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草莓YABBY基因家族的鉴定及表达分析

生物工程学报 2024年第1期40卷 104-121页

作者：余婷婷沈淑容许以灵王欣雨余瑶马伯军陈析丰浙江师范大学生命科学学院浙江金华321004

YABBY蛋白是一类调控植物形态建成与器官发育的重要转录因子。为了研究草莓YABBY,通过生物信息学技术鉴定了森林草莓(二倍体)与栽培草莓(八倍体)的YABBY基因家族成员及其序列特征,构建了各成员与植物YABBY的系统发育树与共线性关系图,... 详细信息

YABBY蛋白是一类调控植物形态建成与器官发育的重要转录因子。为了研究草莓YABBY,通过生物信息学技术鉴定了森林草莓(二倍体)与栽培草莓(八倍体)的YABBY基因家族成员及其序列特征,构建了各成员与植物YABBY的系统发育树与共线性关系图,并利用RNA-seq数据与定量逆转录聚合酶链反应(quantitative reverse transcription-polymerase chain reaction,qRT-PCR)技术分析其表达模式,构建绿色荧光蛋白(green fluorescent protein,GFP)融合表达载体,在烟草叶细胞中瞬时表达观察其亚细胞定位。研究结果表明,森林草莓有6个FvYABBY基因,栽培草莓有26个FxaYABBY基因;FvYABBY基因家族成员可归为5个不同的进化分支,与拟南芥AtYABBY基因家族存在5对直系同源。在森林草莓中,所有Fv YABBY在根和花托中基本不表达,FvYABBY1、FvYABBY2、FvYABBY5和FvYABBY6在叶、茎、花和瘦果中高表达;在栽培草莓中,FxaYABBY1、FxaYABBY2、FxaYABBY5和FxaYABBY6在瘦果中表达,所有FxaYABBY在花托中为低表达或不表达。此外,在低温、高盐和干旱等非生物胁迫下,FvYABBY1、FvYABBY3、FvYABBY4和FvYABBY6下调表达,FvYABBY5上调表达,FvYABBY2则先上调后下调表达。在烟草叶细胞中,所有FvYABBY蛋白均定位在细胞核。以上结果为草莓YABBY基因的后续功能研究奠定了基础。

关键词：草莓 YABBY基因家族序列分析表达模式亚细胞定位

草莓糖酸及花青素在液态和固态渗透过程中的含量变化

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食品与发酵工业 2023年第15期49卷 228-235页

作者：王锐牛丽影李大婧张钟元聂梅梅肖亚冬刘春菊吴海虹肖丽霞扬州大学食品科学与工程学院江苏扬州225000 江苏省农业科学院农产品加工研究所江苏南京210014

为考察液态渗透(liquid osmotic dehydration,LOD)和固态渗透(solid osmotic dehydration,SSD)浸渍过程中草莓浸渍体系内主要呈味呈色成分的变化情况,该文以蔗糖为渗透剂,对糖渍72 h过程中草莓果和渗透环境中总糖、总酸、可溶性糖、主... 详细信息

为考察液态渗透(liquid osmotic dehydration,LOD)和固态渗透(solid osmotic dehydration,SSD)浸渍过程中草莓浸渍体系内主要呈味呈色成分的变化情况,该文以蔗糖为渗透剂,对糖渍72 h过程中草莓果和渗透环境中总糖、总酸、可溶性糖、主要有机酸以及花青素含量进行了测定,并对数据进行了相关性分析。结果显示,在浸渍72 h时,SSD法草莓中总糖和总酸含量分别为32.43 g/100 g和5.38 mg/g,是LOD法草莓的1.25和2.43倍;苹果酸和柠檬酸的保留率为69.77%和65.00%,均高于LOD;而此时花青素含量为1.50 mg/100 g,保留量仅为LOD的37.50%。对过程中数据相关性分析结果显示,2种浸渍体系中,总糖和总酸含量均表现为显著负相关(P草莓果内的蔗糖含量与葡萄糖、果糖含量显著正相关(P草莓果与浸渍环境中的时空分布的相似性与差异性。总之,SSD相比LOD有更高的渗糖效率,且对草莓果内的酸有更好的保留,但花青素损失量大于LOD。研究结果为草莓脯加工中糖渍工艺的改进和产品品质提升提供数据支撑。

