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Construction of a high-density mutant population of Chinese cabbage facilitates the genetic dissection of agronomic traits

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Molecular Plant 2022年第5期15卷 913-924页

作者： Xiaoxue Sun Xing Li Yin Lu Shan Wang Xiaomeng Zhang Kang Zhang Xiangjie Su Mengyang Liu Daling Feng Shuangxia Luo Aixia Gu Yu Fu Xueping Chen Shuxin Xuan Yanhua Wang Donghui Xu Shumin Chen Wei Ma Shuxing Shen Feng Cheng Jianjun Zhao State Key Laboratory of North China Crop Improvement and Regulation Key Laboratory of Vegetable Germplasm Innovation and Utilization of HebeiCollaborative Innovation Center of Vegetable Industry in HebeiCollege of HorticultureHebei Agricultural UniversityBaoding 071000China Institute of Vegetables and Flowers Chinese Academy of Agricultural SciencesKey Laboratory of Biology and Genetic Improvement of Horticultural Crops of the Ministry of Agriculture and Rural AffairsSino-Dutch Joint Laboratory of Horticultural GenomicsBeijing 271000China

Chinese cabbage(Brassica rapa ssp.pekinensis)is an economically important vegetable crop throughout the world,especially in Asia.High-quality genome sequences are available for Chinese cabbage,but gene functional studies remain challenging.To promote functional genomic studies of Chinese cabbage,we generated an ethyl methane sulfonate(EMS)mutant population of~8000 M_(2) plants using the double haploid inbred line A03 as the parent.The genome of A03 was sequenced and used as a reference for high-throughput functional characterization of gene mutations at the whole-genome level.A total of 300 M_(2) to M_(5) EMS mutants were phenotypically screened and then sequenced,revealing 750629 SNPs and 46272 InDel mutations that cover 98.27%of all predicted genes in the A03 genome.A forward-genetics approach was successfully used to identify two genes with chloroplast-related functions that are responsible for the yellow leaf mutant trait.A reverse-genetics approach was also used to identify associations between mutations in five genes of the glucosinolate biosynthetic pathway and variations in glucosinolate content of the mutant plants.In addition,we built the Chinese cabbage EMS mutation database(CCEMD,***/EMSmutation/home)to increase the usability of this mutant population resource.In summary,we performed large-scale screening of a heading Chinese cabbage EMS mutant collection at the phenotypic and genotypic levels,which will facilitate gene mining of Chinese cabbage and might also be useful for the study of other Brassica crops.

关键词： Chinese cabbage EMS morphological variations whole-genome sequencing functional genomics

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Real-time energy management strategy based on predictive cruise control for hybrid electric vehicles

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Control Theory and Technology 2022年第2期20卷 161-172页

作者： Xiongxiong You Xiaohong Jiao Zeyi Wei Yahui Zhang Engineering Research Center of the Ministry of Education for Intelligent Control System and Intelligent Equipment Yanshan UniversityQinhuangdao 066000HebeiChina School of Electrical Engineering Yanshan UniversityQinhuangdao 066000HebeiChina School of Mechanical Engineering Yanshan UniversityQinhuangdao 066000HebeiChina

With the help of traffic information of the connected environment,an energy management strategy(EMS)is proposed based on preceding vehicle speed prediction,host vehicle speed planning,and dynamic programming(DP)with PI correction to improve the fuel economy of connected hybrid electric vehicles(HEVs).A conditional linear Gaussian(CLG)model for estimating the future speed of the preceding vehicle is established and trained by utilizing historical data.Based on the predicted information of the preceding vehicle and traffic light status,the speed curve of the host vehicle can ensure that the vehicle follows safety and complies with traffic rules simultaneously as planned.The real-time power allocation is composed of offline optimization results of DP and the real-time PI correction itEMS according to the actual operation of the engine.The effectiveness of the control strategy is verified by the simulation system of HEVs in the interconnected environment established by E-COSM 2021 on the MATLAB/Simulink and CarMaker platforms.

