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基于图像识别技术的金针菇表型高通量采集与分析

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菌物学报 2021年第3期40卷 626-640页

作者：朱怡航张小斌沈颖越顾清金群力郑可锋浙江省农业科学院数字农业研究所浙江杭州310021 浙江省农业科学院园艺研究所浙江杭州310021

金针菇Flammulina filiformis作为国内产销量大、工厂化生产程度高的食用菌种类之一,其育种工作因表型信息采集效率低下而受到限制。本研究以金针菇子实体可见光图像为信息来源,基于育种工作对表型信息的需求,利用图像识别技术和深度学... 详细信息

金针菇Flammulina filiformis作为国内产销量大、工厂化生产程度高的食用菌种类之一,其育种工作因表型信息采集效率低下而受到限制。本研究以金针菇子实体可见光图像为信息来源,基于育种工作对表型信息的需求,利用图像识别技术和深度学习模型,提出了金针菇高通量表型信息采集分析方法,并开发了相应分析系统软件。利用该套方法结合金针菇子实体的可见光扫描图像,可以自动化大批量计算金针菇子实体的菌盖形状、面积、着生位置、颜色和菌柄长度、宽度、颜色等表型信息。本研究提出的金针菇表型采集与分析方法操作便捷,能大幅减少观测误差,提高表型信息可靠性,提升育种工作效率,可一定程度上应用于其他外形相近的食用菌或作物育种工作;同时获得的数据有助于金针菇表型信息的定量化分析和标准化表型数据集的建立。

关键词：金针菇辅助育种表型分析图像识别标准化

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草莓花瓣脱落对果实灰霉病的影响

中国农业科学 2015年第22期48卷 4460-4468页

作者：韩永超曾祥国向发云杨肖芳袁华招陈丰滢顾玉成湖北省农业科学院经济作物研究所浙江省农业科学院园艺研究所江苏省农业科学院园艺研究所

【目的】明确衰老花瓣在草莓果实灰霉病中的作用以及草莓花瓣脱落早晚与果实灰霉病发病的关系,为果实灰霉病的防控和抗(耐)灰霉病品种选育提供理论依据。【方法】试验1:以草莓品种‘甜查理’为材料,进行田间试验,摘除至少2 000个果实表... 详细信息

【目的】明确衰老花瓣在草莓果实灰霉病中的作用以及草莓花瓣脱落早晚与果实灰霉病发病的关系,为果实灰霉病的防控和抗(耐)灰霉病品种选育提供理论依据。【方法】试验1:以草莓品种‘甜查理’为材料,进行田间试验,摘除至少2 000个果实表面的衰老花瓣,以不摘除花瓣的处理为对照。保持塑料棚内高湿度8 d后,调查不同处理草莓果实灰霉病发病率。试验2:分别在2013、2014和2015年3月草莓盛花期,对11个草莓品种的田间花瓣脱落动态进行调查,每个品种选择20朵刚现蕾的花,记录现蕾后第7、14、21和28天果实上残留的花瓣数量,计算花瓣脱落率;于果实灰霉病发病高峰期,调查不同草莓品种果实灰霉病的发病率,分析现蕾后第7天花瓣脱落率与果实灰霉病发病率的相关性。试验3:对33个草莓品种现蕾后不同天数的花瓣脱落率与果实上残留花瓣数量进行调查,并分析两者的相关性。【结果】试验开始前棚内的草莓果实灰霉病发病率为4.2%;利用自然雨雪天气保持塑料棚内高湿度8 d后,摘除果实上残留衰败花瓣的处理,果实灰霉病的平均发病率为7.3%,对照小区果实灰霉病的平均发病率为25.3%,大部分果实均从与花瓣接触的地方开始感染。在不同试验年份,草莓品种之间的花瓣脱落趋势始终一致。所有草莓品种在花朵现蕾后,随时间延长,花瓣脱落率不断提高,但是不同草莓品种的花瓣脱落速度却有显著差异。不同年份草莓品种‘晶瑶’在现蕾后7 d的花瓣脱落率分别为99.0%、79.8%和94.4%,显著高于‘晶玉’(61.0%、24.0%和62.5%)和‘甜查理’(26.0%、3.8%和31.9%)。2013年调查的5个草莓品种的果实灰霉病发病率与花朵现蕾后第7天花瓣脱落率显著负相关(P<0.05);2014年调查的6个草莓品种,2015年调查的11个草莓品种的果实灰霉病发病率与花朵现蕾后第7天花瓣脱落率都显著负相关(P<0.01)。对33个草莓品种的调查发现,不同草莓品种现蕾后第7天花瓣脱落率与果实上残留花瓣数量显著负相关(P<0.01)。【结论】衰老花瓣是灰葡萄孢(Botrytis cinerea)侵染果实的主要途径,摘除草莓果实上衰老花瓣可显著降低果实灰霉病的发病率。现蕾后第7天的草莓花瓣脱落率与果实灰霉病的发生具有显著负相关性,利用这种避病性,在选育抗灰霉病草莓品种时可优先考虑花瓣脱落早的材料。

