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中国粮油学报 2025年

作者：岳丽王卉王佳敏祖力皮牙·买买提毛红艳于明新疆农业科学院粮食作物研究所

为探究膨化对不同颜色高粱米风味的影响，利用气相色谱-离子迁移谱法（GC-IMS）分析了不同颜色（白、黄、浅褐、褐、红）高粱米膨化后的挥发性化合物（VOCs），探讨其风味特征。结果表明：膨化高粱米中含有118 种VOCs，其中，醛类23 种(... 详细信息

为探究膨化对不同颜色高粱米风味的影响，利用气相色谱-离子迁移谱法（GC-IMS）分析了不同颜色（白、黄、浅褐、褐、红）高粱米膨化后的挥发性化合物（VOCs），探讨其风味特征。结果表明：膨化高粱米中含有118 种VOCs，其中，醛类23 种(占22.90%～26.69%)、酮类13 种(占19.22%～21.72%)、醇类13 种(占7.43%～8.55%)、酯类11种（占10.45%～11.88%）、吡嗪类7 种(占7.62%～11.25%)、其他杂环芳烃类6 种(占3.07%～3.62%)、烯烃类5 种(占1.22%～1.69%)、其他类9 种(占4.54%～5.56%)。通过主成分和正交偏最小二乘判别分析，可以有效区分不同颜色的膨化高粱米。结合VOCs的相对气味活性值（ROAV）和变量重要性投影值（VIP）共筛选出10 种物质（壬醛、苯乙酮、1-辛烯-3-酮、乙酸异戊酯、丁酸、乙偶姻、2-甲基丁醛、3-甲基丁醛、2，3-丁二酮、己醛）作为区分不同颜色膨化高粱米的特征风味化合物。研究为膨化高粱米风味品质提升提供参考。

关键词：气相色谱-离子迁移谱高粱米挥发性化合物正交偏最小二乘判别分析相对气味活性值

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盐碱胁迫下褪黑素对作物生理机制影响的研究进展

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生物技术通报 2025年第2期41卷 18-29页

作者：赵长延柳延涛贾秀苹刘胜利雷中华王鹏朱志锋董红业吕增帅段维万素梅塔里木大学农学院阿拉尔843300 新疆农垦科学院作物研究所石河子832000 甘肃省农业科学院作物研究所兰州730000 新疆农业科学经济作物研究所乌鲁木齐830003 中国种子集团有限公司三亚572024

随着全球环境变化和土地资源的不合理利用,土壤盐碱化问题日益严重,对农业生产造成了巨大威胁。褪黑素作为一种广泛存在于生物体内的小分子物质,近年来,在作物逆境生理研究中受到广泛关注。本文综述了褪黑素对作物耐盐碱生理机制的影响... 详细信息

随着全球环境变化和土地资源的不合理利用,土壤盐碱化问题日益严重,对农业生产造成了巨大威胁。褪黑素作为一种广泛存在于生物体内的小分子物质,近年来,在作物逆境生理研究中受到广泛关注。本文综述了褪黑素对作物耐盐碱生理机制的影响研究进展,主要对褪黑素对作物生长发育、维护离子平衡、增强抗氧化系统、改善光合作用、渗透调节,以及转录组和代谢组分子水平等方面的最新研究成果进行综述,并探讨了未来的研究方向,以期为利用褪黑素提高作物耐盐碱能力提供理论依据和技术支持。

关键词：盐碱胁迫褪黑素作物生理机制转录组代谢组

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基于无人机多源遥感数据和机器学习的高通量棉花估产研究

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农业机械学报 2025年第3期56卷 169-179页

作者：冯美臣苏悦林涛余汛宋扬金秀良山西农业大学农学院太谷030801 中国农业科学院作物科学研究所北京100081 新疆农业科学院经济作物研究所乌鲁木齐830091 农业农村部荒漠绿洲作物生态与耕作重点实验室乌鲁木齐830091

为综合利用光谱、冠层结构、纹理特征等信息对棉花进行无人机(Unmanned aerial vehicle,UAV)遥感产量估算并系统地分析光谱、冠层结构、纹理特征等信息对估产的贡献程度,本文在构建基于多源UAV数据棉花估产机器学习模型的基础上,进一步... 详细信息

