科研产出
近红外光谱的玉米种子穗腐病特征提取与判别模型研究
《光谱学与光谱分析 》 2022 EI 北大核心 CSCD
摘要：玉米种子穗腐病是危害玉米产量的主要病害之一.利用近红外光谱开展了玉米种子穗腐病判别模型研究.246粒玉米种子由吉林省农业科学院海南育种基地提供,其中96粒玉米种子为穗腐病染病样本,其他150粒玉米种子为同种玉米正常样本.利用M A T RIX-Ⅰ型傅里叶近红外光谱仪采集了样本800~2500 nm范围的近红外光谱信息,并对样本近红外光谱数据利用多元散射校正(M SC)进行预处理.结合玉米内部有机物质的近红外光谱的敏感波段和样本近红外光谱吸收峰挑选了4个优选区间,并采用相关系数法(CA)、连续投影算法(SPA)和竞争性自适应重加权算法(CARS)三种不同原理的特征波长提取算法分别提取了4(1362,1760,2143和2311 nm)、5(1227,1310,1382,1450和1728 nm)和10(1232,1233,1257,1279,1313,1688,1703,1705,2302和2323 nm)个特征波长.以提取得到的特征波长作为玉米种子穗腐病判别模型输入变量,用0-1(染病-正常)表示样本染病状况作为输出真实值建立支持向量机(SVM)模型,使用网格搜索法结合十折交叉验证法对模型参数进行优化.结果表明,CA-SVM,SPA-SVM和CARS-SVM三种判别模型中训练集和测试集建模准确率均在90% 以上.该研究成果为玉米种子病害诊断装置提供了模型基础,且针对优选区间进行特征波长选择的方式也可以为建立其他种子病害判别模型提供参考.
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转基因耐逆大豆FvC5SD-L05事件的T-DNA侧翼序列分析及其特异性检测
《植物遗传资源学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：转FvC5SD-L05基因大豆事件是利用农杆菌介导的大豆子叶节遗传转化法将从金针菇克隆到的FvC5SD基因导入大豆栽培品种沈农9号中获得的纯合耐旱转基因大豆事件,该材料具有良好的耐旱特性和农艺性状.为了明确该转基因大豆材料的分子特征及其检测方法,从而推进其生物安全性评价工作,本研究以转基因大豆FvC5SD-L05的T4代纯合株系为研究对象,利用Southern杂交方法鉴定了外源基因的拷贝数;及基因组重测序技术分析外源基因FvC5SD在大豆基因组中插入位点的位置和方向.同时利用PCR扩增技术获得了外源T-DNA的左右侧翼序列,并基于左右旁侧序列,建立了转FvC5SD基因耐逆大豆L05事件的特异性定性PCR检测方法.该方法特异性强、灵敏度高,能够在FvC5SD-L05基因组DNA含量为100 ng的模板中检测出转基因成分,实现了对转FvC5SD基因耐逆大豆L05事件的特异性检测,进一步为该转基因大豆及其衍生产品的检测和身份识别提供技术依据.
关键词： 转基因大豆 T-DNA旁侧序列 特异性检测 FvC5SD基因
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油莎豆种质资源表型性状遗传多样性分析及综合评价
《草地学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：油莎豆(Cyperus esculentus L.)是一种粮、油、饲兼用,综合利用价值较高的经济作物.种质资源遗传多样性分析及评价是开展油莎豆遗传育种和复杂性状遗传解析的重要基础.本研究以国内外收集的48份油莎豆种质资源为实验材料,对株高、分蘖数、叶宽、块茎长宽比、产量等10个农艺性状进行遗传多样性分析和综合评价.结果表明:48份油莎豆表现出较丰富的遗传多样性(变异系数8.94% ~50.3%),其中与地上草产量和地下块茎产量相关的指标如分蘖数、块茎长宽比、百粒重等性状变异程度较高.聚类分析表明,48份油莎豆资源可分为4个类群,第Ⅰ类群包含15个种质,第Ⅱ类群包含5个种质,第Ⅲ类群包含12个种质,第Ⅳ类群包含16个种质.主成分分析和逐步回归分析法综合评判表明,JYD-27,JYD-41,JYD-20的综合性状表现较好,块茎长宽比、百粒重、叶长宽比3个主成分可作为种质资源综合评价指标.
