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Dynamics and genetic regulation of macronutrient concentrations during grain development in maize

Journal of Integrative Agriculture 2024年第3期23卷 781-794页

作者： Pengcheng Li Shuangyi Yin Yunyun Wang Tianze Zhu Xinjie Zhu minggang ji Wenye Rui Houmiao Wang Chenwu Xu Zefeng Yang jiangsu Key Laboratory of Crop Genetics and Physiology/Key Laboratory of Plant Functional Genomics Ministry of Education/Jiangsu Key Laboratory of Crop Genomics and Molecular Breeding/Agricultural CollegeYangzhou UniversityYangzhou 225009China jiangsu Co-lnnovation Center for Modern Production Technology of Grain Crops Yangzhou UniversityYangzhou 225009China

Nitrogen(N), phosphorus(P), and potassium(K) are essential macronutrients that are crucial not only for maize growth and development, but also for crop yield and quality. The genetic basis of macronutrient dynamics and accumulation during grain filling in maize remains largely unknown. In this study, we evaluated grain N, P, and K concentrations in 206 recombinant inbred lines generated from a cross of DH1M and T877 at six time points after pollination. We then calculated conditional phenotypic values at different time intervals to explore the dynamic characteristics of the N, P, and K concentrations. Abundant phenotypic variations were observed in the concentrations and net changes of these nutrients. Unconditional quantitative trait locus(QTL) mapping revealed 41 non-redundant QTLs, including 17, 16, and 14 for the N, P, and K concentrations, respectively. Conditional QTL mapping uncovered 39 non-redundant QTLs related to net changes in the N, P, and K concentrations. By combining QTL, gene expression, co-expression analysis, and comparative genomic data, we identified 44, 36, and 44 candidate genes for the N, P, and K concentrations, respectively, including GRMZM2G371058 encoding a Doftype zinc finger DNA-binding family protein, which was associated with the N concentration, and GRMZM2G113967encoding a CBL-interacting protein kinase, which was related to the K concentration. The results deepen our understanding of the genetic factors controlling N, P, and K accumulation during maize grain development and provide valuable genes for the genetic improvement of nutrient concentrations in maize.

关键词： maize nutrient concentration unconditional QTL mapping conditional QTL mapping dynamic trait

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Combining QTL Mapping and Multi-Omics Identify Candidate Genes for Nutritional Quality Traits during Grain Filling Stage in Maize

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Phyton-International Journal of Experimental Botany 2024年第7期93卷 1441-1453页

作者： Pengcheng Li Tianze Zhu Yunyun Wang Shuangyi Yin Xinjie Zhu minggang ji Wenye Rui Houmiao Wang Zefeng Yang Chenwu Xu jiangsu Key Laboratory of Crop Genetics and Physiology Key Laboratory of Plant Functional Genomics of the Ministry of EducationJiangsu Key Laboratory of Crop Genomics and Molecular BreedingAgricultural College of Yangzhou UniversityYangzhou225009China jiangsu Co-Innovation Center for Modern Production Technology of Grain Crops Yangzhou UniversityYangzhou225009China

The nutritional composition and overall quality of maize kernels are largely determined by the key chemical com-ponents:protein,oil,and ***,the genetic basis underlying these nutritional quality traits during grainﬁlling remains poorly *** this study,the concentrations of protein,oil,and starch were studied in 204 recombinant inbred lines resulting from a cross between DH1M and T877 at four different stages *** the traits exhibited considerable phenotypic *** the grain-ﬁlling stage,the levels of protein and starch content generally increased,whereas oil content decreased,with signiﬁcant changes observed between 30 and 40 days after *** trait locus(QTL)mapping was conducted and a total of 32 QTLs,comprising 14,12,and 6 QTLs for grain protein,oil,and starch content were detected,*** QTLs were consistently detectable across different time *** integrating QTL analysis,glo-bal gene expression proﬁling,and comparative genomics,we identiﬁed 157,86,and 54 differentially expressed genes harboring nonsynonymous substitutions between the parental lines for grain protein,oil,and starch con-tent,*** gene function annotation prioritized 15 candidate genes potentially involved in reg-ulating grain quality traits,including those encoding transcription factors(NAC,MADS-box,bZIP,and MYB),cell wall invertase,cellulose-synthase-like protein,cell division cycle protein,trehalase,auxin-responsive factor,and phloem protein *** study offers signiﬁcant insights into the genetic architecture of maize kernel nutritional quality and identiﬁes promising QTLs and candidate genes,which are crucial for the genetic enhance-ment of these traits in maize breeding programs.

