科研产出
ICARDA引进-小麦苗期抗旱性的全基因组关联分析
《中国农业科学 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：【目的】干旱是限制小麦生产最主要的逆境因子之一。挖掘、鉴定优异抗旱新种质、克隆抗旱新基因，以期丰富我国小麦抗旱遗传基础，为小麦抗旱遗传改良提供材料。【方法】以198份从国际干旱地区农业研究中心（ICARDA）引进的抗旱种质为材料，采用PEG-6000模拟干旱方法，通过调查苗期干旱和正常条件下的地上部鲜重、地下部鲜重、生物量和根冠比4个性状，鉴定、评价其抗旱性，结合660K SNP芯片对其抗旱性进行全基因组关联分析，发掘抗旱性相关染色体区间及关联位点，结合干旱胁迫下根等多组织的表达量数据，筛选抗旱性相关基因，最后以强抗旱性品系IR214和干旱敏感品系IR36为材料，利用qRT-PCR方法对候选基因进行验证，并分析关键候选基因的优异单倍型。【结果】干旱胁迫下，小麦的生长发育受到显著抑制，各性状表型均显著低于正常对照，不同小麦品系间也表现出显著差异，4个性状在2种处理下均呈现正态分布，变异系数为0.363—0.760，多样性指数为0.310—0.400；基于加权隶属函数值（D值）综合评价各个品种的抗旱性，发现品系IR214的D值最大，为0.851，其次为IR92、IR213、IR235和IR218等，它们可作为新的优异抗旱种质；在此基础上，通过全基因组关联分析（genome-wide association study,GWAS），共检测到102个与4个性状抗旱系数显著关联的SNP位点，表型变异解释率范围为1.07%—38.70%，其中，与地上部鲜重相关的位点60个、地下部鲜重相关位点1个、生物量相关位点36个以及根冠比相关位点5个；基于基因组注释信息，筛选到31个抗旱相关基因，结合根等不同组织的RNA-seq数据，筛选出4个抗旱候选基因，对差异表达的候选基因进行qRT-PCR验证，鉴定到2个关键抗旱候选基因；最后，分析候选基因的单倍型效应，发现TraesCS6A02G048600的AX-86174509位点，2种基因型在抗旱性状上具有显著差异，是潜在的功能位点。【结论】共检测到102个与苗期抗旱性显著关联的位点，筛选出TraesCS5B02G053500和TraesCS6A02G048600 2个关键候选基因，TraesCS6A02G048600的AX-86174509位点是潜在的抗旱性功能位点。
关键词： 小麦 干旱胁迫 660K SNP芯片 全基因组关联分析 候选基因
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花生品质与气候环境的关系研究
《植物遗传资源学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：花生是我国分布极广的重要油料和经济作物，地理环境因子对其品质产生具有显著的影响。在实际生产过程中，不同花生品种对不同生态区域的适应性各不相同。因此，研究花生品质与环境因子之间的关系是有必要的。为了深入研究花生生长过程中各种地理环境因子的影响，本研究在2018-2020年间以12个花生品种共30种环境的花生品质性状及其对应的地理环境为基础，利用描述性统计、变异系数、AMMI模型、相关性和多元线性回归等分析方法，探讨了地理环境对花生品质的影响。结果发现含油量与全生育期≥10℃活动积温和全生育期日照时数呈显著或极显著正相关；蛋白质含量与纬度和平均风速呈极显著负相关；油酸含量与平均相对湿度和日平均气温呈显著或极显著正相关；亚油酸含量与纬度呈极显著正相关，与日平均气温呈极显著负相关。研究结果表明温度、降水、昼夜温差、全生育期日照时数、平均风速和相对湿度是影响花生品质的主要气象因素。该研究结果为花生生产区域品质地理优势的综合开发利用提供了依据和技术指导。
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不同施氮水平对黑钙土花生碳氮代谢相关酶活性、产量和品质的影响
《中国油料作物学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：为探讨黑钙土花生适宜施氮量,本研究以吉花25为试验材料,共设置6个氮肥水平,分别为施用纯氮0、112.5(传统施肥,N1)、90(减氮20%)、79.5(减氮30%)、159(增氮40%)、225 kg/hm2(增氮100%),研究了氮肥对花生碳氮代谢相关酶的活性、产量和品质的影响.结果表明,施用氮肥会提高硝酸还原酶(NR)活性、谷氨酰胺合成酶(GS)活性和谷氨酸脱氢酶(GDH)活性、蔗糖合成酶(SS)和蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性,但过量施用氮肥会抑制NR、GS、GDH、SS和SPS活性.各施氮处理产量均高于对照,在传统施肥的基础上减氮施肥20%(施氮量90 kg/hm2)时,花生产量最高,与对照相比增产9.21%,相较于传统施肥增产1.57%,说明减氮20%即可既满足花生生长发育的氮肥需求,同时又能保证叶片中碳氮代谢相关酶的活性,增强了花生对氮素的吸收与利用的能力,并通过降低单株秕果数和单株单果数,提高单株双果数、百果重和百仁重,最终提高花生产量.
