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    1. 干旱-复水处理下玉米差异表达bHLH基因的鉴定与分析
    谢小文, 张心悦, 付家旭, 邵京, 温鹏飞, 王同朝, 卫丽
    河南农业科学    2023, 52 (9): 33-44.   DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2023.09.004
    摘要2104)      PDF (5798KB)(126)    收藏
    为了挖掘玉米( Zea mays)抗旱相关bHLH(Basic helix‑loop‑helix)转录因子,对干旱-复水处理下玉米中差异表达的bHLH基因进行鉴定,并对其蛋白质理化性质、系统进化、染色体分布和复制关系、基因结构和蛋白质保守基序、启动子区顺式作用元件及干旱-复水处理下的表达量等进行分析。结果表明,在干旱-复水处理下玉米中共鉴定筛选出51个差异表达bHLH基因,编码氨基酸数目介于80~705个,分子质量介于21.26~92.17 ku,等电点介于4.54~12.41;bHLH基因分为16个亚族,其中,最大的亚族为Ⅺ(含有9个bHLH蛋白),最小的亚族为Ⅵ、Ⅷ、Ⅸ和ⅩⅢ(均只有1个bHLH蛋白);bHLH基因不均匀地分布在玉米10条染色体上,其中有7对基因之间存在复制关系;外显子数目差别很大,有9个bHLH基因含有1 个外显子,27 个bHLH 基因含有2~5 个外显子,15 个bHLH 基因含有6 个及以上外显子;Motif 1和Motif 2在bHLH蛋白的保守基序中出现的频率较高,其次是Motif 3和Motif 5,出现频率最少的是Motif 6 和Motif 9;启动子区域含有ABRE、GARE-motif、P-box、AuxRR-core、MBS,TGACG-motif、CGTCA-motif、TCA-rich、TGA-element和TCA-element等植物激素和非生物胁迫响应元件。干旱-复水处理下,51 个玉米bHLH 基因呈现不同的表达模式,其中, ZmbHLH20ZmbHLH25ZmbHLH9ZmbHLH137ZmbHLH178等14 个基因正向响应干旱胁迫, ZmbHLH58ZmbHLH87ZmbHLH36ZmbHLH106等14 个基因负向响应干旱胁迫,它们是今后深入研究玉米bHLH 家族响应干旱的候选基因。
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    2. 有机肥替减化肥对赤红壤菜-稻轮作区甘蓝产量和养分利用的影响
    张立成, 李娟, 章明清, 辜祖超
    河南农业科学    2023, 52 (8): 87-95.   DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2023.08.010
    摘要1027)      PDF (1265KB)(82)    收藏
    为提高化肥利用效率,以圆球甘蓝中甘8号为试验材料,在闽南菜-稻轮作区设计5种施肥处理(习惯施肥、推荐施肥、有机肥替代25%化肥、有机肥替代50%化肥、有机肥替代100%化肥)和不施肥处理(对照,CK)进行田间试验,研究不同处理对甘蓝产量及养分利用的影响。结果表明,有机肥替减化肥能够促进甘蓝叶球生长,有机肥替代50%化肥处理叶球质量和叶球紧实度均高于其他施肥处理。有机肥替代50%化肥的施肥处理产量最高,达到3 824.13 kg/hm 2,显著高于有机肥替代25%化肥、有机肥替代100%化肥、习惯施肥和不施肥处理,但与推荐施肥处理相比较无显著差异。有机肥替代50%化肥、有机肥替代25%化肥的施肥处理分别具有较高的氮肥、磷肥利用效率,其分别为40.82%、30.82%。与习惯施肥相比,有机肥替代50%化肥的施肥处理甘蓝对氮肥利用效率增加了13.14个百分点。综合甘蓝产量和养分利用效率,推荐有机肥替代50%化肥作为闽南赤红壤菜-稻轮作区甘蓝生产中有机肥替减化肥的施用量。
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    3. 玉米花粉高温胁迫相关miRNA 的筛选及其靶基因分析
    李川, 张盼盼, 张美微, 牛军, 穆蔚林, 郭涵潇, 乔江方
    河南农业科学    2024, 53 (2): 1-16.   DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2024.02.001
    摘要964)      PDF (4835KB)(110)    收藏
    以高耐热玉米品种郑单958、低耐热玉米品种先玉335为材料,以正常生长条件为对照,在花期进行高温胁迫,通过miRNA高通量测序筛选玉米花粉中的差异表达miRNA,然后预测其靶基因,并对靶基因的本体特征和代谢通路进行富集分析。结果表明,共筛选到818个miRNA前体序列。在郑单958高温胁迫花粉与对照花粉对比组(HT958 vs CK958)中共筛选到19个显著差异表达miRNA序列,其中15个miRNA序列上调表达,4个下调表达,3个miRNA序列达到极显著水平( P<0.01)。对这19个显著差异表达miRNA的靶基因进行预测,共获得了503个基因转录本,其富集较多的GO生物学过程条目分别为转录调控DNA-模板、微管生物学过程、磷酸化作用、RNA聚合酶Ⅱ正向调控转录过程、甲基化作用等,KEGG富集较显著的代谢通路分别是谷胱甘肽代谢、碳代谢、花生四烯酸代谢、糖酵解/糖异生、叶酸生物合成等。在先玉335高温胁迫花粉与对照花粉对比组(HT335 vs CK335)中共筛选到15个显著差异表达miRNA 序列,其中7 个miRNA 序列上调表达,8 个下调表达,1 个miRNA 序列达到了极显著水平( P<0.01)。对这15个显著差异表达miRNA的靶基因进行预测,共获得了454个基因转录本,其富集较多的GO生物学过程条目分别为转录调控DNA-模板、磷酸化作用、蛋白质磷酸化作用、蛋白质水解、DNA修复等,富集较显著的KEGG代谢通路分别是其他多糖降解、亚油酸代谢、代谢通路、硫胺素代谢、内质网内蛋白质加工过程等。在郑单958高温胁迫花粉与先玉335高温胁迫花粉对比组(HT985 vs HT335)中共筛选到85个显著差异表达miRNA序列,其中35个miRNA序列为上调表达,50个为下调表达,24个miRNA序列达到了极显著水平( P<0.01)。对这85个显著差异表达miRNA的靶基因进行预测,共获得了2 286个基因转录本,其富集较多的GO生物学过程条目分别为转录调控DNA-模板、磷酸化作用、蛋白质磷酸化、蛋白质水解、跨膜转运等,富集较显著的代谢通路分别是鞘脂类代谢、淀粉和蔗糖代谢、其他多糖降解、代谢通路、半胱氨酸及甲硫氨酸代谢等。在HT958 vs CK958与HT335 vs CK335对比组中共筛选到94个显著差异表达miRNA序列,其中(预测全新)PC-3p-10069_1143、(预测全新)PC-3p-18335_646、(玉米)zma-miR164f-5p等28个miRNA序列达到了极显著水平( P<0.01)。对这94个显著差异表达miRNA的靶基因进行预测,共获得了4 569个基因转录本,其富集较多的GO生物学过程条目分别为转录调控DNA-模板、磷酸化作用、蛋白质磷酸化、蛋白质转运、蛋白质水解等,其富集较显著的KEGG代谢通路分别是内质网内蛋白质加工过程、真核生物核糖体生物合成、剪接体、鞘脂类代谢、内吞作用等。
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    4. 污染石灰性土壤不同品种小麦籽粒对重金属的积累特征
    王秋红, 时倩茹, 彭爱华, 商艳萍, 孙发伟, 梁小东, 杨素勤, 张彪
    河南农业科学    2023, 52 (10): 72-81.   DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2023.10.008
    摘要949)      PDF (1705KB)(90)    收藏
