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新疆小麦过氧化物酶活性基因TaPod-A1、TaPod-A3和TaPod-D1等位变异及分布规律

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作物学报 2025年第1期51卷 68-78页

作者：刘鑫源程宇坤王丽丽战帅帅马孟瑶郭玲耿洪伟新疆农业大学农学院/新疆优质专用麦类作物工程技术研究中心新疆乌鲁木齐830052 新疆作物遗传改良与种质创新重点实验室新疆乌鲁木齐830052

小麦面粉的颜色是其品质分级的重要指标,为了使小麦面粉的品质得到进一步提升,本研究利用位于TaPod-A1、TaPod-A3和TaPod-D1位点基因的功能标记对110份新疆小麦品种(系)进行等位变异基因检测。基因型与表型方差分析结果显示, TaPod-A1、... 详细信息

小麦面粉的颜色是其品质分级的重要指标,为了使小麦面粉的品质得到进一步提升,本研究利用位于TaPod-A1、TaPod-A3和TaPod-D1位点基因的功能标记对110份新疆小麦品种(系)进行等位变异基因检测。基因型与表型方差分析结果显示, TaPod-A1、TaPod-A3和TaPod-D1位点的等位变异类型TaPod-A1b (35.5%)、TaPod-A3c (53.6%)和TaPod-D1b(60%)较其他等位变异类型TaPod-A1a (64.5%)、TaPod-A3a (46.4%)和TaPod-D1a(40%)均具有较高的POD活性。在新疆小麦材料中, TaPod-A1、TaPod-A3和TaPod-D1的3个不同基因位点上高POD活性的优异等位变异类型的分布频率均表现为引进品种(系)≈自育品种(系)>地方品种。TaPod-A3b在110份新疆小麦材料中并未检测出,说明该等位变异为稀有等位变异。具有TaPod-A1、TaPod-A3和TaPod-D1基因等位变异组合品种(系)的平均POD活性高低依次为TaPod-A1b/TaPod-A3c/TaPod-D1b (2836.25 U g^(–1) min^(–1))> TaPod-A1b/TaPod-A3c/TaPod-D1a (2796.00 U g^(–1)min^(–1))> TaPod-A1b/TaPod-A3a/TaPod-D1b(2520.31Ug^(–1)min^(–1))> TaPod-A1a/TaPod-A3c/TaPod-D1b(2473.91Ug^(–1)min^(–1))> TaPod-A1a/TaPod-A3a/TaPod-D1b(2407.65Ug^(–1)min^(–1))> TaPod-A1b/TaPod-A3a/TaPod-D1a(2339.06Ug^(–1)min^(–1))> TaPod-A1a/TaPod-A3c/TaPod-D1a(2320.38Ug^(–1)min^(–1))> TaPod-A1a/TaPod-A3a/TaPod-D1a(2210.69Ug^(–1)min^(–1))。其中,具有TaPod-A1b/TaPod-A3c/TaPod-D1b等位变异基因的活性(2836.25Ug^(–1)min^(–1))极显著高于具有TaPod-A1a/TaPod-A3a/TaPod-D1a(2210.69Ug^(–1)min^(–1))(P<0.01)的品种,说明具有较多优异等位变异类型的品种具有较高的POD活性。

关键词：小麦过氧化物酶等位变异分子标记检测

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绿豆R2R3-MYB转录因子家族鉴定及其类黄酮合成调控基因的筛选

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作物学报 2025年第1期51卷 117-133页

作者：郭飞翔李春霞周爽郭彬彬张均马超河南科技大学农学院/河南省旱地农业工程技术研究中心河南洛阳471000

R2R3-MYB转录因子家族在植物次生代谢物合成、胁迫应答和生长发育等生命过程起着重要的调控作用。本研究基于生物信息学鉴定了绿豆(Vigna radiata L.)全基因组水平的R2R3-MYB转录因子,并对其理化性质、系统进化、染色体定位、启动子顺... 详细信息

