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大豆种质抗旱性评价及抗旱候选基因的挖掘

中国农业科学 2024年第10期57卷 1857-1869页

作者：李盛有王昌陵闫春娟张立军孙旭刚曹永强王文斌宋书宏辽宁省农业科学院作物研究所

【目的】综合运用不同抗旱评价指标，筛选大豆优异抗旱种质，发掘重要抗旱基因，为大豆抗旱分子育种提供理论基础。【方法】利用188份大豆种质资源，于2018、2019、2020和2021年测定正常供水和干旱胁迫下的单株荚数、单株生物量和单株... 详细信息

【目的】综合运用不同抗旱评价指标，筛选大豆优异抗旱种质，发掘重要抗旱基因，为大豆抗旱分子育种提供理论基础。【方法】利用188份大豆种质资源，于2018、2019、2020和2021年测定正常供水和干旱胁迫下的单株荚数、单株生物量和单株产量，利用抗旱指数、改进抗旱指数、加权抗旱系数和加权抗旱指数等参数鉴定大豆种质的抗旱性，通过全基因组关联分析（genome-wide association study,GWAS）检测与大豆抗旱参数显著相关的SNP(single nucleotide polymorphisms)标记，并结合干旱胁迫下大豆幼苗叶片基因表达谱分析，筛选抗旱候选基因。【结果】188份大豆种质资源的抗旱指数、改进抗旱指数、加权抗旱系数和加权抗旱指数存在广泛变异，分别利用逐级分类法将供试材料划分为5个等级。其中，辽豆15、辽豆69、辽豆14、金杖子黄豆、中黄606、科新3号、Koreane 4等7份种质在不同评价方法中均被鉴定为一级抗旱。对抗旱指数、改进抗旱指数、加权抗旱系数和加权抗旱指数进行GWAS分析，共定位到15个显著关联的SNP位点能够在多环境下稳定表达，这些位点对表型变异的贡献率为12.46%—25.60%。在显著SNP位点上、下游各200 kb区间内共有注释基因226个。通过对抗旱品种辽豆14和干旱敏感型品种辽豆21在干旱胁迫下进行转录组测序和实时荧光定量PCR分析，鉴定出32个注释基因受干旱胁迫诱导显著差异表达。其中，Glyma.02G182900、Glyma.04G012400、Glyma.06G258900、Glyma.15G100900、Glyma.01G172600、Glyma.04G012300、Glyma.01G172200和Glyma.04G010300等8个候选基因分别编码钙依赖性蛋白激酶、通用应激蛋白A、G型凝集素S受体样丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶、蛋白磷酸酶2C、异黄酮还原酶、异黄酮还原酶同源物、生长素蛋白和b ZIP转录因子。【结论】综合运用不同抗旱参数，在188份大豆种质资源中筛选出7份抗旱种质资源，鉴定了15个与抗旱参数显著关联的SNP位点，并鉴定出抗旱候选基因8个。

关键词：大豆种质资源抗旱性评价全基因组关联分析候选基因

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半干旱地区燕麦种子产量及其相关农艺性状

草业科学 2024年第2期41卷 356-370页

作者：景芳边芳任生兰刘彦明陈富南铭张成君刘阳甘肃农业大学草业学院甘肃兰州730070 甘肃省定西市农业科学研究院甘肃定西743000 甘肃省农业科学院作物研究所甘肃兰州730070 临夏回族自治州农业科学院甘肃临夏731100

本研究选取19个燕麦(Avena sativa)品种(系)的产量相关性状指标,采用相关性分析、通径分析、灰色关联度分析以及聚类分析,探讨甘肃中部半干旱地区燕麦种子产量影响因素并筛选综合性状优良的燕麦种质。结果表明:燕麦种子产量为3 283.33~5... 详细信息

