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马铃薯转录因子StFBH3对非生物逆境胁迫的响应分析

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作物学报 2025年第1期51卷 247-259页

作者：宋倩娜宋慧洋李京昊段永红梅超冯瑞云山西农业大学农学院山西太谷030801 山西省农业科学院作物科学研究所山西太原030031

bHLH (basic helix-loop-helix)作为植物界第二大类转录因子,在植物应对环境胁迫响应中起着重要的调控作用。探究马铃薯(Solanum tuberosum L.) bHLH家族基因功能将为马铃薯改良和育种提供一定的理论依据。本研究克隆了马铃薯StFBH3基因... 详细信息

bHLH (basic helix-loop-helix)作为植物界第二大类转录因子,在植物应对环境胁迫响应中起着重要的调控作用。探究马铃薯(Solanum tuberosum L.) bHLH家族基因功能将为马铃薯改良和育种提供一定的理论依据。本研究克隆了马铃薯StFBH3基因(Gene ID:102582309),利用qPCR技术分析了不同逆境胁迫下StFBH3基因表达模式,结果表明, StFBH3基因在马铃薯根和叶中的表达量较高,且该基因的表达受渗透、高盐和脱落酸(abscisic acid, ABA)诱导;以过表达StFBH3基因的马铃薯试管苗为材料,在分别含有不同浓度甘露醇(mannitol)、NaCl和ABA的MS培养基中,过表达StFBH3马铃薯株系的叶绿素含量显著高于野生型,根长显著长于野生型。在干旱和高盐处理下,土壤栽培的过表达马铃薯株系较野生型表现较强的耐受性,叶片相对含水量、叶绿素含量和过氧化物歧化酶(SOD)活性显著高于野生型。qPCR分析发现,干旱和盐胁迫处理下相关基因(KAT1)的表达量在过表达马铃薯株系中较野生型显著降低。以上结果表明, StFBH3基因可能在马铃薯对渗透、干旱和高盐等胁迫响应中起正向调控作用。本研究也为StFBH3基因在马铃薯中的生物学功能深入理解提供一定的参考依据。

关键词：马铃薯 StFBH3 转录因子逆境胁迫

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Cu掺杂及缺陷共存对ZnO光催化影响的理论研究

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原子与分子物理学报 2025年第2期42卷 24-32页

作者：张海峰赵晋忠伊思静卢士香山西农业大学基础部太谷030801 北京理工大学化学与化工学院北京100081

采用密度泛函理论研究了Cu掺杂及缺陷共存对ZnO光催化性能的影响.计算时考虑了富O和贫O两种掺杂条件.研究结果表明富O条件有利于Cu的掺杂,贫O条件则产生抑制作用.当Cu掺杂浓度较低时,不论在何种掺杂条件下,Cu的主要掺杂方式均为Cu_(Zn)... 详细信息

采用密度泛函理论研究了Cu掺杂及缺陷共存对ZnO光催化性能的影响.计算时考虑了富O和贫O两种掺杂条件.研究结果表明富O条件有利于Cu的掺杂,贫O条件则产生抑制作用.当Cu掺杂浓度较低时,不论在何种掺杂条件下,Cu的主要掺杂方式均为Cu_(Zn)型.当Cu掺杂浓度较高时,富O条件下以Cu_(Zn)-Cu_(Zn)型掺杂方式为主,贫O条件下Cu_(Zn)-Cu_(Zn)和Cu_(Zn)-Cui这两种掺杂方式都有可能出现.富O条件下Cu掺杂会促进V_(Zn)和O_(i)缺陷的产生,且引入的V_(Zn)和O_(i)缺陷趋向于距离Cu原子最近.Cu掺杂可有效降低ZnO的带隙宽度,且随着掺杂浓度的增加,相应模型的带隙宽度会继续降低.V_(Zn)、O_(i)和V_(O)缺陷共存使相应模型的带隙宽度有所增加.Cu掺杂及V_(Zn)、O_(i)、V_(O)缺陷共存使模型对可见光发生响应,扩展了模型对太阳光的吸收范围.对于Cu掺杂模型,富O条件下Cu_(Zn)-Cu_(Zn)是有利的光催化模型.对于缺陷共存模型,富O条件下Cu_(Zn)-Cu_(Zn)-V_(Zn)是有利的光催化模型,其次是Cu_(Zn)-V_(Zn)和Cu_(Zn)-O_(i),贫O条件下Cu_(Zn)-V_(O)是有利的光催化模型.