关键词： Connected HEVs EMS Gaussian model prediction Speed planning DP

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Genetic analysis and gene mapping of a dwarf and liguleless mutation in barley

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The Crop Journal 2022年第4期10卷 1094-1102页

作者： Baojian Guo Jiang Qi Dongfang Li Hongwei Sun Chao Lyu Feifei Wang Juan Zhu Ganggang Guo Rugen Xu Jiangsu Key Laboratory of Crop Genomics and Molecular Breeding/Key Laboratory of Plant Functional Genomics of the Ministry of Education/Jiangsu Key Laboratory of Crop Genetics and Physiology Jiangsu Co-Innovation Center for Modern Production Technology of Grain CropsYangzhou UniversityYangzhou 225009JiangsuChina Joint International Research Laboratory of Agriculture and Agri-Product Safety The Ministry of Education of ChinaYangzhou UniversityYangzhou 225009JiangsuChina Key Laboratory of Crop Germplasm Resources and Utilization(MOA) The National Key Facility for Crop Gene Resources and Genetic ImprovementInstitute of Crop SciencesChinese Academy of Agricultural SciencesBeijing 100081China

Leaf development underlies crop growth and productivity and has been a major target of crop domestication and improvement.However,most genes controlling leaf development in barley remain unknown.We identified a dwarf and liguleless(dl)mutant derived by ethylmethane sulfonate mutagenesis.The dl mutant showed dramatic changes in shoot architecture compared with wild-type(Yangnongpi 5)plants.Besides lacking ligules,the dl mutant showed much shorter plant height(28 cm)than Yangnongpi 5(78 cm).By map-based cloning,the dl gene was localized to a 56.58-kb genomic interval on the long arm of chromosome 7.A C-to-T single-nucleotide substitution was identified at exon position 790,and is a functional mutation resulting in a proline-to-serine substitution at the 264th amino acid residue of HORVU7Hr1G106960.Consequently,HORVU7Hr1G106960 was identified as the DL gene,encoding 269 amino acids and containing the Arabidopsis LSH1 and Oryza G1(ALOG)domain.DL is highly similar to rice OsG1-LIKE 1/2(OsG1L1/2)and sorghum AWN1/AWN1-10 at the amino acid level.Although the dl mutant allele showed no expression changes in selected tissues by real-time PCR,we propose HORVU7Hr1G106960 as a candidate gene conferring the dwarf and liguleless phenotype in barley.

关键词： Barley EMS Liguleless ALOG Shoot architecture

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EMS诱变对高粱成苗及M1主要农艺性状的影响

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生物技术通报 2023年第7期39卷 173-184页

作者：范昕琦王海燕陈静张晓娟郭琦梁笃周福平聂萌恩张一中柳青山山西农业大学高粱研究所高粱遗传与种质创新山西省重点实验室晋中030600 山西农业大学社会服务部太原030031

探究不同浓度的EMS处理对高粱成苗及M1代主要农艺性状的影响,确定不同高粱诱变的最佳EMS处理浓度,为高粱突变体库构建、种质资源的创新以及培育高产、优质的高粱新材料提供基础材料和理论指导。以6个高粱恢复系为材料,用不同浓度EMS(0、... 详细信息

探究不同浓度的EMS处理对高粱成苗及M1代主要农艺性状的影响,确定不同高粱诱变的最佳EMS处理浓度,为高粱突变体库构建、种质资源的创新以及培育高产、优质的高粱新材料提供基础材料和理论指导。以6个高粱恢复系为材料,用不同浓度EMS(0、0.20%、0.25%、0.30%和0.35%)浸种处理高粱种子12 h,大田播种后调查、统计植株相关农艺性状的诱变情况。结果表明,种子成苗率随着EMS处理浓度增加而逐渐降低,处理后代植株的株高、叶片、穗型、育性以及成熟期变异率随着EMS浓度的增加而增加。构建突变体库时,1121R、LgB7B大粒高、L早615·L17、28R·吉16的最佳EMS诱变浓度均为0.25%,L17最佳诱变浓度为0.35%,而低秆L17则需要高于0.35%的EMS。EMS诱变处理对高粱生长和主要农艺性状均产生较大影响,但对不同材料的影响程度不同。

关键词：高粱 EMS 变异率农艺性状

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EMS诱变对岷江百合种子萌发的影响

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种子 2023年第3期42卷 81-87,F0003页

作者：金鸽张铭芳魏蕾韩东洋杜运鹏杨凤萍薛静陈绪清张秀海董然吉林农业大学林学与草学学院长春130118 北京市农林科学院农业农村部华北都市农业重点实验室北京100097

研究不同浓度的化学诱变剂EMS处理对百合干种子及经过沙藏种子萌发的影响,筛选适宜的诱变浓度和诱变时间。利用化学诱变剂EMS对岷江百合的自交种子进行诱变处理,设置3个处理时间(2 h,4 h,8 h)和4个EMS浓度(0,0.4%,0.8%,1.2%)对岷江百合... 详细信息

