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Natural variation in MORE GRAINS 1 regulates grain number and grain weight in rice

Journal of Integrative Plant Biology 2024年第7期66卷 1440-1458页

作者： Yingchun Han Qianfeng Hu Nuo Gong Huimin Yan Najeeb Ullah Khan Yanxiu Du Hongzheng Sun Quanzhi Zhao Wanxi Peng Zichao li Zhanying Zhang junzhou li Henan Key Laboratory of Rice Molecular Breeding and High Efﬁciency Production College of AgronomyHenan Agricultural UniversityZhengzhou 450046China Beijing Key Laboratory of Crop Genetic Improvement College of Agronomy and BiotechnologyChina Agricultural UniversityBeijing 100193China Rice Industrial Technology Research Institute Guizhou UniversityGuiyang 550025China School of Forestry Henan Agricultural UniversityZhengzhou 450046China

Grain yield is determined mainly by grain number and grain *** this study,we identified and characterized MORE GRAINS1(MOG1),a gene associated with grain number and grain weight in rice(Oryza sativa L.),through map-based *** of MOG1 increased grain yield by 18.6%-22.3%under field *** determined that MOG1,a bHLH transcription factor,interacts with OsbHLH107 and directly activates the expression of LONELY GUY(LOG),which encodes a cytokinin-activating enzyme and the cell expansion gene EXPANSIN-liKE1(EXPLA1),positively regulating grain number per panicle and grain *** variations in the promoter and coding regions of MOG1 between Hap-LNW and Hap-HNW alleles resulted in changes in MOG1 expression level and transcriptional activation,leading to functional *** analysis revealed that Hap-HNW,which results in a greater number and heavier grains,has undergone strong selection but has been poorly utilized in modern lowland rice *** summary,the MOG1-OsbHLH107 complex activates LOG and EXPLA1 expression to promote cell expansion and division of young panicles through the cytokinin pathway,thereby increasing grain number and grain *** findings suggest that Hap-HNW could be used in strategies to breed high-yielding temperate japonica lowland rice.

关键词： grain number grain weight MOG1 natural variation rice

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新创制豫南黑香糯米的营养特性分析

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食品研究与开发 2024年第8期45卷 45-52页

作者：李春英刘慧鸽乔云柯曲姗姗李俊周李瑜河南农业大学食品科技学院河南郑州450002 农业农村部大众粮食加工重点实验室河南郑州450002 郑州市蔬菜加工贮藏与安全控制重点实验室河南郑州450002 河南省水稻生物学重点实验室河南郑州450002 河南农业大学农学院河南郑州450002

以培育新品系及加工为目的,对4份诱变创制的豫南黑香糯米的淀粉、花青素和矿物质进行测定。结果表明,创制的不同品种的黑香糯米淀粉含量、花青素以及矿物质含量均有明显的差异。通过电子显微镜扫描观察发现,黑香糯米的淀粉颗粒结构与‘... 详细信息

以培育新品系及加工为目的,对4份诱变创制的豫南黑香糯米的淀粉、花青素和矿物质进行测定。结果表明,创制的不同品种的黑香糯米淀粉含量、花青素以及矿物质含量均有明显的差异。通过电子显微镜扫描观察发现,黑香糯米的淀粉颗粒结构与‘NIP’相比并没有显著性差异,但黑香糯米中淀粉含量(36.5%~50.2%)、提取率(52.8%~60.7%)、提取纯度(70.0%~80.0%)均低于‘NIP’(64.7%、71.2%和90.0%以上)。在淀粉的组成上,黑香糯米‘LN48⁃2’和‘LN48⁃3’品系与‘NIP’相近,直链淀粉占14%~16%,支链淀粉占84%~86%,而‘LN54’和‘LN55’品系与‘LN56 CK’品种相似,淀粉中支链淀粉约占100%。通过超高效液相色谱分析,‘LN48⁃3’中花青素含量最高,为109.29 mg/100 g,‘LN48⁃2’中花青素含量最低,为84.39 mg/100 g,但其花青素组成相同,均由矢车菊素⁃3⁃O⁃葡萄糖苷和芍药素⁃3⁃O⁃葡萄糖苷组成。采用等离子质谱仪分析黑香糯米中矿物质含量,‘LN48⁃2’品系的钙元素和锌元素含量最高,分别为1370.8 mg/kg和60.3 mg/kg,其次是‘LN54’,分别为956.3 mg/kg和55.2 mg/kg;新创制5个品系的铁元素含量变幅范围为57.0~82.3 mg/kg,高于对照黑香糯米‘LN56 CK’。

