科研产出
基于转录组分析花生单粒精播与多粒穴播植株荚果产量差异的分子机制
《中国农业科学 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：[目的]在中国,为保证出苗率及播种质量,田间常采用多粒播种.然而,多粒穴播植株间的竞争往往限制了植株的生长和最终产量.为了解决这一矛盾,团队前期研究建立了单粒精准播种的高产栽培技术.单粒精播技术的节种作用和增产效果结合起来能够带来更大的效益,实现节本增效.挖掘不同种植方式花生叶片、根系及荚果中的差异表达基因,探讨单粒精播栽培技术提高花生荚果产量的分子机制,为进一步推动花生高产高效提供理论依据和技术支撑.[方法]以花生品种花育25号为试材,测定单粒精播和多粒穴播种植产量相关指标,分别取花生开花后30 d倒三叶和主根及侧根、鸡头幼果期花生荚果进行转录组测序,从分子水平阐述不同播种方式花生产量的差异.[结果]与多粒穴播相比较,单粒精播种植方式下花生单株荚果数、单株饱果数、单株果重、经济系数均显著提高.转录组数据组装后,平均每库包含4 430万个读数.通过不同比较组合中差异表达基因、GO和KEGG通路分析,与多粒穴播相比较,单粒精播种植植物叶片中参与赤霉素信号传导、光信号传导等过程的转录因子及光系统Ⅱ放氧复合体、叶绿体膜、氧化还原反应等光合作用相关基因表达量升高;根系中生物胁迫和非生物胁迫诱导的苯丙素代谢途径相关基因包括细胞色素P450 基因、氧化还原基因、胁迫反应转录因子和信号调节蛋白显著富集.荚果发育初期淀粉和蔗糖代谢基因显著富集,更加有利于花生荚果发育过程中籽仁充实.[结论]花生叶片中光合相关基因表达上调能够促进光合效率提升,与产量的增加密切相关;单粒精播提高了根系抗生物和非生物胁迫的能力,结合荚果发育初期能量物质相关基因表达上调均有利于地下部花生荚果的发育,提高花生产量.
关键词： 花生 单粒精播 产量 RNA-Seq 光合作用 苯丙素途径
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花生平均每荚果籽仁数性状QTL分析
《中国油料作物学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：每荚果籽仁数不仅是花生重要的品种特性，也与花生产量密切相关。为挖掘花生每荚果籽仁数性状相关QTL，以花育36号和6-13为亲本构建的重组自交系（recombinant inbred line, RIL）群体为材料，考察了该群体在2019、2020年连续在青岛、东营两地的平均每荚果籽仁数表型。结果发现，该性状表现为连续分布和超亲遗传，广义遗传率为0.78。利用前期构建的遗传图谱，基于单环境QTL分析共定位到6个QTL，表型贡献率变异范围为5.01%～24.00%，检测到可在不同环境稳定表达的主效位点qAKN16和qAKN19，其增效等位基因均来自亲本6-13；检测到3对上位性QTL，涉及6个位点，表型贡献率为21.14%～27.91%。基于多环境联合QTL分析，共检测到10个加性QTL，加性效应与环境互作对表型贡献率为0.10%～3.99%；共检测到25对上位性互作，共涉及35个标记区间，上位性效应与环境互作对表型贡献率≤2.19%。以上定位的加性和上位性QTL，为后续相关基因图位克隆和分子设计育种提供了重要的理论基础。
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光谱学技术应用于肉类腐败检测的研究进展
《食品科学 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：微生物的生长代谢是导致肉类腐败的主要原因,肉中微生物的快速、无损检测技术已受到越来越多的关注.其中以拉曼光谱、红外光谱和光谱成像为主的光谱学技术在快速、无损检测等方面表现出较大的优势,但是其在肉类腐败检测中的应用情况却未得到及时总结.因此,本文首先基于肉在不同贮藏条件下发生腐败的优势菌群及微生物代谢活动,简述肉类腐败能够进行光谱学预测的物质基础;然后在了解光谱技术建立预测模型方法的基础上,依次总结拉曼光谱、红外光谱和光谱成像技术在预测肉货架期方面的应用研究进展,并重点阐述以菌落总数或总挥发性盐基氮含量为指标建模进行预测的效果及其存在的问题,以期为利用快速无损检测技术对肉类腐败鉴定的研究提供思路和理论指导.
