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不同化控剂处理对杂交大豆制种催熟效果的影响

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大豆科学 2024年第4期43卷 463-470页

作者：王鹏年刘大壮闫昊张井勇赵丽梅张伟郑宇宏王亮吉林省农业科学院大豆研究所/大豆国家工程研究中心吉林长春130033

为解决杂交大豆种子商业化生产过程中,母本持绿,无法机械化收获、种子皱缩,品质较差的问题,从而推进杂交大豆产业化的进程,系统研究了不同类型化控剂及处理方法对杂交大豆制种过程中母本催熟效果的影响。结果表明:3种不同类型化控剂均... 详细信息

为解决杂交大豆种子商业化生产过程中,母本持绿,无法机械化收获、种子皱缩,品质较差的问题,从而推进杂交大豆产业化的进程,系统研究了不同类型化控剂及处理方法对杂交大豆制种过程中母本催熟效果的影响。结果表明:3种不同类型化控剂均可加速茎叶脱水,促进植株成熟,催熟速率排序为:乙烯利<草甘膦<敌草快,化控剂浓度越大,催熟效率越高;R6期喷施草甘膦和敌草快导致籽粒无法正常发育,若晚于R7期喷施,各化控剂催熟效果均不理想,R6+7 d为最佳喷施时期,可解决不育系茎叶持绿、籽粒皱缩、百粒重过大等问题。草甘膦为内息传导型催熟药剂,喷施草甘膦会严重降低种子芽率,无法应用于种子生产,乙烯利、敌草快无此负面作用。综合考量催熟效果、环境安全及操作便利性等方面,敌草快在R6+7 d时期处理可有效促进植株成熟,加速茎叶脱水落叶,降低百粒重,保证种子品质,符合机械化收获要求。

关键词：化控剂杂交大豆百粒重发芽率催熟

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作物光合效率对逆境适应及提高途径研究进展

植物生理学报 2024年第8期60卷 1229-1240页

作者：饶德民董青松程彤于德彬亓立强赵婧闫晓燕孟凡钢张伟吉林省农业科学院大豆研究所大豆国家工程研究中心长春130033 农业农村部大豆机械化生产重点实验室黑龙江大庆163319 吉林省种子管理总站长春130021

光合作用作为主要驱动力维持着地球植物的生长。虽然我们在调控光合作用的生理生化及分子调控机制研究中取得了一些进展,但我们对复杂多变的自然环境下光合作用调控机理的认知仍然有限,因此光合作用在作物中改善程度较低,甚至可能远未... 详细信息

光合作用作为主要驱动力维持着地球植物的生长。虽然我们在调控光合作用的生理生化及分子调控机制研究中取得了一些进展,但我们对复杂多变的自然环境下光合作用调控机理的认知仍然有限,因此光合作用在作物中改善程度较低,甚至可能远未达到其生物极限。本文详细概述了限制光合效率的非生物胁迫因素(高温、盐碱和干旱),讨论了提高作物光合效率的途径,并展望光合作用改善的未来前景,以期为作物光合改良新目标的确立以及光合作用在提高作物产量方面的发展提供系统全面的参考。

关键词：光合作用胁迫光合效率作物产量

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大豆芽期耐旱性QTL定位及相关基因挖掘

中国油料作物学报 2024年

作者：谢建国王明亮张云峰孟凡凡郑宇宏李广孙星邈范旭红杨振宇王曙明蒋洪蔚吉林省农业科学院/中国农业科技东北创新中心/大豆研究所

大豆（Glycine max）是世界范围内重要的粮食作物和油料作物。近年来我国东北地区春播期间干旱天气频发，导致大豆种子发芽质量差、出苗率低。为解析芽期耐旱遗传机制，本研究采用20%的聚乙二醇（PEG-6000）模拟干旱胁迫对201份染色体... 详细信息

