科研产出
二倍体和四倍体马铃薯StGAox基因鉴定与比较分析
《生物技术通报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：【目的】赤霉素氧化酶GAox包括GA20氧化酶（GA20ox）、GA2氧化酶（GA2ox）和GA3氧化酶（GA3ox），是植物体内赤霉素GA生物合成的关键调控酶，与植物的生长发育及对胁迫的响应息息相关。从二倍体和四倍体马铃薯全基因组中鉴定StGAox基因家族成员，比较分析不同倍性的马铃薯中该基因家族的进化模式，为马铃薯StGAox的基因功能研究提供线索。【方法】基于3个二倍体和3个四倍体马铃薯全基因组信息，利用生物信息学方法对StGAox基因家族进行鉴定，比较分析不同倍性的马铃薯中该家族成员的系统发育关系、基因结构、染色体定位、共线性关系、基因复制模式、亚细胞定位、顺式作用元件、匍匐茎中的表达模式。【结果】二倍体马铃薯Solanum tuberosum group Phureja DM1-3 516 R44 (DM)、S. chacoense M6 (M6)和S. tuberosum group Tuberosum RH89-039-16 (RH)分别鉴定到35、26和56个GAox同源基因，四倍体马铃薯品种大西洋（cv. Atlantic,Atl）、合作88 (cv. Cooperation-88,C88)和cv. Otava (Ot)分别鉴定到99、133和105个同源基因，在12或24或48条染色体上呈不均匀分布，其编码蛋白主要定位于细胞核、细胞骨架及叶绿体中；通过对二倍体和四倍体马铃薯、番茄和拟南芥的比较进化分析将其分为3个亚族GA20ox、GA3ox和GA2ox，同一亚族具有相似的蛋白保守基序和基因结构；共线性分析发现6种马铃薯StGAox存在不同程度的易位；在基因复制方面，与二倍体马铃薯DM比较，四倍体马铃薯Atl、C88和Ot中分别有72、117、95个StGAox基因属于共线性基因，二倍体马铃薯M6和RH中分别有21和51个共线性基因；顺式元件分析表明，胁迫相关的CAAT-box、植物生长发育相关的TATA-box、植物激素相关的CGTCA-motif、ERE和TGACG-motif、光反应相关的Box 4和G-box的数量最多；StGAox在匍匐茎中表达模式不同，大多数StGAox基因TPM值均小于20,31个StGAox基因仅在膨大匍匐茎中有表达，12个基因在膨大匍匐茎中的表达量明显高于顶端弯钩状匍匐茎。【结论】二倍体和四倍体马铃薯中共鉴定到454个GAox基因，揭示了不同倍性的马铃薯GAox家族基因结构、基序组成、染色体分布、基因复制模式和匍匐茎中的表达谱。
关键词： 马铃薯 倍性 赤霉素氧化酶 生物信息学分析 基因复制
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钾肥对甘蔗根际微生物多样性和群落构建过程的影响
《应用生态学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：微生物丰富种群和稀有种群在生态系统中发挥着防止病原体传播、控制养分循环和促进污染物降解等关键作用，但目前在农田生态系统中关注较少。本研究使用高通量测序技术和构建生态模型系统评估了不同施钾量(0、75、150、225和300 kg·hm-2)对甘蔗根际土壤细菌和真菌的丰富种群及稀有种群多样性、驱动因素和群落构建过程的影响。结果表明：施钾肥能够显著改变甘蔗土壤养分含量和酶活性特征，在施钾量为300和225 kg·hm-2时土壤养分含量和酶活性分别达到最高。甘蔗根际土壤微生物的丰富种群集中在几个优势类群中，施钾肥能够极显著改变根际微生物物种组成和群落结构。施钾肥条件下土壤脲酶、有机质和过氧化氢酶等是影响细菌和真菌丰富种群与稀有种群群落结构的主要限制性因子。同时施钾肥对根际细菌群落的影响大于真菌，对丰富种群的影响大于稀有种群。施钾肥后甘蔗根际细菌和真菌群落构建过程主要由确定性过程驱动，细菌群落中异质选择占主导过程，而真菌群落中同质选择占主导过程，同时细菌和真菌丰富种群和稀有种群的群落构建也受确定性过程驱动。综上表明，施钾对甘蔗土壤养分和酶活性存在显著影响，增施钾肥有助于增加细菌和真菌丰富种群及稀有种群的多样性，调控甘蔗根际土壤微生物群落构建过程。
