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油莎豆含油率的近红外光谱检测模型研究

山东农业科学 2025年

作者：魏海峰时学双党锡强米玛顿珠张梦媛常唯赤列措姆张斌高文伟新疆农业大学农学院山东省农业科学院农作物种质资源研究所日喀则市农牧业科学研究推广中心青州市农业农村局日喀则市南木林县农业农村局

为建立油莎豆块茎含油率的近红外光谱快速无损检测模型，提高育种材料的早代选择效率，本研究以109份油莎豆块茎样本为实验材料，采集波长范围为950～1 650 nm、分辨率为1 nm的近红外光谱，并通过索氏提取法测定块茎粗脂肪含量，剔除异... 详细信息

为建立油莎豆块茎含油率的近红外光谱快速无损检测模型，提高育种材料的早代选择效率，本研究以109份油莎豆块茎样本为实验材料，采集波长范围为950～1 650 nm、分辨率为1 nm的近红外光谱，并通过索氏提取法测定块茎粗脂肪含量，剔除异常样本后共得到103份样本，使用SPXY法将其按3:1的比例划分为校正集与验证集。分别采用标准正态变换、多元散射校正、一阶导、二阶导、SG平滑以及混合方法对原始光谱进行预处理，并基于此建立偏最小二乘回归（PLSR）模型，通过对模型性能的对比分析，筛选出在校正集和验证集上预处理效果均较好的MSC+SG法，用于油莎豆含油率检测模型的构建。然后用竞争性自适应重加权采样（CARS）、无信息变量消除（UVE）算法以及MLP神经网络进行特征波长提取，并构建PLSR模型，结果显示，用CARS和UVE算法分别提取出115个和251个特征波段，建模效果均比全波段建模效果好，其中CARS-PLSR模型预测性能最优，校正集交叉验证均方根误差(RMSECV)、决定系数(R2CV)分别为1.328和0.903，验证集RMSEP、RP2分别为1.206和0.888，验证集相对分析误差(RPDP)为3.040；而MLP-PLSR模型的预测精度与CARS-PLSR模型接近，RMSECV、RCV2分别为1.387和0.903，RMSEP、RP2分别为1.207和0.887，RPDP为3.040，但提取的特征波长仅77个，是3种方法中最少的，说明MLP法能够更有效降低光谱信息重叠，滤除无关信息，更适合用于油莎豆含油率检测。综上，本研究初步建立了基于近红外光谱的油莎豆含油率快速无损检测模型，可为提高育种工作的检测效率提供有效方法，并为油莎豆含油率无损检测提供技术支持。

关键词：油莎豆含油率近红外光谱偏最小二乘回归(PLSR) MLP神经网络特征波长提取

小麦光腥黑粉菌效应蛋白g2164的生物信息学分析、亚细胞定位及毒性验证

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江苏农业科学 2025年

作者：常璐方正武高利长江大学农学院新疆农业科学院植物保护研究所/农业部西北荒漠绿洲作物有害生物综合治理重点实验室中国农业科学院植物保护研究所植物病虫害综合治理全国重点实验室

为了初步探究小麦光腥黑粉菌(Tilletia foetida)入侵小麦的侵染机制,从小麦光腥黑粉菌在入侵宿主时所分泌的效应蛋白入手,在小麦光腥黑粉菌的转录组数据测序结果中筛选出了含有特殊结构的效应蛋白g2164。由于病原真菌的效应蛋白随着寄... 详细信息