    为给污染土壤安全生产筛选适宜小麦品种,以17种常见小麦品种为供试材料,在豫北某污染石灰性土壤种植,比较各品种小麦籽粒中重金属镉(Cd)、铅(Pb)、铁(Fe)、锰(Mn)、铜(Cu)、锌(Zn)元素的积累水平,并分析其根际土壤重金属有效态含量及其与籽粒元素含量的相关性。结果表明,试验地土壤Cd 含量为2.17 mg/kg,依据《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 15618—2018),试验地属于安全利用类土壤。不同小麦品种籽粒Cd含量差异明显,其中,小麦品种北10的籽粒Cd含量最低(0.12 mg/kg),其次是偃科048,偃展4110籽粒Cd含量最高。试验地各小麦品种籽粒Cd含量均超出《食品安全国家标准食品中污染物限量》(GB 2762—2017)中的限量值(0.10 mg/kg)。就籽粒Pb含量而言,品种间无明显差异,且均低于《食品安全国家标准食品中污染物限量》(GB 2762—2017)限量值(0.20 mg/kg)。土壤有效态Cd含量占全Cd含量的比值较高,为46%。土壤有效态Cd含量与籽粒Cd含量之间呈极显著正相关关系。Fe、Zn是Cd的拮抗元素,本研究所选小麦品种中偃科048、北10、百农4199、西农979籽粒中Fe、Zn总量与Cd含量比值较高,因此,推荐其作为优先品种选用并配合土壤调理措施以实现安全生产。
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    5. 48 份黑果枸杞种质主要表型和品质性状的遗传多样性研究
    王晓洁, 黎美霞, 陶蕾, 张波, 何昕孺, 米佳, 戴国礼, 徐文娣
    河南农业科学    2023, 52 (9): 78-90.   DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2023.09.008
    摘要805)      PDF (3738KB)(107)    收藏
    为明确野生黑果枸杞种质资源主要表型和品质性状遗传多样性,对48份黑果枸杞种质资源的18种主要表型、品质性状(15个数量性状、3个质量性状)进行描述性统计、主成分、相关性、聚类分析。结果表明,黑果枸杞种质资源具有丰富的遗传多样性,数量性状的遗传多样性指数在1.431~2.095,其变异系数在19%~189%,其中多样性指数最高的是果实纵径,其次是果实横径、枝粗、枝长、单枝成熟果实数和叶宽;质量性状遗传多样性指数在0.745~1.007,其中果实形状的多样性指数最高,叶片形状的多样性指数为0.948,果实颜色的多样性指数为0.745。主成分分析结果表明,前6 个主成分累计贡献率达80.09%,果实纵径、果实颜色、叶面积、花色苷含量、果实横径和枝粗可作为反映黑果枸杞产量及品质的主要指标。相关性分析结果表明,果实横径、平均单果质量、单簇叶片数间呈极显著正相关关系( P<0.01),花色苷含量、果实颜色、单枝成熟果实数呈极显著正相关关系( P<0.01),果柄长与果实形状、果实颜色、花色苷含量和枝粗均呈极显著负相关关系( P<0.01)。基于种质间性状的遗传差异,48份黑果枸杞种质被聚为六大类,聚类结果与样品群落分布具有较强的相关性。综上,48份黑果枸杞种质资源主要表型、品质性状遗传多样性较丰富。
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    6. 基于改进ShuffleNet V2 的柑橘病害识别研究
    于雁南, 莫泳彬, 严继池, 熊春林, 窦世卿, 杨荣峰
    河南农业科学    2024, 53 (1): 142-151.   DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2024.01.016
    摘要805)      PDF (3756KB)(88)    收藏
    大型卷积神经网络因模型复杂难以部署于实际应用,而轻量级网络因优化模型结构而导致精度往往不如前者理想。针对上述问题,对ShuffleNet V2进行改进,提出一种轻量化MAM-ShuffleNet柑橘病害识别模型。首先,在ShuffleNet V2中引入混合注意力模块(Mixed attention module,MAM),提升模型对病害特征提取能力。其次,利用Ghost模块优化网络中卷积层,有效降低网络模型参数量和计算成本。最后,调整网络结构中ShuffleNet V2单元堆叠次数,进一步简化网络参数。结果表明,在自建柑橘叶片数据集中,MAM-ShuffleNet模型平均识别准确率达到97.7%;与原始ShuffleNet V2相比,其参数量降低了45.7%,识别准确率提升了1.2百分点;综合性能明显优于ResNet50、DenseNet121等模型。
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    7. 基于迁移学习和残差网络的谷子病害识别研究
    张红涛, 罗一铭, 谭联, 杨加蓬, 王宇
    河南农业科学    2023, 52 (12): 162-171.   DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2023.12.018
    摘要766)      PDF (2368KB)(64)    收藏
    针对谷子病害提出了一种基于迁移学习和残差网络(Residual CNN)的谷子病害图像识别方法。首先,建立由谷子白发病、谷瘟病、红叶病、锈病等4种病害图像以及正常谷子叶片图像组成的原始样本集;然后,采用基于超绿特征的最大类间方差法实现原始图像的分割,建立谷子病害分割图像数据集,并对该数据集进行扩充处理;最后,基于扩充后的谷子病害分割图像数据集,利用迁移学习和残差网络的思想建立谷子病害识别模型。结果表明,该模型的识别率达到98.2%,相较于基于支持向量机(SVM)的谷子病害识别模型提高了8.9百分点,同时该模型的训练时间相较于基于卷积神经网络(CNN)的谷子病害识别模型减少17.69 min。表明基于迁移学习和残差网络的谷子病害识别模型可有效地对4种谷子叶片病害进行识别。
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    8. 基于YOLOv3 改进算法的烟叶原料烟草甲识别方法研究
    张卫正, 陈赛越扬, 王艳玲, 帖金鑫, 丁佳, 李萌, 李灿林, 苏晓珂, 甘勇
    河南农业科学    2023, 52 (11): 157-166.   DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2023.11.017
    摘要697)      PDF (10647KB)(97)    收藏
    为了解决烟叶原料中烟草甲人工识别效率低、不准确的问题,实现烟草甲的精准、智能识别,提出一种基于YOLOv3改进算法的烟草甲识别模型。首先采用Random Mix数据增强技术扩充烟草甲数据集;然后,通过引入K-means++算法重新聚类锚框,改进YOLOv3对于烟草甲的识别能力;使用SIoU Loss改进YOLOv3的边界框损失函数,提高模型定位的准确性,加速模型收敛;最后加入特征细化模块过滤冲突信息,优化模型对烟草甲数据集中小目标识别的精准度。结果表明,改进的YOLOv3网络模型对测试集中烟草甲的平均检测精确率、召回率、F1分数和平均精度均值(mAP)分别达到93.26%、88.25%、0.90和94.59%,分别比现有的YOLOv3算法提高了12.21百分点、11.79百分点、0.12、12.40百分点,可为烟草甲的有效识别提供支撑。
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    9. 玉米逆境胁迫响应基因ZmTPR1 的表达和功能分析
    曹丽茹, 梁小菡, 马晨晨, 叶飞宇, 庞芸芸, 李伟亚, 张新, 鲁晓民
    河南农业科学    2024, 53 (1): 12-21.   DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2024.01.002
    摘要597)      PDF (2292KB)(123)    收藏
