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小麦茎部镉积累性状全基因组关联分析及优异位点挖掘

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麦类作物学报 2024年第6期44卷 704-717页

作者：者理周全符笑歌赵玉娇宋全昊陈晓杰贾汉忠陈继平廖晓勇胡银岗陈亮西北农林科技大学农学院/旱区作物逆境生物学国家重点实验室陕西杨凌712100 驻马店市农业科学院河南驻马店463000 河南省科学院同位素研究所有限责任公司/河南省核农学重点实验室河南郑州450003 西北农林科技大学资源与环境学院陕西杨凌712100 陕西省水工环地质调查中心陕西西安710068 中国科学院地理科学与资源研究所北京朝阳区100101

小麦镉(Cd)污染日益加重,严重威胁食品安全和人类健康,培育和应用低镉积累品种是降低镉污染小麦风险的最有效途径之一,通过分子标记辅助手段可加快低镉积累特性小麦的筛选和培育。本研究选用175份小麦种质材料,种植于陕西省镉中度污染农... 详细信息

小麦镉(Cd)污染日益加重,严重威胁食品安全和人类健康,培育和应用低镉积累品种是降低镉污染小麦风险的最有效途径之一,通过分子标记辅助手段可加快低镉积累特性小麦的筛选和培育。本研究选用175份小麦种质材料,种植于陕西省镉中度污染农田,对灌浆初期小麦茎部镉含量、镉富集系数和转运系数进行聚类分析,筛选出10个低镉积累特性种质。同时利用小麦660K单核苷酸多态性(SNP)芯片,通过3种模型对茎部镉含量、生物富集系数和转运系数进行全基因组关联分析,共鉴定到33个相关遗传位点,其中28个是新的SNP位点。针对茎部镉含量和转运系数3A上的2个主效QTL,开发了KASP标记,并在验证群体中明确了其准确性和实用性。基于基因注释和同源基因比对,预测了10个基因可能直接参与小麦镉积累转运相关生物过程;其中TraesCS3A02G289200基因是一个热休克转录因子,它在水稻中的同源基因(OsHsfA4a)被验证能够提高水稻对镉的耐受性。10个低镉积累特性种质及相关基因可用于小麦耐镉污染育种及有效分子标记开发。

关键词：小麦(Triticum aestivum) 镉积累全基因组关联分析候选基因分析

基于小波核极限学习机的烟叶烘烤过程的智能识别

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中国烟草学报 2024年第1期30卷 55-62页

作者：邢玉清樊彩霞豆根生宋朝鹏吴莉莉河南农业大学理学院河南省农业物联网安全与创新工程技术研究中心河南郑州450002 信息工程大学网络空间安全学院河南郑州450001 河南农业大学农学院河南郑州450002 河南农业大学烟草学院河南郑州450002

烟叶烘烤设备操作复杂、技术含量高、熟练掌握烟叶烘烤技术人员不足等问题,影响了烟叶的烘烤质量。针对上述问题,本文提出了基于小波核极限学习机的烟叶烘烤过程的智能识别方法。实验中对三段式烘烤过程中的叶片变软、主脉变软、勾尖卷... 详细信息

烟叶烘烤设备操作复杂、技术含量高、熟练掌握烟叶烘烤技术人员不足等问题,影响了烟叶的烘烤质量。针对上述问题,本文提出了基于小波核极限学习机的烟叶烘烤过程的智能识别方法。实验中对三段式烘烤过程中的叶片变软、主脉变软、勾尖卷边、小打筒、大打筒和干筋6个烘烤阶段分别提取了颜色、纹理和温湿度特征,组建了9维特征向量进入小波核极限学习机,通过增量型算法自适应地选择神经元个数,快速准确地识别了6个阶段,得到了98.33%的识别率。实验结果表明本文提出的基于小波核极限学习机的烟叶烘烤过程的智能识别方法具有一定的可行性,为研发烟叶烘烤智能调控系统奠定了理论基础。

关键词：极限学习机小波核函数烟叶烘烤特征提取识别

半纤维素分解菌群HMC的微生物群落结构及功能

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农业工程学报 2024年第12期40卷 213-223页

作者：高秀清王琼罗轶伦吕育财崔明宇陈永伦张冬冬肖园范淄亭王浩伟王轶郭鹏三峡大学生物与制药学院宜昌443002 湖北省农业科学院农产品加工与核农技术研究所武汉430064 四川嘉淮生物科技有限责任公司乐山614000 浙江大学海洋学院海洋生物与药物研究所舟山316021 湖北洪山实验室武汉430070