关键词： Maize protein oil starch QTL mapping candidate genes

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氢气在颗粒床内流动不稳定性分析

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工程热物理学报 2024年第4期45卷 1156-1161页

作者：吉宇毛晨瑞孙俊郎明刚石磊清华大学核能与新能源技术研究院先进反应堆工程与安全教育部重点实验室北京100084

基于颗粒床反应堆的核热推进技术在深空探测等场景有巨大的优势,氢气在颗粒床内被加热可能会发生流动不稳定现象。理解流动不稳定性发生机理并准确判断不稳定边界对颗粒床反应堆的安全运行有重要的意义。本文对一维颗粒床内的流动过程... 详细信息

基于颗粒床反应堆的核热推进技术在深空探测等场景有巨大的优势,氢气在颗粒床内被加热可能会发生流动不稳定现象。理解流动不稳定性发生机理并准确判断不稳定边界对颗粒床反应堆的安全运行有重要的意义。本文对一维颗粒床内的流动过程进行了理论分析,推导了流动稳定性判据和阻力特性指数表达,并得到了流动稳定性边界。采用计算流体力学的方法对颗粒床内的流动换热过程进行了模拟,依据压降–流量特性曲线同样得到了流动稳定性边界,两者预测在趋势上相似,对颗粒床反应堆核热推进系统的设计提供了重要的参考。

关键词：核热推进颗粒床流动不稳定性理论分析数值模拟

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蚕用柞树产叶量预测研究

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辽宁林业科技 2023年第3期 13-16页

作者：季明刚孙影杨金琛辽宁省蚕业科学研究所辽宁凤城118100 沈阳工学院生命工程学院辽宁抚顺113122

为合理利用柞树资源,避免出现因柞叶被食用过度而造成树势衰退,应根据柞叶产量来确定合适的投种量,从而达到叶种平衡。该研究以1~4年生中干树型辽东栎为材料,测量柞树枝条长度、茎(节)间、叶片产量等预测柞树产叶量。结果表明:1年生枝... 详细信息

为合理利用柞树资源,避免出现因柞叶被食用过度而造成树势衰退,应根据柞叶产量来确定合适的投种量,从而达到叶种平衡。该研究以1~4年生中干树型辽东栎为材料,测量柞树枝条长度、茎(节)间、叶片产量等预测柞树产叶量。结果表明:1年生枝条单片叶片平均质量最重,达到了(0.58±0.11)g,且与其他年生枝龄存在显著性差异(P4年生(18.62±5.31 g·m^(-1))>2年生(16.08±2.00 g·m^(-1))>3年生(14.88±1.71 g·m^(-1));总条长法预测值与实测值之间无显著性差异,表明总条长法适合于柞树产叶量预测,二者相关系数达到0.857。该研究结果对柞园柞树产叶量的预测具有理论价值,为实现柞蚕与柞树之间叶种平衡及柞园可持续利用具有重要意义。

关键词：柞树辽东栎产叶量预测

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颗粒床反应堆燃料组件瞬态特性研究

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火箭推进 2024年第4期50卷 76-82页

作者：毛晨瑞吉宇孙俊郎明刚石磊清华大学核能与新能源技术研究院先进反应堆工程与安全教育部重点实验室北京100084

核热推进系统不仅要像传统动力堆产生预期功率,还需具备快速启动与推力调节的能力,以满足其变轨与机动的需求。因此,瞬态分析对于核热推进系统的方案设计、运行策略和集成试验等有重要作用。以颗粒床反应堆燃料组件为研究对象,建立了一... 详细信息

核热推进系统不仅要像传统动力堆产生预期功率,还需具备快速启动与推力调节的能力,以满足其变轨与机动的需求。因此,瞬态分析对于核热推进系统的方案设计、运行策略和集成试验等有重要作用。以颗粒床反应堆燃料组件为研究对象,建立了一维瞬态热工水力模型,并分析了功率提升过程以及反应性引入后的响应特性。研究发现由于颗粒床反应堆热量载出能力强,且燃料颗粒自身热容小,因此在启动等瞬态过程中换热滞后现象较弱,从而避免了堆芯内由于蓄热效应显著可能造成的超温或热应力过大等现象,有利于实现快速启动。额定工况下引入阶跃反应性,冷却剂载热滞后于堆芯释热约0.1 s,同样有利于系统功率和推力的快速调节。此外,颗粒床反应堆堆芯阻力会随着功率升高而增大,因此在启动和推力调节等过程中需要进一步研究反应性引入与推进剂供应量的匹配技术,以实现核热推进系统的运行与控制。

关键词：颗粒床反应堆核热推进系统燃料组件瞬态模型快速启动

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喉道具有小曲率半径的喷管跨音流动有限元分析

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西北工业大学学报 1984年第1期 13-20页

作者：沈慧俐林超强纪名刚孙家永西北工业大学西北工业大学副教授

提出了一种小喉道曲率半径喷管跨音流动的有限元分析方法。它从欧拉方程出发,利用最小二乘法建立元素的有限元方程。计算随着时间推进并利用逐块扫描的方法求解。计算了一个双曲型收扩喷管和两个小喉道曲率半径喷管的跨音速流场。计算... 详细信息

提出了一种小喉道曲率半径喷管跨音流动的有限元分析方法。它从欧拉方程出发,利用最小二乘法建立元素的有限元方程。计算随着时间推进并利用逐块扫描的方法求解。计算了一个双曲型收扩喷管和两个小喉道曲率半径喷管的跨音速流场。计算的结果与解析解及实验结果进行了对比,符合良好。