    在前期干旱-复水处理玉米转录组测序基础上,发现了一个响应干旱胁迫的基因 ZmTPR1(Tetratricopeptide repeat 1),对该基因进行生物信息学分析,并探究其在不同组织及逆境胁迫下的表达模式,利用CRISPR-Cas9技术敲除拟南芥中的同源基因 AtTPR1,分析干旱胁迫条件下纯合突变体植株的表型和生理生化指标,初步探究该基因的功能,为培育抗旱玉米品种提供基因资源。结果表明, ZmTPR1 基因位于玉米的第3号染色体,编码421个氨基酸,具有保守的卷曲螺旋结构域,可能参与玉米对植物激素、干旱等胁迫的响应。 ZmTPR1 基因在玉米各组织中均表达,在幼茎中的表达量最高;干旱、高温、盐和缺氮胁迫均可诱导 ZmTPR1 基因的表达,干旱胁迫后表达量上调最明显;干旱胁迫后 ZmTPR1 基因在抗旱玉米自交系郑36中的表达量均极显著高于敏旱玉米自交系B73。敲除 AtTPR1 基因后拟南芥抗旱能力下降, Attpr1 突变体在干旱胁迫下生长受到严重抑制,叶片萎蔫甚至干死,同时相对含水量、叶绿素含量、净光合速率及过氧化物酶和超氧化物歧化酶活性极显著降低,丙二醛含量极显著升高。综合来看, ZmTPR1 基因参与玉米对多种非生物胁迫的响应过程,并在响应干旱胁迫中发挥着重要的作用。
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    10. 有机碳对土壤团聚体形成的影响研究进展
    周家昊, 褚军杰, 孙万春, 邹平, 俞巧钢, 马军伟, 杨军
    河南农业科学    2023, 52 (11): 10-20.   DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2023.11.002
    摘要207)      PDF (10408KB)(171)    收藏
    土壤有机碳(SOC)作为参与生物地球化学循环的重要物质,在土壤团聚体形成与稳定中起重要作用。回顾了土壤团聚体的定义、特征和形成理论,分析了SOC在团聚体中的周转过程,综述了SOC数量、SOC结构、微生物残体碳及SOC损失在土壤团聚体形成中的作用及影响,从土壤碳汇与团聚体的协同关系角度对健康土壤的培育提出建议,并对土壤团聚体领域未来研究方向作出展望,以期为土壤资源可持续发展提供参考。
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    11. 地下滴灌土壤水分运移与分布研究进展
    王东博, 钱智勇, 王东, 黄国亮, 杨振杰, 张毅杰
    河南农业科学    2023, 52 (12): 1-13.   DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2023.12.001
    摘要188)      PDF (1989KB)(224)    收藏
    地下滴灌条件下土壤水分运移与分布规律一直是学术界追踪的热点课题。为明确地下滴灌条件下土壤水分运移与分布影响因素的研究进展,总体概览了地下滴灌技术的基本原理、主要特点以及发展历程,系统阐述了不同地下滴灌方式下土壤水分运移与分布研究方法及结论,并介绍数值仿真技术在土壤水分分布规律研究中的应用现状,综合分析了地下滴灌条件下影响土壤水分运移与分布的关键因素,总结了当前研究现状与发展瓶颈,并对未来研究方向进行展望,以期为后续深入研究和提高灌溉水分利用率提供理论参考。
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    12. 种植密度对玉米茎秆强度和穗部性状的影响
    徐丽娜, 安治良, 陈士林, 张怀胜, 进茜宁, 王平喜
    河南农业科学    2023, 52 (8): 11-17.   DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2023.08.002
    摘要184)      PDF (1501KB)(225)    收藏
    设置67 500(D1)、75 000(D2)、82 500(D3)、90 000(D4)、97 500(D5)株/hm 2 5个种植密度,研究种植密度对百玉393茎秆强度、穗部性状及产量的影响,并分析玉米植株形态与茎秆强度间的关系,为黄淮海区域夏玉米高产栽培提供理论依据和技术指导。结果表明,随着种植密度增加,玉米穗位高和穗高比升高,茎周长变小,株高无显著变化;玉米茎秆穿刺强度、折断强度、压碎强度均降低;玉米穗长、穗行数、行粒数、轴粗、百粒质量、穗粒数均呈现下降趋势,穗粗无显著变化,秃尖长增加;玉米产量先增加后降低,以D3处理最高,D2处理次之,两者差异不显著,D5处理最低。茎秆穿刺强度、折断强度、压碎强度与穗位高、穗高比均呈极显著负相关。综上,在种植密度75 000~82 500株/hm 2时,穗位高和茎粗适中,茎秆质量较好,穗部性状较优,产量较高。
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    13. 非生物胁迫因素对小麦光合作用的影响研究进展
    方宇辉, 华夏, 韩留鹏, 赵明忠, 齐学礼, 董海滨, 胡琳
    河南农业科学    2023, 52 (10): 1-13.   DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2023.10.001
    摘要182)      PDF (1331KB)(173)    收藏
    光合作用是小麦生长发育的能量来源和物质基础,对小麦产量的形成有至关重要的作用。近年来,气候异常现象频繁发生,高温、低温、干旱、渍水、盐碱、强光、弱光等成为影响小麦光合作用的主要因素。综述了温度、水分、盐碱和光照强度等非生物胁迫对小麦光合作用的影响研究进展,提出了该研究领域存在的问题,并对未来研究方向进行了展望,为小麦高光效育种和栽培管理提供理论参考。
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    14. 猪流行性腹泻疫苗研究进展
    梁雨萱, 庞胜美, 刘梅, 王龙龙, 段强德
    河南农业科学    2023, 52 (8): 1-10.   DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2023.08.001
    摘要176)      PDF (1511KB)(210)    收藏
    猪流行性腹泻(Porcine epidemic diarrhea,PED)是一种由猪流行性腹泻病毒(Porcine epidemic diarrhea virus,PEDV)引起的一种猪急性、高度接触性的肠道传染病,由于其高发病率和高致死率,给全球养猪业造成了巨大的经济损失。接种疫苗是当前预防PED最经济和有效的措施,但由于PEDV变异株的不断出现,疫苗的免疫保护效果不佳。因此,急需研发更加安全、高效的疫苗来预防PED。综述了PEDV的病原学特性、致病机制以及PEDV疫苗研究的最新进展,并对PEDV新型高效疫苗的研究策略进行展望,以期为临床上有效防控PED提供参考。
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    15. bHLH转录因子在植物耐冷基因工程中的应用进展
    齐学礼, 李莹, 李春盈, 韩留鹏, 赵明忠, 张建周
    河南农业科学    2023, 52 (11): 1-9.   DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2023.11.001
    摘要153)      PDF (8078KB)(164)    收藏
    植物在生长发育过程中经常遭遇低温胁迫,影响其生长发育、地理分布,降低产量、品质。bHLH(Basic helix⁃loop⁃helix)是植物中第二大转录因子家族,在植物抵御低温胁迫反应中具有重要的调控作用。阐述了植物bHLH转录因子的基本结构,综述了类似MYC(Avian myelocytoma virus)的bHLH转录因子ICE[Inducer of CBF(C⁃repeat binding factor)expression]和其他bHLH转录因子在植物耐冷基因工程中的应用进展,以期为bHLH转录因子在植物耐冷遗传改良、育种中的应用提供参考。
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    16. 减氮增密对籼粳杂交稻产量和稻米品质的影响