关键词：草莓固态渗透液态渗透花青素糖酸变化

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草莓果实香气物质生物合成研究进展

园艺学报 2023年第9期50卷 1959-1970页

作者：刘金莹孔令喜王威浩秦国政王豫颖中国科学院植物研究所北方资源植物重点实验室北京100093

草莓(Fragaria×ananassa)的香气是构成其品质的重要因素之一。草莓香气成分复杂,主要由酯类、醛类、酮类、醇类、萜烯类、呋喃酮和含硫化合物等物质组成,其中呋喃酮、丁酸甲酯、己酸乙酯、γ–癸内酯、芳樟醇和橙花醇为重要芳香化合物... 详细信息

草莓(Fragaria×ananassa)的香气是构成其品质的重要因素之一。草莓香气成分复杂,主要由酯类、醛类、酮类、醇类、萜烯类、呋喃酮和含硫化合物等物质组成,其中呋喃酮、丁酸甲酯、己酸乙酯、γ–癸内酯、芳樟醇和橙花醇为重要芳香化合物,决定其独特的香味。主要对草莓香气物质的组成、香味特点、生物合成途径及其合成关键基因的研究进展进行综述,总结了影响草莓香气品质的主要因素,并基于研究现状对未来草莓香气物质研究趋势进行展望。

关键词：草莓果实品质香气挥发性物质

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草莓新品种白雪公主的选育

果树学报 2023年第11期40卷 2500-2503页

作者：王桂霞常琳琳孙瑞董静李双桃宁志怨钟传飞张宏力隗永青高用顺魏灵芝刘志泰张运涛孙健北京市农林科学院林业果树研究所·北京市草莓工程技术研究中心·农业农村部华北地区园艺作物生物学与种质创制重点实验室北京100093 安徽省农业科学院园艺研究所合肥230036 承德市农林科学院河北承德067060

白雪公主(白74-1)是以草莓品种白雪小町自然实生种子选育和自交纯化而成的中熟草莓品种。果实圆锥形,果面白色或淡粉色。果肉白色,酸甜适中,香味浓郁,有菠萝香味。一、二级序果平均单果质量33.4 g,最大果质量48.0 g,果实纵径4.5 cm,横径... 详细信息

白雪公主(白74-1)是以草莓品种白雪小町自然实生种子选育和自交纯化而成的中熟草莓品种。果实圆锥形,果面白色或淡粉色。果肉白色,酸甜适中,香味浓郁,有菠萝香味。一、二级序果平均单果质量33.4 g,最大果质量48.0 g,果实纵径4.5 cm,横径4.0 cm。可溶性固形物含量(w,后同)11.4%,维生素C含量0.728 mg·g^(-1),可滴定酸含量0.64%,果实硬度1.17 kg·cm^(-2)。北京地区日光温室条件下1月下旬成熟,阜阳地区双层大棚条件下12月下旬成熟,连续开花结果能力强,商品果平均每666.7 m~2产量为1625 kg。通过田间观察,白雪公主对炭疽病、灰霉病和白粉病抗性较强。适合在北京、阜阳及生态条件相似区域栽培。

关键词：草莓新品种白雪公主

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草莓病毒1山东分离物全基因组分析

园艺学报 2023年第1期50卷 153-160页

作者：何成勇赵晓丽许腾飞高德航李世访王红清中国农业大学园艺学院北京100193 中国农业科学院植物保护研究所植物病虫害生物学国家重点实验室北京100193

草莓病毒1(strawberry virus 1,StrV-1)属于弹状病毒科(Rhabdoviridae)细胞质弹状病毒属(Cytorhabdovirus),可侵染草莓。利用高通量测序(high-throughput sequencing,HTS)结合RT-PCR和RACE技术从采自山东省烟台市乳山市草莓种植基地的草莓品种‘全明星’上获得了StrV-1山东分离物(StrV-1-CN)的基因组全长(GenBank登录号:MW795715)。该分离物基因组全长为14051 nt,3ʹ和5ʹ非编码区序列分别为181和767 nt,其负义链含有9个开放阅读框(open reading frame,ORF),从3ʹ到5ʹ端分别编码N、Pʹ、P、P3、M、G、P6、P7和L等9个蛋白。序列分析表明,StrV-1-CN与已报道的StrV-1分离物基因组全长核苷酸序列一致性为77%~88%。系统发育分析结果表明,StrV-1-CN与捷克分离物B和1/2017聚在一个分支,亲缘性最近。

