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花生赤霉素3-β-双加氧酶(AhGA3ox)基因家族的全基因组鉴定及表达分析

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作物学报 2024年第4期50卷 932-943页

作者：李海芬鲁清刘浩温世杰王润风黄璐陈小平洪彦彬梁炫强广东省农业科学院作物研究所/广东省农作物遗传改良重点实验室/国家油料作物改良中心南方花生分中心广东广州510640

赤霉素3-β-双加氧酶(gibberellin 3-beta-dioxygenase,GA3ox)是参与赤霉素生物合成的关键酶之一,可通过影响赤霉素的形成调控植物的生长发育,目前在花生中尚无系统研究。本研究利用生物信息学方法在花生栽培种基因组数据库中筛选花生GA... 详细信息

赤霉素3-β-双加氧酶(gibberellin 3-beta-dioxygenase,GA3ox)是参与赤霉素生物合成的关键酶之一,可通过影响赤霉素的形成调控植物的生长发育,目前在花生中尚无系统研究。本研究利用生物信息学方法在花生栽培种基因组数据库中筛选花生GA3ox家族基因,对鉴定出的7个AhGA3ox在栽培种花生基因组中的分布、结构及进化特征、理化性质、启动子顺式作用元件进行分析,并利用qRT-PCR技术对其进行花生组织结构表达模式分析,同时对AhGA3ox家族基因在不同荚果大小的2个花生品系中的表达量进行分析。结果表明,7个AhGA3ox基因分布在7条染色体上,均由1个内含子和2个外显子组成。花生AhGA3ox蛋白中均包含1个DIOX_N结构域和1个2OG-FeII_Oxy结构域,系统进化分析表明与大豆的亲缘关系较近,在根、茎、叶、花、果针5个组织中呈现出不同表达模式,不仅在花生果壳不同发育时期的表达量不同,在2个荚果大小不同的花生品系果壳相同发育时期的表达量也不相同,但多数发育时期在大果品系中的表达量均显著高于小果品系,推测该家族基因的表达可能对荚果的形成具有促进作用。

关键词：花生 GA3ox 表达分析生物信息学功能分析

“稻-稻-油”生产模式下短生育期冬油菜品种选育与推广现状分析

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中国农业科学 2024年第5期57卷 846-854页

作者：李荣德何平罗莉霞史梦雅侯乾马振国郭瑞星成洪涛全国农业技术推广服务中心中国农业科学院油料作物研究所/农业农村部油料作物生物学与遗传育种重点实验室

近年来，我国食用植物油自给率不到31%，进口依赖度高。油菜是唯一的冬季油料作物，适宜种植区域广泛，是我国重要的食用植物油来源。扩种油菜是保障国家食用油安全的重要举措。充分利用南方双季稻区冬闲田，推广“稻-稻-油”三熟制生... 详细信息

近年来，我国食用植物油自给率不到31%，进口依赖度高。油菜是唯一的冬季油料作物，适宜种植区域广泛，是我国重要的食用植物油来源。扩种油菜是保障国家食用油安全的重要举措。充分利用南方双季稻区冬闲田，推广“稻-稻-油”三熟制生产模式是扩种油菜的重要途径。适宜“稻-稻-油”生产模式的区域主要分布在我国湖南、江西、广西和湖北等省的双季稻区，约有187万hm2的潜力面积。根据温光资源条件，3个适宜区域即温光资源宽松区、温光资源紧平衡区和温光资源约束区均要求油菜品种生育期在180 d左右，10月中下旬播种，4月中下旬收获，才能适宜南方双季稻接茬。从2013年到2022年国家油菜品种试验情况来看，共有75个油菜新品种参加早熟组试验，平均生育期为169.3—185.3 d，平均单产1 635.90—2 228.55 kg·hm-2，其中，有22个品种增产显著。截至2023年5月底，登记生育期在190 d以内，适宜在“稻-稻-油”模式区域种植的短生育期冬油菜品种共有72个，均为甘蓝型双低油菜品种，以杂交品种为主。在品种推广应用上，经相关省份调查，阳光131、丰油730、沣油320、沣油847、赣油杂906、圣光127、湘油420、景油69、沣油112、华油杂652、赣油杂1009等11个品种在“稻-稻-油”生产区有较大的推广应用面积，在2022年的推广面积均为135 hm2以上。现有品种的生育期能够基本满足温光资源宽松区的要求，但在温光资源紧平衡区和约束区生育期仍然偏长。聚焦油菜扩种增产增效，未来还需要强化政策资金保障，组织开展短生育期冬油菜品种培育联合攻关，提高温光资源宽松区品种的产量，缩短温光资源紧平衡区和约束区品种的生育期。同时，还需加强短生育期油菜品种良种良法配套技术的研究与推广，做好早稻、晚稻和油菜品种的搭配，从完善农业社会化服务、扩展油菜种植农业保险、增加油菜种植资金补贴等方面入手，保障农民收益，提高农民“稻-稻-油”模式生产积极性。

