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基于机器学习的马铃薯叶片叶绿素含量估算
1
作者 李成举 刘寅笃 +6 位作者 秦天元 王一好 范又方 姚攀锋 孙超 毕真真 白江平 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期1117-1127,共11页
为了提高马铃薯叶绿素含量估算模型的精度,使用无人机平台搭载多光谱相机,获取对照处理和干旱处理下马铃薯关键生育期的遥感影像,选取13种植被指数作为叶绿素含量反演模型的输入变量,使用多元线性回归(MLR)、支持向量回归(SVR)、随机森... 为了提高马铃薯叶绿素含量估算模型的精度,使用无人机平台搭载多光谱相机,获取对照处理和干旱处理下马铃薯关键生育期的遥感影像,选取13种植被指数作为叶绿素含量反演模型的输入变量,使用多元线性回归(MLR)、支持向量回归(SVR)、随机森林回归(RFR)、决策树回归(DTR)构建马铃薯叶绿素含量估算模型。首先分析了植被指数与叶绿素含量之间的相关性,结果表明,在对照处理块茎形成期,CIre、GNDVI、NDVIre、NDWI、GRVI、LCI与叶绿素含量之间的相关系数绝对值在0.5以上,且存在显著(p<0.05)或极显著(p<0.01)相关性;在马铃薯其他生育时期,13种植被指数与叶绿素含量之间的相关系数绝对值均在0.5以上,且存在极显著(p<0.001)相关性。然后对MLR、SVR、RFR和DTR等模型的精度进行比较,结果表明:SVR模型在对照处理块茎形成期、块茎膨大期和淀粉积累期的预测效果均是最佳,R 2和RMSE在块茎形成期为0.89和2.11,块茎膨大期为0.59和4.03,淀粉积累期为0.80和3.18;RFR模型在干旱处理块茎形成期、块茎膨大期和淀粉积累期的预测效果均是最佳,R 2和RMSE在块茎形成期为0.90和1.57,在块茎膨大期为0.87和2.16,在淀粉积累期为0.63和3.01。该研究为马铃薯叶绿素含量监测提供一种新的方法,后期可根据不同试验处理选择相应的估算模型。 展开更多
关键词 马铃薯 叶绿素含量 多光谱 支持向量回归 随机森林回归 决策树回归
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小麦SUS基因家族鉴定与生物信息学分析
2
作者 孔斌雪 李娜 +5 位作者 马靖福 窦佳欣 陈涛 张沛沛 刘媛 杨德龙 《云南农业大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期1-8,共8页
【目的】对小麦蔗糖合成酶(sucrose synthase,SUS)基因家族进行鉴定和生物信息学分析,为探究小麦SUS(TaSUS)基因家族的作用机制提供理论参考。【方法】采用生物信息学方法在小麦全基因组上鉴定TaSUS基因家族成员,并对其系统进化关系、... 【目的】对小麦蔗糖合成酶(sucrose synthase,SUS)基因家族进行鉴定和生物信息学分析,为探究小麦SUS(TaSUS)基因家族的作用机制提供理论参考。【方法】采用生物信息学方法在小麦全基因组上鉴定TaSUS基因家族成员,并对其系统进化关系、染色体位置、基因结构、保守结构域、启动子顺式作用元件和基因表达模式进行分析。【结果】在小麦基因组中共鉴定到分布于14条染色体上的24个TaSUS基因,可分为3个亚组。TaSUS基因含有多个外显子,但部分基因缺失非翻译区结构。TaSUS基因家族成员启动子区域包含45种顺式作用元件,涉及植物生长发育和逆境胁迫响应。大多数TaSUS基因在小麦穗中显著表达,在叶、茎和根中的相对表达量较低。【结论】研究结果有助于了解小麦SUS基因家族的进化,为后期小麦SUS基因家族的生物功能研究奠定理论基础。 展开更多
关键词 小麦 蔗糖合成酶(SUS) 生物信息学分析 基因表达
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荒漠-绿洲过渡带不同生境芦苇根际土壤真菌多样性及群落结构分析
3
作者 齐雅柯 张玲豫 +2 位作者 熊建州 焦健 李朝周 《中国草地学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期126-134,共9页
以沙漠-绿洲边缘4种不同生境(湿地生境、盐渍生境、盐渍-沙地过渡生境和沙地生境)芦苇群落为研究对象,基于高通量测序法探究芦苇根际土壤真菌多样性及群落结构。结果表明,4种生境芦苇根际真菌共检测出3门18纲51目98科128属145种。在门... 以沙漠-绿洲边缘4种不同生境(湿地生境、盐渍生境、盐渍-沙地过渡生境和沙地生境)芦苇群落为研究对象,基于高通量测序法探究芦苇根际土壤真菌多样性及群落结构。结果表明,4种生境芦苇根际真菌共检测出3门18纲51目98科128属145种。在门分类水平,子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota)分别为盐渍-沙地过渡生境、湿地生境主要优势菌门,而毛霉门(Mucoromycota)在盐渍生境中相对丰度最高。在属分类水平,湿地生境、盐渍生境、盐渍-沙地过渡生境和沙地生境的优势物种分别为棉革菌属(Tomentella)、古根菌属(Archaeorhizomyces)、梨孢属(Pyricularia)和小脆柄菇属(Psathyrella)。4种生境间真菌多样性和物种组成存在显著差异,有益菌与有害菌共存。湿地生境真菌物种丰富度和多样性最高,沙地生境和盐渍-沙地过渡生境主要优势物种更多,沙地生境和盐渍-沙地过渡生境的菌群组成相似,但真菌群落与环境因子关系尚不明确。上述研究结果对于认识河西走廊不同生境芦苇根际微环境具有一定参考价值。 展开更多
