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基于WGCNA鉴定花生荚果膨大相关基因共表达模块

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中国油料作物学报 2024年第4期46卷 808-818页

作者：吕正昊史晓龙周东英任婧瑶钟超刘喜波张鹤康树立赵新华于海秋王传堂沈阳农业大学农学院辽宁沈阳110161 山东省花生研究所山东青岛266000

花生荚果膨大过程直接决定了荚果大小,深入研究该过程有助于明确荚果大小的调控机制。本研究以不同荚果大小的花生品种(系)为研究对象,分析荚果发育早期转录水平的变化,并利用加权基因共表达网络分析(WGCNA)确定与荚果发育相关的关键基... 详细信息

花生荚果膨大过程直接决定了荚果大小,深入研究该过程有助于明确荚果大小的调控机制。本研究以不同荚果大小的花生品种(系)为研究对象,分析荚果发育早期转录水平的变化,并利用加权基因共表达网络分析(WGCNA)确定与荚果发育相关的关键基因。结果表明,差异基因主要富集到跨膜受体蛋白激酶活性、UDP−葡萄糖基转移酶活性、植物细胞壁、膜的锚固成分和细胞壁的生物合成功能上;MAPK信号通路−植物、植物激素信号转导、植物−病原菌互作、苯丙烷生物合成以及淀粉和蔗糖代谢是荚果发育早期主要富集到的代谢通路。WGCNA共鉴定到29个模块,其中Antiquewhite4和Darkolivegreen模块与荚果长、宽呈极显著相关,对两个关键模块内权重值最高的200个基因对进行核心基因分析,发现gene-LOC112797233、gene-LOC112743864、gene-LOC112701973、gene-LOC112764826和gene-LOC112710700等多个潜在的候选基因在荚果发育过程中起重要作用。此外,对模块内基因的GO富集分析表明,Antiquewhite4和Darkolivegreen模块可能分别与次生细胞壁的形成及细胞周期的调控相关。研究结果有助于进一步了解花生荚果发育的分子机制。

关键词：花生荚果发育转录组 WGCNA 核心基因

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“知识链+思政+科教+产教”四融合在农学基础课程植物生理学教学中的探索与实践

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基因组学与应用生物学 2024年第7期43卷 1286-1292页

作者：詹洁杨猛袁鹏丽广西大学农学院南宁530004

植物生理学课程是面向农学大类招生的本科生开设的学科专业基础课程,具有理论性强和内容抽象程度高的知识体系特性。在新农科背景下,学习该课程的学生存在知识框架不系统、思政教育有待加强、学生科研素质不足,以及学生对专业缺乏信心... 详细信息

植物生理学课程是面向农学大类招生的本科生开设的学科专业基础课程,具有理论性强和内容抽象程度高的知识体系特性。在新农科背景下,学习该课程的学生存在知识框架不系统、思政教育有待加强、学生科研素质不足,以及学生对专业缺乏信心等突出问题。针对以上问题,本论文提出以学生为中心,以构建知识框架体系,提高专业素养为目标,创设“知识链+思政+科教+产教”四融合的教学新模式,从植物生理学基础知识到科学研究,再到农业生产知识链的搭建,促进课堂学习与科学研究、课程教育与思政教育、专业教学与产业发展的有效融合,为新农科创新人才的培养提供参考。

关键词： “知识链+思政+科教+产教”四融合植物生理学探索与实践

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水稻发芽期耐冷基因Cold6的基因克隆

中国水稻科学 2024年

作者：陶士博许娜徐正进刘畅徐铨沈阳农业大学农学院辽宁省科技创新服务中心

【目的】水稻是我国主要的粮食作物，与玉米小麦等其他粮食作物相比，水稻对低温更为敏感，水稻育种迫切需要挖掘鉴定耐冷基因，创制耐冷种质。【方法】对粳稻品种笹锦进行了甲基磺酸乙酯（EMS）诱变，筛选发芽期耐冷性显著提高的突变... 详细信息

【目的】水稻是我国主要的粮食作物，与玉米小麦等其他粮食作物相比，水稻对低温更为敏感，水稻育种迫切需要挖掘鉴定耐冷基因，创制耐冷种质。【方法】对粳稻品种笹锦进行了甲基磺酸乙酯（EMS）诱变，筛选发芽期耐冷性显著提高的突变体，通过遗传分析、精细定位、转基因验证、表达模式分析和单体型分析对候选基因进行克隆和功能分析。【结果】筛选到一个发芽期耐冷性显著提高的突变体M34，遗传分析发现耐冷性状由隐性单基因控制，精细定位将目标基因锁定为Cold6，通过CRISPR/Cas9基因编辑构建Cold6敲除突变体验证Cold6参与发芽期耐冷性调控，Cold6在水稻各组织器官均有表达，其中穗部表达最高，编码SNF2等多个结构域，进化树分析发现Cold6可能存在籼粳分化，单体型分析鉴定出Cold6可分为10个单体型，其中单体型I-III为主要单体型，单体型I主要为粳稻，单体型II和III主要为籼稻。【结论】本研究克隆了Cold6，一个新的水稻发芽期耐冷性调控位点，编码SNF2蛋白，对Cold6分子机理的研究不但可以加深水稻中SNF2家族基因功能的认知，还为北方粳稻耐冷分子育种提供理论线索和种质资源。

