科研产出
一种新的水稻香味基因功能标记的开发与应用
《热带作物学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：香味是影响稻米品质的一个重要性状,Badh2基因突变是水稻产生香味的主要原因,水稻香味产生主要有Badh2基因第2、4、5、7、8外显子突变类型,其中研究最多的是第7外显子突变类型.为了提高水稻香味性状检测的准确性、安全性和效率,本研究根据水稻Badh2基因突变(第7外显子8 bp缺失、3 bp突变)的序列设计开发了3条分子标记引物,分别命名为Fgr-FF、Fgr-NF和Fgr-R,利用该三引物分子标记法可准确扩增出Badh2第7外显子突变基因,并鉴定其纯杂合情况.本标记利用PCR扩增中引物5?端保守性差的特点,将31 bp外源DNA序列添加至Fgr-NF引物的5?端,将Badh2基因第7外显子突变类型的非香型和香型特征条带差异由8 bp扩大至41 bp,通过琼脂糖凝胶就能准确、清晰、快速地检测出水稻植株中香味基因的纯合、杂合和无3种基因型.利用该三引物分子标记的PCR扩增结果表明:该标记在香型水稻中扩增出一条115 bp的特征条带,在非香型水稻中扩增出一条156 bp的特征条带,而在杂合型水稻中能同时扩增出115 bp和156 bp两条特征条带.本研究利用该三引物功能标记对30个水稻品种香味基因型进行检测,结果检测出香味纯合植株9株,非香纯合植株20株,该检测结果与2种表型鉴定结果相符;杂合植株1株,这是由于水稻香味基因是隐性基因,杂合型水稻叶片表现为非香,部分籽粒表现为香;使用传统的香味鉴定方法容易对香味杂合型水稻产生误判,而通过基因检测结果和表型验证表明新开发香味三引物功能标记准确可靠;利用三引物功能标记对94个F2代单株的香味基因进行检测,结果检测出香味纯合植株23株,非香纯合植株44株,杂合植株27株,符合1:2:1孟德尔遗传的分离比例.该研究既避免了水稻香味鉴定与检测中KOH法和咀嚼法的主观误差,也解决了聚丙烯酰胺凝胶电泳的毒性强、耗时长等问题,大幅度地提高了香型水稻品种的选择效率.
关键词： 水稻;香味基因;分子标记
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翻压紫云英对早稻产量、干物质积累及光合特性的影响
《中国土壤与肥料 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：为研究翻压紫云英对2种不同类型土壤早稻产量、干物质积累及光合特性的影响,采用连续5年田间微区模拟池试验,各处理为不施肥(CK)、单施紫云英(GM)、纯化肥(F)及紫云英配施化肥(F+GM),2种类型土壤分别为红黄泥与河沙泥.结果表明:翻压紫云英可使早稻增产,尤其在红黄泥中F+GM的增产效果更好,比F增产10%;2种土壤中,F+GM与F相比稻草产量差异不显著(P>0.05).与CK相比,2种土壤的F+GM与GM可促进早稻生长前期各营养器官(根、茎叶)干物质的增加,后期F+GM与GM营养器官的干物质不再增加而有所降低;F+GM和GM的水稻籽粒干物质比CK高,而且持续增加.翻压紫云英可改善早稻的光合特性,2种土壤F+GM的SPAD值、净光合速率、气孔导度最高,胞间CO2浓度除了河沙泥灌浆期高于GM外,其余均为最低.在2种土壤中表现出类似趋势,紫云英配施化肥可以增强早稻光合能力,增加干物质量,进而实现早稻增产.
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基于变温发酵技术的黄金茶工夫红茶品质分析
《现代食品科技 》 2022 北大核心
摘要：该研究以保靖黄金茶1号1芽2叶鲜叶为原料试制工夫红茶,考察变温发酵(第一阶段40℃&第二阶段30℃)对黄金茶工夫红茶品质的影响.结果表明:变温发酵加工的工夫红茶色泽黑褐尚润,滋味甜醇、鲜爽,甜香尚高长,汤色红亮,叶底尚红匀;与恒温发酵相比,随着发酵程度的加深,茶汤颜色由红亮向红暗转变更明显,滋味由甜醇向纯和尚甜方向发展,叶底逐渐变暗失去光泽(红亮转为红褐),并随着发酵第一阶段(40℃)占据总体发酵时间延长而表现的更加明显;与变温发酵相比,40℃、3 h恒温发酵后的氨基酸、茶多酚含量下降最多,与(30℃,4 h)处理中茶多酚、氨基酸、可溶性糖等的变化趋势则基本一致,而变温发酵处理后茶黄素的最终含量(0.39%)均高于30℃、40℃恒温发酵处理;基于感官审评结果与各处理品质成分含量检测结果,综合判定变温发酵处理(40℃1 h+30℃2 h)是以黄金茶为原料加工工夫红茶甜醇带鲜特征品质的最佳工艺.
