科研产出
气候因子对黑龙江省茶藨子属植物地理分布格局的影响
《生态学杂志 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：在影响植物分布的诸多因素中,气候因子是最主要的因素.为探究气候因子对茶藨子属(Ribes)植物在黑龙江省分布格局的影响,本研究以6种茶藨子属植物为对象,利用ArcGIS技术,根据茶藨子属植物在黑龙江省地理分布点的经纬度信息和从WorldClim数据库中提取各分布点气候数据,采用核密度分析、Max?Ent模型、统计分析、线性回归方程、冗余分析以及蒙特卡洛检验等分析手段,量化各气候因子对茶藨子属植物地理分布差异的贡献大小.结果表明:(1)茶藨子属植物主要分布于黑龙江省的西北地区及东南地区,其中在西北地区分布尤为密集,具有明显的分布区重叠现象,分布区整体上具有干燥寒冷的气候特点,且Max?Ent模型预测结果与实际分布吻合.(2)降水量变异系数、等温性、年降水量、干燥度和最干月降水量主要影响黑龙江省茶藨子属植物在经度上的分布;最冷季度平均气温和最湿季度降水量主要影响黑龙江省茶藨子属植物在纬度上的分布.(3)冗余分析表明,气候因子在两轴的合计解释率为100%;蒙特卡洛检验进一步表明,对黑龙江省茶藨子属植物沿经纬度分布差异解释率最高的3个气候因子分别为:最冷季度平均气温(85.7%)、年降水量(54.2%)、最暖月最高气温(42.8%),表明这3个气候因子主导茶藨子属植物在黑龙江省的地理分布格局.
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大豆GmNCED1-2的非生物胁迫诱导表达及其转基因烟草鉴定
《江苏农业学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：9-顺式-环氧类胡萝卜素双加氧酶(NCED)是脱落酸(ABA)合成途径中的关键酶.本研究从大豆中克隆GmNCED1-2,其开放阅读框全长1818 bp,编码 605 个氨基酸,预测蛋白质相对分子质量6.693×104,等电点 8.00.GmNCED1-2蛋白含有 1 个RPE65 超家族结构域、2 个保守序列MIAHPKxDP和HDFAITE以及 4 个保守的组氨酸残基.GmNCED1-2蛋白的亚细胞定位预测结果显示其位于叶绿体中.蛋白质系统进化分析结果表明GmNCED1-2蛋白与CrNCED1 蛋白和MhNCED3 蛋白的亲缘关系较近.实时荧光定量PCR结果表明GmNCED1-2 在叶中的表达量最高.脱落酸、干旱、高盐、高温和低温胁迫下GmNCED1-2 的表达量均升高.顺式作用元件预测分析结果表明GmNCED1-2启动子含有 2 个 ABRE,3 个 ARE,1 个 TC-rich repeats 和 1 个 TGACG-motif 顺式作用元件.将GmNCED1-2构建植物表达载体并转化烟草,获得 3 棵转基因烟草植株.烟草根长和生物量测定结果显示,GmNCED1-2的过表达抑制了转基因烟草根的伸长及植株的生长.
关键词： 大豆 NCED基因 非生物胁迫 转基因烟草 脱落酸
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孕穗期低温对水稻叶片生理、产量的影响及外源褪黑素缓解效应
《中国农业科技导报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：为探明孕穗期低温胁迫对不同品种水稻叶片生理特性和结实率的影响差异及外源褪黑素(melatonin,MT)对低温胁迫的缓解效应,以2个耐冷性不同的水稻品种龙粳11(LJ11,冷敏型)和龙稻5(LD5,耐冷型)为材料进行盆栽试验,于孕穗期分别进行低温(16℃)以及喷施100 μmol·L-1的MT处理,以室外温度、喷施清水为对照,探讨低温和外源MT对水稻叶片膜质过氧化、渗透调节、抗氧化酶活性等生理指标和结实率的影响.结果表明,低温胁迫下,耐冷型品种龙稻5的结实率变化较小,冷敏型品种龙粳11的结实率显著降低了5.96%~45.26%;龙稻5和龙粳11叶片中丙二醛(malondialdehyde,MDA)和过氧化氢(hydrogen peroxide,H2O2)含量均显著提高,超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、过氧化物酶(peroxidase,POD)活性均显著提高.同时低温胁迫也导致渗透调节物质含量增加,龙稻5和龙粳11叶片中可溶性蛋白、可溶性糖和脯氨酸含量均显著提高.叶面喷施外源MT能够有效缓解低温对水稻的伤害,对冷敏品种效果更为明显,可显著降低龙粳11叶片内MDA和H2O2含量;显著提高SOD和POD活性;可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸含量也显著增加.叶面喷施外源MT也可减轻低温对结实率的影响,龙粳11结实率极显著提高了3.13%~16.64%.综上,低温胁迫下MT能够诱导水稻叶片内抗氧化酶活性提高、渗透调节物质显著增加,有效地清除活性氧,进而提高了水稻的抗寒性.