关键词： 快速检测 腐败微生物 拉曼光谱 红外光谱 光谱成像
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枣果实相关性状QTL定位分析
《园艺学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：以‘冬枣’ב金丝4号’的103株F1群体为试材，应用已构建的枣高密度遗传连锁图谱，采用复合区间作图法进行单果质量、果实纵径、横径、果形指数、可溶性固形物含量、总糖含量、总酸含量、糖酸比、维生素C含量、可食率等10个性状的QTL定位。10个性状在F1代群体中表现为连续分布，具有数量性状的典型特征。共检测到157个与枣果实性状相关的QTL，其中单果质量相关44个，果实横径相关16个、纵径相关36个，果形指数相关9个，可溶性固形物相关11个，维生素C相关13个，总糖相关3个，总酸相关8个，糖酸比相关4个，可食率相关13个。各QTL位点的LOD值在2.65～6.25之间，可解释15.60%～31.90%的表型变异。157个QTL分布在连锁图谱的10个连锁群中，其中5个连锁群上的27个位点同时连锁了2～3个表型，证实部分基因在对控制果实性状上存在一因多效。
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贝莱斯芽孢杆菌ZHX-7的分离鉴定及抑菌促生效果
《生物技术通报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：为获得高效拮抗花生病害的生防微生物，以花生冠腐病菌为指示菌，采用稀释涂布平板法和平板对峙法，从山东莱西采集的花生连作田的病、健株根际土壤样品中筛选到1株高效生防菌株，编号为ZHX-7。结合形态学特征和16S rDNA、gyrB序列分析，确定ZHX-7为贝莱斯芽孢杆菌（Bacillus velezensis）。ZHX-7的菌悬液、无菌发酵液和挥发性气体对花生白绢病菌、基腐病菌、网斑病菌和轮斑病菌菌丝生长的抑制均达到极显著的水平，平板对峙试验表明ZHX-7的菌悬液对花生白绢病菌、基腐病菌、网斑病菌和轮斑病菌的抑菌率分别为64.40%、70.37%、77.43%和65.32%。在以ZHX-7无菌发酵液稀释10倍的PDA培养基上，花生白绢病菌、基腐病菌、网斑病菌和轮斑病菌菌丝的生长抑制率分别为67.81%、52.16%、23.52%和69.93%。双皿对扣试验表明ZHX-7的挥发性气体对花生白绢病菌、基腐病菌、网斑病菌和轮斑病菌的抑菌率分别为86.82%、35.40%、81.70%和44.19%。ZHX-7可产生蛋白酶、纤维素酶和淀粉酶等次级代谢产物；此外，在温室盆栽条件下，ZHX-7有菌发酵液明显促进了花生的生长，同对照相比，鲜质量、干质量分别增加31.24%和26.47%，并且ZHX-7有菌发酵液明显提高了花生对白绢病的抗性，防效达到51.76%。综上所述，本研究筛选获得的一株贝莱斯芽孢杆菌ZHX-7，能够抑制多种花生病原真菌，同时促进花生生长，是一株具有宽广拮抗谱的多功能菌株，具有较好的生防应用潜力。
关键词： 贝莱斯芽孢杆菌 花生病害 分离鉴定 抑菌率 生物防治 促生作用 白绢病菌
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人工湿地中典型基质和关键微生物的脱氮作用研究进展
《湿地科学 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：人工湿地具有高效、低能耗、低投入、绿色和环境友好等优点,其被广泛应用在污水处理工艺中.人工湿地中的基质和微生物是人工湿地系统的重要组成部分,其在人工湿地脱氮过程中起着关键作用.从人工湿地处理污水的角度,概述了人工湿地中生物炭、纳米零价铁、生物炭负载纳米零价铁等典型基质(填料)和氨氧化、反硝化、厌氧氨氧化、厌氧铁氨氧化微生物在脱氮中的作用研究进展,提出了未来相关研究的方向.
关键词： 生物炭 纳米零价铁 生物炭负载纳米零价铁 氨氧化 反硝化 厌氧铁氨氧化
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基于改进YOLO v8-Pose的红熟期草莓识别和果柄检测
《农业机械学报 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：针对高架栽培模式下的大棚草莓,借鉴人体姿态检测算法,建立了改进YOLO v8-Pose模型对红熟期草莓进行识别与果柄关键点检测.通过对比YOLO v5-Pose、YOLO v7-Pose、YOLO v8-Pose模型,确定使用YOLO v8-Pose模型作为对红熟期草莓识别与关键点预测的模型.以YOLO v8-Pose为基础,对其网络结构添加Slim-neck模块与CBAM注意力机制模块,提高模型对小目标物体的特征提取能力,以适应草莓数据集的特点.改进YOLO v8-Pose能够有效检测红熟期草莓并准确标记出果柄关键点,P、R、mAP-kp分别为98.14%、94.54%、97.91%,比YOLO v8-Pose分别提高5.41、5.31、8.29个百分点.模型内存占用量为22 MB,比YOLO v8-Pose的占用量小6 MB.此外,针对果园非结构化的特征,探究了光线、遮挡与拍摄角度对模型预测的影响.对比改进前后的模型在复杂环境下对红熟期草莓的识别与果柄预测情况,改进YOLO v8-Pose在受遮挡、光线和角度影响情况下的mAP-kp 分别为 94.52%、95.48%、94.63%,较 YOLO v8-Pose 分别提高 8.9、10.75、5.17 个百分点.改进 YOLO v8-Pose可在保证网络模型精度的同时对遮挡、光线和拍摄角度等影响均具有较好的鲁棒性,能够实现对复杂环境下红熟期草莓识别与果柄关键点预测.
