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潇河灌区地表水无机化学特征及离子来源解析

农业环境科学学报 2024年第1期43卷 152-161页

作者：刘婷孟志龙唐秀丽王捷高玉凤太原师范学院生物科学与技术学院山西晋中030619 山西农业大学水土保持科学研究所太原030013

为研究潇河灌区无机水化学特征及其控制因素,本研究于2021年10月至2022年8月对潇河灌区地表水进行采样分析,综合运用相关性分析、数理统计和离子比值等方法,分析研究区地表水化学类型及离子来源特征。结果表明:研究区水化学类型主要为HC... 详细信息

为研究潇河灌区无机水化学特征及其控制因素,本研究于2021年10月至2022年8月对潇河灌区地表水进行采样分析,综合运用相关性分析、数理统计和离子比值等方法,分析研究区地表水化学类型及离子来源特征。结果表明:研究区水化学类型主要为HCO_(3)_(-)Na·Mg·Ca型,优势离子为Mg^(2+)和HCO_(3)_(-),分别占阳离子和阴离子的35.41%和68.49%。地表水体受岩石风化影响显著,离子含量的时间变化特征显著,2月和6月总溶解性固体含量最高。Ca^(2+)、Mg^(2+)和K^(+)来源于硅酸岩风化,HCO_(3)_(-)来源于碳酸岩风化,Cl^(-)、SO_(4)^(2-)和NO_(3)^(-)主要受人类活动影响。

关键词：潇河灌区地表水水化学特征因子分析来源解析

高光谱结合离散二进制粒子群算法对久保桃可溶性固形物含量的检测

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光谱学与光谱分析 2024年第3期44卷 656-662页

作者：张立秀张淑娟孙海霞薛建新景建平崔添俞山西农业大学农业工程学院山西晋中030801

可溶性固形物(SSC)是评价久保桃内部品质的重要指标。传统的SSC检测有损、费时、费力;快速、无损检测久保桃的SSC含量对于其品质分级有着重要意义。离散二进制粒子群算法(BPSO)是在标准粒子群算法(PSO)的基础上,更新速度公式得到的,具... 详细信息

可溶性固形物(SSC)是评价久保桃内部品质的重要指标。传统的SSC检测有损、费时、费力;快速、无损检测久保桃的SSC含量对于其品质分级有着重要意义。离散二进制粒子群算法(BPSO)是在标准粒子群算法(PSO)的基础上,更新速度公式得到的,具有精度高,收敛快的特点,多用于离散空间的优化问题。基于高光谱技术结合BPSO算法及BPSO的组合特征波长选择算法对久保桃的SSC含量预测进行研究。首先采集198个久保桃样本的高光谱信息,获取久保桃900~1700nm范围内的光谱信息,计算感兴趣区域的平均光谱作为有效光谱数据,同时测量久保桃的SSC值。采用K-S(Kennard-Stone)算法将样本划分为校正集(147个)和预测集(51个)。使用BPSO特征波长选择算法对久保桃的原始光谱数据进行特征波长提取,并与竞争性自适应重加权算法(CARS)、连续投影法(SPA)、无信息变量选择法(UVE)等特征波长选择算法比较。同时为了避免单一算法建模中的不稳定问题,提出了基于BPSO的一次组合(BPS0+CARS、BPSO+SPA、BPSO+UVE)和二次组合[(BPSO+CARS)-SPA]、[(BPSO+SPA)-SPA]、[(BPSO+UVE)-SPA]特征波长提取方法。基于上述10种特征波长提取方法分别建立支持向量机(LS-SVM)模型和遗传算法(GA)优化的支持向量机模型(GA-SVM)模型。结果表明,基于BPSO算法提取特征波长建立的模型预测性能均高于其他单一特征波长方法,建立的两种模型预测集决定系数R_(p)^(2)均达到0.97以上;基于BPSO的组合算法中,二次组合(BPSO+SPA)-SPA算法建立的LS-SVM在特征波长数量较少的情况下对久保桃SSC含量预测性能最高,校正集和预测集决定系数R_(c)^(2)为0.982,R_(p)^(2)为0.955,均方根误差RMSEC为0.108,RMSEP为0.139。该模型预测性能略低于BPSO算法,但其仅用了22个特征波长进行建模,极大地简化了模型。说明(BPSO+SPA)-SPA是一种有效的特征波长提取方法,为水果SSC含量的无损检测提供了新的检测方法。

关键词：高光谱离散二进制算法特征光谱变量久保桃可溶性固形物

灰霉病早期胁迫下花椰菜多酚氧化酶活性的高光谱研究

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光谱学与光谱分析 2024年第2期44卷 534-541页