关键词：草莓草莓病毒1 基因组全长高通量测序

草莓液态与固态糖渍过程中的水分分布与迁移规律

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食品与发酵工业 2023年第18期49卷 134-139页

作者：王锐牛丽影胡丽丽李大婧张钟元聂梅梅肖亚冬刘春菊吴海虹肖丽霞扬州大学食品科学与工程学院江苏扬州225000 江苏省农业科学院农产品加工研究所江苏南京210014

采用低场核磁共振技术研究了固态渗透(solid osmotic dehydration,SSD)和液态渗透(liquid osmotic dehydration,LOD)过程中草莓水分的流失规律。结果表明,在糖渍72 h的过程中,2种糖渍方式下草莓水分含量均逐渐降低;在渗糖72 h时,SSD和LO... 详细信息

采用低场核磁共振技术研究了固态渗透(solid osmotic dehydration,SSD)和液态渗透(liquid osmotic dehydration,LOD)过程中草莓水分的流失规律。结果表明,在糖渍72 h的过程中,2种糖渍方式下草莓水分含量均逐渐降低;在渗糖72 h时,SSD和LOD处理的草莓水分含量分别由91.83%下降至74.56%、79.90%。2种渗透方式的弛豫时间T 22与T 23值均伴随着渗透过程而变小,表示SSD和LOD都使得草莓中不易流动水和自由水的流动性减小;同时峰面积A 22值均逐渐减小,表示2种渗透方式均减少了不易流动水的水分含量。然而在LOD处理过程中,草莓中自由水峰面积在渗透过程中呈下降趋势,但下降不显著(P>0.05),同时弛豫时间T 21峰位置逐渐右移,表示随着渗透时间的延长,草莓中结合水的流动性增强;相反,在SSD处理中,草莓中自由水峰面积在渗透72 h后显著下降(P草莓中结合水的流动性减弱。另外,建立了低场核磁共振峰积分面积总和(A 21+A 22+A 23)与草莓的含水率的线性拟合模型,线性关系显著(P草莓的影响,为草莓干制作中渗糖方式的选择提供参考。

关键词：草莓液态渗透固态渗透低场核磁共振水分迁移

温室高架栽培草莓空间姿态识别与采摘点定位方法

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农业机械学报 2023年第9期54卷 53-64,84页

作者：毕松隗朋峻刘仁学北方工业大学电气与控制工程学院北京100041

采摘目标空间位姿信息缺失和目标定位精度低是影响草莓采摘机器人采摘效果的关键因素之一。为此,本文首先设计了基于颜色信息和卷积神经网络的草莓图像目标定位与分割以及目标点云分割模型;其次,实现了基于图像的草莓可采摘性和遮挡程... 详细信息

采摘目标空间位姿信息缺失和目标定位精度低是影响草莓采摘机器人采摘效果的关键因素之一。为此,本文首先设计了基于颜色信息和卷积神经网络的草莓图像目标定位与分割以及目标点云分割模型;其次,实现了基于图像的草莓可采摘性和遮挡程度识别模型;最后,设计了草莓空间定位和姿态估计模型并实现草莓采摘点定位方法。基于本文方法对完整草莓位姿估计平均误差为4.03%,对遮挡草莓位姿估计平均误差为9.06%,采摘定位综合误差为2.3 mm。在实际采摘实验中,采摘成功率为92.6%,平均每个草莓的计算耗时约为92 ms,单个草莓采摘动作的执行平均耗时约为5.7 s。实验结果表明:本文提出的方法可在温室条件下较准确地估计草莓空间位姿和采摘点,为草莓采摘机器人提供有效的目标定位信息,有效满足实际采摘场景下的需求。

关键词：草莓采摘果实遮挡点云分割位姿估计目标定位

基于改进YOLOv5s的草莓多阶段识别检测轻量化算法

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农业工程学报 2023年第21期39卷 181-187页

作者：黄家才赵雪迪高芳征温鑫金少宇张洋南京工程学院机械工程学院南京211167 南京工程学院自动化学院南京211167 江苏省智能机器人仿生与控制技术工程研究中心南京211167

