科研产出
施氮对我国甘薯产量及其构成因素影响的整合分析
《植物营养与肥料学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：【目的】在全国尺度上，定量评价施氮对甘薯产量及其构成因素的影响，明确影响施氮效应的因素，为我国甘薯生产中氮肥合理施用提供参考。【方法】利用中国知网、万方、维普和Web of Science中英文数据库，以“甘薯”、“氮”、“氮肥”、“产量”、“单株结薯数”、“单薯重”为关键词进行检索，基于以下标准对文献进行筛选：试验在我国农田进行；试验包含不施氮肥对照和施用不同量氮肥处理，且对照与处理磷钾肥用量相同；每个处理至少有3次重复，共筛选到45篇文献。筛选后的文献中，包含产量数据288组，单株结薯数数据191组，单薯重数据145组。利用Meta分析方法，定量分析施氮对甘薯产量及其构成因素的影响；通过亚组分析，评价不同因素对施氮效应的影响。【结果】与不施氮相比，施氮增加我国甘薯鲜薯单位面积产量1.7%、单薯重3.2%，降低单株结薯数1.2%。不同施氮量下，甘薯产量及其构成因素存在显著差异。随施氮量增加，鲜薯产量和单株结薯数增幅逐渐降低，增幅最大的施氮量均小于75 kg/hm2，单薯重呈先升高后下降的趋势，增幅最大的施氮量为75～150 kg/hm2。长江流域薯区和南方薯区鲜薯单产增幅高于北方薯区；北方薯区、长江流域薯区、南方薯区适宜施氮量分别为<75、75～150、75～150 kg/hm2。随对照组产量（地力产量）的增加，施氮的鲜薯产量、单株结薯数增幅均呈下降趋势，而单薯重增幅呈增加趋势。对照组产量≤25 t/hm2时，适宜施氮量为75～150 kg/hm2，地力产量为25～35 t/hm2和>35 t/hm2时，适宜施氮量为<75 kg/hm2。施氮处理下鲜食型甘薯增产幅度低于淀粉型甘薯，鲜食型甘薯适宜施氮量为<75 kg/hm2，淀粉型为75～150 kg/hm2。施氮鲜薯产量增幅最高的施钾（K2O）量为150～225 kg/hm2，尽管该施钾量范围内施氮处理的单株结薯数显著下降6.3%，但单薯重显著增加14.9%，导致鲜薯产量增加10.5%；施磷（P2O5）量为≤60 kg/hm2时，施氮处理的鲜薯产量、单株结薯数和单薯重增幅最高，分别为7.2%、4.9%和5.8%；氮、磷、钾适宜的配施比例为1∶0～0.8∶1～3。中性土壤（6.5
关键词： 氮肥 甘薯 鲜薯产量 产量构成因素 土壤肥力 整合分析
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含益生菌的微胶囊制备及稳定性研究
《中国食品学报 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：植物乳杆菌具有许多功能特性，如改善营养、风味特性、抗氧化活性、抗菌活性等。当人体摄入足够量时，有益于身体健康。然而，益生菌在加工以及胃肠道消化过程中，受到不同恶劣环境条件的影响，有效定植存活率显著降低。为提高植物乳杆菌在人体胃肠道内和加工、贮藏期间的稳定性，以乳清分离蛋白纳米纤维（WPIF）和海藻酸钠（ALG）为壁材，采用挤出法制备植物乳杆菌（L. plantarum 90）核壳微胶囊。以包封率为指标，研究复合壁材的质量浓度、CaCl2质量浓度对植物乳杆菌包埋效果的影响。结果表明：植物乳杆菌微胶囊的最佳制备工艺是：WPIF质量分数为2%,ALG质量分数为2%,CaCl2质量分数为1%，此条件下，植物乳杆菌微胶囊的包埋率最高可达92.13%。对WPIF-ALG-L. plantarum 90核壳微胶囊连续5 h体外胃肠消化和4℃下的贮存稳定性进行研究，在模拟胃液中，植物乳杆菌的存活率为87.65%，肠液中释放率为89.18%，并且4℃贮存25 d，存活率为79.98%。核壳微胶囊具有较好的耐受性、肠溶性和贮存稳定性。
关键词： 乳清分离蛋白纳米纤维 植物乳杆菌 挤出法 微胶囊 稳定性
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群体感应在合成微生物群落构建中的研究进展
《生物加工过程 》 2024 CSCD
摘要：微生物生物合成正成为化学品绿色制造的核心技术。传统的单菌株发酵过程虽然被广泛应用，但引入复杂的生物合成路径会对细胞造成显著的代谢压力，并可能引起不同生物合成途径间的相互干扰。相比之下，在自然环境中，微生物多以群落的形式存在，并在环境修复、生物降解和物质合成等关键领域发挥着重要作用。受此启发，研究者研究开发出了合成微生物群落，通过模拟自然的共生环境，将具备不同功能的菌株整合在一起，共同完成复杂的生物合成任务。合成生物学的发展进一步促进了多种异源生物合成途径的集成，使得这些群落能够为不同的催化反应提供适宜的细胞内环境，有效减轻了单一菌株的代谢负担。然而，合成微生物群落的长期稳定性仍是工业发酵的一个重要挑战。群落内的竞争性相互作用可能会破坏群落的平衡，进而影响目标产物的合成效率。通过引入基于群体感应(quorum sensing, QS)的调控机制，可以有效地通过种间通信调节群落的代谢活动和结构，增强群落的稳定性，并提高目标产物的合成效率。本文详细介绍利用QS机制调控合成微生物群落的代谢和稳定性的设计原则、构建方法及其应用，同时探讨设计复杂、稳定、可控的共培养体系在高效生产化学品方面的应用前景和面临的挑战，并展望利用计算机模拟工具预测和控制合成微生物群落动态变化的技术动向。深入理解并应用QS机制，有望进一步提升合成微生物群落的性能，推动微生物合成技术的发展。
