科研产出
整合转录组和代谢组学分析揭示玉米对层出镰孢茎腐病的响应机制
《中国农业科学 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：【目的】玉米茎腐病严重威胁玉米的产量与品质，其致病菌复杂，层出镰孢（Fusarium proliferatum）近年来逐渐成为主要病原之一。本研究旨在通过多组学联合分析，深入探究玉米对层出镰孢茎腐病的响应机制，明确差异基因和差异代谢物富集的信号通路在玉米抗病过程中的关键作用，为玉米抗茎腐病育种和病害防控提供理论依据。【方法】选择对层出镰孢具有不同抗性的玉米自交系ZC17（抗病）和CH72（感病）作为研究材料。在玉米9叶期，对其进行接种处理，接种组注射层出镰孢菌液，模拟接种组注射等量的PDB，随后用凡士林封闭伤口。接种后7 d，采集接种区域上下茎段中间位置的组织样本，分别用于转录组测序和非靶向代谢组学检测。同时对接种后的植株进行茎腐病症状评估，计算茎腐病平均评分（SRSA）和病情指数（DSI）。利用多种生物信息学工具对转录组测序数据和代谢组学数据进行分析，并通过实时荧光定量PCR（RT-qPCR）对差异基因进行验证。【结果】表型和生理数据显示，接种层出镰孢后，CH72发病程度显著高于ZC17，其SRSA增加2.48倍，DSI增加35.36%。转录组和代谢组的PCA结果显示，各组内样本的重现性很高，ZC17和CH72相互分离，FP组和MK组相互分离。转录组分析表明，接种后CH72的差异表达基因数量多于ZC17，但二者近50%的差异基因表达趋势相同。功能注释和富集分析发现，差异基因和差异代谢物主要富集于植物次生代谢产物生物合成、苯丙氨酸代谢、植物激素生物合成及植物-病原体相互作用等途径。转录组和代谢组联合分析证实，苯丙氨酸代谢以及苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸生物合成在玉米抗层出镰孢过程中起关键作用。此外，多个转录因子家族（如MYB、bHLH、NAC和WRKY等）在接种层出镰孢后被显著激活，表明这些转录因子在玉米抗病分子调控网络中可能发挥重要作用。qPCR与转录组测序结果在4个组中的表达趋势一致，Spearman相关分析也显示转录组测序数据和qPCR结果之间高度一致（r=0.75,P=7.5e-05）。【结论】苯丙氨酸代谢相关途径在玉米响应层出镰孢茎腐病中至关重要；C4H、PAL、ADT、GOT等关键酶以及显著上调的代谢物如2-香豆酸、3-羟基肉桂酸、吲哚、苯丙氨酸、色氨酸和酪氨酸在植物抗病中起重要作用。本研究挖掘出的潜在抗病相关转录因子、基因和代谢物可为深入解析玉米对层出镰孢茎腐病的分子响应机制提供重要依据。
关键词： 转录组 代谢组 玉米茎腐病 层出镰孢 苯丙氨酸代谢
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多倍体芦竹营养成分分析
《中国饲料 》 2025 北大核心
摘要：为评定多倍体芦竹（Arundo donax）作为牧草的营养价值，本试验对刈割高度为1、1.5、2 m和2.5 m全株芦竹的常规营养成分及氨基酸组分含量分别进行测定。结果表明：多倍体芦竹在株高1～2.5 m，粗蛋白质（CP）、粗脂肪（EE）和粗灰分（Ash）含量分别为9.12%～19.61%、6～16 g/kg和7.3%～10.6%，随着刈割高度的增长，其含量总体呈下降趋势，粗纤维（CF）、中性洗涤纤维（NDF）、酸性洗涤纤维（ADF）和酸性洗涤木质素（ADL）含量分别为17.97%～30.87%、53.01%～69.56%、2.35%～6.17%和27.76%～45.69%，总体呈上升趋势。采用盐酸水解法检出16种氨基酸，包含人体所需7种必需氨基酸，天冬氨酸和谷氨酸含量高，蛋氨酸含量最低。总氨基酸含量在6.59%～14.67%，必需氨基酸含量为2.52%～5.42%，非必需氨基酸为4.07%～9.25%,E/T为36.23%～39.80%,N/T为60.20%～63.77%,E/N为56.81%～66.11%，与FAO/WHO提出的理想蛋白质标准相比，芦竹的E/T略低于40%、E/N接近并高于60%。根据氨基酸评分（AAS），异亮氨酸为第一限制氨基酸。必需氨基酸指数（EAAI）大于0.80接近1。综上，多倍体芦竹可以作为一种良好的牧草资源进行开发。
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叶面喷锌对不同基因型夏玉米子粒产量及品质的影响
《玉米科学 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：研究拔节期和大喇叭口期1∶1叶面喷施4.5 kg/hm2ZnSO4对10个夏玉米主栽品种植株子粒产量和品质的影响.结果表明,与不施锌相比,叶面喷锌平均提高夏玉米子粒产量、总淀粉和直链淀粉含量7.5%、1.8%和5.7%,降低支链淀粉、粗蛋白和粗脂肪含量2.3%、1.1%和2.6%.裕丰303产量最高,为10.27 t/hm2;谷神玉66、德单5号和伟科702的总淀粉、直链和支链淀粉含量最高,分别达74.22%、33.21%和75.70%;粗蛋白含量以先玉335和秋乐618表现最高,为9.54%;粗脂肪和粗纤维分别以德单5号和裕丰303最高,为3.78%和2.63%.与不施锌相比,叶面喷锌条件下登海605、迪卡653、先玉335、秋乐618、裕丰303、郑单958和谷神玉66产量分别提高11.2%、7.2%、9.0%、7.9%、7.4%、17.7%和21.2%,伟科702、裕丰303和德单5号总淀粉含量分别提高5.4%、7.2%和6.4%,隆平638和裕丰303支链淀粉含量分别提高5.6%和9.1%.综合考虑,拔节期和大喇叭口期1∶1叶面喷施锌肥4.5 kg/hm2,能显著提高裕丰303的产量和淀粉及其支链淀粉含量,改善其品质特性.
