河南农业科学

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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（3034）

PDF （5798KB）（335）

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，ZmbHLH20、ZmbHLH25、ZmbHLH9、ZmbHLH137、ZmbHLH178等14 个基因正向响应干旱胁迫，ZmbHLH58、ZmbHLH87、ZmbHLH36、ZmbHLH106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. 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（2388）

PDF （4835KB）（359）

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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3. 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（1969）

PDF （2292KB）（220）

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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4. 黔西北镉污染耕地安全生产四季豆品种筛选

柴冠群, 周礼兴, 秦松, 范成五, 刘桂华, 王丽, 蒋亚

河南农业科学 2023, 52 (6): 51-60. DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2023.06.006

摘要（1663）

PDF （1385KB）（144）

以13个当地推广种植的四季豆品种为材料，在黔西北地区L地与Y地的Cd污染耕地，采用田间小区试验研究不同品种四季豆Cd吸收富集差异，探讨品种与环境对其作用效应，并筛选出适宜黔西北地区种植的四季豆Cd低富集品种。结果表明，四季豆产量与Cd含量均受品种、环境及品种与环境互作的极显著影响。同一地点不同品种四季豆Cd含量差异显著，最高值（红皮秋紫架豆）与最低值（帮达二号）可相差10倍。L、Y两地不同品种四季豆对土壤Cd的富集系数分别为0.06%~0.50%、0.13%~0.93%，供试的13个品种四季豆Cd含量均表现为安全水平。13个四季豆品种中帮达二号产量最高，在L、Y两地分别达18 513.6、19 287.9 kg/hm²。综上，13个四季豆品种均可作为黔西北类似Cd污染区安全生产的推荐品种，其中帮达二号因高产、低Cd含量等被优先推荐。

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5. 鸡矢藤叶绿体基因组分析

吴民华, 吴子健, 叶晓霞, 谭靖怡, 王燊, 黄琼林

河南农业科学 2024, 53 (1): 70-77. DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2024.01.008

摘要（1552）

PDF （6478KB）（129）

为了阐明岭南特色药用植物鸡矢藤的叶绿体基因组序列特征，采用高通量测序技术开展鸡血藤叶绿体基因组测序，再借助生物信息学方法对测得序列进行拼接、注释和比对分析。结果表明，鸡矢藤叶绿体基因组为153 456 bp的环状双链四分体结构，共编码133个基因。在鸡矢藤叶绿体基因组中发现54个简单重复序列，其中A/T单核苷酸重复最多，占比61.1%；共找到26 983个密码子，第3位碱基是A/T的密码子具有更高的使用频次。序列比对分析显示，鸡矢藤等5种茜草科植物在基因间隔区和内含子等非编码区域存在显著的碱基突变。系统进化树清晰地展现了鸡矢藤在茜草科内的进化位置，且不同来源的鸡矢藤序列同源性高。

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6. 黄花蒿TCP 转录因子鉴定及其在MeJA 处理下的表达模式分析

马琦洋, 宋歌

河南农业科学 2024, 53 (12): 62-74. DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2024.12.007

摘要（1481）

PDF （13374KB）（30）

基于黄花蒿基因组数据对TCP基因家族成员进行鉴定，并对其蛋白质理化性质、进化关系、顺式作用元件等进行分析。利用转录组数据分析黄花蒿TCP（AaTCP）转录因子在不同光处理下的表达模式，并利用qRT-PCR检测其在茉莉酸甲酯（MeJA）处理下的表达情况。结果表明，共鉴定出29个黄花蒿TCP基因（AaTCP）。AaTCP在蛋白质理化性质上存在巨大差异，其中氨基酸数量和分子质量分别介于132~443 个、14.60~47.86 ku，等电点、不稳定指数、脂肪系数分别介于5.67~9.99、33.28~69.77、51.70~77.40，且均为核蛋白。系统进化关系显示，AaTCP 可被划分成Ⅰ类（11个）和Ⅱ类（18个），不均匀地分布在8条染色体上。AaTCP的Motif数量介于1~7，都含有1个保守的TCP2结构域，并且其启动子上存在大量的光、激素和胁迫响应元件。蛋白质互作预测结果显示，除AaTCP12和AaTCP8外，其余AaTCP蛋白成员之间存在紧密的互作关系。转录组数据表明，不同光处理下AaTCP 的表达水平存在差异，大部分基因的表达均受光的诱导。qRT-PCR结果表明，不同AaTCP的表达量在MeJA处理下均有不同程度上升，随着处理时间的延长呈现出动态变化。综上，AaTCP基因家族在光调控及激素响应过程中发挥着重要作用。

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7. 大豆和玉米茬口对冬小麦根际土壤细菌群落结构和功能的影响

郭辉, 连延浩, 赵志博, 任永哲, 王志强, 林同保

河南农业科学 2024, 53 (7): 79-89. DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2024.07.009

摘要（1461）

PDF （3686KB）（234）

为探明黄淮海地区玉米茬口和大豆茬口微生物遗留效应的差异，于2023年在长达4 a（2019—2023年）的长期定位试验田中采集冬小麦拔节期的根际土壤样品，采用16S高通量测序技术并结合Tax4Fun2功能预测分析，研究玉米茬口（M）和大豆茬口（S）下冬小麦拔节期根际土壤细菌群落结构及功能对不施氮（N0）和常规施氮（N240，纯氮240 kg/hm2）共4个处理（MN0、SN0、MN240、SN240）的响应。结果表明，门水平下，变形菌门（Proteobacteria）、酸杆菌门（Acidobacteria）拟杆菌门（Bacteroidetes）和放线菌门（Actinobacteriota）为冬小麦拔节期根际优势菌门，优势菌门相对丰度为66.66%~69.56%。N0施氮量S茬口的拟杆菌门相对丰度比M茬口显著增加了19.10%（P<0.05）；N240施氮量S茬口的变形菌门相对丰度比M 茬口显著增加了11.90%（P<0.05）。目水平下，Vicinamibacterales 与伯克氏菌目（Burkholderiales）为优势菌目，优势菌目相对丰度为18.42%~19.68%。N0 施氮量S 茬口的Vicinamibacterales 相对丰度比M 茬口显著减少了13.69%（P<0.05），伯克氏菌目相对丰度显著增加了11.31%（P<0.05）。通过Tax4Fun2功能预测，与KEGG数据库对比发现，N0施氮量下新陈代谢分类中的7个二级功能途径相对丰度存在显著差异（P<0.05）；进一步通过相关性分析发现，Vicinamibacterales和伯克氏菌目与氨基酸代谢途径存在极显著相关关系（P<0.01）。冬小麦土壤细菌有26个功能基因参与土壤氮循环途径，其中反硝化功能基因相对丰度最高。N0施氮量M茬口的norB、norC、nirS 型反硝化功能基因相对丰度显著高于S茬口（P<0.05）。综上，不同施氮量下茬口均造成冬小麦拔节期根际土壤细菌群落结构发生变化，不同茬口通过改变根际土壤细菌群落结构进一步影响细菌群落氮代谢功能。

