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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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不同花生品种对旱涝胁迫的响应及生理机制

生态学报 2015年第11期35卷 3817-3824页

作者：刘登望王建国李林谭红姣马杰卢山湖南农业大学旱地作物研究所长沙410128 湖南农业大学农学院长沙410128

为评价花生对旱、涝胁迫的响应,本试验以4个旱、涝耐性差异明显的花生品种为材料,运用温室防雨盆栽方法,在苗期、花针期分别进行正常灌溉(对照)、干旱(7d,叶片萎蔫)、根部淹涝(土面水深2 cm,时间1d、3d、7d)和整株淹涝(水深至苗顶,时间1... 详细信息

为评价花生对旱、涝胁迫的响应,本试验以4个旱、涝耐性差异明显的花生品种为材料,运用温室防雨盆栽方法,在苗期、花针期分别进行正常灌溉(对照)、干旱(7d,叶片萎蔫)、根部淹涝(土面水深2 cm,时间1d、3d、7d)和整株淹涝(水深至苗顶,时间1d、3d、7d)的处理,测定地上部及根系生物量、根冠比、根系活力、叶片超氧化物歧化酶(SOD)活性、丙二醛(MDA)含量。结果表明,苗期、花针期干旱均抑制地上部生长,提高根冠比;苗期干旱降低根系生物量,而花针期增加。2个时期淹涝均促进地上部生长、抑制根系生长、降低根冠比,并随淹水加深、延时而加重。旱、涝条件下根系活力均降低,SOD、MDA呈上升趋势。遭受相同时间(7d)的水分胁迫后,危害程度以干旱重于淹涝,花针期重于苗期。基于生物量、生理指标变化的综合分析进一步表明,4个花生品种的旱、涝耐性差异很大,湘花55号耐旱性强、耐涝性弱,豫花15号耐旱性弱、耐涝性强,中花4号耐旱、涝性均最弱,中花8号耐旱、涝性均最强。

关键词：花生生物量根冠比根系活力 SOD MDA

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不同类型拌种剂对花生及其根际微生物的影响

生态学报 2011年第22期31卷 6777-6787页

作者：刘登望周山刘升锐吴佳宝李林湖南农业大学农学院旱地作物研究所长沙410128 湖南农业大学生物科学技术学院长沙410128

拌种处理对于花生一播全苗和稳定高产非常重要。选用不同类型的4种拌种剂即哈茨木霉菌剂(真菌拮抗剂)、甲基托布津(杀真菌剂)、适乐时(杀真菌剂)、好安威(化学杀虫剂)处理花生种子,通过测定花生农艺性状、品质指标、根际土壤微生物动态... 详细信息

拌种处理对于花生一播全苗和稳定高产非常重要。选用不同类型的4种拌种剂即哈茨木霉菌剂(真菌拮抗剂)、甲基托布津(杀真菌剂)、适乐时(杀真菌剂)、好安威(化学杀虫剂)处理花生种子,通过测定花生农艺性状、品质指标、根际土壤微生物动态等来评价其对花生和环境的综合效应。结果表明:1)各种杀菌剂拌种均能提高花生成苗率,而好安威略差;各拌种剂促进花生株高、叶绿素含量,而单株叶片数适乐时增多,好安威减少,单株分枝数盛花期有所增多(好安威除外),结果期均略减少;单株烂、虫、芽果数均减少,单株秕果数增加,单株饱果数降低(好安威除外),百果重和百仁重提高(哈茨木霉除外),而饱满度降低;最终荚果产量除哈茨木霉略低,其余拌种剂增产效果极显著,甲基托布津、适乐时、好安威比对照分别增产34.58%、25.90%、22.82%。2)哈茨木霉拌种使蛋白质含量、亚油酸含量增幅最大,油份含量增幅较大,油亚比值降幅最大;甲基托布津处理的蛋白质和油份含量降幅最大;适乐时对提高油份含量、油亚比值效果最佳;好安威对品质指标的影响有限。3)从细菌及放线菌与真菌的比值来看,甲基托布津促细菌、抑真菌的效果好且长,对放线菌/真菌比值影响较小;哈茨木霉在前中期促细菌与放线菌、抑真菌的效果明显,但后期效果趋反;适乐时促细菌、抑真菌的效果短促,且一直强烈抑制放线菌;而好安威相比影响较小。4)好安威对根瘤菌具有显著的抑制作用,而哈茨木霉、适乐时、甲基托布津均极显著增加根瘤数量。结论:各拌种剂对花生产量、品质、根瘤、根际微生物产生了较大差异的综合效应,须因地、因时选用;化学杀菌剂甲基托布津的农艺效应、环境微生物效应均最好,唯蛋白质含量、油份含量略有降低,是一种较理想的综合优良拌种剂。

