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Genomic insights into the genetic basis of cotton breeding in China

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Molecular Plant 2023年第4期16卷 662-677页

作者： Yiqian Li Zhanfeng Si Guoping Wang zhuolin Shi Jinwen Chen Guoan Qi Shangkun Jin Zegang Han Wenhao Gao Yue Tian Yun Mao Lei Fang Yan Hu Hong Chen xiefei zhu Tianzhen Zhang zhejiang Provincial Key Laboratory of Crop Genetic Resources the Advanced Seed InstitutePlant Precision Breeding AcademyCollege of Agriculture and BiotechnologyZhejiang UniversityHangzhouChina Xinjang Production and Construction Corps Seventh Division Agricultural Research Institute KuintunChina state Key Laboratory of Crop Genetics and Germplasm Enhancement Nanjing Agricutural UniversityNanjingChina College of Biotechnology Jiangsu University of Science and TechnologyZhenjiangChina Key Laboratory of China Northwestern Inland Region Ministry of AgricultureCotton Research InstituteXinjiang Academy of Agricultural and Reclamation ScienceShiheziChina

The excellent Upland cotton(Gossypium hirsutum)cultivars developed since 1949 have made a huge contribution to cotton production in China,the world's largest producer and consumer of cotton.However,the genetic and genomic basis for the improvements of these cotton cultivars remains largely unclear.In this study,we selected 16 Upland cotton cultivars with important historical status in Chinese cotton breeding and constructed a multiparent,advanced generation,intercross(MAGiC)population comprising 920 recombinant inbred lines.A genome-wide association study using the MAGIC population identified 54 genomic loci associated with lint yield and fiber quality.Of them,25(46.30%)pleiotropic genomic loci cause simultaneous changes of lint yield and/or fiber quality traits,revealing complex trade-offs and linkage drags in Upland cotton agronomic traits.Deep sequencing data of 11 introduced ancestor cultivars and publicly available resequencing datasets of 839 cultivars developed in China during the past 70 years were integrated to explore the historical distribution and origin of the elite or selected alleles.Interestingly,85%oftheseelitealleles were selectedandfixed fromdifferent Americanancestors,consistentwithcotton breeding practices in China.However,seven elite alleles of native origin that are responsible for Fusarium wilt resistance,early maturing,good-quality fiber,and other characteristics were not found in American an-cestors but have greatly contributed to Chinese cotton breeding and wide cultivation.Taken together,these results provide a genetic basis for further improving cotton cultivars and reveal that the genetic composition of Chinese cotton cultivars is narrow and mainly derived from early introduced American varieties.

关键词： cotton MAGiC population GWAS whole-genome sequencing pleiotropic loci breeding history

Variation induced by DNA rearrangement in a transgenic Bt+CpTI cotton strain

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Chinese Science Bulletin 2001年第7期46卷 559-562页

作者： Wangzhen Guo Tianzhen Zhang xiefei zhu Xiaoling Yuan Key Laboratory of Crop Germplasm and Breeding Ministry of Agriculture Department of Agronomy Nanjing Agriculture University Nanjing China

In the development, of transgenic Bt + CpTI cotton cultivars, one male and female sterile mutant has been found in a homozygous T4 strain in our laboratory. The mutant plant, as well as its leaves, buds and flowers, is only 1/2-1/3 as large as that of the wild transgenic Bt + CpTI bivalant cotton plants. Cytological observation found that the chromosome number of the mutant is 2n=52; however, there are 4-8 univalents observed in meiosis I of pollen mother cells. Laboratory bioassay indicated that the mutant was highly resistant to bollworm as the wild plants. PCRamplification revealed that Bt and CpTl genes in the mutant were still intactly inserted. However, small deletion of flanked area had been observed in the mutant by Southern blotting analysis. So it is proposed that the mutant pheno-type might result from either the DNA deletion or T-DNA transferring in plant genome. No such report has been presented that the rearrangement of chromosome structure in a homozygous transgenic line occurred.

