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基于SSR的陕西糜子种质资源的分子鉴定

作物学报 2024年第10期50卷 2643-2653页

作者：郭娟辛旭霞冯智尊曹越王晓丹曹晓宁 SANTRA Dipak K 陈凌乔治军王瑞云山西农业大学农学院中国山西太谷030801 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/杂粮种质资源发掘与遗传改良山西省重点实验室中国山西太原030031 内布拉斯加大学林肯分校农艺系小宗粮豆研究与推广中心美国内布拉斯加州斯克茨布拉夫69361

为构建糜子(Panicum miliaceum L.)DNA分子身份证,试验以181份陕西糜子核心种质为材料,对课题组前期开发的糜子特异性SSR标记进行多次PCR筛选和优化后获取核心引物。基于糜子参考基因组信息,经过BLAST序列比对后将核心标记进行染色体定... 详细信息

为构建糜子(Panicum miliaceum L.)DNA分子身份证,试验以181份陕西糜子核心种质为材料,对课题组前期开发的糜子特异性SSR标记进行多次PCR筛选和优化后获取核心引物。基于糜子参考基因组信息,经过BLAST序列比对后将核心标记进行染色体定位。在SSR引物的5′端标注荧光(FAM/HEX),根据毛细管电泳检测的片段有无采用“0/1”表示,利用ID Analysis4.0进行区分,十进制(0~9)统计扩增片段大小构建材料字符串,用Pop Gene、Power Marker、MEGA、Structure和NTSYS进行遗传多样性分析。试验结果表明,7个荧光SSR(RYW3、RYW6、RYW37、RYW40、RYW43、RYW125和RYW146)组合可区分181份材料,不均匀的分布在5条染色体上,共检测出77个等位变异,平均为11;检出Shannon多样性指数(I)为0.8145(RYW146)~7.8254(RYW125),平均5.9076;观测杂合度(Ho)为0.2627(RYW146)~0.9506(RYW3);期望观测杂合度(He)为0.3329(RYW146)~0.8747(RYW125);Nei’s基因多样性指数(Nei)为0.3315(RYW146)~0.8722(RYW125);多态性信息含量(PIC)为0.5923(RYW146)~0.9445(RYW125),平均为0.8419。基于UPGMA将181份资源划分为3个群组。基于主成分分析将材料分为10个类群,与地理来源一致。利用在线二维码技术(https://***/)构建181份陕西糜子核心种质的DNA分子身份证。

关键词：糜子陕西荧光SSR 毛细管电泳 DNA分子身份证

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东北春播区糜子核心种质的荧光微卫星标记鉴定

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作物学报 2024年第7期50卷 1728-1739页

作者：丁艺冰辛旭霞冯智尊郭娟曹越陈喜明王晓丹曹晓宁 SANTRA Dipak K 陈凌乔治军王瑞云山西农业大学农学院中国山西太谷030801 山西农业大学玉米研究所中国山西忻州034000 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/杂粮种质资源发掘与遗传改良山西省重点实验室中国山西太原030031 内布拉斯加大学林肯分校农艺系小宗粮豆研究与推广中心美国内布拉斯加州斯克茨布拉夫69361

优异种质资源是糜子新品种选育和产业发展的基础。本研究以190份东北春播区糜子核心种质为材料,利用前期构建的SSR标记在5'端标注荧光,进行PCR扩增和毛细管电泳。根据毛细管电泳检测的片段有无采用“0/1”表示,利用ID Analysis4.0进行区... 详细信息

优异种质资源是糜子新品种选育和产业发展的基础。本研究以190份东北春播区糜子核心种质为材料,利用前期构建的SSR标记在5'端标注荧光,进行PCR扩增和毛细管电泳。根据毛细管电泳检测的片段有无采用“0/1”表示,利用ID Analysis4.0进行区分,使用PopGene、PowerMarker、MEGA、Structure、NTSYS进行遗传多样性分析。试验结果表明,3个荧光SSR标记组合(RYW3+RYW6+RYW28)可区分190份材料,共检测出等位变异73个,平均为24.3333;有效等位基因数(Ne)为5.4728(RYW3)~15.8922(RYW6),平均为9.6496;检出Shannon多样性指数(I)为2.0851(RYW3)~2.9457(RYW6),平均为2.4896;观测杂合度(Ho)为0.7529(RYW6)~0.9574(RYW28),平均为0.8876;期望观测杂合度(He)为0.8194(RYW3)~0.9398(RYW6),平均为0.8765;Nei’s基因多样性指数(Nei)为0.8173(RYW3)~0.9371(RYW6),平均为0.8741;多态性信息含量(PIC)为0.8656(RYW3)~0.9722(RYW6),平均为0.9198。基于UPGMA将190份资源划分为3个群组。基于Structure的遗传结构分析(K=3)将糜子核心种质分为3个类群,来源于东北地区的4个基因库(黑龙江、吉林、辽宁和内蒙古的一部分)。基于主成分分析将材料分为4个类群,与地理来源一致。利用在线二维码技术(https://***/)构建了190份东北糜子核心种质的DNA分子身份证。

