科研产出
甘蓝型油菜角果数突变体基因的定位及候选基因分析
《作物学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：角果数是油菜单株产量重要的构成因子之一,其优异等位基因的发掘和利用对产量的提高至关重要.油菜中已定位到上百个角果数QTL,但大多数效应不大且不稳定,难以进行精细定位或克隆.本研究前期发掘到一个油菜突变体(No.7931),其花序顶端在分化出约十朵花后即停止生长,因而成熟期角果极少.利用该少角果突变体和多角果品系No.73290构建F2分离群体,从中挑选角果数极端单株各30株进行BSA-seq,在C02染色体检测到3个关联区间:0~1.1 Mb、4.7~6.2 Mb、11.5~12.4 Mb.该候选区间在油菜参考基因组DarmorV8.1中有522个注释基因,存在SNP或Indel差异且有同源注释的基因235个.在花芽分化初期,选取两亲本(No.73290和No.7931)的茎尖分生组织进行RNA-seq,总共鉴定到8958个差异表达基因(DEGs).这些DEGs显著富集于20个生物学通路,包括碳代谢、翻译、氨基酸代谢(和花芽分化高度相关)等,其中99个位于关联区间.结合基因功能注释以及序列和表达差异分析确定了9个候选基因(BnaC02g00490.1D2、BnaC02g01030.1D2、BnaC02g01120.1D2、BnaC02g00270.1D2、BnaC02g02670.1D2、BnaC02g08680.1D2、BnaC02g08890.1D2、BnaC02g09480.1D2和BnaC02g10490.1D2),它们主要参与花序分生组织特性的维持和花器官的发育.上述研究结果为后续油菜角果数基因的精细定位和克隆奠定了坚实的基础.
关键词： 油菜;角果数突变体;花芽分化;BSA-seq;RNA-seq
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施肥方式对木薯根际土壤细菌多样性与群落结构特征的影响
《福建农林大学学报(自然科学版) 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：利用Ion S5~(TM) XL测序平台,通过未施肥(R1)、常规施肥(R2)和化肥减量(R4)等不同施肥方式对木薯华南205种植地土壤进行16S rRNA高通量测序分析,结果表明,在相似水平为97%下聚类分析得到的R1、R2、R4的OTUs数分别为1 003、989、864个;不同施肥方式下木薯根际土壤中优势菌门为酸杆菌门、绿弯菌门、变形菌门、放线菌门、厚壁菌门和拟杆菌门.化肥施用增加了绿弯菌门、变形菌门、放线菌门、厚壁菌门等的相对丰度,降低了酸杆菌门和拟杆菌门的相对丰度.施肥方式改变土壤细菌的多样性和丰度,其物种多样性表现为R1>R2>R4.基于土壤细菌群落的PCoA和聚类分析,R1和R2群落组成多样性较为相似,与R4不同.表明施肥方式不仅改变木薯根际土壤细菌的多样性与相对丰度,也在一定程度上改变了木薯根际土壤群落结构,尤其增加了木薯根际土壤有益细菌的数量,提高了木薯产量.
关键词： 施肥方式 木薯根际土壤 16S rRNA 细菌多样性 群落结构
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木薯种茎越冬贮藏期间适宜温、湿度分析
《中国农业大学学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：为明确越冬期间贮藏环境的温、湿度条件对木薯种茎生理指标的影响,设置人工气候箱(N1)、室内(N2)、室外(CK1)、岩洞内(YD)、岩洞外(CK2)、土洞内(TD)和土洞外(CK3)7种贮藏方式,分析越冬期间不同贮藏方式的温、湿度变化对木薯种茎生理指标的影响.结果表明:1)在越冬期间,Nl、N2、CK1、YD、CK2、TD和 CK3的温度变化分别为0.7、11.0、20.1、1.7、24.6、2.9和20.8℃,相对湿度(RH)度变化分别为8.5%、23.7%、42.0%、0、65.4%、0和45.4%;N1、YD和TD贮藏期间的温度、相对湿度条件相对稳定;2)在越冬期间,木薯种茎的游离脯氨酸、丙二醛、可溶性蛋白和可溶性糖含量均表现出随贮藏时间的延长而增加,增加的速率由高到低为N1>N2>CK1;3)越冬贮藏后,贮藏质量从高到低为N1>TD>YD>N2>CK1>CK3>CK2,其中N1显著高于其余6个处理,CK3和CK2显著低于其余5个处理.越冬贮藏期间,相对适宜并稳定的温度和湿度条件可以减弱木薯种茎的生理活动,有利于提高木薯种茎的贮藏质量.综上,建议木薯种茎越冬贮藏期间的温度控制在15~18℃,同时将相对湿度保持在85%以上.