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过表达羊草VHA基因提高大豆耐碱性研究
《东北农业科学 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：土壤盐碱化是影响植物生长和分布、限制粮食产量的主要非生物胁迫因素.本研究通过农杆菌介导的大豆子叶节遗传转化技术将羊草LcVHA基因转入栽培大豆品种Bert中,以提高大豆耐碱性.共侵染外植体4000个,转化植株经分子检测获得了阳性植株108株,转化率为2.7%.转基因植株中外源基因拷贝数为1~5个,单拷贝率为21%.耐碱试验结果表明,转基因植株在碱胁迫(300 mmol/LNaHCO3)下生长较好,耐碱性和农艺性状显著高于非转基因对照植株.本研究共获得了 23份耐碱转基因大豆,为耐碱转基因大豆育种提供了新材料.
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玉米种质资源抗腐霉茎腐病和镰孢茎腐病精准鉴定
《中国农业科学 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：【目的】建立和完善玉米种质抗腐霉茎腐病和镰孢茎腐病精准鉴定的方法,对遗传背景丰富的玉米种质资源进行腐霉茎腐病和镰孢茎腐病的抗性精准鉴定,筛选出对2种茎腐病具有稳定抗性的种质资源,为玉米抗病育种奠定基础。【方法】对2 004份具有广泛遗传背景的玉米种质进行多年多点的自然发病抗性鉴定,初步筛选出抗茎腐病或综合性状优良的代表性种质,用于人工接种鉴定;利用建立的茎基部注射接种法,对690份代表性玉米种质进行3年共6个环境的抗腐霉茎腐病和镰孢茎腐病精准鉴定。【结果】2016—2018年,在田间自然发病条件下,通过多年多点鉴定出508份种质对茎腐病表现出较稳定的抗性,高抗、抗病和中抗的材料分别为79、106和323份。建立和完善了玉米种质抗茎腐病精准鉴定的方法-茎基部注射接种法,利用该方法与土壤根埋接种鉴定的玉米对腐霉茎腐病抗性的相关系数(r)为0.87,镰孢茎腐病抗性的r值为0.84,表明2种接种方法的评价结果具有高度的相关性,但注射接种的玉米发病程度更充分。2018—2020年,在北京昌平、河南长葛和河南原阳,利用茎基部注射法对690份玉米种质进行了腐霉茎腐病抗性精准鉴定,表明各鉴定点的材料均发病充分,大部分表现感病或高感,仅有3.5%的种质表现出稳定抗性。6个环境条件下玉米对腐霉茎腐病抗性的相关系数为0.46—0.72,同一年度(2018、2019和2020年)2个鉴定点之间的r值分别为0.66、0.60和0.65;3个年度间种质综合抗性的相关系数为0.67、0.84和0.87,表明3年各点的鉴定结果具有较好的一致性。精准鉴定出24份对腐霉茎腐病具有稳定抗性的种质(冀资H676、辽2235、冀资14L88、冀资14L101、丹337、M02N-23、Y1747、HRB16232、T628358等)。在辽宁沈阳、吉林公主岭、吉林梨树3个鉴定点共6个环境条件下,对690份种质进行了抗镰孢茎腐病精准鉴定,其中,辽宁沈阳的种质发病充分,绝大部分材料表现为感病或高感,吉林梨树和公主岭的材料发病明显偏轻。6个环境下玉米种质抗性的相关系数为0.00—0.76,2018、2019和2020年2个鉴定点之间的r为0.12、0.04和0.05,表明同一年度2个点的鉴定结果差异大;3个年度间镰孢茎腐病综合抗性的r值为0.40、0.74和0.72,显示年度间综合抗性较为一致。共鉴定出5份种质(冀资C32、辽785、辽2235、吉资1034和16SD088)对镰孢茎腐病具有稳定抗性。690份种质对2种茎腐病抗性的r值为0.44,表明其对2种茎腐病的抗性存在中等水平的相关性。【结论】明确了2 004份玉米种质在田间自然发病条件下对茎腐病的抗性水平;建立了玉米抗茎腐病精准鉴定的新方法-茎基部注射接种法;精准鉴定了690份玉米种质对腐霉茎腐病和镰孢茎腐病的抗性,筛选出具有稳定抗性的种质各24和5份,是开展玉米抗茎腐病育种或品种抗性改良的重要抗源。