关键词：糜子东北春播区荧光微卫星标记毛细管电泳 DNA分子身份证

糜子PmLEA1基因的克隆及其在非生物逆境胁迫下的表达模式分析

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中国种业 2024年第8期 69-78页

作者：任江陵沈力鸿刘宇涵宋健刘思辰乔治军曹晓宁山西农业大学农业基因资源研究中心太原030031 山西农业大学农学院晋中030801 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 山西农业大学经济作物研究所汾阳032200

LEA蛋白是一类逆境胁迫下诱导产生的蛋白,为了解糜子PmLEA1基因在逆境中的作用,从河曲红糜子中克隆出PmLEA1基因,利用生物信息学方法预测并分析PmLEA1蛋白的性质和结构特征。结果表明,糜子PmLEA1基因全长549bp,编码蛋白的分子量为17863.... 详细信息

LEA蛋白是一类逆境胁迫下诱导产生的蛋白,为了解糜子PmLEA1基因在逆境中的作用,从河曲红糜子中克隆出PmLEA1基因,利用生物信息学方法预测并分析PmLEA1蛋白的性质和结构特征。结果表明,糜子PmLEA1基因全长549bp,编码蛋白的分子量为17863.57Da,氨基酸数目为182个,二级结构以无规则卷曲为主,属亲水性蛋白,其蛋白序列与柳枝稷LEA蛋白序列的同源性最高,无跨膜转运信号,不是膜上受体。实时荧光定量PCR结果表明,PEG-6000、NaCl、甘露醇、ABA、GA、H2O2、IAA、MeJa、SA胁迫下的PmLEA1基因相对表达量均发生不同程度的变化;各胁迫下PmLEA1基因的相对表达量变化在根中最大,叶片次之,茎中相对变化最小,且表达量总体上呈现先升高后降低的变化趋势;PEG-6000胁迫下PmLEA1基因的相对表达量变化量大。上述结果说明,糜子PmLEA1基因参与了抗旱调控和不同激素信号传导过程。研究结果为糜子的遗传改良提供了优良的抗旱基因,并为其他禾本科作物LEA基因的挖掘提供了研究思路。

关键词：糜子 PmLEA1 基因克隆表达模式蛋白性质结构特征

不同供锌水平麦田小麦锌营养对土施锌肥的响应

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中国农业科学 2024年第14期57卷 2815-2826页

作者：黄婷苗陆乃昆解秉强曹寒冰乔月静杨珍平高志强李廷亮山西农业大学农学院/黄土高原特色作物优质高效生产省部共建协同创新中心西北农林科技大学资源环境学院/农业农村部西北植物营养与农业环境重点实验室山西农业大学资源环境学院

【目的】明确不同供锌麦田土壤有效锌和小麦籽粒锌含量对土施锌肥的响应，探索基于土壤有效锌实现小麦锌营养强化的调控措施，为优化田间锌肥管理、指导小麦丰产优质生产提供理论依据。【方法】在黄土高原东部的山西太谷（高锌麦田）和... 详细信息