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基于卷积神经网络的农作物病害识别研究
《中国农业科技导报(中英文) 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：农作物病害对农业生产造成重大威胁，及时、准确的病害识别对制定防治措施和保证粮食安全具有重要意义。随着深度学习的迅猛发展，以卷积神经网络为代表的农作物病害识别方法越来越多地被采用。从基于不同数据集的病害识别、使用迁移学习与预训练的病害识别、病害识别模型的轻量化3个方面对卷积神经网络病害识别方法的优劣进行了比较，分析了现有方法存在的不足，并对未来发展趋势进行了展望，指出为实现农作物病害的自动检测，应构建更丰富数据集、结合多模态数据、进一步优化模型、使用机器人等设备。为减少粮食损失、实现精准农业管理、推动农业现代化和可持续发展提供重要的参考。
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乳酸菌接种发酵生产辣椒酱的工艺优化
《中国食品添加剂 》 2025 北大核心
摘要：为解决传统自然发酵辣椒酱生产条件不受控制、产品品质不稳定的问题，以期通过接种不同乳酸菌和优化发酵工艺生产一款高品质的辣椒酱。本研究以感官评价、理化指标(总酸、辣椒红色素、亚硝酸盐含量)为评价指标，采用对照、单因素和正交试验优化辣椒酱最佳工艺条件。结果表明，影响发酵辣椒酱产品品质的因素主次顺序为菌种接种量>蔗糖添加量>食盐添加量，辣椒酱的最佳发酵工艺条件：乳酸菌三菌为最适菌种，接种量2.0%、大蒜添加量8%、蔗糖添加量7%、食盐添加量9%、发酵时间15 d。利用此工艺生产的辣椒酱整体品质最优，产品鲜亮有光泽，呈亮红色，组织细腻均匀，发酵香味浓郁，酸咸味适度、辣味突出，产品的理化指标、微生物指标符合国家标准。
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基于全基因组重测序数据评估信阳水牛保种效果
《中国畜牧杂志 》 2025 北大核心
摘要：为了解信阳水牛的种质资源现状，本研究利用全基因组重测序技术，对30头信阳水牛基因组遗传多样性、群体遗传结构和连续纯合片段（Runs of Homozygosity,ROH）等指标进行分析，评估其保种效果。结果如下：信阳水牛遗传多样性丰富，最小等位基因频率为0.195，平均多态信息含量为0.277，平均期望杂合度为0.280，平均观察杂合度为0.269，平均核苷酸多样性为2.586。家系分析将30头信阳水牛分为6个家系；30头信阳水牛个体共检测到3578个ROH，长度在0～0.5Mb的ROH片段占比最多，基于ROH值计算的群体近交系数范围介于0.000 4～0.091 9，平均近交系数为0.020 1。综上，信阳水牛群体遗传多样性较为丰富，整体上保持了较低的近交水平，保种效果良好，建议后续适当引入新血缘与少数高近交水平个体交配。
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花生致敏蛋白Ara h 2夹心ELISA检测方法的建立
《核农学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：为建立花生致敏蛋白Ara h 2双抗夹心酶联免疫吸附试验（ELISA）检测方法，本研究基于所制备的抗体，采用双抗体夹心检测模式，以Ara h 2鼠源单克隆抗体作为捕获抗体、兔源多克隆抗体作为检测抗体，并通过棋盘法优化抗体工作浓度，对该方法的灵敏度、准确度、精密度和特异性进行鉴定。结果表明，建立的双抗夹心ELISA检测方法对Ara h 2的检出限为5.04 ng·mL-1，线性范围为15.63～1 000 ng·mL-1，添加回收率为80.12%～96.03%，批内和批间变异系数均小于10%，且特异性良好、与其他常见食物过敏原无交叉反应。本研究可为致敏蛋白Ara h 2检测提供一种快速高效的方法。
关键词： 酶免疫分析 花生致敏蛋白 Ara h 2 过敏反应 检测
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多倍体芦竹营养组分近红外预测模型的构建