关键词： 木薯;种茎;越冬贮藏;温湿度;生理;质量
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朱红橘果实成熟过程中类胡萝卜素的积累及相关基因的表达分析
《核农学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：为探究朱橘类果实成熟过程中类胡萝卜素的积累及相关基因的表达模式,本研究以朱红橘为材料,使用手持色差仪测定果实成熟过程中果皮和果肉的色差值,利用液相色谱串联质谱(LC-MS/MS)检测类胡萝卜素组分的含量变化,并利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析类胡萝卜素代谢相关基因的表达。结果表明,朱红橘成熟过程中,果皮和果肉的色差值均逐渐上升,至完全成熟时,果皮色差值远高于果肉;果皮和果肉中类胡萝卜素组分基本相同,但在果肉中未检测出β-柠乌素和β-阿朴胡萝卜素醛,类胡萝卜素含量随着果实成熟逐渐增加;除PDS、LCYE、ZEP外,大部分类胡萝卜素相关基因的表达量呈上调趋势;相关性分析结果显示,PSY、ZDS、HYD基因与类胡萝卜素含量呈显著或极显著相关。本研究为柑橘功能成分类胡萝卜素的开发利用提供了理论依据。
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油茶叶片叶绿素含量高光谱估测的偏最小二乘模型参数选择
《江西农业大学学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：[目的]利用高光谱技术估测植物叶片叶绿素含量时,如何在高维的光谱数据中选择有效的高光谱参数作为估测模型的输入矢量是估测叶绿素含量精度的关键.[方法]以南方丘陵地区油茶为试验材料,收集了182份油茶叶片光谱反射率及叶绿素含量样本,综合分析了敏感波段、光谱指数、高光谱特征参数和全波段(400~1350 nm)4个不同高光谱参数与叶绿素含量的相关性,筛选出较优高光谱参数分别作为估测模型输入矢量,建立估测油茶叶片叶绿素含量的偏最小二乘回归(partial least square regression,PLSR)模型.[结果]表明:(1)基于全波段建立PLSR模型,其建模集与验证集的R2分别为0.84和0.85,RPD值分别为2.52和2.59,估测效果最优;(2)与全波段参数相比,基于高光谱特征参数建立的PLSR模型预测结果略低,建模与验证R2分别为0.81和0.80,RPD值分别为2.31和2.28,模型输入矢量的数量较全波段模型降低了98.73%,减少了模型运算量,提高了模型运算速度.[结论]利用PLSR模型对油茶叶片叶绿素含量进行估测时,全波段和高光谱特征为估算油茶叶片叶绿素含量的有效高光谱参数.研究结果对快速准确获取油茶叶片叶绿素含量的相关研究有重要的技术指导意义.
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茄子黄萎病苗期抗性鉴定技术的优化及抗源筛选
《江西农业大学学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：[目的]建立快速、有效的茄子黄萎病苗期抗性鉴定技术,并对茄子资源进行苗期接种鉴定,为抗病育种提供理论依据.[方法]采用温室人工接种,分别对茄子黄萎病苗期接种鉴定的接种菌株、浓度、方法、接种苗龄及接种时间进行系统筛选与比较,并应用筛选出的最佳技术对50份不同来源的茄子资源进行抗黄萎病鉴定与评价.[结果]25株强致病力的黄萎病菌株中有7株产孢效率高,从中选取4种不同培养性状的菌株用于接种,最佳接种浓度为106个孢子/mL及以上,其中菌株"2015-61"致病力最强,接种浓度105个孢子/mL的致病结果与其他菌株最佳浓度的接种结果相当,提高了试验整体效率;接种方法以无底钵伤根法为最佳,最适接种苗龄为3~4片真叶期,浸根时间为10 min.利用此抗性鉴定方法从50份不同来源茄子资源中筛选出免疫品种2份,中抗品种3份,耐病品种12份.该优化接种技术的发病情况与田间病圃结果基本一致,较准确地反映了茄子资源对黄萎病的真实抗性.[结论]茄子黄萎病苗期最佳接种技术的确立以及抗黄萎病资源的筛选为抗病育种提供依据.