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DNA条形码在黄精属药用植物鉴定与遗传多样性分析中的应用
《植物科学学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：黄精属(Polygonatum)的许多物种具有重要的药用价值,但目前缺乏能够准确、高效地鉴定黄精属药用植物的DNA条形码.本研究通过对ITS、trnK-matK、rbcL、psbA-trnH和psbK-psbl序列进行扩增和测序,并从ITS序列中提取ITS2序列,共获得黄精属7个药用物种23份样品的138条序列.进一步比较6个DNA条形码对黄精属药用植物的鉴定效率,并验证所筛选条形码的可靠性.结果显示:trnK-matK的种内和种间变异重合少且有较明显的条形码间隙,其他5个序列的种内和种间变异重合多且无条形码间隙;BLAST结果表明trnK-matK的鉴定效率最高(85.7%),系统发育树显示trnK-matK的鉴定能力最强,能将全部12个多花黄精样品聚在一支,并能区分黄精、滇黄精、玉竹、点花黄精和湖北黄精;AMOVA分析结果揭示trnK-matK的群体遗传分化指数(Fst)最高,适用于区分黄精属物种间差异.因此,trnK-matK最适用于黄精属药用植物的分子鉴定.
关键词： 黄精属 DNA条形码 遗传多样性 ITS matK rbcL psbA-trnH psbK-psbl
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湖南甜瓜瓜绢螟种群动态及杀虫剂田间防治效果评价
《中国瓜菜 》 2022 北大核心
摘要：为明确湖南甜瓜瓜绢螟[Diaphania indica(Saunders)]的发生规律及筛选控制该害虫的高效药剂,连续3年调查了长沙县钢架大棚内甜瓜瓜绢螟种群数量,并采用田间小区试验评价了6种杀虫剂喷施处理对其防治效果.结果表明,湖南甜瓜瓜绢螟幼虫在5月底至6月初发生,7—10月为发生高峰期.60 g·L-1乙基多杀菌素SC、150 g·L-1茚虫威SC和32000 IU·mg-1苏云金杆菌G033A WP均能有效控制甜瓜瓜绢螟,药后7 d的防治效果分别为100.00%、95.15%和82.49%,且3种药剂之间防治效果差异不显著;2%甲氨基阿维菌素苯甲酸盐EC和5%氯虫苯甲酰胺SC对甜瓜瓜绢螟控制作用较差,药后7 d的防治效果分别为48.07%和41.43%;25 g·L-1高效氯氟氰菊酯EC对甜瓜瓜绢螟无效.综上所述,在甜瓜瓜绢螟发生初期,选用乙基多杀菌素、茚虫威或苏云金杆菌喷雾,可有效控制其危害.
关键词： 甜瓜;瓜绢螟;杀虫剂;防效
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长期施肥对水稻土剖面氨氧化古菌和细菌丰度及组成的影响
《土壤学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：长期施肥影响稻田土壤理化性质和硝化微生物群落,但长期施肥对稻田不同土层氨氧化古菌(AOA)和氨氧化细菌(AOB)群落结构的影响尚不明确.以湖南宁乡稻田不同施肥制度长期定位试验为平台,选取不施肥(CK)、施秸秆有机肥(ST)、有机-无机肥配施(OM)和施全量化肥(NPK)4个处理,采用实时荧光定量PCR和Illumina MiSeq测序等技术,系统分析稻田不同土层(0~10、10~20、20~30和30~40 cm)理化性质和AOA、AOB丰度及组成的变化.结果表明,ST、OM和NPK处理显著提高各土层有机碳(SOC)、全氮(TN)、有效磷(Olsen-P)的含量及硝化势(NP),降低土壤pH.各处理中SOC、TN、碱解氮(AHN)和Olsen-P的含量及NP随土壤深度的增加而降低,pH则表现出相反趋势.CK处理土壤AOB丰度均高于AOA的丰度,ST、OM和NPK处理促进AOA的生长,三种施肥处理中各土层AOA/AOB在0.77~31.28之间,表明AOA在硝化过程中具有潜在作用.长期施肥均显著富集AOA中的Nitrosocosmicus和AOB中的Nitrosolobus.冗余分析(RDA)表明AOA、AOB的垂直分布特征受不同施肥措施和土层分化的影响,Olsen-P和pH分别是驱动土壤AOA和AOB群落结构演替的核心因子.