关键词： 甘蔗 钾肥 根际微生物群落 微生物丰富种群 微生物稀有种群 群落构建 土壤酶活性
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轮作对植烟土壤理化和生物学特性及烟叶化学成分影响的Meta分析
《中国土壤与肥料 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：为了探究轮作种植模式对植烟土壤理化和生物学特性及烟叶化学成分影响，揭示影响烟叶化学品质的关键因子，在Web of Science、Springer、中国知网、万方、维普和Google Scholar等中英文数据库，以长期定位试验、烟草轮作、土壤理化性质、土壤微生物和烟叶化学成分为关键词，筛选代表性文章51篇，涉及轮作试验194个，非轮作对照试验51个，提取有效田间数据1008组，通过Meta分析、Pearson相关性分析和结构方程模型分析，揭示轮作对烟叶化学成分的影响因素。Meta分析结果表明，不同科类作物与烟草轮作显著改善土壤物理性质、化学性质和生物学特性等质量指标及提高烟叶钾（42.46%）、糖碱比（40.86%）、烟碱（38.59%）、还原糖（38.59%）和总糖（38.51%）等化学成分指标（P<0.05），使各成分更加协调，其中，以烤烟-禾本科轮作模式的效果最好；化学成分含量还受年均温度、年降水量和土壤类型等因素的影响。Pearson相关性分析结果表明，土壤碱解氮（1:R2=0.4468,2:R2=0.4673）、有机质含量（1:R2=0.5089,2:R2=0.3674）、酸性磷酸酶活性（1:R2=0.3161,2:R2=0.3850）和微生物Ace指数（1:R2=0.2026,2:R2=0.2660）与烟叶糖碱比（1:R2）和钾含量（2:R2）呈显著正相关（P<0.05）。结构方程模型分析表明，土壤有机质和碱解氮含量是影响烟叶钾含量的主要因素，微生物Ace指数和碱解氮含量是影响糖碱比的主要因素。轮作模式对烟草叶片化学成分有显著影响。具体而言，禾本科-烟草轮作模式对土壤的物理、化学和生物特性以及烟叶的化学成分都有积极的影响。Meta分析、Pearson相关分析和结构方程模型进一步证实了这些发现。基于这些结果，建议实施禾本科和烟草轮作制度，以提高烟草生产的质量和效率。该系统应综合考虑年均降水量、年均气温和土壤质量指标，优化烟草生长条件。通过调整轮作制度和土壤管理方法，农民可以在保持烟草质量的同时获得更高的产量，从而提高工业产量和效率。
关键词： 烤烟轮作 烟叶化学成分 Meta分析 Pearson相关性分析 结构方程模型
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大麻类纤维素合酶基因家族生物信息学分析
《贵州农业科学 》 2025 北大核心
摘要：【目的】探明大麻类纤维素合酶（Cellulose synthase-like, Csl）基因家族成员的结构和功能，为调控大麻生长发育提供参考。【方法】通过生物信息学方法对大麻Csl家族成员的理化性质、系统进化、基因结构和保守基序及启动子顺式作用元件等进行分析。【结果】从大麻中共鉴定得到24个Csl家族成员，除7号染色体外其余9条染色体上均有成员分布，各成员外显子数目为3～9个。系统进化树分析显示，24个家族成员被分为CslA、CslB、CslC、CslD、CslE、CslG共6个亚族，其中CslC和CslD成员最多，均有6个。保守基序分析发现，Motif2和Motif3在6个亚族蛋白中均有分布，而Motif6、Motif8和Motif9仅在CslA和CslC亚族蛋白中分布，Motif1、Motif4、Motif7和Motif10仅在CslB、CslD、CslE和CslG亚族蛋白中分布。CsCsls基因启动子区域包含光响应、激素诱导元件、逆境响应元件和MYB结合位点。经公共转录组数据分析发现，除CsCslB2在叶中特异表达外，大部分成员在根和茎中表达水平明显高于叶片。不同亚族成员在茎秆不同组织和不同部位及下胚轴不同发育时期的表达量也存在一定差异。【结论】推测Csl家族基因除介导大麻纤维中半纤维素合成外，还参与大麻生长发育和逆境响应等其他生物学进程。