关键词： 玉米种质 腐霉茎腐病 镰孢茎腐病 茎基部注射接种 自然发病鉴定 精准鉴定
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玉米禾谷镰孢穗腐病抗性的QTL定位
《玉米科学 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：以3个高抗玉米自交系承351、丹598、吉V203和1个高感自交系ZW18为亲本，分别构建3个F2群体及其对应的F2:3家系，通过对F2:3家系发病果穗进行图像处理的方法鉴定抗病表型，对禾谷镰孢穗腐病抗性进行QTL定位。3个F2群体共检测到11个与禾谷镰孢穗腐病抗性有关的QTLs，分别可解释4.87%～40.98%的表型变异率。来源于抗病亲本承351的QTL-qRgr7-1位于7.02 bin，可解释高达13.76%～40.98%的表型变异率。通过与前期病害评级方法定位到的QTLs相比，qRgr7-1在Bins7.02上和qRger7.1完全重合，q Rgr2-1在Bins2.01-2.02上和qRger2.1完全重合，qRgr10-1在Bins10.01-10.02上和qRger10.1完全重合。基于图像分析定位到的qRgr9-1、q Rgr1-2、q Rgr3-1分别与基于抗病评级定位到的区间存在重叠区域。利用不同方法定位到了相同的QTLs，一方面说明基于图像分析进行表型鉴定有一定的准确性，另一方面也验证了这些QTLs位点的真实性。
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侵染大豆的花生斑驳病毒公主岭分离物基因组测序及分析
《植物保护 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：本研究利用小RNA深度测序法在大豆叶片上检测到1株花生斑驳病毒Peanut mottle virus(PeMoV),根据小RNA深度测序结果和GenBank公布的PeMoV基因组序列设计引物克隆了PeMoV公主岭分离物(PeMoV-Gongzhuling)的基因组序列。测序结果经拼接后获得了PeMoV-Gongzhuling基因组,大小为9 709个核苷酸(GenBank登录号:MT790744)。该基因组在第123位—第9 422位存在1个大的开放阅读框(ORF),编码1个多聚蛋白(分子量351.28 kD)。PeMoV-Gongzhuling与GenBank中已登录的其他PeMoV分离物的基因组的核苷酸序列一致性为95.88%～99.53%,氨基酸序列一致性为97.39%～99.84%,其中与韩国分离物GYBU-92 (MT603819)在核苷酸和氨基酸水平上的一致性均为最高。
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不同栽培模式下半干旱区玉米籽粒形成和叶片对光与CO2响应特性
《干旱地区农业研究 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：为探究半干旱区优化栽培模式下玉米籽粒形成及叶片对光与CO2的响应机制,进行2 a的大田试验,设置对照模式(CK)、农户习惯模式(T1)和优化栽培模式(T2)3种栽培模式,研究不同栽培模式对玉米籽粒灌浆特性、产量形成、叶片光合响应曲线及相关参数的影响.