科研产出
基于稳定同位素比率及营养差异的双孢蘑菇不同栽培基质的溯源分析
《菌物学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：双孢蘑菇是世界消费量最大的食用菌之一,不同于欧美国家的麦草栽培配方,我国双孢蘑菇栽培材料主要是以水稻秸秆为主。为了降低农业秸秆废弃物的焚烧和我国双孢蘑菇产业的持续发展,需因地制宜地开发和利用各地特色农业废弃物资源作为双孢蘑菇栽培的基质。为鉴别不同材料栽培的双孢蘑菇子实体的营养和产量差异,本研究以8种不同基质配方栽培的双孢蘑菇为对象,比较分析其营养成分,并测定稳定同位素的比例,结果显示,8个培养料配方的粗纤维、钙、锌以及氨基酸含量等4个指标有差异显著。进一步对4个轻质稳定同位素比率的研究结果显示,δ~(13)C、δ~(15)N、δ~2H和δ~(18)O的比率在8个培养基质配方中差异均显著。对筛选到的4个差异显著的营养因子与4个同位素比率共同进行PCA主成分分析的结果表明,可以将不同培养基质配方栽培的双孢蘑菇有效地分为3类,3个主成分的贡献率为78.2%,较好地解释了该分组。通过对稳定同位素和子实体营养指标的分析,获得未来可能应用于双孢蘑菇产业的分级溯源手段。
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基于AlexNet卷积神经网络的大米产地高光谱快速判别
《中国食品学报 》 2022 EI 北大核心 CSCD
摘要：采集我国东北和非东北10个产地、4个品种共计1000份单粒大米样本在波长950~1700 nm区间的高光谱图像,按照单粒大米轮廓提取感兴趣区域并计算平均光谱,采用主成分分析从样本集光谱矩阵提取累计贡献率大于99%的第一、二主成分,根据载荷矩阵系数最大值筛选与第一、二主成分相关性最强的特征波长1396.67 nm和1467.38 nm.针对两组特征波长图像进行主成分分析,分别选取前三维主成分,共计可得2×3组训练样本集.结果表明:基于AlexNet卷积神经网络训练建立6组东北/非东北大米产地高光谱快速判别模型,均有较高的识别准确率,其中基于1467.38 nm波长的第三主成分图像建立的东北/非东北大米产地判别模型的性能最佳,其识别准确率可达99.5%.
关键词： 高光谱;大米产地鉴别;主成分分析;AlexNet卷积神经网络
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基于图像处理技术的菜用大豆豆荚高通量表型采集与分析
《核农学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：为实现菜用大豆豆荚表型的高通量采集与分析,本研究利用可见光成像技术获取豆荚图像,综合考虑育种工作对表型信息的需求,提出了一套基于计算机图像处理技术的菜用大豆豆荚表型信息采集分析方法,并开发了相应的分析系统软件。研究通过试验确定最优参数,实现了菜用大豆豆荚长度、宽度、弦长、弧长、面积、每荚豆粒数、弯曲度、标准色距等表型性状的自动化、批量化提取。通过标定物与豆荚实物的测量验证,图像分析结果可以达到与实际测量值相当的精确度。图像分析得出的豆荚表型指标与人工实际测量值无显著差异(P>0.05),测量误差值均小于0.07,决定系数R~2在0.95以上。用水平分割的方法测算每荚豆粒数时,豆荚图像的最优分割数量为15。此外,从豆荚整体的弯曲程度出发,利用豆荚中心点连接上下端点形成的夹角作为衡量豆荚弯曲度的指标,对豆荚弯曲度的描述更为准确与合理。豆荚颜色与标准颜色参考值之间的标准色距能够实现对豆荚颜色性状与育种目标之间差距的定量化评估。本研究提出的菜用大豆豆荚表型采集技术操作简便、成本较低,能减少人工测量误差,提高表型信息可靠性,大幅提升育种工作的效率;同时,此项技术有助于毛豆表型信息的定量化分析和标准化表型数据库的建立。
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外源褪黑素预处理对干旱胁迫下桃苗生长的缓解效应
《植物生理学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：用不同浓度褪黑素对桃苗进行预培养然后进行干旱处理,探究褪黑素预处理诱导桃苗耐旱性的生理机制。结果表明褪黑素使气孔开度减小,干旱胁迫下褪黑素增强了桃苗的根系活力,提高了叶片相对含水量和相对叶绿素含量。褪黑素通过抑制H2O2和丙二醛(MDA)的生成,增强抗氧化酶的活性,从而缓解干旱对桃苗的氧化伤害。桃苗对干旱的应激反应使DREB1A、DREB2A、LEA和PIP1等逆境响应基因的表达量升高,褪黑素能进一步提高相关基因的表达水平,促进桃苗对干旱环境的适应。褪黑素处理具有剂量效应,中低浓度(100～200μmol·L-1)的作用效果更为明显。
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15个杂交柑橘品种的果实游离氨基酸组成及其对风味品质的影响
