东北农业大学学报

Journal of Northeast Agricultural University

研究报告

  • 向日葵EPF基因家族鉴定及参与花发育的功能分析

    陈静;葛敏茜;陈彦灼;曾银萍;邹建;杨军;刘金平;

    植物表皮模式因子EPF是一类广泛参与植物生长发育调节的分泌肽,其家族成员在向日葵(Helianthus annuus L.)花发育调控中的功能尚不清楚。基于基因组和转录组数据库,在向日葵中鉴定得到10个EPF家族基因,分属于4个亚家族。结果表明:其中,HaEPF1、HaEPF3、HaEPF4、HaEPF7、HaEPF9在向日葵花发育早期(St2、St3、St4)特异性高表达,而HaEPF5、HaEPF8、HaEPF10在花发育中后期(St5、St6、St7)特异性高表达。进一步分析发现,HaEPF1、HaEPF4、HaEPF7在野生型向日葵(WT)花分生组织转变和花器官发生(St2)过程中高表达,并随着花器官发育其表达水平逐渐降低。然而,10个EPF家族基因在向日葵花分生组织转变与花器官分化缺陷突变体Crazy Broccoli 1(cb1)中类花序结构发育过程中始终维持较为稳定的高表达水平,并与WT分生组织转变与花器官发生时期的表达水平相似。结果表明:HaEPF1、HaEPF4、HaEPF7可能在向日葵花分生组织转变和花器官发生过程中发挥作用;启动子顺式作用元件分析发现,HaEPF1、HaEPF4、HaEPF7在调控向日葵花分生组织转变和花器官发生过程中可能依赖于生长素、赤霉素、脱落酸信号。HaEPF1、HaEPF4、HaEPF7表达水平的精确调节对于向日葵花器官发生至关重要,持续异常地高表达,可能是导致cb1突变体出现花器官发育缺陷的重要原因之一。

    2025年01期 v.56;No.355 1-11页 [查看摘要][在线阅读][下载 1736K]
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  • 玉米穗部叶片叶型结构性状全基因组关联分析

    于从超;许家伟;张嘉月;李琛;辜源;李昊;刘显君;李春翔;张林;

    玉米穗部叶片(穗上叶、穗位叶、穗下叶)叶型结构是影响株型的重要性状,对产量起决定性作用。以294份叶型结构不同的玉米自交系组成的自然群体为试验材料,通过调查计算穗部叶片叶夹角和叶向值等表型性状,结合5 850 982个SNPs标记进行全基因组关联分析(GWAS)。结果表明:供试材料穗部叶片叶型结构性状差异显著,表现出典型的数量性状特点。检测出极显著相关SNP位点570个(P<1.00×10~(-5)),基于与3个及以上性状显著相关的11个SNP位点预测到11个候选基因,通过功能注释和GO富集分析,筛选出3个可能与玉米穗部叶片叶型结构相关的候选基因(Zm00001d026067、Zm00001d026069和Zm00001d051125),主要参与植物信号转导、氧化还原酶活性和超氧化物代谢通路;推测通过激素信号转导和超氧化物代谢途径,影响细胞分裂速度与增殖方式,进而影响玉米穗部叶片叶夹角和叶向值。qRT-PCR结果表明,3个候选基因在叶型结构差异极显著的4个玉米自交系中均差异表达。

    2025年01期 v.56;No.355 12-20页 [查看摘要][在线阅读][下载 1876K]
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  • 马铃薯疮痂病菌拮抗细菌的分离鉴定及生防效果测定

    张铉哲;李建国;陈莹莹;赵雪;陈念洲;周淑宁;颜硕;袁欣;

    由链霉菌引起的疮痂病是马铃薯重要的土传病害,对马铃薯产业造成巨大经济损失。研究从患疮痂病的马铃薯根际土壤中分离得到2株对马铃薯疮痂病菌MDJ-1(Streptomyces scabies)拮抗作用较好的菌株NEJ-1和NEJ-5。结果表明:2株生防菌发酵菌液对疮痂病菌抑菌圈直径分别为43.72、40.89 mm。根据形态学、生理生化特性和分子生物学方法,确定NEJ-1为解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)、NEJ-5为枯草芽孢杆菌(B. subtilis)。对拮抗菌NEJ-1和NEJ-5生防因子检测结果表明:NEJ-1和NEJ-5均有产嗜铁素、分泌IAA、解磷、解钾、固氮促生作用,以及产纤维素酶、蛋白酶、β-1, 3-葡聚糖酶、果胶酶等降解酶。采用LC-MS分析抑菌活性更强的NEJ-1的脂肽类抑菌物质,检测结果显示,其主要含有杆菌毒素D、伊枯草菌素A、表面活性素和芬芥素。盆栽防效测定结果表明:NEJ-1和NEJ-5均可降低疮痂病发病率和病情指数,防治效果分别为66.11%和51.34%。