关键词 芦苇 生境 根际土壤 真菌多样性 高通量测序
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不同生育期干旱胁迫对马铃薯生长特性、块茎产量和水分利用效率的影响
4
作者 史田斌 刘震 +8 位作者 李志涛 陈丽敏 朱金勇 李泓阳 王玮璐 齐喆颖 张俊莲 李亚杰 刘玉汇 《江苏农业学报》 CSCD 北大核心 2024年第2期193-202,共10页
为了探究马铃薯对不同生育期干旱胁迫的响应,明确马铃薯各生育期的需水特性,本研究以马铃薯栽培品种华颂7号为试验材料,在大田遮雨棚下对马铃薯各生育期进行干旱胁迫处理,研究不同生育期干旱胁迫对马铃薯植株生长、干物质积累、块茎产... 为了探究马铃薯对不同生育期干旱胁迫的响应,明确马铃薯各生育期的需水特性,本研究以马铃薯栽培品种华颂7号为试验材料,在大田遮雨棚下对马铃薯各生育期进行干旱胁迫处理,研究不同生育期干旱胁迫对马铃薯植株生长、干物质积累、块茎产量及水分利用效率的影响。结果表明,幼苗期干旱胁迫处理(T_(1))后恢复灌水,相较于对照,成熟期马铃薯株高、根长、干物质积累量和水分利用效率显著提高。在产量和产量构成方面,幼苗期干旱胁迫处理后恢复灌水,大薯率较对照显著提高11.00个百分点、小薯率较对照显著降低10.34个百分点,块茎产量较对照显著增加31.34%。块茎形成期和块茎膨大期干旱胁迫处理(T_(2)、T_(3))的块茎产量较CK显著下降58.41%和27.84%,T_(2)处理的大薯率较对照显著降低了25.34个百分点,但T_(3)处理的大薯率、中薯率、小薯率与对照相比无显著差异。相较于对照,淀粉积累期干旱胁迫处理(T_(4))对马铃薯单株干物质积累、块茎产量和产量构成影响不显著。因此,可对华颂7号在幼苗期进行适当干旱胁迫以提高块茎产量和水分利用效率,而在块茎形成期和块茎膨大期应保持充足的水分供应以确保块茎产量的形成,从而达到高产高效的目的。 展开更多
关键词 马铃薯 干旱胁迫 生长特性 块茎产量 水分利用效率
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干旱灌区春小麦水分利用特征对绿肥与麦秸协同还田的响应 被引量：3
5
作者 樊志龙 胡发龙 +4 位作者 殷文 范虹 赵财 于爱忠 柴强 《中国农业科学》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期838-849,共12页
【目的】明确绿肥与麦秸协同还田对春小麦(Triticum aestivum L.)水分利用特征的影响,对干旱灌区应用绿肥构建小麦水分高效可持续生产模式具有重要支撑作用。【方法】本研究采取随机区组试验设计,以麦后休闲(W)为对照,设置了麦后免耕播... 【目的】明确绿肥与麦秸协同还田对春小麦(Triticum aestivum L.)水分利用特征的影响,对干旱灌区应用绿肥构建小麦水分高效可持续生产模式具有重要支撑作用。【方法】本研究采取随机区组试验设计,以麦后休闲(W)为对照,设置了麦后免耕播种绿肥+绿肥与麦秸全量还田(W-NTGS)、麦后免耕播种绿肥+绿肥单一还田(W-NTG)、麦后浅旋灭茬播种绿肥+绿肥单一还田(W-TG)3个处理,对小麦耗水特征、籽粒产量、水分利用效率(WUE)和灌溉水利用效率(WUEi)进行了研究。【结果】复种绿肥较麦后休闲显著增加了小麦播前0—50 cm土层的土壤贮水量,其中W-NTGS处理小麦播前0—10、10—20、20—30、30—50 cm土层的土壤贮水量,分别较W-NTG处理增加了22.1%、30.2%、21.5%和11.1%,较W-TG处理增加了26.2%、33.2%、26.5%和16.4%;而W-NTG与W-TG处理间小麦播前0—110cm的土壤贮水量均无显著差异。复种绿肥较麦后休闲分别使小麦耗水量、棵间蒸发量和蒸散比平均减少7.0%—7.1%、11.7%—20.1%和5.2%—15.9%,在复种绿肥中,W-NTGS处理小麦耗水量较W-NTG处理在2021年减少6.4%,较W-TG处理在2020和2021年平均减少6.1%;W-NTGS处理小麦棵间蒸发量分别较W-NTG、W-TG处理平均减少9.7%和13.6%,蒸散比分别降低6.2%和11.3%,W-NTG与W-TG处理间的耗水量、棵间蒸发量、蒸散比均无显著差异。复种绿肥较麦后休闲使小麦籽粒产量增加6.4%—16.8%,其中W-NTGS处理分别较W-NTG、W-TG处理平均增加6.6%和9.8%,W-NTG与W-TG处理间的小麦籽粒产量差异不显著。与麦后休闲相比较,复种绿肥使小麦WUE、WUEi分别提高11.9%—30.7%和6.4%—16.8%,复种绿肥之间相比较,W-NTGS处理分别较W-NTG、W-TG处理的WUE平均提高10.9%和16.8%,WUEi平均提高6.6%和9.8%,W-NTG与W-TG处理间的WUE和WUEi差异不显著。【结论】麦后免耕播种绿肥+绿肥与麦秸全量还田(W-NTGS)可显著增加小麦播前0—50 cm土壤贮水量,减少小麦季土壤水分的无效损耗,从而在减少小麦耗水量的同时增加籽粒产量,最终显著提高农田水分利用效率和灌溉水利用效率,可作为干旱灌区小麦复种绿肥水分高效利用推荐技术。 展开更多