关键词：水稻耐冷性图位克隆基因编辑单体型分析

氮肥和根瘤菌剂互作对花生氮素吸收、氮代谢及产量的影响

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中国油料作物学报 2024年第3期46卷 644-656页

作者：郭佩熊焕烨张萍郭凡王彦良韩青赵新华蒋春姬于海秋沈阳农业大学农学院辽宁沈阳110161 辽宁农业职业技术学院辽宁营口115009

针对花生栽培生产过程中氮肥施用不规范、生物固氮能力受抑制的现状,探究氮肥和根瘤菌剂拌种互作效应,旨在为花生绿色高效增产提供支撑。以非高效结瘤花生农花5号(NH5)和高效结瘤花生红花16(HH16)为材料,基于室外盆栽试验,于结荚期(出苗... 详细信息

针对花生栽培生产过程中氮肥施用不规范、生物固氮能力受抑制的现状,探究氮肥和根瘤菌剂拌种互作效应,旨在为花生绿色高效增产提供支撑。以非高效结瘤花生农花5号(NH5)和高效结瘤花生红花16(HH16)为材料,基于室外盆栽试验,于结荚期(出苗后80天)测定花生形态指标、结瘤特性、光合特性、氮素积累、氮代谢相关酶活性及产量,探究不同施氮水平下(N0、N45、N75、N105、N135、N165),蒸馏水拌种(W)和根瘤菌剂拌种(R)对花生生长发育及氮素代谢积累的影响。结果表明,随着施氮量的增加,花生主茎高、侧枝长、净光合速率、叶绿素含量、光合相关酶活性、氮代谢相关酶活性及产量呈先上升后下降的趋势。施氮在一定程度抑制了花生的结瘤能力,根瘤菌剂拌种能显著缓解抑制作用,NH5和HH16的根瘤数量较蒸馏水拌种处理分别提高了28.4%~130.5%和40.5%~178.3%。在蒸馏水拌种(W)处理下,花生叶片光合酶活性和氮代谢酶活性在N135施氮处理达到最大值;根瘤菌剂拌种(R)处理下,花生叶片光合酶和氮代谢酶活性在N105施氮处理下达到最大值。相较蒸馏水拌种处理(W),根瘤菌剂拌种处理下NH5和HH16的产量在各施氮处理下分别提高了1.2%~8.3%和7.5%~11.0%,其中NH5和HH16的单株产量均在N105-R处理下达到最大。综上,氮肥和根瘤菌剂拌种配施能够显著提高花生的光合性能、氮素吸收和结瘤固氮能力,一定程度上减少花生对氮肥的依赖。因此,适宜氮肥投入配合根瘤菌剂拌种能在提高花生自身结瘤固氮能力的同时维持较高产量,是一种绿色有效的增产途径。

关键词：花生施氮量根瘤菌剂结瘤特性产量

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黄斑长翅卷叶蛾在中国适生区的预测及风险评估

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应用昆虫学报 2024年第2期61卷 474-484页

作者：闫文静曹玉尚北辰张悦杨国刘俊杰塔里木大学农学院阿拉尔843300

【目的】以黄斑长翅卷叶蛾Acleris fimbirana Thunberg发育起始温度及有效积温为基础,采用CLIMEX系统对黄斑长翅卷叶蛾在中国的潜在适生性的区域作出预测,研究黄斑长翅卷叶蛾的风险扩散性,以期对黄斑长翅卷叶蛾制定综合管理策略提供量... 详细信息

