科研产出
二化螟对双酰胺类杀虫剂抗性的分子机制研究进展
《农药学学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：新型双酰胺类杀虫剂已广泛用于保障水稻生产，而二化螟作为危害水稻生产的钻蛀性害虫，已经对该类杀虫剂产生了抗性，明确该类杀虫剂抗性分子机制，可为二化螟抗性快速检测和绿色防控提供技术支撑。本文在总结二化螟对双酰胺类杀虫剂抗性现状的基础上，重点综述了近年来有关其抗性分子机制研究的进展，主要包括解毒酶和转运蛋白基因过表达介导的代谢抗性，以及鱼尼丁受体基因突变介导的靶标抗性；指出了该研究领域在抗性分子检测、抗性新基因鉴定、抗性基因调控网络和多重抗性机制等方面存在的问题，并展望了其发展方向，认为：利用高通量测序技术检测害虫种群抗药性；利用多组学技术鉴定新抗性基因及调控网络，以探明多重抗性机制；将反向遗传学工具放射性配基结合及电生理技术深入验证抗性基因功能；需开发靶向抗性基因的dsRNA转基因作物、纳米农药及选择性新型化学杀虫剂，以达到杀虫剂减施增效的目的。
关键词： 二化螟 双酰胺类杀虫剂 代谢抗性 靶标抗性 抗性分子机制
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再生稻种植对土壤肥力和有机碳化学结构的影响
《生态学杂志 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：“双改单”背景下，再生稻种植对稳定全国粮食产量具有重要意义。为研究再生稻种植对土壤有机碳及其肥力水平的影响，选取了单季稻、双季稻、再生稻3种稻作模式，并分析了三者土壤化学性质和有机碳化学结构的差异。结果表明：与单季稻相比，再生稻种植显著降低了土壤pH值，但其与双季稻无明显差异；土壤主要养分的含量均呈双季稻田＞再生稻田＞单季稻田的趋势，相对应地，三者的土壤肥力指数分别为0.66、0.47、0.40,且其差异达到了显著水平。不同稻作模式显著影响了土壤有机碳的化学结构，再生稻田中土壤烷基碳的相对含量显著高于单季稻但低于双季稻，而其烷氧碳的相对含量却显著高于双季稻但低于单季稻。再生稻田土壤的烷基碳/烷氧碳比值较单季稻显著提高了23.81%,但较双季稻则显著降低了30.67%;且该比值与土壤有机碳含量（R~2=0.95,P＜0.001）和肥力指数（R~2=0.96,P＜0.001）呈显著正相关。综上，再生稻的土壤肥力水平高于单季稻，却显著低于同为两稻模式的双季稻，这与不同稻作模式下的肥料投入、淹水周期和作物养分吸收利用密切相关。
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钙离子与硫化氢互作缓解铝对水稻根系伸长抑制作用的机制
《中国水稻科学 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：【目的】阐明钙离子与硫化氢相互作用缓解水稻铝毒害的分子和生理机制。【方法】以Kasalath为试验材料，选取0μmol/L和30μmol/L AlCl3,0.1 mmol/L和0.5 mmol/L CaCl2,0.2μmol/L NaHS和100μmol/L硫化氢清除剂亚牛磺酸（HP）作为处理浓度，将种子置于30℃培养箱中黑暗培养24 h后取水稻根系，通过测定水稻根系伸长量、总铝含量、细胞汁液中铝含量、质外体中铝含量、细胞壁中铝含量、果胶含量、果胶甲酯酶活性以及OsSTAR2、Os NRAT1和Os FRDL4相对表达量，探究钙离子与硫化氢互作缓解铝对水稻根系伸长抑制作用的机制。【结果】铝胁迫下，相较于0.1 mmol/L CaCl2处理，0.5 mmol/L CaCl2处理显著提高了水稻根系伸长量、硫化氢含量、总钙含量和细胞质中钙含量，显著降低了水稻根系的总铝含量，细胞液、质外体和细胞壁中的铝含量。铝胁迫下，硫氢化钠预处理后，水稻根系的伸长量在两种钙浓度下均显著增加，水稻的根尖铝含量、根系总铝含量、细胞液中铝含量、质外体中铝含量和细胞壁中铝含量在两种钙浓度下均显著降低，OsSTAR2和Os FRDL4相对表达量在两种钙浓度下均显著提高，Os NRAT1相对表达量在两种钙浓度下均显著降低。铝胁迫下，添加HP则呈现相反的结果。【结论】铝胁迫下，钙离子通过增加水稻根系硫化氢的生成，降低水稻根系对铝的吸收和积累，最终缓解铝对水稻根系伸长的抑制作用。
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茄子种质遗传多样性及群体结构分析