关键词： 大麻 半纤维素 类纤维素合酶 基因家族 生物信息学 逆境响应
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异龙湖区浅层地下水NO3--N浓度时空变化及其来源解析
《生态环境学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：明确异龙湖区浅层地下水中NO3-的主要来源、转化过程及主要驱动因素，对防治地下水氮污染和合理利用水资源具有重要意义。于2020年雨季（8月）和2021年旱季（5月）选择异龙湖区农田灌溉井（13个）和居民区生活用水井（10个），共采集46个地下水样品。运用水化学和氮氧同位素(δ15N-NO3-、δ18O-NO3-)技术并结合同位素混合模型（SIAR），明确地下水中NO3-的时空分布、转化过程、来源及不同来源氮对地下水NO3-的贡献。结果表明，地下水中氮浓度和形态均受土地利用和雨旱季变化的影响，农田地下水中氮浓度高于民用地，旱季高于雨季。农用地25%的采样点地下水ρ（NO3--N）超过地下水III类水质要求（GB/T 14848—2017）规定的20 mg·L-1。水土环境对农用地浅层地下水氮浓度影响较大，反映和影响地下水氮浓度的关键性因子是水中的EC、pH、DO和温度（t），而土壤碳氮指标对地下水氮浓度影响较弱。硝化作用是异龙湖区地下水中主要的氮转化过程，地下水NO3-主要来源于粪污氮、土壤有机氮、化肥氮，其对民用地和农用地的贡献率分别为46.02%、25.83%、21.49%和35.27%、34.39%、24.57%。因此，改善污水收集处理设施、合理堆置和施用粪肥、控制土壤氮淋失是防治异龙湖区地下水中NO3-污染的重要策略。
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叉角厉蝽对家蚕幼虫的捕食作用
《环境昆虫学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：目前叉角厉蝽Eocanthecona furcellata规模化人工饲养主要以鳞翅目害虫斜纹夜蛾Spodoptera litura、草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda等为食料，但以害虫为食料饲养，在叉角厉蝽商品化包装、远距离带食料运输至释放地时，难免增加田间释放时害虫迁移入侵、扩散危害的风险。本研究将家蚕Bombyx mori幼虫作为叉角厉蝽各发育阶段的食料，具体探究叉角厉蝽各虫态对家蚕2～4龄期幼虫的捕食行为、捕食功能、搜寻效应，结果表明各虫态叉角厉蝽能够以单头捕食或集体围猎的方式攻击家蚕幼虫并成功捕食，捕食量随家蚕幼虫密度增加而增大，当猎物密度达到一定时，捕食量趋于稳定饱和；捕食功能反应符合Holling II圆盘方程，叉角厉蝽捕食能力与虫龄呈正相关，叉角厉蝽2龄若虫对家蚕2龄幼虫最大日捕食量为24.042头；叉角厉蝽成虫捕食能力最强，对家蚕2龄、3龄、4龄幼虫最大日捕食量分别为42.1553头、18.5510头、20.5951头；搜寻效应与猎物密度呈负相关，在猎物龄期和密度相同时，高龄叉角厉蝽的搜寻效应普遍大于低龄叉角厉蝽，且各虫态叉角厉蝽捕食低龄家蚕幼虫的搜寻效应大于捕食高龄家蚕幼虫。叉角厉蝽能够取食利用营养丰富的家蚕幼虫，大大提高了在田间释放的安全性，为规模化饲养过程中根据发育龄期选择合适龄期的家蚕幼虫及合适的投放数量饲喂提供理论参考依据，也为拓展家蚕的多元化资源利用提供新思路。
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不同加工方式的云南大叶种茶生物活性成分差异分析
