科研产出
果胶提取方法、结构和改善慢性疾病研究进展
《食品工业科技 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：果胶是在果蔬中广泛存在的大分子水溶性膳食纤维，具有多种生理功能，在食品、医药健康领域有巨大的开发潜力。通过查阅国内外近20年相关文献，系统总结常见果胶的结构及提取方式，发现目前果胶的结构研究多集中于同型半乳糖醛酸聚糖、鼠李半乳糖醛酸聚糖-Ⅰ和鼠李半乳糖醛酸聚糖-Ⅱ。提取方法中，酸法和水法提取技术最成熟，亚临界水法提取具有极强的应用及推广潜力。此外，果胶可通过调控肠道微生态和其他分子通路改善慢性代谢性疾病。因此，本文综述了近年来国内外在果胶结构、提取方法、慢性病改善等方面的研究进展，总结了果胶改善慢病的作用机制及果胶结构与慢病的构象关系，以期为果胶的深入开发和产业应用提供理论参考。
关键词： 果胶 提取 结构 肥胖 Ⅱ型糖尿病 非酒精性脂肪肝
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高温胁迫对玉米杂交种及其亲本自交系光合特性、保护酶活性和产量的影响
《中国生态农业学报(中英文) 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：研究并明确高温胁迫对玉米杂交种及其亲本自交系叶片光合性能、产量性状等的影响,以期为耐高温玉米品种选育和推广提供理论依据。以‘京农科728’‘MC812’‘先玉335’和‘郑单958’及其亲本自交系为试验材料,于花期前后（大喇叭口期—吐丝后7 d）对其进行高温胁迫（高温胁迫15 d）处理,研究高温胁迫对不同基因型玉米杂交种及其亲本自交系叶绿素相对含量、光合特性、最大光化学效率（Fv/Fm）、保护酶活性、产量及其产量构成要素的影响。结果表明:1)与大田对照相比,花期前后高温胁迫下不同杂交种及其亲本自交系的叶绿素相对含量、净光合速率、气孔导度和Fv/Fm均呈降低趋势,杂交种以‘京农科728’降幅最小,亲本自交系以‘京2416’降幅最小。胞间CO2浓度和蒸腾速率则均呈升高趋势,杂交种以‘京农科728’增幅最小,亲本自交系以‘京2416’增幅最小。2)花期前后高温胁迫导致玉米杂交种及其亲本自交系的穗位叶磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPCase）、核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶（Ru BPCase）、过氧化氢酶（CAT）和超氧化物歧化酶（SOD）活性呈降低趋势。3)花期前后高温胁迫降低了玉米杂交种及其亲本自交系的穗行数和行粒数,进而导致产量下降,杂交种‘京农科728’‘MC812’‘先玉335’和‘郑单958’产量分别降低3.18%、5.00%、50.61%和9.50%;亲本自交系中,‘京2416’的穗行数、行粒数和产量降幅最小,而‘PH6WC’产量降幅最大。由此可见,花期前后高温胁迫下‘京农科728’‘MC812’及其父本自交‘京2416’具有较高的叶绿素相对含量、光合能力和保护酶活性,产量受高温影响较小,具有较好的耐热性。
关键词： 玉米 杂交种 亲本自交系 高温胁迫 光合特性 保护酶活性 产量
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木姜叶柯查尔酮合酶基因的克隆及在合成生物学的应用
《中国中药杂志 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：木姜叶柯Lithocarpus litseifolius含有丰富的查尔酮类成分根皮苷和三叶苷，其生源合成途径还没有被完整解析。查尔酮合酶(chalcone synthase, CHS)是催化植物中类黄酮生物合成途径的第一个关键限速酶。为了探索木姜叶柯中的CHS基因家族在查尔酮生物合成中的功能，该研究从木姜叶柯的转录组数据中筛选到了2条CHS基因(分别命名为LlCHS1、LlCHS2),并对其进行了生物信息学分析及功能表征。生物信息学分析结果显示LlCHS1、LlCHS2均为酸性亲水稳定蛋白，且无跨膜结构域，分别编码395、390个氨基酸，均含有查尔酮合酶基因家族特征氨基酸序列“WGVLFGFGPGL”和高度保守活性位点(Cys-164、Phe-215、His-303、Asn-336)。系统发育树分析表明LlCHS1与土沉香Aquilaria sinensis中的同类基因共聚类于同一分支，LlCHS2与苹果Malus domestica中的同类基因亲缘关系比较近。大肠杆菌Escherichia coli的体内验证结果显示，在外源添加根皮酸(phloretic acid)的情况下，将LlCHS1和LlCHS2与源自Aromatoleum aromaticum中的Aa4CL分别共表达均可以催化根皮酸生成根皮素(phloretin)。该研究为进一步研究植物中查尔酮合酶的功能及通过合成生物学手段生产根皮素提供了新的酶学元件。