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向日葵种子发育过程中油脂合成相关miRNA的挖掘和表达分析
《中国油料作物学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：为探究miRNA（microRNA）在向日葵种子油脂合成中的作用，解析植物油脂合成分子调控机制，基于前期高油酸向日葵种子三个发育时期（开花后7 d、22 d、37 d）miRNA测序的结果，对影响油脂合成代谢的miRNA进行挖掘和表达分析。结果发现L7d vs L22d、L7d vs L37d和L22d vs L37d三组比较中参与油脂代谢通路的差异表达miRNA共有22个。表达量聚类热图分析发现，22d vs 37d比较组中大部分miRNA下调表达，表明油脂代谢相关的大部分miRNA在开花后37 d相比于22 d表达量降低。将靶基因注释到脂肪酸和三酰甘油合成通路中的22个差异表达miRNA在种子发育不同时期的表达量与种子含油量和脂肪酸组分进行相关性分析，结果分别发现己酸与miR172a3，十三烷酸与miR171b2均呈极显著负相关，油分含量与miR167d5p呈显著正相关，表明这些miRNA可能参与油脂的合成。通过共表达分析发现，有6对油脂代谢相关的miRNA（miR166u、miR171b＿2、miR397a＿3、miR157d、miR167a-5p、miR169v＿1）与其靶基因呈负相关的共表达关系，表明这些基因的差异表达可能是miRNA调控的结果。
关键词： 向日葵 高油酸 种子发育 脂肪酸 microRNA测序
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大豆绥农10号的亲本谱系分析与育种利用
《大豆科学 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：绥农10号是以绥农4号为母本，铁7518为父本，经有性杂交育成的优良品种，具有高产优质、抗病、适应性好等突出特点，深受农民的欢迎。为明确绥农10号在改良创新过程中作为重要亲本的作用，本研究追溯品种亲本系谱来源，分析亲本系谱组成与遗传贡献率。结果表明：绥农10号的细胞质传递过程为四粒黄→黄宝珠→满仓金→绥农3号→绥农4号→绥农10号。绥农10号的细胞核来源较为广泛，为拓宽遗传基础奠定了基础，主要来源于四粒黄、金元、小粒黄、白眉、克山四粒荚、东农育成品系、小金黄、铁荚四粒黄、嘟噜豆、熊岳小粒黄等祖先亲本，其细胞核遗传贡献率分别为8.60%、5.47%、15.63%、4.69%、6.25%、3.13%、6.25%、6.25%和6.25%。以绥农10号作为种质资源直接或间接育成品种51个，其中作为母本育成品种22个，作为父本育成品种8个，间接利用育成品种21个。由此可见绥农10号既是优良品种又是大豆种质改良创新的重要优异资源。
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北方优质粳稻品种产量、品质对温光响应特征及适应性
《分子植物育种 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：为探明北方优质粳稻品种对不同温光资源的响应特征及适应性,本试验以北方优质粳稻品种'松粳9'、'龙稻18'、'龙洋16'、'松粳22'为研究材料,'吉粳88'为对照,通过跨区种植,进行水稻适应性鉴定,对不同区域种植水稻品种的产量和品质进行了分析,重点研究了北方优质粳稻品质形成与灌浆期各气象因子的相关性.试验结果表明,'松粳9'、'松粳22'两个品种的产量与品质性状表现均接近对照'吉粳88',适合作为备选品种引进吉林地区;不同温光因子作用下,龙井地区各品种品质性状除蛋白质含量外其他均优于五常地区,分析龙井地区各品种灌浆后期15d气象因子与品质相关性发现,灌浆后期15d各气象因子对水稻加工品质影响最大,对食味值影响最小.且北方优质中熟品种在灌浆后期15 d适宜温度区间为日平均温(18.66±2.44)℃、日最高温(23.91±2.66)℃、日最低温(14.66±3.63)℃、温差(9.25±4.01)℃、日平均日照(5.82±3.47)℃.