【目的】以黄斑长翅卷叶蛾Acleris fimbirana Thunberg发育起始温度及有效积温为基础,采用CLIMEX系统对黄斑长翅卷叶蛾在中国的潜在适生性的区域作出预测,研究黄斑长翅卷叶蛾的风险扩散性,以期对黄斑长翅卷叶蛾制定综合管理策略提供量化参考。【方法】研究5个恒温(18、21、24、27和30℃)对黄斑长翅卷叶蛾发育历期的影响,得到黄斑长翅卷叶蛾的发育起始温度和有效积温,并在此基础上,采用CLIMEX系统对黄斑长翅卷叶蛾在中国的适生性区域进行预测。并用有害生物风险综合分析方法对黄斑长翅卷叶蛾进行风险评估。【结果】随着温度升高,黄斑长翅卷叶蛾的生长速率加快。黄斑长翅卷叶蛾发育起点温度为(10.59±0.35)℃,完成一个世代有效积温为(560.60±33.19)日·度,在新疆一年完成3.51个世代。通过CLIMEX和ArcGIS分析,黄斑长翅卷叶蛾的适生范围较广,适生区面积为579.75万km^(2),其中高适生度面积可达94.39万km^(2),尤以河南、河北、陕西、山西适生度最高。新疆属于中低度发生区域,在新疆大部分地区均有潜在的威胁。通过有害生物风险综合分析方法得出该虫风险值评价指标体系R值为1.972。【结论】黄斑长翅卷叶蛾在我国60%的地区都可能发生,在我国属于中度危险有害生物,对我国林果业具有较高的风险,需要加强预警系统与制定除治措施,以期降低在我国的风险。

关键词：黄斑长翅卷叶蛾发育历期有效积温 CLIMEX 风险评估

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块茎重量对不同淀粉型马铃薯加工品质的影响

作物杂志 2024年第5期 188-193页

作者：李勇杨焕春林春郑蓝艳杨轶李静雯柏光兰潘青花安顺学院农学院贵州安顺561000

为探讨块茎重量对不同淀粉型马铃薯加工品质的影响,本研究选用高淀粉品种克新27号、维拉斯、安农薯1号和低淀粉品种荷兰15号和龙渝薯1号为试验材料,块茎重量设置25、50、100、150和200 g共5个处理,测定了不同重量块茎的干物质含量、淀... 详细信息

为探讨块茎重量对不同淀粉型马铃薯加工品质的影响,本研究选用高淀粉品种克新27号、维拉斯、安农薯1号和低淀粉品种荷兰15号和龙渝薯1号为试验材料,块茎重量设置25、50、100、150和200 g共5个处理,测定了不同重量块茎的干物质含量、淀粉含量和还原糖含量等加工品质指标,分析了不同重量块茎加工品质的差异。结果表明,高淀粉品种克新27号、维拉斯和安农薯1号块茎重量在25~150 g时,干物质含量和淀粉含量随块茎重量的增加呈不断增加的趋势;在150~200 g时,上述指标未发生显著变化。低淀粉品种荷兰15号和龙渝薯1号块茎重量在25~100 g时,干物质含量和淀粉含量随块茎重量的增加呈不断增加的趋势;在100~200 g时,未发生显著变化。高淀粉品种克新27号、维拉斯和安农薯1号块茎重量在25~200 g时,还原糖含量随块茎重量的增加呈不断降低的趋势;而低淀粉品种荷兰15号和龙渝薯1号块茎重量在25~200 g时,还原糖含量一直稳定在较高水平。综上,高淀粉马铃薯品种重量为150~200 g的块茎加工品质较优。

关键词：马铃薯块茎重量干物质含量淀粉含量还原糖含量

小站稻秸秆降解复合菌系的筛选与产酶条件优化

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中国饲料 2024年第9期 65-71页

作者：白狄纯洪梓萌郭娟娟李佳怡王金龙天津农学院农学与资源环境学院天津西青300392

为寻找一种能够科学高效地将小站稻秸秆用于秸秆还田的方法,并将其作为一种储备技术,本研究通过测定已有6组秸秆降解复合菌系的羧甲基纤维素酶活力和滤纸酶活力,筛选出2组复合菌系,并通过正交试验进行产酶条件的优化,以探索解决小站稻... 详细信息

为寻找一种能够科学高效地将小站稻秸秆用于秸秆还田的方法,并将其作为一种储备技术,本研究通过测定已有6组秸秆降解复合菌系的羧甲基纤维素酶活力和滤纸酶活力,筛选出2组复合菌系,并通过正交试验进行产酶条件的优化,以探索解决小站稻秸秆清洁生产技术的应用问题,保障小站稻的未来绿色可持续发展,为小站稻秸秆高效处理的研究提供理论基础和技术支持。本研究结果表明:复合菌系B和复合菌系F的综合酶活力均高于其他复合菌系;复合菌系B羧甲基纤维素酶最佳发酵条件为25℃,pH 8.0,接种量2%,温度为酶活力主要影响因素;复合菌系B滤纸酶最佳发酵条件为20℃,pH 9.0,接种量2%,pH为酶活力主要影响因素;复合菌系F羧甲基纤维素酶最佳发酵条件为25℃,pH 8.0,接种量2%,温度为酶活力主要影响因素;复合菌系F滤纸酶最佳发酵条件为20℃,pH9.0,接种量2%,接种量为酶活力主要影响因素。