关键词： “稻-稻-油”生产模式短生育期冬油菜选育推广

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中国大田无人农场关键技术研究与建设实践

农业工程学报 2024年第1期40卷 1-16页

作者：罗锡文胡炼何杰张智刚周志艳张闻宇廖娟黄培奎华南农业大学南方农业机械与装备关键技术教育部重点实验室广州510642 岭南现代农业科学与技术广东省实验室广州510642 广东省农业人工智能重点实验室广州510642

智慧农业是现代农业的发展方向,无人农场是实现智慧农业的重要途径。为了探索和推广无人农场在现代农业中的应用,华南农业大学对大田无人农场的关键技术进行了深入研究,包括无人农场作业环境、作业对象和作业机械装备信息的数字化感知技... 详细信息

智慧农业是现代农业的发展方向,无人农场是实现智慧农业的重要途径。为了探索和推广无人农场在现代农业中的应用,华南农业大学对大田无人农场的关键技术进行了深入研究,包括无人农场作业环境、作业对象和作业机械装备信息的数字化感知技术;土地整治、耕整、种植、播种、田间管理和收获方案的智能化决策技术;农机自动导航和农机精准作业的精准化作业技术;农作物生长、农机运维和农场经营管理的智慧化管理技术。2020年在广东增城创建全球首个无人农场,实现了五大功能,包括耕种管收生产环节全覆盖,机库田间转移作业全自动,自动避障异况停车保安全,作物生产过程实时全监控,智能决策精准作业全无人。取得了显著的经济、社会和生态效益,2021年广东增城水稻无人农场种植的优质丝苗米十九香产量达到9934.35 kg/hm^(2),比当地的平均产量高32%;2023年湖南益阳千山红镇再生稻无人农场两季产量达到17988 kg/hm^(2),说明了人不下田也能种地,也能种好地。截至2023年11月,在国内15个省启动了30个无人农场的建设,包括水稻、小麦、玉米和花生4种作物,实践结果证明了无人农场和智慧农业发展的巨大潜力,为解决“谁来种地”和“如何种地”提供了重要途径。

关键词：智慧农业无人农场水稻智能农机现代农业

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2017-2022年我国花生登记品种主要性状演变分析

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中国油料作物学报 2024年

作者：汪娅梅谭家壮吴小丽陈少菜宋昌艺黄小妹洪彦彬鲁清湛江市农业科学研究院广东省农业科学院作物研究所/广东省农作物遗传改良重点实验室/国家油料作物改良中心南方花生分中心

为提升花生育种水平、加速品种改良，对2017-2022年我国登记的花生品种的主要农艺性状、产量、品质及抗性进行综合分析。结果表明：2017-2022年我国共登记了1168个品种，以普通型花生为主，通过杂交育成的品种占比达85.6%，科研院所是... 详细信息