《食品工业科技 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：为探究云南大叶种茶(绿茶、普洱生茶、红茶、普洱熟茶)生物活性成分组成和含量差异,挖掘关键特征成分.本研究以57个绿茶、52个普洱生茶、23个红茶、18个普洱熟茶为试验样品,分析茶叶中没食子酸、儿茶素、表儿茶素、山奈酚、杨梅素、槲皮素、咖啡碱、茶碱、茶黄素、茶红素、茶褐素、水浸出物、水分等活性成分及理化指标含量,并通过相关性分析(Correlation analysis,CA)、主成分分析(Principal component analysis,PC A)、正交偏最小二乘判别分析(Orthogonal partial least squares discriminant analysis,OPLS-DA)对活性成分含量统计分析.结果表明:绿茶中水浸出物、山奈酚平均含量最高,含量分别为47.89%、1.596 mg/g;普洱生茶儿茶素、表儿茶素、槲皮素、杨梅素平均含量最高,分别为0.555%、1.332%、2.628 mg/g、0.46 mg/g;红茶中茶黄素、茶红素、咖啡碱平均含量最高,分别为0.25%、6.75%、3.278%;普洱熟茶中茶褐素、没食子酸、水分、茶碱平均含量最高,分别为15.294%、0.433%、9.34%、25.583 mg/kg.水浸出物、儿茶素、表儿茶素、杨梅素、槲皮素等活性成分在未发酵茶中更高,而没食子酸、茶褐素含量在发酵茶中更高,说明加工工艺对活性成分有影响.相关性分析表明加工工艺不同使得活性成分间相关性不同,但儿茶素、表儿茶素在4种茶叶中均为极显著正相关(P<0.01).PCA和OPLS-DA进一步筛选得到茶黄素、茶红素是红茶的关键特征成分;茶褐素、没食子酸是普洱熟茶的关键特征成分;儿茶素、表儿茶素、杨梅素、槲皮素可作为绿茶、普洱生茶的特征成分.本研究可为茶叶功能成分利用、新产品开发等提供新的科学依据.
关键词： 云南大叶种茶 生物活性成分 差异分析 不同加工工艺 多元统计分析
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云南铁壳麦重组自交系群体穗发芽抗性鉴定
《种子 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：小麦穗发芽会严重影响小麦的产量和质量,筛选穗发芽抗性种质和利用功能分子标记,可以从根本上降低或避免小麦穗发芽的危害。以298份早期鉴定为高抗穗发芽的临沧铁壳麦及高感的云麦53为亲本的高代重组自交系为材料,采用整穗发芽和籽粒发芽两种方法鉴定和评价其穗发芽抗性;利用分子标记对主要穗发芽抗性相关基因(TaMKK3-A、TaSdr-2B、Tamyb10-D1、TaMFT-A2、GS34-7B、TaMFT-A1、TaDFR-3B、Tamyb10-B1、TaSdr-2A、Tamyb10-A1)进行检测,并结合其表型分析不同抗性基因的效应。结果表明,298份材料的整穗发芽率(SGR)均值为86.79%,变化范围为0.13%～100.00%;发芽指数均值为56.85%,变化范围为0.43%～100.00%;其中有7份材料的整穗发芽率和32份籽粒发芽率值达到了高抗水平;有7份材料的整穗发芽率和27份籽粒发芽率值达到了抗水平;2份材料的整穗相对发芽指数和14份籽粒相对发芽指数较云麦53达到抗水平;以相对发芽指数为分级标准时,2份材料的整穗相对发芽指数和14份籽粒相对发芽指数较云麦53达到高抗等级,可以作为抗穗发芽种质资源利用。在10个与穗发芽抗性相关的基因中,TaDFR-3Bb分布频率最高,达到68.71%,其余基因依次为TaMFT-A1b(63.85%)、TaMFT-A2b(61.96%)、Tamyb10-B1b(57.50%)、Tamyb10-B1a(43.33%)、TaMFT-A2a(38.65%)、TaMFT-A1a(37.09%)、TaDFR-3Ba(32.52%)、GS34-7B(0)。结合表型分析发现,TaMFTA2、TaMFT-A1、TaDFR-3Ba、Tamyb10-B1与表型不相关;TaMKK3-A、TaSdr-2B、Tamyb10-D1、Tadr-2A、Tamyb10-A1与表型显著相关。GS34-7B无条带说明材料中不含该抗性基因。因此,TaMKK3-A、TaSdr-2B、Tamyb10-D1、TSdr2A、Tamyb10-A1的分子标记可以利用。
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碳基调理剂对植烟土壤-微生物量碳氮磷的影响