关键词： ZnO Cu掺杂缺陷共存密度泛函理论光催化

校地合作基地建设与运行机制探索与实践——以山西农业大学乡村人才振兴学院吕梁分院为例

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现代园艺 2025年第1期48卷 180-182页

作者：宋红霞李森张超刘钊山西农业大学园艺学院山西太谷030801 山西农业大学乡村人才振兴学院吕梁分院山西离石033000

地方高校校地合作研究院快速发展,在合作目标、管理模式和基地特色等方面呈现出多元化和地方化的特点。现代产业学院是校地合作的一种形式,以山西农业大学乡村人才振兴学院吕梁分院(吕梁分院)为例,从4个方面进行了基地建设和运行机制的... 详细信息

地方高校校地合作研究院快速发展,在合作目标、管理模式和基地特色等方面呈现出多元化和地方化的特点。现代产业学院是校地合作的一种形式,以山西农业大学乡村人才振兴学院吕梁分院(吕梁分院)为例,从4个方面进行了基地建设和运行机制的探索实践,主要包含共建模式、建设目标、管理机制和保障制度,另外,为了加快吕梁市乡村人才振兴,科技小院和山西农业大学实习实践基地加持,突出了吕梁分院校地协同共建乡村人才振兴的特色与亮点。

关键词：校地合作研究院基地建设

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超声波辅助提取苦荞米糠总黄酮

中国食品学报 2014年第6期14卷 104-109页

作者：许效群刘志芳田夏赵媛雷婷婷王如福山西农业大学食品科学与工程学院山西太谷030801 山西农业大学附属医院山西太谷030801

苦荞米糠中黄酮含量高达8.5%~9.2%,采用超声波辅助提取苦荞米糠总黄酮,分析不同型号的大孔吸附树脂对粗黄酮的纯化效果,以提高苦荞加工的经济效益。研究结果表明：超声波辅助乙醇提取的最优条件是：乙醇体积分数60%,料液比1∶20,提取温... 详细信息

苦荞米糠中黄酮含量高达8.5%~9.2%,采用超声波辅助提取苦荞米糠总黄酮,分析不同型号的大孔吸附树脂对粗黄酮的纯化效果,以提高苦荞加工的经济效益。研究结果表明：超声波辅助乙醇提取的最优条件是：乙醇体积分数60%,料液比1∶20,提取温度60℃,提取时间40 min,提取率达到89.21%。各种树脂的总黄酮纯化得率依次为AB-8（59.7%）〉DM-2（52.7%）〉DM-130（50.53）〉ML-7（50.1%）〉HP-20（43.7%）〉ML-40（34.2%）〉D-101（31.4%）〉NKA-9（29.4%）〉S-8（27.1%）〉XAD-16（25.6%）。结合纯化倍数综合分析,AB-8、DM-2、DM-130、ML-7 4种型号树脂的黄酮静态纯化得率均在50%以上,且纯化倍数大于2.5或接近2.5倍,对苦荞米糠粗黄酮的纯化效果较好。

关键词：苦荞米糠总黄酮超声波大孔吸附树脂

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黑豆糖蛋白的结构分析及抗氧化和免疫活性

食品科学 2021年第17期42卷 19-26页

作者：胡懿化王星滟张武霞岳爱琴杜维俊赵晋忠李鹏山西农业大学基础部山西太谷030801 山西农业大学农学院山西太谷030801

本实验从黑豆中分离得到两种糖蛋白,并对其结构组成、抗氧化活性和免疫活性进行研究,为糖蛋白的高效开发利用提供理论依据。采用碱提醇沉法提取黑豆糖蛋白粗品,命名为HDJ,通过DEAE-52纤维素柱层析和Sephadex G-100柱层析分离纯化获得两... 详细信息