为明确半纤维素分解菌群HMC(hemicellulolytic microbial consortium)的微生物群落结构及其在半纤维素降解中的潜在功能;该研究测定了其在降解半纤维素主链木聚糖及玉米芯的典型理化指标,并利用16S rDNA测序技术及生物信息学手段对其微... 详细信息

为明确半纤维素分解菌群HMC(hemicellulolytic microbial consortium)的微生物群落结构及其在半纤维素降解中的潜在功能;该研究测定了其在降解半纤维素主链木聚糖及玉米芯的典型理化指标,并利用16S rDNA测序技术及生物信息学手段对其微生物群落结构及功能注释进行了宏基因组学分析。结果表明,HMC在7 d内能高效降解木聚糖和玉米芯,降解率达80%,木聚糖降解产生的高值产物包括还原糖、甲酸、乳酸及乙酸,最高浓度分别为1.30、0.50、1.19与1.23 mg/mL,HMC降解玉米芯时可累积挥发性脂肪酸浓度高达3.54 mg/mL。HMC是由厚壁菌门Firmicutes的多个属的微生物组成的复合微生物菌群,宏基因组分析揭示了HMC在木聚糖降解过程中的关键碳水化合物活性酶系;HMC的半纤维素降解酶系完整,包括19个木聚糖分解及下游产物代谢相关的酶;同时涵盖了乙酸、乳酸等半纤维素关键分解产物代谢相关的通路。HMC蕴含半纤维素及玉米芯高值生物转化的潜力,该研究为深入探究半纤维素在生物降解应用中的分子机制提供了重要线索,有助于推动天然半纤维素生物降解技术的发展。

关键词：半纤维素微生物群降解微生物群落结构宏基因组学还原糖挥发性脂肪酸

有机栽培对SP_(2)代当归成药特性的影响

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热带农业工程 2024年第2期48卷 104-110页

作者：金建琴张艳芳郭凤霞陈垣刘晓峰甘肃农业大学生命科学技术学院/农学院/甘肃省干旱生境作物学重点实验室/甘肃省中药材规范化生产技术创新重点实验室/甘肃省药用植物栽培育种工程研究中心甘肃兰州730070 甘肃中天药业有限责任公司/甘肃省特色药用植物资源保护与利用工程实验室/甘肃省特色药材规范化可追溯栽培工程技术研究中心甘肃定西748100

为研究有机栽培对SP_(2)当归成药特性的影响,实验采用单因素随机区组设计的方法,以纯有机肥为基肥,设有CK(不施肥),OM1(750 kg/hm^(2)),OM2(1500 kg/hm^(2)),OM3(2250 kg/hm^(2)),OM4(3000 kg/hm^(2)),OM5(3750 kg/hm^(2))6个处理。每个处理随机抽取30株,挂牌标记后测定SP_(2)代当归成药期生长发育动态(株高、株幅、叶长、叶宽)和返青率、叶绿素、氮含量等指标。结果表明:基施纯有机肥可显著提高SP_(2)代成药株高、株幅、叶长和叶宽,其中OM3处理的返青率最高,为95%,与CK相比,增长了14.15%;不同指标表明各处理整体在9月长势最好,达到最高值。就9月份各指标而言,株高、叶宽在OM1处理下最好,株幅、叶长、叶绿素和氮含量均在OM3处理下最好。对种苗7个性状综评显示,各施肥处理综合因子指数大小依次为OM3(0.9558)>OM1(0.6459)>OM2(0.6005)>CK(0.4858)>OM4(0.2269)>OM5(0.0317),说明当归移栽有机肥施用量以2250 kg/hm^(2)为宜。综上所述,当归经有机栽培后可增强其抗逆性,获得的抗逆成药株将是当归新品种选育的优异宝贵种质资源。

关键词：当归有机肥生长发育相关分析变异系数综合因子

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小麦杂种优势利用研究进展

种子 2022年第1期41卷 66-73页

作者：陈晓杰杨保安范家霖张福彦程仲杰王嘉欢张建伟河南省科学院同位素研究所有限责任公司/河南省核农学重点实验室郑州450015

杂种优势是生物界的一种普遍现象,利用杂种优势大幅度提高作物产量是现代农业科学技术的一项重大成就。小麦是重要的粮食作物,也是唯一尚未实现大面积利用杂种优势的粮食作物,推进小麦杂种优势利用技术研究对保障国家粮食安全具有重大... 详细信息

