科研产出
外源ALA缓解ABA抑制草莓根系伸长生长的机理研究
《园艺学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：以栽培草莓‘红颜’（Fragaria×ananassa Duch.‘Benihoppe’）为材料，探讨5–氨基乙酰丙酸（ALA）与脱落酸（ABA）以及生长素（IAA）之间的关系，以期为ALA在草莓生产上应用提供理论依据。结果显示，外源ABA处理抑制草莓根系伸长生长，而ALA缓解ABA的抑制效应。ABA处理降低草莓根尖内源生长素含量，ALA则促进内源ABA含量提高。ABA和（或）ALA处理对草莓根尖ABA生物合成关键基因NCED1、NECD2，以及ABA氧化代谢基因CYP707A的表达没有显著影响。但ABA处理诱导其受体基因PYL4和PYL8以及ABA信号通路关键蛋白激酶基因SnRK2.1、SnRK2.2、SnRK2.3、SnRK2.4、SnRK2.5和SnRK2.6表达上调，而ALA却没此效应，说明ALA-ABA调控草莓根系伸长生长效应不涉及ABA信号途径。另一方面，ABA和（或）ALA处理对IAA合成基因YUC1表达没有影响；ABA处理下调YUC2和YUC3以及IAA内向运输基因AUX1表达，但是这种效应不能被ALA逆转。值得关注的是，IAA外向运输蛋白编码基因PIN1在ABA处理后表达下调，而ALA可以逆转ABA效应，暗示该基因可能参与ALA-ABA调控草莓根系生长。利用携带绿色荧光蛋白（GFP）基因的转基因拟南芥植株研究发现，ABA抑制AtPIN1-GFP表达，而ALA逆转ABA的抑制效应。生物信息分析表明，栽培草莓PIN1氨基酸序列与其他蔷薇科植物的同源性较高，蛋白质两端存在多个跨膜区域。将带有GFP的FaPIN1转入本氏烟草，其荧光信号分布于细胞质膜。克隆FaPIN1全长，构建到雌二醇诱导表达载体上并转入拟南芥。这种超表达FaPIN1植株根系生长对ABA处理的敏感性下降，ALA缓解效应也下降。以上结果说明，ALA缓解ABA抑制草莓根系生长的关键点在于IAA极性运输蛋白基因PIN1的表达，即ALA通过促进IAA极性运输来缓解ABA抑制草莓根系生长。
关键词： 草莓 根系 生长 5–氨基乙酰丙酸 脱落酸 生长素
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黄淮麦区部分强筋小麦品种的遗传差异分析
《麦类作物学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：为明确黄淮麦区现有强筋小麦品种遗传组成,本研究利用SDS-PAGE、KASP技术和35K SNP芯片技术对黄淮麦区具代表性的27个强筋小麦品种进行了高分子量谷蛋白鉴定、品质相关基因检测及遗传多样性分析.HMW-GS鉴定结果显示,供试品种在Glu-A1、Glu-B1和Glu-D1位点优质亚基分布频率分别为85.2%、74.1%和81.5%.从位点间亚基组合看,含有三个、两个及两个以下优质亚基的品种数为14个、10个和3个,分别占比51.9%、37.0%和11.1%.1BL/1RS、PPO活性和黄色素含量基因鉴定结果显示,优势单倍型非1BL/1RS、Ppo-A1b(低PPO活性)、Ppo-D1a(低PPO活性)、Psy-A1b(低黄色素)和Psy-B1b(低黄色素)分布频率分别为66.7%、66.7%、29.6%、48.1%和51.9%.同时含两个低PPO活性单倍型(Ppo-A1b/Ppo-D1a)的品种有7个,占比25.9%;同时含两个低黄色素单倍型(Psy-A1b/Psy-B1b)的品种有9个,占比33.3%.籽粒硬度基因鉴定显示,供试品种基因型较为单一,除西农529(Pina-D1b/Pinb-D1b)外,其余品种基因型均一致(Pina-D1a/Pinb-D1b).从多基因聚合结果看,供试品种中未检测到聚合了以上所有优势单倍型的品种,表明现有的强筋小麦品种在遗传上仍有较大改良潜力.遗传多样性分析结果表明,供试强筋小麦品种遗传背景较为狭隘,品种间遗传距离为0.028~0.495,平均仅为0.397;供试品种分为三大类,分别有11个、7个和9个品种,聚类结果基本符合地域来源和亲缘关系特征.