关键词： 红熟期草莓识别 关键点预测 YOLO v8-Pose 注意力机制
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不同类型地膜对花生生长及根际细菌群落影响的比较分析
《中国农业科学 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：【目的】表征不同类型地膜对花生根际细菌群落和花生生长及产量的影响，探讨根际细菌群落与花生生长和产量间的相互关系，为进一步提高花生产量提供理论依据。【方法】设置4个处理并进行9年定位试验，包括露天对照处理（LU）、黑膜处理（HEI）、降解膜处理（JI）和普通膜处理（PU）。以2022年开花期和成熟期花生根际土壤为研究对象，借助Illumina MiSeq PE300测序平台，以16S rRNA基因为靶标，研究不同类型地膜对根际细菌群落结构和功能、花生生长和产量的影响。【结果】与对照相比，黑膜、降解膜和普通膜处理中花生产量分别提高-0.45%—2.34%、2.44%—14.36%和6.14%—24.69%。在开花期和成熟期，黑膜处理共改变了6种纲和属水平的根际细菌群落相对丰度，但相关性分析结果表明这些细菌群落与花生生长和产量无关；降解膜处理共改变了6种纲和属水平的根际细菌群落相对丰度，其中1纲（Blastocatellia）细菌群落与花生产量呈正相关；普通膜处理共改变了12种纲和属水平根际细菌群落的相对丰度，其中1纲（Acidobacteriae）和1属（Ellin6067）细菌群落与花生主茎高和侧枝数相关，1纲（Clostridia）和2属（Pseudomonas、Ellin6067）细菌群落与花生产量相关。根际细菌群落的功能预测结果显示，黑膜处理在开花期和成熟期降低了与氮代谢相关的氮呼吸和硝酸盐呼吸功能；降解膜处理在开花期降低了硝酸盐还原、氮呼吸和硝酸盐呼吸功能，在成熟期对氮代谢功能无显著影响；普通膜处理在开花期降低了需氧氨氧化和硝酸盐呼吸功能，在成熟期提高了这两种氮代谢功能。【结论】黑膜对花生产量和根际细菌群落影响不显著；降解膜具备改善成熟期根际细菌群落结构和增产的能力，但增产效果不稳定；普通膜的增产和改善根际细菌群落结构和功能的效果优于降解膜。
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基于HS-SPME-GC-MS分析不同基酒装量对美乐葡萄蒸馏酒挥发性成分的影响
《食品科学 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：以胶东半岛产区美乐葡萄为酿酒原料进行基酒发酵,考察蒸馏工艺中基酒装量(150、200、250 L)对美乐葡萄蒸馏酒挥发性成分的影响,以期对美乐葡萄蒸馏酒的蒸馏工艺条件进行优化.本研究采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用等方法对不同基酒装量的蒸馏酒酒身挥发性物质进行了定性定量分析,并结合主成分分析(principal component analysis,PCA)和偏最小二乘法判别分析(orthogonal partial least squares-discriminant analysis,OPLS-DA)两种统计学方法对3个不同基酒装量的蒸馏酒酒身进行统计学分析.结果表明,基酒装量为150、200、250 L时的蒸馏酒酒身分别检测出67、67、64种香气物质,种类最多的均是酯类物质,各37种,基酒装量为150 L时的蒸馏酒酒身中酯类含量最高,显著高于200 L和250 L.根据PCA结果,并运用OPLS-DA统计学方法验证,对基酒装量150、200、250 L蒸馏酒酒身有积极影响的物质分别有13、1、1种.本研究为生产高品质美乐葡萄蒸馏酒奠定基础,并有助于推动我国葡萄酒行业的发展.
关键词： 装量 挥发性化合物 葡萄蒸馏酒 顶空固相微萃取-气相色谱-质谱 主成分分析 偏最小二乘法判别分析
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