科研产出
基于超微型地物光谱仪的稻田秧苗及稗草的早期识别
《中国农业大学学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：为探究水稻秧苗与稗草的早期准确识别方法，利用超微型地物光谱仪采集二叶-四叶期水稻和同期生长的稗草植株冠层在400～920nm波段内的光谱信息，结合化学计量学的竞争性自适应重加权采样算法（Competitive Adaptive Reweighted Sampling,CARS）筛选出特征波长，利用MATLAB分类学习器工具箱进行种类识别，建立多种分类识别模型。结果表明：基于SG平滑-SG求导-CARS处理建立的偏最小二乘判别分析（Partial Least Squares Discriminant Analysis,PLS-DA）模型表型最优，其在二叶期样本集的校正集、交叉验证集和外部验证集的正确识别率均为100%；在二叶-四叶期样本集的校正集、交叉验证集和外部验证集的正确识别率分别为100%、98%和99%。综上，高光谱技术结合化学计量学能够快速、无损和精准识别苗期水稻和稗草，可应用于早期稻田稗草的精准防除。
关键词： 水稻 稗草 高光谱 判别模型 PLS-DA 早期识别
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基于主成分分析和隶属函数法筛选低镉高产辣椒品种
《湖南农业大学学报(自然科学版) 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：为筛选高产且适合在轻度镉（Cd）污染土壤中种植的低镉积累辣椒品种，选取了4个辣椒类型（朝天椒、泡椒、牛角椒、线椒）主产区的12个主栽品种为供试材料，通过Cd污染（2.5 mg/kg）土壤盆栽试验，研究不同辣椒品种中Cd积累量的差异，分析Cd对光合色素、光合能力、产量的影响，并通过主成分分析和隶属函数法从果实Cd含量、产量和光合能力等3个维度筛选具有低Cd、高产特性的辣椒品种。结果表明：12个辣椒品种中长兴8号和龙福椒的单株产量较高，分别为402.35、384.26 g，显著高于其他品种；供试辣椒品种中根、茎、叶、果中的Cd含量依次降低；4个类型中，牛角椒的根和茎富集系数最高，线椒的根和茎富集系数最低，朝天椒叶片的富集系数最低；长兴8号、湘辛28号、龙福椒的果实富集系数较低；龙福椒鲜果中Cd含量最低，为0.11 mg/kg；目标危险系数（THQ）显示，健康风险较高的是星秀（1.373）、橙艳（1.125）和湘辣699（1.152），较低的是龙福椒（0.587）、湘辛28号（0.722）、长兴8号（0.732）;Cd对叶片CO2同化效率的抑制程度高于其对光化学效率的抑制程度，Pn和Fv/Fm共同影响辣椒在Cd处理下的产量，路径系数分别为0.58和0.37；通过综合评价值，龙福椒具备低镉高产的特性，可优先考虑在轻度Cd污染农田推广种植。
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水稻miR156-SPL调控模块的生物信息学及高温胁迫下的表达
《应用与环境生物学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：为解析miR156基因家族的进化特征、组织特异表达及其在水稻（Oryza sativa）应答高温胁迫下的调控作用，通过生物信息学对水稻osa-miR156家族进行鉴定，分析了miR156家族成员数量、染色体定位、序列特征、系统发育进化及其候选靶基因；基于psRNATarget数据库、结合降解组测序预测miR156l的靶基因，并利用qRT-PCR分析高温胁迫下osa-miR156l-5p及其靶基因的表达情况.