本实验从黑豆中分离得到两种糖蛋白,并对其结构组成、抗氧化活性和免疫活性进行研究,为糖蛋白的高效开发利用提供理论依据。采用碱提醇沉法提取黑豆糖蛋白粗品,命名为HDJ,通过DEAE-52纤维素柱层析和Sephadex G-100柱层析分离纯化获得两个均一组分,分别命名为HDJS2和HDJS5-2。利用物理化学方法和光谱法对其化学组成及结构进行分析,通过测定总还原力、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl,DPPH)清除率及总抗氧化能力研究两种糖蛋白的抗氧化活性,采用噻唑蓝比色法评价两种糖蛋白的免疫活性。结果表明:HDJS2(3.20×104 Da)和HDJS5-2(3.89×104 Da)主要是由中性糖和蛋白质组成的糖蛋白,其糖肽键类型均为O-型糖肽键。HDJS2主要由甘露糖、葡萄糖、半乳糖、阿拉伯糖、岩藻糖和96.1%氨基酸组成;HDJS5-2主要由甘露糖、葡萄糖、半乳糖、阿拉伯糖和71.3%氨基酸组成。抗氧化分析结果表明,HDJS2和HDJS5-2的还原能力、DPPH清除能力和抗氧化能力呈剂量依赖性关系。此外,HDJS2和HDJS5-2均能够促进脾淋巴细胞增殖。结论:HDJS2和HDJS5-2具有潜在的抗氧化作用和免疫调节作用。

关键词：黑豆糖蛋白抗氧化活性脾细胞增殖

番茄苗期叶位色素含量高光谱检测及可视化研究

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光谱学与光谱分析 2024年第2期44卷 386-391页

作者：赵建贵王国梁张宇赵丽洁陈宁王文俊杜慧玲李志伟山西农业大学农业工程学院山西太谷030801 山西农业大学谷子研究所山西长治046000 山西农业大学基础部山西太谷030801

叶片色素含量是表征作物栽培基质营养元素和生理状态的重要指标;快速、精准获取色素含量及叶位分布规律是设施农业水肥精准化管理的基础。以番茄苗期不同叶位叶绿素a(Chla)、叶绿素b(Chlb)、叶绿素(Chll)和类胡萝卜素(Caro)为研究指标,... 详细信息

叶片色素含量是表征作物栽培基质营养元素和生理状态的重要指标;快速、精准获取色素含量及叶位分布规律是设施农业水肥精准化管理的基础。以番茄苗期不同叶位叶绿素a(Chla)、叶绿素b(Chlb)、叶绿素(Chll)和类胡萝卜素(Caro)为研究指标,用营养液配制10个氮素浓度;根据叶片位置摘取1710片(285个样本)用于可见光-近红外高光谱采集;运用卷积平滑(S-G)、标准正态变量变换(SNV)和多元散射校正(MSC)对光谱数据预处理。首先采用竞争自适应加权算法(CARS)对特征波段“粗”提取,然后利用迭代和保留信息变量算法(IRIV)判断“粗”提取波段的重要性,并对强弱波段组逆向消除“精”提取最优波段集合,建立偏最小二乘回归(PLSR)模型。结果表明:(1)营养液氮素浓度为302.84 mg·L^(-1),叶片色素含量最大,且高浓度的抑制作用高于低浓度,叶位色素含量呈上叶位>中叶位>低叶位分布规律;(2)采用CARS-IRIV-PLSR算法“粗-精”特征波段筛选策略分别对Chla、Chlb、Chll和Caro提取了4、4、10和11条特征波段,其Rp为0.7722、0.7321、0.8471和0.8587;(3)结合最优模型色素定量反演图像可视化表达,Chla、Chlb和Chll分布规律一致,而Caro与Chll分布规律相反,该结论与植物生理特征和测定结果相吻合。采用高光谱成像技术能够实现对叶片色素含量进行无损检测及可视化表达,为设施农业植物叶片色素分布、养分亏缺和施肥决策等提供数据支撑和理论依据。