结果表明:T2处理在吐丝后各生育阶段的百粒质量和平均灌浆速率均显著高于T1和CK处理,与CK和T1处理相比,T2处理的2 a平均灌浆速率分别增加了31.58%、18.00%和30.77%、9.80%,T2处理的灌浆速率在吐丝后20~30 d达到最大值,并显著高于T1和CK处理,与CK和T1处理相比,2 a分别增加33.91%、10.04%和26.28%、14.99%;T2处理的产量显著高于T1和CK处理,与T1处理相比,2 a分别增加了15.67%和14.03%;3个处理玉米叶片的净光合速率随光照强度增加而增加,当光量子密度超过300μmol?m-2?s-1时,T2处理的净光合速率要显著高于T1与CK处理;随着生育时期的推进,T2处理的光补偿点量子效率(AQE)显著高于T1与CK处理,在灌浆期(R3)降至3个生育时期(V12、R1、R3)间的最低值;T2处理的光补偿点(LCP)和光饱和点(LSP)均显著高于T1与CK处理,T2处理LSP与LCP的差值均为最大,2 a 3个生育时期(V12、R1、R3)分别达到1871.6、1914.4、1891.9μmol?m-2和1909.7、1848.6、1822.4μmol?m-2?s-1;CO2补偿点(CCP)、CO2饱和点(CSP)、CO2饱和时最大净光合速率(CSPn)和羧化效率(CE)均呈T2>T1>CK,T1与T2处理的CCP均显著高于CK处理,T2处理的CSP均显著高于T1与CK处理,T2处理CSP与CCP的差值更大,2 a 3个生育时期(V12、R1、R3)分别达到540.06、558.87、561.19μmol?m-2和539.13、518.54、574.73μmol?mol-1;T2处理的CE在R1和R3期均显著高于T1和CK处理;T1与T2处理的Rubisco最大羧化效率(Vcmax)、最大电子传递速率(Jmax)和磷酸丙糖利用率(TPU)均显著高于CK处理.综上所述,优化栽培模式(T2处理)可维持叶片的光合作用能力,促进玉米利用弱光进行光合作用,增加玉米对光和CO2的适应范围,从而增加光合产物的转运能力和叶片的固碳羧化能力,促进籽粒灌浆,减少资源利用的同时实现玉米产量提高,适合在吉林省西部半干旱区进行推广应用.
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玉米秸秆作为制备生物絮凝剂培养基技术研究
《东北农业科学 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：本研究利用秸秆发酵液作为产絮菌培养基，接种复合微生物絮凝菌（Bacillus sp. CX15），对絮凝菌培养条件进行了优化实验。本研究验证了秸秆降解程度，并对菌株产生的还原糖含量进行测定。结果表明，该菌上清液还原糖活性高于菌悬液和发酵液，发酵液还原糖产出率为35%，适宜的秸秆降解菌接种量为1%，秸秆降解最优时间为6 d，接种适宜的底物秸秆量为3 g，利用获得的秸秆糖化液作为絮凝剂低成本产絮培养基，絮凝菌反应60 h后，发酵液中补加0.5 g/L氮源调节秸秆糖化液碳氮比，絮凝率表现为90.4%，对污水表现出絮凝效果，具有良好的应用前景。
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基于GGE双标图的春播早熟区高粱品种产量及其稳定性分析
《分子植物育种 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：为全面分析中国春播早熟区高粱品种产量的稳定性和适应性,利用双标图对2020年在8个参试地点种植的17个具有代表性的高粱品种的丰产性、稳定性和适应性进行评价,并对产量及其构成因素进行相关性分析,为参试高粱品种在生产上推广和应用提供理论依据.结果表明:2020年,参试的17个高粱品种产量差异显著(P<0.01),'吉杂163'产量最高,为9 239.25 kg/hm2,其次是'凤杂48'、'赤杂131'(稳产性差)和'吉杂170','吉饲粱1号'产量最低,为7 122.32kg/hm2;高粱产量在试验地点间差异显著(P<0.01);除穗长外,高粱产量与穗粒数、枝梗数和千粒重呈正相关;'吉杂163'、'凤杂48'和'吉杂170'在各个试验点具有较高的产量及稳定性,公主岭试验点最接近理想试验环境.
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