关键词：支链淀粉花青素矿质元素新品系豫南黑香糯米

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不同播期温光条件对籼稻产量和品质的影响

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河南农业科学 2024年第2期53卷 17-27页

作者：樊一凡张艳艳王艺媚李俊周杜彦修孙红正彭廷赵全志张静河南农业大学农学院/河南省水稻生物学重点实验室/水稻河南省工程实验室河南郑州450046 贵州大学农学院贵州贵阳550025

为明确豫南稻区籼稻高产优质的温光条件,采用大田试验,以3个籼稻品种(兆优5431、中浙优8号和Y两优900)为试验材料,连续2 a研究不同播期[4月15日(T1)、4月30日(T2)、5月15日(T3)、5月30日(T4)和6月14日(T5)]下籼稻抽穗至成熟的积温、累... 详细信息

为明确豫南稻区籼稻高产优质的温光条件,采用大田试验,以3个籼稻品种(兆优5431、中浙优8号和Y两优900)为试验材料,连续2 a研究不同播期[4月15日(T1)、4月30日(T2)、5月15日(T3)、5月30日(T4)和6月14日(T5)]下籼稻抽穗至成熟的积温、累积光照时间、累积光照强度和产量及稻米加工品质、外观品质、营养品质、蒸煮品质,并进行不同播期下温光因子对籼稻稻米品质影响的冗余分析(RDA),通过温光因子的解释率找出影响豫南稻区稻米品质的关键环境因子。结果表明,随着播期的推迟,3个籼稻品种的产量、加工品质和营养品质均呈现先上升后下降的趋势,2 a均表现为T2处理产量最高,加工品质、外观品质和蒸煮品质较好,T5处理产量和品质表现最差。其中,2019年T2处理产量较T5处理提高129.4%,整精米率提高32.1%,垩白度、垩白粒率分别降低69.8%、69.9%,直链淀粉含量降低13.7%;2020年T2处理产量较T5处理提高271.0%,整精米率提高83.9%,垩白度、垩白粒率分别降低85.2%、77.6%,直链淀粉含量降低19.2%。稻米蛋白质含量则是T3处理最高,2019年和2020年T3处理较T5处理分别提高13.6%和20.0%。T2与T3处理间各品质指标差异均不显著。2 a产量均以T2处理下Y两优900最高,且其品质较好。3个品种抽穗到成熟阶段的积温、累积光照时间、累积光照强度均随着播期的推迟呈下降趋势,其中Y两优900的积温和累积光照时间下降幅度最大,兆优5431和中浙优8号下降幅度相当。RDA和解释率分析发现,水稻抽穗至成熟阶段的温光因子是造成稻米品质差异的主要环境因素,抽穗后10~20 d的累积光照时间是影响稻米品质的最主要生态因子。综上,豫南稻区籼稻以4月30日播种产量最高,且品质较好。

关键词：水稻播期温光条件产量品质

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播期和施氮量对中籼杂交稻群体质量、产量及氮素吸收利用的影响

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河南农业科学 2024年第4期53卷 37-46页

作者：张永泽王瑞刚王艺媚王梓豪李俊周杜彦修孙红正彭廷赵全志张静河南农业大学农学院/河南省水稻生物学重点实验室/水稻河南省工程实验室河南郑州450046 贵州大学农学院贵州贵阳550025