为提升花生育种水平、加速品种改良，对2017-2022年我国登记的花生品种的主要农艺性状、产量、品质及抗性进行综合分析。结果表明：2017-2022年我国共登记了1168个品种，以普通型花生为主，通过杂交育成的品种占比达85.6%，科研院所是花生育种的主导力量。对其进行亲本分析，发现亲本利用较为集中，开选01-6、白沙1016、豫花15号等9个骨干亲本育成新品种数多达300个，是国内花生育种重要的骨干亲本。登记品种的单株结果数、油酸含量随年份增长不断上升，但抗性等级有明显下降，产量及其它性状变幅较小，相对稳定。相关性分析发现，干荚果产量、籽仁产量均与总分枝、结果枝、百果重、百仁重、含油量呈极显著正相关，与主茎高、侧枝长、蛋白质含量呈极显著负相关，这说明产量可以通过增加分枝数、适当降低主茎高等措施来提高，产量与品质的协同提升关系为高产高油高油酸花生品种的选育提供了可能。

关键词：花生登记品种产量和农艺性状高油酸抗病性演变分析

大豆地方种质资源鲜籽粒可溶性糖含量的全基因组关联分析

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中国农业科学 2024年第11期57卷 2079-2091页

作者：张玉梅丁文涛蓝新隆李清华胡润芳郭娜林国强赵晋铭福建省农业科学院作物研究所/福建省特色旱作物品种选育工程技术研究中心/福建省蔬菜遗传育种重点实验室生物育种钟山实验室南京农业大学农学院/国家大豆生物育种产教融合创新平台/农业农村部大豆生物学与遗传育种重点实验室/作物遗传与种质创新全国重点实验室莆田市农业科学研究所

【目的】可溶性糖含量是鲜食大豆重要的品质性状之一，研究大豆鲜籽粒可溶性糖含量的遗传变异，深入解析可溶性糖含量的遗传机制，为鲜食大豆种质创新及品质育种提供依据。【方法】利用来自东北大豆生态区、北方大豆生态区、黄淮海大豆... 详细信息

【目的】可溶性糖含量是鲜食大豆重要的品质性状之一，研究大豆鲜籽粒可溶性糖含量的遗传变异，深入解析可溶性糖含量的遗传机制，为鲜食大豆种质创新及品质育种提供依据。【方法】利用来自东北大豆生态区、北方大豆生态区、黄淮海大豆生态区和南方大豆生态区的133份大豆地方种质，在2021年连江春季、福清春季和秋季3个环境下对鲜籽粒可溶性糖含量进行表型测定，结合82 187个高质量SNP标记，基于混合线性模型MLM（Q+K）对可溶性糖含量进行全基因组关联分析，挖掘可溶性糖含量显著相关的SNP位点，并以显著SNP位点为中心，两端各扩展119.07 kb连锁不平衡衰减距离为候选区间，根据候选区间内基因的注释和组织表达信息预测候选基因。【结果】3个环境下，鲜籽粒可溶性糖含量的变异范围为3.37—33.84 mg·g-1，遗传变异系数为24.59%—32.69%，可溶性糖含量遗传率为68.14%。通过全基因组关联分析，连江春季、福清春季和秋季3个环境下分别检测到与鲜籽粒可溶性糖含量显著关联的SNP有6、8和22个，表型变异解释率为12.43%—29.27%，以表型变异解释率较高的9个显著SNP位点所在的候选区间进行搜索，共获得86个基因，结合基因注释和组织表达信息，进一步筛选到9个候选基因，主要涉及转录因子、糖蛋白家族和糖类合成转运等生物学过程。其中，Glyma.01g016500、Glyma.13g042100、Glyma.16g131800和Glyma.16g155300在大豆种子及荚中表达水平较高，可作为大豆鲜籽粒可溶性糖的最具潜力候选基因。【结论】通过全基因组关联分析，检测到36个与鲜籽粒可溶性糖含量显著关联的SNP，进一步筛选出9个候选基因可能参与大豆鲜籽粒可溶性糖含量的调控，其中，Glyma.01g016500、Glyma.13g042100、Glyma.16g131800和Glyma.16g155300可作为调控大豆鲜籽粒可溶性糖含量的关键目标基因。