【目的】明确不同供锌麦田土壤有效锌和小麦籽粒锌含量对土施锌肥的响应，探索基于土壤有效锌实现小麦锌营养强化的调控措施，为优化田间锌肥管理、指导小麦丰产优质生产提供理论依据。【方法】在黄土高原东部的山西太谷（高锌麦田）和万荣（低锌麦田）分别开展两年田间定位试验，设置土施锌肥0、6、12、18、24 kg Zn·hm-2，研究不同施锌量的高、低锌麦田小麦籽粒产量和锌含量、地上部锌吸收转移分配和土壤有效锌的变化特征。【结果】高、低锌麦田，土施不同量锌肥的小麦籽粒产量均无显著差异。高锌麦田，随锌肥用量增加，小麦籽粒锌含量增幅较小，第1年各处理间无显著差异。第2年，施锌处理的籽粒锌含量比不施锌增加了2.4%—11.0%；前后两年，无论施锌与否，籽粒锌含量均高于40 mg·kg-1；与不施锌相比，锌转运系数秸秆-籽粒、籽粒锌分配指数分别降低了23.9%—37.9%、4.3%—13.1%，地上部20%以上的锌残留在茎叶中。低锌麦田，籽粒锌含量和地上部各器官锌吸收量随锌肥用量增加而增加，锌转运系数秸秆-籽粒则相反；相比不施锌处理，施锌处理的两年平均籽粒锌含量增加了9.4%—23.1%，锌转运系数秸秆-籽粒降低了13.5%—24.5%，但各器官锌分配指数无显著差异。高、低锌麦田，土壤有效锌含量均随锌肥用量的增加而明显提升。回归分析表明，高锌麦田的土壤有效锌含量与籽粒锌含量呈二次曲线关系，低锌麦田为“线性+平台”关系，土壤有效锌含量增至4.12 mg·kg-1时，籽粒锌含量最高，达34.76 mg·kg-1。【结论】黄土高原东部一年一熟的小麦生产中，对于高锌麦田，应充分利用土壤有效锌，即使不施锌肥，也可实现小麦锌营养强化；低锌麦田，仅靠土施锌肥很难提升籽粒锌含量达到推荐值(40 mg·kg-1)，改善小麦锌营养可考虑通过土施锌肥使土壤有效锌含量提高至4 mg·kg-1以上，并结合其他农艺措施，如叶面喷锌等。

关键词：小麦土施锌肥土壤有效锌籽粒锌含量锌转运分配黄土高原

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6份黍子品种苗期耐盐性差异分析

山西农业科学 2024年

作者：常甜达杨昱陈小红陈喜明陈凌 Santra Dipak K 乔治军王瑞云山西农业大学农学院内布拉斯加大学林肯分校农艺系小宗粮豆研究与推广中心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/杂粮种质资源发掘与遗传改良山西省重点实验室山西农业大学玉米研究所

土壤盐渍化是制约全球作物生产和农业可持续发展的主要非生物胁迫因素之一。以6个黍子品种为试验材料，采用0、80、120、160、200 mmol/L的中性混合盐溶液进行胁迫，选取株高、根长、地上部鲜质量、地下部鲜质量、地上部干质量和地下部... 详细信息

土壤盐渍化是制约全球作物生产和农业可持续发展的主要非生物胁迫因素之一。以6个黍子品种为试验材料，采用0、80、120、160、200 mmol/L的中性混合盐溶液进行胁迫，选取株高、根长、地上部鲜质量、地下部鲜质量、地上部干质量和地下部干质量共6个生理指标进行苗期耐盐性鉴定；基于主成分分析和隶属函数相结合的方法鉴定材料耐盐性程度。结果表明，随着盐浓度的增加，幼苗的生长受到不同程度的抑制，而160 mmol/L盐溶液浓度可作为黍子苗期生长耐盐鉴定的浓度；研究通过对株高、根长、地上部鲜质量、地下部鲜质量、地上部干质量和地下部干质量6个生理指标对黍子苗期耐盐性进行鉴定之后，结果发现，6份黍子品种苗期耐盐性强弱依次为龙黍9号>龙黍19号>齐黍1号>宁糜13号>晋黍7号>东乡朵麻糜，其中，龙黍9号在苗期的耐盐性最强，东乡朵麻糜最弱。综合评价结果表明，株高、地上部鲜质量和地上部干质量可作为黍子苗期耐中性混合盐筛选与评价的重要指标。

关键词：黍子中性混合盐苗期综合评价

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5个黍子育成品种耐盐性鉴定

山西农业科学 2024年第2期52卷 21-27页

作者：郭娟王昕曹晓宁陈凌 Santra Dipak K 王瑞云乔治军山西农业大学农学院山西太谷030801 山西农业大学农业基因资源研究中心/农业部黄土高原作物基因资源与种质创制重点实验室/杂粮种质资源发掘与遗传改良山西省重点实验室山西太原030031 内布拉斯加大学林肯分校农艺系小宗粮豆研究与推广中心美国内布拉斯加州69361