《果树学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：【目的】研究不同杂交柑橘（杂柑）游离氨基酸（free amino acid,FAA）组分含量特征及其对风味品质的影响。【方法】采用高效液相色谱法对浙江省引种的15种杂柑的17种FAA含量进行检测，同时采用味道强度值（TAV）、主成分分析（PCA）及聚类分析进行综合评价。【结果】15种杂柑均检出17种游离氨基酸（FAA）,4个品种Arg含量最高，11个品种Pro含量最高。各品种的游离氨基酸总含量（TFAA）为2 605.99～6 572.68 mg·L-1，以非必需氨基酸（NEAA）含量为最高，儿童必需氨基酸（CEAA）含量次高，必需氨基酸（EAA）含量最低，EAA/TFAA仅为0.84%～4.90%。品种间的药用氨基酸（MAA）含量差异较明显，MAA/TFAA为13.39%～67.80%,5个品种的MAA/TFAA≥50.00%。各品种的氨基酸组分特征不同，红映、津之辉的TFAA、呈味氨基酸、甜味氨基酸（SAA）含量为最高和次高，媛红、红美人和春见对应的鲜味氨基酸（DAA）、苦味氨基酸（BAA）和芳香族氨基酸（AAA）含量最高，EAA、MAA含量最高对应为媛红、甘平，仅春香柚的BAA>SAA。各品种Arg的TAV值为0.92～3.37，均值2.01,13个品种的TAV值>1，少数品种的Ala、Pro及Glu，其TAV值>1。PCA分析提取的4个主成分，累计方差贡献率为85.44%，较好反映杂柑中FAA的综合信息，综合得分前3位的品种为米哈亚、媛小春和红美人，聚类分析将15种杂柑分成4类。【结论】一些杂柑品种的FAA组分特征差异明显，Pro和Arg为各品种FAA的主要成分，Asp、Ala相对较高，苦味Arg为影响风味的主要因素；聚类分析与主成分分析结果基本一致，能较好反映品种间氨基酸组分的差异性进行综合评价。研究结果可为杂柑的引种推广、良种选育、开发利用及品质评价提供参考。
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基于转录组测序分离姜荷花类胡萝卜素合成关键基因
《农业生物技术学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：姜荷花(Curcuma alismatifolia)是国内新兴的一种热带球根花卉,然而已知的关于该物种的遗传和基因信息非常有限,尤其是苞片颜色基因方面的研究处于空白,这阻碍了姜荷花花色方面的分子育种.为获得姜荷花类胡萝卜素生物合成途径关键基因,本研究基于PacBio平台的第3代测序技术对姜荷花'清迈粉'进行全长转录组测序,经重测序分离以及实时定量PCR(real-time quantitative PCR,qPCR)法验证了类胡萝卜素生物合成途径的关键基因.实验总计获得了插入片段数(number of reads of insert)494242条及高质量全长转录本序列(HQFL polished consensus)64471条.利用公共数据库:非冗余蛋白数据库(non-redundant protein database,Nr)、蛋白质真核同源数据库(eukaryotic orthologous groups,KOG)、蛋白质序列数据库(Swissprot protein database,SwissProt)、蛋白相邻类的聚簇(cluster of orthologous groups,COG)、基因本体论(gene ontology,GO)和KEGG等对获得的序列进行了功能注释和分类.根据注释结果经重测序获得了11条类胡萝卜素合成途径关键基因全长cDNA序列,分别为β-胡萝卜素羟化酶1(beta-carotene 3-hydroxylase 1,CHYB1)、ζ-胡萝卜素脱氢酶1(zeta-carotenedesaturase 1,ZDS1)、玉米黄质环氧化酶1(zeaxanthin epoxidase 1,ZEP1)、八氢番茄红素合成酶1(phytoene synthase 1,PSY1)、八氢番茄红素脱氢酶1(phytoene desaturase 1,PDS1)、番茄红素异构酶1(prolycopene isomerase 1,CRTLSO1)、番茄红素β-环化酶1(lycopene beta-cyclase 1,LCY-B1)、番茄红素ε环化酶1(lycopene epsilon cyclase 1,LCYE1)、牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸合酶1(geranyl geranyl pyrophosphate synthase1,GPPS1)、类胡萝卜素裂解双加氧酶1(carotenoid cleavage dioxygenase 1,CCDs1)和9,10'类胡萝卜素裂解双加氧酶1(carotenoid 9,10(9',10')-cleavage dioxygenase 1).最后从中筛选出3个基因:LCY-B1、ZEP1、PSY1进行了组织表达功能验证.这些基因的获得有利于后期采用分子调控手段对姜荷花的苞片颜色进行改良育种,为培育具有新苞片颜色的姜荷花品种提供分子基础.