关键词： transgenic insect-resistant cotton mutant variation DNA rearrangement.

催化共水热处理辅助增强餐厨垃圾消化剩余物的能源潜力:水热炭的热解和燃烧性能

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中国科学技术大学学报 2022年第7期52卷 20-28,69页

作者：朱谢飞罗泽军中国科学技术大学热科学和能源工程系安徽合肥230027

催化水热处理被认为是含碳废弃物最具前景的能源回收技术之一,有助于实现废弃物能源化和资源化利用。本研究使用碱性催化剂K_(2)CO_(3)和Na_(2)CO_(3)辅助共水热处理从餐厨垃圾消化剩余物和木质废弃物中制备水热炭。基于水热炭的工业分... 详细信息

催化水热处理被认为是含碳废弃物最具前景的能源回收技术之一,有助于实现废弃物能源化和资源化利用。本研究使用碱性催化剂K_(2)CO_(3)和Na_(2)CO_(3)辅助共水热处理从餐厨垃圾消化剩余物和木质废弃物中制备水热炭。基于水热炭的工业分析、元素分布、热值、表面官能团和形貌分析等理化性质,分别采用TG-FTIR-MS和TG-DSC进一步研究了水热炭的热解气态产物和燃烧性能。此外,研究了水热炭的燃烧动力学和热力学。结果表明Na_(2)CO_(3)辅助制备的水热炭(HC-Na)具有更高的热值(26.85 MJ·kg^(−1))和钙成分,而K_(2)CO_(3)辅助制备的水热炭(HC-K)具有更丰富的官能团和碳含量。水热炭的热解气态产物富含碳氢化合物。HC-K表现出更好的综合燃烧性能,通过Flynn-Wall-Ozawa和Kissinger-Akahira-Sunose方法其活化能分别为79.32和67.91 kJ·mol^(−1)。这些结果为通过催化共水热处理提高含碳固体废弃物的综合利用提供支持。

关键词：水热炭催化剂理化性质气态产物动力学

Inheritance of resistance to Helicoverpa armigera of 3 kinds of transgenic Bt strains available in upland cotton in China

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Chinese Science Bulletin 2000年第4期45卷 363-367页

作者： TANG Canming SUN Jing zhu xiefei GUO Wangzhen ZHANG Tianzhen SHEN Jinliang GAO Congfen ZHOU Weijun CHEN Zhixian GUO Sandui Key Laboratory of Crop Germplasm and Breeding Ministry of Agriculture Department of Agronomy Nanjing Agricultural UniversityNanjing 210095China Department of Plant Protection Nanjing Agricultural UniversityNanjing 210095China Cotton Research Institute Shanxi Academy of Agricultural SciencesYuncheng 044000China Biotechnology Research Centre Chinese Academy of Agricultural SciencesBeijing 100081China

There are 3 kinds of transgenic Bt strains, Shanxi 94-24, Zhongxin 94, and R19, in upland cotton in China. Their transgenic Bt insect-resistance cultivars or hybrids have been developed and grown by farmers. Genetic studies indicate that the resistance of the 3 transgenic Bt cotton strains to Helicoverpa armigera is controlled by one pair of non-allelic dominant genes. Linkage relationship between the resistant genes of R19 and Shanxi 94-24 transgenic Bt strains shows that they may be inserted in the same chromosome. FT hybrids crossed among the 3 strains show that high levels of protection from feeding damage are the same as that of their parents. Therefore, there is no co-suppression phenomenon in many transgenic plants. The results presented here afford a fundamental reliance in developing transgenic Bt insect-resistant cultivars and exploiting the heterosis of hybrids in upland cotton.

关键词： upland cotton transgenic Bt plant inheritance insect-resistance Helicoverpa armigera.