土壤盐渍化会影响农业可持续发展,造成生态失去平衡。培育耐盐植物是经济效益最大化和土壤改良效果最优的重要环节。研究旨在为黍子耐盐新品种选育提供鉴定指标,为盐碱地黍子品种的种植提供材料。以5个黍子育成品种为试验材料,基于不同... 详细信息

土壤盐渍化会影响农业可持续发展,造成生态失去平衡。培育耐盐植物是经济效益最大化和土壤改良效果最优的重要环节。研究旨在为黍子耐盐新品种选育提供鉴定指标,为盐碱地黍子品种的种植提供材料。以5个黍子育成品种为试验材料,基于不同浓度的中性混合盐(NaCl和Na_(2)SO_(4)),采用培养皿发芽方法,从芽鲜质量(SFW)、芽长(BL)、发芽指数(GI)、发芽势(GP)、根鲜质量(RFW)、发芽率(GR)、根长(RL)、活力指数(VI)等8项农艺性状评估材料的耐盐程度。通过分析不同盐浓度下这5个黍子育成品种发芽势和发芽率的差异,结果发现,160 mmol/L为进行盐处理的最适浓度。在该浓度下,5份材料的8项指标变异丰富,变异系数分别为168.41%、48.12%、23.13%、15.11%、32.94%、18.90%、64.37%和123.53%。对8个指标进行相关性分析、主成分分析及综合评价D值综合评价,结果发现,SFW、BL、GI、GP和RFW等5项指标可作为黍子耐盐性评价的参考指标;5份材料耐盐性从强到弱依次为晋黍7号、龙黍19号、宁糜13号、齐黍1号和龙黍9号。

关键词：黍子育成品种耐盐性农艺性状

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77份山西黍稷DNA二维码身份证的构建

山西农业科学 2024年第2期52卷 8-15页

作者：曹越曹晓宁陈凌 Santra Dipak K 乔治军王瑞云山西农业大学农学院山西太谷030801 山西农业大学农业基因资源研究中心/农业部黄土高原作物基因资源与种质创制重点实验室/杂粮种质资源发掘与遗传改良山西省重点实验室山西太原030031 内布拉斯加大学林肯分校农艺系小宗粮豆研究与推广中心美国内布拉斯加州69361

为了更好地管理黍稷资源,分辨其身份以及追溯来源,创建一个高效可行的种质资源鉴定系统十分必要。以山西省内各地77份黍稷资源为材料,用上海生工生物股份有限公司合成上游5’端加FAM (blue)荧光基团标记对77份黍稷资源进行PCR及毛细管... 详细信息

为了更好地管理黍稷资源,分辨其身份以及追溯来源,创建一个高效可行的种质资源鉴定系统十分必要。以山西省内各地77份黍稷资源为材料,用上海生工生物股份有限公司合成上游5’端加FAM (blue)荧光基团标记对77份黍稷资源进行PCR及毛细管电泳。结果发现,仅用5个标记组合(RYW3、RYW6、RYW20、RYW37和RYW40)可区分全部材料。其中,组合RYW6+RYW37可区分60份;组合RYW6+RYW20+RYW37可区分69份;组合RYW6+RYW20+RYW37+RYW40可区分73份;组合RYW3+RYW6+RYW20+RYW37+RYW40可区分全部77份。77份材料在8个位点共检出79个等位变异,每个位点检出平均为9.875个,检测到的有效等位变异(Ne)为2.675 9,Shannon多样性指数(I)为0.991 6,Nei’s基因多样性指数(Nei)为0.426 0,多样性信息含量(PIC)为0.553 3。在此基础上,利用ID analysis 4.0在线条形码生成器将对应字符串生成可扫描的条形码DNA分子身份证;利用二维码在线技术将材料基本信息转化成可扫描的二维码DNA分子身份证。

关键词： SSR 黍稷二维码山西

2018-2022年杨凌地区天敌瓢虫、食蚜蝇数据集

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中国科学数据（中英文网络版） 2024年第1期9卷 328-337页

作者：王博卢砚龙莉群李紫柯雪胡想顺周昭旭刘同先张世泽刘婷婷冯毅植保资源与病虫害治理教育部重点实验室农业农村部西北黄土高原作物有害生物综合治理重点实验室西北农林科技大学植物保护学院陕西杨凌712100 甘肃省农业科学院植物保护研究所兰州730030 贵州大学农学院贵阳550525 中国农业科学院农业信息研究所北京100081 国家农业科学数据中心北京100081