关键词： 长期施肥;水稻土;垂直分布;氨氧化古菌;氨氧化细菌
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湖南省不同种植制度农田土壤肥力长期演变特征
《农业现代化研究 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：明确不同种植制度农田肥力长期演变特征可为选择合适种植制度以提升耕地质量提供参考依据.以湖南省12个国家和省级农田长期定位试验点的种植制度试验为研究对象,选择当地习惯施肥条件下的水稻—水稻—黑麦草(RRR)、水稻—水稻—紫云英(RRC)、水稻—水稻—大麦(RRB)、水稻—水稻—冬闲(RRW)和水稻—水稻—油菜(RRO)5种双季稻模式,烤烟—水稻(RT)、水稻—冬闲(RW)、水稻—油菜(RO)和水稻—绿肥(RG)4种一季稻模式,棉花—油菜(CR)、大豆—红薯(SS)和玉米—萝卜(MR)3种旱作模式,研究其土壤基础肥力指标和综合肥力的演变趋势.结果表明,双季稻模式有机质含量高于旱作模式,长期习惯性施肥条件下,除RRO、RT和RW有机质含量下降外,其余均有上升.RRW、RRO、RT和RW全氮含量相对较高但均有下降,其余则均有增加.RRO和RG碱解氮含量下降明显,而旱作模式均呈增加趋势.RRO和RRW速效磷含量下降明显,而旱作模式年均增加约1.23~4.76 mg/kg.双季稻模式速效钾含量均有下降,而一季稻和旱作模式除RT和MR增加外呈下降趋势或无明显变化.双季稻模式综合肥力下降,而一季稻和旱作模式均有上升.研究表明,湖南省不同种植制度农田肥力变化差异较大,双季稻模式应控氮重钾,一季稻模式应减施氮磷,旱作模式应培肥地力和控施磷肥.
关键词： 土壤有机质 综合肥力 长期定位试验 农田 种植制度
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拟南芥EMB1513基因调节早期胚胎发育及模式建成
《植物生理学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：拟南芥胚胎发育经历高度有序的细胞分裂、生长、分化及器官原基形成的复杂过程,并受到许多基因的精确调控。本研究利用胚珠整体透明、GUS染色、植株杂交等技术,探究拟南芥早期胚胎发育及模式建成中EMB1513基因的功能。研究发现,在emb1513/+的T-DNA插入突变体角果中有24.08%白化胚珠,其胚胎发育异常,最终种子败育。EMB1513基因在各器官中广泛表达,叶片表达量较高。利用4个胚胎特定位置表达的marker基因ML1、STM、SCR和WOX5,发现纯合突变体胚胎中表皮细胞部分未分化完成,顶端分生细胞分裂紊乱,内皮层细胞数量减少,静止中心细胞辐射状扩大,表明EMB1513基因对调节早期胚胎发育及模式建成具有重要作用。
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南方典型镉污染稻田土壤有效态镉预测模型研究
《中国土壤与肥料 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：为了更好地指导重金属镉污染稻田实施土壤修复、管控土壤镉毒害风险,以我国南方典型镉污染稻田为研究对象,基于316个监测点位的土壤镉及理化性质指标测定,分析土壤有效态镉含量与土壤理化因子间的相互关系,并通过逐步多元回归方程,建立稻田土壤有效态镉的预测模型.结果表明,土壤总镉、有效锌、有效硫、有效磷及有效铜是影响南方稻田土壤有效态镉含量的主要因素.通过区域调研,借助逐步回归分析得到南方稻田土壤有效态镉含量的预测模型方程:Cdext=-0.006+0.371(Cdtot)+0.014(A-Zn)+0.001(A-S)-0.001(A-P)+0.006(A-Cu),模型预测达极显著水平(P<0.001),决定系数(R2)为0.745.故以上述5个土壤因子建立的回归模型可实现较好的预测水平,为镉污染稻田的土壤修复提供参考.
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水稻半矮杆突变体‘双辐矮糯’的农艺性状与遗传分析
《热带作物学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：倒伏是影响水稻（Oryza sativa L.）生产的重要因素，半矮杆是协调高产和抗倒性的理想资源。前期通过辐射诱变‘湘辐糯1号’获得了半矮杆突变体‘双辐矮糯’。本研究分析了‘双辐矮糯’的茎节配置特点、基本农艺性状及其遗传规律。结果表明：‘双辐矮糯’株高较‘湘辐糯1号’（133.13 cm）降低了24.88 cm，穗、第1节和第2节长度显著缩短，降幅分别达到18.10%、23.06%和19.13%，而第3、4、5节长度缩短程度不明显，表明其株高突变基因主要控制穗和高位茎节的伸长。‘双辐矮糯’的单株有效穗为10.4个，是‘湘辐糯1号’（5.2个）的2.04倍，其强分蘖能力确保了在每穗总粒数下降20.24%和千粒重下降7.51%情况下单株产量仍表现出25.26%的增长。品质分析发现，‘双辐矮糯’的粒长、粒宽、长宽比等外观品质指标及直链淀粉含量、胶稠度等食味品质指标与‘湘辐糯1号’无显著差异，说明‘双辐矮糯’株高的下降未对外观品质与食味品质产生不利影响。遗传分析发现，48对SSR标记在‘双辐矮糯’与‘湘辐糯1号’间扩增出了完全一致的基因型，二者遗传背景相似度达到了100.00%，证实了‘双辐矮糯’是源于‘湘辐糯1号’的真实变异。利用‘双辐矮糯’与‘湘辐糯1号’构建了2个正反交F2群体，分析发现群体中半矮杆植株与野生型植株理论分离比符合1∶3，表明半矮杆性状受一个隐性细胞核基因控制。本研究明确了‘双辐矮糯’的株高表型和遗传特点，为深入挖掘其育种价值奠定基础。
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