    张凯, 陈明睿, 刘秋员
    河南农业科学    2023, 52 (10): 14-21.   DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2023.10.002
    摘要138)      PDF (1342KB)(121)    收藏
    以籼粳杂交稻品种甬优2640和甬优15为材料,研究减氮增密[常规氮肥水平(纯N 300 kg/hm 2)下每穴2苗(T1),减氮水平(纯N 225 kg/hm 2)下每穴2苗(T2)、3苗(T3)、4苗(T4)、5苗(T5)]对籼粳杂交稻产量和稻米品质的影响,以期为籼粳杂交稻的绿色高产栽培提供技术支撑。结果表明,2个水稻品种各减氮处理的产量均随着密度的增加呈先增加后降低的趋势,以T3处理最高,且显著高于T1处理,甬优2640和甬优15分别提高7.03%和6.59%,其他减氮处理均显著低于T1处理。T3处理能获得高产主要得益于其具有最高的有效穗数和穗粒数。稻米品质方面,2个水稻品种各减氮处理的糙米率、精米率、整精米率、蛋白质及其组分含量、直链淀粉含量、支链淀粉含量、总淀粉含量、硬度、最终黏度总体上均随着密度的增加而降低,且均低于或显著低于T1处理;而垩白粒率、垩白度、食味值、消减值均随着密度的增加而增加,且均高于或显著高于T1处理。综合来看,对于籼粳杂交稻而言,在施氮量为225 kg/hm 2条件下,采用穴行距12 cm×30 cm,每穴3苗,可达到高产优质的效果。
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    17. 河南省芝麻种植气候适宜度时空变化研究
    胡峰, 张建涛, 张杰, 高桐梅, 赵巧丽, 郑国清, 李国强, 刘立杰
    河南农业科学    2023, 52 (8): 56-68.   DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2023.08.007
    摘要135)      PDF (3493KB)(74)    收藏
    为明确河南省芝麻气候适宜度时空分布特点,指导芝麻生产布局,根据芝麻光温水需求规律,采用模糊数学方法,构建芝麻生长发育气候适宜度模型,并利用河南省15个气象监测站点1961—2019年逐日气象数据,计算芝麻温度、光照、降水适宜度和综合气候适宜度。结果表明,15个站点芝麻温度适宜度(0.938~0.956)>光照适宜度(0.568~0.657)>降水适宜度(0.492~0.595),综合气候适宜度为0.641~0.712。1961—2019年,河南省芝麻光照适宜度和综合气候适宜度呈显著下降趋势,每10 a分别下降0.032和0.012;温度适宜度和降水适宜度变化趋势不显著。光照、降水适宜度和综合气候适宜度从北往南逐渐降低,而温度适宜度从西北往东南逐渐增加。可见,河南省芝麻温度适宜度较高,热量资源丰富;光照适宜度随年份降低,光照资源逐渐不利于芝麻生长;降水适宜度较低,降水是限制河南芝麻生产的主要气象因子。在河南芝麻生产中,巩固豫东南驻马店、周口等芝麻传统产区的优势,扩大气候适宜度高值区域豫北、豫东的种植范围,同时完善排灌配套设施,对提高芝麻气候资源利用率,保证河南芝麻稳产增产具有重要意义。
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    18. 荧光标记技术在新型农用化合物创制中的应用现状及进展
    文鼎, 张亚, 刘双清, 王翀, 廖晓兰
    河南农业科学    2023, 52 (9): 1-13.   DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2023.09.001
    摘要135)      PDF (1591KB)(101)    收藏
    荧光标记技术广泛应用于现代社会的各个方面,但其在农用化合物创制领域的应用鲜见综述。基于近10 a国内外农用化合物创制领域的荧光标记技术相关文献,系统总结了荧光标记技术中荧光染料的种类,综合介绍了荧光探针技术和免疫荧光技术在新型农用化合物创制领域的应用现状及进展,分析了目前荧光标记技术在新型农用化合物创制领域存在的局限与不足,并对未来荧光标记技术的发展趋势进行了展望。
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    19. 牧草的重金属胁迫效应及修复机制研究进展
    吴雅芬, 周柳婷, 王义祥, 罗涛, 黄小云, 黄秀声
    河南农业科学    2024, 53 (1): 1-11.   DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2024.01.001
    摘要134)      PDF (1380KB)(96)    收藏
    土壤重金属污染是造成生态环境质量下降、农作物重金属含量超标以及危害人类健康的主要因素。植物修复兼具生态和经济效益,是目前重金属治理的重要方式之一,但多数植物品种修复能力有限,不能达到良好的重金属去除效果。与之相比,牧草易栽培、生物量大、生长周期短,在重金属污染土壤治理中表现出较强的修复能力,具有良好的应用前景和开发价值。结合牧草植物修复重金属污染土壤的研究现状,系统阐述了重金属胁迫下牧草的响应特征及其对重金属的富集效果和修复机制,旨在为高效利用牧草治理重金属污染土壤提供参考。
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    20. 不同播种灌溉方式对夏玉米出苗、干物质积累及转运和产量的影响
    杨明达, 张素瑜, 李帅, 郑东方, 杨慎骄, 关小康, 王同朝
    河南农业科学    2024, 53 (1): 22-31.   DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2024.01.003
    摘要132)      PDF (1989KB)(102)    收藏
    设置地面灌溉常规播种(CK)、地表滴灌常规播种(DI)、地下滴灌深播(SDI)处理,研究不同播种灌溉方式对夏玉米出苗、干物质积累及转运和产量的影响,以期筛选出适宜夏玉米大田生产的播种灌溉方式。结果表明,播种后灌溉40 mm情况下,SDI处理土壤水分可以上移至种床层,下渗到距地表80 cm处,5~10、10~20 cm土层的土壤含水量分别达到田间持水量的68.69%、75.35%;CK和DI处理土壤湿润体在60 cm以上土层。SDI处理显著延长夏玉米的出苗时间,导致其苗期单株叶面积和干质量较其他处理显著降低,但其出苗率并未显著降低。在生育期间灌溉的条件下,与CK相比,SDI处理降低拔节后期和灌浆初期0~20 cm土层的土壤含水量,但增加40~120 cm土层的土壤含水量;DI处理增加拔节后期中上层土壤和灌浆初期土壤含水量。与CK相比,SDI和DI处理不仅能够促进花前干物质的转运,而且还能提高开花期和灌浆期的叶面积指数、地上部干物质积累量以及产量和水分利用效率,SDI和DI处理成熟期地上部干物质积累量、产量、水分利用效率分别提高8.51%、11.22%、11.41%和6.18%、6.38%、9.94%。SDI处理较DI处理提高了夏玉米的穗粒数和产量,但两处理间水分利用效率差异不显著。综上,地下滴灌深播未显著影响夏玉米的出苗率,并且地下滴灌能够提高中下层土壤的含水量,对花前干物质转运量及花后叶面积指数和地上部干物质积累量的提高有利,最终获得最高的产量和水分利用效率。

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    21. 基于无人机影像多源信息的冬小麦生物量与产量估算
    郭燕, 井宇航, 贺佳, 张会芳, 贾德伟, 王来刚
    河南农业科学    2023, 52 (12): 149-161.   DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2023.12.017
    摘要130)      PDF (5072KB)(77)    收藏