作者：王凯薛建新李尧迪张明月山西农业大学农业工程学院山西晋中030801

利用高光谱技术实现灰霉病早期胁迫下花椰菜多酚氧化酶(PPO)活性的快速无损检测。为了使预测效果更好,在900~1700 nm光谱范围内采集253个健康花椰菜样本及257个染病花椰菜样本的光谱信息,并使用分光光度计法对样本中多酚氧化酶活性进行... 详细信息

利用高光谱技术实现灰霉病早期胁迫下花椰菜多酚氧化酶(PPO)活性的快速无损检测。为了使预测效果更好,在900~1700 nm光谱范围内采集253个健康花椰菜样本及257个染病花椰菜样本的光谱信息,并使用分光光度计法对样本中多酚氧化酶活性进行测定。对健康及染病花椰菜样本PPO活性均值进行分析,发现健康花椰菜PPO活性均值(10.257 U·g^(-1))小于染病花椰菜PPO活性均值(12.324 U·g^(-1))。利用光谱-理化值共生距离(SPXY)算法对样本进行校正集(健康样本193个,染病样本197个)和预测集(健康样本60个,染病样本60个)的划分,对划分后的样本集进行六种单一预处理(卷积平滑算法SG、去趋势算法DT、中值滤波MF、归一化处理NOR、标准正态变量变换SNV、基线校正Baseline)。利用相关系数(R)和均方根误差(RMSE)作为模型评价指标,发现预处理能够有效提高模型的精度和稳定性,其中健康样本经NOR预处理后的预测集建模效果最好;染病样本经DT预处理后的预测集建模效果最好。采用连续投影算法(SPA)与回归系数法(RC)提取特征波长,建立PPO活性值的偏最小二乘回归(PLSR)、最小二乘支持向量机(LS-SVM)及BP神经网络三种预测模型,探究不同特征波长提取方法对模型精度的影响,比较不同建模方式对花椰菜PPO活性预测的准确度。结果说明提取特征波长可以优化光谱信息,SPA和RC对两种样本提取的波长个数分别为9,12,7和11,其中SPA优化后的光谱数据对健康样本PPO活性预测效果较好,RC优化后的光谱数据对染病样本PPO活性预测效果较好。对比分析模型效果,发现LS-SVM模型对两种样本和其对应的酶活性产生了很好的拟合效果。最终发现,SPA-LS-SVM模型对于健康花椰菜PPO活性预测效果较好,其预测相关系数(Rp)为0.832,预测均方根误差(RMSEP)为1.676;RC-LS-SVM模型对于染病花椰菜PPO活性预测效果较好,其Rp为0.848,RMSEP为1.156。研究结果表明高光谱技术可以实现灰霉病早期胁迫下花椰菜多酚氧化酶活性的测定,为快速检测花椰菜多酚氧化酶活性及便携式仪器开发提供了科学依据。

关键词：花椰菜灰霉病多酚氧化酶高光谱无损检测

陆地棉D11染色体一个纤维长度主效位点的遗传解析

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作物学报 2024年

作者：郭淑慧潘转霞赵战胜杨六六皇甫张龙郭宝生胡晓丽录亚丹丁霄吴翠翠兰刚吕贝贝谭逢平李朋波山西农业大学棉花研究所山西农业大学农学院新疆生产建设兵团第六师农业科学研究所河北农林科学院棉花研究所

棉花纤维长度是重要的纤维品质性状指标，其遗传基础的解析对优质棉品种培育具有重要意义。为了获得具有育种价值的棉花纤维品质相关位点，本研究采用棉花40K SNP (single-nucleotide polymorphism)芯片，在陆地棉重组自交系群体(recomb... 详细信息

棉花纤维长度是重要的纤维品质性状指标，其遗传基础的解析对优质棉品种培育具有重要意义。为了获得具有育种价值的棉花纤维品质相关位点，本研究采用棉花40K SNP (single-nucleotide polymorphism)芯片，在陆地棉重组自交系群体(recombinant inbred lines， RILs)和自然群体中定位纤维长度相关的QTL (quantitative trait locus)和SNP位点。从Q30-12×05SJ重组自交系群体中定位到4个纤维长度QTL，分别位于A05、D11和D13染色体上，从自然群体中鉴定到24个与纤维长度显著相关的SNP位点，分别位于A01、A03、D05、D11和D12染色体上。综合连锁分析和关联分析的定位结果发现，D11染色体23.99～24.01 Mb区段存在与纤维长度密切关联的重叠区间，对该定位区间的单倍型进行分析，发现携带Hap1单倍型的种质纤维长度极显著或显著地长于Hap2单倍型种质，黄河流域育成的品种中有95.3%携带Hap1单倍型，西北内陆棉区育成品种中有45.5%携带Hap1单倍型，其中具有Hap1优异单倍型的西北内陆品种超过一半以上具有黄河流域棉区品种血缘。通过生物信息学分析发现，D11染色体上28.4 kb重叠区域的3个候选基因CML1、DTX51、PCMPE88可能在棉花纤维伸长过程中发挥重要作用。综上所述，本研究鉴定的Hap1单倍型是一个在棉花纤维品质育种中具有重要应用价值的优异单倍型，可为解析D11染色体上纤维长度遗传机制和候选基因提供可靠依据。