结果表明，osa-miR156家族含有18条前体序列和25条成熟体序列，每条pre-MiR156前体序列均能形成稳定的茎环二级结构，其最小折叠自由能在-43.30-62.60 kal/mol范围；osa-miR156家族成员包括5个分支，与玉米（Zea mays）、大麦（Hordeum vulgare）的亲缘关系较近；水稻OsSPL家族成员共19个，在第2、6、8号染色体上的数量分布最多，均为3个，且OsSPL基因在水稻基因组中存在5对片段重复基因对；osa-MiR156前体基因启动子区域含生长发育、激素、应激响应等相关顺式作用元件，osa-miR156及其靶基因OsSPL家族成员在水稻不同组织中的表达均存在明显差异；靶基因预测显示，osa-miR156l的靶基因为OsSPL14、OsSPL16和OsSPL18，且osa-miR156l在与靶基因互补的第12个核苷酸处裂解靶标mRNA. qRT-PCR分析发现，高温胁迫下osa-miR156l-5p的表达水平呈先下降后上升再下降趋势，与靶基因OsSPL16表达呈负调控关系.本研究表明植物miR156家族序列特征具有高度保守性，水稻miR156-SPL途径可能在应答高温胁迫中起着重要的调控作用.（图9参34）
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绿肥、秸秆和石灰联用对红壤性水稻土酸度特征和水稻产量的影响
《土壤学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：长期耕作和施肥加快了红壤性水稻土壤酸化，为研究绿肥、秸秆还田和石灰联用对水稻土壤酸度特征及水稻产量的影响，基于2016年开始的长期定位微区试验，探究不施肥（CK）、化肥（F）、化肥+紫云英+稻草还田（GRF）、化肥+紫云英+稻草还田+石灰（GRFL）处理对水稻产量、红壤性水稻土壤不同形态酸、土壤盐基离子及土壤酸碱缓冲容量的影响，解析土壤酸碱缓冲容量、交换性酸、有机质及交换性盐基离子之间的相关性。连续7年的微区试验结果表明，与F处理相比，GRF处理的早、晚稻产量分别提高了19.9%和5.1%,7年平均增产率分别为12.8%和5.9%;GRFL处理的早、晚稻产量分别提高了23.4%和14.2%,7年平均增产率分别为11.1%和8.9%。CK、F和GRF处理早、晚稻土壤pH均呈逐年下降的变化趋势，而GRFL处理早、晚稻土壤pH呈先上升后下降的变化趋势，下降幅度最小，且一直处于较高水平。同时，与F处理相比，GRF与GRFL处理显著提高了早、晚稻土壤交换性K+、交换性盐基离子总量和酸碱缓冲容量，GRF与GRFL处理间无显著差异，但GRFL处理各指标均有提高的趋势。相关分析表明，pH与交换性酸、交换性H+呈极显著负相关（P<0.01），与酸碱缓冲容量、交换性Na+、交换性Mg2+、交换性盐基离子总量呈极显著正相关（P<0.01）；土壤酸碱缓冲容量主要与交换性酸、交换性H+、交换性Na+和交换性Mg2+有关，水稻产量与土壤酸度性质和养分作用有关，就本研究而言，土壤酸度性质的影响最大。研究结果表明，翻压绿肥、秸秆还田可有效缓解稻田土壤的酸化并提高水稻产量，增施石灰可增强其效果，交换性酸、交换性H+、酸碱缓冲容量、交换性Na+、交换性Mg2+、交换性盐基离子总量是影响土壤pH的主要因素。
关键词： 绿肥 石灰 秸秆 水稻 长期定位微区试验 土壤酸度特征
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生菜HSF基因家族的全基因组鉴定与表达分析
《湖南农业大学学报(自然科学版) 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：利用生菜的全基因组数据,采用生物信息学方法,从生菜中鉴定出了 35个LsHSF基因,按照其在染色体上的分布顺序命名为LsHSF1,LsHSF2,…,LsHSF35,并对其理化性质、染色体定位、与拟南芥的进化关系、蛋白保守基序、组织表达水平及褪黑素处理后高温条件下的表达量进行分析.亚细胞定位预测分析结果显示,除LsHSF11、LsHSF17定位在叶绿体,LsHSF34定位在液泡外,其余基因都定位在细胞核中;35 个LsHSF基因不均等地分布在 9条染色体上;蛋白保守基序预测分析结果显示,所有LsHSF基因都含有Motif 1 与Motif 2,且存在紧密联系;系统发育树分析结果表明,HSF蛋白分为A、B和C共 3组,被划分为 14个主要亚家族;组织表达水平分析结果表明,HSF等基因具有特异性表达模式;高温处理能够刺激HSF基因家族成员的表达.
