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硝酸盐诱导的GARP类转录因子AhNIGT1.2调控花生结瘤的功能分析

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生物工程学报 2025年第2期41卷 657-669页

作者：李晓亮何海通何苏秦王路瑶张威孔照胜王利祥山西农业大学农学院山西太谷030801 山西省后稷实验室山西太原030031

花生是重要的经济及油料作物,富含丰富的蛋白质和油脂等,在我国广泛种植。花生能与根瘤菌共生形成根瘤,根瘤的固氮酶能将空气中N_(2)转化为自身可吸收利用的氨态氮。解析结瘤固氮对避免化肥过度施用、发展可持续农业具有积极意义。本研... 详细信息

花生是重要的经济及油料作物,富含丰富的蛋白质和油脂等,在我国广泛种植。花生能与根瘤菌共生形成根瘤,根瘤的固氮酶能将空气中N_(2)转化为自身可吸收利用的氨态氮。解析结瘤固氮对避免化肥过度施用、发展可持续农业具有积极意义。本研究通过生物信息学分析鉴定到一个主要在花生根瘤中表达的NIGT家族成员AhNIGT1.2。进一步的时空表达分析表明AhNIGT1.2在根瘤中高表达,且显著响应高氮、低氮、高磷、低磷和根瘤菌处理,组化染色表明该基因主要在发育的根瘤中表达,并在成熟根瘤中和花生根系连接处表达。亚细胞定位表明35S::AhNIGT1.2-GFP融合蛋白定位于烟草表皮细胞的细胞核中。进一步的功能研究发现AhNIGT1.2-OE显著提高了花生的结瘤数量,AhNIGT1.2-RNAi显著抑制花生根瘤数量,表明AhNIGT1.2正向调控花生结瘤。对AhNIGT1.2-OE根中硝酸盐转运和信号通路中的基因表达进行分析发现,NRT1.2、NRT2.4、NLP1和NLP7的表达量显著降低,表明AhNIGT1.2可能通过影响硝酸盐转运和NLP1相关基因的表达进而调控花生的结瘤。对转化的AhNIGT1.2-OE和对照根进行转录组分析,发现过表达AhNIGT1.2会显著富集硝酸盐响应、结瘤因子信号通路、四萜类生物合成酶和类胡萝卜素生物合成等途径的差异表达基因。综上所述,AhNIGT1.2可能通过影响硝酸盐转运、硝酸盐响应等通路调控花生的结瘤过程。本研究对解析氮磷营养调控豆科植物结瘤固氮的分子机制和创制在高氮环境高效结瘤固氮的豆科作物具有重要意义。

关键词：花生 AhNIGT1.2 硝酸盐转运结瘤转录组

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发芽时间对藜麦芽菜营养和功能成分的影响

食品与发酵工业 2025年第2期51卷 202-209页

作者：李鑫鹏李占蓉李雪姣温文君王晓闻山西农业大学食品科学与工程学院山西晋中030801 山西省后稷实验室山西太原030031

为了进一步开发藜麦的其他加工方式,提高其营养价值,该试验采用水培的方式培育藜麦芽菜。通过比较不同采收时间下藜麦芽菜中成分的区别,探究发芽时间对藜麦芽菜营养和功能成分的影响,确定适宜的采收时间。以藜麦为原料,采用水培的方式... 详细信息

为了进一步开发藜麦的其他加工方式,提高其营养价值,该试验采用水培的方式培育藜麦芽菜。通过比较不同采收时间下藜麦芽菜中成分的区别,探究发芽时间对藜麦芽菜营养和功能成分的影响,确定适宜的采收时间。以藜麦为原料,采用水培的方式培育藜麦芽菜,从发芽开始,在0、12、24、36、48、60、72、84、96 h采样,对其中的营养成分和功能成分进行检测。与藜麦籽粒相比,发芽后的藜麦芽菜营养和功能成分的含量都发生了改变。除木质素被酶解使细胞壁结构松弛促进发芽、脂质和淀粉作为能量供应被消耗含量降低以外,其余成分含量(还原糖、蛋白质、抗坏血酸、多酚、黄酮、皂苷、γ-氨基丁酸、原果胶、纤维素)较未发芽的藜麦籽粒均有一定程度升高。通过分析整个发芽过程,发现藜麦芽菜在发芽36 h后,可以积累含量较高的营养成分,此时脂肪含量为7.08 g/100 g,淀粉含量为47.54 g/100 g,蛋白质含量为14.75 g/100 g;发芽84 h后,可以积累含量较高的功能成分,此时抗坏血酸含量为0.134 mg/g,多酚含量为2.90 mg/g,黄酮含量为3.33 mg/g,皂苷含量为31.99 mg/g,γ-氨基丁酸含量为0.896 mg/g。在实际生产中,可以根据生产需求来控制发芽时间,得到符合预期品质的藜麦芽菜。