本研究选取19个燕麦(Avena sativa)品种(系)的产量相关性状指标,采用相关性分析、通径分析、灰色关联度分析以及聚类分析,探讨甘肃中部半干旱地区燕麦种子产量影响因素并筛选综合性状优良的燕麦种质。结果表明:燕麦种子产量为3 283.33~5 833.33 kg·hm^(-2),其中‘Cinskinaly’的产量最高。种子产量与千粒重、成穗数极显著正相关(P 甘肃省区域试验。

关键词：燕麦品种(系) 农艺性状相关性分析通径分析灰色关联度评价聚类分析

12个燕麦品种在黄土高原沟壑区生产性能及适应性

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草业科学 2024年第5期41卷 1175-1188页

作者：景芳刘彦明南铭边芳任生兰陈富张成君甘肃农业大学草业学院甘肃兰州730070 甘肃省定西市农业科学研究院甘肃定西743000 甘肃省农业科学院作物研究所甘肃兰州730070

为筛选适宜黄土高原沟壑区种植的高产、抗倒伏、抗病性强的燕麦(Avena sativa)品种,以国内外引进的12个燕麦品种为试验材料,分析其产量相关性状、倒伏率和病害发生率,并利用灰色关联度分析和聚类分析法进行综合评价。结果表明:12个燕麦... 详细信息

为筛选适宜黄土高原沟壑区种植的高产、抗倒伏、抗病性强的燕麦(Avena sativa)品种,以国内外引进的12个燕麦品种为试验材料,分析其产量相关性状、倒伏率和病害发生率,并利用灰色关联度分析和聚类分析法进行综合评价。结果表明:12个燕麦品种干草产量为10800.00~15233.33 kg·hm^(−2),平均干草产量13298.61 kg·hm^(−2);种子产量为3095.24~7857.14 kg·hm^(−2),平均值5407.14 kg·hm^(−2);其中,‘坝燕6号’的倒伏率较低,红叶病和锈病发病率最低,为抗倒伏兼抗病品种。灰色关联度分析结果表明:株高、干草产量、叶茎比在灰色关联评价系统中所占权重最高,是品种选择时的重要指标。采用聚类分析方法将12个燕麦品种划分为3个类群,第Ⅰ类群可作为饲草品种,第Ⅱ类群可作为籽粒型品种,第Ⅲ类群倒伏率及病情指数低,抗逆性好。综合灰色关联度和聚类分析方法,筛选出适宜黄土高原沟壑区种植的产量高、适应性好的饲草型燕麦品种‘加燕2号’,籽粒型燕麦品种‘坝燕6号’和‘美达’。

关键词：饲草产量种子产量农艺性状倒伏病害灰色关联度评价聚类分析

转录组和蛋白质组关联分析解析巴西蕉幼苗响应低温的分子机制

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中国农业科学 2024年第8期57卷 1575-1591页

作者：林蔚吴水金李跃森福建省农业科学院亚热带农业研究所

【目的】低温是导致香蕉减产的主要自然灾害之一。基于转录组与蛋白质组关联分析参与香蕉抗寒的相关基因、蛋白及信号、代谢通路调控网络，探讨香蕉抗寒的分子机制。【方法】以巴西蕉为试材，在7℃低温下处理1 d(Cold1)和3 d(Cold3)，... 详细信息