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8. 油莎豆愈伤组织诱导及再生体系的建立

朱雅婧, 张向歌, 许欣然, 胡海燕, 程珊, 陈晨, 李春鑫, 宋万献, 宋雯栩, 王会伟

河南农业科学 2024, 53 (10): 73-81. DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2024.10.009

摘要（1436）

PDF （3147KB）（45）

为建立高效的油莎豆愈伤组织诱导及再生体系，对适用于愈伤组织诱导的外植体（幼根、幼叶、幼叶鞘和分蘖节）进行筛选，并探讨不同植物生长调节剂组合对愈伤组织诱导、增殖和分化的影响。结果表明，油莎豆愈伤组织诱导的最佳外植体为分蘖节；最优愈伤组织诱导的植物生长调节剂组合为2.5 mg/L 2，4-D+0.6 mg/L 6-BA+0.6 mg/L NAA+0.9 mg/L ZT，诱导率可达65.58%；最优愈伤组织增殖的植物生长调节剂组合为0.5 mg/L 2，4-D+0.9 mg/L 6-BA+1.2 mg/L NAA+1.2 mg/L ZT，增殖率可达68.12%；最优愈伤组织分化的植物生长调节剂组合为0.9 mg/L 6-BA+0.6 mg/L NAA，分化率可达66.67%。试验筛选出了适合油莎豆愈伤组织诱导的最佳外植体，并优化了油莎豆愈伤组织诱导、增殖和分化的条件，为后续油莎豆体细胞杂交、遗传转化等生物技术的研究及育种应用奠定基础。

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9. 基于FISH和GISH技术的芝麻栽培种和野生种染色体组特征比较分析

马琴, 赵瑞红, 琚铭, 陈成彬, 段迎辉, 杨伟飞, 苗红梅, 张海洋

河南农业科学 2024, 53 (10): 48-53. DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2024.10.006

摘要（1397）

PDF （2483KB）（65）

为揭示胡麻属物种进化特征，探究胡麻属基因组结构演变及物种进化，促进野生资源的开发利用，以芝麻栽培种豫芝11号和2n=26类型野生种S.alatum 3651为试验材料，采用荧光原位杂交(FISH)和基因组荧光原位杂交(GISH)技术对芝麻栽培种和野生种染色体组特征进行分析。结果表明，芝麻栽培种和野生种均为2n=2x=26类型；rDNA-FISH杂交结果显示，栽培种的13对染色体中，3对染色体（第7、8、9对染色体）的短臂端部携带45S rDNA特异信号，显示为随体特异染色体；2对染色体（第5、11对染色体）的短臂携带5S rDNA特异信号，5S rDNA与45S rDNA信号位于不同染色体上。野生种的13对染色体中，有2对染色体（第4、7对染色体）携带45S rDNA杂交信号，1对染色体（第4对染色体）携带5Sr DNA特异信号，5S rDNA与45S rDNA信号位于同一染色体不同位置，表明栽培种与野生种的染色体组特征差异较大。GISH杂交结果显示，分别以栽培种和野生种的基因组DNA作探针与自身染色体杂交，每条染色体上携带不同强弱的杂交信号，而与对方染色体杂交，均表现出极少的杂交信号。芝麻栽培种和野生种具有相同的染色体数目，但染色体rDNA数量、分布及其GISH信号均存在明显差异，说明栽培种和野生种亲缘关系较远。

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10. 32 个菠菜品种对镉胁迫的生长响应及耐镉性评价

苗明军, 李佳佳, 雷晓葵, 林杨, 廖继超, 钟建, 李菊, 李跃建, 常伟

河南农业科学 2024, 53 (9): 108-116. DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2024.09.011

摘要（1357）

PDF （2257KB）（72）

镉（Cadmium，Cd）是一种剧毒重金属元素，鉴定耐Cd菠菜品种并筛选相关鉴定指标，为耐Cd菠菜品种的选育提供理论依据。选用国内32个菠菜品种，采用Hoagland水培溶液加入CdCl2·2.5H2O模拟大田试验，在Cd胁迫（Cd浓度50 μmol/L）和对照（Cd浓度0 μmol/L）处理20 d，待菠菜成熟期，测定其农艺性状和Cd含量。通过主成分分析、隶属函数分析、相关性分析评价各菠菜品种的综合耐Cd能力。结果表明，Cd胁迫条件下参试品种的株高、根长、地下部鲜质量、地上部鲜质量、地上部Cd含量、地下部Cd含量和转运系数与对照相比均存在显著差异；Cd胁迫下，菠菜的生长、生物量积累均受到抑制，各性状指标均明显下降，各农艺指标平均降幅排序依次为地上部鲜质量>株高>地下部鲜质量>根长。对7个指标的耐Cd系数进行主成分分析，选择了3个主成分，累计方差贡献率达81.552%；综合评价值（D值）与株高、地下部鲜质量、地上部鲜质量、地上部Cd含量、转运系数均呈极显著正相关关系（P<0.01），这些指标可以作为菠菜耐Cd能力评价的首选指标。根据主成分分析，将32份菠菜品种划分为耐Cd性强、中等和Cd敏感型3种类型，金格和微兰为耐Cd性强品种，德赛176为Cd敏感品种。

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11. 氮锌配施对玉米果穗不同粒位籽粒灌浆特性的影响

张盼盼, 李川, 张美微, 俞晓红, 穆蔚林, 郭涵潇, 乔江方, 张桂堂

河南农业科学 2024, 53 (9): 16-27. DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2024.09.002