关键词：小站稻秸秆降解复合菌系筛选产酶条件优化

硫代葡萄糖苷浸种对青花菜种子萌发及生理特性的影响

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江苏农业学报 2024年第8期40卷 1379-1388页

作者：邹宜芯李慧任玉欣赵凯文天津农学院园艺园林学院天津300392

以青花菜种子为试验材料,采用培养皿进行发芽试验,设置蒸馏水、200 mmol/L NaCl和15%PEG-60003种培养条件,研究不同质量浓度[0μg/mL(CK)、0.94μg/mL、1.88μg/mL、3.75μg/mL、7.50μg/mL、15.00μg/mL]硫代葡萄糖苷浸种对青花菜种子... 详细信息

以青花菜种子为试验材料,采用培养皿进行发芽试验,设置蒸馏水、200 mmol/L NaCl和15%PEG-60003种培养条件,研究不同质量浓度[0μg/mL(CK)、0.94μg/mL、1.88μg/mL、3.75μg/mL、7.50μg/mL、15.00μg/mL]硫代葡萄糖苷浸种对青花菜种子萌发指标、幼苗形态指标及生理指标的影响。研究结果表明,与CK相比,蒸馏水培养下,硫代葡萄糖苷浸种对青花菜种子的发芽率和发芽势没有显著影响,7.50μg/mL硫代葡萄糖苷浸种的青花菜根冠比显著提高;1.88~7.50μg/mL硫代葡萄糖苷浸种的青花菜POD活性显著高于对照,其中3.75μg/mL硫代葡萄糖苷浸种能显著提高青花菜的SOD和CAT活性,且MDA含量显著低于对照。盐胁迫下,7.50μg/mL硫代葡萄糖苷浸种能显著提高青花菜的SOD、POD活性,显著降低MDA含量。干旱胁迫下,硫代葡萄糖苷浸种均能显著提高青花菜种子萌发指标,显著降低青花菜MDA含量;0.94μg/mL硫代葡萄糖苷浸种能显著增加青花菜的主根长,1.88μg/mL和3.75μg/mL硫代葡萄糖苷浸种能显著提高青花菜的根冠比;15.00μg/mL硫代葡萄糖苷浸种能显著增加青花菜的POD活性。隶属函数分析结果表明,蒸馏水培养和干旱胁迫下3.75μg/mL硫代葡萄糖苷浸种及盐胁迫下7.50μg/mL硫代葡萄糖苷浸种的隶属函数值最高。综上所述,硫代葡萄糖苷浸种能有效缓解青花菜种子萌发期和幼苗期旱害和盐害,干旱胁迫下浸种最适质量浓度为3.75μg/mL,盐胁迫下浸种最适质量浓度为7.50μg/mL。

关键词：青花菜硫代葡萄糖苷种子萌发生理特性抗逆性

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基于GC-MS技术分析嫁接对西瓜苗期发育的影响

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分子植物育种 2024年

作者：徐佳慧宋嘉欣刘颖张静王红香刘海学梁兴张卫华吴颖天津农学院园艺园林学院

为了探寻西瓜嫁接苗嫁接后叶片小分子代谢物的变化，本研究利用GC-MS技术对西瓜自根苗(ZG)、自嫁苗(ZJ)和西瓜/南瓜嫁接苗(JJ)进行代谢产物对比分析，探讨西瓜幼苗在嫁接后DAMs的变化及其代谢途径的作用机制。ZJ vs ZG、JJ vs ZG、JJ vs... 详细信息

为了探寻西瓜嫁接苗嫁接后叶片小分子代谢物的变化，本研究利用GC-MS技术对西瓜自根苗(ZG)、自嫁苗(ZJ)和西瓜/南瓜嫁接苗(JJ)进行代谢产物对比分析，探讨西瓜幼苗在嫁接后DAMs的变化及其代谢途径的作用机制。ZJ vs ZG、JJ vs ZG、JJ vs ZJ 3个对比组的差异代谢物分别为39、24和22个。JJ vs ZJ组有2个代谢物上调积累，20个下调，差异代谢物中糖类、有机化合物、氨基酸类代谢物相对较多，是主要DAMs；KEGG注释到氨基酸类代谢、能量代谢以及碳水化合物代谢等途径。结果表明，砧木南瓜T01通过调节西瓜幼苗体内氨基酸类和糖类的积累，维持细胞膨压，减轻不利环境对细胞膜的伤害程度，提高植株抗性。研究结果为南瓜砧木在西瓜嫁接生产实践中广泛应用提供依据。

关键词：西瓜叶嫁接 GC-MS 代谢组学