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农业院校动物生物化学实验教学改革实践与探索

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生物学杂志 2024年

作者：刘敏瑞刘霞齐兴娥许富强郜原司怀军甘肃农业大学生命科学技术学院

高等农业院校不断深化教育教学改革,打造农业复合应用型人才培养模式,动物生物化学实验课程作为涉农专业中的主干实践技能培养课程之一,其现有教学资源和模式相对滞后,需进行实验课程教学改革以适应新的人才培养目标和要求。因此,课程... 详细信息

高等农业院校不断深化教育教学改革,打造农业复合应用型人才培养模式,动物生物化学实验课程作为涉农专业中的主干实践技能培养课程之一,其现有教学资源和模式相对滞后,需进行实验课程教学改革以适应新的人才培养目标和要求。因此,课程组在教学实践中优化实验项目,融入农林科技前沿和思政元素,推进学科交叉融合,改革教学模式和考核评价体系。结果显示,该实验课程的教学改革与实践取得良好效果,学生实验动手能力显著提高,学习积极性高涨,学生对实验原理和操作技能的掌握程度明显增强,全国大学生生物类竞赛获奖每年增加1～2项,大学生创新创业训练项目逐年上升(5.13%～17.07%),为培养新时代复合型卓越农科人才奠定基础,为高校生物类实验教学改革提供借鉴和参考。

关键词：农业院校动物生物化学教学改革实验教学混合式教学

牦牛小脑不同区域神经营养素-4及其受体的表达特征与定位研究

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核农学报 2024年第5期38卷 852-860页

作者：刘珊珊杜晓华刘霞吴亚娟郑丽平甘肃农业大学动物医学院甘肃兰州730070 甘肃农业大学生命科学技术学院甘肃兰州730070

神经营养素-4(NT-4)及其神经营养性酪氨酸激酶受体2(NTRK2)在小脑神经元存活、生长以及功能方面发挥着重要作用。为探讨NT-4和NTRK2在牦牛高原低氧适应中的作用,本研究以高原牦牛(Bos grunniens)和平原黄牛(Bos taurus)小脑为研究对象,... 详细信息

神经营养素-4(NT-4)及其神经营养性酪氨酸激酶受体2(NTRK2)在小脑神经元存活、生长以及功能方面发挥着重要作用。为探讨NT-4和NTRK2在牦牛高原低氧适应中的作用,本研究以高原牦牛(Bos grunniens)和平原黄牛(Bos taurus)小脑为研究对象,采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)、蛋白免疫印迹技术(WB)、苏木精-伊红染色(HE)和免疫组织化学(IHC)对NT-4和NTRK2在牦牛与黄牛小脑不同区域中的表达分布进行分析。qRT-PCR和WB结果表明,NT-4基因和蛋白在牦牛小脑半球皮质中表达量最高,显著高于其他组织(P<0.05);NTRK2基因和蛋白在牦牛小脑蚓部皮质中表达量最高,显著高于其他组织(P<0.05)。与黄牛相比,牦牛NT-4蛋白在小脑各区域中的表达均显著高于黄牛(P<0.05);牦牛NTRK2蛋白在蚓部髓质和小脑半球髓质中的表达量低于黄牛或无差异,其余区域均显著高于黄牛(P<0.05)。IHC结果显示,NT-4和NTRK2蛋白阳性表达特征基本一致,皮质区主要分布于分子层的篮状细胞、浦肯野细胞层以及颗粒细胞层,而髓质区则散在分布于神经胶质细胞以及神经纤维中。由上述结果可知,NT-4和NTRK2在小脑各区域的表达差异可能与其参与脑组织生理功能以及适应高原低氧环境有关。在低氧环境下,NT-4和NTRK2通过上调激活相关通路以发挥内源性神经保护作用,进而保护脑组织免受低氧损伤。本研究结果可为探究牦牛脑组织低氧适应机制提供基础。

关键词：牦牛神经营养素-4 神经营养性酪氨酸激酶受体2 小脑

糜子GRF转录因子全基因组鉴定及在茎分生组织中的表达特征

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遗传 2024年第3期46卷 242-255页

作者：韦恒刘天鹏何继红董孔军任瑞玉张磊李亚伟郝子义杨天育甘肃农业大学生命科学技术学院兰州730070 甘肃省农业科学院作物研究所兰州730070

为了解糜子(Panicum miliaceum L.)GRF(growth-regulating factor)基因家族成员全基因组信息及其在营养生长阶段分生组织中的表达特征,本研究通过生物信息学和转录组测序相结合的方法,分析了糜子GRF基因家族成员的染色体分布、基因结构... 详细信息