摘要（1250）

PDF （1837KB）（62）

以锌高效玉米品种郑单958和锌不敏感品种隆平638为试验材料，设置225 kg/hm²（HN）、180 kg/hm²（MN）、90 kg/hm²（LN）3个施氮量和不喷锌（F0）、拔节期和大口期1∶1喷锌4.5 kg/hm²（F1）2个喷锌处理，研究氮锌配施对不同锌效率玉米品种不同粒位籽粒灌浆特性的影响及不同粒位籽粒灌浆特性与产量的相关性，为玉米生产上氮锌合理配施提供依据。结果表明，HN处理产量最高，其次是MN处理，两者差异不显著。其中，HN处理能够提高各粒位的粒质量，MN处理推迟了郑单958各粒位籽粒最大灌浆速率出现的时间，提高了上部粒位籽粒最大灌浆速率和下部粒位籽粒的活跃灌浆期；HN处理推迟了隆平638各粒位籽粒最大灌浆速率出现的时间，延长了活跃灌浆期，提高了上、下部粒位籽粒最大灌浆速率出现时的灌浆量，进而提高了产量。与F0处理相比，F1处理显著降低了果穗秃尖长（9.9%），显著提高了产量（2.0%），增加了郑单958籽粒上部和下部粒位的粒质量，延长了上部和下部粒位籽粒活跃灌浆期，推迟了上部和下部粒位籽粒最大灌浆速率出现的时间，提高了最大灌浆速率出现时的灌浆量。产量与果穗下部粒位最大灌浆速率出现的时间呈显著正相关，中部粒位粒质量与下部粒位粒质量呈极显著正相关。总体来看，施氮180 kg/hm2配合拔节期和大口期1∶1叶面喷锌4.5 kg/hm²能够推迟锌高效玉米品种果穗上、下部粒位最大灌浆速率出现的时间，延长活跃灌浆期，提高最大灌浆速率出现时的灌浆量和粒质量，进而促进玉米产量提高。

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12. 杜仲HSF基因家族的鉴定及其在逆境胁迫下的表达分析

伍淑娟, 徐枫, 王光安, 王晨

河南农业科学 2024, 53 (9): 46-56. DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2024.09.005

摘要（1197）

PDF （6355KB）（141）

热休克转录因子（Heat shock transcription factors，HSFs）在植物的生长发育和响应非生物胁迫过程中发挥着重要作用，为了解杜仲HSF基因家族成员信息，揭示其结构特征及表达模式，通过生物信息学方法和qRT-PCR对杜仲HSF基因家族的理化性质、蛋白质结构、系统进化、基因结构、保守域、启动子顺式作用元件及EuHSFs基因在杜仲叶片不同发育时期和不同非生物胁迫条件下的表达模式进行了分析。结果表明，从杜仲中共鉴定到21个EuHSFs基因，它们在蛋白质性质上存在差异，氨基酸数目、理论分子质量、等电点和不稳定系数分别介于68~369个、7.72~42.06 ku、4.31~9.22、7.05~67.28，且以酸性、亲水、不稳定的核蛋白为主。系统进化分析显示，EuHSFs被分成了3个亚组，包括ClassⅠ（1个）、ClassⅡ（7个）和ClassⅢ（13个）。通过启动子顺式作用元件分析发现，EuHSFs基因中存在大量的光响应元件和激素响应元件。EuHSFs基因在杜仲叶片不同发育时期均有表达，但表达模式存在显著差异。通过qRT-PCR检测发现，EuHSFs均能响应不同的非生物胁迫（高温、低温、高盐、干旱），如大部分EuHSFs在高温胁迫下随处理时间的延长表达量升高，且对高温和低温响应强烈。综上，杜仲HSF基因家族具有调控植物响应非生物胁迫的功能。

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13. 油莎豆原生质体制备的组织筛选及条件优化

张向歌, 朱雅婧, 陆莉莉, 宋万献, 张新友, 胡海燕, 于美琴, 李居政, 王会伟

河南农业科学 2023, 52 (12): 49-56. DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2023.12.006

摘要（1161）

PDF （2734KB）（101）

为高效获得油莎豆原生质体，采用单因素试验方法进行油莎豆原生质体制备的组织部位（幼芽、幼根、幼叶、幼叶鞘、分蘖节和匍匐茎）筛选以及酶解条件（酶组合用量、酶解时间、渗透压稳定剂用量和酶液pH值）优化。结果表明，油莎豆原生质体制备的最佳组织部位为幼嫩的分蘖节；最优酶解条件：酶组合用量为2.0%纤维素酶＋0.9%离析酶、酶解时间为6 h、渗透压稳定剂甘露醇用量为11%、酶液pH值为6.0。此条件下，0.2 g油莎豆幼嫩分蘖节加至4 mL酶液中，原生质体的产量可达22.91×10⁵个/g，活力可达90.72%。综上，获得了高效制备油莎豆原生质体的方法，可为后续油莎豆原生质体融合、种质创新以及杂交育种奠定基础。

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14. 生物炭对黑胫病抗性不同烤烟品种根际土壤真菌群落结构的影响

任志超, 李想, 李先锋, 毋丽丽, 王景, 彭志良, 刘国顺, 殷全玉

河南农业科学 2024, 53 (1): 105-115. DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2024.01.012

摘要（1123）

PDF （5609KB）（97）

探究生物炭对黑胫病抗性不同烤烟品种根际土壤真菌群落结构的影响，为调控烟草微环境及综合防治烤烟黑胫病提供理论依据。采用盆栽试验，以黑胫病抗性不同的烤烟品种净叶黄（高感品种）、K326（中抗品种）、NC82（高抗品种）为材料，以未种植烟草为对照（CK），设置施生物炭与不施生物炭2个水平，共8个处理，通过高通量测序技术探究生物炭对黑胫病抗性不同烤烟品种根际土壤真菌群落结构的影响。结果表明，施入生物炭后黑胫病抗性不同烤烟品种的黑胫病发病率与病情指数均显著降低，对高感品种净叶黄、中抗品种K326 及高抗品种NC82 黑胫病的防治效果分别为56.52%、31.00% 和27.00%；不施生物炭条件下，高抗品种NC82和高感品种净叶黄的根际土壤真菌多样性相对较高，中抗品种K326相对较低，施用生物炭后中抗品种K326的真菌多样性显著升高，高感品种净叶黄和高抗品种NC82的真菌多样性均有不同程度的降低；LefSe分析表明，不施生物炭条件下，抗性不同烤烟品种根际土壤关键微生物类群存在显著差异，施入生物炭改变了根际土壤中关键微生物类群，品种间差异明显；主坐标分析（PCoA）表明，不施用生物炭条件下，3个烤烟品种根际土壤样本与不种植烟草土壤呈现明显的分离，施入生物炭改变了3个烤烟品种根际土壤真菌群落结构。综上，施入生物炭可以显著降低烤烟黑胫病发生，黑胫病抗性不同烤烟品种根际土壤真菌群落结构对施用生物炭的响应不同，在生产中，利用生物炭改良土壤和烟草微生态环境时需要考虑品种因素。

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15. 基于水稻三维模型的表型参数提取及生物量估测

程志强, 方圣辉

河南农业科学 2023, 52 (7): 144-153. DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2023.07.015

