科研产出
ZmCYP90D1调控玉米叶片褶皱发育的分子机制
《农业生物技术学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：绿色革命中“理想株型”概念的提出为玉米(Zea mays)株型设计育种提供了新思路。过长过宽的叶片由于披垂会导致产量下降，而卷叶能使叶片保持直立而不披垂，增大群体的受光面积，有效提高光合效率。本研究以玉米经典自然突变体cr1 (Crinkly Leaves 1)(表现为叶片褶皱,植株矮小)为材料，对该突变体进行细胞学分析、图位克隆、基因编辑和表达分析。结果表明，该突变体叶片的平铺细胞发生形变且排列不规则，目标基因ZmCYP90D1定位在3号染色体短臂末端0.9 Mb的区间内。对区间内29个编码基因进行功能分析和外显子测序后，发现在cr1中ZmCYP90D1的第3个外显子缺失。进一步基因组测序发现，在cr1中第3个外显子末端的剪接位点处插入了1.2 kb的转座子，导致ZmCYP90D1的mRNA被错误剪接，丢失第3个外显子。ZmCYP90D1 (Zm00001d039453)基因编码细胞色素单加氧酶，参与油菜素内酯的生物合成，定位在内质网。基因编辑产生的5个纯合敲除系都表现出叶片褶皱，植株矮小的表型。对其中2个敲除系ko1和ko2进行分析，确认ZmCYP90D1即是cr1的目标基因。RNA-seq结果表明，差异表达基因多富集在细胞分裂和分化、细胞壁的形成和修饰、激素调节的响应、脂肪酸合成代谢等生物学过程。本研究为深入解析油菜素内酯合成途径调控玉米叶片发育的分子机制提供理论基础。
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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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2000-2023年俄罗斯远东地区登记大豆品种来源、产量、品质及主要性状演变分析
《大豆科学 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：为了解俄罗斯远东地区大豆育种现状，大豆品种的产量、品质以及主要性状的演变情况，本文对2000—2023年该地区登记的107个大豆品种的来源、育种方法以及花色、叶型、茸毛色、结荚习性、生育期天数、株高、百粒重、籽粒蛋白质、脂肪含量、产量等性状进行分析。结果表明：远东地区大豆品种主要来源包括俄罗斯本国科研机构、本国企业以及外国育种机构，其中全俄大豆研究所是该地区最重要的大豆育种单位，其主要育种方法为杂交育种。该地区大豆品种在培育过程中花色、茸毛色不作为选择标准，而卵形叶、无限结荚习性大豆品种数量较多。品种的平均生育期天数、百粒重、籽粒蛋白质含量以及产量等性状整体上呈逐渐上升趋势，而株高和籽粒脂肪含量整体上呈逐渐下降趋势，其中平均产量上升9.03%,生育期天数增加2.02%,百粒重上升4.96%,籽粒蛋白质含量上升2.21%,株高下降2.47%,籽粒脂肪含量下降2.4%。研究结果表明2000—2023年间俄罗斯远东地区大豆育种水平逐步提高，但其品种在产量及品质等方面较相邻的我国黑龙江省大豆品种不具备明显优势，我国大豆品种具有在俄罗斯远东地区登记和推广的潜力。
关键词： 俄罗斯远东地区 大豆品种 性状 产量 品质 遗传改良
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平磨式留胚碾米机的设计与试验