关键词：草莓果实灰霉病避病性花瓣

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白菜类作物开花时间的全基因组关联分析

中国农业科学 2017年第17期50卷 3375-3390页

作者：高宝祯刘博李石开梁建丽程锋王晓武武剑中国农业科学院蔬菜花卉研究所云南省农业科学院园艺作物研究所

【目的】解析白菜类作物开花时间的调控位点,定位白菜类作物开花时间相关的候选基因,为白菜类作物抽薹开花时间的遗传改良提供依据。【方法】以116份白菜类作物组成的自然群体作为研究材料,分别种植在温室与露地2个独立的环境中,进行开... 详细信息

【目的】解析白菜类作物开花时间的调控位点,定位白菜类作物开花时间相关的候选基因,为白菜类作物抽薹开花时间的遗传改良提供依据。【方法】以116份白菜类作物组成的自然群体作为研究材料,分别种植在温室与露地2个独立的环境中,进行开花时间调查。同时,提取试验材料的DNA样品进行深度为1.2x的重测序,对测序数据用Pooled Mapping法进行过滤、与参考基因组比对,获得全基因组高密度SNP集合。经过条件过滤后,对高质量的SNP集合进行生物信息分析,包括试验材料的群体结构分析和全基因组连锁不平衡分析。从高质量的SNP集合中,随机挑选出2 000个变异位点,用Phy ML软件以最大似然法对116份试验材料进行系统发育树分析。用全部的高质量SNP集合位点通过软件Haploview进行全基因组连锁不平衡分析。最后,将高质量的SNP集合与开花时间数据结合,通过TASSEL和GAPIT软件包以及R程序语言进行全基因组关联分析。根据强关联峰值信号点位置和连锁不平衡区间定位开花时间候选位点,再通过白菜与同源物种拟南芥的基因共线性关系以及基因功能注释分析来预测白菜类作物开花时间相关的候选基因。【结果】不同种植条件下、不同类型的白菜类作物在开花时间上存在广泛差异。试验材料在露地环境下的开花时间高峰期明显早于温室环境下的材料;试验材料在露地环境下的开花时间总体表现出偏正态分布,而在温室环境下,开花时间各个阶段呈现出较为均衡的分布。温室与露地环境下的开花时间呈显著正相关。通过生物信息学分析最终得到的高质量SNP位点共103万个。试验材料的群体结构分析表明在系统发育树上各亚群内部分布较为集中,不同亚群之间的分布与材料的地理起源密切相关。全基因组衰减平均LD为2.3 kb,表明在116份白菜类作物构建的群体内存在较为频繁的重组和突变。对不同条件下的开花时间进行全基因组关联分析,用复合模型检测到54个(P>4)强关联峰值信号点,一般模型检测到87个(P>5)。通过进一步分析强关联信号点的连锁不平衡(linkage disequilibrium,LD)区段,得到存在强连锁关系(r2>0.33)的峰值信号点共33个(温室环境下27个,露地环境下19个)。其中,在温室与露地环境下的共定位位点13个。根据33个关联候选位点,再通过白菜与同源物种拟南芥的基因共线性关系以及基因功能注释分析筛选出白菜类作物开花时间相关的候选基因14个,其中温室与露地环境下共定位候选基因3个(FUL、PHYB和FPF1)。在露地条件下定位到开花关键基因FT1。【结论】不同条件下开花时间的相关性分析表明,遗传效应在开花早晚中起着决定性作用。全基因组关联分析共鉴定出33个与开花时间相关的显著关联信号。通过连锁不平衡分析、白菜与同源物种拟南芥的基因共线性关系以及基因功能注释分析初步鉴定出14个白菜类作物开花时间相关的候选基因。