R2R3-MYB转录因子家族在植物次生代谢物合成、胁迫应答和生长发育等生命过程起着重要的调控作用。本研究基于生物信息学鉴定了绿豆(Vigna radiata L.)全基因组水平的R2R3-MYB转录因子,并对其理化性质、系统进化、染色体定位、启动子顺式作用元件及基因结构做了预测分析;此外,转录组数据和实时荧光定量PCR(QuantitativeReal-timePCR,RT-PCR)分析该转录因子在不同组织、逆境胁迫下的表达模式;并基于相关分析及蛋白互作网络,筛选到可能参与调控绿豆类黄酮生物合成的R2R3-MYB成员。结果表明,共鉴定到168个R2R3-MYB成员,其中145个分布于11条染色体, 23个成员染色体信息未知;大多数R2R3-MYB含有3个外显子,编码99~1645个氨基酸,均为亲水性蛋白;系统进化将绿豆R2R3-MYB基因家族分为30个亚组(V1~V30),不同亚组成员的基因结构存在差异;共线性分析表明,片段复制事件均进行了纯化选择;启动子顺式作用元件分析表明,绿豆R2R3-MYB基因启动子区含有大量激素响应、胁迫响应及少量的类黄酮合成响应等元件;基因表达分析表明,在叶片、叶柄、下胚轴和籽粒种皮中表达量较高的成员分别占15.5%、16.1%、16.1%和10.7%。RT-PCR分析发现,几乎所有的R2R3-MYB家族成员在低温胁迫下的相对表达量显著下调,不同成员对逆境胁迫有不同的响应模式。蛋白互作与相关性分析可知,VrMYB6、VrMYB77、VrMYB93这3个基因可能参与了绿豆类黄酮生物合成的调控。

关键词：绿豆 R2R3-MYB转录因子转录因子家族分析类黄酮合成调控基因

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基于LoRa的果园管道自动顺序喷雾系统研究

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农机化研究 2025年第2期47卷 171-175页

作者：胡圣洋陈泽鸿刘伟康代秋芳刘洪山宋淑然李震华南农业大学电子工程学院/人工智能学院广州510642 国家柑橘产业技术体系机械化研究室广州510642 广东省农情信息监测工程技术研究中心广州510642 广东省山地果园机械创新工程技术研究中心广州510642

我国南方果园多处于山地,大型喷雾器械无法进入,为实现山地果园自动顺序喷药,设计了一种基于LoRa无线通信技术的管道自动顺序喷雾系统。系统以Stm32单片机为核心,在管网上部署了6个电磁阀控制节点,采用LoRa无线收发模块进行节点之间的通... 详细信息

我国南方果园多处于山地,大型喷雾器械无法进入,为实现山地果园自动顺序喷药,设计了一种基于LoRa无线通信技术的管道自动顺序喷雾系统。系统以Stm32单片机为核心,在管网上部署了6个电磁阀控制节点,采用LoRa无线收发模块进行节点之间的通信,设计程序控制6个电磁阀依次按顺序打开,并可以通过手机APP远程开启系统。试验结果表明:当节点之间距离为250 m时,数据接收率为95%;系统通信距离远,数据接收率高,具有较高的可靠性,适合于山地果园中使用。

关键词：果园顺序喷雾 LoRa无线通信远程控制通信距离数据接收率

甘蓝型油菜BnaSLY1基因进化分析及功能研究

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作物学报 2025年第1期51卷 44-57页

作者：李嘉欣黄莹莹吴潞梅赵伦易斌马朝芝涂金星沈金雄傅廷栋文静华中农业大学作物遗传改良全国重点实验室/国家油菜工程技术研究中心/洪山实验室湖北武汉430070

赤霉素调控植物表皮细胞增长、茎叶伸长以及株型建成。拟南芥SLY1属于F-box蛋白,它通过靶向泛素化赤霉素信号转导路径的负向调控因子——DELLA蛋白来影响植物生长发育,然而油菜中BnaSLY1的基因功能尚未揭示。本研究对BnaSLY1进行了表达... 详细信息