关键词 绿肥 麦秸还田 耗水特征 水分利用效率 小麦
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马铃薯StCIPK11的克隆及响应干旱胁迫分析 被引量：1
6
作者 刘雯锦 马瑞 +3 位作者 刘升燕 杨江伟 张宁 司怀军 《生物技术通报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第9期147-155,共9页
明确马铃薯StCIPK11在响应干旱胁迫信号传导中的功能和作用机制,为深入研究StCIPK11响应马铃薯抗旱调控的分子机制提供理论依据。利用同源重组法和人工microRNA技术构建马铃薯StCIPK11过表达载体和干扰表达载体,通过根癌农杆菌介导法分... 明确马铃薯StCIPK11在响应干旱胁迫信号传导中的功能和作用机制,为深入研究StCIPK11响应马铃薯抗旱调控的分子机制提供理论依据。利用同源重组法和人工microRNA技术构建马铃薯StCIPK11过表达载体和干扰表达载体,通过根癌农杆菌介导法分别将其转入马铃薯栽培品种‘大西洋’中。RT-qPCR结果表明,过表达植株StCIPK11的表达量是非转基因植株(NT)的11.59和21.76倍,干扰表达植株StCIPK11干扰程度达到78%。经PEG模拟干旱胁迫,过表达植株叶片中丙二醛含量显著高于NT植株,脯氨酸含量、抗氧化酶(超氧化物歧化酶、过氧化物酶)活性均低于NT植株;StCIPK11干扰表达植株则表现出相反的趋势。StCIPK11参与了干旱胁迫应答过程,StCIPK11干扰表达可以降低马铃薯植株对水分胁迫的敏感性。 展开更多
关键词 马铃薯 StCIPK11 干旱胁迫 生理指标
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马铃薯丝氨酸羧肽酶类蛋白StSCPL家族的鉴定及干旱胁迫响应分析
7
作者 晋昕 魏玉溪 +5 位作者 陈正亮 王泽民 张国栋 杨江伟 张宁 司怀军 《干旱地区农业研究》 CSCD 北大核心 2023年第4期9-20,共12页
在全基因组水平上鉴定了马铃薯SCPL基因家族,并对其成员的基本特征、蛋白质保守结构域、进化关系和干旱胁迫下的表达模式进行了分析。同时,以干旱耐受性不同的马铃薯品种‘陇薯10号’(干旱耐受型)和‘大西洋’(干旱敏感型)为试验材料,... 在全基因组水平上鉴定了马铃薯SCPL基因家族,并对其成员的基本特征、蛋白质保守结构域、进化关系和干旱胁迫下的表达模式进行了分析。同时,以干旱耐受性不同的马铃薯品种‘陇薯10号’(干旱耐受型)和‘大西洋’(干旱敏感型)为试验材料,利用高通量测序分析了干旱胁迫关键差异表达基因StSCPLs。结果表明,马铃薯中共鉴定到了41个StSCPLs,不对称分布在11条染色体中,多数成员含有多个内含子。其蛋白均含有1个细胞内分泌和转运的信号肽、底物结合位点、N-糖基化位点以及与催化作用相关的进化保守基序。在非生物胁迫下,大多数StSCPLs都具有多胁迫响应性。在干旱耐受性不同的马铃薯品种中,StSCPLs表现出差异表达特性。同时,LncRNA及其靶StSCPL介导的调控网络显示,StSCPL3和StSCPL34分别是lncRNA MSTRG.2301.1和MSTRG.19548.1的靶基因,在干旱耐受性不同的品种中显著差异表达,可能是马铃薯对干旱胁迫响应的潜在靶点。 展开更多
关键词 马铃薯 SCPL基因家族 鉴定 胁迫响应 LncRNA
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不同基因型大麦苗期对干旱胁迫的响应及HvPIPs基因表达特征分析
8
作者 郝晶 姚立蓉 +8 位作者 汪军成 司二静 杨轲 乔岩 孟亚雄 马小乐 李葆春 尚勋武 王化俊 《干旱地区农业研究》 CSCD 北大核心 2023年第4期41-50,60,共11页
为研究不同基因型大麦苗期对干旱胁迫的响应,挖掘优质抗旱的大麦种质资源,以4份不同基因型大麦(2个高抗品种ZDM5430和ZDM5458,2个干旱敏感型品种7DCADA和IL^(-1)2)为材料,利用聚乙二醇(PEG-6000)模拟干旱条件,综合分析不同品种大麦的苗... 为研究不同基因型大麦苗期对干旱胁迫的响应,挖掘优质抗旱的大麦种质资源,以4份不同基因型大麦(2个高抗品种ZDM5430和ZDM5458,2个干旱敏感型品种7DCADA和IL^(-1)2)为材料,利用聚乙二醇(PEG-6000)模拟干旱条件,综合分析不同品种大麦的苗期抗旱性差异;并通过对不同品种根系进行PIPs实时定量分析,研究水通道蛋白AQPs基因与干旱胁迫之间的应答关系。结果表明,持续干旱胁迫会使大麦生长变缓,各处理苗长、根长、叶含水量和根含水量都呈下降趋势,其中,4个品种的大麦叶含水量在干旱胁迫14 d时下降最为显著,与对照相比,其降幅分别为29.14%、52.64%、21.67%和72.15%。干旱胁迫对大麦苗期干物质积累量和根冠比的影响较小,各处理间差异不显著;但持续干旱后,抗旱品种ZDM5430的根冠比呈上升趋势,在胁迫7、14、21 d时较CK分别增加了4.92%、42.86%和21.05%。随着胁迫时间的延长,大麦旗叶叶绿素含量和根系活力也呈下降趋势,其中ZDM5430和ZDM5458较对照组降幅较小,说明抗旱品种的形态指标、叶绿素含量及根系活力受干旱胁迫的影响较小。通过PIPs相对表达量分析发现,在相同处理条件下,4个不同品种的大麦根系HvPIPs的变化趋势基本相似,2个亚家族的基因在干旱胁迫后大多呈上调趋势,仅HvPIP1;1、HvPIP1;2、HvPIP2;1和HvPIP2;5有下降趋势,其中ZDM5430和ZDM5458这2个品种的表达量显著高于7DCADA和IL-12;表明该基因参与了大麦对干旱胁迫的适应性调控过程,且其在抗旱型品种中的表达量显著高于在干旱敏感型品种中。 展开更多