    2025年01期 v.56;No.355 21-31页 [查看摘要][在线阅读][下载 1550K]
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  • 皖南油茶叶部可培养内生真菌对炭疽病菌的拮抗作用

    汤强;胡江昕;刘玉军;常晓云;陈名君;

    油茶炭疽病是影响油茶产量和质量的真菌性病害,安全高效的生物防治油茶炭疽病是提高油茶产量的重要途径之一。为分析皖南山区油茶炭疽病的病原,筛选出该病害绿色生物防治的生防真菌,采用组织分离法,获得皖南山区油茶叶部可培养内生真菌和油茶炭疽病病原真菌;采用平板对峙法筛选出具有拮抗作用的内生真菌菌株,采用菌丝体和发酵液抽提物验证其抑菌效果。结果表明:从健康油茶叶部分离出180株内生真菌,隶属于7科7属16种,其中间座壳孢属和刺盘孢属是优势属,分别有7种和4种。经形态学特征和分子序列片段比对,皖南山区油茶炭疽病病原真菌为果生炭疽菌;从180株可培养内生真菌中初步筛选出生防菌榆树间座壳(YC202107-105)、梭状间座壳(YC202107-100、YC202107-115)和核桃间座壳(YC202110-170)。采用生防真菌菌丝体和发酵液抽提物进行抑菌试验,发现4个菌株中梭状间座壳(YC202107-100)菌丝体发酵液抑菌效率最高,达78.27%;发酵液抽提物抑菌试验结果显示,榆树间座壳(YC202107-105)抑菌效率最高,达43.04%。不同地理分布的油茶炭疽病病原菌可能不同,皖南山区油茶叶部可培养内生真菌丰富,但物种多样性相对单一。筛选出4株对油茶炭疽病菌具有较好抑菌效果的生防菌,为油茶炭疽病生物防治提供研究基础和新的菌株材料。

    2025年01期 v.56;No.355 32-41页 [查看摘要][在线阅读][下载 1911K]
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  • 番茄抗叶霉病基因Cf-12的亚细胞定位和互作蛋白的筛选

    张新宇;刘晗;谢欣欣;孙梦琳;蒋嘉宁;杜南山;薛东齐;

    叶霉菌引起的叶霉病是番茄的重要病害之一,现有的Cf抗病基因易被新分化的叶霉菌小种克服。接种鉴定发现Cf-12高抗多个叶霉菌生理小种,但其抗病机制有待解析。研究首先对Cf-12基因进行亚细胞定位,利用酵母双杂交膜系统筛选Cf-12互作蛋白。结果表明:Cf-12蛋白定位在细胞膜上,虽成功构建诱饵质粒p BT3-SUC-Cf12,但该诱饵未通过蛋白功能验证,无法进行酵母膜体系筛库试验;遂构建p GBKT7-Cf12诱饵质粒进行酵母双杂交核文库筛选,诱饵质粒对Y2H Gold酵母无毒且无自激活活性。将含p GBKT7-Cf12的诱饵质粒酵母菌与番茄pGADT7-cDNA文库质粒进行共转筛库,初筛获得16个克隆,复筛获得4个阳性克隆,编码基因分别为Solyc06g062370.3、Solyc12g005850.2、Solyc06g071370.1和Solyc03g093690.3。

    2025年01期 v.56;No.355 42-49页 [查看摘要][在线阅读][下载 1859K]
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  • 耐冷节杆菌Csp1基因提高拟南芥抗寒能力

    吴林轩;兰依航;姜涵奕;马添;李春艳;臧海莲;

