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基于电子鼻与HS-SPME-GC-MS技术的江苏红茶香气特征研究

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南京农业大学学报 2024年第4期47卷 760-771页

作者：胡双明艾仄宜穆兵代祥杨亦扬南京农业大学园艺学院江苏南京210095 江苏省农业科学院休闲农业研究所/江苏省高效园艺作物遗传改良重点实验室江苏南京210014

[目的]本文旨在探究江苏主要产区红茶的特征香气成分与不同产区的关键差异香气组分。[方法]利用电子鼻(E-nose)结合顶空固相微萃取与气相色谱-质谱联用(HS-SPME-GC-MS)技术对江苏主要产区的代表性红茶样品进行香气成分分析。[结果]电子... 详细信息

[目的]本文旨在探究江苏主要产区红茶的特征香气成分与不同产区的关键差异香气组分。[方法]利用电子鼻(E-nose)结合顶空固相微萃取与气相色谱-质谱联用(HS-SPME-GC-MS)技术对江苏主要产区的代表性红茶样品进行香气成分分析。[结果]电子鼻分析表明萜烯类、芳香环类物质是江苏红茶香气最主要的挥发性成分,宜兴产区红茶的醇类、酮类、醛类、硫化物、萜烯类含量显著高于句容和金坛产区。HS-SPME-GC-MS分析表明醇类物质是所有江苏红茶中比例最高的挥发性化合物,占挥发物总量的62.06%~75.66%;以相对气味活度值(ROAV)大于1.00为标准,共筛选出12种关键呈香物质,其中芳樟醇、香叶醇、柠檬醛、反式-β-紫罗兰酮、癸醛、二甲基硫醚是江苏红茶中最关键的呈香物质(ROAV>10.00)。正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)表明,不同产区的红茶香气成分之间存在一定的差异,以变量权重(VIP)值大于1.00为标准筛选出7种差异成分,其中果香型的2-甲基丁醛、苯乙醛与木质香型的反式氧化芳樟醇(呋喃类)是区分金坛产区与宜兴、句容产区的关键香气成分,花香型的顺式茉莉酮是区分句容产区与金坛、宜兴产区的关键香气成分,这些物质是造成产区间香气差异的关键因素。推测香叶醇与芳樟醇约为1∶1的含量比是江苏红茶区别于其他名优红茶的重要原因之一。[结论]本研究通过HS-SPME-GC-MS和电子鼻技术明确了江苏红茶的特征香气成分,探明了不同产区的江苏红茶的差异香气组分,该结果为丰富我国红茶香气理论奠定了基础。

关键词： HS-SPME-GC-MS 电子鼻(E-nose) 江苏红茶香气特征相对气味活度值(ROAV)

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基于状态向量增强ByteTrack的新生羔羊活动量自动计算方法

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农业工程学报 2024年第13期40卷 146-155页

作者：林庆霞顾兴健陈新文熊迎军张国敏王锋张生福陆明洲南京农业大学人工智能学院南京210031 农业农村部养殖装备重点实验室南京210031 新疆畜牧科学院畜牧业质量标准研究所乌鲁木齐830000 南京农业大学动物医学院南京210095 南京农业大学动物科技学院南京210095 青海民族大学计算机学院西宁810007

为评价母羊繁殖性能并及时发现分娩栏中的弱活力羔羊,该研究提出一种基于状态向量增强ByteTrack的新生羔羊活动量自动计算方法。针对传统ByteTrack算法在跟踪目标被遮挡时易发生身份切换的问题,引入置信度信息增强的状态向量,提高跟踪... 详细信息

为评价母羊繁殖性能并及时发现分娩栏中的弱活力羔羊,该研究提出一种基于状态向量增强ByteTrack的新生羔羊活动量自动计算方法。针对传统ByteTrack算法在跟踪目标被遮挡时易发生身份切换的问题,引入置信度信息增强的状态向量,提高跟踪算法区分遮挡与被遮挡羔羊的能力。针对跟踪目标丢失导致轨迹预测不准确的问题,构建目标丢失期间的虚拟轨迹并重更新轨迹状态向量,以纠正轨迹误差。在获取各羔羊活动轨迹后,计算各羔羊帧间移动距离统计羔羊活动量。在江苏海门山羊研发中心采集的新生羔羊活动视频数据集上,测试状态向量增强的ByteTrack多目标跟踪算法性能。测试结果表明,研究提出的多目标跟踪方法在高阶跟踪精度、多目标跟踪精度、多目标跟踪准确度、IDF1得分上分别达到80.8%、86.1%、84.5%和92.2%,相较于现有算法的最高精度,分别提高2.7、0.2、2.3和3.9个百分点。该研究所提方法能够实现同窝多只新生羔羊的稳定跟踪,为新生羔羊活动量的自动计算、母羊繁殖性能的自动评估提供技术支撑。