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生化黄腐酸对仙居鸡生产性能、屠宰性能、血清生化指标、肠道消化酶活性以及盲肠微生物菌群和代谢组的影响
《动物营养学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：本试验旨在研究生化黄腐酸(BFA)对仙居鸡生产性能、屠宰性能、血清生化指标、肠道消化酶活性以及盲肠微生物菌群和代谢组的影响.试验采用单因素试验设计,选用524日龄的健康仙居鸡240只,随机分为4组,每组6个重复,每个重复10只鸡.对照组饲喂基础饲粮,试验组在基础饲粮中分别添加500、1 000和1 500 mg/kg BFA.试验期42 d.结果表明:1)与对照组相比,饲粮中添加1 500 mg/kg BFA对平均日增重和料重比有一定的改善效果(P>0.05).2)与对照组相比,饲粮中添加500、1 000和1500 mg/kg BFA能显著降低血清肿瘤坏死因子-α(TNF-α)含量(P<0.05).3)与对照组相比,饲粮中添加500、1 000和1500 mg/kg BFA可显著提高空肠糜蛋白酶活性和回肠胰蛋白酶活性(P<0.05),饲粮中添加1 000 mg/kg BFA可显著提高回肠糜蛋白酶活性(P<0.05),饲粮中添加500 mg/kg BFA可显著提高回肠淀粉酶活性(P<0.05).4)与对照组相比,饲粮中添加1 500 mg/kg BFA可提高盲肠罕见小球菌属(Subdoligran- ulum)、Catenibacillus、蛋白胨链球菌科未知属(g_norank_f_Peptococcaceae)和毛螺菌科-UGG-002(Lachnospiraceae_UCG-002)的相对丰度,提高盲肠脂酰乙醇胺 PE[14∶1(9Z)/16∶1(9Z)]、硫代硫酸盐和咖啡因水平.综上所述,饲粮中添加BFA可以改善仙居鸡的生产性能,降低血清TNF-α含量,增强肠道消化酶活性,且以添加1 500 mg/kg的BFA效果较佳,其促生长和抗炎作用可能与短链脂肪酸产生有关的罕见小球菌属、Catenibacillus和毛螺菌科-UGG-002的相对丰度增加有关.
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猪粪辅料促进茄果类蔬菜废弃物堆肥品质的微生物机理
《农业环境科学学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：研究猪粪对茄果类蔬菜废弃物堆肥过程中微生物群落结构及代谢功能特性的影响,为动物粪便添加促进堆肥品质提供新的视角.以茄果类蔬菜废弃物为堆肥原料,设添加猪粪(E-PM)和未添加猪粪(对照,E)两个处理,采用室内好氧堆肥进行45 d的堆肥试验.在堆肥的第0、2、9、16、23、31、38、45天采集样品,监测堆肥理化指标、发芽指数(GI)和酶活性,并在堆肥第2、23、38天采集新鲜样品,通过16S rRNA和18S rRNA高通量测序技术研究堆肥微生物群落结构及代谢特性.结果表明:添加猪粪可提高茄果类蔬菜废弃物堆肥早期Proteobacteria(变形菌门)和Chloroflexi(绿湾菌门)相对丰度,促进堆肥升温,延长嗜热期,并显著增加GI至82.11%(P<0.05).相较于E处理,E-PM处理显著提高了堆体全磷和全钾含量(P<0.05).酶活性分析表明,E-PM处理下嗜热期的蛋白酶活性、多酚氧化酶活性、纤维素酶活性和有机质的降解率被显著促进(P<0.05).高通量测序和PICRUSt预测发现,E-PM处理下与代谢和细胞进程相关的基因丰度在嗜热期较E处理分别提高5.68%和10.26%,与碳水化合物代谢、氨基酸代谢、能量代谢和有机物质降解相关功能酶有关的基因序列丰度也明显提高.此外,相关性分析表明,E-PM处理下高丰度的Proteobacteria和Chloroflexi主导了堆体早期的细菌群落代谢活性,并促进堆体快速腐熟.研究表明添加猪粪有利于提高嗜热期细菌群落的代谢活性,对堆体温度的上升和产品品质的提高具有显著的促进作用.