为综合利用光谱、冠层结构、纹理特征等信息对棉花进行无人机(Unmanned aerial vehicle,UAV)遥感产量估算并系统地分析光谱、冠层结构、纹理特征等信息对估产的贡献程度,本文在构建基于多源UAV数据棉花估产机器学习模型的基础上,进一步确定了估产的最佳生育时期,并对比了多源传感器数据在棉花产量估算中的效果,最后量化了各类输入特征的贡献度。采集棉花冠层RGB(Red green blue)、多光谱(Multispectral,MS)和激光雷达(Light detection and ranging,LiDAR)3种传感器数据,通过对棉花光谱植被指数与产量进行相关性分析,确定了棉花产量估算最佳生育时期,进而构建了基于偏最小二乘法回归(Partial least squares regression,PLSR)、随机森林回归(Random forest regression,RFR)、极致梯度提升(Extreme gradient boost,XGBoost)3种机器学习模型的棉花产量估算方法,并评估了基于2种最常用的传感器(RGB和MS相机)的性能。最终确定了光谱特征、冠层结构、纹理特征这3类特征信息在产量估算中的贡献度。研究结果表明,盛花期是棉花估产的最佳生育时期;基于盛花期的UAV数据,XGBoost模型取得了最高的产量估算精度(R^(2)为0.70,RMSE为611.31 kg/hm^(2),rRMSE为10.60%),在对比基于RGB和MS图像数据提取的特征时,基于MS图像数据提取的特征建模结果更好,同时将RGB和MS相机2种传感器数据提取的特征作为输入时,模型结果高于单一传感器;使用夏普利加性解释(Shapley additive explanations,SHAP)算法分析了机器学习模型中各个输入特征对于估产的贡献度,发现基于3种传感器的3种特征信息在产量估算方面都具有重要意义,其中,纹理特征与冠层结构在产量估算中展现出了较好的潜力。本研究可为棉花智慧化管理中高通量棉花产量估算提供理论和技术支持。

关键词：棉花估产无人机遥感多源数据 XGBoost 夏普利加性解释

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油莎豆油体蛋白基因Oleosin的全基因组鉴定及功能分析

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植物遗传资源学报 2025年第5期 1017-1030页

作者：陈晨王会伟李春鑫王树峰程珊朱雅婧宋万献张向歌河南省农业科学院经济作物研究所

探究油莎豆中Oleosin基因家族特征及筛选响应油脂储存的关键Oleosin基因对于解析其块茎储存油脂的调控机理具有重要意义。利用生物信息学方法对油莎豆和其他多个物种中Oleosin基因进行了家族分析，并进一步开展了CeOLEs的组织表达分析... 详细信息

探究油莎豆中Oleosin基因家族特征及筛选响应油脂储存的关键Oleosin基因对于解析其块茎储存油脂的调控机理具有重要意义。利用生物信息学方法对油莎豆和其他多个物种中Oleosin基因进行了家族分析，并进一步开展了CeOLEs的组织表达分析及功能验证等相关研究。结果显示，油莎豆全基因组共鉴定到6个Oleosin基因家族成员（CeOLE1～6），分布在3个进化谱系（U、SL和SH亚家族）；这6个基因在油莎豆块茎中表达水平较高，而在根、叶、分蘖节、匍匐茎等组织中表达水平极低。相应地，油脂含量检测发现，油莎豆块茎中油脂含量最高可达24.68%，而根、叶、分蘖节和匍匐茎中油脂含量均小于1.00%。可以看出，油莎豆油脂含量可能与CeOLEs的表达水平密切正相关。另外，CeOLE1、CeOLE2、CeOLE3和CeOLE5的表达水平较高，并且它们的表达模式与块茎中油脂含量变化速率一致（先升后降），说明这4个CeOLEs可能是影响油莎豆块茎中油脂含量的关键基因。拟南芥中过表达CeOLE1、CeOLE2、CeOLE3和CeOLE5均可显著提高拟南芥种子的油脂含量，验证了这4个CeOLEs在油脂储存中的功能。

关键词：油莎豆油体蛋白基因家族组织表达分析功能验证

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粳稻品种芽期耐冷性评价及耐冷种质筛选

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作物学报 2025年第3期51卷 812-822页

作者：侯天钰杜孝敬赵志强热依木·艾尼瓦尔伊达耶图拉·阿不拉布哈丽且木·阿不力孜袁杰张燕红王奉斌新疆农业科学院核技术生物技术研究所/新疆农作物生物技术重点实验室新疆乌鲁木齐830091 新疆农业科学院粮食作物研究所新疆乌鲁木齐830091