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猕猴桃突变体库的构建及表型变异分析
《湖南农业大学学报(自然科学版) 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：为促进猕猴桃功能基因组学的研究，以‘红阳’猕猴桃愈伤组织为试验材料，用10、25、50、75、100、150、200、300、400、500Gy共10个不同辐射剂量的60Co–γ射线处理愈伤组织，以0Gy为对照，对诱变后代的表型变异特征进行分析。结果表明：经100 Gy剂量诱变处理后，‘红阳’猕猴桃愈伤组织的致变率已提升至35.9%，同时分化率亦达到77.8%；基于此，筛选出100 Gy为该品种愈伤组织的适当诱变条件；用100 Gy诱变条件处理1680块‘红阳’猕猴桃愈伤组织，构建了由1026株再生苗组成的‘红阳’猕猴桃突变体库，该突变体库在叶片、株型等性状上均存在丰富的变异，总变异频率达35.9%。
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秸秆-中药渣-餐厨垃圾腐熟有机肥部分替代氮肥对百合种植土壤性状的影响
《土壤通报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：【目的】探究废弃物源有机肥替代不同量氮肥对百合种植土壤物理、化学、生物学性状的影响，为改善百合种植土壤养分失衡、性状劣变等问题以及废弃物资源的安全利用提供理论依据。【方法】设置100%化肥（CK）、有机肥替代25%氮素化肥（T1）、有机肥替代50%氮素化肥（T2）、有机肥替代75%氮素化肥（T3）、有机肥氮替代100%氮素化肥（T4）共5个处理，开展田间小区试验，测定土壤基本理化性质（养分含量、水稳性团聚体粒级）以及土壤蛋白酶活性等指标。【结果】在一个种植周年内，百合鳞茎产量随替代量的增加而降低，但T1和T2处理降幅较小且与CK无显著差异，T1处理经济效益在各替代量处理中最高。各处理间土壤pH值无显著差异，CEC和有机质含量呈增加趋势。全量养分中，土壤全氮、全磷在T4中增幅显著，其他处理间无显著差异，土壤全钾含量在各处理间均无显著变化。速效养分中，速效钾含量随有机肥替代量增加而呈递增趋势，其中T3、T4处理分别较CK升高74.84%和80.31%（P <0.05）。水解性氮含量在各处理间无显著差异，有效磷含量随有机肥替代量增加呈升高趋势，T4较CK增加70.09%（P <0.05）。土壤微生物量氮在有机无机肥配施处理中（T1、T2和T3）略高于100%化肥或100%有机肥氮替代处理。各处理土壤水稳性团聚体分布以<0.25 mm粒径为主（占比52.51%～63.06%），随有机肥替代氮肥量的增加呈降低趋势（降幅9.55%～16.73%），大团聚体占比相应增加。与CK相比，各处理> 0.25 mm水稳性团聚体含量(WSAC0.25)增加16.30%～45.54%，平均重量直径（MWD）和几何平均直径（GMD）分别提高53.62%～74.73%和24.22%～37.30%,KCTP增加46.69%～125.3%（P <0.05）。土壤蛋白酶活性在T1和T2处理中较CK有所提升但不显著，在T3和T4中则分别显著增加39.19%和46.67%。【结论】废弃物源有机肥替代部分氮肥有利于提升百合种植土壤养分有效性，改善土壤物理结构，提升土壤蛋白酶活性。从百合产量及经济效益角度考虑，有机肥替代量在氮肥用量的25%以内为宜。
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发芽和水热处理对苦荞活性成分及功能特性的影响