以中籼杂交稻Y两优900为试验材料,研究播期[4月15日(D1)、4月30日(D2)、5月15日(D3)、5月30日(D4)、6月14日(D5)]和施氮量[0 kg/hm^(2)(N0)、150 kg/hm^(2)(N150)和300 kg/hm^(2)(N300)]对中籼杂交稻群体质量、产量和氮素吸收利用的影响,以期探寻豫南稻区最适播期和施氮量。结果表明,播期和施氮量对中籼杂交稻产量的影响均达到显著水平,产量随播期推迟先升高后降低,以D2播期最高,D5播期最低,D2播期产量较D5播期提高126.42%。D2播期产量随着施氮量的增加而升高。整体来看,D2N300处理产量最高,其次是D1N300、D2N150处理。总叶面积指数和高效叶面积指数均随播期推迟先升高后降低,总叶面积指数和低效叶面积指数均随着施氮量的增加而增加。整体来看,总叶面积指数以D3N300处理最高,其次是D4N300、D2N300处理;高效叶面积指数以D3N300处理最高,其次是D4N300、D1N300处理;低效叶面积指数以D2N300处理最高,其次是D4N300、D3N300处理。粒数叶比和粒质量叶比均随着播期的推迟而降低,且随着施氮量的增加而降低。整体来看,粒数叶比以D1N0处理最高,其次是D2N0、D3N0处理;粒质量叶比以D1N0处理最高,其次是D3N0、D2N0处理。D1、D2、D3播期抽穗期和成熟期茎叶氮含量分别较D5播期增加12.81%、14.77%、13.02%和10.64%、25.08%、30.40%,且各个播期抽穗期和成熟期茎叶氮含量均随着施氮量增加而增加。抽穗期和成熟期穗氮含量表现为D1、D2播期显著高于D3、D4、D5播期,且各个播期N150、N300处理穗氮含量总体上均高于N0处理。氮素籽粒生产效率随着播期推迟先升高后下降,N150和N300处理均以D2播期最高,D5播期最低,且N150处理氮素籽粒生产效率明显高于N300处理。综上,播期和施氮量通过调节叶面积、粒叶比、植株氮含量和氮素籽粒生产效率影响产量,中籼杂交稻Y两优900在豫南地区丰产高效的适宜播种期是4月30日(D2),适宜施氮量为150~300 kg/hm^(2)。

关键词：中籼杂交稻播期施氮量群体质量产量氮素吸收利用

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Root and shoot traits responses to phosphorus deficiency and QTL analysis at seedling stage using introgression lines of rice

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Journal of Genetics and Genomics 2009年第3期36卷 173-183页

作者： junzhou li Yan Xie Anyong Dai lifeng liu Zichao li Key Laboratory of Crop Genomics and Genetic Improvement of Ministry of Agriculture and Beijing Key Laboratory of Crop Genetic Improvement China Agricultural University Beijing 100193 China

Phosphorous （P） deficiency is a major restraint factor for crop production and plants have developed several mechanisms to adapt to low P stress. In this study, a set of 271 introgression lines （ILs） were used to characterize the responses of seedlings to low P availability and to identify QTLs for root traits, biomass, and plant height under P-deficiency and P-sufficiency conditions. Plant height, total dry weight, shoot dry weight, and root number were inhibited under P-deficiency, whereas maximum root length （MRL） and root-shoot ratio （RS） were induced by P-deficiency stress. Relative MRL （RMRL, the ratio of MRL under P-deficiency to MRL under P-sufficiency con- dition） and relative RS （RRS） were used to evaluate P-deficiency tolerance at the seedling stage. A total of 24 additive QTLs and 29 pairs of epistatic QTLs were detected, but only qRN4 was detected in both conditions. This suggested that different mechanisms may exist in both P supply levels. QTLs for adaptive traits （RMRL, RRS, RRV, and RRDW） and qRN4 consistently expressed to increase trait stability may contribute to P-deficiency tolerance. Twelve intervals were cluster regions of QTLs for P-deficiency tolerance, and one QTL （qRRSS） showed pleiotropic effects on P-deficiency tolerance and drought tolerance. These interesting QTLs can be used in marker-assisted breeding through the target ILs.