摘要（1120）

PDF （6848KB）（438）

基于二维图像的水稻表型检测方法缺乏空间维度信息，难以提取全面的水稻表型参数，因此建立水稻三维模型进而提取全面的水稻表型参数具有重要意义。体积是指示水稻生长状况的重要参数，如何在不破坏水稻植株的前提下获取水稻体积参数是当下研究中仍有待解决的问题。基于上述考虑，提出一种基于水稻三维模型的表型参数提取及生物量估测方法，实现在不破坏水稻植株的前提下提取水稻体积参数并估测水稻生物量。以盆栽水稻为对象，首先利用Alpha-shape算法重建其三维模型，然后提取并评估水稻株高、茎粗、植被覆盖度、体积参数，并基于体积参数估测水稻生物量。结果表明，空间雕刻方法可以重建高精度的水稻三维模型，并准确测算水稻表型参数及生物量，其中水稻株高、茎粗、单株植被覆盖度均方根误差（RMSE）和平均绝对百分比误差（MAPE）分别为63.27 mm、4.01 mm、5.04%和7.15%、14.91%、12.59%，水稻生物量RMSE 和MAPE 分别为62.44 g、19.25%，均优于现有三维重建软件的测算结果。

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16. 叶面喷施Na2SiO3 对朝天椒产量、品质与Cd 吸收累积的影响

柴冠群, 隋岩峰, 杨帆, 秦松, 范成五

河南农业科学 2023, 52 (7): 109-116. DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2023.07.011

摘要（1080）

PDF （1319KB）（139）

以青红元帅朝天椒为试材，采用水培试验，探究0.3 mg/L 镉（Cd）胁迫条件下，叶面喷施0、3、5 mmol/L（以CK、Si₃、Si₅表示）Na₂SiO₃溶液对朝天椒产量、品质与吸收转运Cd能力的影响，以期为叶面阻控剂开发提供科学依据。结果表明，青红元帅朝天椒各部位生物量随叶面喷施Na₂SiO₃浓度的增加呈增加趋势，与CK 相比，Si₅处理各部位生物量均显著增加，果实鲜质量与干质量增幅分别为16.29%、15.26%，整株干质量增幅为21.35%。朝天椒果实的可溶性糖、可溶性蛋白、氨基酸、维生素C（Vc）与辣椒碱含量均随叶面喷施Na2SiO3浓度的增加呈增加趋势，Si₅处理能够显著改善朝天椒品质。各处理不同部位Cd含量大小顺序均表现为主茎上叶>根>叉茎上叶>果实>主茎>叉茎。与CK相比，叶面喷施Na₂SiO₃溶液降低了朝天椒各部位Cd含量，Si₃与Si₅处理朝天椒果实Cd含量分别降低11.30%、28.69%。各处理朝天椒整株Cd累积量差异不显著，随叶面喷施Na₂SiO₃浓度的增加，果实Cd累积量显著降低，茎叶与根Cd 累积量显著增加，与CK 相比，Si₅处理果实Cd 累积量降低19.43%。与CK 相比，叶面喷施Na₂SiO₃溶液显著降低根、叉茎、主茎、主茎上叶、茎叶向果实转运Cd的效率（TF_果实/根、TF_{果实/叉茎}、TF_{果实/主茎}、TF_{果实/主茎上叶}、TF_{果实/茎叶}）。表明叶面喷施Na₂SiO₃溶液提升了青红元帅朝天椒茎叶与根对Cd的累积能力，限制其向果实转运Cd。

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17. 温度和含水率对烟叶热物理特性的影响及其预测模型建立

陈家鼎, 何蓉, 肖庆礼, 袁明, 谭奇忠, 彭奎, 魏硕, 李生春

河南农业科学 2023, 52 (6): 172-180. DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2023.06.018

摘要（1078）

PDF （3074KB）（415）

为全面了解烟叶不同组分的热物理特性，为烘烤、回潮和复烤等热加工工艺设计提供参考，采用热探针法分别测定10~70℃、含水率5%~30%的烤后烟叶叶片及主脉热扩散系数、导热系数、比热容，并分析变化规律，借助MATLAB软件以指数函数形式拟合温度、含水率与烟叶热物理特性参数值之间的相关性，构建烟叶热物理特性参数的经验数学模型，并通过试验进行验证。结果显示：（1）叶片和主脉的密度随含水率的增大而增大，含水率在5%~30% 时，叶片密度为562.79~684.84 kg/m³，主脉密度为908.83~1 045.51 kg/m³；（2）温度和含水率的提高都会使叶片和主脉热扩散系数增大，且含水率贡献率更大，叶片热扩散系数为0.092 33~0.219 00 mm²/s，主脉热扩散系数为0.088 67~0.149 00 mm²/s；（3）叶片和主脉导热系数随温度和含水率的增大而增大，叶片导热系数为0.088 13~0.435 37 W（/m·K），主脉导热系数为0.160 70~0.388 83 W（/m·K）；（4）叶片和主脉比热容主要与含水率呈正相关，叶片比热容为1 520.623 44~3 123.569 52 J（/kg·K），主脉比热容为1 618.828 08~2 563.703 20 J（/kg·K）；（5）对拟合经验模型进行验证，决定系数（R²）介于0.93~0.99。综上，叶片和主脉的热物理特性差异较大，拟合的指数函数可以作为计算叶片和主脉对应热物理特性参数的经验数学模型。

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18. 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（1076）

PDF （1265KB）（123）

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/hm²，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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19. 地黄枯草芽孢杆菌全基因组测序及其促生作用相关基因研究

腊贵晓, 王林林, 郭军旗, 赵玉龙, 郭红霞, 贾慧, 杨铁钢

河南农业科学 2024, 53 (12): 75-85. DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2024.12.008

摘要（1064）

PDF （3510KB）（57）

为了探究地黄枯草芽孢杆菌（Bacilus subtilis）对地黄促生作用的相关基因，对其进行全基因组测序，并通过功能注释挖掘促生作用相关基因。结果表明，地黄内生促生菌枯草芽孢杆菌基因组大小为4 310 699 bp，GC含量为43.44%，共预测编码基因4 521个。GO、COG、KEGG、CAZy、CARD和VFDB数据库注释的基因数分别为3 013、3 354、4 395、206、52、212。与促生作用有关基因有46个，这些基因主要集中在溶磷、固氮、铁载体等方面。同时，antiSMASH预测到共409个基因富集到12个次级代谢产物合成基因簇，主要编码合成丰原素、3-羧酸碳青霉烯、类双硫醇、杆菌溶素、羊毛硫类细菌素、表面活性肽、美好菌素酸和儿茶酚型嗜铁素等8种抑菌物质，其中美好菌素酸和儿茶酚型嗜铁素还具有螯合周围环境铁离子的作用。

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20. 丹参HD-ZIP 基因家族的鉴定与表达分析

李万, 成瑞星, 党鑫

河南农业科学 2024, 53 (7): 66-78. DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2024.07.008