杂种优势是生物界的一种普遍现象,利用杂种优势大幅度提高作物产量是现代农业科学技术的一项重大成就。小麦是重要的粮食作物,也是唯一尚未实现大面积利用杂种优势的粮食作物,推进小麦杂种优势利用技术研究对保障国家粮食安全具有重大意义。本文综述了小麦杂种优势的表现、论述了小麦杂种优势利用途径、研究进展和取得的成就,并对杂交小麦研究应用中存在的问题与对策进行了探讨。

关键词：小麦杂种优势利用途径

牡丹籽乙醇提取物对UVB诱导HaCaT细胞光老化的保护作用及机制研究

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食品工业科技 2024年

作者：韩婕珺洪铮怡龚天贵王斌张蓝月美出莱(杭州)化妆品有限责任公司广东工业大学生物医药学院广东省植物资源生物炼制重点实验室

皮肤老化最主要是由紫外线导致的光老化引起，其中中波紫外线（UVB）光损伤作用是同剂量长波紫外线（UVA）的800～1000倍。目的：研究牡丹籽乙醇提取物对UVB 诱导人永生化角质形成细胞（HaCaT）光老化的保护作用及机制。方法：通过高效... 详细信息

皮肤老化最主要是由紫外线导致的光老化引起，其中中波紫外线（UVB）光损伤作用是同剂量长波紫外线（UVA）的800～1000倍。目的：研究牡丹籽乙醇提取物对UVB 诱导人永生化角质形成细胞（HaCaT）光老化的保护作用及机制。方法：通过高效液相色谱-质谱（UPLC-Q-TOF-MS）法分析牡丹籽乙醇提取物存在的抗光老化活性成分，采用UVB刺激HaCaT细胞建立光老化细胞模型，噻唑蓝比色（MTT）法测定细胞活力，细胞划痕法检测牡丹籽乙醇提取物对细胞迁移能力的影响，通过酶联免疫吸附试验（ELISA）检测影响白细胞介素-1（Interleukin-1，IL-1）、白细胞介素-6（Interleukin-6，IL-6）、白细胞介素-22（Interleukin-22，IL-22）、干扰素-γ（Interferon-γ，IFN-γ）和转化生长因子-β（tansforming growth factor-β，TGF-β）等细胞因子，以活性氧（Reactive oxygen species，ROS）和核因子-κB（nuclear factor-κB，NF-κB）的水平为指标，研究不同浓度的牡丹籽乙醇提取物对HaCaT细胞的抗光老化活性及其机制。结果：含量最多的前五种成分为单硬脂酸甘油酯（10.73%）、芥酸酰胺（3.17%）、5-[(2R，3S)-6-羟基-2-(4-羟基苯基)-4-[(E)-2-(4-羟基苯基)乙烯基]-2，3-二氢1-苯并呋喃-3-基]苯-1，3-二醇（2.20%）、α，α-海藻糖（1.90%）和芍药内酯苷（1.45%）。牡丹籽乙醇提取物可能通过抑制HaCaT细胞的迁移能力，抑制细胞IL-1、IL-6、IL-22、IFN-γ和TGF-β分泌从而抵抗皮肤衰老，减少ROS产生，降低NF-κB蛋白因子的含量，从而有效地抑制HaCaT细胞的光老化反应。结论：牡丹籽乙醇提取物具有抗光老化作用，可以改善UVB诱导的氧化应激和炎症反应。

关键词：乙醇提取物牡丹籽光老化 HaCaT细胞

航天诱变小麦突变体籽粒表型分析和真实性鉴定

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华北农学报 2023年第3期38卷 61-68页

作者：张福彦朱保磊陈晓杰王嘉欢程仲杰范家霖张建伟河南省科学院同位素研究所有限责任公司河南省核农学重点实验室河南郑州450015 信阳市农业科学院河南信阳464000

为探究航天诱变小麦突变体的真伪,以实践十号卫星搭载创制的周麦18 SP5突变群体为材料,对其籽粒表型进行分析,同时采用42对SSR标记和55K SNP芯片技术对籽粒表型差异较为显著的4个突变体进行真实性鉴定。籽粒表型分析发现,突变群体的千... 详细信息

