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植物非生物逆境学科发展综述

植物生理学报 2024年第2期60卷 248-270页

作者：赵杨杨永青丁杨林张蘅谢彦杰赵春钊刘林川王鹏程中国科学院分子植物科学卓越创新中心/上海植物逆境生物学研究中心上海200032 中国农业大学生物学院北京100193 上海交通大学生命科学技术学院上海200240 南京农业大学生命科学学院南京210095 华南农业大学林学与风景园林学院广州510642 南方科技大学前沿生物技术研究院广东深圳518055

干旱、盐碱和极端温度等非生物胁迫严重抑制植物的生长和发育,是影响农业生产的主要环境因素。植物应答环境胁迫的分子机制一直是植物生物学的热点研究领域。本文邀请在非生物胁迫应答分子机制领域非常活跃的青年科学家,简要综述相关研... 详细信息

干旱、盐碱和极端温度等非生物胁迫严重抑制植物的生长和发育,是影响农业生产的主要环境因素。植物应答环境胁迫的分子机制一直是植物生物学的热点研究领域。本文邀请在非生物胁迫应答分子机制领域非常活跃的青年科学家,简要综述相关研究领域近年来的主要研究进展,并展望未来这一领域值得深入研究的一些科学问题,希望能引起对这一领域的更多的关注和思考。

关键词：非生物胁迫感受信号转导分子机制

玉米穗轴的颜色变化,是偶然还是与农艺性状存在关联?--以历年国审普通品种为例

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作物学报 2024年第3期50卷 771-778页

作者：梁星伟杨文亭金雨胡莉傅小香陈先敏周顺利申思梁效贵江西农业大学农学院/作物生理生态与遗传育种教育部重点实验室/植物化学与植物源农药创新团队江西南昌330045 中国农业大学农学院北京100193

玉米穗轴颜色在温带种质及商业化杂交品种中受到强烈的人工选择。为了明确我国不同区域玉米穗轴颜色选择的偏向性,探索轴色与多种农艺性状间的关联,本文以1992—2020年国审普通玉米品种为例,对品种轴色、审定区域及多项农艺性状进行了... 详细信息

玉米穗轴颜色在温带种质及商业化杂交品种中受到强烈的人工选择。为了明确我国不同区域玉米穗轴颜色选择的偏向性,探索轴色与多种农艺性状间的关联,本文以1992—2020年国审普通玉米品种为例,对品种轴色、审定区域及多项农艺性状进行了比较分析。在统计到的1604个品种中,红轴品种占比从1992年的50%逐渐提高至2020年的80%以上。其中,北方春玉米区、黄淮海夏玉米区和西北玉米区的红轴品种比例随年份更替提升速度高于西南和南方玉米区。对比分析红、白轴品种在株型、果穗和籽粒特性等方面的差异发现,近15~20年间的红轴品种平均穗长和穗行数均显著高于白轴。随年代更替,红轴品种的籽粒平均粗淀粉含量升高趋势快于白轴,但其平均粗脂肪含量下降明显,并且红轴品种平均粗蛋白含量和赖氨酸含量表现弱于白轴。因此,针对红色穗轴的强烈人工选择可能主要与玉米单株产量潜力的挖掘有关。但红轴品种在非生物逆境抗性和籽粒品质方面的表现需要进一步探讨。

关键词：玉米穗轴颜色人工选择国审品种区域分布农艺性状

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纳米铁氧化物强化牛粪厌氧发酵产甲烷

农业环境科学学报 2024年第5期43卷 1163-1170页

作者：李煜叶青青瞿云山刘子墨任玉莹于莉民李欣中国农业大学工学院农业部可再生能源清洁化利用技术重点实验室北京100083

为探究金属添加剂对牛粪厌氧发酵产甲烷过程的影响,提升牛粪厌氧发酵效率,本研究以纳米铁氧化物(Iron oxide nanoparticle,INP)为典型金属添加剂,比较了添加INP的反应器和从未添加INP的对照反应器中日产甲烷量、总挥发性酸、纤维素和半... 详细信息