摘要（1058）

PDF （6842KB）（139）

为筛选丹参（Salvia miltiorrhiza）中响应高温胁迫的HD-ZIP基因，利用生物信息学研究方法，对丹参全基因组的HD-ZIP基因进行了鉴定和分析，并以天丹1号为材料，通过qPCR技术检测了丹参HDZIP基因在高温胁迫下的表达模式。结果表明，丹参全基因组中包含44个HD-ZIP基因（SmHD-ZIP），不均匀地分布于8条染色体上。SmHD-ZIP可分为HD-ZIP Ⅰ、HD-ZIP Ⅱ、HD-ZIP Ⅲ和HD-ZIP Ⅳ 4个亚家族，序列分析结果表明，这些蛋白质的氨基酸残基数为180~982 个，相对分子质量为20.947~109.620 ku。SmHD-ZIP均为亲水蛋白，无跨膜结构域，绝大多数不含信号肽，等电点为4.48~10.91，且几乎都在细胞核表达，蛋白质稳定性较差。44个SmHD-ZIP 基因中有10个基因复制事件，均为纯化选择。结构和模体分析结果表明，同一亚家族成员的外显子数目基本一致，HD-ZIP Ⅲ亚家族成员的外显子数目最多，模体数也最多。模体1、6是SmHD-ZIP的保守模体，模体10、11、12、13、15为HD-ZIP Ⅲ亚家族特有，模体5为HD-ZIP Ⅳ亚家族特有。通过分析高温（37 ℃）胁迫下SmHD-ZIP 的表达模式发现，表达量升高和下降的基因数基本一致，在上调表达的基因中，SmHD-ZIP1.11、SmHD-ZIP1.13、SmHD-ZIP2.2、SmHD-ZIP2.5、SmHD-ZIP3.1、SmHD-ZIP3.4、SmHD-ZIP4.9、SmHD-ZIP4.10 和SmHD-ZIP4.12 的表达量提高了10倍以上，可作为提高丹参耐热性的候选基因资源。

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21. 基于高密度遗传图谱的芝麻籽粒品质相关性状QTL 定位

崔承齐, 刘艳阳, 杜振伟, 武轲, 江晓林, 郑永战, 梅鸿献

河南农业科学 2023, 52 (9): 66-77. DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2023.09.007

摘要（1052）

PDF （1663KB）（116）

芝麻是我国重要的优质油料作物，对芝麻籽粒品质性状进行数量性状位点（QTL）定位对定向培育高品质芝麻品种具有重要意义。以豫芝4号为母本、孟加拉小籽为父本，分别构建F2、F_2:3、BC₁ 和BC₁F₂群体，结合特异位点扩增片段（SLAF）标记和简单重复序列（SSR）标记构建F₂和BC1遗传图谱，以F_2:3、BC1和BC₁F₂ 3个群体的表型数据为基础，进行脂肪、蛋白质、芝麻素、芝麻林素含量等4个品质性状的QTL作图分析。结果表明，在F_2:3群体中共检测到16个QTL，解释表型变异的5.08%~27.12%，其中仅有1个主效QTL qOC_10-1 在2个环境中被重复检测到，分别解释表型变异的9.62%和27.12%。在BC1和BC1F2群体中共检测到35个QTL，其中3个主效QTL qOC_4-1、qOC_10-2和qSmin_7-2在3个环境中被重复检测到，分别解释表型变异的8.08%~12.42%、11.95%~12.60% 和4.24%~10.56%；3个主效QTLqSmin_8、qSmol_5-2和qSmol_7-2在2 个环境被重复检测到，分别解释表型变异的13.36%~26.75%、11.44%~14.33% 和5.77%~12.38%。经过对2 个图谱进行整合和比对分析，共发现10 个QTL 簇，其中QTL簇loci4、loci7、loci8和loci10均与多个性状相关联，并且均至少包含1个主效QTL，其对应的最大表型变异解释率分别为12.42%、12.38%、26.75%和27.12%。

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22. 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（1004）

PDF （1705KB）（122）

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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23. 氮锌配施对不同锌效率玉米品种植株矿质元素累积、分配的影响

张盼盼, 乔江方, 李川, 张美微, 穆蔚林, 郭涵潇, 周艳丽, 程泽强

河南农业科学 2024, 53 (6): 1-10. DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2024.06.001

摘要（985）

PDF （2797KB）（142）

以锌高效玉米品种郑单958 和锌不敏感品种隆平638 为试验材料，设置90 kg/hm²（LN）、180kg/hm²（MN）、225 kg/hm²（HN）3个施氮量和不喷施锌肥（F0）、拔节期和大口期1∶1喷锌4.5 kg/hm²（F1）2个喷锌处理，分析氮锌配施对不同锌效率玉米品种植株矿质元素含量、累积量、分配和籽粒产量的影响，为玉米生产上氮锌合理配施提供依据。结果表明，玉米籽粒中铜、锌含量以MN处理最高，分别为1.82、16.23 mg/kg。F1处理能够提高籽粒中氮、锌含量和锌有效性。植株中氮、磷、钾累积量以MNF1处理隆平638最高，籽粒中铜和锌、锰和铁累积量分别以LNF1、HNF1处理郑单958最高。籽粒中氮、磷、铜的占比以隆平638 HNF1处理最高，籽粒中锌占比以郑单958 HNF0和LNF0处理较高。HN处理籽粒产量最高，平均为10.31 t/hm²，其次是MN处理，LN处理最低。2个品种籽粒磷含量与锰含量均呈极显著正相关，隆平638籽粒钾含量与铁、锌含量均呈显著正相关，与铜含量呈显著负相关。总体来看，施氮量180 kg/hm²配合拔节期和大口期1∶1叶面喷施锌肥能够提高玉米籽粒中锌生物有效性和矿质元素累积量，促进玉米籽粒产量和矿质元素营养同步提高，可在大田中进行推广应用。

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24. 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（960）

PDF （3756KB）（201）

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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25. 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（959）

PDF （3738KB）（259）

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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26. 氮锌配施对夏玉米灌浆期籽粒氮、锌元素吸收和转运的影响

张盼盼, 乔江方, 李川, 张美微, 穆蔚林, 郭涵潇, 岑俊娟

河南农业科学 2024, 53 (3): 17-32. DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2024.03.002