关键词： 群体感应 合成微生物群落 微生物制造 微生物相互作用 细胞间通信
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利用基因编辑技术创制低谷蛋白水稻种质
《作物学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：水稻(OryzasativaL.)是重要的粮食作物，蛋白质是稻米的第二大营养物质。肾脏病人通常需要限制蛋白质的摄入量以减轻肾脏的负担和控制病情进展。稻米蛋白中谷蛋白含量最高，且易被人体消化。本研究以LGC-1作为供体亲本培育出的粳稻品种为转基因受体，利用CRISPR/Cas9介导的基因编辑技术一次性敲除谷蛋白A (Glutelin A,GluA)亚家族编码基因GluA1、GluA2和GluA3，获得了不含转基因元件的谷蛋白含量约为1.8%的低谷蛋白种质，并对所得种质的稻米品质和农艺性状进行了全面评估。所得低谷蛋白种质外观品质较好，相比于受体品种垩白度降低、糙米率和精米率提高。本研究为创制低谷蛋白水稻品种提供了一种高效、简便的方法，为培育适合肾病患者的功能性水稻品种提供了一种新的遗传材料。
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直链淀粉不同的稻米营养结构及其淀粉体外消化特性的比较研究
《中国粮油学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：为探讨稻米直链淀粉含量与稻米淀粉体外消化特性的关系,选取了金粳818和苏垦118为遗传背景构建的基于Wx编辑的水稻材料各8个,研究其稻米淀粉体外消化特性,估计其升糖指数(GI),并选取估算升糖指数(eGI)显著差异的各4个水稻材料进一步比较了其淀粉组分、淀粉含量、蛋白质含量、黏滞属性、质构特性以及淀粉的超微结构.结果表明,基于Wx编辑的水稻材料可以在一定程度上改变其eGI,随直链淀粉含量的增加,淀粉的体外消化率降低,且淀粉组分、黏滞特性、质构特性以及淀粉粒超微结构均随直链淀粉含量变化而变化,值得关注的是其中也筛选出稻米的直链淀粉含量较低,米饭质地较软糯的适口性较好的eGI值较低的材料.相关性分析表明:eGI值仅与黏度呈极显著正相关(R=0.84,P<0.01),最终黏度与直链淀粉(R=0.87,P<0.01)、快速消化淀粉含量(R=-0.82,P<0.05)、抗性淀粉含量(R=0.88,P<0.01)、结晶度(R=-0.87,P<0.05)以及硬度(R=0.81,P<0.05)均表现出相关性,直链淀粉含量与结晶度表现为极显著相关性(R=-0.99,P<0.001).
关键词： 水稻 直链淀粉 升糖指数 黏度 硬度 淀粉粒超微结构
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芋新品种'泰芋3号'
《园艺学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：芋新品种‘泰芋3号’是2015年从扬州市江都区小纪镇引进当地农家栽培品种‘泰农引2号’,于2020年系统选育而成。平均株高115.3 cm,子孙芋卵圆形,表皮光滑,45 g左右,芋芽白色;球茎淀粉含量39.5%,口感软糯,品质优良。平均生育期在160d。产量25 575 kg·hm-2。耐贮藏,耐芋疫病、茎干腐病能力较强。适宜江苏省沿江地区栽培。
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羧基化柚子皮吸附Cd2+的性能与机制
《材料导报 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：为探索利用食品加工废弃物柚子皮制备一种重金属离子吸附材料的可行性,通过NaOH将柚子皮中甲酯化的羧基水解成羧酸,再利用TEMPO/次氯酸钠/溴化钠体系将柚子皮中C-6位伯羟基氧化成羧酸,制备出一种羧基化柚子皮吸附材料,同时采用FTIR、SEM-EDS和XPS对柚子皮和吸附Cd2+前后的羧基化柚子皮进行表征,研究其吸附机制.结果表明羧基化柚子皮中羧基含量为2.34 mmol/g,是改性前的10.64倍,且可以有效地去除水溶液中Cd2+.羧基化柚子皮吸附Cd2+更符合Langmuir和伪二阶动力学模型,属于单层化学吸附,对Cd2+的最大吸附量为76.16 mg/g,是改性前的5.81倍.羧基化柚子皮中羧基(-COO-)是吸附Cd2+的功能性基团,吸附后形成羧酸镉,其中镉以Cd2+的形式存在,与-COO-的配位方式主要是双齿桥式,该吸附过程是一个阳离子(Na+和Cd2+)交换的过程.