关键词：动物目标检测多目标跟踪数据关联遮挡羔羊活动量

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茄子Whirly基因家族鉴定和表达分析

植物遗传资源学报 2024年第1期25卷 120-128页

作者：梁书卿周晓慧杨艳张静娴刘松瑜刘军庄勇南京农业大学园艺学院南京210095 江苏省农业科学院蔬菜研究所/江苏省高效园艺作物遗传改良重点实验室南京210014

Whirly是一类能与单链DNA分子结合的植物特异转录因子,在细胞核以及细胞器内都起着广泛且复杂的作用。为探究茄子Whirly基因的功能和进化关系,本研究开展了基因家族成员生物信息学鉴定,包括系统进化关系、基因结构、保守基序及启动子中... 详细信息

Whirly是一类能与单链DNA分子结合的植物特异转录因子,在细胞核以及细胞器内都起着广泛且复杂的作用。为探究茄子Whirly基因的功能和进化关系,本研究开展了基因家族成员生物信息学鉴定,包括系统进化关系、基因结构、保守基序及启动子中的顺式作用元件,分析了其在不同组织、外源激素处理和逆境胁迫下表达模式。结果表明,茄子Whirly基因家族包含两个家族成员,分别命名为SmWHY1和SmWHY2,它们与番茄中Whirly基因亲缘关系最近。SmWHY1和SmWHY2在不同组织中均能表达,在叶片中SmWHY1的表达水平高于SmWHY2,在其他组织中SmWHY2的表达水平高于SmWHY1。两个基因的表达均受到脱落酸、茉莉酸甲酯、水杨酸、低温胁迫和病原菌诱导,但不同处理或基因型响应程度存在差异,在抗绵疫病种质G114中能够保持较高的表达水平。以上结果表明SmWHY1和SmWHY2可能在调控茄子生长发育和逆境响应中具有重要作用。

关键词：茄子 Whirly转录因子生物信息学表达分析

茶树蔗糖转运蛋白(SUTs)基因家族鉴定及组织表达分析

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茶叶科学 2024年第4期44卷 585-597页

作者：罗微张佳琪杨妮胡志航郝建楠刘慧谭杉杉庄静南京农业大学园艺学院茶叶科学研究所农业农村部华东地区园艺作物生物学与种质创制重点实验室江苏南京210095 南京农业大学作物遗传与种质创新利用全国重点实验室江苏南京210095

蔗糖转运蛋白(SUTs)是蔗糖转运的主要载体,其运输、装载蔗糖需要消耗能量,在植物光合产物从源到库的转运过程中起关键作用。从茶树品种舒茶早中鉴定获得7个CsSUTs家族成员,对其理化性质、基因结构、亚细胞定位、进化关系、顺式作用元件... 详细信息

蔗糖转运蛋白(SUTs)是蔗糖转运的主要载体,其运输、装载蔗糖需要消耗能量,在植物光合产物从源到库的转运过程中起关键作用。从茶树品种舒茶早中鉴定获得7个CsSUTs家族成员,对其理化性质、基因结构、亚细胞定位、进化关系、顺式作用元件等展开生物信息学分析。CsSUTs家族蛋白含有一个保守MFS-2结构域,且与拟南芥AtSUCs蛋白的亲缘关系较近,茶树CsSUTs蛋白被聚类在SUTⅠ、Ⅱ和Ⅳ;在STRING在线网站中以拟南芥AtSUCs为模型,推测茶树CsSUTs蛋白与SWEET、SUS、STP蛋白可能存在直接的相互作用关系。对茶树CsSUTs家族基因的启动子区域进行分析,发现其中存在大量与激素响应、非生物胁迫,以及植物生长发育相关的顺式作用元件,推测这些启动子可能受到植物激素、逆境等多种因素的调控,从而影响茶树的生长和发育过程。CsSUTs家族基因在龙井43和舒茶早中的表达模式存在差异,CsSUT6在茶树花中特异性高表达,推测其可能在花器官蔗糖供给、贮藏和分配中发挥重要作用;CsSUT1和CsSUT5在茶树各个器官中均有表达,表明其可能协同参与蔗糖在“源”叶的装载和“库”器官卸载等过程。