为了解糜子(Panicum miliaceum L.)GRF(growth-regulating factor)基因家族成员全基因组信息及其在营养生长阶段分生组织中的表达特征,本研究通过生物信息学和转录组测序相结合的方法,分析了糜子GRF基因家族成员的染色体分布、基因结构、系统进化关系、顺式作用元件及其在营养器官茎分生组织中的表达特征。结果表明:糜子GRF基因家族包含21个成员,家族成员含有1~4个内含子和2~5个外显子,编码蛋白长度为224~618个氨基酸,等电点为4.93~9.69;PmGRF基因不均等分布于12条染色体上,除PmGRF13定位于细胞核和叶绿体外,其余均定位于细胞核。系统进化分析显示,糜子21个GRF基因分为4个亚族(A、B、C和D)。顺式作用元件分析表明,在糜子GRF基因上游2000 bp序列中,普遍存在数目不等、种类不同的参与光响应、激素响应、干旱诱导、低温和其他环境胁迫响应的顺式作用元件。对糜子高秆品种陇糜12号和矮秆品种张778拔节期节间和节部分生组织分别取样进行转录组测序及qRT-PCR分析,结果发现:PmGRF3、PmGRF12在矮秆品种张778中表达量显著高于高秆品种陇糜12号,而PmGRF4、PmGRF16和PmGRF21的表达特征与之相反;PmGRF2和PmGRF5在张778节间分生组织中的表达量显著高于陇糜12号,其余GRF基因不表达或差异表达不显著,表明PmGRF2、PmGRF3、PmGRF4、PmGRF5、PmGRF12、PmGRF16和PmGRF21等7个基因与糜子株高的形成相关。

关键词：糜子 GRF基因转录组株高

一种轻量级YOLOv5S农作物虫害目标检测模型

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南京农业大学学报 2024年第5期47卷 1009-1018页

作者：郭小燕于帅卿甘肃农业大学信息科学技术学院甘肃兰州730070

[目的]本文提出一种轻量级YOLOv5S农作物虫害目标检测模型以解决在样本数量不足的情况下农作物虫害识别的问题。[方法]利用Ghost技术将2个Ghost Bottle Block线性特征提取模块封装为1个GB模块,代替YOLOv5S中前7个CBL、CSP、SPP非线性特... 详细信息

[目的]本文提出一种轻量级YOLOv5S农作物虫害目标检测模型以解决在样本数量不足的情况下农作物虫害识别的问题。[方法]利用Ghost技术将2个Ghost Bottle Block线性特征提取模块封装为1个GB模块,代替YOLOv5S中前7个CBL、CSP、SPP非线性特征提取模块,从而约简了YOLOv5S的网络参数,减轻了网络体量。[结果]在保证虫害检测效果的前提下降低网络对计算硬件与训练样本的依赖。为了验证模型的有效性,对水稻、玉米、棉花、马铃薯、苜蓿5种农作物的12类虫害进行识别与定位,多类别平均精度(mAP)为91.31%,比YOLOv5S模型高出2.56百分点。[结论]通过与SSD、Faster-RCNN、YOLOv5S模型对比发现,本文提出的模型在mAP、F1-score、精确率(Precision)、召回率(Recall)4个评价指标均占优势,尤其在小目标、密集目标、与背景相似目标的检测方面表现突出。

关键词：农作物虫害 YOLOv5S 轻量级目标检测

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马铃薯干旱响应基因StGAMyb-like1克隆、表达及蛋白互作分析

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农业生物技术学报 2024年

作者：邓玉荣魏晶晶刘升燕杨亮王晓凤杨江伟张宁司怀军甘肃农业大学省部共建干旱生境作物学国家重点实验室甘肃农业大学生命科学技术学院甘肃农业大学农学院

作为MYB转录因子家族中最大的亚家族，R2R3-MYB转录因子广泛参与植物生长发育、物质代谢等过程，并且具有提高植物胁迫耐受性的潜力。前期研究在马铃薯(Solanum tuberosum)中鉴定出1个与拟南芥(Arabidopsis thaliana) AtMYB33同源的StGA... 详细信息