赤霉素调控植物表皮细胞增长、茎叶伸长以及株型建成。拟南芥SLY1属于F-box蛋白,它通过靶向泛素化赤霉素信号转导路径的负向调控因子——DELLA蛋白来影响植物生长发育,然而油菜中BnaSLY1的基因功能尚未揭示。本研究对BnaSLY1进行了表达特征和进化树分析,利用CRISPR/Cas9技术创制了BnaSLY1不同拷贝数的突变体,结合RNA-Seq技术对BnaSLY1的生物学功能及其对油菜生长发育的影响进行了研究。结果表明,甘蓝型油菜Westar中有2个SLY1同源拷贝***1和***1,它们表达模式基本相同,为组成型表达基因,其蛋白定位在细胞核,且在不同的油菜品种及十字花科植物间序列保守。与对照相比,单突bnaa01sly1和bnaa06sly1开花时间推迟,株高显著降低,而双突bnasly1还表现出深绿色光叶表型,叶片厚度增加,开花期比单突进一步推迟,株高也进一步降低。RNA-Seq结果显示,双突与Westar之间的差异表达基因显著富集在生长素信号转导路径以及蜡质合成通路,多个开花时间相关基因表达也发生显著变化。本研究表明, BnaSLY1除影响植物株高和开花时间等生长发育进程,还影响表皮蜡质合成,为探索赤霉素信号转导路径在甘蓝型油菜生长发育中的重要作用奠定了理论基础。

关键词：甘蓝型油菜 BnaSLY1 赤霉素株型蜡质合成开花时间 RNA-Seq

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驱控一体的旋拧式果实采摘执行器设计与试验

农机化研究 2025年第3期47卷 48-55页

作者：严童杰冯青春郭鑫杨宁江苏大学电气信息工程学院江苏镇江212000 北京市农林科学院智能装备技术研究中心北京100097 国家农业智能装备工程技术研究中心北京100097 农业智能装备技术北京市重点实验室北京100097

针对果园智能化采收作业需要,设计了支持总线扩展的驱控一体旋拧采摘末端执行器,旨在为多臂并行采摘机器人研发提供支撑。在对标准苹果树果实物理形态统计分析基础上,结合人工采摘方法,提出了“吸附-夹持-旋拧”的采摘机械操作方法,并... 详细信息

针对果园智能化采收作业需要,设计了支持总线扩展的驱控一体旋拧采摘末端执行器,旨在为多臂并行采摘机器人研发提供支撑。在对标准苹果树果实物理形态统计分析基础上,结合人工采摘方法,提出了“吸附-夹持-旋拧”的采摘机械操作方法,并设计了基于双舵机驱动的紧凑型采摘执行机构,对其吸盘、夹持和旋拧电机的关键参数进行了优化设计。面向多执行并行采摘需要,设计了基于CANopen通讯的采摘操作驱动器,实现了多执行器的总线扩展。通过现场试验对执行器作业性能进行了测试,结果表明:果实大小在60~100 mm之间,采摘成功率可达到90%,吸盘最优停留时间为1.00 s,吸盘最优接近距离为1.0 mm,最优旋拧角度为360°。

关键词：采摘机器人驱控一体旋拧采摘 CANopen

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基于ROS的蔬菜移栽机器人控制系统设计

农机化研究 2025年第2期47卷 54-60页

作者：马文强冯青春李亚军茹孟菲赵春江西北农林科技大学信息工程学院陕西杨凌712000 北京市农林科学院智能装备技术研究中心北京100097 国家农业智能装备工程技术研究中心北京100097 农业智能装备技术北京市重点实验室北京100097

为实现温室蔬菜移栽无人智能化作业,设计了基于ROS架构的蔬菜移栽机器人控制系统,实现了蔬菜移栽机器人自主取苗部件、秧苗栽植部件和自主移动平台的自动控制。控制系统主要分为总线单元和导航单元,并基于EtherCAT总线和Realsense深度... 详细信息

为实现温室蔬菜移栽无人智能化作业,设计了基于ROS架构的蔬菜移栽机器人控制系统,实现了蔬菜移栽机器人自主取苗部件、秧苗栽植部件和自主移动平台的自动控制。控制系统主要分为总线单元和导航单元,并基于EtherCAT总线和Realsense深度相机搭建硬件系统,利用分层模块化理念开发基于ROS架构的软件控制系统,搭建并实现了移栽作业中取苗、投苗、栽苗及移动平台协同一体化控制。实验结果表明:在大于2s/株的取栽苗周期运动条件下,可实现较高成功率的移栽作业。所设计控制系统保证了移栽作业成功率,提高了当前蔬菜移栽机的智能化水平。

关键词：蔬菜移栽机器人控制系统 ROS 伺服控制

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基于粒子系统的土壤可视化仿真研究

农业工程学报 2008年第2期24卷 152-158页

作者：王功明郭新宇赵春江王纪华国家农业信息化工程技术研究中心

土壤结构三维可视化将有助于更好地理解土壤结构及其与功能的关系。本文从描述土壤固体颗粒结构入手,基于土壤结构具有明显分形特征,采用粒子系统来模拟土壤颗粒并进而实现土壤结构的三维可视化。设置9种土壤粒子基本形状,将具有农学意... 详细信息

