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机器学习在微塑料识别与环境风险评估中的应用研究进展

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环境科学 2024年第2期45卷 1185-1195页

作者：白润昊范瑞琪刘琪刘勤严昌荣崔吉晓何文清中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所北京100081 中国农业科学院西部农业研究中心昌吉831100

微塑料是一种新型污染物,可以在环境中长期存在并造成生态风险.目前,微塑料污染已成为全球性的重大环境问题.借助新的技术途径,提高微塑料识别的简便性和可靠性,并系统分析各类环境介质中微塑料的污染特征,明确微塑料的环境效应,对科学... 详细信息

微塑料是一种新型污染物,可以在环境中长期存在并造成生态风险.目前,微塑料污染已成为全球性的重大环境问题.借助新的技术途径,提高微塑料识别的简便性和可靠性,并系统分析各类环境介质中微塑料的污染特征,明确微塑料的环境效应,对科学准确评价微塑料污染的环境风险具有重要意义.机器学习技术通过学习和解析大量数据建立结果评估或预测模型,目前已广泛应用于微塑料领域的相关研究.机器学习的应用可以提高视觉和光谱识别微塑料的自动化程度和识别效率,为微塑料污染溯源提供方法支撑并有助于揭示微塑料的复杂环境效应机制.通过综述机器学习技术在微塑料识别与环境风险评估中的应用研究进展,概括了机器学习在上述方向的应用特点和局限性,为机器学习在相关方向的发展和应用提出建议与展望.

关键词：微塑料机器学习识别污染特征环境效应

发酵食品中异戊酸的风味贡献、生成机理及调控

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食品与发酵工业 2024年

作者：谭琰俐宋学茹庞雪莉中国农业科学院烟草研究所中国农业科学院云南省烟草公司玉溪市公司

风味是发酵食品的关键质量参数。异戊酸是发酵食品中的重要风味物质，既是奶酪、腐乳、纳豆等产品的特征性风味物质，同时也是酵母抽提物、发酵沙棘汁、发酵绿豆等的关键挥发性异味成分。因此，明晰发酵过程中异戊酸的产生途径对发酵食... 详细信息

风味是发酵食品的关键质量参数。异戊酸是发酵食品中的重要风味物质，既是奶酪、腐乳、纳豆等产品的特征性风味物质，同时也是酵母抽提物、发酵沙棘汁、发酵绿豆等的关键挥发性异味成分。因此，明晰发酵过程中异戊酸的产生途径对发酵食品风味调控具有重要意义。该文综述了异戊酸对发酵食品的风味贡献，总结了发酵食品中异戊酸的生成途径，概述了不同发酵食品中与异戊酸生成相关的微生物种类，阐述了发酵食品中异戊酸生成的调控手段，以期为发酵过程中异戊酸的定向调控和风味品质改良提供理论支撑。

关键词：异戊酸发酵食品风味贡献代谢途径调控手段

缓释肥减施对辽东地区玉米产量及氮肥利用效率的影响

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玉米科学 2024年第6期32卷 86-94页

作者：樊叶莫姣娇张丽丽薛兵东张嫣然刘懿萱赵新宇丰光丹东农业科学院辽宁凤城118109

为探明缓释肥减量施用对辽东地区玉米生长及产量的影响,设置不施氮肥(CK)、农户习惯施氮量(FP)、缓释肥600 kg/hm^(2)一次性基施(SY40)、缓释肥750 kg/hm^(2)一次性基施(SY_(50))、缓释肥450 kg/hm^(2)基施+尿素追施168 kg/hm^(2)(ZN)... 详细信息

为探明缓释肥减量施用对辽东地区玉米生长及产量的影响,设置不施氮肥(CK)、农户习惯施氮量(FP)、缓释肥600 kg/hm^(2)一次性基施(SY40)、缓释肥750 kg/hm^(2)一次性基施(SY_(50))、缓释肥450 kg/hm^(2)基施+尿素追施168 kg/hm^(2)(ZN)和缓释肥450 kg/hm^(2)基施+300 kg/hm^(2)追施(ZS)6种施肥模式单因素试验,研究不同施肥模式对玉米生长特性及干物质积累动态的影响。结果表明,与FP处理相比,SY_(40)和SY_(50)处理对玉米无显著减产效应,两年产量均值为FP>SY_(40)>SY_(50)。对玉米穗数、穗粒数、千粒重、空秆率和收获指数无显著性影响,可降低植株株高和穗位高。对不同生育时期叶面积指数影响不显著,各生育时期干物质积累量差异不显著,同时可显著提高植株的氮肥偏生产力,有利于促进植株对氮素的吸收利用。综上所述,在辽东地区,一次性基施缓释肥N-P_(2)O_(5)-K_(2)O量156-60-72 kg/hm^(2)(SY_(40))或195-75-90 kg/hm^(2)(SY_(50))均可作为替代农户习惯施肥N-P_(2)O_(5)-K_(2)O量240-75-90 kg/hm^(2)(FP)的新模式。