《食品与机械 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：[目的]解决留胚米加工中保留胚芽难度大，营养与感官及适口性兼顾难等问题。[方法]提出平磨带主动碾磨与柔性刀组被动碾磨结合的平磨式留胚碾米机设计技术方案，利用米粒在平面内滚动磨削的方式达到精量层层碾磨的目的，采用多道柔性加工与适度碾磨原则相结合的加工方法，以保证高留胚粒率与良好米白度。以东北地区所产粳稻为试验原料，以留胚粒率与米白度作为作业质量指标，进行正交试验。[结果]加工留胚米的较佳工艺参数为：平磨线速度8 m/s，刀组橡胶弹簧负荷548.8 N，碾磨次数3，其中第1次碾磨采用180目平磨带，第2和第3次碾磨采用240目平磨带。[结论]采用优化工艺加工后成品米留胚粒率达到89.9%，米白度达到40.1%。
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种子根瘤菌包衣对黑龙江省大豆生长及结瘤的影响
《大豆科学 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：为探究大豆种子根瘤菌包衣技术在黑龙江省的应用效果,本研究在三江平原区、松嫩平原北部、松嫩平原西部、松嫩平原中部、松嫩平原南部和丘陵半山区进行田间试验,设置常规施肥和根瘤菌包衣2个处理,调查分析73户农户大豆产量及大豆根瘤生长状况.结果表明:根瘤菌能促进大豆根瘤生长,0~30 cm 土层中大豆根瘤数增加,单株根瘤数和鲜重分别增加9.34%~39.84%和13.16%~44.90%,结瘤率和有效根瘤占比分别提高0.70%~16.79%和1.25%~43.63%;促进大豆生长,使根系伸长3.32%~8.55%,株高增加0.42%~16.02%,地上部干重增加6.24%~19.98%;提高大豆产量,使单株荚数增加0.57%~10.81%,百粒重增加1.87%~4.34%,产量提高6.44%~10.81%.根瘤鲜重与土壤有效磷含量呈显著正相关,单株荚数与单株根瘤数量呈显著正相关,产量与结瘤率呈正相关.研究显示大豆种子根瘤菌包衣技术在黑龙江省具有良好的生态适应性,能显著提高大豆根瘤数和有效根瘤占比,提高大豆生物固氮效应,促进大豆生长,百粒重增加.在氮肥减施30%的同时实现稳产增产,适宜在生产中推广应用.
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减氮配施生物炭对苏打盐碱土壤环境与大豆生长特性的影响
《农业机械学报 》 2025 EI 北大核心 CSCD
摘要：土壤盐碱化是制约黑土区苏打盐碱地农业可持续发展的重要因素.本研究通过盆栽试验探究减氮配施生物炭及其施加深度对苏打盐碱土壤环境以及大豆生长特性的影响,共设置2个生物炭施加水平:0t/hm2(B0)、4.5 t/hm2(B1),2个生物炭施用深度:0~20cm(H1)、0~40 cm(H2),3个施氮水平:常规施氮(N0)、减氮15%(N1)、减氮30%(N2).试验结果表明:在减氮条件下,施加生物炭可以改善盐碱土壤环境并显著提升大豆产量.同时,随着生物炭施加深度增加,生物炭消减土壤盐碱障碍的效果显著提升,进而促进大豆生长.相较于B0N0处理,在0~20 cm 土层中,B1H1N1处理土壤改良效果最优,其中,K+含量提高20.54%、Na+含量降低24.30%、钠吸附比降低46.68%、硝态氮含量提高26.61%;在20~40 cm 土层中,B1H2N1处理改良土壤理化性质效果最优,K+含量提高18.64%、Na+含量降低21.71%、钠吸附比降低32.85%、硝态氮含量提高30.77%.B1H2N1处理相较于B0N0处理,叶片氮含量提升21.54%、叶片氮养分积累量提高33.61%、大豆粒质量提高3.33%、氮肥偏生产力提高28.37%.结合熵权TOPSIS模型综合评价结果,B1H2N1处理综合表现最佳,在有效调节苏打盐碱土盐分分布,为作物生长提供淡盐环境的同时可以活化深层土壤资源,提高氮肥利用率.