    冬小麦生物量是表征产量的重要指标,通过无人机遥感技术对冬小麦生物量进行快速、无损监测能够及时掌握冬小麦生长情况,对冬小麦估产具有重要意义。基于冬小麦孕穗期、开花期和灌浆期无人机数字正射影像(DOM)的光谱信息(SIs)和纹理特征(TFs),以及数字表面模型(DSM)提取的株高(H DSM),采用多元线性回归(MLR)、偏最小二乘回归(PLSR)和随机森林(RF)方法构建了冬小麦生物量估算模型,并以此为基础进行了产量估算。结果表明,使用DOM信息进行冬小麦生物量估算时,融合SIs+TFs构建的冬小麦生物量估算模型精度优于单一光谱指数或者纹理特征构建的模型;引入H DSM信息冬小麦生物量估算模型精度得到提高,3种方法以RF方法构建的开花期模型精度最高;融合H DSM信息进行冬小麦生物量估算时,估算精度的提高以TFs+H DSM最明显。冬小麦产量早期估算中,不同生育时期实测生物量与产量拟合以对数函数模型精度最高,孕穗期、开花期和灌浆期模型R2分别为0.87、0.88和0.92。耦合生物量与产量估算最优模型进行冬小麦早期估产,灌浆期估算模型精度最高, R 2 、RPDRMSE分别为0.90、2.77和244.61 kg/hm 2。因此,融合无人机影像DOM和DSM多源信息,集成机器学习算法,不仅可以对冬小麦生物量进行精准估算,还可以快速有效地对冬小麦产量进行早期估算,对于精准制定粮食安全政策具有重要意义。
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    22. 谷子品质性状研究进展
    李君霞, 马小倩, 代书桃, 秦娜, 宋迎辉, 朱灿灿, 刘海霞, 金松灿
    河南农业科学    2023, 52 (9): 14-23.   DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2023.09.002
    摘要129)      PDF (1347KB)(166)    收藏
    谷子是我国重要的杂粮作物,富含蛋白质、脂肪、糖类、膳食纤维以及丰富的人体所必需的微量元素,营养价值极高。从外观品质、蒸煮食味品质、营养品质和加工品质等方面综述了谷子品质性状的研究进展,分析了目前谷子品质研究中存在的问题,并对未来品质研究前景进行了展望。
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    23. 小麦氮素利用效率基因TaARE1-A 等位变异与产量相关性状之间的关系分析
    王沙沙, 黄绍敏, 宋晓, 张珂珂
    河南农业科学    2023, 52 (12): 14-21.   DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2023.12.002
    摘要125)      PDF (1377KB)(102)    收藏
    以黄淮海麦区261个小麦品种为材料,分析 TaARE1-A基因等位变异与小麦产量相关性状之间的关系,以期获得对提高氮素利用效率、增加小麦产量有重要作用的优异等位变异类型,为小麦分子标记辅助育种提供新的基因资源。结果表明,在67个地方品种中,59个品种为 TaARE1-A-a基因型,其余8个品种为 TaARE1-A-b基因型;在194个现代品种中,184个品种为 TaARE1-A-a基因型,其余10个品种为 TaARE1-A-b基因型。在261个小麦品种中,基因型为 TaARE1-A-a的小麦品种的千粒质量、粒长、籽粒周长均显著高于基因型为 TaARE1-A-b的小麦品种,穗长、每穗小穗数、穗粒数、粒宽、粒长/粒宽在2种基因型中均无显著差异。综上, TaARE1-A-a基因型可增加小麦粒长、籽粒周长和千粒质量,是一种优良的基因型。
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    24. 磷肥施用深度对谷子根系分布、氮素吸收利用和产量的影响
    朱灿灿, 付森杰, 秦娜, 王春义, 代书桃, 宋迎辉, 魏昕, 李君霞
    河南农业科学    2023, 52 (12): 22-30.   DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2023.12.003
    摘要125)      PDF (1455KB)(112)    收藏
    采用大田试验,设置5 cm(P5)、10 cm(P10)、15 cm(P15)和20 cm(P20)4个磷肥施用深度,以不施磷肥为对照(CK),研究磷肥施用深度对谷子根系分布、干物质积累和转运、氮素吸收利用、产量的影响,以期为谷子生产上磷肥的高效利用提供理论基础。结果表明,适当的磷肥施用深度能促进谷子根系生长,提高根长、根表面积和根干质量,整体表现为P15>P10>P5>P20>CK;随着磷肥施用深度的增加,深层土壤中谷子的根长、根表面积和根干质量增加,在20~40 cm土层表现为P20>P15>P10>P5>CK。适当的磷肥深施可以促进谷子干物质积累和转运,相较于P5处理,P10、P15和P20处理成熟期干物质积累量分别提高4.60%、10.29%和0.92%,干物质转移率分别提高6.49%、10.06%和- 20.13%。磷肥深施提高了根系对深层土壤中氮素的吸收和利用,深层土壤尤其是20~40 cm土层中的有效氮含量较P5处理显著降低,P10、P15、P20处理成熟期谷子总氮积累量分别较P5处理提高3.91%、17.85%、5.31%,氮素吸收效率分别提高5.88%、19.12%、7.35%,氮肥偏生产力分别提高18.95%、32.88%、-1.26%。适当的磷肥深施可以提高穗粒质量、产量和收获指数,均表现为P15>P10>P5>P20>CK,P10、P15处理产量分别较P5处理提高18.98%、32.86%,P20处理较P5处理减产1.27%。综上,15 cm为最优磷肥施用深度,可促进谷子根系生长及下扎,提高根系对土壤中氮素的吸收和利用,促进干物质积累及转运,相较于磷肥5 cm浅施增产32.86%。
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    25. 灵芝诱导子对南方红豆杉悬浮培养细胞产紫杉醇的影响
    邱涵, 孟丽媛, 杨婉婷, 凌树玉, 任凯利, 魏赛金
    河南农业科学    2023, 52 (10): 52-59.   DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2023.10.006
    摘要124)      PDF (1642KB)(75)    收藏
    为提高红豆杉悬浮细胞紫杉醇产量,采用制备的灵芝( Ganoderma lucidum)诱导子处理南方红豆杉( Taxus wallichiana var. mairei)悬浮细胞,通过分析细胞生长量、紫杉醇总产量,研究灵芝诱导子对红豆杉悬浮细胞的影响。结果表明,灵芝诱导子添加质量浓度为100 μg/mL时,红豆杉悬浮细胞生长指数和紫杉醇总产量显著高于其他质量浓度( P<0.05),该质量浓度为灵芝诱导子的最佳添加质量浓度;灵芝诱导子在细胞生长的第8天加入时,第21天的细胞生长指数和紫杉醇总产量显著高于其他添加时间( P<0.05),细胞生长的第8天为灵芝诱导子的最佳添加时间;灵芝诱导子持续作用6 d时,细胞生长指数和紫杉醇总产量显著高于其他持续作用时间( P<0.05),该持续作用时间为灵芝诱导子的最佳持续作用时间。在悬浮细胞培养的第8天加入100 μg/mL灵芝诱导子培养至第21天时,细胞干质量和紫杉醇总产量达到峰值,分别为对照(等量蒸馏水处理)的221.13%、569.69%;细胞膜表面黏膜和球状物质增加;苯丙氨酸解氨酶活性和总酚含量提高,细胞活力和多酚氧化酶活性降低。
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    26. 氮肥减施对黄褐土区小麦—玉米轮作体系产量和氮素吸收利用的影响
    李凌云, 和爱玲, 杨焕焕, 刘高远, 郭中义, 杜君
    河南农业科学    2023, 52 (11): 21-32.   DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2023.11.003
    摘要122)      PDF (10268KB)(142)    收藏
