科研产出
簇毛麦5VS染色体臂特异分子标记开发与遗传效应分析
《植物遗传资源学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：簇毛麦(Dasypyrum villosum(L.)P. Candargy 2n=14,VV)是小麦改良重要的三级基因源。簇毛麦5VS染色体臂上携带抗白粉病基因Pm55、抗条锈病基因Yr5V和籽粒硬度基因Dina/Dinb等优异基因。已创制的小麦-簇毛麦T5VS.5AL和T5VS.5DL易位系为小麦抗病和品质改良提供了优异新种质。为加快T5VS.5AL和T5VS.5DL易位系在育种改良中的高效利用并深入分析5VS染色体臂在普通小麦遗传背景的遗传效应,本研究通过流式细胞染色体分离技术和二代测序结合的方法,获得了簇毛麦5VS的基因组序列信息。利用该基因组序列信息与中国春小麦染色体5AS、5BS、5DS上的基因进行比对,共开发了69个保守直系同源基因序列(COS,conserved ortholog sequence)标记,经过PCR扩增鉴定,发现59对引物扩增产物具有簇毛麦5VS特异条带,多态率为85.5%。其中,共显性标记40个,显性标记19个。结合生物信息学分析,明确了这些特异标记与普通小麦第五部分同源群短臂的共线性区间,为物理定位5VS上的优异基因及筛选鉴定5VS小片段易位系提供了标记信息。通过回交6次,将T5VS.5AL和T5VS.5DL易位染色体导入南农0686遗传背景,利用BC6F2近等系群体结合白粉病抗性鉴定对扩增条带共显性标记的可靠性进行了验证,为分子标记辅助选择T5VS.5DL易位系提供了易于利用的特异新标记。在BC6F2:3近等系群体中,进一步明确了5VS染色体臂在南农0686遗传背景中的遗传效应,即降低籽粒硬度、株高和千粒重以及提高主穗粒数。本研究新开发的5VS特异分子标记及选育的新种质为高效利用T5VS.5AL和T5VS.5DL易位系培育优质、抗病弱筋小麦新品种奠定了基础。
关键词： 小麦 T5VS.5AL和T5VS.5DL易位系 分子标记
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蓝莓花青素生物合成相关基因表达与分子进化分析
《食品科学 》 2022 EI 北大核心 CSCD
摘要：运用实时聚合酶链式反应方法,测定8个品种的蓝莓(包括6个高丛蓝莓:绿宝石、蓝美1号、海岸、莱格西、比洛克西、奥尼尔;2个兔眼蓝莓:括灿烂、园蓝)花青素合成途径中的VcCHS、VcCHI、VcF3H、VcDFR、VcANS结构基因及转录因子MYB基因相对表达量,分析其对花青素合成的调控作用.结果 表明:VcCHS、VcCHI、VcF3H、VcDFR和VcANS基因对花青素的合成有调控作用,能够促进花青素的生成;但VcANR基因对花青素的合成有负调控作用,可使蓝莓花青素含量显著降低.MYB转录因子对花青素合成的调控作用相对复杂,与MYB转录因子的表达量有关.本研究对不同品种蓝莓花青素生物合成相关基因表达量和分子进化分析,以此研究优质的蓝莓品种在花青素方面的优势,为开发蓝莓花青素类功能性食品提供理论支撑.
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黄淮麦区Fhb1基因的育种应用
《作物学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：小麦赤霉病是由禾谷镰孢菌引起的一种世界性重要病害,严重威胁小麦生产安全.黄淮麦区作为我国小麦主产区,赤霉病危害日趋严重,因缺乏半冬性抗源,抗赤霉病育种进展缓慢.Fhb1基因是迄今发现的效应最大、抗性最稳定,也是被广泛应用于全球小麦赤霉病抗性育种的主效基因,但Fhb1基因在黄淮麦区尚未被广泛应用.本研究以感病品种矮抗58为轮回亲本,H35为Fhb1基因供体亲本,通过有限回交和分子标记辅助选择,同时利用双单倍体育种和传统系谱选育两种方法,培育出了一批综合性状较好、具有Fhb1基因的优良新品系,其中徐麦DH9和徐麦17252经多年鉴定均达到中抗水平.在以徐麦36和徐麦2023为杂交父本的后代品系中,含Fhb1基因的家系赤霉病平均抗性明显优于感病对照.Fhb1基因的导入显著提高了赤霉病抗性,但部分家系对赤霉病仍旧表现出高感水平,说明赤霉病抗性还受到Fhb1基因以外其他遗传因素的显著影响.本研究为Fhb1基因在黄淮麦区抗赤霉病小麦育种中的应用提供了成功的经验.