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纯合系野生稻植硅体形态特征及其在水稻起源研究中的意义
《中国科学:地球科学 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：通过分析现生野生稻植物细胞结构、组织、器官等形态特征,建立野生稻的鉴定指标,是研究史前稻作农业起源、演化的基础.但是,现生野生稻在演化过程中经常会受到人类栽培驯化稻基因渗透,影响了野生稻鉴定指标的准确性.如何消除驯化水稻等植物基因渗透对鉴定指标的影响,纯化野生稻的形态特征,一直是困扰水稻起源研究的难题.本文通过对比分析中国江西东乡3处原生境普通野生稻(Oryza rufipogon Griff.)和1处异位保存的连续6代自交纯合后普通野生稻植硅体形态特征,发现消除(减少)了驯化基因渗透的纯合系野生稻扇型植硅体形态相比原生境野生稻,有3个方面的显著变化:(1)尺寸总体缩小(体长从VL_(原生)41.9μm减少到VL_(纯合)38.6μm);(2)长柄型增多,扇面长B/扇柄长A的值,从B/A_(原生)(1.22±0.47)减少到B/A_(纯合)(0.92±0.30);(3)鱼鳞状纹饰个数减少,≥9个鱼鳞状纹饰的扇型植硅体比例明显降低,从原生境野生稻的53.4%减少到纯合系野生稻的37.2%.本研究为利用水稻植硅体形态开展水稻起源研究,提供了可靠的鉴定参考标准.
关键词： 东乡野生稻 普通野生稻 扇型植硅体 纯合系 原生境 水稻起源
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长期施肥条件下红壤有机碳化学结构与团聚体稳定性的关系
《土壤通报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：[目的]红壤普遍存在团聚体结构较差和有机碳含量较低的问题,土壤有机碳是影响土壤团聚体结构的重要指标,但以往研究主要关注有机碳含量与团聚体的相关关系,而对有机碳的化学结构如何调控团聚体结构则缺乏深入研究.[方法]依托始于1986年的红壤旱地长期施肥试验,选取不施肥(CK)、施用氮磷肥(NP)、施用氮磷钾肥(NPK)、施用氮磷钾肥和猪粪(NPKOM)和单施猪粪(OM)五个处理.于2019年早玉米收获后采集0~20 cm 土壤样品,分析土壤有机碳含量、有机碳化学结构和团聚体组分等指标,并进一步量化有机碳化学结构与团聚体平均重量直径的相关关系.[结果]结果表明:NPKOM 和OM处理的有机碳分别比CK增加了51.63%和34.34%.与CK相比,NPKOM处理的烷基碳、烷氧碳比例分别提高了 29.85%和21.54%,OM处理的烷基碳、烷氧碳比例则分别比CK提高了 31.98%和28.81%.但是,NPKOM和OM处理的芳香度分别比CK降低了24.90%和25.19%,而NPKOM和OM处理的脂族碳/芳香碳比值则分别比CK增加了 64.87%和73.34%.同时,施肥处理(NP、NPK、NPKOM和OM)的团聚体平均重量直径(MWD)均显著高于CK处理.土壤有机碳和脂族碳/芳香碳比值均与MWD呈显著正相关关系,但芳香度与MWD呈显著负相关关系.[结论]有机肥施用是改善红壤旱地有机碳化学结构的重要措施,其施用提升了红壤旱地烷基碳/烷氧碳和脂族碳/芳香碳比值,降低了土壤有机碳的芳香度,从而促进了土壤有机碳的累积和团聚体平均重量直径的增加,为红壤结构稳定奠定了基础.