【目的】低温是导致香蕉减产的主要自然灾害之一。基于转录组与蛋白质组关联分析参与香蕉抗寒的相关基因、蛋白及信号、代谢通路调控网络，探讨香蕉抗寒的分子机制。【方法】以巴西蕉为试材，在7℃低温下处理1 d(Cold1)和3 d(Cold3)，以28℃培养的巴西蕉为对照（CK），基于笔者课题组前期获得的蛋白质组数据，利用转录组测序技术检测巴西蕉在低温胁迫下基因调控网络的变化，同时与蛋白质组学数据进行关联分析，共同解析巴西蕉响应低温胁迫的分子机制。【结果】转录组分析结果显示，Cold1 vs CK、Cold3 vs CK和Cold1 vs Cold3三个对比组分别鉴定出11 370、15 460和9 619个差异表达基因，对这些基因的KEGG富集分析发现，差异表达基因在光合作用信号、谷胱甘肽代谢、α-亚麻酸代谢途径和苯丙素生物合成等多个低温胁迫关键信号代谢通路中富集。对部分差异表达基因进行实时荧光定量（qRT-PCR）分析，其中DREB、MAPK和MYB等低温调控关键基因的表达量在低温处理后显著上升，所选20个基因的表达变化趋势与RNA-seq基本相符，证实了RNA-seq的准确性。转录组与蛋白质组关联分析结果显示，共鉴定到6 211个与转录本相对应的蛋白，转录组与蛋白质呈现正相关关系，共有105个转录本及其对应的蛋白表达量共同上调，有218个转录本及其对应的蛋白表达量共同下调。GO富集分析显示，差异表达基因和蛋白在光响应、叶绿体、氧化还原酶活性等功能大量富集。此外，对差异表达基因和蛋白KEGG通路的关联分析发现，低温处理抑制了苯丙素生物合成和光合作用信号途径相关基因及蛋白的表达，促进了α-亚麻酸代谢和谷胱甘肽途径的表达。【结论】运用转录组结合蛋白质组学技术绘制了基因和蛋白质水平上的香蕉抗寒调控网络，并发现香蕉响应低温的信号通路主要涉及光合作用信号、谷胱甘肽代谢、α-亚麻酸代谢途径和苯丙素生物合成等途径。

关键词：香蕉低温胁迫转录组蛋白质组关联分析

植物基食品中多酚的生物转化及生物活性研究进展

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食品科学 2024年第14期45卷 319-327页

作者：林登蕃郑志豪周映君龚文兵朱作华严理胡镇修彭源德谢纯良中国农业科学院麻类研究所湖南长沙410205

多酚是植物次生代谢产物中重要的一类化合物,具有抗氧化、抗炎、抗癌等生物活性,对人体健康有益。然而,大部分多酚在进入肠道后存在生物利用度低等问题,研究表明,利用微生物转化可以提高植物基食品生物利用度。因此,本文对植物基食品发... 详细信息

多酚是植物次生代谢产物中重要的一类化合物,具有抗氧化、抗炎、抗癌等生物活性,对人体健康有益。然而,大部分多酚在进入肠道后存在生物利用度低等问题,研究表明,利用微生物转化可以提高植物基食品生物利用度。因此,本文对植物基食品发酵过程中微生物对不同酚类的生物转化进行综述,分析发酵前后多酚和生物活性的变化,对揭示微生物对多酚的转化机制及优化多酚的应用和开发具有重要意义。

关键词：发酵生物转化多酚生物利用度生物可及性

青稞品种资源粒型性状与品质性状的分析与评价

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中国粮油学报 2024年

作者：牛小霞赵锋柳小宁包奇军徐银萍向莉甘肃省农业科学院经济作物与啤酒原料研究所新疆农业科学院奇台麦类试验站

本研究测定了121 份青稞品种资源在2个不同地点的6个籽粒表型性状和11个品质性状，通过对青稞粒型和品质性状进行综合评价与分析，为我国青稞育种提供参考。结果表明：121份青稞品种资源千粒重、粗蛋白、中性洗涤纤维、戊聚糖、不溶性... 详细信息

本研究测定了121 份青稞品种资源在2个不同地点的6个籽粒表型性状和11个品质性状，通过对青稞粒型和品质性状进行综合评价与分析，为我国青稞育种提供参考。结果表明：121份青稞品种资源千粒重、粗蛋白、中性洗涤纤维、戊聚糖、不溶性膳食纤维、β-葡聚糖的变异系数比较大，多样性丰富。相关分析表明，千粒重、籽粒表面积、周长、籽粒长、籽粒宽呈极显著正相关，与品质性状无显著相关。主成分分析把17个性状筛选为6个主要成分，累计贡献率达96.5%。聚类分析将121份青稞品种资源划分为5类，第Ⅰ类群淀粉含量高，第Ⅱ类群品质性状比较好，第Ⅲ类群粒重、粒型和品质好，第Ⅴ类群粒重和粒型比较小。