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中国紫粒小麦品种(系)染色体多样性的FISH分析
《麦类作物学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：彩色小麦富含花青素、酚类等生物活性成分，是改善小麦营养品质的重要基因资源，目前中国已经育成并推广了60多个彩色小麦品种，但对其染色体多样性研究尚缺乏报道。本研究以全国不同地区收集的50个紫粒小麦品种(系)为试材，寡核苷酸探针套#7(ONPM#7)FISH分析发现，49个品种(系)为染色体纯合类型，1个为染色体杂合类型，由此构建了50个核型；共发现113种染色体多态类型，出现频率介于2.0%～100%之间，其中12种多态类型出现频率大于50%,代表中国紫粒小麦的主要染色体类型。染色体多态信息含量分析表明，A染色体组变异最大，其次为B染色体组，D染色体组变异最小；单染色体中6A变异最大，3D和4D变异最小。基于染色体多态性可以将供试材料全部清晰区分，50份紫粒小麦可以分为4个亚群，其中G1-1和G1-2类群分别包含4和8个品种(系),均为T1BL·1RS;G2-1和G2-2类群分别包含12和26个品种(系),均为非T1BL·1RS。ONPM#7产生的丰富染色体带纹为彩色小麦品种识别提供了简单直观的细胞学标记。
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中国设施种植土壤可持续利用的难点与应对策略
《土壤学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：中国设施种植大多采用中低端装备土壤栽培模式，具有高投入、高产出和高强度利用的特点。截至2021年，设施播种面积在267万hm2左右，占全球设施总面积80%以上。但长期设施种植导致土壤质量下降，诱发面源污染加剧、温室气体排放增加、农产品产量和质量下降等诸多问题。本文聚焦设施种植土壤，总结分析了中国设施土壤可持续利用的难点，主要表现为：土壤养分失衡、环境质量下降、农产品产量和质量降低、设施农用地管理制度不健全等。设施种植可持续利用难题主要归因于：装备水平落后导致设施微环境和土壤养分供应调控不精准、施肥不合理和作物种类单一诱发土壤连作障碍、设施农用地管理制度革新动力不足导致土壤管理技术集成创新缓慢等。本文围绕设施土壤可持续利用提出了7项应对策略：建设期耕作层构建、休闲期土壤改良、设施微环境调控、投入品管控、轮作模式构建、作物抗逆调控以及设施农用地管理制度优化，旨在为小农中低端装备条件下设施土壤可持续利用提供研究思路和科学依据。
关键词： 温室大棚 设施土壤 土壤连作障碍 土壤质量 设施农用地管理
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基于转录组分析的低铁胁迫下Bt棉苗杀虫蛋白表达量下降机制
《作物学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：研究低铁对Bt棉杀虫蛋白含量的影响及其生理和分子机制,可为Bt棉抗虫性安全表达提供理论参考。本文以转基因抗虫棉品种中棉50为试验材料,设置正常铁(CK, 20.0μmol L–1)和低铁(LI, 0.1μmol L–1) 2个铁水平处理,采用水培法研究了低铁胁迫下Bt棉苗期Bt杀虫蛋白含量变化及氮代谢生理特征,通过转录组测序挖掘差异表达基因及其相关代谢途径,并采用qRT-PCR方法对测序结果进行验证。结果表明,与对照处理相比,低铁胁迫下Bt棉根和叶片中杀虫蛋白含量显著下降,且根中杀虫蛋白含量下降幅度更大。低铁胁迫降低了叶片中NH4+-N和NO3–-N含量,降低根和叶片中可溶性蛋白含量和全氮含量。根和叶片中硝酸还原酶、亚硝酸还原酶和谷氨酸合成酶活性的变化趋势与Bt杀虫蛋白含量表现一致。转录组结果表明,根和叶片中分别鉴定出11,661个和8972个差异表达基因,其中有1652个差异表达基因在根和叶片中均下调表达。GO注释表明,低铁处理根和叶片中差异基因的功能都主要富集于刺激反应、细胞壁、质膜、结合、氧化还原活性等。KEGG富集分析显示,苯丙烷类物质生物合成、苯丙氨酸代谢、半胱氨酸和蛋氨酸代谢、激素信号转导、玉米素生物合成、氮代谢、淀粉和蔗糖代谢、丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢和酪氨酸代谢等途径在根和叶片中均发生显著变化。低铁胁迫下与氮素还原、同化途径相关的NR、NiR1和GLT1基因表达显著下调。以上结果表明,低铁胁迫会抑制Bt棉氮代谢相关基因的转录水平,减弱氮代谢的生理活性,抑制Bt杀虫蛋白的合成。
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