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秸秆成型燃料炉具设计与试验
《农业机械学报 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：以作物秸秆为原料制成的生物质颗粒燃料具有便于储存运输，燃烧热效率高等优点，可以用来替代煤炭作为农村家庭生活炊事与冬季取暖的主要能源。但生物质颗粒燃烧会排放较多的氮氧化物，目前生物质脱氮一般应用于大型工业炉内，农村家用的生物质锅炉基本没有氮氧化物处理装置。根据生物质燃料的燃烧特性，本文首先阐述了所设计秸秆成型燃料专用炉具的结构和关键燃烧技术，对玉米秸秆成型燃料进行燃烧试验研究。采用KM9106型烟气分析仪测量燃烧时烟气中NO、NO2和烟气氧含量。结果表明通过改变二次风的风量比例、进气位置、充气角度，在炉具内形成不同的风压射流，以强化热质传递，确保燃尽效果，有效控制氮氧化物的生成与排放。试验结果表明，当一、二次风量比例为3∶1、扰流形成的风压射流配送二次风时，秸秆成型燃料烧温度最高，燃烧充分，满足高效清洁燃烧要求。
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改进随机蛙跳算法在大豆品种快速鉴别中的应用
《光谱学与光谱分析 》 2023 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：大豆品种快速准确的鉴别，对于鉴定种子品质、净化种业市场以及保障粮食安全具有重要意义。为解决传统农作物品种鉴别方法中存在精度差和效率低等问题，采用拉曼光谱结合特征波长提取方法建立偏最小二乘（PLS）鉴别模型，对黑龙江省4个高蛋白大豆品种（黑农88、黑农98、绥农71以及绥农76）进行快速鉴别。随机蛙跳（RF）算法是一种通过迭代计算变量被选概率，以确定变量重要性的新型特征波长选择算法，可以有效剔除全光谱数据中的冗余信息。该方法存在初始变量集随机性、所需迭代次数大、阈值选取不确定的问题，因此提出一种基于最小绝对收敛与选择算子（LASSO）回归的改进随机蛙跳（MRF）算法。采用LASSO算法提取与属性变量最相关的特征波长点作为RF初始变量集F0，消除初始变量的随机性，在此基础上开始迭代计算，可以减少无用迭代次数，提高模型的预测精确度。RF算法通过设定阈值的方法选择变量，因此提取的特征波长往往具有不确定性。改进如下：首先去除被选概率为0的变量，对于排序后变量以10个波长点为间隔，每次增加1个间隔建立特征波长与大豆品种属性的偏最小二乘回归模型，当交叉验证均方根误差（RMSECV）取最小值时的建模波长为优选特征波长。以MRF优选特征波长作为输入变量建立PLS鉴别模型，并与全光谱以及常用的RF、LASSO和ElasticNet特征波长选择算法建模结果进行对比分析。结果表明，MRF算法提取300个特征波长点，仅占全谱波长的9.37%，有效筛选了关键特征变量，简化了模型复杂度。预测结果中均方根误差（RMSEP）和决定系数（Rp~2）分别为0.246 9和0.951 2，识别准确率达到100%，为所有模型中最优。拉曼光谱结合MRF算法可以实现大豆品种的快速鉴别，同时也为其他农作物品种的快速鉴别提供了一种新思路。
关键词： 拉曼光谱 大豆 特征波长选择 随机蛙跳 最小绝对收敛与选择算子
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大豆核因子GmNF-YA13基因的克隆及功能分析