《种子 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：利用18个表型性状和50对SSR分子标记对77份茄子材料进行遗传多样性和群体结构分析。表型多样性分析结果表明，18个表型性状均表现出不同程度的多样性，变异系数变幅为11.47%～78.36%、平均33.58%,其中果形指数变异系数最大，为62.3%,茎表茸毛变异系数最小，为8.2%;香农遗传多样性指数为0.20～2.06、平均1.24,其中果形最高，为2.03,茎表茸毛和叶刺最低，为0.20;主成分分析将18个表型性状概括为果形因子、色泽因子、植株高度因子、果实光滑因子、叶片形态因子、茸毛因子等6个因子，累计贡献率为72.208%,其中果实特征占主要成分；利用组内平方欧氏距离法将供试材料聚为四类群，类群Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ为栽培茄，类群Ⅳ绝大部分为近缘野生茄。50对SSR分子标记引物共扩增出252条带，平均每对标记扩增出5.040条，多态性位点比例（P）为60.057%。利用UPGMA法进行分子聚类，遗传相似系数在0.43～0.94之间，平均值为0.78;在遗传相似系数0.64处，将供试材料划分为6个类群。Structure群体结构分析表明，供试材料被分为6个亚群，其中只有3.89%具有混合来源，绝大部分种质来源单一。表型聚类、UPGMA聚类与Structure群体结构划分的结果相似，均能区分出栽培茄和近缘野生茄，77份茄子种质资源间的类群划分与果实形态和地理来源有一定相关性。
关键词： 茄子 表型性状 SSR分子标记 遗传多样性 群体结构
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芝麻根系响应铝胁迫的比较转录组分析
《植物生理学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：利用两个对铝胁迫耐受性表现显著差异的芝麻（Sesamum indicum）品种‘金黄麻’（耐铝）和‘竹山白’（铝敏感）为实验材料,进行了铝胁迫下芝麻根系的高通量RNA测序和比较转录组分析,筛选响应铝胁迫的潜在候选基因,研究芝麻响应铝胁迫的分子机制。从16个转录组测序文库共获得137.57 Gb的clean data （干净数据）,平均每个样本获得8.60 Gb高质量序列。两个材料处理前和处理后的比较转录组分析中共鉴定到1 425个差异表达基因在胁迫处理后的‘金黄麻’中上调表达,上调差异倍数大于‘竹山白’,且铝胁迫后其表达水平大于‘竹山白’; 773个基因在胁迫处理后的‘金黄麻’中下调表达,下调倍数大于‘竹山白’,且铝胁迫后其表达水平小于‘竹山白’。基因本体（GO）富集分析的结果表明这些基因主要富集在与离子结合、膜组成成分和防御刺激应答反应有关的GO条目中。京都基因和基因组数据库（KEGG）富集分析的结果显示差异表达基因主要富集在次级代谢产物的生物合成途径、苯丙素生物合成途径和植物-病原菌互作途径。多个铝激活的苹果酸转运蛋白基因和过氧化物酶基因在富集通路中被鉴定到。差异表达基因荧光定量PCR的结果表明基因表达的变化趋势与转录组测序结果基本符合。这些结果将为进一步研究芝麻耐铝的分子机制奠定基础。
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江西省菜用大豆蛋白营养评价及地区差异比较
《大豆科学 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：为了给江西省菜用大豆的产业发展和生产消费提供具体的数据支撑，以来自江西省17个县市共111份菜用大豆为研究对象，采用国标方法测定各材料水分、粗蛋白和氨基酸组分含量，以FAO/WHO氨基酸模式为评价标准，采用氨基酸比值系数法评价江西各地菜用大豆蛋白质营养水平，利用统计学方法对江西省各地区的菜用大豆进行系统聚类分析。结果表明：江西省区域内的菜用大豆粗蛋白鲜重含量平均为11.0%,水分含量平均为72.4%,必需氨基酸占总氨基酸比例平均为33.7%;江西省各地菜用大豆第一限制性氨基酸为蛋氨酸+半胱氨酸，必需氨基酸指数（EAAI）平均值为92.7;不同地区的菜用大豆聚类为3类，蛋白质品质评价最好的是来自芦溪、高安和万载地区的菜用大豆，而萍乡安源、新余渝水和宜春地区采集的菜用大豆蛋白营养价值评价较差。研究结果表明江西省菜用大豆蛋白质营养价值存在地区差异，可能与江西省各地区品种、气候环境、土壤环境、田间管理习惯等因素相关。
