科研产出
氮水平对苦荞生长发育及氮素吸收利用的影响
《核农学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：为提高西北干旱地区的苦荞产量、减少氮肥施用及提高氮肥利用效率，以适宜西北地区种植的川荞2号（CQ2）和晋荞2号（JQ2）为材料，设置4个施氮水平(0、60、120和180 kg·hm-2)，研究氮对苦荞生长、产量及氮素利用的影响。结果表明，随施氮量的增加，苦荞氮肥偏生产力和农学利用效率显著降低，SPAD值、干物质积累量、氮素积累量和每吨籽粒氮需要量逐步增加，而农艺指标、产量及其构成、氮肥表观利用率和氮收获指数均呈先升后降趋势，均以120 kg·hm-2施氮量最高。60、120和180 kg·hm-2施氮量处理下，JQ2的株粒数、有效株数和产量较CQ2平均增加6.2%、6.1%和18.2%，且其氮素吸收利用和收获指数更高，表现出更强的增产性和氮素利用能力。相关性和聚类分析发现，施氮对苦荞各指标的影响可被明显区分，苦荞的氮肥农学利用效率、氮肥偏生产力和氮收获指数与苦荞产量及构成呈极显著正相关。综合考虑氮素吸收利用效率及成本与产量因素，西北干旱地区苦荞氮施用量以120 kg·hm-2为宜，品种以JQ2较为适宜。本研究结果对苦荞的高效生产及生态环境的保护具有重要的理论与实际意义。
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普通菜豆PvIQD基因家族鉴定及其非生物胁迫下的表达分析
《农业生物技术学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：IQ67结构域(IQ67 domain, IQD)基因编码一类含有IQ67保守结构域的钙调蛋白结合蛋白，在调控植物器官形态和响应逆境胁迫中发挥重要作用。本研究通过生物信息学分析在普通菜豆(Phaseolus vulgaris)基因组中鉴定出34个PvIQD基因，对其理化性质、基因复制、系统进化、基因结构和表达模式等进行相关分析。结果表明，PvIQD基因不均匀地分布在11条染色体上，存在2个片段重复基因对，没有串联重复基因对。Ka/Ks比值均小于1，表明PvIQD基因在进化中受到纯化选择。系统进化分析显示，PvIQD基因家族成员被分为4个亚家族(Ⅰ～Ⅳ)，28个PvIQD基因与大豆(Glycine max)的GmIQD基因有一对二的聚类关系。基因结构分析显示，PvIQD基因包含2～6个外显子，大部分PvIQD蛋白序列含有motif1和motif7，同一亚家族具有相似的基因结构和保守基序，IQ基序中的Gln7、Arg11、Gly12、Leu14和Arg16是高度保守氨基酸。共线性分析发现，普通菜豆与双子叶植物拟南芥(Arabidopsis thaliana)和大豆比与单子叶植物水稻(Oryza sativa)和玉米(Zea mays)有更加密切的亲缘关系，与大豆的亲缘关系最为密切。RNA-seq数据分析显示，6个PvIQD基因在不同发育阶段的多个组织中均有高表达，组织特异表达基因PvIQD2和PvIQD19分别在绿色成熟豆荚和根瘤中表达量最高。qRT-PCR结果表明，8个PvIQD基因能够响应干旱和盐胁迫，表现出不同的表达调控模式。本研究为探索PvIQD基因抵御非生物胁迫的调控作用机制提供了参考。
关键词： 普通菜豆 IQ67结构域(IQD) 系统进化分析 共线性分析 非生物胁迫
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基于SSR的陕西糜子种质资源的分子鉴定
《作物学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：为构建糜子(Panicum miliaceum L.) DNA分子身份证,试验以181份陕西糜子核心种质为材料,对课题组前期开发的糜子特异性SSR标记进行多次PCR筛选和优化后获取核心引物。基于糜子参考基因组信息,经过BLAST序列比对后将核心标记进行染色体定位。在SSR引物的5′端标注荧光(FAM/HEX),根据毛细管电泳检测的片段有无采用“0/1”表示,利用ID Analysis4.0进行区分,十进制(0～9)统计扩增片段大小构建材料字符串,用Pop Gene、Power Marker、MEGA、Structure和NTSYS进行遗传多样性分析。试验结果表明, 7个荧光SSR(RYW3、RYW6、RYW37、RYW40、RYW43、RYW125和RYW146)组合可区分181份材料,不均匀的分布在5条染色体上,共检测出77个等位变异,平均为11;检出Shannon多样性指数(I)为0.8145 (RYW146)～7.8254 (RYW125),平均5.9076;观测杂合度(Ho)为0.2627 (RYW146)～0.9506 (RYW3);期望观测杂合度(He)为0.3329 (RYW146)～0.8747 (RYW125);Nei’s基因多样性指数(Nei)为0.3315 (RYW146)～0.8722 (RYW125);多态性信息含量(PIC)为0.5923 (RYW146)～0.9445 (RYW125),平均为0.8419。基于UPGMA将181份资源划分为3个群组。基于主成分分析将材料分为10个类群,与地理来源一致。利用在线二维码技术(https://cli.im/)构建181份陕西糜子核心种质的DNA分子身份证。