关键词：白菜类作物开花时间连锁不平衡全基因组关联分析候选基因

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基于质构仪质地多面分析法对香菇质地评价

菌物学报 2021年第5期40卷 1180-1189页

作者：沈颖越宋婷婷蔡为明范丽军浙江省农业科学院园艺研究所浙江杭州310021

香菇Lentinula edodes质地是影响其食味品质和货架期的一系列重要品质指标。本研究首次基于质构仪质地多面分析法(TPA),结合传统感官评级对ZX6(浙香6号)和Lsm9两个香菇亲本及其2个杂交菌株(L1*11和L4*6)子实体的不同部位(菌柄P1、菌盖顶... 详细信息

香菇Lentinula edodes质地是影响其食味品质和货架期的一系列重要品质指标。本研究首次基于质构仪质地多面分析法(TPA),结合传统感官评级对ZX6(浙香6号)和Lsm9两个香菇亲本及其2个杂交菌株(L1*11和L4*6)子实体的不同部位(菌柄P1、菌盖顶部P2、菌盖中心P3和菌盖侧边P4)的7个质地指标和2个传统的感官评级(菌盖紧实度和菌柄紧实度)进行评价。相关性分析显示传统感官紧实度评级可以与6个质地指标存在显著相关性,说明TPA方法可取代并量化传统方法,不同取样部位的相关性分析显示菌盖中心取样部位(P2)在7个参数中与其他菌盖部位具有最大范围的相关性,这与主成分分析结果基本一致,说明P2可最大程度代表菌盖的质地情况。此外,显著正相关存在于硬度1、粘附性、硬度2、弹性、胶黏性和咀嚼性6个指数间。从品种和遗传角度而言,ZX6除了内聚性较低以外,其他参数均高于Lsm9。杂交菌株L4*6在硬度1、硬度2、弹性、胶黏性和咀嚼性5个指数与低值亲本Lsm9无显著差异,说明Lsm9决定上述指标的遗传变异在杂交F1菌株L4*6存在一定程度的显性遗传,L1*11在硬度1、硬度2和胶黏性方面显著低于双亲,存在"超亲现象"。本研究为后续香菇子实体质构分析提供了科学和精细的方法依据,同时也为遗传学分析提供基础。

关键词：香菇质地评价质构仪质地多面分析法(TPA)

长期施肥下三种旱作土壤有机碳含量及其矿化势比较研究

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植物营养与肥料学报 2021年第12期27卷 2094-2104页

作者：息伟峰徐新朋赵士诚魏丹周宝库黄绍敏余喜初仇少君何萍周卫中国农业科学院农业资源与农业区划研究所北京100081 黑龙江省农业科学院土壤肥料与环境资源研究所黑龙江哈尔滨150086 河南农业科学院土壤肥料研究所河南郑州450002 江西省红壤研究所江西南昌331717

【目的】通过研究长期施肥下旱作农田土壤有机碳含量和有机碳矿化势的变化及其影响因素,以期明确影响土壤有机碳贮存的可控因素,为进一步增加土壤有机碳贮存和农田可持续利用提供理论依据。【方法】选取黑龙江省、河南省和江西省的黑土... 详细信息