为了初步探究小麦光腥黑粉菌(Tilletia foetida)入侵小麦的侵染机制,从小麦光腥黑粉菌在入侵宿主时所分泌的效应蛋白入手,在小麦光腥黑粉菌的转录组数据测序结果中筛选出了含有特殊结构的效应蛋白g2164。由于病原真菌的效应蛋白随着寄主的不同,所表现出的基序以及结构域随之不同,具有很强的特异性,因此,为了解小麦光腥黑粉菌基因g2164所编码的效应蛋白的生物学功能,本试验通过聚合酶链式反应技术获得g2164基因cDNA的全长序列,对其进行生物信息学分析解析该蛋白理化性质,通过毒性验证试验验证其蛋白毒性,进行亚细胞定位试验对该基因功能行使区域进行定位分析。生物信息学分析结果显示,g2164基因全长1 365 bp,共编码454个氨基酸,相对分子质量51 964.70,理论等电点为9.22;具有典型的BgIC家族结构域;其蛋白的不稳定系数为33.64,平均亲水性系数为-0.531,是一种亲水性稳定的蛋白;使用重组法,将g2164基因整合到pBin-GFP载体和pGR-107载体上,再将它们转到根癌农杆菌Agrobacterium tumefaciens GV3101中,使用本氏烟草进行亚细胞定位试验,结果显示,g2164在细胞核和细胞膜上定位;毒性验证试验表明,该基因不具备抑制细胞坏死的活性。

关键词：小麦光腥黑粉菌 g2164 生物信息学分析亚细胞定位毒性验证

发展新质生产力之转基因大豆发展现状及前景分析

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农业展望 2025年

作者：苗红萍夏力恒·巴合提别克王晓伟新疆农业科学院农业经济与科技信息研究所

新质生产力是农业高质量发展的内在要求和着力点，具有高科技、高效能、高质量三大特征。转基因技术是农业领域发展最快、应用最广的高新技术之一。本研究系统梳理了全球及中国转基因大豆发展的概况，分析了转基因大豆推广的前景。研究... 详细信息

新质生产力是农业高质量发展的内在要求和着力点，具有高科技、高效能、高质量三大特征。转基因技术是农业领域发展最快、应用最广的高新技术之一。本研究系统梳理了全球及中国转基因大豆发展的概况，分析了转基因大豆推广的前景。研究表明：（1）世界转基因大豆种植面积超过1亿hm2，占全球转基因作物种植总面积的48.9%，居首位。形成了以巴西、美国、阿根廷等为主，玻利维亚、巴拉圭、南非等为辅的转基因大豆发展格局。（2）中国已批准耐除草剂、抗虫转基因大豆农业转基因生物安全证书（生产应用）10项、农业用基因编辑生物安全证书（生产应用）3项、审定转基因大豆品种14个，试点范围有序扩大，转基因技术是大势所趋，转基因产业已势不可挡。（3）转基因大豆发展对中国提高大豆产能、增加含油率、节本增效具有广阔的前景。转基因大豆审定品种平均单产是2023年大豆单产的1.5倍，单位面积出油量能提高75.8%，降低除草成本50%。基于此，建议中国大豆新质生产力发展应以科技创新为引领，加快大豆种质资源开发利用，强化新的生产要素和装备投入，推动农业科技与产业有效衔接，加强转基因大豆监管。

关键词：新质生产力转基因作物大豆前景

新疆地区某奶牛场都柏林与姆班达卡沙门氏菌的致病力与耐药性分析

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微生物学通报 2025年

作者：黎雪勤赵文娟李劼吴桐忠姜美奇徐雪可王莉莉韩猛立张星星张倩钟发钢黄新石河子大学动物科技学院新疆农垦科学院省部共建绵羊遗传改良与健康养殖国家重点实验室

【背景】沙门氏菌是重要的人兽共患病病原菌，也是重要的食源性致病菌，其在新疆地区缺少奶牛源的流行菌株信息，对其耐药情况和危害研究相对缺乏。【目的】为了解石河子地区某犊牛腹泻牛场沙门氏菌感染情况，揭示感染病原分型、致病力... 详细信息