为解决草莓采摘过程中被遮挡及目标较小情况下漏检的问题,同时提升草莓的识别精度与计算速率,该研究提出了一种基于改进的轻量级Mobile-YOLOv5s草莓识别检测算法。首先,为了提高计算效率,使用了轻量化的MobileNetV3网络替代了原始的YOLO... 详细信息

为解决草莓采摘过程中被遮挡及目标较小情况下漏检的问题,同时提升草莓的识别精度与计算速率,该研究提出了一种基于改进的轻量级Mobile-YOLOv5s草莓识别检测算法。首先,为了提高计算效率,使用了轻量化的MobileNetV3网络替代了原始的YOLOv5s主干网络,并引入了Alpha-IoU损失函数以加快模型的收敛速度,提高对重叠目标的识别准确率;其次,考虑到草莓目标较小的情况,使用K-Means++算法对原始YOLO的anchor进行重聚类,并增加了一个检测头,使其更加适应草莓的尺寸。试验结果表明,改进后的网络模型检测帧率为44帧/s,比原模型提升了15.7%;计算量为8.3×10^(9)/s,比原模型降低了48%;模型大小为4.5 MB,比原模型降低了41.5%;成熟草莓检测精度为99.5%,均值平均精度为99.4%,相较于原YOLOv5s算法分别提高了3.6和9.2个百分点。改进后的模型可以更快速、准确地识别出各阶段的草莓,为草莓智能化采摘提供技术支撑。

关键词：图像识别草莓 YOLOv5s MobileNetV3 轻量化移动端部署

草莓FaFIT在拟南芥中异源表达促进根系铁吸收

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果树学报 2022年第9期39卷 1562-1572页

作者：陈亚铎宋艳红李刚赵霞刘丽锋周厚成中国农业科学院郑州果树研究所郑州450009

【目的】植物根系吸收铁受到碱性螺旋-环-螺旋(basic helix-loop-helix, bHLH)转录因子的调控,bHLH转录因子FaFIT在草莓中的功能未知,试验初步分析FaFIT基因在草莓根系铁吸收过程中调控作用。【方法】以红颜草莓为试材,基于根系缺铁胁... 详细信息

【目的】植物根系吸收铁受到碱性螺旋-环-螺旋(basic helix-loop-helix, bHLH)转录因子的调控,bHLH转录因子FaFIT在草莓中的功能未知,试验初步分析FaFIT基因在草莓根系铁吸收过程中调控作用。【方法】以红颜草莓为试材,基于根系缺铁胁迫转录组数据生物信息学分析结果,克隆草莓根系铁吸收运转调控基因FaFIT;结合实时荧光定量PCR(quantitative real-time PCR,qRT-PCR)分析该基因在不同组织中的表达差异,通过转基因拟南芥进一步验证该基因的功能。【结果】从红颜草莓根系中克隆获得FaFIT基因序列,该基因mRNA编码区序列全长1020 bp,编码339个氨基酸。蛋白结构预测显示,FaFIT蛋白具有保守的HLH区域,属于bHLH转录因子家族。FaFIT基因启动子序列具有bHLH转录因子DNA结合元件、脱落酸(abscisic acid,ABA)等激素调控元件及干旱胁迫诱导元件,推测FaFIT基因可能受到上游b HLH转录因子、ABA和干旱等因素的调控和诱导。qRT-PCR分析显示,FaFIT基因在根系中特异性表达;FaFIT基因在根组织中受到缺铁、高pH值诱导后表达上调,但在铁过量胁迫时表达显著下调。通过FaFIT基因转化拟南芥,结果发现阳性株根系中与铁吸收相关的3个基因AtAHA2、AtFRO2和AtIRT1的表达水平均上调,且与3个基因相对应蛋白酶H~+-ATPase(P-type)、铁还原酶(ferric-chelate reductase, FCR)、铁转运体(iron-regulated transporter,IRT)的酶活性均提高。同时,在pH=5.8和pH=8.0的1/2 MS培养基中转FaFIT基因拟南芥阳性株系根部Fe2+积累显著增加,叶片叶绿素含量提高。【结论】FaFIT基因通过调控AtAHA、AtFRO2和AtIRT1基因表达以及增强H+-ATPase(ptype)、FCR和IRT酶活性促进根系铁的吸收和积累,推测是草莓根系铁吸收和转运过程中的关键调控因子。

关键词：草莓 FaFIT基因铁吸收表达分析