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中国农业科学 2023年第8期56卷 1471-1483页

作者：邢羽桐滕永康吴天凡刘媛媛陈源陈媛陈德华张祥扬州大学农学院/江苏省作物遗传生理国家重点实验室培育点

【目的】探讨高温干旱胁迫下缩节胺（mepiquat chloride,DPC）调控Bt(Bacillus thuringiensis)棉杀虫蛋白含量的生理机制，为高抗虫性Bt棉品种选育及高产高效栽培提供理论依据。【方法】2020—2021年以转Bt抗虫基因抗虫棉品种泗抗3号为... 详细信息

【目的】探讨高温干旱胁迫下缩节胺（mepiquat chloride,DPC）调控Bt(Bacillus thuringiensis)棉杀虫蛋白含量的生理机制，为高抗虫性Bt棉品种选育及高产高效栽培提供理论依据。【方法】2020—2021年以转Bt抗虫基因抗虫棉品种泗抗3号为材料，采用盆栽法，在人工气候室进行高温干旱胁迫，胁迫开始后立即用20 mg·L-1 DPC和清水（对照）喷施。7 d后测定铃壳杀虫蛋白含量、α-酮戊二酸含量、丙酮酸含量以及谷氨酸合酶活性、谷氨酸草酰乙酸转氨酶活性、可溶性蛋白含量、游离氨基酸含量。并进行转录组测序，利用DESeq进行差异基因分析，通过GO富集和KEGG Pathway数据库注释参与DPC调节杀虫蛋白含量的差异表达基因。【结果】与清水对照相比，DPC可显著提高高温干旱条件下Bt棉铃壳中杀虫蛋白含量，提高幅度达4.7%—11.9%。在碳代谢方面，α-酮戊二酸含量、丙酮酸含量提高46%—57%和25%—29%；在氨基酸代谢方面，谷氨酸合酶活性、谷氨酸草酰乙酸转氨酶活性、可溶性蛋白含量、游离氨基酸含量分别提高32%—44%、30%—40%、28%和22%—27%。转录组分析结果表明，DPC处理后上调基因7 542条，下调基因10 449条。GO和KEGG结果显示，差异基因主要涉及氨基酸代谢、碳代谢等生物过程。其中编码6-磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶、谷氨酸丙酮酸转氨酶、丙酮酸脱氢酶、柠檬酸合酶、异柠檬酸脱氢酶和α-酮戊二酸脱氢酶、谷氨酸合酶、吡咯啉-5-羧酸脱氢酶、谷氨酸草酰乙酸转氨酶、N-乙酰谷氨酸合成酶、乙酰鸟氨酸脱乙酰酶基因表达显著上调。【结论】高温干旱下，DPC通过调节碳、氨基酸代谢增加丙氨酸、α-酮戊二酸含量，提高天冬氨酸、谷氨酸、丙酮酸和精氨酸合成能力，进而提高Bt棉杀虫蛋白含量。

关键词： Bt棉缩节胺杀虫蛋白氨基酸代谢碳代谢

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高密度条件下株型改良对春玉米根-冠特征及籽粒产量的影响

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中国农业科学 2025年第7期58卷 1296-1310页

作者：赵耀程前徐田军刘正王荣焕赵久然陆大雷李从锋中国农业科学院作物科学研究所/农业农村部作物生理生态重点实验室扬州大学农学院/江苏省作物遗传生理国家重点实验室培育点北京市农林科学院玉米研究中心/玉米DNA指纹及分子育种北京市重点实验室

【目的】增加种植密度是目前生产上提升玉米产量的主要农艺措施之一，但增密会导致群体结构不合理进而降低光照等有限资源利用效率，限制玉米产量潜力释放。基因编辑可以通过改良玉米株型来优化冠层结构使其适应密植进而增加产量，探明... 详细信息