《动物营养学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：本研究旨在利用近红外光谱（NIRS）技术构建芦竹全株中水分（MC）、粗蛋白质（CP）、粗脂肪（EE）、粗灰分（Ash）、粗纤维（CF）、中性洗涤纤维（NDF）、酸性洗涤纤维（ADF）和酸性洗涤木质素（ADL）含量的预测模型。本试验所用芦竹样品采自原阳和驻马店种植区，刈割高度分别为1.0、1.5、2.0和2.5 m。芦竹样品分为定标集（n=95）和验证集（n=31），通过NIRS技术结合主成分分析及改良偏最小二乘法（MPLS）等方法，建立样品特征光谱与待测化学成分之间的预测模型。结果表明：芦竹CP含量的外部验证相对分析误差（RPD）和预测决定系数（RSQ）最高，分别为10.82和0.991;EE、Ash、CF、NDF、ADF和ADL含量的RPD在4.0～6.3，其RSQ均大于0.94;MC含量的RPD和RSQ最低，分别为2.78和0.868。本试验所建芦竹MC、CP、EE、Ash、CF、NDF、ADF和ADL含量的预测模型有较好的预测能力，可应用于实际生产。
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植物病原菌孢子捕捉和监测-助力植物病害管理
《植物保护 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：农业生态系统中所有类型的植物均会受到病原菌的长期威胁。许多高风险植物病原菌能够通过空气传播，甚至可随高空气流完成跨区域的远距离扩散。因此，为了控制气传病害管理中的杀菌剂投入，需密切监测空气中的病原菌孢子。病菌孢子捕捉技术作为监测空气中病菌孢子量的有效手段，可为种植者或相关政府部门提供病害风险的早期预警信息，辅助病害管理决策。近年来，分子检测技术的发展拓宽了其在植物病害管理中的应用范围。本文主要从植物病害流行病学、病原体生物学、空气动力学等方面，对病菌孢子捕捉技术，以及利用该技术获得的数据改善病害管理策略的相关研究进展进行综述，并讨论了应用病菌孢子捕捉和监测技术需要考虑的主要因素。随着物联网、大数据及人工智能等技术的不断发展，该技术的发展面临着新的机遇和挑战。整合新技术和改善数据获取、分析、解释、共享效率，实现病菌孢子捕捉的监测预警技术网格化、信息化与智能化的深度融合成为新的发展需求。
关键词： 植物病害流行学 空气生物学 病菌孢子捕捉 植物病害监测预警 病害管理决策系统
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河南省典型农区近地表大气氨时空分布特征及主要影响因素
《中国农业科学 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：【目的】农田氨挥发是大气颗粒物中铵盐的主要来源之一，对城市和农村空气质量有密切影响。对河南省典型农区近地表大气氨浓度时空变化特征及关键影响因素进行系统研究，为农田区域大气颗粒污染物的针对性治理提供科学依据。【方法】选取河南省10个代表性农田区域（小麦-玉米轮作区），利用被动法，开展为期两年的近地表大气氨浓度监测与驱动因素研究。【结果】从时间上（季节性）来看，不同季节近地表大气氨浓度差异较大，其中夏季近地表大气氨平均浓度最高，为12.0μg N·m-3，其次为春季和秋季，均值分别为10.8和8.9μg N·m-3，冬季最低，均值仅为6.7μg N·m-3。从空间上来看，豫东开封农田区域氨浓度最高，其年平均氨浓度可达14.7μg N·m-3，其次为豫北新乡和安阳，其年均大气氨浓度分别为12.5和11.0μg N·m-3，再次为豫中郑州和豫北的焦作，其近地表大气氨浓度分别为10.9和10.6μg N·m-3，而豫西的洛阳、平顶山、豫南许昌、漯河和黄泛区（周口）的近地表大气氨浓度较低，其数值介于7.9—9.6μg N·m-3之间。从土壤类型来看，不同土壤类型近地表大气氨浓度存在明显不同，其中潮土近地表大气氨浓度最高，为11.0—14.7μg N·m-3，褐土和黄褐土区其氨浓度介于9.0—9.6μg N·m-3之间，砂姜黑土和黄棕壤农田区域氨浓度较低，为8.06—8.11μg N·m-3。不同区域的近地表大气氨浓度高低是多重因素共同作用的结果，其中氮肥施用量和土壤p H与近地表大气氨浓度存在显著的正相关关系，降雨量与近地表大气氨浓度存在显著的负相关关系，几种因素的交互作用导致河南省农田系统近地表大气氨浓度差异较大。【结论】基于以上研究结果，降低施氮量有助于系统性降低河南省农田区域近地表氨浓度；豫北和豫东农田区是重点关注区域。
关键词： 小麦-玉米轮作区 大气氨浓度 时空分布 被动采样 线性相关性分析 反距离法 河南省
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