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再生稻稻米品质研究进展

中国水稻科学 2024年

作者：肖无为朱辰光王飞熊栋梁黄见良彭少兵崔克辉作物遗传改良全国重点实验室/农业农村部长江中游作物生理生态与耕作重点实验室/华中农业大学植物科学技术学院

再生稻是一种绿色高效的种植模式，对提高水稻种植效益和保障我国粮食安全具有重要意义，具有广阔发展前景。再生稻头季和再生季生长环境以及栽培管理措施不同，导致头季和再生季稻米品质有显著差异，再生季稻米品质通常优于头季稻米。... 详细信息

再生稻是一种绿色高效的种植模式，对提高水稻种植效益和保障我国粮食安全具有重要意义，具有广阔发展前景。再生稻头季和再生季生长环境以及栽培管理措施不同，导致头季和再生季稻米品质有显著差异，再生季稻米品质通常优于头季稻米。再生特性、环境温度、水肥管理等都可通过调控源库关系、灌浆过程、籽粒营养物质合成、淀粉粒物理化学特征等影响稻米品质形成。目前虽然已经从再生力和产量角度鉴选了一批适宜作再生稻种植的优质高产水稻品种，但提高再生稻头季和再生季稻米品质仍然是制约发展再生稻的一个重要因子。本文简要介绍了再生稻头季和再生季稻米品质特征及其差异，结合稻米品质形成的过程及影响因素，分析了影响再生稻稻米品质的因素及栽培调控，旨在为再生稻优质高产发展提供理论基础。

关键词：再生稻稻米品质再生特性温度栽培措施

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小麦穗发芽抗性机制及抗性育种研究

中国农业科学 2024年第7期57卷 1237-1254页

作者：董慧雪陈倩郭晓江王际睿四川农业大学西南作物基因资源发掘与利用国家重点实验室四川农业大学小麦研究所四川农业大学农学院四川农业大学西南作物基因资源与遗传改良教育部重点实验室

穗发芽是禾本科作物籽粒在收获前于高湿环境下的穗上发芽现象，严重影响小麦的产量与品质。种子休眠水平是影响小麦穗发芽抗性的主要因素，而往往驯化作物的籽粒休眠水平低，导致栽培小麦普遍比其野生祖先种更易发生穗发芽。小麦穗发芽... 详细信息

穗发芽是禾本科作物籽粒在收获前于高湿环境下的穗上发芽现象，严重影响小麦的产量与品质。种子休眠水平是影响小麦穗发芽抗性的主要因素，而往往驯化作物的籽粒休眠水平低，导致栽培小麦普遍比其野生祖先种更易发生穗发芽。小麦穗发芽主要受外源环境（温度、湿度等）和内源植物激素（GAs、ABA、IAA、MeJA、ET、BR）的调控。已鉴定出一批抗穗发芽材料，并克隆了一系列调控穗发芽抗性的关键基因，如PM19、MFT、MKK3、Myb10-3D、Vp1等。通过分子标记辅助选择、人工合成小麦和CRISPR/Cas9基因编辑技术，已成功创制了抗穗发芽小麦新材料。本文综述了小麦穗发芽抗性的遗传机制及抗性育种研究的最新进展，未来仍需继续挖掘关键穗发芽抗性基因，以生物育种的方法培育抗穗发芽小麦新品种。

关键词：小麦穗发芽种子休眠激素育种改良

基于智能手机识别的薄层色谱法快速检测油菜籽中的叶绿素

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中国油料作物学报 2024年

作者：郭梦帅李泽一肖华明吕昕梅德圣王丹姚旋郭亮胡琼陈洪魏芳中国农业科学院油料作物研究所农业农村部油料加工重点实验室湖北省油料脂质化学与营养重点实验室华中农业大学作物遗传改良国家重点实验室农业农村部油料作物生物学与遗传育种重点实验室湖北洪山实验室