关键词： 糜子 陕西 荧光SSR 毛细管电泳 DNA分子身份证
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基于表型性状和品质性状的苦荞核心种质构建
《植物遗传资源学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：利用708份国内外苦荞资源的22个表型性状和3个品质性状数据，进行苦荞核心种质构建。通过比较遗传距离、取样方法、取样比例和聚类方法4个层面的不同组合策略优劣，确定了苦荞核心种质的最佳取样策略为“欧氏距离+多次聚类偏离度取样法+20%取样比例+最长距离法”，构建了包含141份苦荞资源的核心种质。核心种质和原始种质的均值差异百分率、方差差异百分率、极差符合率和变异系数变化率分别为0、84.00%、97.60%和115.42%。比较核心种质与原始种质各性状的均值、方差、极值、变异系数、多样性指数和主成分对核心种质进行验证和评价。核心种质与原始种质在25个性状上的均值无显著差异；核心种质在所有性状上的方差均大于或等于原始种质，其中22个性状的方差差异达到显著或极显著水平，表明核心种质有更强的异质性；多样性指数t检验表明，核心种质与原始种质多样性指数在所有性状上差异均不显著；主成分检验表明，核心种质与原始种质均有8个主成分，累计贡献率分别为77.525%和76.191%。本研究所构建的核心种质能较好地代表原始种质，可作为苦荞种质资源收集保存和有效利用的依据。
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枣果实质地性状多样性分析
《植物遗传资源学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：对202份枣果的7个质地性状进行了测定，采用变异系数、多样性指数估算以及相关性分析和聚类分析等方法进行综合评价。结果表明，果肉含水率和果肉密度变异系数小于10%，其余5个性状的变异较大，变异系数范围为15.51%～33.03%；多样性指数范围在1.96～2.10之间，说明供试种质多样性丰富。相关性分析表明，果皮穿刺强度、果肉硬度、果肉紧实度、果皮脆性等性状间相关性极显著。通过主成分分析提取到2个主成分，累计贡献率为63.170%。结合主成分分析与逐步回归分析表明果肉硬度、果皮穿刺强度、果肉紧实度、果皮脆性是枣果质地性状变异的主要因素，可作为种质资源鉴定的指导性关键性状。通过主成分方差贡献率计算枣果质地性状的综合值H，依据H值利用系统聚类法把202份枣种质分为酥脆多汁型（H值为-2.62～-0.41）、较致密多汁型（H值为-0.33～-0.77）和致密少汁型（H值为0.86～4.81）3类。研究结果为枣种质质地性状的鉴定评价以及开发利用提供了重要依据。
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基于荧光SSR构建中国糜子核心种质DNA分子身份证
《中国农业科学 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：【目的】糜子（Panicum miliaceum L.）作为一种古老的粟类作物，种质丰富，基于荧光SSR标记构建其DNA分子身份证可为资源的数字化管理提供理论依据和分子检测工具。【方法】以235份中国糜子核心种质为试验材料，对山西农业大学农学院糜子作物分子育种课题组前期开发的糜子特异性SSR标记进行多次PCR筛选和优化后获取核心引物。基于糜子参考基因组信息，经过BLAST序列比对后将核心标记进行染色体定位。在SSR引物的5′端标注荧光（FAM/HEX），利用毛细管电泳给出材料的基因型，采用“0,1”二进制编码方式记录扩增条带的有无，使用ID Analysis 4.0检测材料的区分程度。采用十进制（0—9）统计扩增片段大小以获得材料的字符串分子身份证。使用Popgene、Powermarker、MEGA、NTSYS进行遗传多样性、遗传聚类和主成分分析。利用二维码在线软件（https://cli.im/）给出材料的二维码DNA分子身份证。【结果】PCR扩增结果发现，7个荧光SSR（RYW3、RYW6、RYW11、RYW18、RYW37、RYW43和RYW125）组合在一起可以将235份材料全部区分开。