关键词：青稞粒型性状品质性状相关分析主成分分析聚类分析

甘肃冬小麦品种(系)主要矮秆基因型及其育种利用进展

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麦类作物学报 2024年第3期44卷 323-333页

作者：赵永萍何瑞袁俊秀马瑞倪胜利定西市农业技术推广站甘肃定西743000 甘肃省农业科学院小麦研究所甘肃兰州730070 甘肃省农业科学院旱地农业研究所甘肃兰州730070

适当降低株高,增强品种抗旱性,提高品种丰产性是甘肃旱地冬小麦育种新策略。为了明确近20年甘肃冬小麦品种(系)中矮秆基因的分布以及株高变化情况,本研究利用6个主要矮秆基因的特异性分子标记对92份冬小麦品种(系)进行基因型检测,并对... 详细信息

适当降低株高,增强品种抗旱性,提高品种丰产性是甘肃旱地冬小麦育种新策略。为了明确近20年甘肃冬小麦品种(系)中矮秆基因的分布以及株高变化情况,本研究利用6个主要矮秆基因的特异性分子标记对92份冬小麦品种(系)进行基因型检测,并对矮秆基因的利用情况进行分析。结果表明,供试品种(系)中均含有Rht-D1b基因,其次是Rht8、Rht13和Rht5(分布频率分别为59.8%、29.3%和10.9%),但并未检测到Rht-B1b和Rht12。Rht5和Rht13基因主要分布在陇南(天水市和陇南市)的山旱地品种(系)中,频率分别为16.7%和36.7%,Rht8主要分布在陇南川区品种(系)中,频率为77.4%。同时含有2个矮秆基因的材料有39份,分布频率为42.4%,其中Rht-D1b+Rht8的分布频率最高(33.7%);同时含有3个矮秆基因的材料有25份,分布频率为27.2%,其中Rht-D1b+Rht8+Rht13的分布频率最高(19.6%);同时含有4个矮秆基因Rht-D1b+Rht5+Rht8+Rht13的材料只有1份,分布频率为1.1%。含多矮秆基因组合的品种(系)在陇南川区的分布频率最高。结合表型鉴定,陇南山旱地、川区和陇东(平凉市和庆阳市)区域推广应用品种(系)的平均株高分别是96.8、80.9和98.9 cm,变异范围分别在80.5~111.0、60.0~105.0和80.0~115.0 cm。对不同年份育成的冬小麦品种(系)株高分析发现,自2000年至2022年陇南山旱地、陇南川区和陇东区域推广应用品种(系)的株高分别下降了16.9%、15.2%和6.7%。不同矮秆基因组合在品种(系)中的降秆效应由强到弱依次为Rht-D1b+Rht5+Rht8(20.5%)>Rht-D1b+Rht5+Rht8+Rht13(20.3%)>Rht-D1b+Rht8+Rht13(15.0%)>Rht-D1b+Rht5+Rht13(14.8%)>Rht-D1b+Rht8(10.1%)>Rht-D1b+Rht5(6.4%)>Rht-D1b+Rht13(1.1%)。多样化的矮秆基因在甘肃冬小麦育种中得到应用,说明近年来旱地冬小麦育种在适当降低株高、防止倒伏、提高品种丰产性方面有了新的进展,为进一步适当降低甘肃冬小麦品种株高的同时保持生产品种的抗旱性奠定了基础。

关键词：冬小麦矮秆基因株高分子标记

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壳聚糖/玉米醇溶蛋白-花色苷纳米颗粒复合膜的制备及其性能

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中国食品学报 2024年第6期24卷 213-222页

作者：李双健邸清茹龚敏慧李思媛周剑忠范琳琳江苏省农业科学院农产品加工研究所南京210014

目的:开发一种负载玉米醇溶蛋白-花色苷纳米颗粒(体积分数5%和10%)作为增强剂和功能剂的壳聚糖/玉米醇溶蛋白-花色苷纳米颗粒复合膜,并研究玉米醇溶蛋白-花色苷纳米颗粒对薄膜的物理化学性质和结构属性的影响。结果:扫描电子显微镜(SEM)... 详细信息