摘要（947）

PDF （1601KB）（104）

以郑单958和谷神玉66为研究对象，大田条件下设置3个施氮量［225 kg/hm²（HN）、180 kg/hm²（MN）、90 kg/hm²（LN）］和4个喷锌时期［不喷锌（Zn0）、苗期和拔节期1∶1喷锌4.5 kg/hm²（Zn1）、拔节期和大口期1∶1喷锌4.5 kg/hm²（Zn2）、大口期喷锌4.5 kg/hm²（Zn3）］，分析氮锌配施对夏玉米灌浆期籽粒氮、锌元素吸收和转运的影响，为生产上氮、锌肥的施用提供依据。结果表明，随着生育进程的推进，夏玉米籽粒中氮、锌含量总体上明显下降。成熟期，以MNZn2处理谷神玉66籽粒氮含量最高，为14.64 g/kg，氮累积量则以MNZn2处理郑单958最高；MNZn3处理谷神玉66的籽粒锌含量和累积量较高。MN处理氮花后吸收量及其贡献率均最高，分别为50.42 kg/hm²和44.20%，且锌转运量最高，为61.68 g/hm²；Zn2处理氮花后吸收量及其贡献率和锌转运量贡献率均最高，分别为54.56 kg/hm²、44.31%和17.26%；且这2个处理下的穗粒数、千粒质量和产量较高。氮转运量与氮、锌花后吸收量呈显著或极显著负相关，锌花后吸收量与籽粒中氮、锌含量和氮花后吸收量呈显著或极显著正相关。综上，在夏玉米大田生产中，施用氮肥180 kg/hm²，结合拔节期和大口期1∶1叶面喷施锌肥，能促进夏玉米灌浆期对氮、锌元素的吸收和转运，提高籽粒氮、锌含量，并能维持高产，达到籽粒产量和锌营养品质同步提高的目的。

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27. 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（940）

PDF （3493KB）（238）

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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28. 氮肥及有机物料配施对黄壤冬油菜-玉米轮作田土壤微生物群落的影响

魏全全, 顾小凤, 芶久兰, 张萌, 饶勇, 肖华贵

河南农业科学 2023, 52 (6): 41-50. DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2023.06.005

摘要（927）

PDF （6331KB）（166）

探讨氮肥及有机物料配施对黄壤冬油菜-玉米轮作田土壤微生物群落的影响，为贵州黄壤地力改善以及冬油菜和玉米丰产提质提供科学依据。2018—2021年连续4 a在贵州省贵阳市开展氮肥配施不同有机物料长期定位试验，设置5个处理［不施氮肥+磷钾肥（T1，CK）；氮肥+磷钾肥（T2）；氮肥+磷钾肥+秸秆（T3）；氮肥+磷钾肥+生物炭（T4）；氮肥+磷钾肥+商品有机肥（T5）］，于2021年5月油菜收获后采集不同处理土壤样品，研究不同处理对土壤微生物群落的影响。结果表明，T1—T5处理的细菌OTU数量分别为3 557、3 413、3 315、3 452、3 468个，真菌OTU数量分别为1 530、1 196、1 488、1 428、1 579个。氮肥及有机物配施后的T2—T5 处理，土壤细菌群落Chaol 指数、Shannon 指数较T1 分别增长0.67%~7.79%、0.30%~1.36%，Simpson指数降低2.94%~11.76%；土壤真菌群落Chaol指数、Shannon指数较T1分别增长9.64%~20.66%、29.55%~61.86%，Simpson指数降低55.83%~89.52%。群落相对丰度以及线性判别分析（LEfSe）结果显示，与T1处理相比，氮肥及有机物料配施改变土壤中细菌优势菌种的丰度，变形菌门（Proteobacteria）、绿弯菌门（Chloroflexi）、放线菌门（Actinobacteria）的相对丰度分别提高1.74%~24.05%、9.03%~29.06%、2.13%~12.12%，酸杆菌门（Acidobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）的相对丰度分别下降17.78%~42.79%、12.61%~14.68%；土壤真菌子囊菌门（Ascomycota）、被孢霉门（Mortierellomycota）、Unclassified_k_Fungi、罗兹菌门（Rozellomycota）的相对丰度分别下降2.79%~41.84%、33.14%~54.85%、4.13%~69.97%、37.64%~79.47%，担子菌门（Basidiomycota）的相对丰度提升29.78%~249.21%，镰刀菌属（Fusarium）的相对丰度下降4.95%~55.77%。综上，氮肥及有机物料配施均能改善黄壤冬油菜-玉米轮作田土壤中微生物环境，改变土壤微生物群落组成和多样性；配施有机物料有提升土壤有益菌群、降低或抑制有害菌群的作用，可改善黄壤地力。

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29. 植物激素与螯合剂复合处理对镉胁迫下马齿苋发育和修复效果的影响

郭梦露, 李建奇, 鲁豫

河南农业科学 2023, 52 (9): 102-109. DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2023.09.010

摘要（854）

PDF （1458KB）（117）

为研究植物激素和螯合剂EDTA复合处理对镉（Cd）胁迫下马齿苋发育和修复效果的影响，设置3个Cd胁迫下的植物激素和EDTA复合处理［FI：20 mg/L Cd+1.5 mg/L EDTA+100 mg/L IAA（生长素）；FG：20 mg/L Cd+1.5 mg/L EDTA+500 mg/L GA（赤霉素）；FS：20 mg/L Cd+1.5 mg/L EDTA+100 mg/L SA（水杨酸）］，以蒸馏水为空白对照（CK）、以20 mg/L Cd处理为Cd胁迫对照（Cd），分别对马齿苋种子进行浸种，测定种子发芽势、发芽率，幼苗苗高、主根长、鲜质量，以及幼苗各部分Cd积累量、转运系数。结果表明，与Cd胁迫对照相比，3个复合处理的种子发芽势和发芽率显著增高，其中，FG处理发芽势和发芽率增幅最大，分别增加19.24%、25.31%；苗高、主根长、鲜质量均显著增加，其中，FG处理幼苗苗高、鲜质量增幅最大，分别增加47.95%、35.91%；根部和地上部对Cd的积累量和转运系数显著增加，其中，FG处理马齿苋幼苗根部、地上部Cd积累量及转运系数均为最大，分别为Cd胁迫对照的2.31、2.94、2.33倍。综上，植物激素与EDTA复合处理可增大Cd胁迫下马齿苋种子发芽势、发芽率，增加幼苗苗高、主根长、鲜质量，提高Cd的积累量和转运系数，其中，GA与EDTA复合处理效果最佳。

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30. 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（849）

PDF （2368KB）（153）

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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31. 油莎豆茎豆形成相关代谢物挖掘及通路富集分析

郭晓阳, 腊贵晓, 许欣然, 余彦鸽, 代丹丹, 李彦鹏, 王艳红, 郭红霞, 杨铁钢

河南农业科学 2024, 53 (8): 30-43. DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2024.08.004