大豆（Glycine max）是世界范围内重要的粮食作物和油料作物。近年来我国东北地区春播期间干旱天气频发，导致大豆种子发芽质量差、出苗率低。为解析芽期耐旱遗传机制，本研究采用20%的聚乙二醇（PEG-6000）模拟干旱胁迫对201份染色体片段代换系材料进行芽期耐旱性鉴定。以干旱条件下发芽势、发芽率、发芽指数、相对发芽势、相对发芽率、相对发芽指数与干旱伤害率为鉴定指标，聚类分析得到19份耐旱材料、131份中间型材料和51份敏感材料。采用完备区间作图方法（ICIM）法对各鉴定指标进行QTL定位，共定位到3个QTL，其中qDT-4-1与qDT-15-2在多个性状中被定位到。在qDT-4-1与qDT-15-2中共注释到17个基因，通过双亲间氨基酸序列比对和实时荧光定量分析，推测基因Glyma.15G196400可能与大豆芽期耐旱相关。利用258份大豆种质资源对候选基因Glyma.15G196400进行单倍型分析，得到2个优异单倍型Hap-1和Hap-2。两个优异单倍型Hap-1和Hap-2在启动子区域-2001bp处存在G-A的变异，引起CAAT-box变异，两个优异单倍型的发芽率、发芽势和发芽指标分别在0.05水平上差异显著，说明该候选基因在大豆群体中具有广泛的适用性。本研究将为大豆芽期耐旱育种提供优质材料以及为芽期耐旱遗传机制解析提供理论指导。

关键词：大豆芽期耐旱资源鉴定 QTL定位候选基因单倍型

超声辅助深共晶溶剂高效提取枳实辛弗林的工艺优化及提取动力学分析

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天然产物研究与开发 2024年第3期36卷 499-511,484页

作者：邵林子程玉娇黄林华谈安群王华西南大学中国农业科学院柑桔研究所国家柑桔工程技术研究中心重庆400712

为了研究超声辅助深共晶溶剂提取枳实辛弗林的最佳工艺条件及该提取过程的传质动力学模型,本研究采用Plackett-Burman试验、最陡爬坡试验结合Box-Behnken响应面法对超声辅助深共晶溶剂提取枳实辛弗林的关键工艺参数进行优化,基于Fick第... 详细信息

为了研究超声辅助深共晶溶剂提取枳实辛弗林的最佳工艺条件及该提取过程的传质动力学模型,本研究采用Plackett-Burman试验、最陡爬坡试验结合Box-Behnken响应面法对超声辅助深共晶溶剂提取枳实辛弗林的关键工艺参数进行优化,基于Fick第二定律建立超声辅助深共晶溶剂提取枳实辛弗林的提取动力学模型,通过测定在不同功率、不同提取时间下提取液中的辛弗林的质量浓度,对模型进行拟合验证,求解相应的动力学参数。结果表明,最优提取溶媒为一水甜菜碱-乳酸组成的深共晶溶剂(摩尔比1∶3,含水量50%),最佳工艺为:液料比39 mL/g,超声功率220 W,超声时间20 min,在此条件下,辛弗林得率为0.4284%,与模型预测值接近,且优于传统水回流提取法、85%乙醇回流提取法、超声辅助14%乙醇提取法、超声辅助70%甲醇提取法和超声辅助水提法。对动力学实验数据拟合得到的动力学一般方程和指数方程与动力学模型相关性良好,推算出了相应的速率常数、相对萃余率等动力学相关参数,拟合得到了半衰期和有效扩散系数回归方程,为枳实辛弗林的提取工艺优化和深入理论研究提供数据参考。

关键词：枳实辛弗林深共晶溶剂动力学模型超声辅助提取

‘黔核7号’去皮种仁多酚含量、抗氧化活性与多酚代谢关键酶活性的关系分析

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食品科学 2024年第4期45卷 10-17页

作者：姜熠潘学军洪艳阳史斌斌李雪张文娥贵州大学农学院贵州省果树工程技术研究中心贵州贵阳550025 贵州省农业科学院果树科学研究所贵州贵阳550025

本实验以优良泡核桃品种‘黔核7号’为对象,研究去皮种仁发育过程中总酚、总黄酮、单体酚含量和酚类代谢关键酶活性的变化规律以及与体外抗氧化活性能力的关系。结果表明:种仁中总酚、总黄酮含量及抗氧化活性在发育过程中均呈上升趋势,... 详细信息