关键词：藜麦芽菜营养成分功能成分

多环境下谷子株高、穗重和穗粒重遗传特性分析

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农业生物技术学报 2025年第3期 486-497页

作者：李颜方刘燕杜晓芬王智兰韩康妮连世超李禹欣张林义王军山西农业大学谷子研究所/山西省后稷实验室山西农业大学农学院

谷子(Setaria italica)高产育种的关键目标包括优化植株高度、增加单穗重量及提升单穗籽粒重量。为探究谷子株高、单穗穗重和单穗粒重的遗传规律，本研究以'矮宁黄'为母本，'晋谷21'为父本进行杂交，构建重组自交系(recombinant inbred ... 详细信息

谷子(Setaria italica)高产育种的关键目标包括优化植株高度、增加单穗重量及提升单穗籽粒重量。为探究谷子株高、单穗穗重和单穗粒重的遗传规律，本研究以'矮宁黄'为母本，'晋谷21'为父本进行杂交，构建重组自交系(recombinant inbred line, RIL)群体，2019～2021年在山西省不同生态条件下的7个环境种植，利用R软件包SEA v2.0对RIL群体的株高、单穗穗重和单穗粒重等性状进行主基因+多基因混合遗传模型分析。结果表明，株高、单穗穗重和单穗粒重三者显著相关，其中单穗穗重与单穗粒重的相关系数为0.98 (P≤0.001)。株高的最优模型为多基因模型PG-AI，多基因遗传率为97.56%；单穗穗重的最优模型为多基因模型PG-A，多基因遗传率为84.04%，以加性效应为主，多基因加性效应值为-2.95，表现为负向遗传效应；单穗粒重的最优模型为MX2-ED-A，受2对具有显性上位性的主基因及加性多基因共同调控，其中主基因遗传率为62.53%，多基因遗传率为50.52%，第2对主基因的加性效应占主导，加性上位性互作效应值为-11.50，表明存在负向的遗传影响。谷子株高与单穗穗重的最优遗传模型相似，均表现出多基因遗传特征，具有较高的遗传率，且受环境因素的影响相对较小；相比之下，单穗粒重的遗传受到主基因与多基因混合遗传模式的控制。本研究对谷子株高、单穗穗重和穗粒重等关键性状的遗传改良和基因定位提供理论参考。

关键词：谷子多环境主基因+多基因模型遗传分析

糜子PmDEP1和PmEP3基因的克隆与表达特征分析

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生物技术通报 2025年第02期 150-162页

作者：许圆梦毛娇王梦瑶王数任江陵刘宇涵刘思辰乔治军王瑞云曹晓宁山西农业大学农学院山西农业大学农业基因资源研究中心农业农村部黄土高原作物基因资源与种质创制重点实验室

【目的】穗型是影响作物产量和机械化收割的重要因素，DEP1 (Dense Erect Panicles 1)和EP3 (Erect Panicle 3)基因是控制穗型形成的关键基因。旨在探究糜子（Panicum miliaceum L.） PmDEP1和PmEP3基因的结构与表达特征。【方法】以散... 详细信息

【目的】穗型是影响作物产量和机械化收割的重要因素，DEP1 (Dense Erect Panicles 1)和EP3 (Erect Panicle 3)基因是控制穗型形成的关键基因。旨在探究糜子（Panicum miliaceum L.） PmDEP1和PmEP3基因的结构与表达特征。【方法】以散穗型糜子笤帚糜子（ZM）、密穗型糜子M278和侧穗型糜子M350为材料，克隆获得PmDEP1和PmEP3，并对其开展生物信息学分析。采用RT-qPCR检测不同穗型糜子PmDEP1和PmEP3的表达模式。【结果】序列结果分析显示，PmDEP1 cDNA全长为1 044 bp，编码347个氨基酸，蛋白结构域预测为PAT1，二级结构以无规则卷曲为主，三级结构与水稻DEP1蛋白高度相似，预测定位于细胞核，与柳枝稷具有较高的同源性，拥有28个磷酸化位点，不具有跨膜结构和信号肽。PmEP3 cDNA全长1 215 bp，编码358个氨基酸，编码的蛋白属于F-box家族，二级结构以无规则卷曲和延伸链为主，三级结构与水稻Os02g0260200蛋白高度相似，预测定位于细胞质，与柳枝稷具有较高的同源性，不含信号肽，拥有32个磷酸化位点，具有少量的跨膜结构。RT-PCR结果显示，PmDEP1和PmEP3在不同时期的不同部位中表达，PmDEP1在拔节期的根中表达量最高，在抽穗期的笤帚糜子和M278中的叶部表达量最高，在M350中的茎部表达量最高。PmEP3在拔节期的叶中表达量最高，在笤帚糜子和M278抽穗期的叶部表达量最高，在M350的穗部表达量最高。【结论】PmDEP1和PmEP3为穗型基因，可能参与调控糜子穗型形成。