【目的】增加种植密度是目前生产上提升玉米产量的主要农艺措施之一，但增密会导致群体结构不合理进而降低光照等有限资源利用效率，限制玉米产量潜力释放。基因编辑可以通过改良玉米株型来优化冠层结构使其适应密植进而增加产量，探明株型改良对春玉米根冠特性、籽粒产量及密度响应的影响及机制，可为春玉米的株型改良和密植高产提供理论与技术支撑。【方法】于2019和2020年在吉林省公主岭试验站进行为期2年的田间试验，以京科968和该品种的株型改良型品种京科Y968为试验材料，设置3个种植密度分别为6.0万株/hm2（D1）、7.5万株/hm2（D2）、9.0万株/hm2（D3）。研究相同遗传背景下株型对春玉米根-冠特征和产量的影响。【结果】在D1条件下，2种不同株型的春玉米品种间叶面积指数（LAI）、净光合速率（Pn）、光能利用效率（PUE）、干物质积累量及籽粒产量均无显著差异。但与京科968相比，京科Y968在D3条件下具有相对较高的主根条数（7.2%）和较大的根系干物质重量（6.0%），促进了营养物质的吸收；同时，在D2和D3条件下，京科Y968植株上部、中部和下部均具有相对较低的茎叶夹角和较高叶向值、叶面积指数。因此，D2和D3条件下灌浆中后期京科Y968穗位叶的Pn分别提高了7.5%和7.7%,PUE提高了4.3%和10.8%。结构方程模型分析表明，较高的叶向值和叶面积指数可正向直接地提升地上部干物质积累量，进而增加籽粒产量8.7%（D2）和11.2%（D3）。【结论】株型的改良使京科Y968在高密度条件下具有更高的主根条数和更大的根系干物质重，有利于地下部营养吸收，同时其叶片更为紧凑，光合速率显著提高，冠层光能利用率得到有效提升，根-冠结构更为合理，促进了地上部干物质积累，进而可以获得相对较高的籽粒产量。

关键词：春玉米种植密度株型改良根系特性冠层结构

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栽培模式对稻茬小麦籽粒产量、氮素吸收利用和群体质量的影响

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中国农业科学 2023年第4期56卷 619-634页

作者：丁锦峰徐东忆丁永刚朱敏李春燕朱新开郭文善扬州大学农学院/江苏省作物遗传生理国家重点实验室培育点/粮食作物现代产业技术协同创新中心/扬州大学小麦研究中心

【目的】为稻茬小麦优质、高产、高效协同栽培提供理论与技术支撑。【方法】2017—2018和2018—2019年在江苏苏北的睢宁和苏中的邗江与仪征，分别设置传统（TCP）、高产（HCP）、节肥（RFCP）和节肥增密（IDCP）4种栽培模式，研究不同... 详细信息

【目的】为稻茬小麦优质、高产、高效协同栽培提供理论与技术支撑。【方法】2017—2018和2018—2019年在江苏苏北的睢宁和苏中的邗江与仪征，分别设置传统（TCP）、高产（HCP）、节肥（RFCP）和节肥增密（IDCP）4种栽培模式，研究不同模式间籽粒蛋白质含量、产量、氮效率、经济效益的差异，明确高产、高效模式及其产量构成、群体质量和氮素吸收转运特征，探明产量、氮效率与农艺生理性状间关系，进而揭示高产高效协同实现途径。【结果】受年度和地点间生态条件差异的影响，栽培模式对籽粒产量、经济净效益、氮效率的影响不尽相同。不同栽培模式下籽粒蛋白质含量均>12.5%，其中HCP和RFCP下达13%—14%。2018年度，籽粒产量和经济净效益均以IDCP最高，较TCP分别提高31.5%—33.5%和104.4%—239.1%，其次为HCP和RFCP。2019年度，籽粒产量以HCP最高，较TCP提高8.1%—13.2%，其次为RFCP和IDCP；此外，IDCP因施肥少，较TCP稳定或增加了经济净效益。可见，TCP相对低产、低效益、低氮效率；HCP可稳定高产，且蛋白质含量高；IDCP最具高产、高效益、氮高效潜力，但蛋白质含量偏低。高产均是通过在获得高穗数基础上提高单穗产量来实现，但HCP主要提升每穗粒数而IDCP依赖于高粒重。HCP主要通过高茎蘖成穗率，IDCP则是协同高的茎蘖数和茎蘖成穗率，实现高穗数。高产群体的冬前茎蘖数/最终穗数存在适宜范围，在0.9—1.1。此外，相对高产的模式均可在维持高花后绿叶光合面积基础上协同提高绿叶净光合速率，实现扩源基础上高水平协调源库关系。高氮肥利用效率的实现关键是较高氮素生理利用效率基础上提高氮素吸收效率。HCP群体生育前期积累氮素少、中后期吸收能力逐渐增强、转运量多；而IDCP群体在生育中前期吸收能力强、转运量足。分析不同生态条件和栽培模式下籽粒产量、氮肥利用效率与农艺生理性状间关系，发现提高群体茎蘖成穗率有助于维持灌浆期较高的单茎光合面积和光合速率，进而增加单穗和群体籽粒产量；还可促进花前氮素吸收能力、增加氮素转运量，提升氮肥利用效率。【结论】稻茬小麦高产高效协同途径是在获得充足穗数基础上，攻大穗，重点是增粒重；构建数量足、质量高的群体，越冬前群体茎蘖数满足预期穗数、重点提高茎蘖成穗率，花前高效吸收氮素、提升转运水平，花后维持较高单茎光合面积和强度、提升灌浆水平。实现高产高效栽培，技术上应强调“适量增密、适度减肥、前氮后移、精准施肥”。