    为了明确黄褐土区小麦—玉米轮作体系最佳的氮肥减施量,2018—2020年在黄褐土区设置不施氮肥(CK)、常规施肥(FP,施氮225 kg/hm 2)、优化施肥(CF,施氮180 kg/hm 3)、常规施肥基础上减氮10%(90%FP,施氮202.5 kg/hm 2)、常规施肥基础上减氮20%(80%FP,施氮180 kg/hm 2)、常规施肥基础上减氮30%(70%FP,施氮157.5 kg/hm 2)、控失尿素和普通尿素7∶3配施(CRU,施氮180 kg/hm 2)共7个处理,探讨氮肥减施对小麦—玉米轮作体系产量和氮肥吸收利用的影响。结果表明,所有施氮处理中,2个轮作周年,CF处理小麦、玉米产量均最高,CRU处理次之,两者无显著差异。与FP处理相比,在减氮20%条件下,2个轮作周年,CF处理和CRU处理小麦产量分别提高3.62%和2.57%,玉米产量分别提高3.53%和1.85%;80%FP处理小麦、玉米产量均降低,但不显著。减氮30%处理小麦、玉米产量均较FP处理明显减产。2个轮作周年,CF处理和CRU处理土壤中有机质、全氮和水解氮含量较高,高于其他处理,但两者差异不显著,70%FP处理总体上较FP处理显著降低土壤水解氮含量。2个轮作周年,CF处理和CRU处理小麦、玉米的氮肥回收率、氮肥农学效率和氮肥偏生产力均较高,两者差异不显著,但均显著高于FP处理。其中,CRU处理小麦和玉米的氮肥回收率分别提高32.1%~50.8%和41.7%~44.2%,氮肥农学效率分别提高31.7%~35.6% 和29.5%~31.9%,氮肥偏生产力分别提高27.4%~28.9% 和26.9%~27.7%。综上,黄褐土区小麦—玉米轮作体系中,减氮20%条件下优化施肥、控失尿素和普通尿素7∶3配施均能提高作物产量和氮素利用效率,而减氮30%则存在减产风险。综合考虑,控失尿素和普通尿素7∶3配施并一次性施肥为黄褐土区小麦—玉米轮作区的最佳施肥措施。
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    27. 再生水农业灌溉中生物污染物研究进展
    张红伟, 崔丙健, 刘春成
    河南农业科学    2024, 53 (3): 1-16.   DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2024.03.001
    摘要120)      PDF (1369KB)(106)    收藏
    合理安全利用再生水是缓解农业灌溉淡水资源短缺的有效途径之一。再生水含有一定的营养元素,但也含有一定的危害元素。为给农业灌溉再生水安全利用提供参考,从再生水定义与利用、生物污染物类型、生物污染风险识别以及再生水水质风险控制技术等方面进行了综述,并提出了今后再生水农业利用研究的重点:通过长期定位试验评估再生水利用安全性;分析再生水中抗生素等新兴污染物的半衰期等,并制定相应利用标准;研究低成本、快速污水处理工艺。
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    28. 不同密度下玉米茎秆抗倒伏相关性状的产量构成分析
    鲁晓民, 郭书磊, 张新, 魏良明, 张前进, 曹丽茹, 刘海静, 邓亚洲, 张震, 王振华
    河南农业科学    2023, 52 (9): 44-55.   DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2023.09.005
    摘要119)      PDF (3820KB)(124)    收藏
    研究不同密度( 52 500、67 500 、82 500、97 500、112 500株/hm 2)下6个玉米品种茎秆抗倒伏相关性状的产量构成,明确不同茎秆性状对产量的贡献率,剖析耐密品种的茎秆结构特性,以期为玉米茎秆抗倒伏特性改良进而提高种植密度提供理论依据。结果表明,随着密度增加,不同玉米品种产量均先增加后降低,地上第3节和第4节穿刺强度、节间粗及株高均降低,穗位系数、地上第3节间和第4节间长粗比均增加,穗位高、穗下节间数、穗下节间长无一致性的变化规律。与52 500 株/hm 2相比,67 500、82 500、97 500、112 500 株/hm 2下株高降低1.41%~5.65%,穗位系数增加2.07%~8.63%,地上第3、4节平均穿刺强度降低4.25%~15.88%,地上第3、4节平均节间粗减少5.87%~14.27%,地上第3、4节平均节间长粗比增加7.73%~30.51%。相关性分析结果表明,地上第3节和第4节穿刺强度、地上第3节间和第4节间长粗比、穗位高、地上第4节间长、密度与产量呈极显著相关。通过不同密度条件下的产量变化建立不同玉米品种的产量曲线模型,筛选出高产品种秋乐368,鉴定出了每个品种的最适密度,仅有秋乐368既耐密又高产。不同密度条件下,茎秆抗倒伏相关性状的产量构成分析结果表明,地上第3、4节穿刺强度和节间长粗比是影响产量的较重要性状;地上第3节茎秆对密度因素的敏感性弱于地上第4节;在高密度条件下,第4节茎秆质量好坏对产量有更重要的影响。
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    29. 酶的理性设计在作物育种中的应用进展与前景展望
    王东辉, 王奥轩, 何长海, 刘志豪, 石永春, 王燃, 王潇然
    河南农业科学    2024, 53 (5): 1-9.   DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2024.05.001
    摘要118)      PDF (1812KB)(113)    收藏
    优良种质资源是粮食安全的重要保证,传统育种技术存在周期长、工作量庞大等问题。随着生物学与计算机技术的深度融合,针对作物关键基因进行定向优化的酶的理性设计,为更大限度挖掘优质基因资源奠定了基础,进一步与基因编辑及转基因技术相结合,成为分子育种技术探索中的重要方向之一。阐述了分子对接、分子动力学模拟、结合自由能评价等酶的理性设计常用方法,综述了酶的理性设计在提高作物品质、抗逆性和生物量方面的应用进展,并对未来的前景进行展望,以期为作物育种新技术的开发和利用提供参考。
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    30. 不同颜色果袋对阳光玫瑰葡萄成熟过程中果锈发生及品质的影响
    娄玉穗, 尚泓泉, 樊红杰, 李政, 张柯, 崔小月, 吕中伟
    河南农业科学    2023, 52 (8): 105-114.   DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2023.08.012
    摘要117)      PDF (2062KB)(118)    收藏
    探明不同颜色果袋对阳光玫瑰葡萄果锈发生及品质的影响,为生产上更好地选择果袋并进行优质生产奠定基础。以10年生阳光玫瑰葡萄植株为试验材料,设置5种不同颜色果袋处理,以不套袋为对照,比较果实成熟过程中的果锈发生及品质变化。结果表明,随着果实的成熟,果锈发生率表现出先增加后趋于稳定的变化趋势,对照、红袋、白袋、蓝袋、绿袋和黑袋的果锈发生率达到较高水平的时间分别为盛花后97 d、107 d、107 d、107 d、122 d和107 d,对应果锈发生率分别为19.47%、12.48%、12.42%、9.62%、7.59%和0.84%。对照、蓝袋的果皮较亮,黑袋的果皮较暗。对照、白袋和蓝袋的单粒质量均在盛花后107 d达到最大值,其他处理在盛花后122 d达到最大值,且白袋的最大单粒质量最大,为15.57 g,其次是蓝袋。对照、白袋和黑袋的果实硬度较大,绿袋和蓝袋的果实硬度较小。对照、白袋、蓝袋和红袋的果实可溶性固形物含量和糖酸比较高,其果实可溶性固形物含量均在盛花后97 d达到18%或以上,绿袋和黑袋的果实可溶性固形物含量在盛花后107 d均达到18%或以上。总之,蓝袋可以显著降低阳光玫瑰葡萄果锈发生,且对果实成熟期和品质影响最小,是阳光玫瑰葡萄优质生产的较好选择。
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    31. 利用CRISPR/Cas9技术创制小麦耐低肥 Taaap3突变体