关键词：玉米缓释肥产量干物质积累

烟草SHMT基因家族鉴定与非生物胁迫诱导表达分析

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分子植物育种 2024年

作者：李童邓智超刘涛薛瑾李伟郭永峰中国农业科学院烟草研究所中国农业科学院研究生院

丝氨酸羟甲基转移酶(serine hydroxymethyltransferase， SHMT)是一种磷酸吡哆醛依赖酶，在植物一碳代谢途径、光呼吸和非生物胁迫过程中有着重要作用。为挖掘参与烟草抗逆胁迫的SHMT基因家族成员，本研究从烟草基因组中共鉴定到16个SHM... 详细信息

丝氨酸羟甲基转移酶(serine hydroxymethyltransferase， SHMT)是一种磷酸吡哆醛依赖酶，在植物一碳代谢途径、光呼吸和非生物胁迫过程中有着重要作用。为挖掘参与烟草抗逆胁迫的SHMT基因家族成员，本研究从烟草基因组中共鉴定到16个SHMT基因，命名为NtSHMT 1-NtSHMT 16。系统进化分析发现，NtSHMT基因家族成员可划分为4个亚家族，分别为Group I、II、III和IV。基因结构和蛋白保守基序分析表明，同一亚家族内成员在进化上具有较高的保守性。启动子分析发现，大部分NtSHMT成员的启动子区域包含ABA (Abscisic acid)、JA (Jasmonic acid)等激素诱导元件和与胁迫响应相关的顺式作用元件。表达模式分析发现，NtSHMT基因表达具有明显的组织特异性，在干旱、盐和冷胁迫处理下，有10个NtSHMT基因受干旱胁迫诱导表达，有4个NtSHMT基因受盐胁迫诱导表达，有2个NtSHMT基因受冷胁迫诱导表达。上述研究表明NtSHMT基因家族成员在非生物胁迫响应中起到重要作用。

关键词：烟草丝氨酸羟甲基转移酶(SHMT)基因家族表达分析非生物胁迫

辽东地区秸秆还田首年对玉米产量及生长特性的影响

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内蒙古农业大学学报（自然科学版） 2024年第1期45卷 12-20页

作者：樊叶莫姣娇张丽丽薛兵东张嫣然刘懿萱赵新宇丰光丹东农业科学院凤城118109

为探明辽东地区玉米生长特性及物质积累动态对秸秆还田的响应,设置秸秆处理方式和施氮量二因素裂区试验,研究秸秆还田对玉米干物质积累及氮素吸收利用的影响。结果表明:秸秆还田首年,玉米产量较秸秆不还田处理减少10.0%,植株的穗数和穗... 详细信息

为探明辽东地区玉米生长特性及物质积累动态对秸秆还田的响应,设置秸秆处理方式和施氮量二因素裂区试验,研究秸秆还田对玉米干物质积累及氮素吸收利用的影响。结果表明:秸秆还田首年,玉米产量较秸秆不还田处理减少10.0%,植株的穗数和穗粒数降低3.0%和6.3%,空秆率增加31.3%,植株的LAI下降,大喇叭口期、吐丝期和灌浆期分别降低8.4%、0.8%和4.2%,各生育时期植株干物质积累量和氮素积累量分别比秸秆不还田处理低3.0%~5.0%和4.5%~7.5%,植株的氮肥利用率、氮肥偏生产力和氮肥农学利用率均降低。因此在辽东地区,秸秆还田首年植株的空秆率上升不利于穗数和穗粒数形成,LAI下降制约了植株的光合作用和物质生产,氮素利用效率降低不利于植株对氮素的吸收与利用,从而限制了植株干物质和氮素积累量的提高,造成玉米减产。

关键词：玉米秸秆还田干物质积累氮素利用效率

鲜食糯玉米及其亲本贮藏过程中淀粉回生特性的研究

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玉米科学 2024年

作者：邵子晗张玮宋玉洪莹陶澍刘超郄雪娇龚勋阮龙曹磊安徽省农业科学院农产品加工研究所安徽省农业科学院烟草研究所安徽农业大学茶与食品科技学院

以自主选育的鲜食糯玉米杂交种珍珠糯18、珍珠糯28及其自交系NA8066、NB1022、NB8126为试验对象，采用差示扫描量热仪（Differential Scanning Calorimeter，DSC）、低场核磁共振仪（Low field-nuclear magnetic resonance，LF-NMR）和质构仪等技术分析玉米样品在贮藏过程中淀粉回生及食用品质的变化情况。结果表明，随着贮藏时间的增加，鲜食糯玉米的回生度逐渐增加；T21弛豫峰面积逐渐下降，T22弛豫峰面积逐渐上升；玉米子粒硬度呈上升趋势。通过回生度和水分分布状态分析可以看出，珍珠糯18和珍珠糯28回生度的差异可能与父本的不同有关。相关性分析显示，所测试的5个玉米样品中，回生值均与T21弛豫峰面积呈极显著负相关，与T22弛豫峰面积呈显著正相关，而不同品种子粒硬度与子粒表皮脆度的相关性高于与回生值的相关性。表明水分弛豫峰面积相对于子粒硬度更适宜作为鲜食糯玉米回生情况的预测手段。