关键词：跨音流动小曲率半径壁面边界喉道有限元分析数值分析

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炉顶MN管导烟车的应用效果

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燃料与化工 2013年第5期44卷 32-34页

作者：金曼林立新纪明岗袁守强山东薛城能源有限公司枣庄272000 邯郸市绿亚环保设备有限公司邯郸056000

引进了炉顶MN管导烟车及机侧炉门密封装置,利用高压氨水的高速喷射在桥管内形成局部负压,使装煤产生的荒煤气在负压作用下抽入集气管,进行回收利用,解决了炉头和炉顶烟气外逸的问题,具有较好的环保和经济效益。

关键词： MN管导烟车炉门密封高压氨水装煤负压煤气含氧量

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颗粒组成和基质吸力对残积土抗剪强度的影响

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人民长江 2024年第5期55卷 178-185页

作者：徐明刚姚宗健江苏联合职业技术学院南京分院江苏南京210019 山东建筑大学土木工程学院山东济南250101

花岗岩残积土遇水后基质吸力丧失,强度显著劣化,会引起崩岗、塌陷等地质灾害和工程问题。受风化程度影响,残积土的颗粒组成在垂直方向上存在差异。为研究颗粒组成和基质吸力对非饱和花岗岩残积土力学性质的影响,对5种不同颗粒组成的残... 详细信息

花岗岩残积土遇水后基质吸力丧失,强度显著劣化,会引起崩岗、塌陷等地质灾害和工程问题。受风化程度影响,残积土的颗粒组成在垂直方向上存在差异。为研究颗粒组成和基质吸力对非饱和花岗岩残积土力学性质的影响,对5种不同颗粒组成的残积土进行土水特征曲线测试和不同饱和度下的直剪试验。采用粒组质量分形维数D表征残积土颗粒组成,D随土壤细粒含量的增加而增大。试验结果表明:残积土土水特征曲线受颗粒组成影响;VG模型参数与分形维数D存在良好的线性关系;颗粒组成和基质吸力影响土颗粒的接触方式,进而影响残积土的抗剪强度;残积土的表观内摩擦角φ和表观内聚力c随基质吸力ψ的增大先增大,当基质吸力ψ达到约200 kPa后φ逐渐稳定而c有所减小;残积土的抗剪强度参数可以使用含有分形维数D和基质吸力ψ的经验公式进行预测。研究成果可以为花岗岩残积土分布地区工程设计中的力学强度参数选取提供参考。

关键词：花岗岩残积土颗粒组成分形维数基质吸力非饱和力学性质

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核热推进系统分析程序模型与计算方法初步研究

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原子能科学技术 2024年第3期58卷 680-688页

作者：毛晨瑞吉宇孙俊郎明刚石磊清华大学核能与新能源技术研究院先进反应堆工程与安全教育部重点实验室北京100084

核热推进(NTP)系统具有高比冲、大推力和工作时间长等特点,在深空探测和轨道机动等方面具有明显的优势。系统性能分析是NTP系统研发与设计的重要内容。结合对国际历史上已开发程序的分析以及现阶段的研发需求,将系统性能分析划分为稳态... 详细信息

核热推进(NTP)系统具有高比冲、大推力和工作时间长等特点,在深空探测和轨道机动等方面具有明显的优势。系统性能分析是NTP系统研发与设计的重要内容。结合对国际历史上已开发程序的分析以及现阶段的研发需求,将系统性能分析划分为稳态设计点性能分析与优化、稳态非设计点性能分析以及瞬态性能分析3个主要环节。在清华大学核能与新能源技术研究院自主开发的核动力发动机系统分析程序PANES基础上,提出了基于“流网-热网”的系统分析程序框架,并建立了反应堆中子动力学与涡轮泵动态特性等数学模型,提出了对应的计算分析方法,拓展了原程序的功能。该工作为NTP系统设计方法的进一步研究和应用提供了重要基础。

关键词：核热推进系统性能分析程序开发点堆模型涡轮泵

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辽宁省林下经济植物资源调查与发展建议

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辽宁林业科技 2022年第6期 41-47页

作者：王立石高伟季明刚李喜升杨金琛赵世文于艳辽宁省蚕业科学研究所辽宁凤城118100

辽宁省山区林下经济植物种类丰富,适合开发种类较多,可以因地制宜地开展林下经济植物产业。通过采集调查,确定辽宁省林下经济植物73科194种,其中已或预开发75种。同时,针对林下经济植物资源发展存在的问题,提出相关建议,为辽宁省林下经... 详细信息

辽宁省山区林下经济植物种类丰富,适合开发种类较多,可以因地制宜地开展林下经济植物产业。通过采集调查,确定辽宁省林下经济植物73科194种,其中已或预开发75种。同时,针对林下经济植物资源发展存在的问题,提出相关建议,为辽宁省林下经济植物可持续发展提供理论参考。

关键词：辽宁省林下经济植物发展建议

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