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鸡呼肠孤病毒基因Ⅰ型变异株的分离鉴定和致病性分析
《中国兽医杂志 》 2024 北大核心
摘要：为探究导致山东省某肉种鸡场种鸡出现腿病的病原并进行致病性分析，本试验从该肉种鸡场收集病料，进行鸡胚分离、细胞传代、反转录-聚合酶链反应(RT-PCR)检测、序列分析、商品肉鸡的致病性试验和免疫攻毒保护试验。结果显示，分离获得1株鸡呼肠孤病毒(ARV),命名为ARV-LL-2020,该病毒对鸡胚的致死率为100%,在鸡肝癌细胞系(LMH)上具有较强的适应性。ARV-LL-2020毒株与经典的S1133疫苗株同属基因Ⅰ型，但两者的主要抗原σC基因的核苷酸同源性为73.6%,氨基酸同源性为59.1%。ARV-LL-2020毒株回归商品肉鸡能复制出与实际生产中完全一致的发病症状。S1133株商品化弱毒活疫苗对ARV-LL-2020毒株的保护率仅有50%。结果表明，导致种鸡腿病的ARV-LL-2020毒株是1株ARV基因I型变异株，目前S1133株商品化弱毒活疫苗无法对其提供完全保护。
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盐胁迫下氮素对花生种子萌发和种子际细菌菌群结构的调控
《生物技术通报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：[目的]盐胁迫影响花生种子萌发和植株生长,阐明盐胁迫下适量施肥提高种子萌发率和花生产量的内在调控机制,并解析该过程与种子际土壤细菌菌群结构的关系,为通过改良种子际土壤微生物环境,提高花生出苗健苗率、耐盐抗逆性和花生生产能力提供理论和技术依据.[方法]以耐盐花生品种(花育 25 号,HY25)为试验材料,设置 3 个氮素水平 0、90 和180 kg/hm2,采用盆栽试验和高通量测序技术,阐明氮肥施用对盐胁迫下花生种子际微生物菌群结构、花生发芽出苗和产量的影响.[结果]施加氮肥可有效提高花生种子在盐胁迫下的发芽率和最终产量,并以施氮量 90 kg/hm2 最适.16S rRNA测序分析显示,种子际的土壤细菌以变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、酸杆菌门(Acidobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、绿弯菌门(Chloroflexi)及芽孢杆菌门(Gemmatimonadetes)等为优势菌门.在属水平上,盐胁迫虽然提高了有益菌属拟杆菌属(Bacteroides)的相对丰度,但同时导致有害的链球菌属(Streptococcus)增多,最终降低了有益菌属芽孢杆菌属(Bacillus)、鞘脂单胞菌属(Sphingomonas)和溶杆菌属(Lysobacter)的相对丰度.盐胁迫下施氮可以显著改善种子际的土壤微环境,提高有益菌属拟杆菌属、芽孢杆菌属、鞘脂单胞菌属的相对丰度,对土壤修复和地力提升有一定的帮助,同时还能增强花生抗逆性.[结论]盐胁迫下适量施氮可提高种子际有益菌属的相对丰度,从而提高花生种子的发芽率和耐盐性,最终促进盐胁迫下的花生增产.