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两类杂交棉制种效益分析及操作技术探讨

作物杂志 2009年第4期 111-113页

作者：朱协飞南京农业大学作物遗传与种质创新国家重点实验室江苏南京210095

对两种不同类型的杂交棉南农6号(利用核雄性不育系制种)、南农8号(利用人工去雄制种)进行制种,分析其成本、收益。结果表明,南农8号的制种产量(毛籽)要比南农6号高31.4%,但其制种用工几乎是南农6号的3倍,南农8号的制种毛利润反而比南农... 详细信息

对两种不同类型的杂交棉南农6号(利用核雄性不育系制种)、南农8号(利用人工去雄制种)进行制种,分析其成本、收益。结果表明,南农8号的制种产量(毛籽)要比南农6号高31.4%,但其制种用工几乎是南农6号的3倍,南农8号的制种毛利润反而比南农6号低28.7%左右。在目前劳动力价格较高且日益紧张的形势下,利用核雄性不育系制种显然要优于利用人工去雄制种。通过制种实践,对人工去雄制种提出了小瓶授粉,去雄时间推迟;对利用核雄性不育系制种提出播期提前,苗床搬钵,尽早去杂的观点。

关键词：核雄性不育人工去雄杂交棉制种

棉花复合杂交育成亲本主要产量性状的杂种优势及配合力分析

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种子 2017年第10期36卷 69-72页

作者：朱协飞南京农业大学棉花研究所/作物遗传与种质创新国家重点实验室江苏南京210095

为测定利用复合杂交育成的5个亲本的育种应用潜力,将5个亲本与4个推广品种采用不完全双列杂交设计配制20个组合,对组合的产量及相关性状的杂种优势进行分析,并对5个亲本的产量及相关性状进行配合力分析。结果:铃数对产量的贡献最大;A 1... 详细信息

为测定利用复合杂交育成的5个亲本的育种应用潜力,将5个亲本与4个推广品种采用不完全双列杂交设计配制20个组合,对组合的产量及相关性状的杂种优势进行分析,并对5个亲本的产量及相关性状进行配合力分析。结果:铃数对产量的贡献最大;A 1亲本在铃数,A 2亲本在衣分,A 3亲本在铃重,A 5亲本在铃重、衣分性状上一般配合力(GCA)为正,A 5亲本是一个较理想的亲本;具有较高特殊配合力效应(SCA)的组合有A 5×B 3、A 2×B 2、A 3×B 1。结论:利用复合杂交培育高配合力亲本是可行的;但不同来源的亲本在同一性状,同一亲本的不同性状间一般配合力(GCA)是不同的;同一性状的不同组合间,同一组合的不同性状间特殊配合力(SCA)效应也都存在大小或方向上的差异。

关键词：配合力产量中亲优势超亲优势

冬春两湖盆地地区大气气溶胶污染的年代际变化特征及其与东亚经向风南北反相位的联系

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大气科学 2024年第2期48卷 773-788页

作者：姜玉洁张玲朱寿鹏白永清智协飞南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室/气候与环境变化国际合作联合实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心南京210044 南京气象科技创新研究院中国气象局交通气象重点开放实验室南京210041 中国气象局武汉暴雨研究所暴雨监测预警湖北省重点实验室武汉430205

基于MERRA-2及ERA5逐月再分析资料,本文采用EOF分析、线性回归和合成分析等方法,分析了1980~2020年长江流域中游两湖盆地地区气溶胶光学厚度(AOD)的年代际变化特征及东亚经向风南北反位相模态对其的影响。结果表明,在年代际尺度上两湖... 详细信息