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Bt Cry毒素抗虫模拟物靶向创新设计
《生物工程学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：Bt Cry毒素是当前研究最深入、应用最广的生物抗虫蛋白，对农业害虫的绿色防治发挥了重大作用。然而，随着其制剂和转基因抗虫作物的广泛应用，由此驱动诱发的靶标害虫抗药性及潜在生态安全风险等问题日益凸显。探寻具备模拟Bt Cry毒素杀虫功能的新型抗虫蛋白材料，不仅可为农作物持续健康生产保驾护航，也能在一定程度上缓解靶标害虫对Bt Cry毒素的抗药性压力。近年来，笔者团队以抗体“免疫网络学说（immune network theory）”中Ab2β类型抗独特型抗体（anti-idiotype antibody, Anti-Id）具备模拟抗原结构和功能的特性为理论依据，借助噬菌体展示抗体库及特异性抗体高通量筛选与鉴定技术，设计Bt Cry毒素抗体为包被靶点抗原，从噬菌体抗体库中靶向筛选到了一系列具备模拟Bt Cry毒素抗虫功能的Ab2β类型抗独特型抗体（即Bt Cry毒素抗虫模拟物），其中活性最强的Bt Cry毒素抗虫模拟物对靶标害虫的致死率接近相应原Bt Cry毒素的80%，初步实现了Bt Cry毒素抗虫模拟物的靶向设计。本文从理论依据、技术条件、研究现状等方面进行系统概述，并就相关技术发展趋势以及如何推进现有成果落地应用等展开深入探讨，旨在为绿色抗虫材料创新研发提供全新思路和实例参考。
关键词： Bt Cry毒素 抗独特型抗体 噬菌体展示抗体 抗虫蛋白 生物防治
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基于改进坐标注意力和U-Net神经网络的淡水养殖区提取
《农业工程学报 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：针对淡水养殖区空间分布零碎以及样本数量不均衡等因素造成淡水养殖区提取不准确的问题，该研究提出了一种基于U-Net（U-shaped Network）的改进模型，制作了Landsat淡水养殖区动态监测的数据集，增加高、低维特征融合的坐标注意力机制提高模型的提取精度，构建多尺度特征学习更多位置信息，引入focal tversky loss损失函数提升零碎养殖区的识别率，实现1985—2021年研究区淡水养殖区的精确提取，分析近36年研究区淡水养殖区时空变化情况。结果表明：1)2021年淡水养殖区提取效果良好，改进后的模型总体分类精度为0.947，准确率为0.926、召回率0.966、F1分数0.946，均交并比0.899、Kappa系数为0.894，与其他模型相比，总体分类精度、Kappa系数大幅提升。2)1985—2021年，研究区淡水养殖区大致经历起步扩张、急速扩张、轻微萎缩3个阶段：1985—2000年研究区淡水养殖面积持续增加，总面积由1985年0.48km~2增长至2000年36.92km~2，年度增加量大于1km~2且小于5km~2;2000—2017年淡水养殖区面积急速增加至234.47km~2，年度增加量大于5km~2; 2021养殖区面积209.58km~2,2017—2021年养殖区面积减少了24.89 km~2，转出的淡水养殖区多为建设用地所取代。综上，改进的模型具有较高的识别精度，该研究可以为淡水养殖区的提取提供参考，为水产养殖业的科学化管理提供信息依据。
关键词： 遥感 监测 卷积神经网络 Landsat 养殖面积 坐标注意力
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薄壳山核桃叶斑病病原菌生物学特性及室内药剂毒力测定
《浙江农林大学学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：[目的]对薄壳山核桃Carya illinoinensis叶斑病4种病原菌,包括共享镰孢菌Fusarium commune、暗球腔菌属Phaeosphaeri 1种P.fuckelii、茶藨子葡萄座腔菌Botryosphaeria dothidea和灰葡萄孢Botrytis cinerea进行生物学特性测定和不同化学药剂的室内毒力测定,探究其最适生长环境,并筛选最佳防治药剂.[方法]采用菌丝生长速率法测量病原菌在不同培养条件下的生长速率以及不同化学药剂对病原菌的抑菌率,用DPS计算抑制中浓度(EC50).[结果]共享镰孢菌、P.fuckelii、茶藨子葡萄座腔菌和灰葡萄孢最适生长温度分别是25、25、30和20℃;最适pH值分别是8.0、7.0、7.0和6.0;最适碳源分别为葡萄糖、可溶性淀粉、蔗糖和可溶性淀粉;最适氮源分别为硝酸钾、胰蛋白陈、尿素和胰蛋白膝.5种杀菌剂中450 g·L-1咪鲜胺对共享镰孢菌、茶藨子葡萄座腔菌和灰葡萄孢的毒力最强,EC50分别为0.010 8、0.0915和0.0210 mg·L-1,250 g·L-1吡唑醚菌酯对P.fuckelii的毒力最强,EC50值为0.004 1 mg·L-1.[结论]4种病原菌在含葡萄糖和可溶性淀粉的碳源环境下以及含尿素、硝酸钾和胰蛋白胨的氮源环境下生长旺盛,咪鲜胺与吡唑醚菌酯对该病具有很好的防治作用.