关键词：糜子穗型基因 PmDEP1 PmEP3 基因克隆表达分析

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山西谷子萌发期耐盐性鉴定及相关性状GWAS分析

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植物遗传资源学报 2025年第1期26卷 108-119页

作者：秦慧彬任觐娄坤商春悦阳世杰侯森李萌王海岗穆志新山西农业大学农业基因资源研究中心/农业农村部黄土高原作物基因资源与种质创制重点实验室太原030031 山西农业大学农学院太谷030801

为研究山西谷子萌发期耐盐性、筛选与谷子耐盐性相关的候选基因,及了解谷子种子在盐胁迫下萌发相关性状的遗传机制,本试验共抽取333份山西核心种质,在光照培养室采用170 mmol/L NaCl溶液胁迫,对萌发期谷子进行耐盐性鉴定。采用隶属函值... 详细信息

为研究山西谷子萌发期耐盐性、筛选与谷子耐盐性相关的候选基因,及了解谷子种子在盐胁迫下萌发相关性状的遗传机制,本试验共抽取333份山西核心种质,在光照培养室采用170 mmol/L NaCl溶液胁迫,对萌发期谷子进行耐盐性鉴定。采用隶属函值法对谷子耐盐等级进行分类,以相对发芽势、相对发芽率、相对根长、相对芽长、相对发芽指数5个相关性状的综合评价D值对谷子萌发期耐盐性进行评价。结合核心种质重测序结果,开展耐盐性全基因组在萌发期的关联分析。结果表明,供试谷子核心种质耐盐性差异显著,利用综合评价D值,把333份谷子核心种质的耐盐性划分为5类,其中高耐盐种质有17份。全基因组关联分析共检测到84个与萌发期耐盐性相关的SNP位点,对显著关联SNPs所在基因进行功能注释,分析筛选到与萌发期相关的耐盐候选基因Millet_GLEAN_10019153,并对该基因进行了单倍型分析。本研究结果对耐盐谷子种质的鉴选及耐盐基因挖掘具有一定参考意义。

关键词：谷子核心种质萌发期耐盐性 GWAS

绿豆种质在山西省不同生态条件下表型及品质的变异分析

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植物遗传资源学报 2025年

作者：朱慧珺么杨乔嘉伟张泽燕闫虎斌高伟王茜闫建俊郝青婷赵雪英张耀文山西农业大学农学院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山西省气象信息中心

绿豆是山西省特色农作物，探明不同种植区域的生态条件对绿豆表型及品质的影响，对于优化种植策略、提高产量和营养品质具有重要意义。本研究对榆次、怀仁和临汾三地共10份绿豆种质的农艺性状及营养品质的综合分析显示，怀仁地区绿豆平... 详细信息

绿豆是山西省特色农作物，探明不同种植区域的生态条件对绿豆表型及品质的影响，对于优化种植策略、提高产量和营养品质具有重要意义。本研究对榆次、怀仁和临汾三地共10份绿豆种质的农艺性状及营养品质的综合分析显示，怀仁地区绿豆平均单株荚数（30.87个）明显（P研究结果可为绿豆的品质育种提供指导，也为高品质绿豆的种植与生产提供重要的理论支撑。

关键词：绿豆农艺性状营养品质气候条件相关性

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不同产地‘晋谷21’小米品质特性差异研究

山西农业大学学报(自然科学版) 2025年第1期45卷 61-72页

作者：田翔郑婷婷郭伟乔治军刁现民山西农业大学农业基因资源研究中心山西太原030031 农业农村部黄土高原作物基因资源与种质创制重点实验室山西太原030031 山西农业大学农学院山西晋中030801 中国农业科学院作物科学研究所北京100081

[目的]探明不同生态环境小米在营养及加工等品质方面的差异,有利于实现优质谷子品种的合理布局,改良小米品质。[方法]以山西、陕西、宁夏、甘肃、北京的24个产地种植的谷子品种‘晋谷21’去壳后所得小米为材料,对其营养组分、淀粉糊化... 详细信息