关键词：茶树蔗糖转运蛋白启动子分析组织特异性生物信息学分析

番茄细胞分裂素与生长素响应信号可视化荧光分析

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园艺学报 2024年第2期51卷 372-384页

作者：赵晓冰孙可一樊俊苗丁静南京农业大学园艺学院作物遗传与种质创新利用全国重点实验室南京210095 北京农学院植物科学技术学院北京100096 上海交通大学农业与生物学院上海200240

解析细胞分裂素和生长素的响应信号在番茄体内的动态分布,对从细胞水平阐明这两类激素的调控功能及作用机理具有重要意义。利用细胞分裂素响应启动子TCSn1驱动绿色荧光报告基因TCSn1::GFP(GFP)和生长素响应启动子DR5v2驱动红色荧光报告... 详细信息

解析细胞分裂素和生长素的响应信号在番茄体内的动态分布,对从细胞水平阐明这两类激素的调控功能及作用机理具有重要意义。利用细胞分裂素响应启动子TCSn1驱动绿色荧光报告基因TCSn1::GFP(GFP)和生长素响应启动子DR5v2驱动红色荧光报告基因DR5v2::tdTomato(tdTomato),实时原位分析了番茄根、茎、叶、花和果实中细胞分裂素和生长素的响应信号,发现两种荧光在发芽3~7 d幼苗根冠的侧根冠、小柱起始细胞和小柱细胞及根伸长区的原形成层、基本分生组织和原表皮层,发芽5~10 d的茎尖分生组织,定植23和37 d植株茎段的维管束组织,定植32 d植株的幼嫩叶片,开花当天的花瓣和果梗,开花2~6 d果实的胚珠、胎座、小柱及表皮等组织/器官中均有分布。两种荧光的强度均在茎尖分生组织和果实胚珠中最高,并且具有类似的变化趋势:在发芽3~7 d的根冠和伸长区中先下降后有所恢复,茎段中37 d弱于23 d,发芽5~10 d茎尖分生组织和开花0~6 d果实中持续上升。本研究为番茄细胞分裂素和生长素响应分析提供了一个灵敏而稳定的可视化工具,并解析了两种激素在番茄不同器官中的分布与强度。

关键词：番茄细胞分裂素响应生长素响应可视化荧光显微成像

蓝星睡莲CBF基因家族的全基因组鉴定与分析

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分子植物育种 2024年第12期22卷 3829-3841页

作者：黄祥楚光明程锦涛王蕾蕾徐迎春杨梅花石河子大学农学院石河子832003 南京农业大学园艺学院农业农村部景观设计重点实验室南京210095

CBF(C-repeat binding factor)是一类转录激活因子,在植物应对低温等非生物胁迫中起重要作用。为探究蓝星睡莲(Nymphaea colorata)CBF基因家族的生物学特性,本研究从蓝星睡莲全基因组中筛选到11个CBF家族成员,依次命名为NcCBF1~NcCBF11... 详细信息

