科研产出
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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除草剂对寒地水稻生长特性影响的初步研究
《中国植保导刊 》 2023 北大核心
摘要：为明确除草剂对寒地水稻生长特性的影响,采用单因素随机区组试验,设置600 g/L 丁草胺水乳剂1 500、2 100、2 700 mL/hm2和24%乙氧氟草醚乳油150、300、450 mL/hm2共6个施药处理,并设置不施除草剂的对照,调查各处理区水稻生长发育情况.结果表明,丁草胺低剂量处理对水稻株高和茎数的影响最小,对分蘖期气孔导度、蒸腾速率,齐穗期蒸腾速率,灌浆期气孔导度、净光合速率和蒸腾速率的抑制最弱;乙氧氟草醚低剂量处理对水稻分蘖期净光合速率,齐穗期气孔导度、净光合速率的影响最小,对根长和根平均直径的影响最小;乙氧氟草醚低剂量处理的成熟期水稻干物质积累量与产量最高,均显著高于对照.除草剂处理对寒地水稻生长发育负面影响的程度随用药量的升高而加重,因此建议在寒地稻田使用上述除草剂时选择较低剂量.
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负压辅助钙营养强化对发芽糙米富钙效果的影响
《食品研究与开发 》 2023 北大核心
摘要：在糙米催芽过程中进行钙营养强化，并在催芽中期采取负压辅助处理富钙，研究不同浓度CaCl2溶液（100、150、200 mg/L）浸泡催芽和不同强度负压（-0.06、-0.08、-0.10 MPa）处理对发芽糙米中钙含量的影响，以及负压辅助钙营养强化对糙米在发芽过程中产生γ-氨基丁酸（gamma-aminobutyric acid,GABA）的影响。结果表明，营养强化处理最佳条件为CaCl2浸泡液浓度150 mg/L、负压处理强度-0.08 MPa、负压处理时间4 h。在此条件下得到发芽糙米中钙含量最高可达523 mg/kg,GABA含量可达89.65 mg/100 g。
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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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哈尔滨地区不同亚洲玉米螟性诱剂诱捕效果研究
《植物保护 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：为了探索亚洲玉米螟性诱剂在哈尔滨地区的诱捕效果,于2019年和2020年在黑龙江哈尔滨地区开展不同品牌诱芯、不同类型诱捕器及不同诱芯悬挂高度处理的亚洲玉米螟田间诱捕试验.结果表明,3种诱芯处理对田间亚洲玉米螟雄蛾表现出不同的诱虫活性,诱芯A诱捕到的玉米螟雄蛾数量显著高于诱芯B和诱芯C,是诱芯B诱蛾量的1.38倍,诱芯C诱蛾量的1.62倍;水盆式诱捕器对玉米螟雄蛾诱捕效率明显高于倒漏斗式诱捕器,诱捕到玉米螟雄蛾数量是倒漏斗式诱捕器的1.94倍.2019年和2020年诱芯不同悬挂高度处理诱捕到玉米螟雄蛾的数量由多到少的顺序为0.8、0.4、1.3、1.8 m和0 m,悬挂高度0.8 m处理诱捕到的玉米螟雄蛾数量显著高于其他处理.综合以上结果,使用水盆式诱捕器,将诱芯A悬挂至0.8 m高度更适合哈尔滨地区田间玉米螟的防治和种群监测.
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大豆诱变育种技术的研究进展
《大豆科学 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：随着经济的发展，人们对大豆需求量及品质要求越来越高，培育高产量、多抗性、优质大豆品种迫在眉睫。然而受生态条件的限制，优质大豆种质资源材料匮乏，遗传背景狭窄，而且大豆自然变异过程繁琐且漫长，仅依靠大豆自发突变获得优质遗传材料十分困难，因此利用诱变技术创制优质、高产、多抗新种质是发展大豆产业的有效手段之一。诱变育种技术与常规育种相比，更有利于提高基因变异频率，扩大育种选择范围，高通量筛选有益突变，促进优良性状重组等，能够在短时间内获得性状丰富的突变体，解决种质资源遗传基础狭窄的瓶颈问题，广泛应用于优良性状的大豆新品种选育。本文概述了化学诱变、物理诱变的原理、种类及特点，总结归纳了国内外大豆种质创新中常用的诱变方法和技术优势，展望未来大豆诱变育种技术的应用前景，为大豆育种实践提供参考与启发。
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食品中黄曲霉毒素样品前处理及检测技术研究进展
《食品安全质量检测学报 》 2023 北大核心
摘要：黄曲霉毒素主要存在于发霉的粮食、豆类、坚果及其相关的食品中,极易通过饮食进入人体,是诱发肝癌的主要因素,对人体健康造成重大威胁.因此,为保障食品安全、维护人类健康,对食品中的黄曲霉毒素进行定量检测至关重要.食品基质复杂多样,检测前需要使用配套的前处理技术对食品中黄曲霉毒素进行富集、纯化.本文对近年来食品中黄曲霉毒素的前处理及检测技术的原理、应用、特点进行了综述,对液液萃取、固相萃取、磁性固相萃取、免疫磁性固相萃取、免疫亲和柱以及QuEChERS等样品前处理技术的优缺点进行了比对,并对化学分析、仪器分析以及免疫分析等黄曲霉毒素检测技术的研究进展进行了总结,对其发展趋势进行了展望,为后续开展黄曲霉毒素的安全风险评估以及新型检测技术开发等相关研究提供新思路.
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齐齐哈尔地区致仔猪腹泻产肠毒素大肠杆菌毒力及耐药基因的检测
《黑龙江畜牧兽医 》 2023 北大核心
摘要：为了了解黑龙江省齐齐哈尔地区致仔猪腹泻产肠毒素大肠杆菌携带的毒力基因及耐药基因情况，试验对采集的156份样本（腹泻病死仔猪器官样本123份，粪便样本33份）进行大肠杆菌的分离纯化及分子生物学鉴定，并对分离的大肠杆菌菌株进行小鼠致病性试验、毒力基因检测、药敏试验及耐药基因检测。结果表明：分离鉴定到148株大肠杆菌，其中112株具有致病性，致病性大肠杆菌中有87株携带产肠毒素大肠杆菌毒力基因，其中携带LT、K88、987P毒力基因的大肠杆菌检出率较高，分别为31.03%、28.74%、20.69%。87株产肠毒素大肠杆菌中链霉素、阿米卡星和头孢唑啉的耐药菌株较多，分别为56,53,52株。共检出56株产肠毒素大肠杆菌携带耐药基因，其中携带TEM耐药基因的菌株总检出率最高，达到48.21%;其次是CTX-M基因，总检出率为28.57%;再次是qnr基因，总检出率为25.00%。说明齐齐哈尔地区仔猪腹泻产肠毒素大肠杆菌主要携带LT、K88、987P毒力基因和TEM、CTX-M、qnr耐药基因。
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