《西南农业学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：【目的】探究施用不同碳基调理剂后，土壤微生物量碳氮磷及生态计量比的变化特征，明确土壤的养分供应变化，为筛选出合适的碳基调理剂提供方向。【方法】以昭通地区高肥力土壤为研究对象，开展相同外源添加量下不同碳基调理剂处理的田间区组试验，分析3种碳基调理剂对植烟土壤碳氮磷及其微生物量碳氮磷的影响，探讨其化学计量比之间的关系。【结果】施用不同碳氮比调理剂后，植烟土壤的SOC、TN、TP、MBC、MBN、MBP均有不同程度的提高，而C/N、C/P、N/P和MBC/MBN、MBC/MBP、MBN/MBP均有下降的趋势。在土壤理化性状中，与CK(C/N=0 )处理相比较，T1(C/N=20 )、T3(C/N=60 )处理SOC分别提高1.24%、2.19%; T1、T2(C/N=40)、T3处理TN分别提高6.27%、6.72%、9.75%,TP分别提高25.23%、13.06%、25.68%; C/N分别降低49.19%、14.73%、70.27%; C/P分别降低18.99%、19.34%、18.67%; N/P分别降低14.78%、5.32%、12.62%。在土壤微生物生物量中，与CK处理相比较，T1、T3处理MBC分别提高30.49%、30.48%; T1、T2处理MBN分别提高22.81%、6.74%; T2、T3处理MBP分别提高50.86%、391.88%; T2处理MBC/MBN降低51.37%; T2、T3处理MBC/MBP分别降低65.41%、51.67%;T2、T3处理MBN/MBP分别降低20.82%、83.89%。冗余分析表明，MBC与SOC、TP为正效应，与TP为负效应; MBN与SOC、TN、TP呈显著负效应，与C/P呈负效应; MBP与SOC、TP呈显著正效应。MBC/MBN与SOC、TN、TP呈显著正效应; MBC/MBP和MBN/MBP均与SOC、TP呈正效应，与C/N呈显著正效应。相关分析表明，MBC与SOC呈极显著正相关，与TP呈显著正相关，与N/P呈显著负相关。MBC/MBN与SOC呈显著正相关。【结论】C/N=60(T3)处理能显著提升SOC、TN、TP、MBC、MBP、MBC/MBN含量，有效调控土壤碳氮磷和微生物量碳氮磷的化学计量关系，研究结果可为改良冷凉山区高肥力土壤及烤烟的优质生产提供理论参考。
关键词： 碳基调理剂 微生物生物量 植烟土壤 生态化学计量比 终烤期
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基于深度特征局部重采样融合的多种类水稻种子识别
《农业机械学报 》 2025 EI 北大核心 CSCD
摘要：针对多种类水稻种子识别过程中,形态特征较多、分类难度较大的问题,本文提出了一种基于深度特征局部重采样融合(Depth feature local resampling fusion,DFLRF)的分类网络,对36种水稻种子进行分类识别。首先,该方法使用ConvNeXt作为骨干网络提取水稻种子特征;其次,采用特征强化注意力模块(Feature intensification attention module,FIAM)构造全局特征采集分支,使用多通道卷积局部重采样模块(Multi-channel convolutional local resampling module,MCLRM)和FIAM构建局部特征采集分支;最后,将输出的全局特征和局部特征进行融合,在CosFace损失约束下准确识别出具有近似特征的不同种类水稻种子。本研究使用自采数据集,实验得出,新模型ConvNeXtDFLRF总体准确率达到86.90%,较基础模型提高5.88个百分点,与InceptionResNetV2和EfficientNetV2等主流模型相比,总体识别准确率提升2.92～8.80个百分点,整体识别效果最优。本文所提出模型能够有效地对36种水稻种子进行分类,为多种类水稻种子分类识别的研究提供了一种新颖且有效的方法。
关键词： 水稻种子分类 多种类 深度特征 局部重采样 特征融合
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