    提升植物抗寒能力是克服低温对植物生长限制的关键。冷休克蛋白(CSPs)是来源于生物体的一类高度保守的核酸结合蛋白,参与细胞内基因复制、转录和翻译过程,以及蛋白折叠、膜流动和非生物胁迫应答等活动。这类蛋白可增强植物对寒冷、干旱和盐碱的耐受能力。研究从耐冷节杆菌(Arthrobacter sp.)C2基因组DNA中克隆出Csp1基因,构建植物表达载体pBI121-Csp1,通过花序浸染法将其转化至拟南芥,在低温条件下观察植株表型,检测抗氧化酶活性和与耐冷相关基因的表达水平,以探究Csp1基因提高拟南芥抗寒能力机制。结果表明:低温胁迫条件下,过表达Csp1基因拟南芥存活率显著高于野生型;拟南芥叶片丙二醛(MDA)水平及离子渗透率低于野生型;超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢(CAT)和过氧化物酶(POD)活性均高于野生型拟南芥;过表达Csp1基因可提高拟南芥低温胁迫相关基因AtCBF1、AtCBF3、AtCOR15a、AtCOR47、AtRD29a、AtKIN1、AtMnSOD、AtCAT、AtPOD及Arthrobacter sp. C2菌中Csp1表达水平。综上所述,通过过表达Csp1基因可增强拟南芥抗寒能力。研究为提升植物对低温胁迫适应能力、培育抗寒植物新品种提供参考。

    2025年01期 v.56;No.355 50-60+69页 [查看摘要][在线阅读][下载 1569K]
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  • CD146基因参与乙酸钠对奶牛乳腺上皮细胞乳脂合成的调节

    徐自如;葛慧聚;刘佳琪;随风贤;刘美妍;杨洋;侯晓明;林叶;

    CD146是免疫球蛋白超家族成员,在脂肪组织中高表达,参与调节脂肪细胞分化、细胞迁移、免疫应答。为研究奶牛泌乳过程中CD146是否参与乙酸钠诱导的乳脂合成过程,采用荧光定量PCR、免疫印迹方法检测乙酸钠处理的奶牛乳腺上皮细胞中CD146的表达。结果表明:乙酸钠能够显著促进CD146 mRNA和蛋白水平表达。试验成功构建CD146干扰载体,通过瞬时转染方法转染乙酸钠诱导的奶牛乳腺上皮细胞,CD146干扰载体转染后抑制奶牛乳腺上皮细胞由乙酸钠诱导的CD146及乳脂合成相关基因表达,同时,细胞内甘油三酯合成下降。

    2025年01期 v.56;No.355 61-69页 [查看摘要][在线阅读][下载 1485K]
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  • 3种挺水植物生物炭理化性质及与原料化学组分的相关性分析

    崔看利;黄晓丽;孙学亮;霍堂斌;刘守新;王玉梅;

    为深入了解挺水植物化学组分与其生物炭理化性质的关系,以芦苇、香蒲、石菖蒲3种挺水植物为研究对象,分析其化学组分,采用限氧升温热解法制备生物炭并分析其理化性质,与农作物(水稻、玉米)秸秆生物炭作对比分析。利用主成分分析法(PCA)解析生物炭理化性质与植物化学组分间的相关性。结果表明:3种挺水植物与农作物秸秆的生物炭理化性质均有显著差异(P<0.05)。不同热解温度下,5种生物炭中芦苇生物炭的固定碳含量最高,灰分、电导率和含盐量均最低。除500℃外,芦苇生物炭的比表面积最大,石菖蒲最小。5种生物炭的官能团组成相似,但C=C、C—C和C—O—C振动吸收峰强度存在差异。PCA分析结果表明:生物炭的固定碳含量与原料的综纤维素、纤维素、半纤维素、酸不溶木质素含量呈正相关;灰分、产率、电导率、pH、阳离子交换量,与植物原料的灰分、纤维素含量呈正相关,与综纤维素、酸不溶木质素含量呈负相关。植物化学组分是影响生物炭理化性质的主要因子。3种挺水植物均可作为制备生物炭的原料,以600℃下芦苇制备的生物炭具有较好的性能。

    2025年01期 v.56;No.355 70-81页 [查看摘要][在线阅读][下载 1718K]
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  • 消极刺激对仔猪行为反应和情绪传染的影响

    于佳祺;张雅谦;孙放;姚雨函;李文琪;白梓煜;孙汉卿;刘向宇;赵骞;李想;