关键词：鲜食糯玉米贮藏淀粉回生水分分布

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烟草CYP82E4基因启动子功能分析

中国烟草科学 2024年第1期45卷 17-23,30页

作者：望锦张幸子王雅琦宋时洋李凤霞中国农业科学院烟草研究所青岛266101 中国农业科学院研究生院北京100081

烟碱转化是指在烟叶成熟期,烟叶中的烟碱大量转化成降烟碱,烟叶品质发生显著变化的过程。前期研究表明烟碱转化由烟碱去甲基酶一步催化完成,其编码基因为CYP82E4(NtE4)。为解析NtE4启动子功能,探究其调控机制,本研究通过在线数据库分析N... 详细信息

烟碱转化是指在烟叶成熟期,烟叶中的烟碱大量转化成降烟碱,烟叶品质发生显著变化的过程。前期研究表明烟碱转化由烟碱去甲基酶一步催化完成,其编码基因为CYP82E4(NtE4)。为解析NtE4启动子功能,探究其调控机制,本研究通过在线数据库分析NtE4启动子上的顺式作用元件,预测其上游靶向转录因子;通过5’端缺失构建启动子融合GUS基因的重组表达载体并瞬时转化本氏烟,确定启动子活性区域。结果表明,NtE4启动子包含2个脱落酸、11个乙烯响应元件,9个WRKY和7个NAC结合位点等;-500~-1000 bp是NtE4启动子核心区域,-500~-1967 bp存在较多增强启动子活性的元件;预测ERF、WRKY和NAC为NtE4基因上游靶向转录因子;荧光定量表达分析显示ERF5、WRKY50和NAC29在叶片衰老过程中具有和NtE4相似的表达趋势。本研究将为阐明烟叶衰老过程中NtE4介导的烟碱转化机制提供理论依据。

关键词：烟碱转化 CYP82E4 启动子活性转录因子

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烟草基因组辅助育种研究进展

中国烟草科学 2024年第1期45卷 112-120页

作者：蒋家乐余文程崖芝巫升鑫石好琪李彩月丁安明王卫锋中国农业科学院烟草研究所青岛266101 中国农业科学院研究生院北京100081 福建省烟草专卖局烟草农业科学研究所福州350003

优质的烟草品种是促进烟草经济发展的基础。2010年以来,烟草基因组学迅速发展,推动了烟草遗传进化、功能遗传学等多个研究领域的进步,为烟草育种提供了新的工具和途径。本文总结了烟草基因组测序组装和功能研究的最新成果,从烟草遗传连... 详细信息

优质的烟草品种是促进烟草经济发展的基础。2010年以来,烟草基因组学迅速发展,推动了烟草遗传进化、功能遗传学等多个研究领域的进步,为烟草育种提供了新的工具和途径。本文总结了烟草基因组测序组装和功能研究的最新成果,从烟草遗传连锁图谱构建、数量性状基因座(QTL)定位、全基因组关联分析(GWAS)以及QTL定位和GWAS联合分析4个方面阐述了烟草分子标记辅助选择育种(MAS)的发展现状,并综述了全基因组选择(GS)和基因编辑(GE)的技术理论以及它们在烟草育种中的应用进展。针对目前烟草基因组辅助育种(GAB)存在的问题和不足,指出要充分利用烟草基因组信息,加快分子标记的开发,推进基因芯片的应用和加强高通量表型监测平台的建设,进而推进GAB在烟草育种上的应用。

关键词：烟草基因组辅助育种分子标记辅助选择全基因组选择基因编辑

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黄花烟草遗传多样性分析及其黑胫病抗性鉴定

分子植物育种 2024年

作者：王红孟鹤任民蒋彩虹潘怡孙可凡程立锐中国农业科学院烟草研究所云南大学农学院

黑胫病是烟草生产上最具毁灭性的危害之一，系统分析烟草种质资源遗传多样性和黑胫病抗性，是开展黑胫病抗性遗传改良的的基础。为了探究黄花烟草不同种质资源之间的遗传多样性和对黑胫病的抗性表现，本研究以国家烟草种质资源中期库(青... 详细信息

黑胫病是烟草生产上最具毁灭性的危害之一，系统分析烟草种质资源遗传多样性和黑胫病抗性，是开展黑胫病抗性遗传改良的的基础。为了探究黄花烟草不同种质资源之间的遗传多样性和对黑胫病的抗性表现，本研究以国家烟草种质资源中期库(青岛)保存的150份黄花烟草种质为材料，开展黄花烟种质资源遗传多样性分析和黑胫病抗性鉴定。结果表明150份黄花烟草种质资源按亲缘关系可分为5类，其中有91份种质资源属于类群Ⅴ，地理来源相同的种质并没有分到同一个类群中，说明黄花烟草种质资源的遗传多样性较低，且与地理来源没有关系；进而对150黄花烟种质进行了黑胫病抗性表型鉴定，结果表明黄花烟草对黑胫病的抗性较高，筛选获得了15份抗病/免疫烟草黑胫病的黄花烟优异抗源。本研究为利用黄花烟草种质开展黑胫病抗性遗传改良奠定了一定理论基础。

关键词：黄花烟草种质资源抗性鉴定黑胫病