    李艳, 陈艳艳, 华夏, 方宇辉, 王玉民, 巩晨, 齐学礼, 胡琳
    河南农业科学    2023, 52 (11): 33-41.   DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2023.11.004
    摘要117)      PDF (9222KB)(71)    收藏
    为了创制耐低肥、高产小麦( Triticum aestivum L.)新种质,利用CRISPR/Cas9技术编辑小麦中氨基酸透性酶基因 TaAAP3,明确突变体类型,并分析突变体在低肥条件下的产量,筛选耐低肥、高产小麦新材料。结果表明,共获得了1个小麦 TaAAP3基因单亚基因组纯合突变体和2个三亚基因组纯合突变体,主要发生的突变是单个碱基的插入和小片段DNA的插入、缺失,其导致了移码突变,使翻译提前终止,造成蛋白质序列完全被改变。突变体 Taaap3幼苗叶片中 TaAAP3基因的表达水平显著低于野生型,且 TaAAP3 在三突变类型中的表达量显著低于单突变类型。低肥条件下,3个 Taaap3 突变体产量均显著高于野生型,且 TaAAP3基因表达水平越低,增产幅度越大。综上,在小麦中敲除TaAAP3 基因后,其表达水平显著降低,且低肥条件下籽粒产量显著增加。
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    32. 干旱胁迫对桔梗光合作用和生理特性的影响
    信龙飞, 娄闯, 冀保毅, 刘红云, 张艳玲
    河南农业科学    2023, 52 (8): 69-77.   DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2023.08.008
    摘要115)      PDF (1883KB)(84)    收藏
    为了探究干旱胁迫对桔梗光合作用和生理特性的影响,以2年生桔梗为试验材料,设置4个土壤水分处理,分别为土壤相对含水量的80%(对照)、60%(轻度干旱)、40%(中度干旱)、20%(重度干旱),研究不同程度干旱胁迫下桔梗的光合和生理特性。结果表明,随着干旱程度的增加,桔梗叶片净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度、光饱和点、表观量子效率和暗呼吸速率均呈逐渐下降趋势,而光补偿点逐渐升高。当土壤相对含水量为20%时,光补偿点最高,为74.45 μmol/(m 2·s),比对照上升了67.76%。叶片光合色素含量先升高后下降,土壤相对含水量60%处理下叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量最高,分别较对照增加了18.71%、28.48%、12.25%。桔梗丙二醛、脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白含量均随干旱程度的增加而增加。过氧化氢酶活性先升后降,土壤相对含水量为40%时活性最强,较对照提高了21.01%。综上,桔梗对轻度和中度干旱表现出一定的适应性,渗透调节物质积累和抗氧化酶活性增加是桔梗耐旱性的关键生理响应过程,但重度干旱胁迫下桔梗膜脂过氧化程度加剧,光合生产力显著下降,最终导致桔梗生长受到严重抑制。桔梗种植管理时,土壤相对含水量不宜长时间低于40%。
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    33. 不同播期温光条件对籼稻产量和品质的影响
    樊一凡, 张艳艳, 王艺媚, 李俊周, 杜彦修, 孙红正, 彭廷, 赵全志, 张静
    河南农业科学    2024, 53 (2): 17-27.   DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2024.02.002
    摘要115)      PDF (1668KB)(116)    收藏
    为明确豫南稻区籼稻高产优质的温光条件,采用大田试验,以3个籼稻品种(兆优5431、中浙优8号和Y两优900)为试验材料,连续2 a研究不同播期[4月15日(T1)、4月30日(T2)、5月15日(T3)、5月30日(T4)和6月14日(T5)]下籼稻抽穗至成熟的积温、累积光照时间、累积光照强度和产量及稻米加工品质、外观品质、营养品质、蒸煮品质,并进行不同播期下温光因子对籼稻稻米品质影响的冗余分析(RDA),通过温光因子的解释率找出影响豫南稻区稻米品质的关键环境因子。结果表明,随着播期的推迟,3个籼稻品种的产量、加工品质和营养品质均呈现先上升后下降的趋势,2 a均表现为T2处理产量最高,加工品质、外观品质和蒸煮品质较好,T5处理产量和品质表现最差。其中,2019年T2处理产量较T5处理提高129.4%,整精米率提高32.1%,垩白度、垩白粒率分别降低69.8%、69.9%,直链淀粉含量降低13.7%;2020年T2处理产量较T5处理提高271.0%,整精米率提高83.9%,垩白度、垩白粒率分别降低85.2%、77.6%,直链淀粉含量降低19.2%。稻米蛋白质含量则是T3处理最高,2019年和2020年T3处理较T5处理分别提高13.6%和20.0%。T2与T3处理间各品质指标差异均不显著。2 a产量均以T2处理下Y两优900最高,且其品质较好。3个品种抽穗到成熟阶段的积温、累积光照时间、累积光照强度均随着播期的推迟呈下降趋势,其中Y两优900的积温和累积光照时间下降幅度最大,兆优5431和中浙优8号下降幅度相当。RDA和解释率分析发现,水稻抽穗至成熟阶段的温光因子是造成稻米品质差异的主要环境因素,抽穗后10~20 d的累积光照时间是影响稻米品质的最主要生态因子。综上,豫南稻区籼稻以4月30日播种产量最高,且品质较好。
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    34. 无人机遥感在马铃薯田间表型研究中的应用
    李敏, 郭雷风, 王瑞利
    河南农业科学    2023, 52 (9): 24-32.   DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2023.09.003
    摘要113)      PDF (1295KB)(122)    收藏
    马铃薯作为世界四大粮食作物之一,对于全球范围内的粮食安全保障发挥着举足轻重的作用。大尺度农田环境下快速准确获取马铃薯表型信息是实现其精细化管理的基础保证。系统阐述无人机遥感的构成与基本工作原理,全面梳理与述评无人机遥感在马铃薯田间表型研究中的应用现状与进展,总结现有不足并对未来发展方向进行展望,以期为后续深入研究提供理论支撑与科学参考。
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    35. 蜀葵ArbHLH148 基因克隆与表达分析
    高文, 闫庚洋, 左俊凯, 许乐, 侯蕊利, 景其昌, 任昊
    河南农业科学    2023, 52 (9): 133-140.   DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2023.09.013
    摘要113)      PDF (3166KB)(80)    收藏
    为解析蜀葵 ArbHLH148基因在雄蕊瓣化中的功能,以红色重瓣蜀葵花朵为试材,结合转录组数据,采用逆转录PCR方法克隆了 ArbHLH148基因,并对其序列特征和表达特性进行了分析。结果表明, ArbHLH148基因cDNA序列全长为672 bp,该基因与树棉bHLH148转录因子基因具有80%的一致性(E值为1e-119)。在系统进化上,ArbHLH148与拟南芥AtbHLH147、AtbHLH148、AtbHLH149、AtbHLH150关系很近,而且其具有典型的碱性螺旋-环-螺旋保守结构域(Basic helix‑loop‑helix,bHLH)。氨基酸序列预测显示,该蛋白质是位于细胞核内的亲水性蛋白,也是没有跨膜区的非分泌蛋白。组织特异性表达分析显示, ArbHLH148 及其功能相关基因 ArIAA1、ArARF8、ArTIR1 在萼片、花瓣、雄蕊和瓣化雄蕊中均有表达,但其在雄蕊中的表达量相对较多,在花瓣、瓣化雄蕊中的表达量依次减少,这与生长素信号相关基因 ArIAA1、ArARF8、ArTIR1在雄蕊、花瓣、瓣化雄蕊中的表达模式及生长素含量变化相似。表明 ArbHLH148基因和生长素信号相关基因的表达差异可能是产生雄蕊瓣化的原因。