关键词 大麦 苗期 干旱胁迫 HvPIPs
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豌豆CBF基因家族的生物信息学及低温胁迫下的表达分析
9
作者 张楠 王旺田 +5 位作者 孙万仓 武军艳 马骊 杨刚 蒲媛媛 刘丽君 《甘肃农业大学学报》 CAS CSCD 2023年第1期101-113,共13页
【目的】为了更加全面地探究CBF基因家族在豌豆中的进化及生物学特征。【方法】通过生物信息学方法从基因家族鉴定、结构分析、蛋白基本理化性质、亚细胞定位、染色体定位、顺式作用元件、蛋白质相互作用与表达分析等方面,对豌豆PsCBF... 【目的】为了更加全面地探究CBF基因家族在豌豆中的进化及生物学特征。【方法】通过生物信息学方法从基因家族鉴定、结构分析、蛋白基本理化性质、亚细胞定位、染色体定位、顺式作用元件、蛋白质相互作用与表达分析等方面,对豌豆PsCBF基因家族进行系统鉴定和分子特征分析。【结果】在豌豆中共鉴定出21个PsCBF基因,染色体定位显示18个PsCBF基因分布在1、2、4、6与7号染色体上,其余3个未组装到染色体上(PsCBF19~PsCBF21)。21个PsCBF基因编码蛋白的氨基酸数在123(PsCBF09)~349(PsCBF11),且均属于疏水性蛋白。亚细胞定位预测显示18个PsCBF基因(85.71%)定位在细胞核上,二级结构主要以无规则延伸为主。蛋白基序显示同一类群的基因都具相似的保守基序特征且该家族成员包含1~7个保守基序;同一类群的基因也具有相似的基因结构,且该家族基因含1~2个外显子。PsCBF基因启动子区分析表明其含有多种顺势作用元件,在激素反应,组织特异表达以及逆境响应中起作用。蛋白聚类网络图显示其蛋白可能在豌豆应对非生物胁迫中起调节作用。此外,本研究发现低温胁迫后K2SiO3处理下大部分PsCBF基因的表达发生显著变化。【结论】本研究结果将为进一步分析豌豆PsCBF转录因子调控碗豆生物学过程及功能、碗豆抗寒的分子鉴定以及抗寒资源创新利用研究提供参考依据。 展开更多
关键词 豌豆 CBF基因家族 生物信息学分析 基因表达分析
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半干旱区雨养春小麦蒸腾效率的计算与应用
10
作者 刘江 王润元 +2 位作者 王鹤龄 蔡立群 赵福年 《江苏农业学报》 CSCD 北大核心 2023年第7期1501-1509,共9页
与作物叶片水平的蒸腾效率研究相比,由于群体蒸腾量难以直接测量,作物产量水平的蒸腾效率往往不被重视。本研究根据文献中所给出的产量水平的小麦蒸腾效率与自由水面蒸发量之间的关系,依据文献数据、田间试验观测资料以及桶栽试验观测资... 与作物叶片水平的蒸腾效率研究相比,由于群体蒸腾量难以直接测量,作物产量水平的蒸腾效率往往不被重视。本研究根据文献中所给出的产量水平的小麦蒸腾效率与自由水面蒸发量之间的关系,依据文献数据、田间试验观测资料以及桶栽试验观测资料,建立黄土高原西端半干旱区雨养春小麦产量与耗水量之间的关系,并计算获得了该区1987-2011年春小麦蒸腾效率,从而模拟了该区春小麦水分利用效率的变化。结果表明,半干旱区雨养春小麦耗水量与产量呈极显著的线性关系(P<0.01),不受不同年份气候条件、供水变化以及作物品种的影响。春小麦蒸腾效率平均为16.301 kg/(hm^(2)·mm),土壤水分蒸发量平均为156 mm。而依据自由水面蒸发量推算每年的春小麦蒸腾效率,所获得的蒸散量与实测产量关系符合该地区文献记录的耗水量与产量关系,论证了蒸腾效率在不同地区相同作物中的保守性特点。同时依据桶栽试验观测所得的胞间二氧化碳浓度与大气二氧化碳浓度比值与生育期平均空气饱和差之间的关系,修订已有的研究公式,能够模拟所研究地区的春小麦水分利用效率。本研究结果可为半干旱区雨养春小麦产量的提高及水资源的高效利用提供可借鉴的依据。 展开更多
关键词 水分利用效率 耗水量 光合生理过程 空气饱和差 大气蒸发力
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半干旱区旱地春小麦新品系性状比较试验
11
作者 李艳春 刘宏胜 +5 位作者 吴兵 李映 高玉红 牛俊义 杨建红 武江燕 《安徽农业科学》 CAS 2023年第12期26-29,共4页
在半干旱区的会宁旱地春麦种植区,对新选育出的9个旱地春小麦新品系进行了丰产性、抗旱性、抗病性等性状鉴定。结果显示,06004-3-1、1105-7-1-8和1102-1-5-3共3个品系抗逆性强、籽粒饱满、产量高,较对照西旱2号增产2.94%以上,差异达极... 在半干旱区的会宁旱地春麦种植区,对新选育出的9个旱地春小麦新品系进行了丰产性、抗旱性、抗病性等性状鉴定。结果显示,06004-3-1、1105-7-1-8和1102-1-5-3共3个品系抗逆性强、籽粒饱满、产量高,较对照西旱2号增产2.94%以上,差异达极显著水平。其中,06004-3-1保苗、成穗率高,抗病性强,丰产性好,较对照西旱2号增产6.40%,居参试材料1位;1105-7-1-8和1102-1-5-3分别较对照西旱2号增产5.66%、2.94%,分别居参试材料2、3位。综合分析了新选育出的9个参试材料的生育期、产量、抗逆性及田间长势等,06004-3-1、1105-7-1-8共2个品系综合农艺性状表现优良,建议推荐进入区域试验,1102-1-5-3等材料继续参加品系比较试验进一步鉴定相关性状。 展开更多