CBF(C-repeat binding factor)是一类转录激活因子,在植物应对低温等非生物胁迫中起重要作用。为探究蓝星睡莲(Nymphaea colorata)CBF基因家族的生物学特性,本研究从蓝星睡莲全基因组中筛选到11个CBF家族成员,依次命名为NcCBF1~NcCBF11,并对其理化性质和基因表达等进行了分析。结果表明,蓝星睡莲CBF基因编码蛋白的长度为181~397 aa,分子量在20.17~43.11 kD之间,大多表现为酸性亲水蛋白,亚细胞定位于细胞质和细胞核中。系统进化分析发现,蓝星睡莲与拟南芥亲缘关系最近,与水稻同源性较远。NcCBFs基因中存在2对旁系同源基因(NcCBF2~NcCBF5,NcCBF4~NcCBF9),Ka/Ks值分别0.2977和0.1892,在进化过程中受到了较强的纯化选择作用。NcCBFs家族成员除NcCBF9和NcCBF4外,均为内含子缺失型,基因家族在染色体上呈现不均等分布,编码的蛋白序列均含有motif 1保守基序。预测蛋白二级结构主要由无规则卷曲和α-螺旋构成,三维结构均由1个α-螺旋和2个β-折叠构成。蛋白互作分析表明,NcCBFs基因与拟南芥中BREBs和CBFs基因有着密切的关联,且功能注释结果多与低温响应和植物激素信号通路相关。NcCBFs家族成员启动子区域有多个参与植物的生长发育、激素响应以及逆境响应的顺式元件。基因表达结果表明,NcCBFs基因在蓝星睡莲不同组织中存在表达差异性,且NcCBFs基因在蓝星睡莲花蕾期发挥重要作用。本研究为进一步研究NcCBFs基因参与逆境胁迫的分子机制提供参考。

关键词：蓝星睡莲 CBF基因生物信息学基因表达

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北苍术对持续干旱的生理和转录组响应分析

核农学报 2024年第1期38卷 46-56页

作者：赵文君张赛孙成振苏书乐谢波艳孔丽静郑金双向增旭河北科技师范学院河北省作物逆境生物学重点实验室河北秦皇岛066004 南京农业大学园艺学院江苏南京210095

为了探究北苍术响应干旱胁迫的生理和分子机制,本试验采用穴盘育苗法,分析持续自然干旱3~18 d北苍术响应干旱胁迫的生理特征;利用高通量转录组测序技术,分析干旱胁迫下北苍术的分子响应特征。结果表明,持续干旱6 d起,北苍术植株相对含... 详细信息

为了探究北苍术响应干旱胁迫的生理和分子机制,本试验采用穴盘育苗法,分析持续自然干旱3~18 d北苍术响应干旱胁迫的生理特征;利用高通量转录组测序技术,分析干旱胁迫下北苍术的分子响应特征。结果表明,持续干旱6 d起,北苍术植株相对含水量极显著低于对照,可溶性糖、脯氨酸和丙二醛含量、抗氧化酶活性均显著或极显著高于对照;复水15 d时,北苍术过氧化氢酶(CAT)活性和植株相对含水量恢复到与对照无显著差异,但其他指标均仍极显著高于对照。主成分分析结果表明,可溶性糖和总蛋白含量、超氧化物歧化酶(SOD)和CAT活性可较好地反应北苍术的抗旱能力,干旱胁迫下北苍术隶属函数综合评价D值为0.765~0.865。转录组分析共获得14 538个差异表达基因(DEGs),GO功能注释最多的Unigene与细胞组分相关,KEGG分类中注释最多的Unigene是糖代谢;注释到萜类与聚酮类代谢途径的Unigene共71条,其中12条编码倍半萜和三萜类生物合成途径中的7个关键酶。综合分析可知,干旱胁迫影响北苍术相关功能基因表达,进而影响其生理特征。本试验为北苍术的抗旱机理和主要活性成分生物合成途径研究提供了参考。

关键词：北苍术干旱胁迫生理特征抗氧化酶转录组倍半萜

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广西梨种质资源遗传多样性和群体结构分析

果树学报 2024年第3期41卷 379-391页

作者：刘珊廷易显荣周民武吴潇齐开杰徐志美赵碧英广西桂北特色经济作物种质创新与利用重点实验室·广西特色作物研究院广西桂林541004 江苏省梨工程研究中心·南京农业大学园艺学院南京210095

【目的】阐明广西地方梨种质的遗传多样性、亲缘关系及群体结构,加快梨种质的鉴定、评价和保护,促进地方优质梨种质资源的合理有效利用,助推品种改良和种质创新。【方法】利用筛选获得的15个SSR分子标记对71份广西地方梨种质和48份外地... 详细信息