关键词： 木姜叶柯 查尔酮合酶 基因克隆 生物信息学分析 原核表达 根皮素
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大葱类黄酮3-O-葡萄糖基转移酶AfUFGT基因的克隆与表达分析
《分子植物育种 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：类黄酮3-O-葡萄糖基转移酶UFGT是类黄酮合成途径中最后的一个酶，在植物类黄酮的合成中具有重要作用。本研究以大葱为材料，根据大葱转录组序列设计特异性引物，使用RT-PCR从中获得编码大葱3-类黄酮葡萄糖基转移酶的基因，命名为AfUFGT。生物信息学分析及组织表达分析结果表明，AfUFGT编码区全长1 425 bp，编码475个氨基酸，相对分子质量为52.31 kD，对应蛋白为正电荷的亲水性蛋白。进化分析表明Af UFGT与葱属植物洋葱Ac UFGT2亲缘关系最近。亚细胞定位预测结果显示，AfUFGT编码的蛋白质定位于细胞质中。蛋白质序列多重比对结果显示，UFGT在多个物种中保守性较低，但与其他UFGT都具有完整的糖基转移酶的保守结构域。荧光定量PCR结果显示AfUFGT主要在根与叶片中表达。本研究结果为进一步阐明AfUFGT调控大葱类黄酮生物合成机制提供了理论基础。
关键词： 大葱 类黄酮3-O-葡萄糖基转移酶 表达分析 生物信息学分析
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农业现代化背景下设施蔬菜智能化:挑战与策略探索
《中国蔬菜 》 2024 北大核心
摘要：发展智能化设施蔬菜是实现农业现代化目标的必然选择,对于确保蔬菜供应稳定具有重大意义.通过对设施蔬菜智能化发展进行宏观分析,梳理其发展现状,揭示了其对提高生产效率、提升农产品品质及确保市场供应的重要性,发现尽管设施蔬菜智能化在增加产量和改善品质方面表现突出,但高昂的初始投资和维护成本、技术与人才之间的不匹配以及数据安全与技术不确定性等问题限制其广泛应用.同时提出了增长型、扭转型、防御性、多样化等一系列策略,包括降低进入门槛、推动技术创新、加强技术与人才培养以及强化数据安全和隐私保护等具体措施,旨在为设施蔬菜智能化的可持续发展提供科学指导和实践路径.
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叶片多理化参数的高光谱遥感与深度学习估算
《光谱学与光谱分析 》 2024 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：准确的植物叶片理化参数对于监测植物生长状况至关重要。随着深度学习技术的迅速应用，结合深度学习和高光谱遥感技术的植物叶片理化参数分析应用潜力巨大；然而，现阶段结合深度学习和高光谱遥感技术在植物多叶片理化参数的联合估算研究尚少。该研究旨在挖掘结合高光谱遥感技术和深度学习技术开展高精度的多植被叶片理化参数(叶绿素含量、类胡萝卜素含量、水分含量、蛋白质含量和碳基成分含量)联合估算的潜力。首先，通过利用新型PROSPECT-PRO辐射传输模型模拟分析，确定了多个植被叶片理化参数的敏感光谱区域，并设计了LeafTraitNet模型；然后，基于Lopex93数据开展LeafTraitNet模型训练和验证，取得了高精度的叶片参数估算结果。得到以下结论：(1)基于PROSPECT-PRO辐射传输模型辅助实测开展植被光谱特征选择十分必要；叶绿素(约434和约676 nm)和类胡萝卜素(约445 nm)两类色素的光谱吸收峰均主要位于可见光区域；然而，其与叶片光谱的相关系数绝对值最大的点却不是各自的吸收峰位置，这可能是因为叶绿素和类胡萝卜素对光谱吸收的相互影响。(2)水分的吸收峰主要位于950～2 500 nm范围内，这与叶片蛋白质和碳基成分的吸收区域重叠，因此削弱了后者的高光谱遥感估算精度。基于PROSPECT-PRO辐射传输模型和Lopex93数据集的叶片参数相关性分析结果表明，叶片水分含量与950～2 500 nm范围内叶片光谱反射率相关系数绝对值接近1,而叶片蛋白质和碳基成分含量与950～2 500 nm范围内光谱反射率相关系数较低。(3)三种传统统计回归方法和LeafTraitNet模型的叶片理化参数估算精度可以基于其估算总nRMSE而排序为：LeafTraitNet(总nRMSE=0.84) 关键词：