为高效鉴定油菜籽品质，建立一种操作简单、成本低、耗时短的油菜籽中叶绿素含量的快速检测方法。采用乙醇（95%）提取样品中的叶绿素，以石油醚（60～90℃）-丙酮-甲苯（体积比2∶1.5∶2）为展开剂，紫外线分析仪（365 nm）激发叶绿素... 详细信息

为高效鉴定油菜籽品质，建立一种操作简单、成本低、耗时短的油菜籽中叶绿素含量的快速检测方法。采用乙醇（95%）提取样品中的叶绿素，以石油醚（60～90℃）-丙酮-甲苯（体积比2∶1.5∶2）为展开剂，紫外线分析仪（365 nm）激发叶绿素荧光显色，用智能手机采集荧光斑点图像，Image J软件进行荧光斑点自动识别，得到斑点面积，实现叶绿素a和叶绿素b的快速定性定量分析。该方法定量检测叶绿素a和b的线性范围为0.04～1.00 mg/mL，叶绿素a的决定系数R2为0.9965，日内精密度为5.9%，日间精密度为8.6%。叶绿素b的决定系数R2为0.9925，日内精密度为6.1%，日间精密度为5.6%。油菜籽中叶绿素a和叶绿素b的加标回收率分别为90.00%～91.67%和92.00%～113.00%。结果表明该方法线性关系较好，准确度良好，能快速测定油菜籽中叶绿素含量。

关键词：叶绿素薄层色谱法 Image J 智能手机定量分析

玉米ZmEREB46基因调控耐渍性功能探究

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华中农业大学学报 2024年第3期43卷 139-147页

作者：唐开媛梁昆张彦军王兴荣邱法展华中农业大学作物遗传改良全国重点实验室/湖北洪山实验室武汉430070 甘肃省农业科学院作物研究所兰州730070

为鉴定和发掘玉米渍水胁迫抗性基因,克隆玉米ERF家族成员ZmEREB46(Zm00001d015759)基因,同时对该基因进行重测序分析、功能变异位点鉴定以及表达模式分析,并进一步在模式植物拟南芥中初步探究ZmEREB46参与耐渍的功能。结果显示,ZmEREB4... 详细信息

为鉴定和发掘玉米渍水胁迫抗性基因,克隆玉米ERF家族成员ZmEREB46(Zm00001d015759)基因,同时对该基因进行重测序分析、功能变异位点鉴定以及表达模式分析,并进一步在模式植物拟南芥中初步探究ZmEREB46参与耐渍的功能。结果显示,ZmEREB46编码1个AP2/EREBP类转录因子;相较于耐渍自交系A3237,ZmEREB46基因编码区及启动子区在渍水敏感自交系A3239中分别存在1个G/A的转换以及1个911 bp片段插入,911bp片段的插入显著抑制了渍水敏感自交系A3239中ZmEREB46基因的表达;亚细胞定位结果显示,ZmEREB46定位在细胞核中;荧光定量PCR结果显示,ZmEREB46受渍水胁迫诱导上调表达,渍水处理8 h后ZmEREB46在耐渍自交系A3237中的表达量是渍水敏感自交系A3239中的2倍。结果表明,ZmEREB46在拟南芥中过量表达提高了拟南芥苗期的耐渍性。

关键词：玉米渍水胁迫乙烯响应因子 ZmEREB46 转基因拟南芥

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玉米镰孢菌复合病原茎腐病抗性种质资源鉴定及抗性基因挖掘

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中国农业科学 2024年第13期57卷 2509-2524页

作者：桂翠林马亮王银莹谢富贵赵彩宏王文淼李鑫王青高夕全南京农业大学农学院/作物遗传与种质创新和利用全国重点实验室/江苏省现代作物生产协同创新中心

【目的】玉米茎腐病是我国玉米主产区普遍发生的重要病害之一，自然条件下，玉米茎腐病多由多种病原菌共同侵染造成。筛选抗禾谷镰孢菌（Fusarium graminearum）和拟轮枝镰孢菌（Fusarium verticillioides）复合侵染的优异玉米种质，鉴... 详细信息