关键词：花生拌种剂产量品质根际土壤微生物

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基于无人机多光谱的耐旱苎麻品种筛选方法

农业机械学报 2023年第4期54卷 206-213页

作者：付虹雨王薇卢建宁岳云开崔国贤佘玮湖南农业大学农学院长沙410128

高温干旱是影响作物生长及最终生产力的主要胁迫源。当前,无人机遥感技术已在作物倒伏和病虫害的分级监测研究中取得重大进展,但有关利用无人机遥感进行作物抗旱等级监测的研究却鲜有报道。因此,以苎麻种质资源为研究对象,提出了苎麻抗... 详细信息

高温干旱是影响作物生长及最终生产力的主要胁迫源。当前,无人机遥感技术已在作物倒伏和病虫害的分级监测研究中取得重大进展,但有关利用无人机遥感进行作物抗旱等级监测的研究却鲜有报道。因此,以苎麻种质资源为研究对象,提出了苎麻抗旱性量化标准,并提供了一种利用无人机多光谱遥感鉴定苎麻种质资源抗旱性的方法。首先,由专家对36份苎麻种质资源进行抗旱性分级;然后,结合无人机多光谱遥感获取的植被指数,采用随机森林(Random forest,RF)、支持向量机(Support vector machine,SVM)、决策树(Decision tree,DT)3种机器学习方法分别构建苎麻抗旱性鉴定模型,并通过苎麻在高温干旱胁迫下的表型响应检验鉴定结果;最后,基于无人机获取的遥感表型,筛选高温干旱胁迫下优质苎麻种质资源。结果表明,利用SVM构建的苎麻抗旱性鉴定模型正确率达到0.74,不同抗旱级分类F1得分范围为0.69~0.79,说明该方法能用于苎麻种质资源抗旱性评估。利用无人机遥感数据反演得到的3项苎麻表型性状(叶绿素相对含量、叶面积指数、株高)均与人工测量值具有较强的相关性,在此基础上,研究从高温干旱胁迫中筛选出了3个优质苎麻种质资源PJ CD、WS XM、湘苎7号。

关键词：高温干旱胁迫苎麻抗性筛选无人机遥感

基于无人机多光谱遥感和机器学习的苎麻理化性状估测

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农业机械学报 2023年第5期54卷 194-200,347页

作者：付虹雨王薇卢建宁岳云开崔国贤佘玮湖南农业大学农学院长沙410128

苎麻生理生化性状是其遗传基础和环境条件综合影响的结果,能够反映特定胁迫环境下苎麻的生长发育状况。无人机遥感技术为大规模田间作物长势监测提供了有效手段,利用无人机搭载多光谱相机对苎麻理化性状进行综合评价具有实际意义。因此... 详细信息