关键词：大豆鲜籽粒可溶性糖含量全基因组关联分析候选基因

红麻HcKAN4基因克隆、表达及在类黄酮合成中的功能

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作物学报 2024年第3期50卷 645-655页

作者：吴法轩李秦杨昕李新根徐建堂陶爱芬方平平祁建民张立武福建农林大学作物遗传育种与综合利用教育部重点实验室/农业农村部闽台作物生物育种重点实验室/福建省作物设计育种重点实验室福建福州350002 福建农林大学农业农村部东南黄红麻实验观测站/福建省麻类种质资源共享平台/福建省南方经济作物遗传育种与多用途开发国际科技合作基地福建福州350002

MYB类转录因子KAN4(KANADI4)在红麻类黄酮合成和纤维发育中发挥着重要作用。本研究以红麻品种‘福红952’为材料,对HcKAN4基因进行克隆和表达模式分析,探讨TRV-VIGS诱导该基因沉默对类黄酮合成途径中关键酶基因表达量改变的影响。基因... 详细信息

MYB类转录因子KAN4(KANADI4)在红麻类黄酮合成和纤维发育中发挥着重要作用。本研究以红麻品种‘福红952’为材料,对HcKAN4基因进行克隆和表达模式分析,探讨TRV-VIGS诱导该基因沉默对类黄酮合成途径中关键酶基因表达量改变的影响。基因克隆显示,HcKAN4基因开放阅读框(open reading frame,ORF)全长为966 bp,编码322个氨基酸,包含一个MYB保守结构域。进化树分析发现,其与拟南芥和木槿KAN4s的亲缘关系较近。表达分析表明,该基因在红麻不同组织中均有表达,且转录水平随着植物生长而递增。VIGS诱导基因沉默显示,6株HcKAN4的转录水平显著下调,达到基因沉默效果。进一步实时荧光定量PCR检测发现,类黄酮合成相关基因HcCHS、HcF3’5’H、HcANS、HcANR的转录水平显著下调,分别是对照组的0.51、0.14、0.23、0.11倍,表明HcKAN4基因可调控红麻类黄酮生物合成相关基因。这些结果为阐明红麻MYB转录因子调控类黄酮合成提供了依据,同时为改善纤维品质提供了研究思路。

关键词：红麻 HcKAN4 类黄酮合成 VIGS

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南方土壤中导致大豆皱叶的因子分析

大豆科学 2024年第2期43卷 167-175页

作者：陈文杰陈渊韦清源汤复跃郭小红梁江广西农业科学院经济作物研究所/广西作物遗传改良重点实验室广西南宁530007

为找出南方大豆皱叶症发生的诱因,本研究从南方土壤中非生物因素和生物因素两个角度进行探索研究。利用混池法和ICP-OES技术研究正常叶混池和皱叶混池的差异元素,利用构建的皱叶残留异质系中皱叶家系材料GY_C和正常叶家系材料GY_N,采用... 详细信息

为找出南方大豆皱叶症发生的诱因,本研究从南方土壤中非生物因素和生物因素两个角度进行探索研究。利用混池法和ICP-OES技术研究正常叶混池和皱叶混池的差异元素,利用构建的皱叶残留异质系中皱叶家系材料GY_C和正常叶家系材料GY_N,采用单因素随机区组试验设计,研究皱叶土壤的不同土层、营养液、灰烬、叶浆,进行土壤浸泡液、土壤消毒、氮肥等处理后大豆皱叶材料皱叶症的变化。结果表明:皱叶环境土壤的表层、中层和底层土均可导致GY_C叶片皱缩,中层土中的GY_C叶片皱缩程度略高于表层和底层土。氮磷钾配比失衡的营养液处理GY_C叶片未发生皱缩。ICP-OES分析皱叶混池E 1和正常叶混池E 0的31种元素后,未发现E 1/E 0比值为1.7倍以上的元素,且E 1中锰元素含量低于E 0。皱叶灰烬及土壤浸泡液处理基质后GY_C叶片未发生皱缩。移栽试验表明,南方土壤和基质比例超过3∶1时GY_C长出的新叶依然皱缩,而复种的盆栽中南方土壤和基质比例低于1∶8时GY_C叶片也会发生皱缩,且随着复种次数增加,皱叶程度有所增加。解剖观察皱叶材料的根、茎、叶柄未发现明显的虫害痕迹。-80,60,80,100和120℃处理的南方土壤中GY_C叶片不发生皱缩。综上所述,南方土壤中的微生物因素可能是导致大豆皱叶的关键因子。