【背景】沙门氏菌是重要的人兽共患病病原菌，也是重要的食源性致病菌，其在新疆地区缺少奶牛源的流行菌株信息，对其耐药情况和危害研究相对缺乏。【目的】为了解石河子地区某犊牛腹泻牛场沙门氏菌感染情况，揭示感染病原分型、致病力和耐药性状况。【方法】解剖了该牛场1头腹泻牛并采集部分组织样本分离出病原为沙门氏菌，后采集了腹泻牛肛拭子、环境拭子55份。按照国标方法GB 4789.4-2016从样本中分离可疑菌株并进行纯化培养，后使用革兰氏染色镜检、全自动生化鉴定系统、stn基因、16S rRNA基因等方法进行鉴定；分析其血清型及多位点序列分型后使用药敏试验（微量肉汤稀释法）、耐药基因、小鼠致病力试验和毒力基因检测进行耐药性和毒力分析。【结果】分离获得4株疑似沙门氏菌，在沙门氏菌显色培养基上显紫色，镜检可见革兰氏阴性短杆菌；生化鉴定结果与沙门氏菌一致性为98%，stn基因扩增片段大小与预期一致。16S rRNA基因系统进化分析显示分离株与沙门氏菌参考株同源性为99%以上。病死牛组织源分离株，命名为Sal135，肛拭子源分离株命名为Sal141、Sal142、Sal143。Sal135、Sal143属于都柏林沙门氏菌，ST10型；Sal141、Sal142属于姆班达卡沙门氏菌，ST413型；四株分离株对头孢呋辛、庆大霉素、链霉素均耐药，对多西环素、替加环素、氟苯尼考、多黏菌素E和阿奇霉素耐药率为25%-50%，其中Sal143为七重耐药菌株。所有菌株均携带aac（6'）-Iaa基因，此外Sal143还携带有aph（3''）-Ib、blaCTX-M、floR、sul2和tetA。以约2×107CFU/mL剂量对小鼠腹腔注射后，Sal135组死亡率为60%，Sal143组死亡率为40%。16种毒力基因检测结果显示，invA、sipA、avrA、mgtCB、sipC、bcfA、fimA、sopB基因的检出率为100%，除pefA基因外其他毒力基因均被检出。【结论】发现该牛场四头犊牛感染了沙门氏菌，分离株Sal143显示多重耐药，都柏林沙门氏菌菌株的毒力较强且携带spv族毒力基因，推测其为致犊牛腹泻的主要病原。

关键词：沙门氏菌分离鉴定耐药基因毒力基因

调环酸钙和施磷量对冬小麦生长、干物质积累及产量的影响

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作物杂志 2025年

作者：李家豪贾永红连世昊刘跃于姗田文强王子骞张金汕石书兵新疆农业大学农学院新疆农业科学院奇台麦类试验站

为明确冬小麦对调环酸钙和磷肥复合调控的响应，以新冬18号为材料，采用双因素裂区试验设计，设叶面喷施调环酸钙为主区A1(300 g/hm2)、A2(600 g/hm2)、A3(900 g/hm2)；施磷量(P2O5)为副区P1(P2O5；90 kg/hm2)、P2(P2O5；120 kg/hm2)、P... 详细信息

为明确冬小麦对调环酸钙和磷肥复合调控的响应，以新冬18号为材料，采用双因素裂区试验设计，设叶面喷施调环酸钙为主区A1(300 g/hm2)、A2(600 g/hm2)、A3(900 g/hm2)；施磷量(P2O5)为副区P1(P2O5；90 kg/hm2)、P2(P2O5；120 kg/hm2)、P3(P2O5；150 kg/hm2)、P4(P2O5；180 kg/hm2)。研究不同剂量的调环酸钙和施磷量对冬小麦农艺性状、SPAD值、干物质积累与分配及产量的影响。结果表明，同一施磷量下，A3对冬小麦株高、节长的抑制有显著的效果，其LAI、SPAD值、成熟期地上部植株干物质积累量、节直径和产量均高于A1和A2，且分别提高了11.89%～15.60%、0.26%～12.18%、3.69%～8.32%、1.02%～5.15%、1.29%～4.02%。在相同剂量调环酸钙下，LAI、SPAD、干物质积累、株高节长都以P3最高，大小依次为P3＞P4＞P2＞P1；产量以A3P3处理最高(8120.04 kg/hm2)。因此，在本试验下，调环酸钙900 g/hm2与施磷量150 kg/hm2为最佳组合，可作为北疆地区合理用量从而达增产效果。