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过量表达大豆异丙基苹果酸脱氢酶基因GmIPMDH促进植株开花和生长
《作物学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：异丙基苹果酸合成酶(isopropylmalate synthase,IPMS)和异丙基苹果酸脱氢酶(isopropylmalate dehydrogenase,IPMDH)是亮氨酸生物合成中的重要限速酶,但二者在植物生长发育中的功能鲜有报道.本研究对拟南芥AtIPMDH2基因在大豆中的同源基因GmIPMDH进行了克隆和分析.该基因编码的氨基酸序列中含有Iso_dh亚家族保守结构域,且启动子中含有大量的光反应元件及激素应答元件.实时荧光定量PCR显示大豆叶片中GmIPMDH的表达量随着植株的生长发育逐渐升高.对GmIPMDH进行了烟草的异位表达和大豆的过量表达,表型分析发现GmIPMDH的过量表达显著提前了烟草和大豆的开花时间,且株高和节数均显著增加.转录组分析显示,GmIPMDH过量表达大豆叶片中的若干开花相关基因及赤霉素合成相关基因的表达量发生变化,推测 GmIPMDH 可能通过赤霉素合成通路参与赤霉素介导的植物开花诱导和株型调控.本研究首次阐明了 GmIPMDH 在开花期调控中的作用,为今后进一步研究GmIPMDH调控大豆开花和生长发育的分子机制提供了一定的基础.
关键词： 大豆 异丙基苹果酸脱氢酶 GmIPMDH 开花期 株高
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盐碱地花生棉花等幅间作对花生光合特性及产量效益的影响
《中国油料作物学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：为充分利用盐碱地土地及温光热资源，明确盐碱地花生/棉花等幅间作种植模式下，不同垄行位置对花生光合产物积累和光合特性的影响，提高盐碱地农业生产综合效益，在田间条件下，采用花生/棉花6∶4等幅间作周年轮作高效种植模式，研究花生带不同垄行位置对其光合产物积累、光照强度、叶绿素荧光特性等的影响及产量和效益的变化。结果表明：（1）盐碱地花生/棉花等幅间作种植模式较花生单作可显著增加花生主茎高、侧枝长、功能叶片非光化学荧光淬灭系数（NPQ），显著降低生物量、相对叶绿素含量（SPAD）、叶面积系数（LAI）、净光合速率（P_n）、蒸腾速率（T_r），产量明显降低；间作棉花果枝数、单株铃数、铃重和产量均明显提高，间作系统综合经济效益显著提高。（2）间作系统中花生带两边垄行（IP1、IP3）、单作花生和单作棉花的冠层光照强度峰值均出现在12:00，但中间垄行（IP2）花生冠层辐射强度峰值滞后到14:00，且间作花生带两边垄行冠层光照度显著低于花生单作处理。（3）间作系统中，花生花针期后垄行位置对光合效率的影响显著，中间垄行SPAD、LAI和NPQ值均显著高于两边垄行，而两边垄行间无明显差异；但P_n、气孔导度（G_s）和T_r受试点和垄行位置影响显著，其中东营市试点花生各生育期的各垄行位置间均无显著差异，而高唐县试点间作花生功能叶P_n、G_s和T_r均显著低于单作处理，且间作处理的IP2垄行显著高于IP1、IP3两边垄行。（4）两试点间作棉花和花生产量低于其单作处理，但综合效益较传统植棉收益分别提高11.94%（东营）和27.08%（高唐），间作系统土地当量比大于1.02。
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基于随机森林的作物模型光温产量潜力模拟优化方法
《湖北农业科学 》 2024 北大核心