关键词 旱地 春小麦 品比试验 产量
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马铃薯StTCP7基因在干旱和盐胁迫下的表达分析
12
作者 赵永鲜 王凯彤 +1 位作者 张宁 司怀军 《干旱地区农业研究》 CSCD 北大核心 2023年第6期27-38,共12页
为了探究马铃薯(Solanum tuberosum L.)TCP7基因在干旱和盐胁迫下的表达模式,以耐旱品种‘Desiree’和干旱敏感品种‘Atlantic’为材料,通过自然干旱和200 mmol·L^(-1)NaCl溶液对盆栽苗进行胁迫处理。采用PCR法克隆得到StTCP7基因,... 为了探究马铃薯(Solanum tuberosum L.)TCP7基因在干旱和盐胁迫下的表达模式,以耐旱品种‘Desiree’和干旱敏感品种‘Atlantic’为材料,通过自然干旱和200 mmol·L^(-1)NaCl溶液对盆栽苗进行胁迫处理。采用PCR法克隆得到StTCP7基因,CDS区长741 bp,启动子区含有响应干旱诱导的作用元件,蛋白序列与窄刀薯TCP7相似度最高,同源性为98.2%,共编码1个含246个氨基酸的蛋白质;该蛋白含有1个TCP保守结构域,属于碱性蛋白,定位于细胞核上。利用qRT-PCR方法,对干旱和盐胁迫下StTCP7基因在‘Desiree’和‘Atlantic’中的表达量进行分析发现,StTCP7基因表达存在器官差异和品种间差异,在‘Desiree’中的表达量表现为根(1.02)>茎(0.33)>叶(0.29),在‘Atlantic’中的表达量为叶(4.62)>茎(3.72)>根(1.00)。干旱胁迫下,StTCP7基因在‘Desiree’根和叶中的表达量随干旱胁迫程度的增加呈先上升后下降趋势,W3(土壤含水量为35%~45%)时达到峰值,其表达量分别为对照组的1.27倍和1.87倍;该基因在‘Atlantic’根部的表达量呈先上升后下降的趋势,W3(35%~45%)时达到峰值,其表达量为对照组的1.39倍,叶中表达量呈持续上升趋势,W4(15%~25%)时达到峰值,其表达量为对照组的2.52倍。盐处理下,随胁迫时间的增加,StTCP7基因在‘Desiree’根部的表达量呈先上升后下降的趋势,处理6 h时达到最高,为对照组的2.16倍;叶中表达量呈先上升后下降的趋势,处理3 h时达到最高,为对照组的4.54倍;该基因在‘Atlantic’根部的表达量呈现先上升后下降的趋势,胁迫3 h时达到最高,为对照组的2.12倍,叶中表达量呈上升趋势,在48 h时达到峰值,其表达量为对照组的4.04倍。综上所述,马铃薯StTCP7基因响应干旱与盐胁迫,且在根和叶不同器官中的表达存在差异,可为StTCP7基因在马铃薯非生物逆境响应中的功能研究提供基础。 展开更多
关键词 马铃薯 StTCP7 基因克隆 干旱胁迫 盐胁迫 表达分析
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马铃薯StWRKY57基因的生物信息学分析及亚细胞定位
13
作者 思星如 陈馨 +2 位作者 魏涵 司怀军 张宁 《中国马铃薯》 2023年第5期385-396,共12页
WRKY转录因子对于植物抗逆境胁迫具有重要作用,根据先前进行的转录组测序分析,发现StWRKY57在干旱和盐胁迫条件下被诱导上调表达。以马铃薯StWRKY57为研究对象,进行生物信息学分析、表达分析和亚细胞定位,利用qRT-PCR技术分析其组织特... WRKY转录因子对于植物抗逆境胁迫具有重要作用,根据先前进行的转录组测序分析,发现StWRKY57在干旱和盐胁迫条件下被诱导上调表达。以马铃薯StWRKY57为研究对象,进行生物信息学分析、表达分析和亚细胞定位,利用qRT-PCR技术分析其组织特异性和非生物胁迫下的表达情况。StWRKY57基因位于马铃薯第8号染色体上,CDS区长762 bp,属于疏水性非跨膜蛋白;同源性分析显示该蛋白与潘那利番茄SpWRKY40的同源性最高;其启动子区包含光响应元件、胚乳表达、参与昼夜节律和激素响应等相关的顺式作用元件;qRT-PCR分析显示该基因在叶中表达量最高,在200 mmol/L NaCl、20%PEG 6000和100μmol/L脱落酸(Abscisic acid,ABA)处理下,均上调表达;亚细胞定位显示该蛋白定位于细胞核中。该研究为马铃薯StWRKY57基因之后的试验提供了理论依据。 展开更多
关键词 马铃薯 StWRKY57 生物信息学分析 表达分析 亚细胞定位
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白菜型油菜开花调控基因BrFT的生物信息学特性和表达分析
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作者 姚彦林 马骊 +6 位作者 刘丽君 蒲媛媛 李学才 王旺田 方彦 孙万仓 武军艳 《浙江农业学报》 CSCD 北大核心 2023年第5期992-1000,共9页