【目的】通过研究长期施肥下旱作农田土壤有机碳含量和有机碳矿化势的变化及其影响因素,以期明确影响土壤有机碳贮存的可控因素,为进一步增加土壤有机碳贮存和农田可持续利用提供理论依据。【方法】选取黑龙江省、河南省和江西省的黑土、潮土和红壤长期定位试验的不施肥处理(CK)、单施化肥处理(CF)和有机肥化肥配施处理(MCF),测定土壤有机碳(SOC)、微生物量碳含量(MBC),拟合土壤有机碳矿化势(C0)和动力学常数(Kc)。并根据长期定位试验土壤有机碳的变化,采用RothC模型模拟计算碳投入量和有机碳贮存速率。【结果】3种土壤MCF处理的有机碳含量及其矿化势最高。黑土中,MCF处理有机碳含量及其矿化势分别比CK显著增加了4.17%、33.94%(P<0.05),MCF处理有机碳含量与CF处理差异不显著,但有机碳矿化势比CF处理显著增加了31.73%(P<0.05)。潮土中,MCF处理有机碳含量比CK和CF处理分别显著增加了40.59%、21.94%(P<0.05);MCF处理有机碳矿化势与CF处理差异不显著,是CK处理的3.14倍。红壤中,MCF处理有机碳含量比CK和CF处理分别显著增加了64.35%、43.10%(P<0.05),有机碳矿化势分别显著增加了22.20%、15.69%(P<0.05)。黑土和红壤MCF处理微生物熵(MBC∶SOC)及矿化熵(C0∶SOC)显著高于CK处理,潮土CF处理微生物熵及矿化熵显著高于MCF和CK处理(P<0.05)。方差分析表明,土壤类型和施肥措施及其相互作用对土壤有机碳含量和矿化参数总体上有极显著影响(P<0.01)。偏相关分析表明,分别控制温度、降水和蒸发条件下,土壤有机碳与碱解氮、速效磷含量显著正相关;土壤有机碳矿化势与碳投入、全氮和速效磷含量显著正相关,与动力学常数显著负相关;分别控制温度和降水条件下,土壤有机碳与其矿化势、碳投入、全氮、碱解氮、速效磷显著正相关(P<0.05)。逐步回归分析表明,增加全氮含量以及降低年平均温度和蒸发量可以增加土壤有机碳含量;提高土壤速效磷、速效钾含量,降低土壤pH和年平均蒸发量可以增加土壤有机碳矿化势。【结论】综合3种农田土壤,长期有机肥化肥配施提高土壤有机碳含量及其矿化势,降低土壤pH和土壤水分蒸发能够增加土壤有机碳矿化势,因此,通过合理的施肥措施增加土壤有机碳的同时,结合调节土壤pH和土壤水分的农艺措施增加土壤有机碳矿化势,能进一步增加土壤有机碳贮存。

关键词：旱作土壤长期施肥有机碳矿化势

野生桑树桑黄和杨树桑黄化学成分及抗氧化活性比较

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菌物学报 2021年第7期40卷 1833-1843页

作者：吕国英宋婷婷蔡为明张作法浙江省农业科学院园艺研究所浙江杭州310021

比较了野生桑树桑黄和杨树桑黄子实体乙醇提取物抗氧化活性和化学成分的差异,探讨其高抗氧化能力的来源。以二苯基三硝基苯肼自由基(DPPH)清除率、超氧阴离子清除率和β-胡萝卜素漂白实验作为抗氧化的指标比较其抗氧化活性差异。结果表... 详细信息

比较了野生桑树桑黄和杨树桑黄子实体乙醇提取物抗氧化活性和化学成分的差异,探讨其高抗氧化能力的来源。以二苯基三硝基苯肼自由基(DPPH)清除率、超氧阴离子清除率和β-胡萝卜素漂白实验作为抗氧化的指标比较其抗氧化活性差异。结果表明,桑树桑黄和杨树桑黄均具有很强的抗氧化活性,杨树桑黄的抗氧化活性显著强于桑树桑黄;杨树桑黄醇提物的总黄酮和总多酚含量均高于桑树桑黄醇提物。通过超高效液相色谱串联三重四级杆飞行时间质谱法(UPLC-Triple-TOF-MS)比较了桑树桑黄和杨树桑黄乙醇提取物成分差异,桑树桑黄中共鉴定出19种多酚类物质,杨树桑黄中除了与桑树桑黄中相同的19种物质,还另外分析出3种多酚类物质。