【目的】玉米茎腐病是我国玉米主产区普遍发生的重要病害之一，自然条件下，玉米茎腐病多由多种病原菌共同侵染造成。筛选抗禾谷镰孢菌（Fusarium graminearum）和拟轮枝镰孢菌（Fusarium verticillioides）复合侵染的优异玉米种质，鉴定与复合病原引起的茎腐病抗性相关数量性状核苷酸（quantitative trait nucleotide,QTN），挖掘抗性候选基因，为玉米抗复合病原抗性分子育种提供基因资源和理论借鉴。【方法】以一个玉米自然群体为试验材料，接种F. graminearum和F. verticillioides复合病原菌，鉴定茎腐病表型；利用全基因组关联分析，筛选显著抗性SNP位点，预测抗病候选基因。【结果】通过田间和室内2个环境下接种复合病原后的茎腐病表型鉴定试验，发现不同来源和亚群的自交系对复合病原侵染的表型差异显著。田间表型鉴定结果表明，收集于中国的自交系普遍抗性较高，而美国的自交系普遍感病性较高；热带及亚热带亚群的自交系抗性较高，混合型亚群的自交系感病性较高。室内表型鉴定结果表明，收集于美国的自交系材料抗性较高，国际玉米小麦改良中心的自交系材料感病性高；硬秆亚群的玉米种质表现较高抗性，混合型亚群的种质表现较高感病性。于田间和室内2个环境下分别筛选出29份和16份对复合病原侵染具有较高抗性水平的种质，2个环境共同筛选到6份抗病种质。基于田间表型GWAS分析，鉴定到18个与复合病原茎腐病抗性显著相关的QTN，挖掘出93个抗病候选基因；有4个基因表现出单倍型变异，且接种后基因表达水平在抗病材料中呈上调趋势。【结论】利用遗传背景丰富的玉米自然群体，在2个环境中共同鉴定出6份玉米镰孢菌复合病原茎腐病抗性材料，可作为潜在的玉米抗茎腐病育种种质资源；挖掘出4个可能参与复合病原菌抗性的候选基因，为玉米镰孢菌复合病原茎腐病抗性育种提供基因资源。

关键词：玉米茎腐病禾谷镰孢菌拟轮枝镰孢菌复合侵染全基因组关联分析抗性基因

国内外谷子资源农艺、品质性状差异分析以及遗传多样性研究

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作物学报 2024年第10期50卷 2468-2482页

作者：薛亚鹏辛旭霞王若楠于筱菡刘少雄王瑞云刘敏轩山西农业大学农学院山西太谷030801 中国农业科学院作物科学研究所/作物基因资源与育种全国重点实验室北京100081

对新引进国外谷子资源的综合农艺性状、品质性状以及与国内地方品种的亲缘关系进行研究,为优异资源挖掘、利用提供数据参考。本研究以88份新引进谷子品种和152份国内地方品种为研究对象,对其开展田间农艺性状的调查,对收获后的种子进行... 详细信息

对新引进国外谷子资源的综合农艺性状、品质性状以及与国内地方品种的亲缘关系进行研究,为优异资源挖掘、利用提供数据参考。本研究以88份新引进谷子品种和152份国内地方品种为研究对象,对其开展田间农艺性状的调查,对收获后的种子进行品质测定,同时利用重测序获得的SNP标记开展亲缘关系分析。结果表明,数量性状在参试材料之间有显著的差异,遗传多样性丰富,遗传多样性指数H'≥2.00的性状有7个,数量性状综合评价排名前3的材料为来自山东省的半月硬(F=2.47)、来自英国的新引进种质Y-190(F=2.45)和来自山西省的大白谷I(F=2.38);质量性状差异不显著,遗传多样性指数H¢介于0.38~1.37之间;相关性分析显示除穗粗与千粒重呈现不显著负相关外,其余数量性状之间均呈现不同程度的正相关。品质测定结果显示各性状基本符合正态分布且在不同品种间存在差异,品质性状的遗传多样性指数H'介于1.65~2.05,粗蛋白和粗脂肪的遗传多样性最丰富(H'≥2.00);相关性分析显示,粗蛋白含量与粗脂肪含量、粗脂肪含量与粗纤维含量均呈现不显著负相关;淀粉含量与粗纤维含量、L^(*)与b^(*)均呈现显著的正相关。基于表型性状将参试材料划分为4类,且每个类群均存在表型特异性;基于SNP的进化树和群体结构分析表明不同品种间存在多样的亲缘关系,部分新引进种质与国内地方品种间存在较近的亲缘关系,不同材料间的具体的亲缘关系还需进一步研究。通过本研究对近几年新引进的国外资源的农艺性状、品质性状以及与国内资源的异同进行了全面的评价,为后续优异资源的利用、推广奠定了基础。