BLAST结果表明，RYW18、RYW37分布在第2染色体，分别位于0.60和0.80 cM处；RYW125位于第4染色体，定位在10.40 cM处；RYW43、RYW6分布在第5染色体，分别位于52.80和53.00 cM处；RYW11和RYW3定位在第6染色体，分别位于2.10和20.70 cM处。遗传多样性分析结果表明，235份材料在7个位点共检出87个等位变异，每个位点检出3（RYW11）—25（RYW6）个，平均为12.4286；检出Shannon多样性指数（I）变幅为0.2055（RYW18）—2.0587（RYW6），平均1.1398；观测杂合度（Ho）为0.0086（RYW11）—0.9455（RYW18）；期望观测杂合度（He）为0.0795（RYW18）—0.7452（RYW6）;Nei’s基因多样性指数（Nei）为0.0793（RYW18）—0.7452（RYW6）；多态性信息含量（PIC）为0.0334（RYW11）—0.8071（RYW6），平均为0.5185。聚类分析和主成分分析均将材料划归8个类群。将电泳条带进行数字编码，利用7个标记组合，构建了全部材料的字符串和二维码DNA分子身份证。【结论】以235份中国糜子核心种质为试验材料，利用PCR扩增和毛细管电泳筛选到7个糜子荧光SSR核心标记。基于糜子参考基因组信息将上述标记定位在4条染色体上。利用上述标记扩增供试材料，给出遗传多样性衡量参数，基于遗传距离将材料聚为8个类群，主成分分析解决了聚类结果中出现的偏差。依照最少引物区分最多种质的原则，利用十进制编码方式给出材料的字符串DNA分子身份证，结合表型数据，利用二维码在线软件构建了全部材料的二维码DNA分子身份证。
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燕麦–绿豆间作效应及氮素转移特性
《植物学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：为探究燕麦（Avena sativa）–绿豆（Phaseolus radiatus）间作效应及氮素转移特性,在不施氮肥的大田试验条件下,设置3种种植模式（燕麦单作、绿豆单作和燕麦–绿豆间作）,采用传统挖根法和15N同位素标记法进行研究。结果表明,间作系统中燕麦侵袭力强于绿豆,绿豆生长受到抑制。整个生育期,间作燕麦地上部干物质积累量比单作增加14.9%–33.1%,2年成熟期间作燕麦的氮素积累量比单作分别提高53.1%和44.8%;间作减少了开花结荚期绿豆氮素积累量和根瘤重量,降低了绿豆的固氮效率,绿豆的固氮效率2年平均降低23.7%,生物固氮量平均减少11.66%。间作绿豆向燕麦的氮素转移率2年平均值达31.7%,氮素转移量为212.16 kg·hm–2。燕麦–绿豆间作降低了开花结荚期绿豆的根瘤固氮酶活性和固氮效率,但绿豆体内氮素转移增加了燕麦对氮素的吸收利用,实现了地上部与地下部生长的相互调节和促进,优化了农田生态系统的氮素管理。
关键词： 燕麦–绿豆间作 根瘤固氮 15N同位素标记 氮素吸收 氮素转移
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高粱的耐瘠性与养分高效利用研究现状与展望
《作物杂志 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：施肥对作物增产具有重要作用，然而施肥对土壤等环境的影响也越来越严重。因此，如何鉴选与创制养分高效利用资源，选育高产、绿色品种已经成为目前高粱产业发展的重要研究方向。本文总结了国内外高粱种质资源耐瘠性鉴定、养分胁迫对高粱主要农艺性状的影响与生理学响应、养分效率的分子生物学研究、氮利用效率与根系分泌生物消化抑制等方面取得的研究进展，并对养分高效利用研究和氮高效利用品种选育进行了展望，为高粱新品种在中低产田产量提升、减施化肥和农业面源污染改善等方面提供技术支撑。
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等离子体处理对亚麻籽中生氰糖苷含量的影响
《东北农业科学 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：亚麻籽中的生氰糖苷毒性较大，它的存在限制了亚麻籽的综合利用。为了探索在种植生产中降低亚麻生氰糖苷的方法，采用等离子体技术处理亚麻种子，研究了剂量强度、种子流量和处理次数对亚麻籽中生氰糖苷含量的影响。正交试验结果表明，影响亚麻籽中生氰糖苷含量的因素顺序是：剂量强度＞处理次数＞种子流量；等离子体处理种子技术的试验最佳组合是：剂量强度为2.4 A，处理次数为4次，种子流量为0.8 kg/min。多品种试验结果表明：等离子体技术处理不同的亚麻品种，收获后的亚麻籽生氰糖苷含量均有不同程度的降低，降幅在18.14%～31.33%。研究表明等离子体技术处理亚麻种子能有效降低生氰糖苷含量，可以在生产实践中推广应用。
关键词： 等离子体种子处理技术 亚麻 生氰糖苷
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