为探究航天诱变小麦突变体的真伪,以实践十号卫星搭载创制的周麦18 SP5突变群体为材料,对其籽粒表型进行分析,同时采用42对SSR标记和55K SNP芯片技术对籽粒表型差异较为显著的4个突变体进行真实性鉴定。籽粒表型分析发现,突变群体的千粒质量、粒长差异显著,其中千粒质量变异最为丰富,粒宽差异不显著,且突变群体的平均粒长、粒宽和千粒质量均显著高于野生型,说明航天诱变的有益突变频率较高。SSR标记鉴定发现,突变体ZM18-112与野生型的差异标记为18个,多态性比例高达42.85%,而ZM18-105、ZM18-26和ZM18-7与其野生型的差异标记均不超过3个。SNP芯片鉴定发现,ZM18-112与野生型的差异SNP位点所占比例高达13.3012%,而其他3个突变体与野生型的差异SNP位点所占比例不超过0.7689%。认为突变体ZM18-112是由于异花授粉或机械混杂产生的假突变体,而ZM18-105、ZM18-26和ZM18-7与野生型的遗传背景基本一致,是经过航天诱变而产生的真实突变体。

关键词：小麦航天诱变籽粒表型 SSR标记 55K SNP芯片

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气相色谱-质谱联用法检测全麦粉脂质成分

粮食与油脂 2023年第10期36卷 159-162页

作者：王嘉欢陈晓杰张福彦范家霖程仲杰张建伟河南省科学院同位素研究所有限责任公司河南省核农重点实验室河南郑州450052

通过气相色谱-质谱联用法(GC-MS)测定6个不同品种全麦粉脂质的组成及含量。结果表明:在全麦粉脂质中鉴定出16种化合物,为5种烷基间苯二酚(AR)同系物、4种单酰基甘油酯(MG)同系物、3种甾醇、1种甲基烷基间苯二酚(MAR)和3种烷烃共5大类。... 详细信息

通过气相色谱-质谱联用法(GC-MS)测定6个不同品种全麦粉脂质的组成及含量。结果表明:在全麦粉脂质中鉴定出16种化合物,为5种烷基间苯二酚(AR)同系物、4种单酰基甘油酯(MG)同系物、3种甾醇、1种甲基烷基间苯二酚(MAR)和3种烷烃共5大类。不同小麦品种脂质的各组分含量不同,藳优9409和瑞华麦521中的AR同系物总量均较高,分别达到了(343.3±7.3)μg/g和(279.5±5.7)μg/g,可以作为优质全麦粉资源应用于生产和消费中。

关键词：全麦粉烷基间苯二酚单酰基甘油酯甾醇

不同播期和密度对小麦新品种航宇19产量及其构成要素的影响

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山东农业科学 2023年第8期55卷 27-33页

作者：张福彦陈晓杰李好海孔凡彬范家霖程仲杰王嘉欢张建伟河南省科学院同位素研究所有限责任公司/河南省核农学重点实验室河南郑州450015 河南省植物保护植物检疫站河南郑州450002 河南科技学院河南新乡453003

为确定航天诱变小麦新品种航宇19高产高效栽培措施,采用二因素互作裂区试验设计,研究不同播期和密度对其产量及构成要素的影响,以明确该品种在豫中北部生态条件下的最优栽培措施。结果表明,播期、密度和播期×密度互作对航宇19产量及其... 详细信息

为确定航天诱变小麦新品种航宇19高产高效栽培措施,采用二因素互作裂区试验设计,研究不同播期和密度对其产量及构成要素的影响,以明确该品种在豫中北部生态条件下的最优栽培措施。结果表明,播期、密度和播期×密度互作对航宇19产量及其构成要素均具有显著影响,且播期效应大于密度效应。播期对航宇19穗粒数的影响不明显,播期延迟后,单位面积成穗数和千粒重显著降低。密度增加后,成穗数相应增加,但穗粒数和千粒重降低。本试验条件下,航宇19的适宜播期为10月20日前后,且150~195 kg/hm2的播种密度可使航宇19达到更高的产量水平。说明通过调整播期与密度,可使该品种的单位面积成穗数和穗粒数显著响应,进而达到提高产量的目的。

关键词：冬小麦航宇19 播期播种密度产量