关键词：高光谱叶位色素含量特征波段可视化

基于多变量统计分析的冬小麦长势高光谱估算研究

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光谱学与光谱分析 2018年第5期38卷 1520-1525页

作者：王超王建明冯美臣肖璐洁孙慧谢永凯杨武德山西农业大学农学院山西太谷030801

利用高光谱分析技术实现冬小麦长势的准确、无损监测具有重要的实践意义。基于连续两年的氮素运筹试验,通过获取叶面积指数(LAI)、地上干生物量(AGDB)、地上鲜生物量(AGFB)、植株含水量(PWC)、叶绿素密度(CH.D)和氮素积累量(ANC)六个冬... 详细信息

利用高光谱分析技术实现冬小麦长势的准确、无损监测具有重要的实践意义。基于连续两年的氮素运筹试验,通过获取叶面积指数(LAI)、地上干生物量(AGDB)、地上鲜生物量(AGFB)、植株含水量(PWC)、叶绿素密度(CH.D)和氮素积累量(ANC)六个冬小麦长势指标及冬小麦冠层高光谱,引入主成分分析法(PCA)构建可表征冬小麦长势的综合长势指标(CGI),并结合偏最小二乘回归法(PLSR)构建CGI的高光谱估测模型。结果表明,除植株含水量外,其他长势指标与所构建的CGI都达到极显著水平,表明利用CGI可以表征各长势指标信息。对比CGI和其他各长势指标的PLSR模型表现可知,CGI光谱监测模型表现最优(R2=0.802,RMSE=1.268,RPD=2.015),也具有较高的预测精度和稳健度(R2=0.672,RMSE=1.732,RPD=1.489)。表明基于PCA方法所构建的CGI可以表征冬小麦长势,利用PLSR方法可以实现对冬小麦长势的准确监测,且监测效果要优于单一的冬小麦长势指标。

关键词：冬小麦长势高光谱主成分分析偏最小二乘回归

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高光谱成像的褐土土壤速效钾含量预测

光谱学与光谱分析 2019年第5期39卷 1579-1585页

作者：王文俊李志伟王璨郑德聪杜慧玲山西农业大学工学院山西太谷030801 山西农业大学文理学院山西太谷030801

精细农业变量施肥取决于对农田的土壤养分分布的了解,快速获取土壤信息是实施精细农业的基础。速效钾是土壤肥力的重要参数,是植物生长发育所必需的营养元素。对土壤速效钾含量进行测量,是了解土壤肥力的重要途径,是实现精细农业的必要... 详细信息