作为MYB转录因子家族中最大的亚家族，R2R3-MYB转录因子广泛参与植物生长发育、物质代谢等过程，并且具有提高植物胁迫耐受性的潜力。前期研究在马铃薯(Solanum tuberosum)中鉴定出1个与拟南芥(Arabidopsis thaliana) AtMYB33同源的StGAMyb-like1基因(GenBank No. XM＿015303144.1)，该基因是R2R3-MYB的第18亚组GAMYB中的成员，且能够响应干旱胁迫。本研究以马铃薯品种’Desiree’为材料，克隆得到StGAMyb-like1基因，其CDS长为1 572 bp；生物信息学分析发现，该基因启动子区含有多种激素响应元件，其蛋白序列与番茄(Solanum lycopersicum)的相似度最高。组织差异性表达分析发现，StGAMyb-like1基因在叶片中具有更高的表达丰度。对木质素合成途径中的香豆酸-3-羟化酶编码基因StCYP98A3启动子序列进行分析，发现该基因具备与MYB转录因子结合的MBS (MYB binding site)元件。通过酵母单杂交、双荧光素酶报告基因分析和β-D-葡萄糖苷酸酶(β-glucuronidase, GUS)检测，证实StGAMyb-like1可与StCYP98A3基因启动子结合并转录激活该基因表达。本研究可为深入探讨StGAMyblike1基因功能提供参考依据。

关键词：马铃薯生物信息学 StGAMyb-like1 StCYP98A3

转基因T_(1)代番茄对黄化曲叶病抗性分析

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北方园艺 2024年第9期 1-10页

作者：姜睿鹏朱晓林王宝强魏小红甘肃农业大学生命科学技术学院甘肃兰州730700 甘肃农业大学农学院甘肃兰州730700

以转黄化曲叶病(TYLCV)编码外壳蛋白(capsid protein,CP)的V1、编码复制激发蛋白(replication-associated protein,Rep)C1基因的T_(1)代J6番茄为试材,采用盆栽法,研究转基因T_(1)代番茄接种TYLCV后不同时期的生长特性、抗病相关酶活性... 详细信息

以转黄化曲叶病(TYLCV)编码外壳蛋白(capsid protein,CP)的V1、编码复制激发蛋白(replication-associated protein,Rep)C1基因的T_(1)代J6番茄为试材,采用盆栽法,研究转基因T_(1)代番茄接种TYLCV后不同时期的生长特性、抗病相关酶活性和抗病相关基因表达量的影响,以期明确转V1、C1基因的T_(1)代J6番茄植株对TYLCV的抗性。结果表明:通过RNAi技术获得的转V1、C1基因的T_(1)代转基因J6番茄植株成功转化且供试番茄材料转化率为87.5%;T_(1)代转基因植株抗病性研究发现:转基因番茄可以有效缓解病害对其生长的抑制,光合特性得到一定程度的恢复;其抗病相关酶PAL、PPO活性下降;MDA和抗氧化相关酶超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和过氧化物酶(POD)活性显著降低;抗病相关基因的表达量Ty-1、Ty-2、Ty-3显著上调。说明T_(1)代转基因番茄对TYLCV具有一定的抗性,且J6+V1的抗病性强于J6+C1。

关键词：转基因番茄 T_(1) TYLCV 抗病性

抗褐化剂对白菜型油菜组培苗愈伤组织褐化率的影响

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中国油料作物学报 2024年

作者：周蓉王旺田武军艳马骊杨刚蒲媛媛刘丽君范婷婷孙万仓李治忠万军斌甘肃农业大学生命科学技术学院甘肃农业大学农学院/干旱生境作物学国家重点实验室

在植物组织培养过程中，褐化是制约离体繁殖的主要因素之一。为比较不同抗褐化剂减轻白菜型油菜愈伤组织诱导过程中出现的褐化现象，提高愈伤组织分化的能力，为白菜型油菜遗传转化体系的建立及转基因育种奠定基础，以白菜型油菜无菌苗... 详细信息

在植物组织培养过程中，褐化是制约离体繁殖的主要因素之一。为比较不同抗褐化剂减轻白菜型油菜愈伤组织诱导过程中出现的褐化现象，提高愈伤组织分化的能力，为白菜型油菜遗传转化体系的建立及转基因育种奠定基础，以白菜型油菜无菌苗的子叶和下胚轴为外植体，硝酸银、谷胱甘肽以及活性炭为抗褐化剂，研究白菜型油菜愈伤组织褐变问题。结果表明，在培养基中加入抗褐化剂可显著减少褐变，提高愈伤组织的生长能力。子叶和下胚轴均在谷胱甘肽浓度为30 mg/L、活性炭浓度为25 mg/L时抗褐化效果最好；不同外植体，子叶愈伤组织褐化率高于下胚轴。相关性分析表明，子叶愈伤组织褐化率与丙二醛含量呈显著正相关，与超氧化物歧化酶活性呈显著负相关；下胚轴愈伤组织褐化率与可溶性蛋白含量呈显著正相关，与超氧化物歧化酶活性呈显著负相关。添加适宜剂量的抗褐化剂和适宜天数的培养时间，可以通过减轻细胞膜损伤程度和提高抗氧化酶活性来降低油菜的外植体褐化程度。