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百合LdGASA1基因克隆与生物信息学及表达分析
《分子植物育种 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：本研究从百合小鳞茎发育不同阶段蛋白质组数据中，筛选出调控鳞茎发育的上调表达基因LdGASA1，对其进行克隆、生物信息学分析及表达分析。序列分析显示LdGASA1基因全长725 bp，编码区CDS序列为336 bp，编码111个氨基酸。结构域分析显示，LdGASA1第52至第111个氨基酸含有一个典型的GASA保守结构域。其理化性质分析显示，编码蛋白质理论等电点（pI）为9.1，不稳定系数为35.14，属于稳定的疏水性蛋白，亚细胞定位预测该蛋白最可能定位在细胞质中，其二级结构主要为无规则卷曲（65.86%）和α-螺旋（22.52%），另外含有少量延伸链（12.60）和β-折叠（9.01%）。通过RT-qPCR分析发现LdGASA1基因在小鳞茎出现前表达量相对较低，主要在小鳞茎形态建成和发育阶段表达，且在小鳞茎形态基本建成（35 d）时表达量达到最高。本研究结果为探索GASA基因调控百合生长发育的机制打下基础。
关键词： 百合 鳞茎发育 GASA基因 生物信息学分析 表达分析
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整合关联分析和共表达网络分析挖掘甘蓝型油菜籽粒质量候选基因
《江苏农业学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：甘蓝型油菜是中国重要的油料作物,籽粒质量是油菜产量构成的重要因素.本研究利用A-D Test模型对 496 份油菜的籽粒质量进行全基因组关联分析,共检测到 19 个显著位点,联合解释 34.1%的表型变异.整合A-D Test及前期混合线性模型和一般线性模型结果后得到 71 个位点,联合解释 50.1%的表型变异.在 22 个位点置信区间内找到ARF2、NPC6、TTG2 和WRI1 等已被报道的拟南芥中的籽粒质量基因的同源基因.同时,利用大粒品种中双 11 和中小粒品种中油 821 的籽粒和角果皮转录组数据进行加权基因共表达网络分析,构建了 13 个共表达模块,其中紫色(purple)和洋红色(magenta)模块与籽粒质量表型显著相关.GO富集分析结果表明,2 个模块在L-苯丙氨酸氨基转移酶活性、硫双加氧酶活性、焦磷酸酶活性和RNA解旋酶活性等显著富集.2 个模块中的枢纽基因BnaA06g00850D、BnaA01g00990D、BnaC06g10000D和BnaC02g44260D等的同源基因为ETHE1、DAR1、GLN1;1和SMG7 等拟南芥籽粒质量已知基因.整合全基因组关联分析和加权基因共表达网络分析的分析结果,在 42 个显著位点的置信区间内找到 90 个属于 purple 和 magenta 模块的基因,其中 BnaA01g06210D、BnaA07g14990D 和BnaA07g03030D等拟南芥同源基因已被报道参与种子发育进程调控.本研究整合GWAS与WGCNA 2 种分析方法,挖掘甘蓝型油菜的籽粒质量候选基因,为研究籽粒质量的调控机制、指导籽粒质量的遗传改良提供参考.