关键词：陆地棉纤维长度 QTL定位全基因组关联分析

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毛建红茶对大鼠胃肠运动的作用机制研究

核农学报 2024年第10期38卷 1976-1985页

作者：吴磊肖东燕巴桑次仁靳翔王腾飞张立伟山西农业大学生命科学学院山西晋中030801 山西农业大学食品科学与工程学院山西晋中030801 山西大学分子科学研究所山西太原030006

为探究毛建红茶(MJBT)治疗“脘腹胀满”的作用机制及活性成分,本研究将正常大鼠随机分为空白组(生理盐水)、阳性对照组(莫沙必利,1 mg·kg^(-1)),以及MJBT水提物(MJBT_HE)高(68 mg·mL^(-1))、中(34 mg·mL^(-1))、低(17 mg·mL^(-1))... 详细信息

为探究毛建红茶(MJBT)治疗“脘腹胀满”的作用机制及活性成分,本研究将正常大鼠随机分为空白组(生理盐水)、阳性对照组(莫沙必利,1 mg·kg^(-1)),以及MJBT水提物(MJBT_HE)高(68 mg·mL^(-1))、中(34 mg·mL^(-1))、低(17 mg·mL^(-1))剂量共计5组进行给药试验,检测MJBT-HE对胃内排空率和小肠推进率的影响;用双抗体夹心酶联免疫吸附试验(ELISA)测定胃泌素(GAS)和胃动素(MTL)两种激素分泌水平变化,并结合胃肠离体肌条运动试验,确定MJBT潜在作用部位和相关受体;经高分辨液质联用仪(LC-HRMS)和高效液相色谱(HPLC)分析MJBT_HE中的主要成分。结果表明,低剂量和中剂量MJBT_HE能显著促进胃肠运动(P研究为MJBT在消化不良治疗过程中的应用奠定了基础。

关键词：毛建红茶胃肠动力胃肠激素受体类黄酮

小麦TabHLH112-2B基因克隆及每穗小穗数相关功能标记开发

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作物学报 2024年第2期50卷 403-413页

作者：范子培李龙史雨刚孙黛珍李超男景蕊莲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北京100081

bHLH(basic Helix-Loop-Helix)转录因子在植物生长发育过程中发挥着重要作用。本研究克隆了小麦TabHLH112-2B,该基因由7个外显子和6个内含子构成,编码444个氨基酸,在315~364位氨基酸处具有一个典型的HLH保守结构域。组织表达模式分析表... 详细信息

bHLH(basic Helix-Loop-Helix)转录因子在植物生长发育过程中发挥着重要作用。本研究克隆了小麦TabHLH112-2B,该基因由7个外显子和6个内含子构成,编码444个氨基酸,在315~364位氨基酸处具有一个典型的HLH保守结构域。组织表达模式分析表明TabHLH112-2B在小麦幼苗期、拔节期、抽穗期和开花期的各个组织中均有表达,其中在叶和根中表达量较高。顺式作用元件分析发现TabHLH112-2B启动子区含有植物激素应答、胁迫响应、与分生组织发育相关的多种顺式作用元件, qRT-PCR结果显示其表达响应ABA、IAA、MeJA等植物激素和干旱、高盐、低温、高温等胁迫处理。基因组序列多态性分析检测到启动子区域的2个SNP,分为2种单倍型。根据SNP-682开发分子标记并进行关联分析,发现该标记与干旱、高温等多种环境下的每穗小穗数显著相关,Hap-2B-2为每穗小穗数多的优异单倍型。研究结果为培育高产广适小麦新品种的分子标记辅助育种提供了优异基因资源和技术支撑。

关键词：小麦 TabHLH112-2B 分子标记关联分析每穗小穗数优异单倍型

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 2024年

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省农业科学院作物科学研究所

bHLH (basic helix-loop-helix)作为植物界第2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2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)酶活性显著高于野生型。qPCR分析发现，干旱和盐胁迫相关基因(KAT1)在过表达马铃薯株系中较野生型表达量显著降低。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了一定的参考依据。