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宁麦系列小麦品种的性状特点及相关基因位点分析
《中国农业科学 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：【目的】通过分析宁麦系列已育成品种的性状表现,明确宁麦系列品种的主要性状特点及存在问题,同时对宁麦系列品种及新选育高代品系进行基因型分析,明确宁麦系列品种(系)的遗传多样性及重要性状控制位点的分布,为宁麦系列品种的遗传改良、育种和生产利用提供依据。【方法】以宁麦系列23个已审定品种及51份高代品系为材料,对产量、品质、抗病性等主要性状表型进行分析,利用Affymetrix 50K基因芯片筛选品种基因型,并补充检测部分功能基因。【结果】宁麦系列品种具有丰产性突出、中弱筋品质及赤霉病抗性优良,白粉病、锈病抗性水平相对较差等特点。经过筛选获得28 253个高质量SNP位点,已审定的23个品种间的遗传相似系数为0.407—0.964,平均为0.600;51个高代品系间的遗传相似系数为0.456—0.985,平均为0.684。宁麦系列品种(系)的春性主要由Vrn-D1的位点变异造成,Ppd-D1位点变异使所有材料均为光周期迟钝型;Rht-B1b变异使株高降低,宁麦系列品种还含有较多的提高千粒重与抗穗发芽基因的优势等位变异。宁麦系列品种(系)中含有赤霉病主效抗病基因Fhb1的材料占比达到48.6%,约30%的高代品系携带白粉病主效抗病基因Pm21。【结论】宁麦系列品种(系)的遗传多样性呈降低趋势,有必要加强种质创新,拓宽育种群体遗传背景;宁麦系列品种(系)携带较多的抗赤霉病及提高千粒重、抗穗发芽的基因或QTL位点,可作为亲本应用于小麦品种诸多性状的遗传改良。宁麦系列品种以中弱筋小麦为主,需加强中强筋、强筋品质类型的品种选育,同时注重白粉病、锈病的抗性改良。
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花生籽仁中蔗糖含量近红外预测群体模型的建立及在突变体筛选中的应用
《核农学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：籽仁蔗糖含量是影响花生食味品质的重要因素。为了建立花生籽仁中蔗糖含量的高效检测技术,本研究采集了149份花生籽仁的近红外光谱,结合化学法测定籽仁蔗糖含量,采用偏最小二乘法(PLS)构建花生籽仁蔗糖含量近红外预测群体模型。结果显示,预测模型的决定系数(R~2)为0.898,校正标准偏差(SEC)为0.253,20份外部验证材料的预测值和化学值的R~2为0.873,预测模型具有较高的可信度,运用该模型筛选徐花17号诱变群体,从1 965份M_2单株籽仁中获得4分的突变体。本研究为优质食味花生种质资源的筛选和品种选育奠定了基础。
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氨基酸代谢变化引起的c-di-GMP稳态波动对大肠杆菌致病过程中菌毛合成的影响
《南京农业大学学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：[目的]细菌能够合成多种信号分子,调控自身在各种营养状态或应激条件下的生长代谢及毒力发挥.第二信使环二鸟苷酸(c-di-GMP)在致病菌感应氨基酸饥饿(AAS)的过程中发挥重要作用,调控多种生理活动并显著影响其毒力发挥.本文旨在研究c-di-GMP在尿道致病性大肠杆菌(UPEC)尿道定殖及毒力发挥过程中的作用.[方法]采用尿液培养UPEC,结合转座子突变技术筛选氨基酸代谢相关生长缺陷基因,采用基因敲除技术、特定氨基酸回补及小鼠尿道感染模型验证尿液生长及尿道定殖缺陷表型;借助表达谱数据、RT-qPCR及β-半乳糖苷酶活性测定法筛选并鉴定受氨基酸饥饿影响的毒力基因及c-di-GMP相关基因;通过多基因敲除及回补技术、凝胶阻滞试验(EMSA)鉴定c-di-GMP对毒力基因的调控机制.[结果]精氨酸、异亮氨酸及蛋氨酸代谢失衡引起UPEC在尿液中生长缺陷,尿道定殖能力显著下降及局部c-di-GMP稳态破坏;YciR及YcgF相关c-di-GMP体系失衡显著下调菌毛基因簇表达;YciR通过调节子MlrA直接调控P菌毛基因簇表达;YcgF通过下游配对调节子YcgE直接调控P菌毛基因簇表达.[结论]c-di-GMP感应尿道定殖过程中的特定氨基酸饥饿,调控菌毛等黏附因子合成,促进UPEC完整毒力发挥.