基于MERRA-2及ERA5逐月再分析资料,本文采用EOF分析、线性回归和合成分析等方法,分析了1980~2020年长江流域中游两湖盆地地区气溶胶光学厚度(AOD)的年代际变化特征及东亚经向风南北反位相模态对其的影响。结果表明,在年代际尺度上两湖盆地地区AOD呈现非线性的变化趋势,20世纪80、90年代处于低值,21世纪初AOD持续升高,2010年后开始下降。空间场上表现为全区一致的变化特征,高值区主要位于两湖盆地中部,以洞庭湖为中心呈南北纵向分布。进一步对两湖盆地AOD年代际变化与大气环流异常关系的分析表明,在东亚经向风南北反相模的影响下,偏北风输送是影响两湖盆地AOD年代际变化的主要气象原因。在年代际尺度上,当西伯利亚高压的强度、面积增大,东亚大槽西移,西北太平洋副热带高压脊线南移时,东亚经向风南北反相模趋于正相位(即长江以北有异常偏南风、长江以南有异常偏北风)。此时,两湖盆地位于气旋性环流异常的底部,在异常的偏北风的作用下,西北地区的气溶胶向两湖盆地输送加强。且两湖盆地处于两个异常气旋性环流的中间,气压梯度小,风速偏弱,使得两湖盆地气溶胶输入大于输出,促进21世纪初AOD年代际升高。

关键词： AOD (aerosol optical depth) 年代际两湖盆地冬春经向风南北反相模

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棉花导入系耐盐性鉴定及耐盐基因QTL定位

棉花学报 2019年第1期31卷 23-30页

作者：朱协飞司占峰南京农业大学作物遗传与种质创新国家重点实验室南京210095

【目的】筛选棉花耐盐、抗盐种质。【方法】以148份陆地棉背景的海岛棉染色体片断导入系为研究对象,利用苗期植株相对生长量进行耐盐性鉴定。【结果】148个导入系材料的平均盐害系数为61.22%,耐盐性差异较大;以2个亲本的盐害系数为界线... 详细信息

【目的】筛选棉花耐盐、抗盐种质。【方法】以148份陆地棉背景的海岛棉染色体片断导入系为研究对象,利用苗期植株相对生长量进行耐盐性鉴定。【结果】148个导入系材料的平均盐害系数为61.22%,耐盐性差异较大;以2个亲本的盐害系数为界线,将盐害系数分成3组,盐害系数0~29.35%的占23.65%,29.35%~71.70%的占39.19%,71.70%~100%的占37.16%。【结论】通过对耐盐性状的QTL(Quantitative trait locus)定位,检测到了23个耐盐相关的QTL,其中12个耐盐QTL分布在A05、A12、D05和D11染色体上,说明从陆地棉背景的海岛棉染色体片段导入系中进行耐盐材料筛选是可行的,对特定染色体的筛选会具有更高的效率。

关键词：棉花染色体片段导入系耐盐性 QTL定位

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核桃壳热解分级冷凝产物分布特性研究

太阳能学报 2021年第1期42卷 365-370页

作者：张一鸣马善为朱谢飞朱锡锋中国科学技术大学工程科学学院合肥230026

为研究热解温度、载气流量和冷凝温度对核桃壳热解产物分布的影响,在实验室研制的生物质热解与分级冷凝装置上对核桃壳热解进行实验研究,结果表明:液体产物收率随着热解温度的升高而增加,但增加速率逐步降低;载气流量对液体产物总收率... 详细信息

为研究热解温度、载气流量和冷凝温度对核桃壳热解产物分布的影响,在实验室研制的生物质热解与分级冷凝装置上对核桃壳热解进行实验研究,结果表明:液体产物收率随着热解温度的升高而增加,但增加速率逐步降低;载气流量对液体产物总收率及各级液体产物收率影响较小;冷凝温度对液体产物总收率影响较小,但对各级生物油的收率影响较大。GC/MS分析表明:热解温度为450~500℃时,酚类物质含量达到最大值;随着二级冷凝器温度的升高,二级生物油中酚类物质富集程度逐渐提高,酸类物质的富集程度逐渐降低,二级生物油的收率逐渐下降。

关键词：生物质热解生物油分级冷凝产物分布