为探究金属添加剂对牛粪厌氧发酵产甲烷过程的影响,提升牛粪厌氧发酵效率,本研究以纳米铁氧化物(Iron oxide nanoparticle,INP)为典型金属添加剂,比较了添加INP的反应器和从未添加INP的对照反应器中日产甲烷量、总挥发性酸、纤维素和半纤维素等的变化,并进一步探究INP添加对微生物群落和关键酶活性的影响。结果显示,INP添加促进纤维素水解并有利于挥发性脂肪酸的降解,从而促进产甲烷过程。连续反应器每日添加625 mg∙L^(-1)INP时日甲烷产量达到173.4 mL∙g^(-1)∙d^(-1),比对照组提高了38.3%;即使反应器停止添加INP,与对照组相比日产甲烷量依然显著提高(P<0.05)。16S rRNA分析表明,INP添加富集了乙酸氧化菌Mesotoga和嗜氢产甲烷菌Methanoculleus这一对协同互营菌。宏基因组分析表明,INP添加显著促进嗜乙酸产甲烷途径和嗜氢产甲烷途径相关酶的活性,尤其提高了甲烷合成关键酶-甲基辅酶M还原酶(EC 2.***.4.1)的活性(P<0.05),这是产甲烷效能提升的主要原因。综上,INP添加剂的施用有利于牛粪厌氧发酵产甲烷,从而提升畜禽粪污能源化利用效率。

关键词：厌氧发酵牛粪纳米铁氧化物挥发性脂肪酸宏基因组学

从自然灵感角度出发的群体智能集群机器人系统研究综述

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信息与控制 2024年第2期53卷 154-181页

作者：刘金存任崟杰徐战安冬位耀光中国农业大学国家数字渔业创新中心北京100083 农业农村部智慧养殖技术重点实验室北京100083 北京市农业物联网工程技术研究中心北京100083 中国农业大学信息与电气工程学院北京100083

受生物自组织行为启发的群体智能研究近年来发展势头迅猛,以生物自组织行为内在机理为依据可以协助研究者设计出高效的集群系统。本文从生物自组织行为出发对群体智能集群机器人系统的研究成果进行综述,首先解释自然界中生物的部分自组... 详细信息

受生物自组织行为启发的群体智能研究近年来发展势头迅猛,以生物自组织行为内在机理为依据可以协助研究者设计出高效的集群系统。本文从生物自组织行为出发对群体智能集群机器人系统的研究成果进行综述,首先解释自然界中生物的部分自组织行为;其次对生物自组织行为机制所衍生出的群体智能集群机器人系统任务进行归类,总结近年来的研究成果;最后对集群系统当前研究存在的问题以及受生物行为启发的集群机器人系统未来发展趋势进行展望。该综述致力于为广大研究者提供一个新角度思考群体智能集群机器人系统的研究成果以推动相关领域发展。

关键词：自组织群体智能集群机器人系统自然灵感分类学

减氮配施生物炭对北疆小麦产量品质及固碳减排的影响

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农业工程学报 2024年第4期40卷 104-111页

作者：杨卫君杨梅郭颂宋世龙陈雨欣王森赵红梅新疆农业大学农学院乌鲁木齐830052 中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所乌鲁木齐830002 新疆农业大学资源与环境学院乌鲁木齐830052

为研究生物炭在北疆灌区农田应用的稳产增产及固碳减排综合潜力,探索农田氮肥优化施用途径,该研究于2021年4月—2022年7月在新疆奇台设置常规施氮(N1:300 kg/hm^(2))、氮肥减量15%(N2:255 kg/hm^(2))、氮肥减量30%(N3:210 kg/hm^(2))、... 详细信息

为研究生物炭在北疆灌区农田应用的稳产增产及固碳减排综合潜力,探索农田氮肥优化施用途径,该研究于2021年4月—2022年7月在新疆奇台设置常规施氮(N1:300 kg/hm^(2))、氮肥减量15%(N2:255 kg/hm^(2))、氮肥减量30%(N3:210 kg/hm^(2))、单施生物炭(B:20 t/hm^(2))、常规施氮+生物炭(N1B)、氮肥减量15%+生物炭(N2B)、氮肥减量30%+生物炭(N3B)7个处理,分析两季小麦(春小麦、冬小麦)种植期间不同处理下麦田土壤有机碳含量、土壤呼吸速率、小麦品质及产量变化。结果表明,与单施常规氮肥相比,施用生物炭后土壤总有机碳(soil total organic carbon,SOC)、活性有机碳(active organic carbon,AOC)、碳库管理指数(carbon pool management index,CPMI)和小麦产量、籽粒水分及蛋白(干基)含量均呈提高趋势。综合表现以氮肥减量15%配施生物炭(N2B)处理最优,较氮肥常规单施(N1)相比,AOC、SOC均有显著提高,2 a产量分别显著提高22.12%、36.17%(P生物炭(N2B)处理下,2022年冬小麦蛋白(干基)、面筋(湿基)、Zeleny沉降值均有提高,而2021年各处理间差异不显著(P>0.05)。同时,除单施生物炭(B)处理(2021年)和除单施生物炭(B)及减氮15%(N2)处理外(2022年),其他处理下土壤CO_(2)累积排放量较单施常规氮肥均有所升高。综上,氮肥减量15%(255 kg/hm^(2))配施20 t/hm^(2)生物炭时其农田土壤固碳减排效果及小麦产量品质综合表现较好,建议作为北疆灌区麦田氮肥优化配施生物炭的理想施肥方案。