本实验以优良泡核桃品种‘黔核7号’为对象,研究去皮种仁发育过程中总酚、总黄酮、单体酚含量和酚类代谢关键酶活性的变化规律以及与体外抗氧化活性能力的关系。结果表明:种仁中总酚、总黄酮含量及抗氧化活性在发育过程中均呈上升趋势,于果实成熟期达到最大值,总酚、总黄酮含量分别为0.05 mg/g(没食子酸当量,以鲜质量计)和0.03 mg/g(芦丁当量,以鲜质量计);果实成熟期铁离子还原能力(ferric ion reducing antioxidant power,FRAP)为0.019 mmol/g,1,1-二苯基-2-苦肼基(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH)自由基、2,2’-联氮双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)(2,2’-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid),ABTS)阳离子自由基半清除浓度分别为43.57 mg/mL和16.86 mg/mL。在种仁中鉴定出8种单体酚,各单体酚含量变化差异大,总体来看,在成熟后期都有所降低,但平均含量以丁香酸最高,儿茶素次之,阿魏酸最低。总酚、没食子酸、咖啡酸、阿魏酸、槲皮素含量与FRAP呈正相关,儿茶素、丁香酸、芦丁含量与DPPH自由基、ABTS阳离子自由基清除能力呈正相关。代谢酶活性分析表明,伴随种仁的发育分支酸变位酶(chorismate mutase,CM)、分支酸合成酶(chorismate synthase,CS)、苯丙氨酸解氨酶(phenylalanine ammonia lyase,PAL)活性在种仁充实期达到最高,肉桂酸4-羟化酶(cinnamate 4-hydroxylase,C4H)活性变化规律呈“N”字型,并在成熟后期达到最大,4-香豆酸-Co A连接酶(4-coumarate coenzyme A ligase,4CL)、查耳酮合酶(chalcone synthase,CHS)和查耳酮异构酶(chalcone isomerase,CHI)活性快速下降后在成熟期略有回升;总酚、没食子酸、咖啡酸、阿魏酸、槲皮素与CM、PAL、C4H呈正相关,与CS、4CL、CHS、CHI呈负相关,丁香酸、芦丁与CS呈正相关。综上所述,泡核桃‘黔核7号’去皮种仁在完熟期多酚类物质含量、抗氧化性都较高。本研究可为泡核桃种仁食品性功能开发提供理论依据。

关键词：泡核桃种仁多酚类化合物抗氧化活性多酚代谢酶

高光谱成像的黄瓜病虫害识别和特征波长提取方法

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光谱学与光谱分析 2024年第2期44卷 301-309页

作者：李杨李翠玲王秀范鹏飞李余康翟长远江苏大学农业工程学院江苏镇江212013 北京市农林科学院智能装备技术研究中心北京100097 国家农业智能装备工程技术研究中心北京100097

黄瓜霜霉病和斑潜蝇是制约黄瓜产业发展的严重病虫害。为实现黄瓜病虫害快速在线识别,采用高光谱成像和机器学习研究快速识别黄瓜霜霉病和斑潜蝇虫害的方法,为开发实用的基于多光谱成像的黄瓜病虫害快速识别设备奠定基础。使用高光谱成... 详细信息

黄瓜霜霉病和斑潜蝇是制约黄瓜产业发展的严重病虫害。为实现黄瓜病虫害快速在线识别,采用高光谱成像和机器学习研究快速识别黄瓜霜霉病和斑潜蝇虫害的方法,为开发实用的基于多光谱成像的黄瓜病虫害快速识别设备奠定基础。使用高光谱成像系统采集黄瓜无症状叶片、霜霉病叶片、斑潜蝇虫害叶片的高光谱图像,在病斑区域选择若干个感兴趣区域(ROI),计算每个ROI的平均反射率数据作为叶片原始光谱数据。使用Kennard-Stone算法将光谱数据按照3∶1的比例划分为训练集和测试集。使用直接正交信号校正(DOSC)、多元散射校正(MSC)、移动窗口平均平滑(MA)3种方法对原始光谱数据进行预处理。采用空间迭代收缩法(VISSA)、竞争性自适应重加权算法(CARS)、迭代保留信息变量法(IRIV)、随机蛙跳算法(SFLA)对MA预处理后的光谱数据进行特征波长提取,分别提取出53、20、26、10个特征波长。然后使用连续投影算法(SPA)分别对特征波长光谱数据进行二次降维,最终VISSA-SPA提取的特征波长为455、536、615和726 nm;CARS-SPA提取的特征波长为452、501、548和578 nm;IRIV-SPA提取的特征波长为452、513、543和553 nm;SFLA-SPA提取的特征波长为462、484、500和550 nm。分别对全波段光谱数据、一次降维光谱数据、二次降维光谱数据进行支持向量机(SVM)、Elman神经网络、随机森林(RF)建模,结果表明,MA预处理后的全波段光谱数据所建模型识别效果最好,其中MA-RF模型测试集总分类精度(OA)达到97.89%,Kappa系数为0.97。采用一次降维光谱数据所建模型中,MA-VISSA-RF模型效果最好,测试集OA为98.19%,Kappa系数为0.97。采用二次降维光谱数据所建模型中,MA-IRIV-SPA-SVM模型效果最好,测试集OA为96.23%,Kappa系数为0.95。研究结果表明,使用高光谱成像技术识别黄瓜霜霉病和斑潜蝇虫害具有良好的效果,452、513、543和553 nm可以作为识别黄瓜霜霉病和斑潜蝇虫害的特征波长,为开发黄瓜病虫害快速识别设备提供了理论依据。