关键词：谷子农艺性状品质性状 SNP 亲缘关系

深松耕作对不同年代玉米品种籽粒脱水特性的影响

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中国生态农业学报（中英文） 2024年第3期32卷 421-435页

作者：郭怀怀于晓芳高聚林马达灵胡树平王利青内蒙古农业大学农学院呼和浩特010019 内蒙古自治区作物栽培与遗传改良重点实验室呼和浩特010019 内蒙古农业大学职业技术学院土默特右旗014109

深松作为一种保护性耕作措施,是当前玉米增密增产的有效调控手段,在我国有良好的应用前景。但深松是否影响玉米籽粒脱水特性,还缺乏更加深入的研究。据此,本试验选用1970s—2010s 5个年代的代表性玉米品种,采用深松(35 cm)和传统浅旋(15... 详细信息

深松作为一种保护性耕作措施,是当前玉米增密增产的有效调控手段,在我国有良好的应用前景。但深松是否影响玉米籽粒脱水特性,还缺乏更加深入的研究。据此,本试验选用1970s—2010s 5个年代的代表性玉米品种,采用深松(35 cm)和传统浅旋(15 cm)两种耕作方式,设置裂区试验,探究不同年代玉米品种生理成熟前后籽粒脱水特性及其对深松耕作的响应规律,为机械化籽粒直收背景下采取该措施提供理论支持。结果表明,不同年代玉米品种籽粒脱水特性存在显著差异,2000s和2010s品种生理成熟期籽粒含水率低于其余品种,2010s品种的收获期籽粒含水率明显低于其余品种,而2000s和2010s品种的生理成熟前籽粒脱水速率高于其余品种。对比浅旋,深松后1970s—2010s各品种吐丝后15~35 d籽粒含水率的下降幅度增加,生理成熟前籽粒脱水速率有小幅度增加,而生理成熟后籽粒脱水速率无显著变化,且深松对生理成熟期和收获期籽粒含水率的影响均较小。深松后各品种苞叶和穗轴生理成熟前、后脱水速率均降低,而穗柄脱水速率无明显变化。综合来看,2000s和2010s品种的籽粒脱水特性明显优于其余年代品种,而深松耕作主要通过提升吐丝后15~35 d籽粒含水率的下降量促进了籽粒脱水,使深松下玉米生理成熟前籽粒脱水速率有较小幅度增加;深松后苞叶、穗轴生理成熟前、后脱水速率降低,而对生理成熟后籽粒脱水速率、生理成熟期和收获期籽粒含水率均无显著影响。

关键词：玉米深松耕作不同年代品种脱水特性穗部器官

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国内外啤酒大麦品种酿造品质比较分析

植物遗传资源学报 2024年

作者：保殷荣宫雪窦婷语李姗姗赵梦薇郭爱奎佟恩杰孟亚雄马燕玲甘肃农业大学农学院/省部共建干旱生境作物学国家重点实验室/甘肃省作物遗传改良与种质创新重点实验室中国农业科学院作物科学研究所/农业农村部粮食作物基因资源评价利用重点实验室/农作物基因资源与基因改良国家重大科学工程中粮麦芽(大连)有限公司

全球不同大麦产区的环境差异以及啤酒大麦育种方向的不同，导致了啤酒大麦酿造品质差异。为比较国内外啤酒大麦的品质差异，本研究对44个来自北美、欧洲、澳洲以及我国的常用啤酒大麦品种进行了酿造品质（包括麦芽品质和籽粒品质）的分... 详细信息