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    36. 基于图像的玉米叶倾角提取算法与应用研究
    包聪聪, 张宝林, 牛潘婷, 潘丽杰
    河南农业科学    2023, 52 (8): 142-154.   DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2023.08.016
    摘要110)      PDF (2733KB)(112)    收藏
    叶倾角是玉米冠层的重要特征,群体合理的叶倾角分布,对提高光能利用率和生产潜力有重要意义。基于灰度化、直方图均衡化、中值滤波、Otsu分割、形态学操作、连通区识别和骨架化等数字图像处理技术,提出使用Freeman链码识别植株茎叶连接点,进而提取玉米叶倾角的算法。结果表明,Freeman链码对叶尖点识别率为94.47%,对茎叶连接点的识别率为93.94%,叶倾角的实测值与计算值的相关系数 r=0.94,实现了叶倾角的高效、准确提取。玉米叶倾角表现为随着叶位的降低而降低,不同层位叶倾角随着归一化植被指数(NDVI)的增大而增大。
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    37. 雪茄茄芯和茄衣烟叶不同区段化学成分和品质差异性分析
    李晶晶, 荣仕宾, 秦艳青, 周骏, 曾代龙, 钟秋, 赵园园, 刘德水, 张瑞娜, 史宏志
    河南农业科学    2024, 53 (1): 62-69.   DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2024.01.007
    摘要110)      PDF (1335KB)(43)    收藏
    为明确雪茄烟叶不同区段的品质差异,以雪茄品种德雪1号发酵后分拣出的一等茄衣和茄芯烟叶为材料,对叶基至叶尖5个不同区段的常规化学成分、中性香气成分、烟草特有亚硝胺(TSNAs)及前体物含量进行测定,并进行感官评吸鉴定。结果表明,雪茄烟叶不同区段化学成分差异显著,还原糖、总糖含量在叶尖和近叶尖区段相对较高,总氮和蛋白质含量在近叶基区段较高,烟碱含量自叶基到叶尖先升高后降低。茄芯、茄衣烟叶的中性香气成分含量从叶基至叶尖均先增加后减少,其中茄芯烟叶在叶中区段最高,茄衣在近叶基区段最高。2种类型雪茄烟叶的TSNAs含量从叶基至叶尖均持续下降,但降幅不同,茄芯、茄衣烟叶叶尖较叶基分别下降68.25%、30.19%。除刺激性外,2种烟叶的6项感官质量指标得分及总分从叶基至叶尖均表现为先升高后降低,以叶中和近叶尖区段较优。综上,雪茄烟叶以叶中和近叶尖区段香气浓郁,有害成分低,评吸质量较好。
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    38. 2 种基因型小麦间作对籽粒灌浆特性及产量的影响
    赵立尚, 王香生, 高楠楠, 韩鹏彬, 李杰, 任永哲, 林同保, 王志强, 连延浩
    河南农业科学    2023, 52 (8): 18-25.   DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2023.08.003
    摘要109)      PDF (1624KB)(117)    收藏
    为探明普通小麦和彩色小麦的间作效应,采用大田试验,以普通小麦单作(W)和彩色小麦单作(H)为对照,设置普通小麦和彩色小麦间作处理(W||H),探究了间作处理对不同基因型小麦籽粒灌浆特性及产量的影响。结果表明,相较于单作处理,间作处理彩色小麦花后25 d旗叶SPAD值和净光合速率显著提高,进而花后30~35 d籽粒干物质积累量提高,千粒质量和单穗粒质量分别显著提高4.9% 和15.2%;间作处理彩色小麦籽粒灌浆持续期和有效灌浆持续期分别增加了1.90 d和1.06 d,普通小麦则分别降低了2.89 d和1.08 d。间作处理总穗数和产量分别较彩色小麦单作处理显著提高8.5%和15.1%,较普通小麦单作处理分别显著降低4.7%和21.5%,间作处理土地当量比为0.91。相关性分析结果表明,产量与籽粒理论最大粒质量和有效灌浆持续期均呈显著正相关,相关系数分别为0.891和0.920。综合分析认为,彩色小麦与普通小麦间作有助于改善其生育后期的光合及灌浆特性,具有间作优势。
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    39. 施氮量对不同夏玉米品种籽粒灌浆特性、产量和品质的影响
    乔江方, 何佳雯, 侯传伟, 张美微, 杨铭波, 韩琳琳, 张盼盼, 李川, 牛军, 郭涵潇, 穆蔚林
    河南农业科学    2024, 53 (3): 33-42.   DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2024.03.003
    摘要108)      PDF (1329KB)(82)    收藏
    以脱水速率不同的2个夏玉米品种迪卡517(DK 517,脱水速率较快)和郑单1002(ZD 1002,脱水速率较慢)为材料,研究施氮量[0 kg/hm 2(N0)、180 kg/hm 2(N1)、300 kg/hm 2(N2)]对夏玉米籽粒灌浆特性、脱水速率、产量和品质的影响,以期为黄淮海夏玉米优质高效生产提供理论依据。结果表明,随着施氮量的增加,DK 517和ZD 1002籽粒干质量总体上均逐渐增加,行粒数和产量先增加后降低,籽粒粗蛋白含量增加,粗淀粉含量降低。N1处理总体上籽粒灌浆速率最大时的生长量和最大灌浆速率最高,活跃灌浆期最长,行粒数最多,进而产量最高,分别为9 694.60 kg/hm2和11 204.56 kg/hm 2,且籽粒粗蛋白含量较高。不同施氮量处理对不同脱水类型夏玉米品种籽粒灌浆特性影响不同。授粉后15~24 d,不同处理夏玉米籽粒含水量之间差异显著,授粉后58 d,DK 517籽粒含水量表现为N2>N1>N0,ZD 1002籽粒含水量表现为N1>N0>N2。授粉后49~58 d,N0处理籽粒脱水速率最高。与ZD 1002相比,DK 517籽粒灌浆速率最大时的生长量和最大灌浆速率较高,到达最大灌浆速率的时间较早,活跃灌浆期较短,籽粒含水量较低,灌浆前期籽粒脱水速率较低,中后期较高,行粒数、百粒质量和产量较低,籽粒粗脂肪含量较低,粗蛋白和粗淀粉含量较高。籽粒脱水速率与穗粗、秃尖长呈显著或极显著负相关,与穗长和粗淀粉含量呈显著或极显著正相关。综上,施氮180 kg/hm2可促进夏玉米籽粒灌浆,提高产量和籽粒粗蛋白含量。
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    40. 稻禽共生对水稻群体生长特性和产量形成的影响
    马学虎, 马昀君, 黄璜, 陈灿, 王忍, 张印, 伍世豪, 张泉, 张琴
    河南农业科学    2023, 52 (11): 42-48.   DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2023.11.005
    摘要105)      PDF (5905KB)(83)    收藏
    设置稻鸡共生(RC)、稻鸭共生(RD)和水稻单作(CK)3个处理,研究稻禽共生对水稻群体生长特性和产量形成的影响,并明确最优的稻田养禽模式,为稻田养禽的推广应用提供理论依据。结果表明,稻禽共生总体上降低了水稻株高、地上部干质量、叶面积指数和光合势,提高结实率,但对产量的影响呈现2 a相反的结果。与CK相比,2021年RC和RD处理水稻产量分别增加了9.26%和4.75%,其中RC处理达到显著水平;2022年分别降低了10.20%和15.04%,其中RC处理差异不显著。与RD处理相比,RC处理水稻叶面积指数提高,群体生长速率、光合势表现更优,产量更高。综上,稻鸡共生模式具有较高的推广价值。
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