关键词：高光谱成像机器学习特征波长霜霉病斑潜蝇虫害

南粳系列超级稻品种灌浆期光合产物的分配特性

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中国农业科学 2024年第12期57卷 2309-2321页

作者：魏晓东宋雪梅王宁赵庆勇朱镇陈涛赵凌王才林张亚东江苏省农业科学院粮食作物研究所/江苏省优质水稻工程技术研究中心/国家水稻改良中心南京分中心/国家耐盐碱水稻技术创新中心华东中心

【目的】研究南粳系列超级稻灌浆期光合产物转运和分配及相关基因表达量的变化特性及其与对照品种的差异，总结南粳系列超级稻高产的生理优势，为优质高产粳稻的培育提供理论依据。【方法】采用南粳5718、南粳晶谷、南粳3908和南粳5055... 详细信息

【目的】研究南粳系列超级稻灌浆期光合产物转运和分配及相关基因表达量的变化特性及其与对照品种的差异，总结南粳系列超级稻高产的生理优势，为优质高产粳稻的培育提供理论依据。【方法】采用南粳5718、南粳晶谷、南粳3908和南粳5055为研究对象，以淮稻5号为对照，在孕穗期、开花期以及开花后每隔7 d至成熟期测定剑叶光合速率、地上部干物质分配和转运，以及剑叶和籽粒发育不同时期物质转运相关基因的表达量，统计产量差异。【结果】南粳系列超级稻产量和千粒重高于淮稻5号，其剑叶净光合速率在孕穗期和花后28 d显著高于淮稻5号。在物质转运方面，南粳系列超级稻开花后茎叶干重、叶片输出量、输出率和转运率显著高于淮稻5号，其中南粳5718叶片输出量和输出率最高。南粳5718剑叶中与淀粉降解和糖类代谢相关基因（OsSPS1,OsSUT2,OsGWD1）的表达比其他品种启动早，最高表达量也高于其他品种。籽粒中SWEET基因在灌浆早期的蔗糖转运过程中扮演重要角色，中后期OsPK3、OsSUT1、OsSUT2基因在糖类的运输卸载中发挥重要作用，OsAGPL2和OsDPE1基因在中后期淀粉合成中发挥重要作用，南粳5718、南粳晶谷、南粳3908籽粒中与淀粉合成和糖类运输的相关基因在不同时期的表达量显著高于淮稻5号。【结论】南粳系列超级稻较高的产量在物质转运方面主要有以下特征：茎秆和叶片物质积累量多，穗积累量大，叶片和茎秆物质转运率高；叶片中蔗糖代谢和转运相关基因表达量高，有利于蔗糖在源端的合成、装载和转运；籽粒中蔗糖转运和淀粉合成相关基因表达量高，有利于蔗糖在库端的卸载及籽粒中淀粉的合成。

关键词：超级稻光合产物基因表达物质分配蔗糖转运高产育种

花生花期极端品种开花成针结荚习性差异及与产量相关性

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中国油料作物学报 2024年

作者：向雪林朱丹青刘光华汪柏丞徐国凤禹晨晏刘登望罗梓楠曾宁波李林湖南农业大学农学院国家花生工程技术研究中心长沙分中心/湖南省花生工程技术研究中心湖南农业大学旱地作物研究所邵阳市农业科学院