《西北农林科技大学学报(自然科学版) 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：[目的]探究大豆核因子GmNF-YA13 基因在大豆应对非生物胁迫中的生物学功能,为GmNF-YA13基因在抗逆育种中的应用奠定基础.[方法]以大豆北豆 9 号和烟草 NC89 的种子为供试材料,将大豆培养至第一片三出复叶展开后,分别进行干旱、高盐、低温和脱落酸(ABA)处理,通过实时荧光定量 RT-PCR(qRT-PCR)对GmNF-YA13 在以上 4 种非生物胁迫下的相对表达量进行检测,并对GmNF-YA13 进行克隆及生物信息学分析,将GmNF-YA13 转化烟草,并对转基因烟草中抗逆相关基因(NtABA2、NtOsmotin、NtAPX2、NtSOD、NtCAT1 和NtCaMK3)的表达量进行 qRT-PCR检测.[结果]干旱、高盐、低温和 ABA 处理均能不同程度诱导GmNF-YA13 的表达,其中干旱胁迫和 ABA处理对GmNF-YA13 的诱导效果尤为显著.GmNF-YA13 位于大豆基因组 13 号染色体,开放阅读框 915 bp,编码含有 304 个氨基酸的蛋白质,该蛋白质分子量 75.14 ku,等电点 5.10.GmNF-YA13 蛋白序列包含一个保守的DNA结合结构域.蛋白系统进化分析结果表明,GmNF-YA13 与GmNF-YA7 和拟南芥AtNF-YA1 亲缘关系较近.启动子顺式作用元件预测分析结果表明,GmNF-YA13 启动子区含有 3 个 ABA 响应元件 ABRE、1 个厌氧诱导元件 ARE、1 个防御和胁迫反应元件TC-rich repeats及 1 个干旱诱导的MYB转录因子结合位点MBS.GmNF-YA13 在大豆叶片中的相对表达量最高.同时构建GmNF-YA13 植物表达载体,并将GmNF-YA13 转化烟草,获得 3株转基因烟草植株.转基因烟草中抗逆相关基因表达量检测结果显示,转基因烟草中的NtABA2、NtOsmotin 和Nt-APX2 相对表达量均显著高于野生型烟草,转基因烟草中NtSOD、NtCAT1 和NtCaMK3 的相对表达量与野生型烟草差异不显著.[结论]GmNF-YA13 与大豆干旱、高盐、低温等非生物胁迫之间关系密切,GmNF-YA13 可能通过促进抗逆相关基因表达量的升高以提高转基因烟草的抗逆性.
关键词： 大豆 核因子Y GmNF-YA13基因 非生物胁迫 抗逆基因 转基因烟草
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大豆蛋白含量主效位点qPRO-20-1的精细定位
《作物学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：蛋白质含量是大豆重要的品质性状,受多基因控制,定位大豆蛋白质含量相关位点并挖掘候选基因,对定向培育高蛋白含量大豆品种具有重要意义.本研究以优良品种黑农88作为母本与高蛋白优异种质P73-6B作为父本杂交,构建了一个由265个单株组成的F2群体,利用中豆芯1号对F2群体进行基因型鉴定并构建图谱,结合蛋白质含量表型数据,采用IciMapping 4.2软件在20号染色体上定位了一个QTL,物理距离为2.46 Mb,在区间附近筛选出11个多态性SSR标记并分析群体,将定位区间从2.46 Mb缩小至100.8 kb.增加Gm20_28349696、Gm20_30805913、Gm20_31341532和Gm20_31483719共4个SNP位点,进一步将区间缩小到95.8 kb.对区间内包含的4个基因的9个不同组织在Phytozome v13.1和PPRD RNA-seq 2个数据库中的表达量分析得到了2个候选基因,分别为Glyma.20g081800和Glyma.20g082000基因,本试验结果为大豆蛋白质含量基因克隆及蛋白质调控机制研究提供了理论基础,为大豆高蛋白分子标记育种提供材料和技术支撑.
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