FT基因是调控植物开花的重要基因,为探究FT基因在白菜型油菜光周期途径中调控开花的作用,本研究以拟南芥FT蛋白序列为索引从白菜型油菜基因组中检索到3个BrFT基因,利用生物信息学方法对基因序列特征进行分析,通过qRT-PCR技术研究基因的... FT基因是调控植物开花的重要基因,为探究FT基因在白菜型油菜光周期途径中调控开花的作用,本研究以拟南芥FT蛋白序列为索引从白菜型油菜基因组中检索到3个BrFT基因,利用生物信息学方法对基因序列特征进行分析,通过qRT-PCR技术研究基因的器官特异性表达,筛选基因在不同白菜型油菜中克隆并检测其在4℃,16 h光照/8 h黑暗条件下的表达模式。结果表明,3个BrFT均由4个外显子和3个内含子组成,分布于A02和A07染色体上,其中BrFT 1和BrFT 2存在明显的共线关系,3个BrFT蛋白都包含PEBP保守基序。基因上游2000 bp启动子区域均含有大量的光应答元件,一些参与厌氧诱导、防御和应激反应的调控元件,另外BrFT 1和BrFT 2含有参与植物生长发育、激素诱导的元件。qRT-PCR检测发现,BrFT在白菜型油菜根、茎、叶、花蕾和花中均有表达,在叶中表达量高于其他器官,且BrFT1表达量高于其余两个成员,克隆到陇油6号、陇油17号、天油2号中的BrFT 1基因,序列比对相似性为99.5%。在4℃,16 h光照/8 h黑暗条件下不同白菜型油菜中BrFT 1随处理时间均呈现上调表达,但品种间存在差异,结合对不同白菜型油菜开花的观察,表明BrFT 1基因的过量表达能够促进白菜型油菜提早开花。 展开更多
关键词 白菜型油菜 FT基因 生物信学分析 基因克隆 表达分析
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小麦玉米间作氮肥后移利于减少土壤蒸发提高水分利用效率
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作者 任强 徐珂 +5 位作者 樊志龙 殷文 范虹 何蔚 胡发龙 柴强 《中国农业科学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期1295-1307,共13页
【目的】针对绿洲灌区小麦玉米间作水分高效利用潜力挖掘不足,制约多熟种植稳定发展的问题,拟通过探明不同氮肥后移比例对小麦玉米间作耗水特性及水分利用的影响,为绿洲灌溉区水分高效利用麦玉间作模式创建提供理论依据。【方法】试验于... 【目的】针对绿洲灌区小麦玉米间作水分高效利用潜力挖掘不足,制约多熟种植稳定发展的问题,拟通过探明不同氮肥后移比例对小麦玉米间作耗水特性及水分利用的影响,为绿洲灌溉区水分高效利用麦玉间作模式创建提供理论依据。【方法】试验于2020—2021年在甘肃农业大学绿洲农业综合试验站开展,设小麦玉米间作、单作小麦和单作玉米3种种植模式,针对玉米设不施氮(N0)、氮肥后移20%(N1)、氮肥后移10%(N2)和传统施氮氮肥不后移(N3)4个处理,间作玉米和单作玉米各施氮处理下总施氮量分别为210和360kg·hm^(-2),研究不同种植制度及氮肥后移比例对小麦和玉米的土壤蒸发、耗水特性及水分利用的影响。【结果】小麦、玉米独立生长阶段间作处理的棵间蒸发量大于单作,间作小麦棵间蒸发较单作小麦增大15.9%—16.7%,间作玉米棵间蒸发较单作玉米增大5.4%—14.7%,麦玉共生期间作棵间蒸发量较单作加权降低4.6%—6.1%;全生育期棵间蒸发总量表现为:小麦玉米间作最大、单作玉米次之、单作小麦最小,在间作模式中,氮肥后移20%处理棵间蒸发量较传统施氮降低6.5%,且小麦带棵间蒸发量较玉米带增大12.6%—17.3%,是间作系统棵间蒸发的主要来源。间作系统中氮肥后移20%和后移10%处理全生育期耗水量较传统施氮分别降低34.3和18.9 mm,E/ET与传统施氮差异不显著。间作系统籽粒产量较单作加权平均提高21.1%—39.0%,间作系统氮肥后移20%处理籽粒产量较传统施氮提高28.8%,其中间作小麦、间作玉米氮肥后移20%处理较传统施氮分别提高24.3%、30.8%。间作种植模式氮肥后移处理水分利用效率较单作加权平均显著提高15.0%、12.3%,其中氮肥后移20%处理较传统施氮提高35.9%,氮肥后移10%处理较之提高19.3%。【结论】小麦玉米间作种植模式结合氮肥后移20%能减少土壤蒸发和全生育期耗水量,提高产量和水分生产力,是绿洲灌区小麦玉米间作高产高效生产可采用的施氮制度。 展开更多
关键词 间作 氮肥后移 棵间蒸发 产量 水分利用效率
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白菜型油菜IPT基因家族鉴定及表达分析
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作者 刘博 王旺田 +8 位作者 马骊 武军艳 蒲媛媛 刘丽君 方彦 孙万仓 张岩 刘睿敏 曾秀存 《中国农业科技导报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期56-66,共11页