关键词：氮生物炭土壤呼吸有机碳小麦产量品质

研究生专业课课程思政元素挖掘的主体与途径研究

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高教学刊 2024年第4期10卷 9-12页

作者：赵昶灵李建宾文建成文国松毛自朝董陈文华徐绍忠刘正杰林春陈疏影云南农业大学农学与生物技术学院昆明650201

研究生专业课课程思政元素的挖掘是专业课课程实施思政教育的前提,明确挖掘主体和途径则是实施高效、深度挖掘的关键。思政元素挖掘的主体是由专业课教师、思政课教师、研究生导师、研究生辅导员或班主任、校、院党委委员和其他同类型... 详细信息

研究生专业课课程思政元素的挖掘是专业课课程实施思政教育的前提,明确挖掘主体和途径则是实施高效、深度挖掘的关键。思政元素挖掘的主体是由专业课教师、思政课教师、研究生导师、研究生辅导员或班主任、校、院党委委员和其他同类型或同行业高校的研究生专业课教师组成的团队;挖掘的主要途径是专业课课程的教材和对应学科的文献及社会和日常生活。该文可为研究生专业课课程思政元素的高效、深入挖掘提供参考,并为研究生课程思政教育的高效实施和实时完善奠定基础。

关键词：研究生专业课课程思政思政元素专业课教育客体

蛋白质翻译后修饰之间的互作关系及其协同调控机理

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生物技术通报 2024年第2期40卷 1-8页

作者：陈艳梅中国农业大学生物学院植物抗逆高效全国重点实验室北京100193

蛋白质的翻译后修饰在细胞信号转导过程中起核心调控作用。除了单一翻译后修饰的调控外,细胞中还存在由多个翻译后修饰共同调控一些关键的代谢或信号通路的分子机制。翻译后修饰是蛋白质之间的语言,通过不同修饰之间的相互作用和协同调... 详细信息

蛋白质的翻译后修饰在细胞信号转导过程中起核心调控作用。除了单一翻译后修饰的调控外,细胞中还存在由多个翻译后修饰共同调控一些关键的代谢或信号通路的分子机制。翻译后修饰是蛋白质之间的语言,通过不同修饰之间的相互作用和协同调控,把复杂的信号整合后传递到下游其他蛋白并形成信号网络,最终影响蛋白质的结构、亚细胞定位、相互作用以及生物学功能。本文概述磷酸化、泛素化和类泛素化三类重要的翻译后修饰在植物细胞信号通路中的串扰作用模式及协同调控机制。

关键词：激素受体激酶连接酶泛素化转录因子

氮肥和根瘤菌剂互作对花生氮素吸收、氮代谢及产量的影响

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中国油料作物学报 2024年第3期46卷 644-656页

作者：郭佩熊焕烨张萍郭凡王彦良韩青赵新华蒋春姬于海秋沈阳农业大学农学院辽宁沈阳110161 辽宁农业职业技术学院辽宁营口115009

针对花生栽培生产过程中氮肥施用不规范、生物固氮能力受抑制的现状,探究氮肥和根瘤菌剂拌种互作效应,旨在为花生绿色高效增产提供支撑。以非高效结瘤花生农花5号(NH5)和高效结瘤花生红花16(HH16)为材料,基于室外盆栽试验,于结荚期(出苗... 详细信息