关键词：桑黄抗氧化化学成分超高效液相色谱串联三重四级杆飞行时间质谱法

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赤霉素生物合成与信号传递对植物株高的调控

生物工程学报 2012年第2期28卷 144-153页

作者：魏灵珠程建徽李琳吴江浙江省农业科学院园艺研究所浙江杭州310021

植物株高是影响作物产量和品质的重要农艺性状。赤霉素(Gibberellins,GAs)是调控植物株高的重要激素,GA相关株高基因的克隆与分子机制研究对于合理调控作物生长发育和农业生产具有极其重要的利用价值,在水稻、小麦等粮食作物育种中得到... 详细信息

植物株高是影响作物产量和品质的重要农艺性状。赤霉素(Gibberellins,GAs)是调控植物株高的重要激素,GA相关株高基因的克隆与分子机制研究对于合理调控作物生长发育和农业生产具有极其重要的利用价值,在水稻、小麦等粮食作物育种中得到了广泛应用。为了促进GA在果树、花卉等园艺作物育种中的有效利用,文中在分子生物学水平上介绍GA生物合成和GA信号传递途径对植物株高的调控。

关键词：赤霉素株高生物合成信号传递

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家禽肠道黏膜形态结构及其调控的研究进展

动物营养学报 2013年第4期25卷 699-704页

作者：王圣李绍钰河南农业大学牧医工程学院郑州450002 河南农业科学院畜牧兽医研究所郑州450002

肠道是机体营养物质消化吸收的主要场所,也是机体抵御外界病原微生物的第一道防线。因此,良好的肠道黏膜形态结构及其功能的完整性对保持家禽健康及维持正常生产性能具有重要意义。目前,肠道黏膜的屏障保护功能研究已成热点,研究发现,... 详细信息

肠道是机体营养物质消化吸收的主要场所,也是机体抵御外界病原微生物的第一道防线。因此,良好的肠道黏膜形态结构及其功能的完整性对保持家禽健康及维持正常生产性能具有重要意义。目前,肠道黏膜的屏障保护功能研究已成热点,研究发现,许多营养素及添加剂对家禽肠道黏膜形态结构和功能都具有积极作用。本文就家禽肠道黏膜形态结构及近年来对其调控的研究进展作以简单综述。

关键词：家禽肠道黏膜形态结构紧密连接调控

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瓦尼桑黄多酚类化合物纯化及抗氧化活性

菌物学报 2023年第4期42卷 973-983页

作者：张洋洋张作法宋婷婷蔡为明吕国英浙江省农业科学院园艺研究所浙江杭州310021

瓦尼桑黄中含有较多的酚类化合物,多酚类化合物具有较高的抗氧化活性。本研究采用深共熔溶剂(deep eutectic solvent,DES)提取多酚类化合物,通过单因素试验确定大孔树脂纯化桑黄多酚的最佳工艺参数。实验结果表明:HPD-100大孔树脂纯化... 详细信息

瓦尼桑黄中含有较多的酚类化合物,多酚类化合物具有较高的抗氧化活性。本研究采用深共熔溶剂(deep eutectic solvent,DES)提取多酚类化合物,通过单因素试验确定大孔树脂纯化桑黄多酚的最佳工艺参数。实验结果表明:HPD-100大孔树脂纯化桑黄多酚的效果最好,其静态吸附-解吸最佳参数为:吸附时间为4 h,上样浓度10 mg/mL、上样液pH 4.0、解吸乙醇浓度为70%;动态吸附-解吸最佳参数为:上样量100mL、洗脱量110mL。在最佳条件下桑黄子实体多酚的纯度从14.56%提高到33.81%,纯化后的多酚具有良好的抗氧化活性能力。DPPH和ABTS自由基清除能力分别为92.75%和93.03%,对牛血清蛋白氧化损伤保护效果良好,能有效抑制L929细胞的衰老。

关键词：瓦尼桑黄大孔树脂多酚抗氧化活性蛋白氧化损伤细胞抗衰老

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