全球不同大麦产区的环境差异以及啤酒大麦育种方向的不同，导致了啤酒大麦酿造品质差异。为比较国内外啤酒大麦的品质差异，本研究对44个来自北美、欧洲、澳洲以及我国的常用啤酒大麦品种进行了酿造品质（包括麦芽品质和籽粒品质）的分析，主要研究结果表明：在麦芽品质方面，国内各大产区主栽品种均有可对标的国外啤酒大麦品种，即东北产区的龙啤麦14和龙啤麦18号的麦芽品质可对标欧洲进口啤酒大麦，南方产区的苏啤系列和西北产区的甘啤系列可对标澳洲进口啤酒大麦，中啤麦1号和北方产区的蒙啤3号麦芽品质与北美进口啤酒大麦为同一类型；国外进口啤酒大麦麦芽品质性状较中国啤酒大麦主要表现为β-葡聚糖含量低，浸出率高；在国内种植的国外引进啤酒大麦较在原产区种植时，糖化力、库值和β-葡聚糖含量均受到影响，而北美产区的大部分品种较适应中国种植条件，麦芽品质性状较原产区未出现明显变化；麦芽品质的糖化力和浸出率指标与籽粒中蛋白质含量和总淀粉含量以及支链淀粉含量显著相关，鉴于籽粒品质和麦芽品质性状相关性以及籽粒品质性状测定的易操作性，籽粒蛋白质、总淀粉含量和支链淀粉含量性状可以作为啤酒大麦育种的初筛性状。本研究为国内不同产区内啤酒大麦的培育改良提供了品种参考和改良方向，对提高国内啤酒大麦的生产利用效率具有参考价值。

关键词：品质鉴定麦芽品质籽粒品质啤酒大麦

机器学习与计算机视觉技术在食品质量评价中的研究进展

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食品科学 2024年第12期45卷 1-10页

作者：黄晓琛张凯利刘元杰陈洪黄凤洪魏芳中国农业科学院油料作物研究所油料脂质化学与营养湖北省重点实验室油料油脂加工技术国家地方联合工程实验室湖北武汉430062 中国农业大学信息与电气工程学院农业农村部农业信息获取技术重点实验室北京100083 湖北洪山实验室湖北武汉430070

近年来,随着社会对食品质量和安全的关注度不断提高,计算机视觉技术在食品质量评价领域逐渐受到重视并开始广泛应用。通过学习技术,如人工神经网络、卷积神经网络和支持向量机等,研究人员能够利用大量的食品图像和相关数据进行训练,从... 详细信息

近年来,随着社会对食品质量和安全的关注度不断提高,计算机视觉技术在食品质量评价领域逐渐受到重视并开始广泛应用。通过学习技术,如人工神经网络、卷积神经网络和支持向量机等,研究人员能够利用大量的食品图像和相关数据进行训练,从而实现对食品质量的自动评估和监测。特别是深度学习技术的发展,使得计算机能够更加准确地识别食品的外观、形状、颜色等特征,进而对其进行分类、预测和质量检测。除了在食品质量评价中的常规应用,学习技术还被用于更复杂的任务,如食品缺陷检测、异物检测、新鲜度评估等。这些技术不仅可以提高食品生产和加工的效率,还能够减少人为因素带来的误差,从而确保食品质量和安全。然而,尽管学习技术在食品质量评价中的应用取得了显著进展,但仍然存在一些挑战需要克服。例如,食品图像数据集的获取和标注成本较高,数据质量和数量的不足可能会影响模型的性能和泛化能力。此外,模型的可解释性和透明性也是一个重要问题,尤其是在需要对食品质量评价结果做出解释或决策的情况下。因此,未来的研究需要继续探索如何提高数据集的质量和规模、优化模型的鲁棒性和可解释性,以及开发更加高效和可持续的食品质量评价系统。

关键词：机器学习食品质量计算机视觉食品检测

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