关键词： 第二信使环二鸟苷酸;尿道致病性大肠杆菌;P菌毛;I型菌毛;氨基酸代谢
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稻壳生物质炭对羊粪堆肥中氮素转化及固定的影响
《中国农学通报 》 2022 CSCD
摘要：为探讨稻壳生物质炭应用于羊粪堆肥过程中氮素的转化去向与固定途径，以羊粪、食用菌渣、450℃和650℃热解的稻壳生物质炭为原料，采用室外高温好氧堆肥方法，监测堆肥体氨挥发总量及不同形态氮素含量；采用室内吸附解吸浸提方法，分别对经稻壳生物质炭吸附后、稻壳生物质炭解吸后的浸提样品进行水溶性总氮、铵态氮含量等测定分析。结果表明：对比CK,BC450、BC650处理的氨挥发累积量分别降低了68.99%、75.09%、氮素固持率分别提高了26.2%、33.1%，降低了堆肥体水溶性总氮、铵态氮、腐殖态氮，提高了堆肥体微生物量氮，其中BC650处理的作用效应强于BC450处理；稻壳生物质炭对相同氮素含量载体进行吸附浸提后，BC450、BC650处理的氮素载体中全氮含量分别较吸附前降低了21.79%、28.6%，铵态氮含量分别降低了13.68%、32.45%；稻壳生物质炭解吸之后，BC650处理解吸液中的全氮、铵态氮含量均显著大于BC450处理；堆肥过程中生物质炭对氮素物理与化学吸附作用并存，吸附的氮素未能提高堆肥体的腐殖态氮含量，并且具有可逆解吸性，其中650℃热解的生物质炭比450℃热解的生物质炭具有更强的可逆性。
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长江流域旱地多熟模式水分供需平衡特征与水分生产效益
《作物学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：长江流域年内降雨分布不均,季节性干旱问题严重,构建以避旱减灾为主体的多熟间套作种植模式是实现本区域水资源高效利用的根本途径.本研究于2016—2020年在长江流域(四川、湖北、湖南、江西、江苏等5个地区)进行旱地多熟模式水分利用特征评比试验,分别设置为四川:小麦-夏玉米(C1)、小麦-夏玉米‖夏大豆(C2)、饲草油菜-春玉米/夏大豆(C3)、马铃薯-春玉米/夏大豆(C4);湖北:油菜-夏玉米‖夏大豆(B1)、饲草油菜-春玉米‖春大豆(B2)、马铃薯/春玉米/夏大豆(B3);湖南:油菜-夏玉米‖夏大豆(N1)、饲草油菜-春玉米/夏大豆(N2)、饲草油菜-春玉米‖春大豆-秋大豆(N3);江西:马铃薯/春玉米/夏大豆(X1)、油菜-夏玉米‖夏大豆(X2)、黑麦草-春玉米/夏大豆(X3)、黑麦草-春玉米‖春大豆(X4);江苏:小麦-鲜食玉米/鲜食玉米(S1)、小麦-鲜食玉米/鲜食大豆(S2)、鲜食蚕豆/鲜食玉米-鲜食玉米(S3)、鲜食蚕豆/鲜食玉米-鲜食大豆(S4).应用AquaCrop模型比较了不同种植模式的水分供需平衡特征、折谷总产量和单方水效益.4年结果表明,四川C4的水分满足率较C1、C2和C3平均分别增加5.28%、2.91%和6.00%,折谷总产量分别显著增加71.2%、49.3%和25.6%,单方水效益分别增加329.29%、123.42%和45.52%;湖北B3的水分满足率较B1和B2平均分别增加3.99%和3.51%,折谷总产量分别显著增加36.8%和25.8%,单方水效益分别增加295.60%和69.01%;湖南N2的水分满足率较N1和N3平均分别增加9.08%和2.93%,单方水效益分别增加58.47%和183.33%;江西X1的水分满足率较X2、X3和X4平均分别增加7.94%、6.70%和4.05%,折谷总产量分别显著增加112.4%、152.5%和116.8%,单方水效益分别增加70.13%、15.49%和46.53%;江苏S4的水分满足率较S1、S2和S3平均分别增加8.93%、5.85%和2.96%,折谷总产量分别显著增加35.4%、17.5%和12.6%,单方水效益分别增加60.25%、14.93%和45.56%.