深度学习
高光谱遥感
叶片蛋白质含量
叶片叶绿素含量
叶片类胡萝卜素含量
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基于物联网技术的鸡智能育种平台研究与应用
《中国家禽 》 2024 北大核心
摘要：为解决鸡规模化生产过程中个体精细化数据采集难度大、成本高、选育配种效率低等问题，研究设计基于物联网的包括适用于鸡全生命周期佩戴的电子标签、自动称重台、移动终端采集系统及鸡智能育种管理系统的鸡智能育种平台。结果显示：该平台实现鸡育雏、育成、产蛋到淘汰各阶段个体外貌、生产性能、调群等数据的精准采集，以及系谱跟踪、报表生成、智能选配等功能；较传统铝质翅标佩戴效率提升40%，个体身份识别正确率超过98%，产蛋、体重、外貌等数据采集准确率超过99%，通过种鸡智能选种选配模型实现了种鸡的快速优选，避免近亲繁殖。研究表明，建立的鸡智能育种平台能满足不同规模养殖企业的生产需求，有效减少人力成本、提升育种效率。
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单HST履带式拖拉机差速转向控制系统研究
《农业机械学报 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：针对单路静液压传动（Hydro static transmission,HST）履带式拖拉机自动转向控制时存在平稳性差、转向控制分辨率低和单边制动转向对土壤破坏严重的问题，提出了一种基于状态反馈的差速转向控制系统。首先分析了单HST实现差速转向的机构原理；其次，根据履带式拖拉机运动学模型，设计了基于脉宽调制原理(Pulse width modulation,PWM)的差速转向控制方法，通过精确调节转向液压缸行程实现更高的转向控制分辨率和稳定性；接着应用STM32F4单片机为核心的控制器同时进行直线路径规划和转向控制，完成车载控制器设计；最后分别开展在水泥路面和田间3种速度条件下的实车试验。试验结果表明，在速度2、3、5 km/h条件下，水泥路面直线跟踪距离绝对偏差平均值分别为1.6、2.2、3.1 cm，标准差分别为2.7、2.9、3.6 cm；田间地面直线跟踪距离绝对偏差平均值为1.7、1.9、2.9 cm，标准差为2.2、2.1、3.4 cm。结果表明，该系统在不同环境下均表现出优于传统单边制动转向控制效果，显著提升了转向精度和平稳性。
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农业生产全程托管的演变逻辑、制约因素及推进路径
《北方园艺 》 2024 北大核心
摘要：与部分托管相比，全程托管在促进粮食生产中具有比较优势，是实现粮食生产节本增效和农户增收的有效路径。然而，实践中我国农户选择全程托管的比例较低，其制约因素和推进路径值得进一步探讨。该研究基于制度经济学视角分析了全程托管的演变逻辑，并发现全程托管在实际推进过程中面临交易成本高、主体多元化增加协调难度和地区服务市场发育不平衡等问题，提出强化农业生产托管服务体系顶层设计、促进多元服务主体融合发展以及推动适应小农户需求的全称托管服务方式创新等推进路径，以期更好的促进我国全程托管健康发展。
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不同树种林业废弃物对大球盖菇栽培的影响
《北方园艺 》 2024 北大核心
摘要：以大球盖菇为研究对象，采用堆积发酵的方法，研究了不同林业废弃物木屑对大球盖菇培养料发酵过程和农艺学性状的影响，以期为利用林业废弃物作为大球盖菇栽培基质的工艺优化提供参考依据。结果表明：在相同的抚育、储存和粉碎条件下，不同树种林业废弃物理化性质存在巨大差异。以林业废弃物木屑为主料的培养料在发酵过程中木质素均降解最慢，纤维素和半纤维素降解速率在不同配方间存在差异。以杨树木屑和柳树木屑为主料的培养料栽培大球盖菇发菌速度较快，子实体商品性状更好，生物学效率分别达56.44%和50.39%,高于另外2种林业废弃物配方，因此在就近利用当地林业废弃物栽培大球盖菇时，可以优先选择杨树木屑和柳树木屑。
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