关键词：大豆皱叶因子土壤南方 ICP-OES

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无人农机作业环境感知技术综述

农业工程学报 2024年第8期40卷 1-18页

作者：万欢欧媛珍管宪鲁姜锐周志艳罗锡文华南农业大学工程学院/岭南现代农业科学与技术广东省实验室广州510642 广东省农业人工智能重点实验室广州510642 广东省农业航空应用工程技术研究中心广州510642 华南农业大学南方农业机械与装备关键技术教育部重点实验室广州510642

推进农业装备智能化能够有效解决农业劳动力短缺的问题。环境感知是农业装备智能化的首要条件。然而,农业环境的动态变化和非结构化特性限制了无人农机的环境感知能力。该文对无人农机的作业环境信息感知技术进行全面梳理,首先介绍了无... 详细信息

推进农业装备智能化能够有效解决农业劳动力短缺的问题。环境感知是农业装备智能化的首要条件。然而,农业环境的动态变化和非结构化特性限制了无人农机的环境感知能力。该文对无人农机的作业环境信息感知技术进行全面梳理,首先介绍了无人农机作业环境的典型要素和各类感知传感器,并分析了不同传感器的优缺点,然后分别从障碍物感知、作物行感知和农田边界及高程信息感知等方面,对无人农机作业环境信息感知技术进行归纳总结,最后讨论了无人农机作业环境信息感知技术面临的挑战及发展趋势,旨在推动环境感知技术在农业领域的应用,促进农业机械的智能化转型。

关键词：农业机械传感器无人驾驶环境感知多传感器融合

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大豆抗裂荚基因pdh1在育成品种中的分布

中国油料作物学报 2024年

作者：邓克林郝青南窦玲屈艳慧陈水莲杨红丽单志慧中国农业科学院研究生院中国农业科学院油料作物研究所农业农村部油料作物生物学与遗传改良重点实验室

大豆裂荚是导致大豆产量大幅衰减的原因之一。pdh1基因是控制大豆抗裂荚的主要基因之一，但其作用受环境因素影响较大，目前在育种中尚未充分利用。为探究抗裂荚基因应用在育种中的可行性，以抗裂荚基因pdh1为筛选标记，对1929-2021年... 详细信息

大豆裂荚是导致大豆产量大幅衰减的原因之一。pdh1基因是控制大豆抗裂荚的主要基因之一，但其作用受环境因素影响较大，目前在育种中尚未充分利用。为探究抗裂荚基因应用在育种中的可行性，以抗裂荚基因pdh1为筛选标记，对1929-2021年期间育成的348个品种进行分析。结果表明：pdh1的携带与否和品种的抗裂荚性密切相关；348份材料中有255份含有pdh1基因，占总数的73.3%。pdh1基因的分布有着明显的地域特点，其中东北地区大豆品种的pdh1基因含有率为80%～85%，黄淮地区的品种中pdh1基因含有率为68%～72.1%，而南方地区育成品种pdh1基因含有率只占30%～36.3%。南方地区育成品种中的抗裂荚基因占有率较低可能与南方高湿气候特点有关。因此，以分子标记检测为主进行南方大豆抗裂荚筛选，可以克服环境影响，提高选择效率。

关键词：大豆抗裂荚 pdh1 地域分布