目的:开发一种负载玉米醇溶蛋白-花色苷纳米颗粒(体积分数5%和10%)作为增强剂和功能剂的壳聚糖/玉米醇溶蛋白-花色苷纳米颗粒复合膜,并研究玉米醇溶蛋白-花色苷纳米颗粒对薄膜的物理化学性质和结构属性的影响。结果:扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)分析表明,玉米醇溶蛋白-花色苷纳米颗粒呈球形,粒径约为193~487 nm,与薄膜基体具有良好的相容性,并填充了薄膜基体的空隙,显著提高了薄膜的力学性能,使断裂伸长率从14.55%增到42.86%,抗拉强度从13.26 MPa增到36.86 MPa。此外,薄膜的抗氧化性能显著提升,DPPH和ABTS自由基清除活性分别从31.82%和31.07%提高到84.05%和79.17%。结论:玉米醇溶蛋白-花色苷纳米颗粒不仅可以提高壳聚糖膜的力学性能,而且通过负载玉米醇溶蛋白-花色苷纳米颗粒增强了薄膜的抗氧化性。

关键词：纳米颗粒花色苷生物聚合膜力学性能抗氧化活性

10个鲜食葡萄品种在甘肃兰州的品质表现及抗寒性

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经济林研究 2024年第1期42卷 266-273页

作者：王玉安朱燕芳郝燕甘肃省农业科学院林果花卉研究所甘肃兰州730070 甘肃省农业科学院农产品贮藏加工研究所甘肃兰州730070

【目的】筛选适宜甘肃兰州及同类型气候区发展的品质优良、抗寒性好的葡萄新品种。【方法】以10个引进的鲜食葡萄品种‘春光’‘贵妃玫瑰’‘巨玫瑰’‘蜜光’‘晚黑宝’‘无核翠宝’‘浪漫红颜’‘阳光玫瑰’‘晶红宝’和‘SP9715’为... 详细信息

【目的】筛选适宜甘肃兰州及同类型气候区发展的品质优良、抗寒性好的葡萄新品种。【方法】以10个引进的鲜食葡萄品种‘春光’‘贵妃玫瑰’‘巨玫瑰’‘蜜光’‘晚黑宝’‘无核翠宝’‘浪漫红颜’‘阳光玫瑰’‘晶红宝’和‘SP9715’为研究对象,分析评价盛果期葡萄的单粒质量、单穗质量、香味、可溶性固形物含量、可溶性糖含量、可滴定酸含量、糖酸比、维生素C含量等主要品质指标,测定低温胁迫后各品种1年生休眠枝的相对电导率、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、脯氨酸含量、丙二醛含量,将10个品种枝条在不同低温处理下的相对电导率运用Logistic方程进行拟合,得出各品种的半致死温度。采用主成分分析法对不同品种的果实品质和枝条抗寒力进行综合评价。【结果】随着温度的降低,10个鲜食葡萄品种枝条的相对电导率逐渐升高,可溶性蛋白含量逐渐上升,脯氨酸含量逐渐升高,可溶性糖含量的变化不尽相同,丙二醛含量总体呈现逐渐上升的趋势。在10个品种中:‘阳光玫瑰’的半致死温度最低,为-22.38℃;其次为‘浪漫红颜’和‘春光’,半致死温度分别为-21.96、-20.75℃;‘晚黑宝’的半致死温度最高,为-18.94℃。【结论】在甘肃兰州地区,根据果实品质和抗寒性的综合评价结果由优到劣排序,10个品种依次为‘蜜光’‘阳光玫瑰’‘春光’‘巨玫瑰’‘SP9715’‘贵妃玫瑰’‘晶红宝’‘无核翠宝’‘晚黑宝’‘浪漫红颜’。

关键词：鲜食葡萄品质抗寒性