关键词：调环酸钙施磷量生长干物质积累与分配

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光温敏雄性不育小麦育性恢复研究进展

作物杂志 2025年

作者：娄鸿耀李翰霖秦志列曲曼古丽·库尔班朱明慧刘昌文张胜全北京市农林科学院杂交小麦研究所山西农业大学农学院喀什地区农业技术推广中心

杂种优势利用是大幅度提高小麦综合生产能力的重要途径，对保障粮食安全具有重要意义。鉴于制种成本低、恢复源广泛、较易获得优势组合等优势，利用光温敏雄性不育系生产杂交小麦逐渐成为小麦杂种优势利用的主流技术。挖掘光温敏雄性不... 详细信息

杂种优势利用是大幅度提高小麦综合生产能力的重要途径，对保障粮食安全具有重要意义。鉴于制种成本低、恢复源广泛、较易获得优势组合等优势，利用光温敏雄性不育系生产杂交小麦逐渐成为小麦杂种优势利用的主流技术。挖掘光温敏雄性不育小麦恢复源进而实现杂交种高度恢复是二系杂交小麦研究的重要科学问题之一，本文对光温敏雄性不育小麦育性恢复及其影响因素、未来展望进行了探讨，旨在为推动杂交小麦走向应用提供参考。

关键词：小麦光温敏雄性不育恢复遗传环境

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基于多源数据的小麦品种产量估测研究

光谱学与光谱分析 2023年第7期43卷 2210-2219页

作者：宋成阳耿洪伟费帅鹏李雷甘甜曾潮武肖永贵陶志强新疆农业大学农学院新疆乌鲁木齐830052 中国农业科学院作物科学研究所北京100081 新疆农业科学院粮食作物研究所新疆乌鲁木齐830091

小麦产量产前估测关乎农业生产计划制定、粮食安全保障、国家经济和宏观决策。应用无人机能够无损、快速准确、及时高效地估测小麦产量,通过多种机器学习方法充分挖掘无人机多源遥感数据对多个小麦品种进行籽粒产量估测的潜力,明确多源... 详细信息

小麦产量产前估测关乎农业生产计划制定、粮食安全保障、国家经济和宏观决策。应用无人机能够无损、快速准确、及时高效地估测小麦产量,通过多种机器学习方法充分挖掘无人机多源遥感数据对多个小麦品种进行籽粒产量估测的潜力,明确多源数据融合对模型估测精度的提升效果,对于作物田间管理保障小麦高产稳产具有重要意义。以黄淮麦区140个主栽小麦品种为材料开展冬小麦田间试验,采用搭载红绿蓝(RGB)和多光谱传感器的无人机平台对灌浆期的冠层信息进行采集,分别以岭回归、支持向量回归、随机森林回归、高斯过程、k-最邻近算法和Cubist等六种机器学习算法建立单传感器数据以及多源数据融合的产量估测模型,采用决定系数(R^(2))、均方根误差(RMSE)和相对均方根误差(RRMSE)对估算模型进行评价。结果表明,所选取的10个可见光植被指数及13个多光谱被指数特征值均与实测产量呈极显著相关(p多光谱传感器产量估测精度(R^(2)=0.53~0.69)>RGB传感器产量估测精度(R^(2)=0.35~0.51)。多源数据融合相对于RGB数据的R^(2)提高0.17~0.23,平均均方根误差(RMSE)降低0.06~0.09 t·hm^(-2);相对于多光谱数据的R^(2)提高0.01~0.06,RMSE降低0.01~0.03 t·hm^(-2)。Cubist算法与其他5种算法相比,建立的多源数据融合模型产量估测精度最高,R^(2)为0.71,RMSE为0.29 t·hm^(-2)。研究表明,相对于单一传感器数据产量估测模型,多源数据融合能够有效提升冬小麦品种产量的估测精度,并且Cubist算法能相对更好地处理多模态融合数据提高产量预测精度,为预测不同小麦品种的产量提供理论指导。