    为研究重复电刺激对仔猪情绪反应的影响,从6窝仔猪中选取24头配对成12个测试单元,分为处理组和对照组。在处理组中,处理猪共接受2次电刺激(2个刺激阶段间隔10 min),观察猪观察处理猪受刺激过程;在对照组中,两头仔猪均未接受刺激。结果表明:与对照组相比,处理猪的僵直极显著增加,探索均极显著减少(P<0.01);观察猪的尝试逃跑、僵直均显著增加(P<0.05)。与初次刺激相比,2次刺激下处理猪的尝试逃跑极显著减少(P<0.01);观察猪的僵直极显著增加(P<0.01)。具有相似经历的仔猪不会对相同的电刺激表现出更强烈的情绪反应;仔猪会对同伴产生情绪影响,且有观察经历的仔猪看到同伴再次遭受相同刺激时,其情绪反应更强烈。

    2025年01期 v.56;No.355 82-92页 [查看摘要][在线阅读][下载 1492K]
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  • Th1免疫偏离影响绵羊胚胎附植的转录组学分析

    王闯;董世雄;郭钰;亓美玉;姚玉昌;

    为探究绵羊胚胎附植囊胚孵化节点子宫内Th1免疫偏离导致胚胎附植异常的作用机制,在绵羊胚胎附植囊胚孵化节点(第12天)构建正常和内毒素脂多糖(LPS)诱导Th1免疫偏离的妊娠模型,采集母-胎界面子宫内膜组织样本进行转录组测序。通过差异表达基因分析、GO和KEGG富集分析以及蛋白互作网络,筛选关键基因和重要通路。结果表明:Th1免疫偏离的子宫内膜组织,Th1细胞分化细胞因子IL-12和IFN-γ表达显著升高(P<0.05);Th2细胞分化细胞因子IL-4表达显著下降(P<0.05),子宫内膜组织疏松水肿,可见中性粒细胞浸润。共鉴定到424个差异表达基因,如S100A8、S100A9、PTX3和CXCL13等免疫相关基因;差异表达基因显著富集在免疫反应、Toll受体信号、JAK-STAT信号等通路;筛选到20个关键中心基因,1条关键子网,包括经典干扰素刺激基因(ISGs),如ISG15、MX1和MX2等;RT-qPCR结果表明转录组测序数据可靠。

    2025年01期 v.56;No.355 93-103页 [查看摘要][在线阅读][下载 1802K]
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  • MCC950对H2O2诱导的软骨细胞焦亡和基质降解的影响

    白荟;韩琳;刘凯;马天文;卢爱桃;高瑞峰;杜山;

    为探究MCC950经NLRP3/caspase-1信号级联对软骨细胞焦亡和基质降解的调控作用,试验将14~21日龄SD大鼠原代软骨细胞分为4组:对照组(C组,完全培养基)、过氧化氢组(H组,300μmol·L~(-1)H_2O_2,24 h)、MCC950组(MC组,10μmol·L~(-1)MCC950+完全培养基)、MC+H组(H_2O_2处理前1 h,10μmol·L~(-1)MCC950预处理),分析使用MCC950抑制NLRP3炎性小体激活,观察软骨细胞经典焦亡通路关键蛋白、炎性反应和基质降解标志物的变化情况。结果表明:经MCC950预处理后,细胞培养上清中LDH释放率、IL-1β、IL-18、TNF-α和COX-2水平降低,经典焦亡通路关键蛋白和mRNA(NLRP3、caspase-1和GSDMD)表达下调,软骨细胞表达胶原分解标志物COMP和CTX-Ⅱ质量浓度降低,蛋白多糖合成标志物GAG质量浓度升高。MCC950经NLRP3/caspase-1通路可抑制软骨细胞焦亡、炎症和基质降解,发挥软骨保护作用。

    2025年01期 v.56;No.355 104-111页 [查看摘要][在线阅读][下载 1376K]
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  • 强排式精量穴施肥装置设计与试验

    周文琪;刘存良;安天昊;宋超;路衢;王耀;

