。所选基因qRT-PCR分析结果与转录组数据相关性一致。【结论】外分泌蛋白基因UM01240在玉米瘤黑粉菌致病力中起着重要作用，其表达水平与玉米瘤黑粉菌的致病力负相关。UM01240可能通过调控植物-病原互作、类黄酮和苯丙素类化合物生物合成、植物激素信号转导等途径达到玉米瘤黑粉菌与玉米寄主平衡共生的目的。
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长期施用有机肥和化肥对黑土N2O排放的影响
《环境科学 》 2025 EI 北大核心 CSCD
摘要：东北黑土区作为我国重要的粮食生产基地，近年来面临着土壤退化、肥力下降和粮食减产等诸多问题.优化施肥管理是维持或提升土壤肥力的一种重要措施，但不合理的肥料施用会促使养分损失和N2O等温室气体排放，导致土壤退化和环境污染.为探明黑土N2O排放对长期施用有机肥和化肥的响应及关键控制因素，采集吉林公主岭黑土长期定位试验（32 a）的施用有机肥主处理（M0，不施有机肥；M1，低量有机肥；M2，高量有机肥）和施用化肥副处理（CK，不施肥；N，化学氮肥；NPK，化学氮磷钾肥）共计9个处理（即每个施用有机肥水平下包含3个化肥施用水平）的表层土壤样品（0～20 cm），进行室内恒温恒湿培养（65%田间持水量25℃下培养21 d），并测定N2O排放通量和土壤物理化学生物学性质.研究结果表明，长期施用有机肥和化肥显著增加了黑土N2O排放.与M0CK处理[（0.25±0.01） mg·kg-1，以N计，下同]相比，单施有机肥处理N2O累计排放量显著提高了361%～456%[M1CK和M2CK处理分别为（1.17±0.02）mg·kg-1和（1.41±0.02）mg·kg-1]，且N2O排放随着有机肥施用量增加显著增强.与M0CK处理相比，单施化肥处理N2O累计排放量显著提高了96%～236%[M0N和M0NPK处理分别为（0.49±0.01）mg·kg-1和（0.84±0.03）mg·kg-1]，且平衡施用化肥处理N2O排放提升幅度明显高于单施氮肥处理.在M1和M2条件下，化肥施用对N2O排放的影响程度减弱，说明有机肥施用缓解了化肥对N2O排放的影响.单施有机肥显著提高了土壤及团聚体有机碳（SOC）和总氮（TN）、土壤微生物量碳氮含量，有机肥配施进一步提高土壤及团聚体SOC和TN含量.Pearson相关及路径分析结果表明，N2O排放与土壤碳氮组分及微生物量碳氮含量显著正相关，长期施用有机肥和化肥主要通过影响土壤碳氮组分，改变微生物量和底物有效性调控N2O排放.综上所述，施用有机肥通过增加土壤可利用碳氮库以及微生物生物量碳氮显著促进了N2O排放.有机肥施用缓解了化肥对N2O排放的促进作用，在施用化肥时应适量配施有机肥，以平衡肥力提升与氮素损失及温室气体排放的综合效应.
关键词： 长期施肥 碳氮组分 N2O 土壤团聚体 偏最小二乘法路径分析模型(PLS-PM)
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1994-2023年全国大豆审定品种主要农艺性状比较分析
《中国农业大学学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：为了解1994—2023年我国3个大豆产区育成的大豆品种主要农艺性状的演变趋势及育种方向，以“大豆”“选育”“品种”为关键词检索中国知网1994—2023年的相关文献，提取北方春大豆产区、黄淮大豆产区、南方大豆产区共1 011个大豆品种的百粒重、株高、主茎节数、分枝数、结荚数、生育期、产量、蛋白质含量、脂肪含量等指标数据，并进行比较分析。结果表明：1）在北方春大豆产区，1994—1998年育种趋势主要是通过提高主茎节数来实现产量的提升；1999—2018年主要通过增加主茎节数、结荚数来提升产量；2019—2023年，育种趋势转向通过提高分枝数和结荚数来推动产量增长。黄淮大豆产区在1994—2023年的育种趋势主要是通过增加百粒重和株高来实现产量的增长。南方大豆产区在1994—2013年则是侧重于延长生育期和增加百粒重来提高产量；2014—2023年的育种趋势为继续增加生育期和百粒重，还通过增加大豆的主茎节数来促进产量的增长。2）通径分析显示，在北方春大豆产区，生育期对产量的直接影响最大，直接通径系数（DPC）为0.394；在黄淮大豆产区，株高对产量的直接影响最大，DPC为0.215；在南方大豆产区，结荚数对产量的直接影响最大，DPC为0.403。3）主成分分析显示3个大豆产区审定的大豆品种其总体方差贡献率分别达到68.64%、64.45%和64.94%，北方春大豆产区中，贡献率最高的为主茎节数；黄淮大豆产区中，株高贡献率最高；南方大豆产区中，主茎节数对该地区的贡献率最高。综上，北方春大豆产区的产量提升主要通过多因素协同作用实现，不同时间段内侧重点有所不同；黄淮大豆产区的产量提升主要通过增加百粒重和株高来实现产量的增长；南方大豆产区则主要通过延长生育期和增加百粒重来提高产量。
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