[目的]探明不同生态环境小米在营养及加工等品质方面的差异,有利于实现优质谷子品种的合理布局,改良小米品质。[方法]以山西、陕西、宁夏、甘肃、北京的24个产地种植的谷子品种‘晋谷21’去壳后所得小米为材料,对其营养组分、淀粉糊化特性及小米粥、小米饭质构特性进行对比分析,并运用灰色关联分析评价法对其营养组分进行综合评价。[结果]不同产地的‘晋谷21’小米间纤维素和灰分含量变异系数最大,黄色素、脂肪、蛋白质、直链淀粉含量也存在较大差异,24个产地的‘晋谷21’小米淀粉及蛋白质含量整体较高。不同产地间小米粥浓稠度差异较大,小米饭蒸煮品质各有差异,小米凝聚力差异不大,表现出较好的一致性。山西临县和陕西的志丹、定边、米脂的小米崩解值高于其它产地;山西临县、北京延庆、陕西定边的小米回生值明显高于其它产地。灰色关联分析结果显示,各营养成分的权重表现为淀粉含量>蛋白质含量>脂肪含量>黄色素含量>直链淀粉含量>纤维素含量>灰分含量,各产地间的关联度较为接近,其综合品质相差不大。其中,山西兴县的‘晋谷21’与理想品种最为接近,综合品质最好;山西汾阳的‘晋谷21’与理想品种相差最大。[结论]生态环境对‘晋谷21’小米品质影响较大,且对多种营养组分影响较大。除基因筛选方法外,还可通过生态环境条件改善培育优良谷子品种。

关键词：小米产地差异品质特性灰色关联分析

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基于多案例研究的小米供应链模式发展探析

安徽农业科学 2025年第1期53卷 174-180页

作者：李晓美李欣诺李美羽王成敏李顺国张锦添郭瑞峰刘猛河北地质大学管理学院河北石家庄050031 河北省农林科学院谷子研究所/农业农村部特色杂粮遗传改良与利用重点实验室(部省共建)/河北省杂粮研究重点实验室河北石家庄050035 山西农业大学高寒区作物研究所山西大同037008

探讨小米供应链模式的发展路径与趋势,通过实地调研对小米供应链现状和模式的分析,探索其在小米产业链的应用和发展前景,以期推动小米供应链模式的健康发展,为小米产业的持续、稳定、高效发展提供参考。阐述了小米供应链模式的定义,基... 详细信息

探讨小米供应链模式的发展路径与趋势,通过实地调研对小米供应链现状和模式的分析,探索其在小米产业链的应用和发展前景,以期推动小米供应链模式的健康发展,为小米产业的持续、稳定、高效发展提供参考。阐述了小米供应链模式的定义,基于多案例研究法重点分析了不同的小米供应链模式的发展现状,探讨了制约小米产业供应链模式发展的因素,发现供应链组织化程度影响了小米供应链的效率,不同模式优缺各异,不可单一推行某种模式,整合资源提高效率。

关键词：小米供应链模式多案例研究提升路径

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不同pH对马铃薯蛋白理化性质的影响

食品安全质量检测学报 2025年第5期16卷 246-254页

作者：李佳琪雷一铭毕晟赟陈琼玲陈振家山西农业大学食品科学与工程学院晋中030801

目的探究pH处理对马铃薯蛋白结构和功能特性的影响。方法以马铃薯蛋白为研究对象,通过荧光光谱、傅里叶变换红外光谱、粒径和电位、扫描电镜等方法分析pH对其物化性质、结构和构象的影响。结果不同pH处理后的蛋白质亚基组成、粒径分... 详细信息

目的探究pH处理对马铃薯蛋白结构和功能特性的影响。方法以马铃薯蛋白为研究对象,通过荧光光谱、傅里叶变换红外光谱、粒径和电位、扫描电镜等方法分析pH对其物化性质、结构和构象的影响。结果不同pH处理后的蛋白质亚基组成、粒径分布、电位值等所得结果有显著差异。与pH7相比,pH10条件下增强了马铃薯蛋白质的静电斥力,蛋白溶解度和黏度显著提高,分别为89.2%、19625.0mPa·s;蛋白内源荧光光谱中λmax红移至343 nm,暴露了更多的疏水基团;蛋白分子的粒径减小为123.2 nm, Zeta电位绝对值增大至41.3 mV,蛋白质分子形成分子内二硫键从而使得变性温度增加至82.22℃。而pH 2条件下,蛋白在去折叠的同时发生聚集并形成可溶性聚集体,但黏度下降为1860.6 mPa·s,蛋白荧光光谱中λmax蓝移至341 nm,粒径增加至369.3 nm, Zeta电位绝对值减小到8.97 mV,二硫键数量未有显著性改变,这使得酸性条件下马铃薯蛋白的稳定性不足且有聚集趋势。结论不同pH处理均会改善马铃薯蛋白的理化性质,本研究以期为马铃薯蛋白在食品加工中的应用提供科学指导。

关键词：马铃薯蛋白 pH 疏水性聚集亚基组成