研究不同浓度的化学诱变剂EMS处理对百合干种子及经过沙藏种子萌发的影响,筛选适宜的诱变浓度和诱变时间。利用化学诱变剂EMS对岷江百合的自交种子进行诱变处理,设置3个处理时间(2 h,4 h,8 h)和4个EMS浓度(0,0.4%,0.8%,1.2%)对岷江百合自交种子进行诱变处理。结果表明,干种子在0.4%,4 h时相对成活率达65.38%,接近半致死剂量,而沙藏处理的种子在0.4%,2 h时相对成活率达62.3%,接近半致死剂量。因此,0.4%浓度的EMS,处理4 h为EMS处理百合干种子的较适宜方式,0.4%浓度的EMS,处理2 h为EMS处理沙藏种子较适宜方式。

关键词：岷江百合 EMS 化学诱变

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EMS诱变对高粱成苗及M主要农艺性状的影响

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生物技术通报 2023年

作者：范昕琦王海燕陈静张晓娟郭琦梁笃周福平聂萌恩张一中柳青山山西农业大学社会服务部山西农业大学高粱研究所高粱遗传与种质创新山西省重点实验室

探究不同浓度的EMS处理对高粱成苗及M1代主要农艺性状的影响，确定不同高粱诱变的最佳EMS处理浓度，为高粱突变体库构建、种质资源的创新以及培育高产、优质的高粱新材料提供基础材料和理论指导。以6个高粱恢复系为材料，用不同浓度EMS(... 详细信息

探究不同浓度的EMS处理对高粱成苗及M1代主要农艺性状的影响，确定不同高粱诱变的最佳EMS处理浓度，为高粱突变体库构建、种质资源的创新以及培育高产、优质的高粱新材料提供基础材料和理论指导。以6个高粱恢复系为材料，用不同浓度EMS(0.00、0.20%、0.25%、0.30%和0.35%)浸种处理高粱种子12 h，大田播种后调查、统计植株相关农艺性状的诱变情况。结果表明，种子成苗率随着EMS处理浓度增加而逐渐降低，处理后代植株的株高、叶片、穗型、育性以及成熟期变异率随着EMS浓度的增加而增加。构建突变体库时，1121R、LgB7B大粒高、L早615·L17、28R·吉16的最佳EMS诱变浓度均为0.25%,L17最佳诱变浓度为0.35%，而低秆L17则需要高于0.35%的EMS。EMS诱变处理对高粱生长和主要农艺性状均产生较大影响，但对不同材料的影响程度不同。

关键词：高粱 EMS 变异率农艺性状

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小麦品种衡观35抗茎基腐病EMS突变及其鉴定

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新疆农业科学 2023年第9期60卷 2231-2238页

作者：秦鹏亮周霄 Kahsay Tadesse Mawcha 王爽李佳琪刘颖张娜杨文香河北农业大学植物保护学院植物病理学系/河北省农作物病虫害生物防治技术创新中心/国家北方山区农业工程技术研究中心河北保定071001 河北省植保植检总站石家庄050000

【目的】研究小麦品种衡观35抗茎基腐病EMS突变及其鉴定。【方法】利用不同浓度的甲基磺酸乙酯(EMS),对小麦品种衡观35进行诱变,以未经诱变的衡观35为感病对照,以石优17为中度抗病对照。人工接种假禾谷镰刀菌,对诱变材料进行抗性鉴定,... 详细信息

【目的】研究小麦品种衡观35抗茎基腐病EMS突变及其鉴定。【方法】利用不同浓度的甲基磺酸乙酯(EMS),对小麦品种衡观35进行诱变,以未经诱变的衡观35为感病对照,以石优17为中度抗病对照。人工接种假禾谷镰刀菌,对诱变材料进行抗性鉴定,经温室加代获得抗茎基腐病M 3代材料。【结果】适于衡观35突变的EMS浓度为0.4%,并且从106株M 3衡观35材料中获得7株期表现免疫的突变株,突变体材料苗期和成株期整体病情指数比感病对照分别降低34.93%和34.62%。【结论】EMS突变小麦衡观35,适宜的突变浓度为0.4%,共从供试突变品种M 3代中筛选获得了7份免疫的抗小麦茎基腐病的资源。

关键词：小麦茎基腐病 EMS 诱变突变株抗性鉴定

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通过EMS诱变获得抗马铃薯Y病毒及脉带花叶病毒的烟草突变体材料

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分子植物育种 2023年

作者：白戈杨大海费明亮谢贺云南省烟草农业科学研究院烟草生物技术重点实验室国家烟草基因工程研究中心

马铃薯Y病毒(potato virus Y， PVY)及脉带花叶病毒(tobacco vein banding mosaic virus， TVBMV)均为马铃薯Y病毒科，能够侵染烟草及众多茄科作物。这两个病毒能够对烟草带来极大的损害，给烟农及烟草公司造成极大的经济损失。创制抗PV... 详细信息