关键词： 生物炭 大豆 氮肥利用率 苏打盐碱土 熵权TOPSIS模型
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半干旱区玉米秸秆还田方式对土壤富里酸含量及其结构特征的影响
《中国土壤与肥料 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：为明确不同秸秆还田方式下土壤有机碳组分的变化特征，基于7年秸秆还田长期定位试验，利用三维荧光光谱技术，对照（CK，无秸秆还田）、FG（秸秆覆盖还田）、FM（秸秆翻埋还田）和FH（秸秆碎混还田）处理下土壤有机碳含量及富里酸含量及结构特征进行了分析。结果表明：（1）不同秸秆还田方式在表层（0～10cm）更有助于土壤有机碳和富里酸含量的积累，其中以秸秆覆盖还田处理最佳，秸秆翻埋还田次之，比CK处理的有机碳含量和富里酸含量分别提高16.86%、16.80%和67.30%、57.21%。FG和FH处理在30～40 cm土层土壤有机碳含量分别降低了7.67%和3.68%。FG处理在亚表层（20～30和30～40 cm）富里酸含量有所降低，FH处理在30～40 cm土层土壤富里酸减少了25.19%;(2)土壤腐殖质中富里酸来源受自生源和外生源共同作用的影响，FM处理在4个土层的荧光指数、生物指数、腐殖化指数分别较CK相比均有所提升。说明此处理在不同土层土壤腐殖化程度更高，稳定性更好；（3）三维荧光光谱和荧光区域积分表明，FM、FG和FH处理均使腐植酸类物质增加，腐殖化程度较高，结构较为复杂。本试验区共识别出3个荧光组分，其中组分C1[激发波长（Ex）/发射波长（Em）=330/410]和C3(Ex/Em=270,370/460)同为腐植酸类物质，主要来源于高等植物腐解产生的有机物；组分C2(Ex/Em=230,260/415)为富里酸类物质；组分C3含量相对含量越高，土壤腐殖化程度越高。与CK相比，FM处理的C3组分含量相对含量在4个土层升高了3.8%～15.44%。综上所述，秸秆翻埋还田在增加土壤腐殖化程度和加强土壤的供肥能力方面最佳。
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基于探地雷达技术的黑土层厚度原位识别
《土壤通报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：【目的】传统的黑土层厚度数据多依赖于野外土壤剖面挖掘获取，调查和采样难度较大，本研究利用探地雷达对我国东北黑土区典型土壤剖面进行黑土层厚度原位探测，并通过剖面调查对探测精度和适用性进行评价。【方法】采用自动增益和高增益两种不同的采样方法，对30个典型剖面雷达数据进行后期均方根误差增益处理，分析探地雷达的探测精度，进一步探究黑土层厚度、坡度、成土母质和作物类型对探测精度的影响。【结果】（1）自动增益和高增益的采样黑土层厚度检测率为57.6%和96.6%,R2分别为0.97和0.80。（2）随着黑土层厚度增加，探测精度降低，探地雷达对薄层黑土（0～30 cm）和中层黑土（30～60 cm）探测精度较高，R2为0.93和0.91，对厚层黑土（60～120 cm）的探测效果较差，两种采样方式R2分别为0.72和0.61。（3）探地雷达在大豆地、坡度较陡（6o～15°）、非岩石类母质区域探测精度较高。【结论】探地雷达对黑土层厚度的原位识别有较好的准确性和适用性，后期的数据处理可以提高黑土层识别的效率和精度。在表层根系扰动较小、坡度较大、母质均匀的区域使用探地雷达，可以一定程度提高黑土层厚度的探测精度。
关键词： 探地雷达 黑土地 黑土层厚度 土壤剖面调查 影响因素
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不同栽培方式和种植密度对大豆抗倒伏性能及产量的影响
《沈阳农业大学学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：[目的]为探讨大垄密植和传统垄作与不同种植密度对大豆倒伏和产量的差异,研究不同栽培方式和种植密度对大豆的植株形态指标、茎秆力学特性、抗倒伏性和产量的影响.[方法]分析栽培方式65 cm常规垄(CK)、130 cm大垄内行(C1)、130 cm大垄外行(C2)和4种种植密度(D1:2.5×105株·hm-2,D2:3.5×105株·hm-2,D3:4.5×105株·hm-2,D4:5.5×105株·hm-2)下大豆上部、中部和下部的相对叶绿素含量(SPAD)、干物质积累和籽粒性状,茎秆形态特征、茎秆抗折力、倒伏率及产量.[结果]不同栽培方式下,大豆不同部位的SPAD表现为:C2>CK>C1;株高、底荚高、平衡点和节间长度表现为:C1>C2>CK,有效分枝数表现为:CK>C2>C1,主茎节数表现为C1和C2显著高于CK,茎粗和不同部位茎秆、叶片、荚粒干物质积累表现为:C2>CK>C1,并且随种植密度增大,株高、底荚高、平衡点和节间长度逐渐升高,茎粗、有效分枝数、主茎节数、不同部位干物质积累及SPAD逐渐降低.茎秆力抗折力和倒伏率表现为:CK>C2>C1,大豆不同部位有效荚数、粒数和粒重及产量均表现为:C2>CK>C1并随着种植密度增大逐渐降低;百粒重表现为:C1>C2>CK,对密度无响应.[结论]无论高密度或低密度,130 cm大垄茎秆特性和抗倒伏能力虽低于65 cm常规垄,但倒伏只发生在5.5×105株·hm-2密度条件下,且SPAD、干物质积累、籽粒性状、产量构成因素及产量均高于65 cm常规垄.
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