关键词： 甘蓝型油菜 籽粒质量 产量 全基因组关联分析 共表达网络分析
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南方稻区"早籼晚粳"栽培模式晚季灌浆期气象因子对晚粳稻品质的影响
《中国农业科学 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：[目的]研究南方双季稻区晚季灌浆期温光资源对不同类型水稻稻米品质的影响,为适应性双季晚粳稻品种的筛选与优质栽培提供理论依据.[方法]试验于2018年在浙江富阳和温州两地开展,以当地主栽3个籼稻品种为对照,根据专家推荐选择20个候选粳型品种(包括10个常规粳稻、3个杂交粳稻和7个籼粳杂交稻),评估和研究灌浆期温光条件差异对晚粳稻品质的影响.[结果](1)基于稻米品质特征聚类,晚籼稻因其特有的长宽比(3.18)与直链淀粉含量(19.40%)归属一类;相比晚籼稻,大部分杂粳型水稻糙米率、精米率、整精米率、胶稠度、碱消值和食味值分别升高了4.31%—5.28%、6.51%—9.33%、25.83%—28.34%、-1.81%—4.27%、11.62%—50.85%和2.31%—2.85%,直链淀粉含量和蛋白质含量则降低了20.98%—28.14%和1.16%—14.85%,表现出明显的米质提升;常规粳稻品种的米质表现则出现分离,部分源于苏南和嘉兴的常规粳稻(4个)与杂交粳类似,同属于米质提升一类;而部分源于江苏、上海的常规粳稻品种(6个)因其在晚季中相对较差的米质表现(高垩白度、垩白粒率和蛋白质含量)归属一类;(2)晚稻灌浆期稻米品质与气候因素密切相关,气候因子对水稻品质的作用主要以齐穗后10—20 d为主;加工品质(糙米率)与日均辐射(R:-0.40—-0.19,P<0.05)和昼夜温差(R:-0.45—-0.28,P<0.05)呈负相关关系,与日最低温度(R:0.24—0.53,P<0.05)和降雨量(R:0.38—0.45,P<0.05)呈正相关关系;灌浆期降雨增多以及夜间温度的提高会显著提高垩白率和垩白粒率(R:-0.37—-0.16,P<0.05;R:-0.43—-0.12,P<0.05),从而降低稻米外观品质,同时夜间温度和降雨与食味值呈负相关关系(R:-0.37—-0.16,P<0.05;R:-0.43—-0.12,P<0.05);双季晚稻灌浆期最高温度与稻米食味值成正相关(R=0.37,P<0.05),日最低温度则与稻米蛋白质含量(R=0.19,P<0.05)和垩白度(R=0.16,P<0.05)及垩白粒率(R=0.12,P<0.05)成正相关.[结论]齐穗后10—20 d是气候因子调控稻米品质的关键时期.南方双季稻区晚粳稻品种米质优化,应着重于优质粳稻基因与当地适应性籼稻基因的融合,选择杂粳稻(籼粳杂交稻和杂交粳稻)相比常规粳稻更可靠便捷,常规粳稻品种在引进应用时则应考虑育种来源地及其生态适应性,南方稻区优质常规粳稻仍需结合当地气候条件进行选育.
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大豆低聚糖优异种质鉴定及GWAS分析
《植物遗传资源学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：大豆中含有丰富的营养物质和活性物质，其中低聚糖有许多对人体健康有益的功能，大范围的鉴定评价并筛选大豆低聚糖特异种质具有重要的育种意义。本研究利用高效液相色谱法（HPLC,high performance liquid chromatography），测量了包含264份大豆材料的自然群体的蔗糖含量、棉子糖含量、水苏糖含量以及总低聚糖含量。结果表明3种低聚糖中蔗糖占总低聚糖的比例最高，棉子糖占比最低，海南三亚和江苏南京两个环境下大豆的总低聚糖含量范围分别为6.18%～11.46%和4.19%～13.80%，共筛选出不同环境下表现稳定的10份大豆低聚糖特异种质。结合大豆自然群体的低聚糖含量表型数据和基因型数据进行了全基因组关联分析，在不同环境下分别鉴定到与低聚糖显著关联的SNPs，并挖掘目的性状候选基因。本研究为特用大豆品种选育提供了材料支撑，为发掘大豆低聚糖候选基因和开发分子标记提供了较好的基础。
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脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)降解菌Devosia sp. A8和Paracoccus yeei A9的生理生化及生长特性
《生物加工过程 》 2023 CSCD
摘要：由菌株A8和A9组成的人工混菌能够有效地降解脱氧雪腐镰刀菌烯醇（DON）毒素。为了对双菌降解系统进行深入了解，对这2株菌进行严格的生理生化试验，并通过单因素设计，探究不同培养条件（时间、培养基、温度、pH、NaCl质量浓度、抗生素及摇床转速）对其生长状况的影响。通过生理生化试验，进一步确认了菌株A8和A9分别为Devosia sp.和Paracoccus yeei。生长特性研究结果表明：Devosia sp. A8最适宜生长的培养基为多价蛋白胨-酵母粉（PY）培养基，最适pH为8.0,最适培养温度为30℃,最适NaCl质量浓度为5 g/L;而P.yeei A9的最适培养基则为超优肉汤（SOC）培养基，最适pH为7.0～8.0,最适培养温度为35℃,最适NaCl质量浓度为2 g/L。Devosia sp. A8和P.yeei A9的培养条件较为温和，为以后大规模发酵生产以开发DON降解菌剂或酶制剂提供了有利条件。
关键词： Devosia sp. A8 Paracoccus yeei A9 deoxynivalenol 人工混菌
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