土壤结构三维可视化将有助于更好地理解土壤结构及其与功能的关系。本文从描述土壤固体颗粒结构入手,基于土壤结构具有明显分形特征,采用粒子系统来模拟土壤颗粒并进而实现土壤结构的三维可视化。设置9种土壤粒子基本形状,将具有农学意义的土壤容重和比重等转化为粒子数量并进行相应初始化,结合特定的运动学方程和碰撞处理方法描述粒子的运动,待粒子运动进入平衡态后,暂停粒子运动就可获得可视化的土壤。对模型进行验证:输入三种不同土壤的参数,生成了具有真实感的土壤三维结构。可视化计算结果表明,计算结果和趋势都与实际相符。本方法初步实现了土壤结构的三维重建,具有一定研究和应用价值。

关键词：粒子系统可视化土壤颗粒三维重建孔隙度

基于嵌入式组件技术的精准农业农田信息采集系统的设计与实现

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农业工程学报 2005年第4期21卷 91-96页

作者：孟志军王秀赵春江薛绪掌国家农业信息化工程技术研究中心

基于精确地理位置的农田信息采集是实施精准农业的基础工作。介绍了一种基于掌上电脑和DGPS/背夹式GPS设备的农田信息采集系统的开发过程。该系统在MicrosofteMbeddedVisualC++3.0集成开发环境下,采用嵌入式GIS开发组件,实现了掌上电脑... 详细信息

基于精确地理位置的农田信息采集是实施精准农业的基础工作。介绍了一种基于掌上电脑和DGPS/背夹式GPS设备的农田信息采集系统的开发过程。该系统在MicrosofteMbeddedVisualC++3.0集成开发环境下,采用嵌入式GIS开发组件,实现了掌上电脑环境下GPS、GIS功能的集成。系统由GPS实时通讯和数据处理模块、基于WinCE的基本GIS功能模块和农田信息采集功能模块等组成模块,能够实现与DGPS设备或背夹式GPS设备的实时通讯和定位数据的解析,实现了矢量农田地理信息的显示、操作、查询等基本GIS功能,同时,系统能够采集农田地物分布和多种影响作物生长的环境差异性信息。该文还介绍了使用Microsoft数据库访问组件对象ADOCE对PocketAccess数据库的操作方法,实现了对嵌入式农田信息采集系统中农田信息的有效管理。

关键词：精准农业田间信息采集系统嵌入式组件全球定位系统(GPS) 地理信息系统(GIS) 掌上电脑

基于可见光-近红外新光谱特征和最优组合原理的大麦叶片氮含量监测

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红外与毫米波学报 2013年第4期32卷 351-358,365页

作者：徐新刚赵春江王纪华李存军杨小冬北京农业信息技术研究中心/国家农业信息化工程技术研究中心北京100097

提出新的作物冠层叶片氮含量(LNC)高光谱遥感监测方法,以对氮素要求较高的大麦LNC监测为例,利用田间实测数据,从可见光-近红外区域的高光谱反射曲线中提取包含丰富多波段信息的斜率、夹角等新型特征参数,应用组合预测领域中的权重最优... 详细信息

提出新的作物冠层叶片氮含量(LNC)高光谱遥感监测方法,以对氮素要求较高的大麦LNC监测为例,利用田间实测数据,从可见光-近红外区域的高光谱反射曲线中提取包含丰富多波段信息的斜率、夹角等新型特征参数,应用组合预测领域中的权重最优组合原理及其算法,实现对作物LNC的高光谱监测.研究表明,提出的高光谱反射曲线斜率和夹角等新型特征参数与作物LNC显著相关,并具有较好的定量响应关系,其中关键斜率参数(K re/K pb)和K pb以及夹角参数(Aδ/Aα)和(Aδ/Aθ)较好地描述了LNC的动态变化;而权重最优组合分析则表明(K re/K pb)和K nir1两个参数的组合最能响应LNC的光谱信息,有助于增强监测的稳定性并提高估测的精度.

关键词：高光谱遥感标准化反射率斜率夹角最优组合原理叶片氮含量