摘要：为有效降低作物模拟所需数据量,提高计算效率,基于机器学习建立冬小麦光温产量潜力估算模型。以中国冬麦区129个农业气象站点1980—2009年光温产量潜力为研究对象,选择影响光温产量潜力模拟较大的温度、日照时数、经纬度等构建特征变量。选择生长季与月份2个时间范围,基于WheatGrow模型输入输出数据建立生长季变量的随机森林模型(RF＿GS)与月份变量的随机森林模型(RF＿Mon),最后利用均方根误差(RMSE)评价随机森林模型的性能。结果表明,随机森林模型可在保证模拟精度的前提下降低数据需求量,且RF＿GS精度优于RF＿Mon;变量重要性检验与部分依赖图分析结果表明,纬度、生长季日照时数、5月日照时数、3月最低温度对光温产量潜力模拟影响较大;若模型验证数据的范围超出训练数据的范围,利用随机森林模型无法保证建模精度。
关键词： 作物模型 WheatGrow模型 随机森林 光温产量潜力 模拟优化方法
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花生-棉花间作田蚜虫的发生及其对新烟碱类杀虫剂抗性水平评价
《农药 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：[目的]旨在明确花生-棉花间作模式下蚜虫的发生情况，评价其对吡虫啉、噻虫嗪、噻虫胺和呋虫胺这4种新烟碱类农药的抗性水平，指导该种植模式下蚜虫防控的合理用药。[方法]采用目测法对山东省临清市花生-棉花间作田中花生蚜（Aphis craccivora Koch）和棉蚜（Aphis gossypii Glover）种群进行田间调查；通过浸叶法测定花生蚜和棉蚜田间种群及室内敏感品系对4种新烟碱类杀虫剂的生物活性；通过喷雾法测定4种杀虫剂对龟纹瓢虫（Propylaea japonica Thunberg）幼虫和成虫的毒力。[结果]棉蚜的发生较花生蚜严重，棉蚜具有苗蚜期和伏蚜期2个发生高峰期，而花生蚜只有1个发生高峰期，与棉蚜的苗蚜期相近；临清花生蚜种群对吡虫啉、噻虫嗪、噻虫胺、呋虫胺的抗性倍数依次为3.89、1.58、6.55、1.46，分别处于敏感、敏感、低抗及敏感水平，而临清棉蚜种群对吡虫啉、噻虫嗪、噻虫胺、呋虫胺的抗性倍数依次为105.56、29.57、117.33、7.99，分别处于高抗、中抗、高抗和低抗水平；4种新烟碱类杀虫剂对龟纹瓢虫与花生蚜的选择毒力比大于1，都具有正向及以上的选择性；而吡虫啉和噻虫胺对龟纹瓢虫与棉蚜、噻虫嗪对龟纹瓢虫幼虫与棉蚜的选择毒力比小于1，都具有负向选择性，只有呋虫胺对龟纹瓢虫与棉蚜均具有正向选择性。[结论]对花生-棉花种植模式蚜虫防控，可在5月下旬适时使用呋虫胺，同时为减缓蚜虫对新烟碱类杀虫剂抗药性的升高，应轮换使用对天敌安全性较高的其他种类的杀虫剂。
关键词： 花生-棉花间作 花生蚜 棉蚜 龟纹瓢虫 新烟碱类杀虫剂 抗药性 选择毒力比
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不同密度单粒精播对花生开花动态及结实特性的影响
《中国油料作物学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：为探讨不同密度单粒精播对花生开花动态及结实特性的影响，以普通大花生品种花育25为材料，在行距相同的条件下设置4个处理，包括单粒播分别为株距9 cm、12 cm和15 cm，折合播种密度分别为27.8万株·hm~(–2)(S9)、20.8万株·hm~(–2) (S12)和16.7万株hm~(–2) (S15) 3个处理，和双粒播27.8万株·hm~(–2) (D18，穴距18 cm) 1个处理，研究不同密度单粒精播对花生开花习性、果针形成、荚果发育动态、结实范围及产量的影响。结果表明，与双粒播相比，不同密度单粒播均可不同程度地促进花生早开花、多开花，增加有效果针数，促进荚果发育，低密度条件下，效果最为显著；从群体指标看，20.8万株·hm~(–2)的单粒精播模式下，花生开花数、有效果针数、结果数最多，荚果体积最大，荚果饱满度高，产量水平最高。不同密度单粒精播改变了花生的结实范围和荚果空间分布，密度降低，结实范围增加，但不同处理荚果干重（95%以上）仍主要分布在半径6.0 cm以内的空间范围内，密度20.8万株·hm~(–2)（株距12.0 cm）的单粒精播条件下，结实范围与半株距接近，更有利于群体间荚果的均匀分布。
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