关键词： introgression lines phosphorous deficiency tolerance QTL mapping rice root traits

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Development of upland rice introgression lines and identification of QTLs for basal root thickness under different water regimes

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Journal of Genetics and Genomics 2011年第11期38卷 547-556页

作者： junzhou li Deping Wang Yan Xie Hongliang Zhang Guanglong Hu Jinjie li Anyong Dai lifeng liu Zichao li Key Laboratory of Crop Heterosis and Utilization （MOE） and Beijing Key Laboratory of Crop Genetic Improvement China Agricultural University Beijing 100193 China College of Agriculture Henan Agricultural University Zhengzhou 450002China China National Centre for Biotechnology Development Beijing 100039 China

Introgression lines （ILs） are valuable materials for identifying quantitative trait loci （QTLs）, evaluating genetic interactions, and marker assisted breeding. A set of 430 ILs （BC5F3） containing segments from upland tropical japonica cultivar IRAT109 in a lowland temperate japonica cultivar Yuefu background were developed. One hundred and seventy-six polymorphic markers were used to identify introgressed segments. No segment from IRAT109 was found in 160 lines. Introgressed segments of the other 270 lines covered 99.1% of the donor genome. The mean number of introgressed donor segments per individual was 3.3 with an average length of 14.4 cM. QTL analysis was conducted on basal root thickness （BRT） of the 270 ILs grown under irrigated lowland, upland and hydroponic conditions. A total of 22 QTLs affecting BRT were identified, six QTLs （qBRT3.1, qBRT3.2, qBRT6.1, qBRTS.2, qBRT9.1, and qBRT9.2） were consistently expressed under at least two environments （location and water regime）, and qBRT7.2 was a new BRT QTL identified under lowland conditions. IL255 containing qBRT9.1 showed an increase of 10.09% and 7.07% BRT over cultivar Yuefu when grown under upland and lowland conditions, respectively. Using a population of 304 F2：3 lines derived from the cross IL255 Yuefu, qBRT9.1 was validated and mapped to a 1.2 cM interval between RM24271 and RM566. The presence of qBRT9.1 explained 12% of BRT variation. The results provide upland rice ILs and BRT QTLs for analyzing the genetic basis of drought resistance, detecting favorable genes from upland rice, and rice drought resistance breeding.

关键词： Upland rice Quantitative trait loci Introgression lines Basal root thickness

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考虑动态功率区间和制氢效率的电转氢(P2H)设备容量配置优化

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电工技术学报 2023年第18期38卷 4864-4874,4920页

作者：李军舟赵晋斌陈逸文毛玲屈克庆上海电力大学电气工程学院上海200090

考虑大规模风电固有的间歇性、波动性影响,采用电转氢技术将弃风电量转化为可存储再利用的清洁氢能,助力碳达峰与碳中和战略目标。该文选用碱性电解槽作为电转氢设备,研究其制氢效率曲线,构建运行区间规划与经济性规划相结合的优化配置... 详细信息

考虑大规模风电固有的间歇性、波动性影响,采用电转氢技术将弃风电量转化为可存储再利用的清洁氢能,助力碳达峰与碳中和战略目标。该文选用碱性电解槽作为电转氢设备,研究其制氢效率曲线,构建运行区间规划与经济性规划相结合的优化配置模型。首先分析电解槽平滑跟踪动态功率的区间范围,对设备充当电负荷的运行能力进行限制。然后在此基础上,以设备全生命周期成本与电氢市场交易成本整体最小为目标,对设备容量进行经济性优化。最后采用混沌粒子群优化算法求解模型。算例结果表明,在保障设备产氢质量同时,可有效提升系统运行可靠性并降低投资成本和弃风率。研究成果实现电转氢设备作为灵活负载跟踪可再生能源的功率波动。

关键词：电转氢动态功率区间制氢效率混沌粒子群优化算法容量配置

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具有动态调节特性的光伏制氢双阵列直接耦合系统优化策略

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电网技术 2022年第5期46卷 1712-1720页

作者：李军舟赵晋斌曾志伟毛玲屈克庆上海电力大学电气工程学院上海市杨浦区200090

氢能是目前国内外研究的热点与前沿,利用太阳能发电进行电解水制氢,对实现碳达峰与碳中和具有重要意义。针对光伏制氢直接耦合系统灵活性低,不能大规模应用等问题,该文提出一种双阵列系统下的动态调节优化策略。基于光伏-电解槽双阵列... 详细信息