《食品与机械 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：目的:提高苦荞功效组分含量及其体外抗氧化能力与α-淀粉酶抑制活性.方法:以苦荞为研究对象,考察发芽、发芽结合水热处理对苦荞中功效组分(总黄酮、总酚、芦丁、槲皮素)、抗性淀粉含量、抗氧化活性、α-淀粉酶抑制率的影响,并通过主成分分析对样品品质进行综合评价.结果:发芽组中总黄酮、芦丁含量均在发芽6d时达到最大值,分别为26.54,13.88 mg/g,为未发芽组的1.22,2.95倍;多酚含量在发芽2 d时达到最大值,为23.44 mg/g,较未发芽组增加了29.1%;α-淀粉酶抑制率在发芽4 d时达到最大值,为37.29%;槲皮素含量在发芽4 d时达到最大值,为7.65 mg/g;抗性淀粉含量在发芽1 d时达到最大值,为34.92%.发芽结合水热处理组中,发芽6 d沸水处理的总黄酮含量最高(31.89 mg/g),为未发芽组的1.47倍;发芽3 d沸水处理的总酚含量最高(31.26 mg/g),较未发芽组增加了72.2%;发芽4 d沸水处理的α-淀粉酶抑制率最高(47.33%),较未发芽组增长了47.90%;发芽1 d沸水处理的芦丁含量最高(22.31 mg/g),为未发芽组的4.75倍;发芽4 d沸水处理的槲皮素含量最高(9.8 mg/g);发芽6,5,4,2 d沸水处理的DPPH自由基清除率、ABTS自由基清除率、羟自由基清除率与铁离子还原能力最大,分别为62.72%,65.18%,33.36%,13.44 mmol;发芽4 d沸水处理的抗性淀粉含量最大(46.73%).主成分分析结果显示发芽4 d结合水热处理综合评分最高.结论:发芽后苦荞功效组分含量和功能效果均有所提高,且发芽结合水热处理较发芽组品质更佳.
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基于GC-MS与电子鼻技术结合化学计量学方法分析不同品种桂花浸膏的挥发性成分
《食品科学 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：采用气相色谱-质谱（gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS）和电子鼻技术结合化学计量学方法对不同品种桂花浸膏挥发性成分和整体气味进行分析。结果表明：GC-MS检测到4种桂花浸膏中共65种，8大类挥发性成分，包括醇类28种、酮类6种、醛类4种、酚类4种、酸类4种、烷烃类5种、酯类8种、其他类物质6种，其中醇类、酮类和酯类是桂花浸膏挥发性成分的主要贡献物质。GC-MS Venn图和聚类热图表明，4种桂花浸膏中各挥发性成分的种类和含量有显著差异。采用偏最小二乘判别分析确定了4种桂花浸膏的9种差异性特征挥发成分，分别为正四十烷、氟丙酸、二氢-β-紫罗兰醇、二十八烷醇、棕榈酸、醋酸（9Z,12E）-9,12-四环戊二烯、2,3-二甲基环己醇、二氢-β-紫罗兰酮和豆甾醇。电子鼻结果显示，W2W、W2S、W1W、W1S、W5S是区分不同桂花浸膏气味的主要传感器。4种桂花浸膏的整体气味区分度较好，浏阳金桂和浏阳银桂浸膏挥发性成分更为接近，咸宁金桂和浏阳丹桂浸膏有较为明显的区别，这与GC-MS聚类分析结果一致。本研究结果表明基于挥发性成分对不同品种的桂花浸膏区分判别具有可行性。
关键词： 桂花浸膏 挥发性成分 电子鼻 气相色谱-质谱技术 化学计量学
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高配合力优质水稻温敏核不育系爽1S的选育与应用
《杂交水稻 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：爽1S是湖南杂交水稻研究中心用隆科638S与两用核不育系中间材料D115（茉莉丝苗/N118S）杂交后经长沙、浏阳和三亚等地选育而成的水稻温敏核不育系，具有不育起点温度低、配合力强、异交率高、抗性好、米质优等特点，2019年12月通过海南省农作物品种审定委员会审定。利用该不育系已选配出爽两优132、爽两优华占、爽两优138和爽两优1143等9个组合通过国家或省级审定，组合优质率近90%。此外，2022年有10个爽两优组合申报国家审定或省级审定。
关键词： 杂交水稻 温敏核不育系 爽1S 高配合力 优质 选育
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