为筛选粳稻芽期耐冷性鉴定指标和挖掘粳稻耐冷种质资源,本研究对98份粳稻种质资源在人工气候箱进行芽期耐冷性鉴定及评价,并以形态学指标的相对值为耐寒性鉴定指标进行分析。主成分分析法结果表明,发芽率、发芽指数和芽长的相对值可作... 详细信息

为筛选粳稻芽期耐冷性鉴定指标和挖掘粳稻耐冷种质资源,本研究对98份粳稻种质资源在人工气候箱进行芽期耐冷性鉴定及评价,并以形态学指标的相对值为耐寒性鉴定指标进行分析。主成分分析法结果表明,发芽率、发芽指数和芽长的相对值可作为芽期耐低温性粳稻品种的鉴定指标;隶属函数分析得出不同粳稻品种综合评价D值范围为0.290~0.798;聚类分析将98份粳稻品种划分为4个耐冷性类群,第Ⅰ类为耐寒型(16个品种),第Ⅱ类为敏感型(35个品种),第Ⅲ类和第Ⅳ类为中间型,共47个品种;各相对指标值与D值间呈显著正相关,综合评价前10名并且为类群Ⅰ的品种共3个,分别为X13(新稻42号)、X47(TY 2)和X50(新策粳1号)。本试验筛选到的耐冷种质可以作为水稻耐冷育种和耐冷机制的研究材料,为探明水稻种质资源耐冷性提供理论参考。

关键词：粳稻品种低温胁迫芽期耐寒性评价指标

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基于多光谱融合影像的降解膜分类与降解率估算研究

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农业机械学报 2025年第3期56卷 345-353,373页

作者：陈茂光印彩霞习斌靳拓刘立杨林涛蒋平安邵亚杰汤秋香新疆农业大学农学院乌鲁木齐830052 农业农村部农业生态与资源保护总站北京100125 新疆农业科学院经济作物研究所乌鲁木齐830091 农业农村部荒漠绿洲作物生理生态与耕作重点实验室乌鲁木齐830091

为解决传统残膜污染调研,人工判别地膜耗时久、用工强度大和人为误差影响大等难题,基于无人机多光谱融合影像,采用监督分类中最大似然(Maximum likelihood classification,ML)、最小距离(Minimum distance classification,MD)和光谱角... 详细信息

为解决传统残膜污染调研,人工判别地膜耗时久、用工强度大和人为误差影响大等难题,基于无人机多光谱融合影像,采用监督分类中最大似然(Maximum likelihood classification,ML)、最小距离(Minimum distance classification,MD)和光谱角映射分类器(Spectral angle mapper classification,SAM)对棉田4种降解膜的残膜影像进行分类,并结合贝叶斯岭回归(BRR)、支持向量回归(SVR)和K近邻回归(KNNR)建模方法构建降解率估算模型,从而实现对棉田降解膜降解情况的快速调研。结果表明:ML较MD和SAM对降解膜分类效果更好,平均误差低于0.023,与实测结果相关系数均高于0.9。结合不同机器学习算法构建模型,ML-BRR降解率估算模型拟合效果和泛化能力最佳,训练集和测试集R^(2)分别为0.756~0.966和0.823~0.921,RMSE分别不高于2.698%和3.098%。基于无人机多光谱融合影像,采用最大似然分类器进行残膜与土壤分类,并结合BRR算法构建降解率估算模型,实现对棉田降解膜降解情况快速诊断是可行的,可为残膜污染治理措施改进提供参考。

关键词：降解膜无人机多光谱影像最大似然分类器

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油莎豆块茎特异性表达基因鉴定及分析

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植物学报 2025年第1期60卷 33-48页

作者：张向歌陈晨程珊李春鑫朱雅婧许欣然王会伟河南省农业科学院经济作物研究所郑州450002

块茎是油莎豆(Cyperusesculentus)独特且极其重要的器官,富含油脂且具有与种子类似的繁殖能力,研究油莎豆块茎特异性表达基因对于解析其块茎特异性生长发育(尤其是油脂积累)的调控机理具有重要意义。通过对油莎豆主要器官(根、叶、分蘖... 详细信息