马铃薯Y病毒(potato virus Y， PVY)及脉带花叶病毒(tobacco vein banding mosaic virus， TVBMV)均为马铃薯Y病毒科，能够侵染烟草及众多茄科作物。这两个病毒能够对烟草带来极大的损害，给烟农及烟草公司造成极大的经济损失。创制抗PVY病毒及TVBMV病毒的烟草品种是防治这两种病毒的关键。我们采用EMS诱变的技术获得到eIF4E及eIF(iso)4E两个基因的提前终止子突变体，从而造成这两个基因功能缺失。之后对这两个突变体材料接种PVY病毒及TVBMV病毒，ELISA检测结果表明eIF4E及eIF(iso)4E突变体材料表现出对PVY病毒及TVBMV病毒具有抗性。本研究成功的创制出抗PVY病毒及TVBMV病毒的突变体材料，可以应用于后期烟草抗病毒病育种工作，具有较大的经济价值。

关键词：烟草 EMS PVY抗性 TVBMV抗性

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EMS诱变对不同基因型胡麻种子萌发及M3农艺性状和品质性状的影响

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西北农业学报 2022年第9期31卷 1085-1093页

作者：王斌赵利侯静静甘肃省农业科学院作物研究所兰州730070

以5个不同基因型胡麻品种为供试材料,用甲基磺酸乙酯(EMS)作诱变剂,设置5个诱变浓度和4个处理时间,探讨EMS诱变对不同基因型胡麻品种的诱变效应。结果表明,在不同品种间,尤其在不同颜色籽粒的品种间,EMS诱变对种子发芽率、田间相对出苗... 详细信息

以5个不同基因型胡麻品种为供试材料,用甲基磺酸乙酯(EMS)作诱变剂,设置5个诱变浓度和4个处理时间,探讨EMS诱变对不同基因型胡麻品种的诱变效应。结果表明,在不同品种间,尤其在不同颜色籽粒的品种间,EMS诱变对种子发芽率、田间相对出苗率的影响存在显著差异。EMS诱变对M3农艺和品质性状的诱变效应有正有负,不同品种和不同处理间存在差异。利用线性回归方程计算最佳EMS诱变条件,统计M3代不同处理品质性状高于对照的突变株数的比例,综合得到不同籽粒颜色胡麻品种的最佳诱变条件:褐色籽粒胡麻品种为(0.6%,4h或2h),浅黄色籽粒品种为(0.3%,4h)。通过EMS诱变创制高粗脂肪材料155份、高木酚素含量材料45份、高亚麻酸含量的材料26份,为胡麻品种品质改良提供了新的优异资源。

关键词： EMS 胡麻品种种子萌发农艺性状品质性状

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EMS突变新疆陆地棉XLZ50胚性细胞的耐盐性筛选

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分子植物育种 2023年第11期21卷 3695-3700页

作者：张霞何美莹赵雪王俊柳涛黄明婧新疆农业大学农学院农业生物技术重点实验室乌鲁木齐830000

在棉花基因库日益贫乏的环境下,诱变育种技术成为发掘新基因以及种质资源创新的一个重要工具。本研究以新疆陆地棉品系‘新路早50’(XLZ50)的胚性愈伤组织细胞为实验材料,采用不同浓度的甲基磺酸乙酯(EMS)诱变剂进行诱变处理,用Na Cl作... 详细信息

在棉花基因库日益贫乏的环境下,诱变育种技术成为发掘新基因以及种质资源创新的一个重要工具。本研究以新疆陆地棉品系‘新路早50’(XLZ50)的胚性愈伤组织细胞为实验材料,采用不同浓度的甲基磺酸乙酯(EMS)诱变剂进行诱变处理,用Na Cl作为选择剂,筛选出适宜棉花胚性细胞耐盐性鉴定的NaCl浓度,对筛选出的抗盐胚性细胞变异系,进行耐盐生理生化指标的检测。结果表明:导致XLZ50胚性细胞半致死率的EMS诱变处理浓度为0.6%;适宜XLZ50胚性细胞耐盐筛选的临界NaCl盐浓度为250 mmol/L;丙二醛含量和超氧化物歧化酶活性测定结果表明,耐盐突变细胞在生理指标上表现出与对照组较好的胁迫耐受能力。本研究初步探讨了细胞水平上获得EMS诱导突变耐盐植株的可能性。

关键词： EMS 陆地棉胚性愈伤组织耐盐筛选

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