    针对玉米中耕追肥时期化肥利用率低、施用量大、穴式肥料施用效果差等问题,设计了一种用于颗粒肥料穴式施用的强排式精量穴施肥装置,确定影响排肥轮性能的主要因素,并在排肥轮中设计了强排式排肥板机构,阐述其结构和工作原理。构建排肥轮充肥和排肥过程中的力学模型,运用离散元软件EDEM和动力学软件Adams进行耦合仿真分析,对排肥装置的排肥性能进行仿真试验,确定排肥轮的最优结构参数为排肥壁倾角35.2°、排肥槽深度10.7 mm、排肥槽工作长度30 mm;结合最优结构参数,分析强排式排肥板机构对排肥性能的影响;通过台架试验,探究不同作业速度对试验指标的影响规律,在同等条件下与仿真试验结果对比分析,相关参数指标与仿真试验结果一致,验证了强排式排肥板对肥料成穴性能的优化效果。装置整体性能稳定,满足排肥作业要求。

    2025年01期 v.56;No.355 112-123页 [查看摘要][在线阅读][下载 1636K]
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  • 应用MCCW-YOLOv7-tiny研究轻量级玉米田间杂草识别算法

    王希如;贾仁山;曹玉莹;刘银川;高新悦;吴佳鑫;贾银江;

    针对玉米田间杂草传统目标检测模型存在体积大、实时性差、精准度低、移动端部署难等问题,提出了改进的轻量级目标检测算法MCCW-YOLOv7-tiny。通过将YOLOv7-tiny主干网络CSPDarknet替换为MobileNet V3模块,降低模型冗余和参数量,满足实时性要求。添加并行网络至主干网络,并在检测头部引入CBAM注意力机制,增强对小目标的关注,提高整体识别精度。损失函数改进为WIoUv3,以动态平衡样本质量,提升模型泛化能力。结果表明:MCCW-YOLOv7-tiny较YOLOv7-tiny,mAP从93.7%提升至95.3%,计算复杂度从13.3 GFLOPs降至6.2 GFLOPs,模型参数量为3.71 M,为复杂环境下的玉米田间杂草检测提供有效技术支持。

    2025年01期 v.56;No.355 124-138页 [查看摘要][在线阅读][下载 2415K]
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研究进展

  • 高通量植物表型技术在大豆育种中的应用

    张杰;谭博阳;李亚昕;姜鲲鹏;张晶;李艺彤;李婷婷;王帅;魏峭嵘;杨明亮;陈庆山;徐乐;

    高通量植物表型新技术是攻克种质资源优异性状高通量精准鉴定难题、发掘创制突破性种质资源的关键,该技术已成为现代农业研究的核心工具,对推动我国农业高质量发展发挥重要作用。文章系统综述该技术在大豆逆境胁迫监测、生理特性评估、产量预测、抗病性筛选方面的研究进展。通过整合多种传感器和成像技术,高通量植物表型技术可非破坏性地采集大规模的植物表型数据,显著提高大豆育种效率和基因型筛选精准度,为大豆育种提供新方法和新途径。展望大豆育种中表型评估的未来方向和发展趋势,指出高通量植物表型技术在大豆育种应用中存在的不足,提出运用人工智能和机器学习技术提升海量表型数据处理标准化的建议。

    2025年01期 v.56;No.355 139-146+154页 [查看摘要][在线阅读][下载 1396K]
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  • 马属动物α亚科疱疹病毒感染研究进展

    赵晓阳;王晓钧;刘荻萩;

    马属动物α亚科疱疹病毒包括马疱疹病毒1型(EHV-1)、马疱疹病毒3型(EHV-3)、马疱疹病毒4型(EHV-4)、马疱疹病毒6型(EHV-6)、马疱疹病毒8型(EHV-8)和马疱疹病毒9型(EHV-9)。这些病毒均可引起马属动物出现呼吸系统疾病、神经系统疾病,严重可造成流产和死亡,给马属动物养殖业带来严重经济损失。EHV-1,EHV-4和EHV-8是马属动物α亚科疱疹病毒的代表性病毒,也是马属动物传染病临床病例中常见的疱疹病毒,从病原学、传播途径、临床症状、诊断方法、预防与控制及生物安全管理等多方面整理归纳,同时总结研究过程中遇到的问题,分析并展望未来研究趋势,可为更好开展马属动物α亚科疱疹病毒感染引起的疾病生物安全防控工作提供参考。

    2025年01期 v.56;No.355 147-154页 [查看摘要][在线阅读][下载 1405K]
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