精细农业变量施肥取决于对农田的土壤养分分布的了解,快速获取土壤信息是实施精细农业的基础。速效钾是土壤肥力的重要参数,是植物生长发育所必需的营养元素。对土壤速效钾含量进行测量,是了解土壤肥力的重要途径,是实现精细农业的必要条件。以山西典型褐土土壤为研究对象,采集农田耕层褐土土壤样品共169份,样品经风干处理,手动捏碎较大的土粒并去除杂质后,未经研磨过筛处理而直接用于土壤近红外高光谱的测量。根据实验室速效钾含量测定结果,将所有土壤样品分为两类:其中速效钾含量低于100 mg·kg^(-1)的样品共144个,随机选取108个作为低含量建模集(L_c),剩余36个作为低含量验证集(L_p);速效钾含量高于100 mg·kg^(-1)的样品共25个,随机选取19个作为高含量建模集(H_c),剩余6个作为高含量验证集(H_p)。其中L_c和H_c统称为所有含量建模集(T_c),L_p和H_p统称为所有含量验证集(T_p)。获取所有土壤样本950～1 650 nm范围内的近红外高光谱图像。分别采用平均光谱曲线(R)、平均光谱曲线的一阶导数(FD)、平均光谱曲线与一阶导数共同建模(R&FD)、平均光谱曲线与一阶导数的乘积(R*FD)、平均光谱曲线与一阶导数的商(R/FD)等五种光谱数据预处理方法,结合偏最小二乘法(PLS),分别对建模集T_c,L_c及H_c建模,然后分别对验证集T_p,L_p及H_p进行验证。结果表明:土壤的平均光谱反射率随速效钾含量的增大呈现先增加后减小的趋势。当速效钾含量低于100 mg·kg^(-1)时,所有波段的光谱反射率随速效钾含量的增加而增加;当速效钾含量在100～200 mg·kg^(-1)之间时,所有波段的光谱反射率均达到最大值。当速效钾含量超过200 mg·kg^(-1)时, 950～1 400 nm的光谱反射率急剧减小,但曲线的整体斜率显著增加;且速效钾含量越高,曲线整体斜率越大。当速效钾含量高于100 mg·kg^(-1)时,平均光谱曲线的一阶导数显著增大,且随速效钾含量的增加而增加。该研究建立的PLS模型,可以对整体(所有速效钾含量)和高含量(≥100 mg·kg^(-1))速效钾进行有效预测,但无法对低含量(≤100 mg·kg^(-1))速效钾进行预测。建模效果最好的光谱预处理方法为R*FD,其次为FD, R,而R&FD, R/FD预测效果相对较差。最优建模方式为:R*FD结合T_c建模,其PLS主因子个数为2个, RMSE_c=29.293, RPD_c=4.669,R■=0.956;对T_p的验证效果为RMSE_p=29.438, RPD_p=4.740,R■=0.958;对H_p的验证效果为RMSE_p=23.033, RPD_p=3.199,R■=0.915。该模型能够根据土壤速效钾的含量对土壤进行分类:当预测值小于100 mg·kg^(-1)时,表明土壤速效钾含量低于100 mg·kg^(-1),具体含量不确定;当预测值大于100 mg·kg^(-1)时,预测值则能够很好反映土壤速效钾的真实含量。由于选用的土壤样本未经研磨和过筛处理,因而能够大大缩短样本制备时间,提高预测效率。该研究结果可为近红外高光谱成像应用于褐土土壤除速效钾含量以外其他营养成份的快速预测提供参考。

关键词：近红外高光谱成像速效钾偏最小二乘

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基于近红外光谱技术的瓶装醋定性检测

光谱学与光谱分析 2012年第6期32卷 1547-1549页

作者：宋海燕秦刚刘海芹山西农业大学工学院山西太谷030801 山西农业大学林学院山西太谷030801

采用近红外光谱直接对四种瓶装醋进行检测,并与比色皿检测方法获得的谱图进行了比较。结果发现,两种检测方法获得的谱图在近红外区域有明显差别,瓶装醋在1 480和1 900nm附近无吸收峰,而在1 660nm附近有一吸收峰,明显区别于比色皿检测获... 详细信息

采用近红外光谱直接对四种瓶装醋进行检测,并与比色皿检测方法获得的谱图进行了比较。结果发现,两种检测方法获得的谱图在近红外区域有明显差别,瓶装醋在1 480和1 900nm附近无吸收峰,而在1 660nm附近有一吸收峰,明显区别于比色皿检测获得的谱图;瓶装醋检测获得的吸光度最大值不超过4,而用比色皿所测值约为6,说明玻璃包装对其检测有一定的影响。本研究采用一阶导数法来消除此影响,并用主成分-神经网络方法建立了瓶装醋的定性分析模型,模型预测精度达到100%,表明一阶导数可以消除玻璃包装对瓶装醋近红外检测的影响,实现定性分析的目的。

关键词：近红外光谱瓶装醋玻璃包装影响