氢能是目前国内外研究的热点与前沿,利用太阳能发电进行电解水制氢,对实现碳达峰与碳中和具有重要意义。针对光伏制氢直接耦合系统灵活性低,不能大规模应用等问题,该文提出一种双阵列系统下的动态调节优化策略。基于光伏-电解槽双阵列复杂模型,深入分析电解水装置自身工作特性,并利用最小二乘法对光伏最大功率曲线进行分段线性化处理。从光伏阵列以及电解槽阵列的I-U特性曲线匹配角度揭示直接耦合系统工作点的运行机理。仿真结果验证了所提策略的有效性,分析结果表明在保障高效率消纳光伏能量的同时,增加了系统的灵活性和产氢速率,对光伏电解水制氢技术的研究和氢能产业发展提供参考。

关键词：光伏制氢质子交换膜电解槽阵列最小二乘法产氢速率

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Fine mapping of the awn gene on chromosome 4 in rice by association and linkage analyses

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Chinese Science Bulletin 2011年第9期56卷 835-839页

作者： HU GuangLong ZHANG Dongling PAN HuiQiao li Ben WU JianTao ZHOU XueYa ZHANG QunYuan ZHOU Lei YAO GuoXin li junzhou li JinJie ZHANG Hongliang li ZiChao Key Laboratory of Crop Genomics and Genetic Improvement of Ministry ofAgriculture Beijing Key Laboratory of Crop Genetic Improvement College of Agronomy and Biotechnology China Agricultural University Beijing 100193 China Key Laboratory of Btomformattcs and Bioinformatics Division of Ministry of Education Tsinghua National Laboratory for Information Sciences and Technology Department of Automation Tsinghua University Beijing 100084 China Division of Statistical Genomics Washington University School of Medicine St Louis MO USA

Awnness is a key trait in rice domestication, yet no studies have been conducted on fine mapping or association mapping of the rice awn gene. In this study, we investigated the awnness and genotype of a core collection of 303 cultivated rice varieties and a BC5F2 segregating population of 200 individuals. Combining association and linkage analyses, we mapped the awnness related genes to chromosome 4. Primary association analysis using 24 SSR markers revealed five loci significantly associated with awnness on chromosome 4. The associated markers cover previously identified regions. Fine association mapping was conducted using another 29 markers within a 4-Mb region, covering the associated marker in34, which is close to the awn gene Awn4.1. Seven associated markers were revealed, distributed over an 870-kb region. Combining the fine association mapping and linkage analysis of awnness in the 200 BC5F2 segregating population, we finally identified a 330-kb region as the candidate region for Awn4.1. The results indicate that combining association mapping and linkage mapping provides an efficient and precise approach to both genome-wide mapping and fine mapping of rice genes.

关键词： 4号染色体水稻品种连锁分析精细定位基因图谱协会 SSR标记分离群体

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基于ESN神经网络的光通信网络安全态势辨识研究

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激光杂志 2023年第5期44卷 91-95页

作者：李俊州高春艳开封大学河南开封462000

光通信网络在传输信息时,很容易被非法攻击,发生信息窃取、篡改和删除等泄露行为。针对上述问题,为保证光通信网络安全,提出一种基于ESN神经网络的光通信网络安全态势辨识方法。该方法采用NetFlow技术设计采集器,采集NetFlow流量数据,... 详细信息

光通信网络在传输信息时,很容易被非法攻击,发生信息窃取、篡改和删除等泄露行为。针对上述问题,为保证光通信网络安全,提出一种基于ESN神经网络的光通信网络安全态势辨识方法。该方法采用NetFlow技术设计采集器,采集NetFlow流量数据,并实施离散化处理。将NetFlow流量数据转换为流量灰度图像,并借助灰度共生矩阵提取图像特征,包括像素灰度分布的均匀程度、图像包含的信息量、图像的视觉清晰度、灰度共生矩阵元素排列的相似程度、图像局部灰度均匀性,作为NetFlow流量数据的特征。以5项特征为输入,利用ESN神经网络构建辨识模型,得出光通信网络安全态势类型。结果表明:与基于卷积神经网络的识别方法、基于贝叶斯的识别方法以及基于随机配置网络的识别方法相比,所研究方法应用下的杰卡德系数更高,说明该方法辨识准确性更高。

关键词： ESN神经网络光通信网络 NetFlow流量数据特征提取安全态势辨识模型

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