关键词：无人机遥感小麦估产光谱指数纹理特征

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利用WGCNA进行玉米花期基因共表达模块鉴定

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作物学报 2019年第2期45卷 161-174页

作者：杨宇昕桑志勤许诚代文双邹枨中国农业科学院作物科学研究所北京100081 新疆农垦科学院新疆石河子832000

权重基因共表达网络分析(weighted gene co-expression network analysis, WGCNA)是系统生物学的一种研究方法,在挖掘生物学数据与特定性状之间的生物学关系方面具有十分重要的作用。本研究利用玉米(Zea mays L.)自交系B73的14份不同发... 详细信息

权重基因共表达网络分析(weighted gene co-expression network analysis, WGCNA)是系统生物学的一种研究方法,在挖掘生物学数据与特定性状之间的生物学关系方面具有十分重要的作用。本研究利用玉米(Zea mays L.)自交系B73的14份不同发育阶段的转录组数据,筛选掉低表达丰度的基因,最终得到了22,426个高表达的基因用于创建基因表达矩阵;利用不同组织作为性状,创建表型矩阵。然后利用R软件中的WGCNA包建立了共表达网络,共得到20个模块。本研究将与组织相关性高于0.65的模块定义为组织特异性模块,最终鉴定到14个组织特异性模块。利用在线网站Agrigo对组织特异性模块中的基因进行GO (gene ontology)富集分析,发现14个模块中均可以得到富集种类。开花作为玉米生育周期中的一个重要生理过程,不仅代表着植物从营养生长到生殖生长的转变,也关系到产量、株高和抗逆性等农艺性状。本研究发现8个组织特异性模块中的基因可以富集到与开花调控的代谢通路。此外,有17个已经报道过的开花时间调控基因存在于共表达模块中,并且主要分布在Blue模块和Darkmagenta模块,因此本研究重点关注了这2个模块内部的基因调控网络。本研究通过计算不同组织中的基因表达丰度,并联合权重基因共表达网络分析的方法,鉴定到了具有生物学意义的共表达基因模块,挖掘到了数个开花相关的模块,有助于揭示玉米开花调控的遗传机制。

关键词：玉米权重基因共表达网络发育调控开花转录组

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新疆粳稻耐盐相关性状的主成分分析及综合评价

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中国稻米 2025年第1期 79-83页

作者：康民泰杜孝敬张燕红文孝荣唐福森赵志强袁杰王奉斌新疆农业科学院温宿水稻试验站/国家耐盐碱水稻技术创新中心西北中心新疆农业科学院粮食作物研究所新疆农业科学院核技术生物技术研究所/新疆农作物生物技术重点实验室

为构建一套针对西北粳稻的耐盐综合评价指标体系，并筛选适合新疆盐渍区种植的水稻品种，本研究采用0.5%盐胁迫处理，对18份来自新疆的粳稻材料进行了10项表型指标的测定。在评价过程中，我们采用各单项指标的耐盐系数作为主要评价依据... 详细信息

为构建一套针对西北粳稻的耐盐综合评价指标体系，并筛选适合新疆盐渍区种植的水稻品种，本研究采用0.5%盐胁迫处理，对18份来自新疆的粳稻材料进行了10项表型指标的测定。在评价过程中，我们采用各单项指标的耐盐系数作为主要评价依据，并综合运用了相关分析、主成分分析及聚类分析等多种统计方法，以全面评估这些材料的耐盐性。结果表明，在盐胁迫环境下，参试材料的单穗质量、叶面积、每穗实粒数和每穗总粒数之间表现出显著的相关性；通过主成分分析，我们成功地将盐胁迫下的10项指标简化为4个相互独立且信息量丰富的主成分，这4个主成分的累计贡献率达76.19%；依据参试材料的综合评价值D进行聚类分析，最终将18份参试材料划分为三类：不耐盐材料，占比11.11%；中等耐盐材料，占比61.11%；耐盐材料，占比27.78%，具体包括SD-12、SD-17、SD-16、SD-13、SD-15。

关键词：粳稻耐盐性主成分分析聚类分析综合评价