苎麻生理生化性状是其遗传基础和环境条件综合影响的结果,能够反映特定胁迫环境下苎麻的生长发育状况。无人机遥感技术为大规模田间作物长势监测提供了有效手段,利用无人机搭载多光谱相机对苎麻理化性状进行综合评价具有实际意义。因此,以苎麻种质资源为研究对象,采用无人机多光谱遥感获取苎麻冠层的光谱参数和纹理参数,运用相关性分析法(Pearson correlation analysis,PCA)、递归特征消除法(Recursive feature elimination,RFE)2种最优特征筛选方法和线性回归(Linear regression,LR)、决策树(Decision tree,DT)、随机森林回归(Random forest,RF)、支持向量机(Support vector machines,SVM)、偏最小二乘回归分析(Partial least squares regression analysis,PLSR)5种机器学习算法分别构建了苎麻叶绿素相对含量(SPAD值)、叶面积指数(Leaf area index,LAI)和叶片相对含水量(Relative water content,RWC)的估测模型。结果表明,苎麻理化性状与冠层光谱偏态参数存在显著相关性,基于偏态参数构建的苎麻理化性状估测模型能包含更多信息输入。对比PCA方法,RFE能更有效地筛选敏感特征参数,从而提高估测模型精度。基于多时序融合数据的苎麻理化性状估测模型精度较高,LR-SAPD估测模型的R^(2)为0.662,RMSE为2.088;LR-RWC估测模型的R^(2)为0.793,RMSE为2.213%,SVR-LAI模型能较好估测苎麻叶面积指数,R^(2)为0.737,RMSE为0.630。提出的准确高效、性价比高、普适性高的田间苎麻理化性状动态监测方法,可用于作物理化含量的快速、无损估测。

关键词：苎麻理化性状无人机遥感机器学习

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油菜素内酯浸泡种子对甘蓝型油菜幼苗的影响

农业生物技术学报 2022年第2期30卷 249-259页

作者：崔赛王同华张振乾湖南农业大学农学院湖南省作物研究所

油菜素内酯(brassinolide, BR)对作物生长有促进作用,为明晰油菜素内酯浸泡种子对甘蓝型油菜(Brassica napus)幼苗的影响,本研究以甘蓝型油菜’帆鸣1号’为材料,对其干种子进行油菜素内酯浸泡处理,以清水浸泡的干种子为对照,取5～6叶期... 详细信息

油菜素内酯(brassinolide, BR)对作物生长有促进作用,为明晰油菜素内酯浸泡种子对甘蓝型油菜(Brassica napus)幼苗的影响,本研究以甘蓝型油菜’帆鸣1号’为材料,对其干种子进行油菜素内酯浸泡处理,以清水浸泡的干种子为对照,取5～6叶期叶片进行转录组分析,取幼苗期、5～6叶期和蕾薹期叶片进行生理生化指标测定。结果显示,转录组分析得到4 066个上调表达和4 606个下调表达的差异基因,筛选到脂肪酸代谢相关的差异表达基因3个:酰基载体蛋白硫酯酶(fatty acyl carrier protein thioesterase,BnFAT)、生物素羧基载体蛋白(biological carboxyl carrier protein, BnBCCP)、酰基载体蛋白去饱和酶(stearoy acyl carrier protein desaturase, BnSAD),光合作用相关的差异表达基因3个:光反应系统Ⅰ亚基Ⅴ(photoreactionⅠsystem centerⅤsubunit, BnPSAG)、光系统Ⅱ反应中心PSB28蛋白(photosystemⅡreaction center protein PSB28, BnPSB28)和叶绿素ab结合蛋白(chlorophyll ab-binding protein, BnCab)。利用q PCR方法对转录组结果进行验证,在上述6个基因中,仅有BnSAD与测序结果不一致,其他5个差异基因均与转录组测序结果一致。以幼苗期、5～6叶期和蕾薹期叶片为材料对6个差异表达基因进行表达量分析及可溶性糖、可溶性蛋白、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)、过氧化物酶(peroxidase, POD)、过氧化氢酶(catalase, CAT)等生理生化指标进行分析,并对3个时期差异基因表达情况与生理生化指标之间进行相关性研究,结果显示,BnFAT和BnBCCP基因表达量均与可溶性糖含量呈正相关(相关系数均为0.69),BnCab基因表达量与可溶性蛋白含量、SOD活性正相关(相关系数分别为0.89和0.62),BnPSAG基因表达量与POD活性正相关(相关系数为0.62)。本研究结果表明,油菜素内酯处理种子可提高甘蓝型油菜的可溶性物质含量及保护酶活性,生理生化指标含量与差异基因表达量之间存在密切关联。本研究可为油菜高产栽培提供理论和技术参考。

关键词：甘蓝型油菜油菜素内酯(BR) 超氧化物歧化酶(SOD) 过氧化物酶(POD) 过氧化氢酶(CAT)