块茎是油莎豆(Cyperusesculentus)独特且极其重要的器官,富含油脂且具有与种子类似的繁殖能力,研究油莎豆块茎特异性表达基因对于解析其块茎特异性生长发育(尤其是油脂积累)的调控机理具有重要意义。通过对油莎豆主要器官(根、叶、分蘖节、匍匐茎和块茎)进行转录组测序,全面筛选块茎特异性表达基因,并分析相关基因的功能。结果表明,分别以根、叶、分蘖节和匍匐茎为对照,经过多组比对分析后共鉴定出155个块茎特异性表达基因;GO富集分析显示,与种子发育、种子油体合成、油脂储存、脱落酸响应、非生物刺激响应和蛋白折叠相关的7个GO条目显著富集,这些GO条目涉及的基因恰好反映出油莎豆块茎独特的类似种子的发育特性。其中,CESC_00080和CESC_16572编码油体钙蛋白,CESC_08636、CESC_12549和CESC_17828编码油体蛋白,均参与植物油体的形成,而油体形成是植物完成油脂储存的关键步骤,表明这些油体形成相关基因在块茎中的特异性表达可能是油莎豆在块茎中储存大量油脂的关键所在。此外,还筛选出8个块茎特异性表达转录因子编码基因,如CESC_00448(编码abscisicacidinsensitive5-likeproteinABI5)和CESC_03736(编码heat stress transcription factor C),而在鉴定到的块茎特异性表达基因中发现一些潜在的靶基因,表明这些转录因子可能调控各自靶基因的特异性表达。综上,研究结果可为油莎豆块茎发育相关基因调控网络的构建以及块茎特异性基因表达的分子机制解析提供重要参考。

关键词：油莎豆块茎转录组测序特异性表达

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人工生草对干热河谷区芒果园杂草多样性和群落结构的影响

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草地学报 2025年第4期33卷 1228-1238页

作者：耿沙张钦段春芳车彬沈正松熊贤坤严炜刘倩云南省农业科学院热带亚热带经济作物研究所云南保山678000

为分析人工生草对芒果园杂草多样性和群落结构的影响,本研究选用柱花草(Stylosanthes guianensis)、穗序木蓝(Indigofera hendecaphylla)、紫花苜蓿(Medicago sativa)、红三叶(Trifolium pratense)和大翼豆(Macroptilium lathyroides)等5个豆科草种作为试验组在芒果园进行生草试验,以自然生草芒果园为对照,研究人工生草对芒果园杂草的生态位、多样性、群落结构相似性及功能群的影响。结果表明:与自然生草相比,5种人工生草模式均能降低芒果园的杂草生物量、物种数、个体数和ACE估计值(Abundance-based Coverage Estimator),提高干热河谷区的芒果园杂草多样性。人工生草影响了芒果园的杂草生态位宽度和重叠度,改变果园杂草的生态位、功能群和群落结构,增加果园的生态稳定性。在5种人工生草模式中,穗序木蓝生草芒果园具有较高的杂草多样性和较低的杂草生物量,是干热河谷区芒果园最理想的杂草管理模式。

关键词：果园生草芒果园杂草多样性群落结构

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基于叶丛期形态与生物量性状综合评价南疆密植甜菜品种适应性

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西北农业学报 2025年第3期34卷 488-497页

作者：阿不都卡地尔·库尔班刘华君潘竟海董心久张济鹏李思忠陈友强沙红白晓山余道乾李晓东党羽艾尼卡尔·艾合买提新疆农业科学院经济作物研究所乌鲁木齐830091 伽师县现代农业产业技术研究院新疆伽师844300

研究甜菜在南疆绿洲生态区高密种植的生长特性,对南疆地区甜菜高密度种植塑造株型与较高的生物量积累具有一定理论意义。以南疆喀什地区引进的10个甜菜品种为材料,通过甜菜叶片形态、叶柄形态、根体形态及各器官生物量积累分配等17个叶... 详细信息