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广谱抗稻瘟病水稻保持系赣香B的抗性遗传解析
《中国水稻科学 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：[目的]赣香B是江西省农业科学院水稻研究所育成的水稻野败型保持系,在江西、福建、贵州、湖北和浙江等多地都表现较强的稻瘟病广谱抗性.对赣香B的稻瘟病抗性位点的遗传解析,有助于今后稻瘟病抗性育种工作.[方法]通过抗感株系基因组比较、稻瘟病抗性位点标记检测、抗性位点测序和片段代换系表型鉴定,分析赣香B中的稻瘟病抗性基因位点.[结果]赣香B中含稻瘟病抗性基因Pish、Pia和Pita.在稻瘟病高感株系中导入Pish后,抗性得到显著增强;而导入Pita或者Pia后,抗性略微增强或者没有显著效果.[结论]赣香B携带多个稻瘟病抗性基因,其中,Pish是主效抗性基因,表现出广谱稻瘟病抗性.
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基于LBPHSV+ResNet50融合的水稻冠层氮素营养监测方法
《中国农业大学学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：为采用数码相机拍摄的水稻冠层图像来估测作物的氮素含量.以自然环境下获得的水稻冠层图像为研究对象,提出一种基于图像纹理色彩特征(LBPHSV)和ResNet50网络融合算法的氮素含量预测方法.LBPHSV+ResNet50融合算法是通过运用LBP算子和HSV颜色空间矩阵提取图像特征参数,将提取到的融合特征集作为ResNet50模型输入以加强对作物氮素营养的表征,并将预测结果与常用的多元线性回归、随机森林(RF)、支持向量回归模型、多层感知机、卷积神经网络、长短记忆网络(LSTM)及组合模型预测结果进行对比分析.结果显示:相比于浅层机器学习模型,深度学习算法能显著提高预测模型的准确率;LBPHSV+ResNet50融合模型的预测能力和泛化能力达到最优,R2和RMSE分别为0.97、0.02.相比于RF、LBP+LSTM、ResNet50,新模型的R2分别提升了16.36%、9.72%、16.55%和 1.13%,RMSE 分别下降了0.35、0.46、0.05 和 0.002.因此,LBPHSV+ResNet50融合模型在预测水稻氮素含量时可提供令人满意的性能,能够满足对水稻氮素营养无损精准监测的农业需求.
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低温胁迫对芝麻芽期幼苗生长的影响与耐低温材料筛选
《浙江农业学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：为研究芽期温度对芝麻生长发育的影响，分析芽期低温胁迫对芝麻的生理响应和不同基因型种质资源对低温胁迫的反应差异，以5份对温度敏感度有差异的芝麻种质为试材，设置5个处理温度（28、25、21、18、15℃）进行暗培养处理，测定根长、芽长和苗鲜重，以此确定芝麻芽期低温胁迫的敏感温度；并对188份芝麻种质资源进行低温耐受性鉴定，通过相关性分析、隶属函数值和聚类分析进行综合评价；同时，测定不同基因型芝麻芽期低温胁迫下的生理生化指标。结果表明，随着芽期培养温度的降低，芝麻幼苗根长、芽长和苗鲜重均逐渐下降，在18℃下降显著，且不同基因型材料之间的测定指标相对值差异较大。聚类分析将188份芝麻种质资源聚为5类，即5份高耐低温材料，42份耐低温材料，44份中耐低温材料，50份不耐低温材料和47份极不耐低温材料。不同地理来源的供试材料低温耐受性有一定差异，其中，中部江淮地区低温耐受性丰富度大；芝麻芽期低温胁迫时，不同基因型芝麻芽和根的H2O2、丙二醛（MDA）、脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白含量均出现不同程度的上升，其中H2O2、MDA含量显著增加，过氧化氢酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）活性增强。筛选出驻芝19号、漯芝16号等5份芽期高耐低温种质，以期为耐低温芝麻种质资源发掘和新品种选育奠定基础。
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