异戊烯基转移酶(isopentenyltransferase,IPT)是细胞分裂素生物合成的第一限速酶,为分析IPT基因家族在白菜型油菜生长中的功能,利用生物信息学方法从其基因组中鉴定出13个BrIPT基因,它们不均匀地分布在7条染色体上。BrIPTs可分为4个亚族... 异戊烯基转移酶(isopentenyltransferase,IPT)是细胞分裂素生物合成的第一限速酶,为分析IPT基因家族在白菜型油菜生长中的功能,利用生物信息学方法从其基因组中鉴定出13个BrIPT基因,它们不均匀地分布在7条染色体上。BrIPTs可分为4个亚族,各家族成员均含有8~10个保守基序和1~2个UTR区。BrIPT基因的启动子区域包含众多响应元件。BrIPT基因家族成员受环境因子、生物激素及防御与应激调控。qRTPCR结果显示,tRNA-IPT基因BrIPT4、BrIPT6、BrIPT9在白菜型油菜体内各个部位均有表达。相比于苗期,成熟期白菜型油菜IPT基因的表达量更高,为后续深入研究IPT基因家族成员的生理生化功能提供了理论依据。 展开更多
关键词 白菜型油菜 IPT基因家族 细胞分裂素 生物信息学分析
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贯叶金丝桃(Hypericum perforatum)种子灌浆与发芽特性研究
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作者 张丹 陈垣 +4 位作者 郭凤霞 梁伟 赵小强 景岩 樊睿 《干旱地区农业研究》 CSCD 北大核心 2024年第2期9-16,共8页
贯叶金丝桃(Hypericum perforatum)是抗抑郁中药的基原植物,以有性繁殖为主,种子微小。为了揭示贯叶金丝桃种子发育规律,明确种子适宜采收期,以甘肃礼县栽培的2年生贯叶金丝桃为研究对象,于开花后第5天开始,每隔3 d测定种子粒重变化动态... 贯叶金丝桃(Hypericum perforatum)是抗抑郁中药的基原植物,以有性繁殖为主,种子微小。为了揭示贯叶金丝桃种子发育规律,明确种子适宜采收期,以甘肃礼县栽培的2年生贯叶金丝桃为研究对象,于开花后第5天开始,每隔3 d测定种子粒重变化动态,并拟合Logistic曲线方程,最后测定各时期采收种子的发芽指标。结果表明:贯叶金丝桃种子灌浆持续期44 d,籽粒干质量变化符合Logistic生长曲线:开花后第5~11天为渐增期,第11~32天为快增期,第32~44天进入稳增期后略有下降。在灌浆过程中,种子鲜质量呈先升高后下降的动态变化趋势,在花后第32天达到最大值0.2697 g;灌浆速率和脱水速率呈波动趋势,种子干质量与平均灌浆速率、灌浆持续期呈极显著正相关,与含水量呈极显著负相关。种子发芽率和发芽指数在开花后44天达到最大,发芽势在开花后41天达到最大,发芽率、发芽势和发芽指数均与灌浆持续期呈极显著正相关,与含水量呈极显著负相关。以上说明甘肃礼县贯叶金丝桃繁种时以开花后44天左右(8月9日前后)为种子采收适宜期,过早采收和延迟采收均影响种子发芽质量。 展开更多
关键词 贯叶金丝桃 种子灌浆 发芽特性 采收期 LOGISTIC模型
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不同干燥方法对兰州百合质量的影响 被引量：1
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作者 毛耀杰 晋小军 +2 位作者 刘鑫钰 张迎芳 王霞 《中华中医药学刊》 CAS 北大核心 2024年第4期200-203,共4页
目的以不同干燥方法干燥后兰州百合的外观品质和主要质量指标为依据,研究适宜的干燥方式。方法分别采用不同温度烘干、晒干、阴干、真空和冷冻干燥,用冷浸法提取浸出物,HPLC测定王百合苷A含量,百合多糖、总黄酮含量使用紫外分光光度法... 目的以不同干燥方法干燥后兰州百合的外观品质和主要质量指标为依据,研究适宜的干燥方式。方法分别采用不同温度烘干、晒干、阴干、真空和冷冻干燥,用冷浸法提取浸出物,HPLC测定王百合苷A含量,百合多糖、总黄酮含量使用紫外分光光度法。结果真空和冷冻干燥外观质量综合评价最好,其次为80~100℃烘干。真空干燥处理的折干率、多糖和王百合苷A含量最高,且总灰分最低,分别为56.77%、23.13%、1.95 mg·g^(-1)和3.26%;冷冻干燥浸出物和总黄酮含量最高,分别为66.07%和3.84 mg·g^(-1),真空干燥次之;烘干处理中100℃烘干多糖、总黄酮和王百合苷A含量最高分别为21.30%、3.28 mg·g^(-1)和1.81 mg·g^(-1);90℃烘干浸出物含量最高,为56.83%,100℃和90℃烘干差异无统计学意义(P>0.05);冷冻干燥能耗高,阴干和晒干时间成本高。从外观质量、主要指标成分及能耗三方面综合考虑,认为真空干燥和100℃烘干是兰州百合干制的适宜方法。 展开更多
关键词 兰州百合 干燥方法 外观质量 主要质量指标 能耗
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河西灌区减氮条件下小麦复种绿肥的水分利用及经济效益
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作者 麻碧娇 陈桂平 +5 位作者 苟志文 殷文 樊志龙 胡发龙 范虹 何蔚 《中国农业科学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期740-754,共15页