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油菜茎秆切割力影响因素试验

农业工程学报 2009年第6期25卷 141-144页

作者：吴明亮官春云汤楚宙陈社员罗海峰谢方平湖南农业大学工学院长沙410128 湖南农业大学油料作物研究所长沙410128

为了减少油菜联合收割机割台切割力,降低油菜切割损失,该文针对切割油菜茎秆切割力的主要影响因素切割方式、茎秆切割位置、切割刀片形式和切割速度在自制切割试验台上进行了单因素和多因素切割力测试试验。单因素试验结果表明:锯齿形... 详细信息

为了减少油菜联合收割机割台切割力,降低油菜切割损失,该文针对切割油菜茎秆切割力的主要影响因素切割方式、茎秆切割位置、切割刀片形式和切割速度在自制切割试验台上进行了单因素和多因素切割力测试试验。单因素试验结果表明:锯齿形刀的切割力比光刀的切割力要小;切割方式以滑切最省力;切割速度和切割位置对切割力影响最大,表现为切割速度越大,茎秆位置离地面高度越高,其切割力越小。多因素试验表明:在油菜茎秆离地高度400mm处,采用锯齿形刀片滑切时切割力最小。研究结果为设计工作效益高、性能可靠的切割机构提供了理论依据。

关键词：切割试验切割速度切割位置切割刀片油菜茎秆

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稻茬田油菜免耕播种机开沟部件的研究

农业工程学报 2007年第11期23卷 153-157页

作者：罗海峰官春云汤楚宙陈社员谢方平吴明亮湖南农业大学工学院长沙410128 湖南农业大学油料作物研究所长沙410128

稻茬田开沟是南方冬闲田大面积推广油菜种植的重要一环,该文采用旋耕弯刀S245作为开沟的主要部件,设计了稻茬田油菜免耕播种机开沟部件结构,并对以顺铣方式工作的开沟切削抛土过程进行运动学分析,建立了旋耕弯刀横向抛土的数学模型,并用... 详细信息

稻茬田开沟是南方冬闲田大面积推广油菜种植的重要一环,该文采用旋耕弯刀S245作为开沟的主要部件,设计了稻茬田油菜免耕播种机开沟部件结构,并对以顺铣方式工作的开沟切削抛土过程进行运动学分析,建立了旋耕弯刀横向抛土的数学模型,并用matlab7.0数学软件对其进行数字求解。田间试验表明,开沟部件田间开沟抛土宽度可达1.0～1.5 m,土壤破碎率达90%,开沟作业性能良好,工作可靠,能满足现有油菜等其他经济作物种植的农艺要求,解决了目前免耕开沟难的问题,同时数字求解的结果与试验结果相吻合,为旋耕开沟部件的设计提供了参考依据。

关键词：免耕开沟抛土数学模型油菜播种机

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偏心轮型孔轮式排种器排种油菜极限转速试验

农业工程学报 2010年第6期26卷 119-123页

作者：吴明亮官春云高晓燕罗海峰汤楚宙湖南农业大学工学院长沙410128 湖南农业大学油料作物研究所长沙410128

为实现通过转速来调节排种器变量排种的要求,并为设计高速、高性能播种机提供理论依据,在排种性能试验台上针对一次播三行的偏心轮型孔轮式排种器进行了油菜排种极限转速试验。试验研究了排种器的排量、排种均匀性、各行排量一致性与排... 详细信息

为实现通过转速来调节排种器变量排种的要求,并为设计高速、高性能播种机提供理论依据,在排种性能试验台上针对一次播三行的偏心轮型孔轮式排种器进行了油菜排种极限转速试验。试验研究了排种器的排量、排种均匀性、各行排量一致性与排种转速之间的关系及该排种器正常工作的极限转速,建立了该排种器单位时间的排量与转速的数学模型,试验表明:该排种器排种排种油菜时最高转速不超过70r/min,最低转速不低于30r/min,在该转速范围内,其排种均匀性为13.09%～30.09%,各行排量一致性为3.28%～4.70%,单位时间的排种量与转速呈线性关系。该结论为设计油菜高速播种机提供了试验基础,同时为进一步研究通过转速调节播种量提供了理论依据。

关键词：农业机械数学模型种子排种器排量均匀性一致性