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种植模式影响施肥导致的土壤反硝化势变化及其微生物机制
《土壤学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：水田土壤反硝化势(soil denitrification potential,SDP)往往高于旱地土壤,但施肥对水田和旱地SDP的影响差异往往基于不同气候条件下的不同土壤类型获取,其准确性可能受外界条件干扰.以发育自同一母质的相邻水田和旱地长期试验为平台,比较不同施肥模式下水田和旱地SDP的变化及其与功能基因(narG、nirS、nirK和nosZ)丰度及nirS-型反硝化细菌群落组成之间关系的异同.结果表明,在水田中,与常规氮磷钾平衡施肥(NPK处理)相比,缺钾(NP处理)和缺氮(PK处理)的SDP分别提高33.01%和23.57%,而缺磷(NK处理)则降低35.76%,其中NP和NK处理的SDP变化与nirS基因丰度显著相关.这可能与施肥导致的土壤有效磷和氮/磷变化有关,而PK处理的SDP变化与nirS-型反硝化细菌Azospira sp.NC3H-14丰度的显著升高有关.在旱地中,与NPK处理相比,NP、NK和缺氮钾的P处理SDP分别提高13.94%、26.51%和25.41%,NK和P处理的SDP变化既与narG基因丰度显著增加相关,也与不同的nirS-型反硝化细菌丰度增加有关,其中NK处理与Azospira sp.NC3H-14和Ideonella sp.NC3L-43b丰度增加有关,P处理与Azospira sp.NC3H-14、Rhodanobacter sp.D206a和Rubrivivax gelatinosus丰度增加有关;而土壤无定形氧化铁含量的变化可能是影响narG基因丰度的主要因素.直接比较相同环境条件下的水田和旱地结果可以发现,水田中施肥导致的SDP变化主要与反硝化微生物群落组成变化有关,而旱地中则可能同时受制于功能基因和反硝化微生物群落组成的变化.
关键词： 水田;旱地;反硝化势;功能基因;nirS-型反硝化细菌群落
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长期定位施肥对玉米根际土壤团聚体有机碳与钾素含量及其相互关系的影响
《土壤通报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：【目的】探讨长期定位施肥对玉米根际土壤中不同形态钾素含量变化及其与团聚体组分有机碳含量间的耦合关系，为红壤合理施肥提供理论依据。【方法】依托红壤长期施肥定位试验（始于1986年），采集不施肥（CK）、氮磷肥（NP）、氮磷钾肥（NPK）、2倍氮磷钾肥（DNPK）和氮磷钾配施有机肥（NPKM）5个处理玉米根际土壤，测定不同粒级土壤团聚体的有机碳、交换性钾和非交换性钾含量，探明它们之间的相关关系。【结果】各施肥处理玉米根际土壤不同粒级团聚体组分中> 2 mm组分均显著低于0.25～2 mm和<0.25 mm组分，但NPKM处理> 2 mm的组分最高，<0.25 mm组分则显著低于其他处理；而各团聚体组分间、同一粒级不同处理间全钾含量均无显著差异。与NP处理相比，NPK处理在> 2 mm、0.25-2mm和<0.25mm团聚体的交换性钾含量分别增加了64.83%、31.12%和32.43%，非交换性钾含量分别提高了11.74%、16.86%和14.54%。相关分析表明，> 2 mm团聚体中有机碳与交换性钾、非交换性钾含量均呈现出显著的正相关关系（R~2分别为0.72和0.77,P <0.05），且> 2 mm团聚体中有机碳含量增加0.1 g kg-1，交换性钾和非交换性钾含量分别提高5.69 mg kg-1和2.37 mg kg-1。【结论】在南方红壤地区，长期有机无机肥配施是提高玉米根际土壤大团聚体比例的重要措施，且大团聚体中有机碳含量的增加促进了交换性钾和非交换性钾含量的提高，可为满足作物根系的钾素需求奠定基础。
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