摘要（828）

PDF （4749KB）（150）

为挖掘油莎豆匍匐茎形成茎豆过程中的关键代谢物质，调控匍匐茎形成更多的茎豆，以匍匐茎及新茎豆为研究对象，利用高效液相色谱联合三重四极杆质谱仪进行广泛靶向代谢组学分析，采用多元统计学方法挖掘与茎豆形成相关的差异代谢物质，并富集差异代谢物相关的KEGG代谢通路。结果表明，未膨大匍匐茎（PFJ1）、膨大匍匐茎（PFJ2）及新茎豆（JD1）3组样本中共检测到1 217个代谢物。按照变量投影重要度（VIP）>1、P<0.05 且差异倍数（FC）>2 或FC<0.5 的条件进行差异代谢物筛选，JD1 vs PFJ1筛选到35个差异代谢物，其中26个上调表达，9个下调表达；JD1 vs PFJ2筛选到57个差异代谢物，其中50个上调表达，7个下调表达；PFJ2 vs PFJ1筛选到39个差异代谢物，其中3个上调表达，36个下调表达。利用数据库对代谢物进行定性分析，差异表达代谢物主要被鉴定为氨基酸及其衍生物、核苷酸及其衍生物、有机氧化合物、黄酮类、苯丙素类、酚类等。差异表达代谢物相对含量分析显示，JD1谷胱甘肽含量是PFJ1 的14.021 倍、PFJ2 的29.195 倍；JD1 3-甲基组氨酸含量是PFJ1 的10.463 倍、PFJ2 的129.931倍；JD1山柰酚含量是PFJ1的0.421倍、PFJ2的0.358倍。进一步的KEGG通路分析显示，差异表达代谢物主要富集到氨酰-tRNA生物合成，精氨酸和脯氨酸代谢，丙氨酸、天冬氨酸及谷氨酸代谢，苯丙氨酸代谢，黄酮及黄酮醇生物合成等代谢通路。综上，与油莎豆茎豆形成相关的代谢物质主要为氨基酸类及黄酮类物质；代谢通路主要集中在氨酰- tRNA 生物合成及黄酮和黄酮醇生物合成途径中。

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32. 秸秆覆盖对黑土区土壤微生物量、酶活性及大豆产量的影响

孔凡丹, 周利军, 郑美玉, 张作合, 杨则已, 吴娟

河南农业科学 2024, 53 (1): 87-95. DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2024.01.010

摘要（774）

PDF （3173KB）（141）

为了探究秸秆覆盖量对黑土区土壤微生物量、酶活性及大豆产量的影响，以垦丰16为试验材料，分别设置无秸秆覆盖（CK）、0.5 kg/m²秸秆还田覆盖（T1）、1.0 kg/m2秸秆还田覆盖（T2）、1.5 kg/m²秸秆还田覆盖（T3）4种处理，测定大豆生育期内耕作层土壤细菌、真菌、放线菌数量以及脲酶、过氧化氢酶活性和大豆产量，对比分析不同秸秆覆盖量对土壤微生物量、酶活性及大豆产量的影响。结果表明，大豆全生育期内土壤细菌数量呈先升高后降低的趋势，其中T2处理细菌总数量最大，分别较T1、T3、CK处理提高33.08%、9.30%、65.38%；真菌数量呈先升高后降低、再升高再降低的趋势，其中T2处理真菌总数量最大；放线菌数量整体上呈先升高后降低的趋势，随着秸秆覆盖量的增加而增加。各处理脲酶活性表现为T1>T2>T3>CK，且秸秆覆盖处理分别较CK处理提高32.64%、29.42%、18.23%；过氧化氢酶活性表现为T2>T3>T1>CK，不同处理酶活性均在开花期达到最高。秸秆覆盖处理大豆产量显著高于CK，秸秆覆盖量对大豆产量的影响并未随着秸秆覆盖量的增加而持续增加，T2处理产量最高。大豆产量与脲酶活性、细菌数量呈极显著正相关关系，与真菌数量呈显著正相关关系；过氧化氢酶活性与脲酶活性、真菌数量呈显著正相关关系。综上，1.0 kg/m²秸秆覆盖是黑土区最优秸秆覆盖量。

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33. 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（767）

PDF （10647KB）（120）

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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34. 盐碱胁迫下不同倍性水稻4 种转录因子家族基因的表达模式分析

黄海, 瞿小杰, 刘金海, 彭赞文

河南农业科学 2023, 52 (6): 22-33. DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2023.06.003

摘要（759）

PDF （1817KB）（158）

以二倍体水稻（Oryza sativa L.）桂育12及其同源四倍体水稻为试验材料，研究二倍体、四倍体水稻中bZIP（Basic leucine zippers）、MYB（V⁃myb avian myeloblastosis viral oncogene homolog）、AP2/ERF（APETALA2/ethylene response factor）、WRKY转录因子家族基因在盐碱胁迫条件下的表达模式变化，为解析不同倍性水稻的耐盐碱机制奠定基础。结果表明，不同倍性水稻中同一转录因子基因对盐碱胁迫的响应不同。在盐胁迫条件下，OsbZIP05、OsbZIP45、OsJAMYB和OsDREB1A（Dehydration responsive element binding protein 1A）等基因在四倍体水稻中的诱导（抑制）程度高于二倍体水稻；OsbZIP49、OsbZIP61、CSA（Carbon starved anther）、OsWRKY5、OsDREB41和OsAP211等基因在四倍体水稻中的表达趋势与二倍体水稻完全相反。在碱胁迫条件下，OsbZIP61、CSA、OsJAMYB和OsWRKY70基因在四倍体水稻中的诱导（抑制）程度高于二倍体水稻；OsbZIP49、OsWRKY1、OsWRKY8、OsWRKY24、OsWRKY45、OsWRKY72、OsWRKY76、OsDREB1A和OsEREBP2（Ethylene⁃responsive element binding protein 2）等基因在四倍体水稻中的表达趋势与二倍体水稻完全相反。综上，盐碱胁迫条件下同一转录因子基因在不同倍性水稻中的表达模式有较大的差异，并且碱胁迫引起四倍体水稻中转录因子基因的表达模式更加复杂。

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35. 海拔高度对刺梨根际土壤真菌与细菌多样性的影响

李银凤, 刘晓柱

河南农业科学 2023, 52 (10): 82-91. DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2023.10.009

摘要（755）

PDF （7299KB）（152）

为研究海拔高度对刺梨根际土壤真菌与细菌多样性的影响，从而为分离根际促生菌提供参考，采用高通量测序技术分析了不同海拔［1 550 m（B1）、1 650 m（B2）、1 750 m（B3）、1 850 m（B4）、2 050 m（B5）］刺梨根际土壤真菌与细菌种群组成以及其潜在功能。结果表明，不同海拔刺梨根际土壤真菌与细菌物种数不同，B2样本的真菌与细菌物种数相对较多，B3样本真菌与细菌物种数相对较少。海拔高度对刺梨根际土壤真菌与细菌的分布具有重要影响，镰孢霉属(Unclassified_g__Fusarium）相对丰度随海拔高度增加表现出先降低、再升高、再降低的趋势，鞘氨醇单胞菌(Uncultured_Sphingomonadaceae_bacterium_g__Sphingomonas）则表现出先降低、再升高的趋势。此外，刺梨根际土壤真菌与细菌具有多种功能，根际真菌功能的分布随海拔不同而不同。综上，海拔高度影响刺梨根际土壤真菌与细菌组成与多样性。