四川、湖北、湖南、江西和江苏分别种植马铃薯-春玉米/夏大豆、马铃薯/春玉米/夏大豆、饲草油菜-春玉米/夏大豆、马铃薯/春玉米/夏大豆和鲜食蚕豆-鲜食玉米/鲜食大豆等种植模式,有利于改善水分供需平衡特征,提高折谷总产量和单方水效益.长江流域旱地应根据不同的降雨条件选择适宜的多熟间套作种植模式,以实现避旱减灾和水资源高效利用.
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发酵预处理秸秆纤维性状及可降解复合材料的性能
《林业工程学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：以发酵秸秆纤维的不同天数作为变量，研究发酵预处理对秸秆纤维特性及其对制备可降解复合材料物理力学性能的影响，测量发酵后0,5和10 d的纤维的长细比，分析三大素化学成分的变化，并以可降解脲醛树脂为胶黏剂，制备可降解复合材料。结果表明：发酵5 d的纤维长细比集中增大，总体集中在20∶1以内，而发酵10 d的长细比增大且频率分布变宽，显示为纤维长又细及分布频率均匀。从而得出结论：在3组不同发酵时间的纤维制备的复合材料中，未发酵的纤维复合材料力学性能最大，发酵5 d的复合材料性能最差，发酵10 d的纤维复合材料力学性能又呈现出上升的趋势，随着纤维长细比的频率分布变宽而增强。其主要原因是在制备复合材料时，长细比分布更加均匀的秸秆纤维交错结合，细小纤维可以填充纤维板的缝隙，使得纤维的致密性更好，并且未完全发酵的纤维会将更长和更大长细比的微纤丝露出来，增加胶黏剂的渗透性，提高纤维的结合能力，从而提高纤维复合材料的力学性能。
关键词： 秸秆 发酵预处理 纤维特性 纤维分布 可降解复合材料
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PBAT/PLA全生物降解地膜的降解性能及对石河子垦区棉花生长的影响
《农业工程学报 》 2022 EI 北大核心 CSCD
摘要：为探讨PBAT/PLA全生物降解地膜在新疆棉花上的应用效果，以PE地膜为对照，在新疆石河子垦区开展PBAT/PLA全生物降解地膜应用试验，系统分析了PBAT/PLA地膜的降解性能及其对土壤温湿度、棉花长势和产量的影响。结果表明：PBAT/PLA地膜降解较快，在覆膜43 d即进入诱导期；红外、X射线衍射、扫描电镜等测试也表征出PBAT/PLA地膜田间降解后分子链、晶体结构和微观形貌等发生的一系列变化；在棉花生育前期，PBAT/PLA地膜膜面保持完整，增温保墒效果良好，两组出苗率一致；但随着PBAT/PLA地膜逐渐裂解，其应用效果开始下降，棉花进入盛蕾期后，PBAT/PLA地膜覆盖下土壤温度和含水率比PE地膜覆盖分别低0.30～1.15℃和2.31～3.46个百分点，最终导致PBAT/PLA地膜组的株高和茎粗较PE地膜组分别降低22.08%和12.82%，籽棉减产20.24%。因此，PBAT/PLA全生物降解地膜还需从材料分子链结构层面进行配方改良、推迟降解诱导期、提高棉田覆盖应用潜力，使其能更好在新疆棉花生产中进行试用推广。
关键词： 棉花 地膜 降解 PBAT/PLA 石河子垦区 土壤温湿度
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