关键词：白菜型油菜褐化抗褐化剂抗氧化酶

玉米品种和发酵剂对全株玉米青贮营养品质的影响

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动物营养学报 2024年第1期36卷 658-671页

作者：代友超马越徐美玲房华王瑛贾莉史金平雷赵民甘肃农业大学动物科学技术学院兰州730070

本试验旨在探究不同玉米品种和发酵剂对全株玉米青贮营养品质的影响,筛选出最优发酵剂和最适合甘肃中东部地区的青贮玉米品种。以“京科627”(H1)、“金穗1915”(H2)、“铁研53”(H3)、“登海3721”(H4)、“大京九26”(H5)、“陇青贮1号... 详细信息

本试验旨在探究不同玉米品种和发酵剂对全株玉米青贮营养品质的影响,筛选出最优发酵剂和最适合甘肃中东部地区的青贮玉米品种。以“京科627”(H1)、“金穗1915”(H2)、“铁研53”(H3)、“登海3721”(H4)、“大京九26”(H5)、“陇青贮1号”(H6)6个玉米品种为试验材料,在蜡熟期收获,分别添加以植物乳杆菌、乳酸片球菌等为主的饲草青贮剂1(A1)、以布氏乳杆菌9-2和戊糖片球菌为主的饲草青贮剂2(A2)和以植物乳杆菌A1和植物乳杆菌LP-21为主的饲草青贮剂3(A3)3种发酵剂并设置空白对照组(CK),共24个处理,每个处理3个重复。发酵90 d后测定其品质。结果表明:玉米品种对干物质(DM)、粗蛋白质(CP)、中性洗涤纤维(NDF)、乳酸(LA)、乙酸(AA)、丙酸(PA)、氨态氮(NH 3-N)含量以及中性洗涤纤维消化率有极显著影响(P<0.01);与空白对照组相比,3种发酵剂显著提高了DM、CP、LA、AA含量(P<0.05),极显著降低了NH 3-N含量(P<0.01)。综上所述,3种发酵剂对不同品种全株玉米青贮的品质有不同程度的提升,灰色关联度分析结果表明以“饲草青贮剂3”处理的“登海3721”为最优组合,最适合在临夏地区种植和推广应用。

关键词：全株玉米青贮玉米品种发酵剂营养品质

秸秆带状覆盖对旱地马铃薯土壤温度及产量的影响

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生态学杂志 2024年第2期43卷 461-468页

作者：张建彤马建涛柴雨葳吴炳权王彦萍韩凡香程宏波常磊柴守玺甘肃省干旱生境作物学重点实验室/甘肃农业大学农学院兰州730070 兰州城市学院地理与环境工程学院兰州730070 甘肃农业大学生命科学与技术学院兰州730070

为明确西北半干旱区覆盖栽培对旱地马铃薯田土壤温度及产量的影响,于2021年在陇中半干旱区设置田间试验,比较了秸秆带状覆盖单行(S30)、秸秆带状覆盖双行(S50)、地膜覆盖(PM)和露地平作(CK)对旱地马铃薯土壤温度及产量的影响。结果表明:... 详细信息

为明确西北半干旱区覆盖栽培对旱地马铃薯田土壤温度及产量的影响,于2021年在陇中半干旱区设置田间试验,比较了秸秆带状覆盖单行(S30)、秸秆带状覆盖双行(S50)、地膜覆盖(PM)和露地平作(CK)对旱地马铃薯土壤温度及产量的影响。结果表明:与CK相比,S30和S50分别降低了马铃薯各时期的土壤温度0.8~3.2℃和0.2~1.7℃,而PM显著增加了土壤温度1.9~3.5℃,降幅和增幅分别以苗期和块茎膨大期最大;各土层间,S30和S50分别较CK降温1.4~2.8℃和0.2~1.4℃,降幅均以10 cm土层最大,而PM较CK增温2.3~3.3℃,增幅以15 cm土层最大;此外,秸秆带状覆盖在低温时段能抑制土壤热量的散失,高温时段阻碍地表对热量的吸收,而地膜覆盖增强了地表对热量的吸收,与CK相比,秸秆带状覆盖的温度梯度平均降低了12.2~13.9℃·m^(-1),降幅S30大于S50,而地膜覆盖的温度梯度提高了1.9~14.4℃·m^(-1);覆盖显著较CK增加了马铃薯产量,产量增幅表现为PM(16.1%)>S50(14.1%)>S30(8.4%)。在陇中半干旱区,秸秆带状覆盖能明显调节优化马铃薯田土壤温度,促进块茎的膨大及产量形成,是适宜于半干旱区马铃薯种植的栽培技术。

关键词：秸秆带状覆盖地膜覆盖土壤温度旱地马铃薯产量