为探究花生花期极端品种开花成针结荚习性差异及其与产量相关性，选择4个花生品种（花期冗余类型的DL123和安化红皮小籽、花期集中类型的花育9130和天府22），研究花期、开花动态、成针、结荚性能及与产量关系。结果表明：花期冗余类型... 详细信息

为探究花生花期极端品种开花成针结荚习性差异及其与产量相关性，选择4个花生品种（花期冗余类型的DL123和安化红皮小籽、花期集中类型的花育9130和天府22），研究花期、开花动态、成针、结荚性能及与产量关系。结果表明：花期冗余类型品种的始花期、开花期、盛花期、全花期均极显著早于集中类型品种，而终花期极显著晚于后者。冗余类型品种的总花期时长平均85.5 d、低效花期时长平均82.2 d、低效花期率平均96.06%,均极显著大于集中类型品种。花期冗余类型品种的平均单株高位花数96.90朵、高位花率66.06%、高位针数50.72个、高位针率59.49%，极显著高于集中类型平均值的37.09朵、27.87%、29.28个、40.45%，单株高位果数、高位果率则极显著低于集中类型品种。冗余类型的平均高位花成针率52.31%、总花成果率21.06%、高位花成果率2.95%、总针成果率36.71%、高位针成果率5.69%、有效花率14.14%、有效针率24.87%，均极显著低于集中类型。单株总果数与终花期、总花期时长、低效花期时长均为显著负相关，与高位花率、高位针数、高位针率也呈一定程度负相关。单株产量与终花期、总花期时长、低效花期时长、高位花数均显著负相关，与全花期则为显著正相关。综上，花期冗余类型品种花、针、果三类库时空冗余的弊端严重影响结荚性能和单株产量；而花期集中、单株花数适中、开花成针位置低的品种冗余生长少，具有更优的成库性能，可为后续改良花生开花成针结荚性能、培育花期集中的高产高效良种提供理论支撑。

关键词：花生花期花果针荚果成果率

鲜食玉米播期与密度对大豆、鲜食玉米间作产量的影响

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大豆科学 2024年第5期43卷 589-598页

作者：张莹莹牛永锋孙海潮董文恒李永江张盼史丽丽卢道文安阳市农业科学院/河南省优质大豆改良工程技术研究中心河南安阳455000

为探索黄淮海区适宜的大豆、鲜食玉米间作模式,采用鲜食玉米播期与密度二因素裂区设计,研究了不同鲜食玉米群体对大豆、鲜食玉米间作体系作物的产量、农艺性状及作物间相对竞争力的影响。结果表明:鲜食玉米3个播期A1(6月30日)、A2(7月7... 详细信息

为探索黄淮海区适宜的大豆、鲜食玉米间作模式,采用鲜食玉米播期与密度二因素裂区设计,研究了不同鲜食玉米群体对大豆、鲜食玉米间作体系作物的产量、农艺性状及作物间相对竞争力的影响。结果表明:鲜食玉米3个播期A1(6月30日)、A2(7月7日)、A3(7月14日)与3个种植密度B1(3.20万株·hm^(-2))、B2(3.80万株·hm^(-2))、B3(4.50万株·hm^(-2))共9个处理不影响间作的产量优势,土地当量比(LER)都大于1;从播期方面看,A1、A2和A3的LER均值分别为1.26,1.20和1.15,差异达到显著水平(P大豆的产量、百粒重无显著性影响,对株高、茎粗、单株荚数、单株粒数产生了显著性影响;鲜食玉米产量和百粒重随着播期的延后逐渐变小,A3的百粒重仅为A1的69.1%,且同一播期内百粒重随着密度的增加逐渐变小。鲜食玉米播期推后抑制了大豆、鲜食玉米共生后期鲜食玉米资源竞争力的恢复,共生前期大豆占优势地位,共生后期鲜食玉米的资源竞争力逐渐变强。因此,就本研究而言,大豆、鲜食玉米间作体系中鲜食玉米应不晚于7月7日播种,种植密度3.80万株·hm^(-2)有利于大豆、鲜食玉米间作体系总产量的提高。

关键词：大豆、鲜食玉米间作鲜食玉米播期密度产量