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36. 评价芝麻种质油分含量水平的SSR 标记筛选与分析

徐芳芳, 郑磊, 琚铭, 马琴, 李春, 段迎辉, 张仙美, 苗红梅

河南农业科学 2023, 52 (11): 49-56. DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2023.11.006

摘要（709）

PDF （6327KB）（69）

为建立芝麻油分含量水平相关分子标记鉴定技术体系，利用自主开发的与芝麻油分含量紧密关联的24个SSR标记，对具有不同油分含量的48份芝麻种质进行了PCR快速鉴定和验证分析。结果表明，48份芝麻种质的油分含量在29.81%~57.86%，平均油分含量为46.91%。SSR标记的方差分析结果显示，24个SSR标记在48份样本中均表现出了多态性等位位点，其中Hs393（4/2）、Hs635（2/2）、Hs4082（2/1）和Hs4089（2/2）4个SSR标记多态性位点与芝麻油分含量显著（P<0.05）或极显著（P<0.001）关联。在检测的48个样本中，共有12个样本同时携带了上述4个SSR标记的优异等位位点，样本油分含量为52.74%~57.86%，均属于高油分含量样本。综上，Hs393、Hs635、Hs4082和Hs4089等4个SSR标记可以用于芝麻种质和育种材料的油分含量水平鉴定与评价，为建立并完善芝麻品质相关分子标记辅助育种技术体系提供了技术支撑。

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37. 基于AquaCrop 模型的芝麻作物参数敏感性分析及模型适用性评价

李梦瑶, 关皓月, 张建涛, 黄明, 李丰, 戎亚思, 李友军, 李国强

河南农业科学 2024, 53 (7): 149-159. DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2024.07.017

摘要（690）

PDF （3280KB）（159）

为探明AquaCrop模型芝麻作物参数校准方法，验证模型适用性，以2022—2023年试验数据为基础，通过查阅文献资料，确定芝麻参数初始值和取值范围，采用EFAST方法对AquaCrop模型53个作物参数进行全局敏感性分析、模拟结果的不确定分析并进行参数校准验证。结果表明，对各处理最大生物量均敏感的参数有27个，其中全局敏感性指数（TS_i）均大于0.3的参数有CDM、CDSE、POFE、RSWT、PSENSP、PSTOSP、RSWB和ECSW；对各处理籽粒产量均敏感的参数有14个，其中TS_i均大于0.2的参数有POHX、RSWT、CDSE、DMCON、PSTO和PSTOSP。校准验证过程中冠层覆盖度和地上部生物量模拟值和实测值决定系数（R²）分别介于0.875~0.954、0.951~0.970；标准均方根误差（NRMSE）分别介于11.5%~18.1%、18.9%~27.7%；纳什效率系数（NSE）分别介于0.873~0.940、0.930~0.959。籽粒产量模拟值与实测值相对误差介于0.03~0.07。本地化后的AquaCrop模型能够较好地模拟芝麻生长发育过程，可用于芝麻优化管理或未来产量预测。

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38. 镍污染稻田低积累水稻品种筛选及健康风险评价

张秀锦, 张容慧, 蔡景行, 王国坤, 柴冠群, 黄承玲, 范成五

河南农业科学 2023, 52 (6): 61-69. DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2023.06.007

摘要（634）

PDF （1270KB）（80）

为筛选出适用于黔中地区稻田安全生产的镍（Ni）低积累水稻品种，采用田间试验法，以黔中地区主栽的10个水稻品种为研究对象，测定不同部位Ni含量，研究Ni在稻米中的累积和转运特征，并对10个水稻品种进行聚类分析及健康风险评价。结果表明，10个水稻品种中宜香优800稻米Ni含量最低，为0.372 mg/kg；乐优891稻米Ni含量最高，为2.136 mg/kg。宜香优800稻米对Ni的富集能力及Ni由稻壳向稻米转运的能力均低于其他9个水稻品种。基于稻米Ni含量对水稻品种聚类的结果表明，宜香优800为低值类（第Ⅰ类）品种。健康风险评价显示，10个水稻品种对不同人群的THQ（目标危害系数）值均小于1，无健康风险。宜香优800的THQ值最低，结合稻米Ni含量，推荐其作为黔中地区Ni低积累水稻品种。

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39. 我国保护性耕作的研究进展

秦猛, 董全中, 薛红, 张明明, 李微微, 宋欢, 翟玲侠

河南农业科学 2023, 52 (7): 1-11. DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2023.07.001

摘要（612）

PDF （1252KB）（513）

保护性耕作是通过少耕、免耕以及地表覆盖秸秆等措施，减少农田水土流失，保护农田生态环境，获得生态、经济和社会效益协调发展的环境友好型耕作模式。为减少土壤侵蚀、荒漠化以及盐碱化等导致的耕地退化，土壤管理方式需要由传统的耕作转向保护性耕作，以保护土壤环境、稳粮增收。介绍了保护性耕作对农业可持续发展的重要性，系统阐述了保护性耕作的发展现状，分析了未来保护性耕作的发展重点与难点，并对保护性耕作未来的发展方向进行展望，为健全保护性耕作发展体系提供参考。

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40. 基于转录组学分析肠道菌群发酵褐藻胶寡糖对沙门氏菌的作用机制

程佳莹, 肖梦诗, 任昕淼, 于颖, 付晓丹, 牟海津

河南农业科学 2023, 52 (6): 139-149. DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2023.06.015

摘要（465）

PDF （6493KB）（281）

为探究褐藻胶寡糖（Alginate oligosaccharides，AOS）在肠道环境中对沙门氏菌的影响，使用酶解法获得AOS，评价AOS的体外模拟消化特征，利用体外模拟发酵模型对鸡肠道菌群发酵AOS过程中的细菌总数和沙门氏菌总数定量，并利用转录组学分析沙门氏菌在肠道环境中对AOS的响应。结果表明，在模拟胃肠液中，AOS还原糖含量和分子质量都没有明显变化，AOS不易被消化。当AOS被肠道细菌发酵时，菌群中沙门氏菌的相对丰度从4.6%降到1.1%。转录组学和实时荧光定量PCR分析表明，沙门氏菌鞭毛组装、双组分系统、侵染、毒力关键基因的表达量下调。可见，AOS的肠道菌群代谢产物可以抑制沙门氏菌的生长和毒性。

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