关键词：马铃薯 StFBH3 转录因子逆境胁迫

基于纳米银负载的SERS拭纸制备与果蔬表面农残无损检测应用:以福美铁为例

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食品科学 2024年第10期45卷 265-271页

作者：张超凡赵亚楠王诗瑶张奇陈益胜山西农业大学食品科学与工程学院山西晋中030600 中国农业科学院油料作物研究所农业农村部生物毒素检测重点实验室湖北武汉430000

通过简单的浸泡方法制备可以得到柔性的滤纸表面增强拉曼散射(surface-enhanced Raman scattering,SERS)拭纸,本研究通过改变其合成和保存条件使其SERS检测性能得到优化。优化后的SERS基底在果蔬表面福美铁残留的快速无损检测中表现出... 详细信息

通过简单的浸泡方法制备可以得到柔性的滤纸表面增强拉曼散射(surface-enhanced Raman scattering,SERS)拭纸,本研究通过改变其合成和保存条件使其SERS检测性能得到优化。优化后的SERS基底在果蔬表面福美铁残留的快速无损检测中表现出优异性能。研究表明:将滤纸基底在不同浓缩倍数的纳米银中分别浸泡不同的时间,并采用不同的干燥方法,可对SERS基底的检测性能产生显著影响。其中,将滤纸于5倍浓缩纳米银溶胶中浸泡8 h制备所得SERS基底性能明显优于浸泡其余不同时长和浓缩倍数纳米银溶胶制备的基底。采用真空干燥所制备的SERS基底相较于其他干燥方式所得的基底性能更加优秀。在-20℃保存条件下,优化后的基底在保存9 d后信号值仍能达到原始峰值的50%左右。同时优化后的滤纸基底具有良好的灵敏性、均匀性和重复性,在玻璃板上检测福美铁的检出限(limit of detection,LOD)可达4.07×10^(-6)mg/m L,在菠菜、油桃表面对福美铁的LOD分别是0.043 mg/kg和0.062 mg/kg。该研究可为滤纸SERS基底的开发利用提供有效依据。

关键词：柔性基底表面增强拉曼散射农药残留福美铁

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不同时期水氮调控下高粱根系生理特征

山西农业大学学报（自然科学版） 2024年第1期44卷 24-33页

作者：王坚强闫素仙李慧明李作一史红梅山西农业大学高粱研究所山西晋中030600

[目的]水分和氮肥是影响干旱地区作物生长的关键因素。探究水氮互作对高梁根系的调控作用可以增加高粱产量,提高水肥利用效率。[方法]本文以2个高粱品种晋杂17和晋杂108为试验材料,通过设置重度干旱胁迫(W1,土壤含水量25%~35%)、中度干... 详细信息

[目的]水分和氮肥是影响干旱地区作物生长的关键因素。探究水氮互作对高梁根系的调控作用可以增加高粱产量,提高水肥利用效率。[方法]本文以2个高粱品种晋杂17和晋杂108为试验材料,通过设置重度干旱胁迫(W1,土壤含水量25%~35%)、中度干旱胁迫(W2,土壤含水量45%~55%)和正常供水处理(W3,土壤含水量65%~75%)3个水分处理及低氮(N1,尿素0 g·kg^(−1)土)、中氮(N2,尿素2 g·kg^(−1)土)和高氮(N3,尿素4 g·kg^(−1)土)3个氮素处理,分析不同水氮处理对各生育期的不同品种高粱根系生理特征的影响。[结果](1)水分处理对高粱根系各指标影响显著高于氮素处理,重度干旱胁迫下各指标降幅显著。(2)高粱的根重和根系活力在相同水分条件下随着施氮量的增加而升高,在中氮水平变化显著。可溶性糖、可溶性蛋白及脯氨酸含量随着施氮量的增加逐渐积累,在中氮和高氮下积累较快。(3)水氮处理对晋杂108抽穗期存在明显的互作效应,对晋杂17则无显著影响。(4)在不同水氮处理下,晋杂108根系的各项指标均高于晋杂17,具有较强的抗逆性。[结论]高粱根系各指标受供水量的影响较大。在干旱环境下,增施适量氮素可促进根系生物量,提高根系活力,维持较高的渗透调节功能,缓解水分胁迫对根系的损伤。不同高粱品种的水氮互作效应不同,晋杂108的抗旱、抗瘠薄能力更强。

关键词：高粱根系水氮调控生理特征

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