【目的】阐明广西地方梨种质的遗传多样性、亲缘关系及群体结构,加快梨种质的鉴定、评价和保护,促进地方优质梨种质资源的合理有效利用,助推品种改良和种质创新。【方法】利用筛选获得的15个SSR分子标记对71份广西地方梨种质和48份外地梨种质进行遗传多样性和群体结构分析。【结果】共检测出190个等位基因(Na),平均等位基因数(Na)为12.667,平均有效等位基因数(Ne)为5.454,位点多态性信息指数(PIC)平均值为0.762,较好地揭示了梨的遗传多样性;观测杂合度(Ho)和期望杂合度(He)平均值分别为0.682和0.788,说明梨群体内存在近缘交配;香农指数(I)平均值为1.876,反映梨群体的遗传多样性丰富。广西地方种质的平均等位基因数为11.53,平均有效等位基因数为5.606,香农指数(I)为1.894,均高于外地种质,说明广西地方种质的遗传多样性更丰富。聚类分析显示大部分广西地方种质与外地种质的亲缘关系较远,隶属两个不同类群,但二者存在少量的相互交叉,少数的广西梨和外地梨聚为一类,有较近的亲缘关系。群体遗传结构分析也表明大部分广西梨和外地梨的遗传结构差异较大,并且2个居群的近交系数(Fis)均值都大于0,存在近缘交配。进一步研究发现,71份广西地方种质聚为3个类群,从群体遗传结构上可划分为4个不同群体,但群体间未表现明显的区域分化特征。分子方差分析结果表明,供试梨种质的变异主要来源于个体内,群体间和个体间的遗传分化程度较低,应关注对群体内个体的选择和保护。【结论】广西地方梨种质遗传多样性相对丰富,居群内普遍存在近缘交配,没有明显的区域分化特征,其遗传背景和外地一些栽培种或杂交种差异较大,建议加强对广西地方梨种质的保护和利用。

关键词：梨广西 SSR分子标记遗传多样性群体结构

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39个传统秋菊品种扦插生根能力综合评价

植物资源与环境学报 2024年第2期33卷 91-98,105页

作者：刘浩杰江婷蕊张雪峰苏江硕房伟民管志勇陈发棣张飞南京农业大学园艺学院作物遗传与种质创新利用全国重点实验室国家林业和草原局华东地区花卉生物学重点实验室江苏南京210095

为了筛选出扦插生根能力较强的传统秋菊(Chrysanthemum morifolium Ramat.)品种,对39个传统秋菊品种扦插12 d的8个根系形态指标进行差异分析、相关性分析和主成分分析,并对这些传统秋菊品种的扦插生根能力进行隶属函数分析和分级。结果... 详细信息

为了筛选出扦插生根能力较强的传统秋菊(Chrysanthemum morifolium Ramat.)品种,对39个传统秋菊品种扦插12 d的8个根系形态指标进行差异分析、相关性分析和主成分分析,并对这些传统秋菊品种的扦插生根能力进行隶属函数分析和分级。结果显示:供试传统秋菊品种的总根数为3.3~44.0,总根长、平均根长和最长根长分别为2.463~129.174、0.632~4.470和1.610~7.964 cm,根直径为0.200~0.405 mm,根投影面积和根表面积分别为0.102~3.062和0.319~9.619 cm 2,总根体积为0.002~0.079 cm 3,且多数指标以‘火凤凰’(‘Huofenghuang’)最小。这些根系形态指标的变异系数为15.789%~51.605%,其中,总根长的变异系数最大,根直径的变异系数最小,其余指标的变异系数均大于32%。供试传统秋菊品种的多数根系形态指标间存在显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)正相关。主成分分析结果显示:前3个主成分的累计贡献率达97.976%。隶属函数分析和分级结果表明:供试传统秋菊品种的扦插生根能力分为优秀、良好、中等和偏差4个等级,‘龙都春丽’(‘Longdu Chunli’)、‘玉楼人醉’(‘Yulou Renzui’)、‘龙都月华’(‘Longdu Yuehua’)、‘圣光华宝’(‘Shengguang Huabao’)、‘龙都秋枫’(‘Longdu Qiufeng’)、‘龙都春晓’(‘Longdu Chunxiao’)的扦插生根能力优秀,综合得分均大于0.70。根投影面积、根表面积和总根体积在不同等级间差异显著。研究结果显示:不同传统秋菊品种间扦插苗的根系形态指标变异较大,其中,‘龙都春丽’等6个品种的扦插生根能力较强,可作为传统秋菊品种遗传改良的亲本。

关键词：菊花扦插生根能力根系形态指标主成分分析隶属函数分析综合评价