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番茄枯萎病菌和颈腐根腐病菌KASP-SNP检测技术的建立
《植物保护学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：为快速、准确地对番茄枯萎病菌Fusarium oxysporum f.sp.lycopersici(FOL)和番茄颈腐根腐病菌F.oxysporum f.sp.radicis-lycopersici(FORL)进行检测,基于尖孢镰刀菌F.oxysporum多聚半乳糖醛酸外切酶基因pgx4的单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)位点,设计FORL、FOL生理小种1(FOL-R1)、2(FOL-R2)和3(FOL-R3)的竞争性等位基因特异性PCR-SNP(kompetitive allele specific PCR-SNP,KASP-SNP)引物,建立番茄颈腐根腐病菌和番茄枯萎病菌KASP-SNP检测技术,并通过与常规PCR比对及ITS与pgx4序列分析对该检测技术的可靠性进行验证.结果显示,在FORL、FOL-R1、FOL-R2和FOL-R3中存在35个变异SNP位点,设计出18对KASP-SNP 引物,筛 选出 FORL KASP、FOLrace1_KASP、FOLrace2_KASP 和 FOLrace3_KASP 共4对分型清晰的引物.KASP-SNP技术对FORL、FOL-R1和FOL-R2的检测阳性率达100.00%,对FOL-R3的检测阳性率为92.68%;常规PCR方法对FOL-R1和FOL-R3的检测阳性率也达100.00%,而对FORL的检测阳性率只有59.09%.表明所建立的KASP-SNP技术可用于FOL-R1、FOL-R2、FOL-R3和FORL的快速、准确检测.
关键词： 番茄 尖孢镰刀菌 KASP-SNP标记 分子鉴定 生理小种
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甘草甜素对铜绿假单胞菌生物被膜形成的抑制作用
《农业生物技术学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)具有多重耐药特性,生物被膜的形成是其重要的耐药机制之一.甘草甜素(glycyrrhizin,GLY)具有抗菌功效.为了探讨GLY对多重耐药铜绿假单胞菌临床分离株的抗菌活性及生物膜形成的作用效果,本研究从角膜炎病兔(浙江嵊州'白中王'长毛兔)(Leporidae angora)眼分泌物中分离获得铜绿假单胞菌G1株(GenBank No.MZ683158)和G2株(GenBank No.MZ683159),进一步采用微量稀释法测定GLY对G1株和G2株的最小抑菌浓度(minimum inhibitory concentration,MIC),利用结晶紫法定量生物被膜,利用扫描电子显微镜初步观察GLY对铜绿假单胞菌生物被膜形态的影响,采用qPCR方法检测GLY对铜绿假单胞菌生物被膜合成相关调控基因pelA、algA、rhlI、rhlR和pslA表达的影响.结果显示,GLY对G1株和G2株的MIC分别为40和20 mg/mL;G1株和G2株都能形成生物被膜,G1株的形成能力较强;结晶紫染色显示,20 mg/mL GLY处理使G1株和G2株生物被膜的形成量显著减少(P<0.01).扫描电子显微镜观察发现,5 mg/mL GLY处理使生物被膜的形成显著减少,10 mg/mL GLY处理使菌体分散且未见明显生物被膜结构.qPCR检测结果显示,5 mg/mL GLY处理后,pelA基因表达量升高,但差异不显著;algA、rhlI、pslA和rhlR的基因表达量均显著降低(P<0.01);10 mg/mL GLY处理后,pelA、algA、rhlI、rhlR和pslA的基因表达量均显著降低(P<0.01).上述结果提示,GLY对铜绿假单胞菌有抗菌活性,对生物被膜的合成具有负调控作用,呈剂量依赖关系,可能通过下调相关基因表达来抑制生物被膜的形成.本研究为深入探讨GLY对铜绿假单胞菌生物被膜的影响和兔铜绿假单胞菌角膜炎治疗提供参考.
关键词： 铜绿假单胞菌;甘草甜素(GLY);生物被膜;长毛兔;分离鉴定
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