针对花生栽培生产过程中氮肥施用不规范、生物固氮能力受抑制的现状,探究氮肥和根瘤菌剂拌种互作效应,旨在为花生绿色高效增产提供支撑。以非高效结瘤花生农花5号(NH5)和高效结瘤花生红花16(HH16)为材料,基于室外盆栽试验,于结荚期(出苗后80天)测定花生形态指标、结瘤特性、光合特性、氮素积累、氮代谢相关酶活性及产量,探究不同施氮水平下(N0、N45、N75、N105、N135、N165),蒸馏水拌种(W)和根瘤菌剂拌种(R)对花生生长发育及氮素代谢积累的影响。结果表明,随着施氮量的增加,花生主茎高、侧枝长、净光合速率、叶绿素含量、光合相关酶活性、氮代谢相关酶活性及产量呈先上升后下降的趋势。施氮在一定程度抑制了花生的结瘤能力,根瘤菌剂拌种能显著缓解抑制作用,NH5和HH16的根瘤数量较蒸馏水拌种处理分别提高了28.4%~130.5%和40.5%~178.3%。在蒸馏水拌种(W)处理下,花生叶片光合酶活性和氮代谢酶活性在N135施氮处理达到最大值;根瘤菌剂拌种(R)处理下,花生叶片光合酶和氮代谢酶活性在N105施氮处理下达到最大值。相较蒸馏水拌种处理(W),根瘤菌剂拌种处理下NH5和HH16的产量在各施氮处理下分别提高了1.2%~8.3%和7.5%~11.0%,其中NH5和HH16的单株产量均在N105-R处理下达到最大。综上,氮肥和根瘤菌剂拌种配施能够显著提高花生的光合性能、氮素吸收和结瘤固氮能力,一定程度上减少花生对氮肥的依赖。因此,适宜氮肥投入配合根瘤菌剂拌种能在提高花生自身结瘤固氮能力的同时维持较高产量,是一种绿色有效的增产途径。

关键词：花生施氮量根瘤菌剂结瘤特性产量

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药用植物金平人参种子休眠与萌发特性

应用与环境生物学报 2024年

作者：陈翠李朝林黄敏周平孟珍贵李龙根陈军文云南农业大学西南中药材种质创新与利用国家地方联合工程研究中心云南农业大学云南省药用植物生物学重点实验室云南农业大学农学与生物技术学院

为探究人参属药用植物金平人参（Panax vietnamensis Ha et Grushv.）种子的休眠类型和激素促进其种子萌发的机理，为种苗高效生产提供理论依据。以自然成熟的金平人参种子为材料，进行不同浓度赤霉素GA3（50、250、500 mg/L）和乙烯利... 详细信息

为探究人参属药用植物金平人参（Panax vietnamensis Ha et Grushv.）种子的休眠类型和激素促进其种子萌发的机理，为种苗高效生产提供理论依据。以自然成熟的金平人参种子为材料，进行不同浓度赤霉素GA3（50、250、500 mg/L）和乙烯利（ET）(50、250、500 mg/L)处理，并测定不同处理组种子后熟过程的胚率、萌发率及内源激素含量。结果表明，金平人参果实成熟时种胚尚未分化完全，需经过135 d左右才能完成后熟休眠过程。在金平人参种子自然后熟过程中，赤霉素(gibberellins 3，GA3)、反式玉米素（trans-zeatin，tZ）、二氢茉莉酸(dihydrojasmonic acid，H2JA)和乙烯（ethylene，ET）的含量随后熟时间延长而增加，而脱落酸（abscisic acid，ABA）、吲哚-3-乙酸（3-indoleacetic acid，IAA）和水杨酸（salicylic acid，SA）的含量则逐渐降低。500 mg/L GA3处理后，种子内源GA3含量显著提高，ABA含量降低；IAA、ET含量随后熟时间延长逐渐升高，H2JA逐渐降低。500 mg/L GA3处理可缩短金平人参种子后熟时间，并显著促进种子萌发。乙烯利（ET）处理后，种子内源激素含量无显著性差异，且种子后熟时间和种子萌发率未发生明显变化。本研究表明，金平人参种子收获时种胚未发育完全，休眠期大约135 d，属于形态休眠类型；500 mg/L GA3可有效缩短种子的后熟休眠时间、促进萌发；乙烯利（ET）处理对金平人参种子的萌发及休眠解除无促进作用。

关键词：金平人参种子休眠种胚发育植物激素