研究甜菜在南疆绿洲生态区高密种植的生长特性,对南疆地区甜菜高密度种植塑造株型与较高的生物量积累具有一定理论意义。以南疆喀什地区引进的10个甜菜品种为材料,通过甜菜叶片形态、叶柄形态、根体形态及各器官生物量积累分配等17个叶丛期形态与生物量相关性状指标对密植甜菜进行变异系数、相关性、主成分分析、隶属函数及聚类分析方法对密植甜菜品种适应性综合评价。不同性状的变异系数为10.879%~57.408%。其中,枯叶数变异系数最大,为57.408%,变异幅度为0~4个。根体围变异系数最小,为10.879%,变异幅度为14.80~21.87 cm。通过主成分分析将17个产量相关性状转化为5个独立的评价因子分别为生物量源因子、生物量协调因子、生物量库因子、生物量运输因子、生物量分配因子,将10个不同甜菜品种综合评价模型分析划分为3类,‘KWS7748’‘ST12528’‘ST13529’和‘H7IM15’品种叶丛期植株形态与生物量相关性状相对较强的类型属于适应性强。基于甜菜叶丛期形态与生物量相关性状综合评价,甜菜品种‘KWS7748’‘ST12528’‘ST13529’和‘H7IM15’适宜南疆喀什地区高密度种植,且能具备较好的株型与较高的生物量基础。

关键词：甜菜产量相关性状综合评价适应性

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二倍体和四倍体马铃薯StGAox基因鉴定与比较分析

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生物技术通报 2025年第3期41卷 146-160页

作者：覃悦杨妍张磊卢丽丽李先平蒋伟云南省农业科学院农业环境资源研究所昆明650205 云南省农业科学院经济作物研究所昆明650205

【目的】赤霉素氧化酶GAox包括GA20氧化酶(GA20ox)、GA2氧化酶(GA2ox)和GA3氧化酶(GA3ox),是植物体内赤霉素GA生物合成的关键调控酶,与植物的生长发育及对胁迫的响应息息相关。从二倍体和四倍体马铃薯全基因组中鉴定StGAox基因家族成员... 详细信息

【目的】赤霉素氧化酶GAox包括GA20氧化酶(GA20ox)、GA2氧化酶(GA2ox)和GA3氧化酶(GA3ox),是植物体内赤霉素GA生物合成的关键调控酶,与植物的生长发育及对胁迫的响应息息相关。从二倍体和四倍体马铃薯全基因组中鉴定StGAox基因家族成员,比较分析不同倍性的马铃薯中该基因家族的进化模式,为马铃薯StGAox的基因功能研究提供线索。【方法】基于3个二倍体和3个四倍体马铃薯全基因组信息,利用生物信息学方法对StGAox基因家族进行鉴定,比较分析不同倍性的马铃薯中该家族成员的系统发育关系、基因结构、染色体定位、共线性关系、基因复制模式、亚细胞定位、顺式作用元件、匍匐茎中的表达模式。【结果】二倍体马铃薯Solanum tuberosum group Phureja DM1-3 516 R44 (DM)、S. chacoense M6 (M6)和S. tuberosum group Tuberosum RH89-039-16 (RH)分别鉴定到35、26和56个GAox同源基因,四倍体马铃薯品种大西洋(cv. Atlantic,Atl)、合作88 (cv. Cooperation-88,C88)和cv. Otava (Ot)分别鉴定到99、133和105个同源基因,在12或24或48条染色体上呈不均匀分布,其编码蛋白主要定位于细胞核、细胞骨架及叶绿体中;通过对二倍体和四倍体马铃薯、番茄和拟南芥的比较进化分析将其分为3个亚族GA20ox、GA3ox和GA2ox,同一亚族具有相似的蛋白保守基序和基因结构;共线性分析发现6种马铃薯StGAox存在不同程度的易位;在基因复制方面,与二倍体马铃薯DM比较,四倍体马铃薯Atl、C88和Ot中分别有72、117、95个StGAox基因属于共线性基因,二倍体马铃薯M6和RH中分别有21和51个共线性基因;顺式元件分析表明,胁迫相关的CAAT-box、植物生长发育相关的TATA-box、植物激素相关的CGTCA-motif、ERE和TGACG-motif、光反应相关的Box 4和G-box的数量最多;StGAox在匍匐茎中表达模式不同,大多数StGAox基因TPM值均小于20,31个StGAox基因仅在膨大匍匐茎中有表达,12个基因在膨大匍匐茎中的表达量明显高于顶端弯钩状匍匐茎。【结论】二倍体和四倍体马铃薯中共鉴定到454个GAox基因,揭示了不同倍性的马铃薯GAox家族基因结构、基序组成、染色体分布、基因复制模式和匍匐茎中的表达谱。

关键词：马铃薯倍性赤霉素氧化酶生物信息学分析基因复制

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