【目的】针对河西绿洲灌区作物生产中氮肥施用过量、水资源利用效率与经济效益较低等问题,探讨麦后复种绿肥及适量减施化学氮肥对小麦农田耗水特性及经济效益的影响。【方法】2019—2020年在甘肃省河西绿洲灌区进行裂区试验,主区设置麦... 【目的】针对河西绿洲灌区作物生产中氮肥施用过量、水资源利用效率与经济效益较低等问题,探讨麦后复种绿肥及适量减施化学氮肥对小麦农田耗水特性及经济效益的影响。【方法】2019—2020年在甘肃省河西绿洲灌区进行裂区试验,主区设置麦后复种绿肥(W-G)和单作小麦(W)两种种植模式;副区为5个施氮水平,分别为不施氮肥(N_(0))、常规施氮(180 kg·hm^(-2),N_(4))、减施45%氮肥(N_(1))、减施30%氮肥(N_(2))和减施15%氮肥(N_(3))。测定不同处理下小麦绿肥体系产量、水资源利用效率及经济效益。【结果】麦后复种绿肥以及适量减施化学氮肥显著提高小麦籽粒产量和系统生物热能产,2019和2020年,W-G较W处理籽粒产量分别提高10.8%和12.4%,系统生物热能产分别提高37.8%和40.3%;麦后复种绿肥结合减氮15%(W-G-N_(3))较单作小麦结合减氮15%(W-N_(3))和单作小麦传统施氮(W-N_(4))处理小麦分别增产6.9%—16.7%和7.9%—13.6%,生物热能产提高52.0%—62.2%和27.1%—58.9%。W-G较W小麦生育阶段耗水量降低6.3%—16.0%,W-G-N_(3)较W-N_(3)和W-N_(4)小麦季耗水量分别降低13.4%—20.5%和20.8%—29.0%,W-G由于绿肥生长季消耗水分,总耗水量显著高于W。W-G较W小麦水分利用效率分别提高7.9%和19.2%;2019年度W-G-N_(3)较W-N_(3)和W-N_(4)小麦水分利用效率分别提高23.5%和5.1%,差异显著。W-G-N_(3)可有效提高系统单位耗水生物热能产,较W-N_(3)和W-N_(4)分别提高2.7%—14.5%和9.3%—17.5%。W-G较W增加了成本投入,总产值也随之提高;2019年度W-G-N_(3)较W-N_(3)和W-N_(4)纯收益分别提高9.8%和9.5%,2020年度W-G-N_(3)较W-N_(3)和W-N_(4)纯收益则分别降低了15.6%和15.7%;2019和2020年W-G较W产投比分别降低20.7%和23.1%,W-G-N_(3)较W-N_(3)和W-N_(4)产投比降低比例均为14.8%—23.1%,W-G因较多的资源投入降低了系统单方水效益。【结论】在河西绿洲灌区,麦后复种绿肥结合适量减施化学氮肥能够提高作物产量和经济效益,水资源利用效率也随之提高,其中麦后复种绿肥结合减量15%施氮处理的综合效果最好,可作为提高水资源利用及农民收益的理想种植模式及施氮水平。 展开更多
关键词 绿肥 小麦 复种 减量施氮 产量 水分利用效率 经济效益
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马铃薯PYL5基因对非生物胁迫的响应分析及其启动子的活性鉴定
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作者 张春利 解潇飞 +7 位作者 张莹 张锋 孙超 毕真真 刘玉汇 刘震 姚攀锋 白江平 《江西农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期302-313,共12页
【目的】脱落酸(ABA)作为一种“应激激素”在植物生长发育和响应干旱、盐等非生物胁迫过程中发挥重要作用,PYR/PYL/RCARs(以下简称“PYL”)作为ABA受体在多种植物中也被广泛研究。基于对马铃薯StPYL5基因生物信息学及表达模式分析,并通... 【目的】脱落酸(ABA)作为一种“应激激素”在植物生长发育和响应干旱、盐等非生物胁迫过程中发挥重要作用,PYR/PYL/RCARs(以下简称“PYL”)作为ABA受体在多种植物中也被广泛研究。基于对马铃薯StPYL5基因生物信息学及表达模式分析,并通过对其启动子活性鉴定,为进一步揭示马铃薯StPYL5功能及抗逆育种提供依据。【方法】根据转录组数据克隆得到StPYL5基因,通过DNAMAN、MEGA等软件分析了StPYL5的分子特征;通过qPCR检测了StPYL5基因的组织特异性及其对非生物胁迫的响应;利用PlantCARE网站对StPYL5基因启动子进行了分析,并通过瞬时转化烟草对其活性进行了鉴定。【结果】StPYL5基因全长534 bp,共编码177个氨基酸,蛋白质分子量20.19 ku,理论等电点(pI)为5.97。系统进化分析显示,StPYL5与SpPYL9-like亲缘关系较近。组织特异性分析结果显示,青薯9号(QS9)中StPYL5在根和叶中表达量较高,其次分别是茎和花,在块茎中表达量较低。不同胁迫下StPYL5表达量分析表明,青薯9号(QS9)中StPYL5在干旱、低温、盐和ABA胁迫下的表达量先升高后降低,且StPYL5的表达受Me JA和SA的诱导。此外,笔者成功克隆得到2 000 bp的StPYL5基因启动子。在烟草中的瞬时转化后的组织化学染色结果表明,StPYL5基因启动子具有成功启动下游GUS报告基因表达的启动子活性。【结论】全面分析了StPYL5基因的分子特征及其在多种非生物胁迫下的表达谱,并成功克隆到具有活性的pStPYL5启动子,该结果为深入研究StPYL5基因的功能以及马铃薯抗逆育种提供依据。 展开更多
关键词 马铃薯 ABA信号通路 StPYL5 基因克隆 非生物胁迫 表达分析
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