农业在杨凌地区具有重要的战略地位,在农作物栽培管理中,合理利用天敌昆虫可以降低农药使用频率,减轻农药残留危害。捕食性瓢虫和食蚜蝇是杨凌田间常见的两类天敌昆虫,能够捕食蚜虫在内的多种害虫。以往,缺乏对杨凌农田生态系统中瓢虫... 详细信息

农业在杨凌地区具有重要的战略地位,在农作物栽培管理中,合理利用天敌昆虫可以降低农药使用频率,减轻农药残留危害。捕食性瓢虫和食蚜蝇是杨凌田间常见的两类天敌昆虫,能够捕食蚜虫在内的多种害虫。以往,缺乏对杨凌农田生态系统中瓢虫和食蚜蝇类天敌昆虫的系统监测。为明确杨凌地区瓢虫和食蚜蝇资源现状,本研究利用马来氏网和人工调查等方法,收集了2018至2022年该地区瓢虫和食蚜蝇类天敌昆虫资源数据。最终采集捕食性瓢虫标本914头,食蚜蝇标本1440头。其中瓢虫22种,有16种鉴定到种,6种鉴定到属;食蚜蝇14种,12种鉴定到种,2种鉴定到属。天敌昆虫筛检及鉴定均由专业人员完成,保证了数据质量。本数据集提供了天敌瓢虫和食蚜蝇种类、数量以及发生动态等基本数据,同时提供了大量相关物种的标本照片、生态照片以及马来氏网照片、标本瓶照片和附近环境照片,为后续保护利用天敌昆虫提供重要依据。

关键词：瓢虫食蚜蝇马来氏网杨凌天敌多样性

不同生态区覆盖方式对玉米氮转运、产量与水氮利用效率的影响

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水土保持研究 2024年第6期 176-187页

作者：梁昊枫党科范子晗李哲常乐乐李红兵张岁岐西北农林科技大学资源环境学院西北农林科技大学黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室

[目的]明确覆盖方式对西北不同生态区玉米氮转运、产量与水氮利用效率的影响效果，为缓解旱作区作物生产同水资源短缺之间尖锐矛盾提供科学依据。[方法]于2022年在甘肃省兰州市榆中县、甘肃省定西市安定区和陕西省咸阳市长武县进行田间... 详细信息

[目的]明确覆盖方式对西北不同生态区玉米氮转运、产量与水氮利用效率的影响效果，为缓解旱作区作物生产同水资源短缺之间尖锐矛盾提供科学依据。[方法]于2022年在甘肃省兰州市榆中县、甘肃省定西市安定区和陕西省咸阳市长武县进行田间试验，设置干旱偏旱区(YZ)、半干旱区(DX)和半干旱偏湿润区(CW)3个不同降水条件生态区，分析地膜覆盖(FM)和秸秆覆盖(SM)对于玉米不同器官干物质和氮素积累、分配、转运、水氮利用效率及产量形成的影响。[结果](1)覆盖措施显著影响土壤环境，提高各生态区0—100 cm土壤含水率和表层土壤无机氮含量，FM提高了全生育期土壤表层温度，SM在生育后期具有保温作用。(2)各生态区吐丝期和成熟期农艺性状和干物质累积量总体表现为CW>YZ>DX,与CK相比覆盖处理提高了玉米吐丝期株高、茎粗和成熟期株高、茎粗、节数、穗位高及干物质累积量，尤其是FM处理。(3) CW的覆盖处理玉米籽粒和植株氮素积累总量在3个生态区中最高，覆盖促进茎叶氮素向籽粒运转，进而提高氮收获指数和水分利用效率，但DX的FM氮收获指数和YZ的FM水分利用效率较CK增加幅度最高，分别达6.91%和70.58%。(4)玉米籽粒产量在各生态区表现为CW>YZ>DX,覆盖处理对各生态区均有明显增产作用，增产效果FM>SM。其中DX和YZ的FM增产幅度高于CW,达52.33%和52.55%,但CW的SM增加幅度最高，达16.76%。[结论]地膜覆盖和秸秆覆盖通过改善土壤温度、水分和表层无机氮含量进而提高玉米水氮利用效率和产量，其中地膜覆盖效果最佳。而半干旱偏旱区地膜覆盖对产量的响应最显著，半干旱偏湿润区秸秆覆盖的响应最佳。

关键词：西北旱区玉米覆盖措施产量水氮利用效率