关键词：稻茬小麦高产高效协同群体质量特征氮素吸收特征技术途径

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放养密度对稻渔(禽)共生模式水稻产量、品质和生态环境的影响研究进展

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中国稻米 2023年第1期29卷 55-59页

作者：戴林秀李京咏彭翔杨谦徐强窦志高辉扬州大学农学院/江苏省作物栽培生理重点实验室/江苏省作物遗传生理国家重点实验室培育点/江苏省粮食作物现代产业技术协同创新中心/扬州大学水稻产业工程技术研究院江苏扬州225009

当前,我国农业正面临人均耕地面积减少、资源与环境约束加剧、保障粮食安全和农民增收难度越来越大等问题,稻田综合种养是推动现代农业绿色高效生态发展的重要生产模式,能在一定程度上解决这些问题。近年来,稻田综合种养产业在国家的助... 详细信息

当前,我国农业正面临人均耕地面积减少、资源与环境约束加剧、保障粮食安全和农民增收难度越来越大等问题,稻田综合种养是推动现代农业绿色高效生态发展的重要生产模式,能在一定程度上解决这些问题。近年来,稻田综合种养产业在国家的助力下迅速发展,但目前综合种养技术相对粗放,各地区缺乏相应的技术标准,尤其是在稻渔(禽)共生模式下水产(禽)动物的规格和放养密度方面缺乏相关的标准,这严重制约了稻田综合种养产业的提档升级与提质增效。本文阐述了目前稻田综合种养产业的发展现状,探讨了稻渔(禽)共生模式下不同水产(禽)动物放养密度对水稻产量、稻米品质和生态环境的影响,提出今后稻渔(禽)共生的发展方向,为提高稻渔(禽)共生模式的综合效益提供参考。

关键词：稻田综合种养稻渔(禽)共生放养密度产量品质生态环境

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水稻不育系湘陵628S不同组合感光性差异的遗传解析

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作物学报 2023年第2期49卷 332-342页

作者：陈赛华彭盛尤仪雯张路遥王凯薛明杨远柱万建民江苏省作物基因组学和分子育种重点实验室/植物功能基因组学教育部重点实验室/江苏省作物遗传生理重点实验室扬州大学农学院江苏扬州225009 南京农业大学/作物遗传与种质创新国家重点实验室/江苏省植物基因工程技术研究中心江苏南京210095 袁隆平农业高科技股份有限公司/农业农村部南方水稻品种创制重点实验室/抗病虫水稻育种湖南省工程实验室湖南长沙410128

湘陵628S是优质矮秆抗倒两系早稻不育系,所配组合米质优,且适宜轻简化、规模化和机械化种植,目前已有40个“陵两优”系列品种通过国家或省级审定,并大面积推广应用。测配中发现,湘陵628S与绝大多数中晚稻亲本配组感光性强,在长江流域不... 详细信息

湘陵628S是优质矮秆抗倒两系早稻不育系,所配组合米质优,且适宜轻简化、规模化和机械化种植,目前已有40个“陵两优”系列品种通过国家或省级审定,并大面积推广应用。测配中发现,湘陵628S与绝大多数中晚稻亲本配组感光性强,在长江流域不能正常抽穗,限制了其育种应用。为了探究湘陵628S及不同杂交组合感光性差异的遗传机制,本研究结合等位性测验与基因型分析,对湘陵628S及恢复系的关键感光基因进行分析。结果发现,湘陵628S携带有隐性等位基因e_(1)和Se-1^(e),显性等位基因Hd5^(k)、E_(2)、E_(3)和EF-1^(t),总体表现出弱感光性。恢复系携带的E_(1)(Ghd7)基因决定了不同组合的感光性强弱,所携带的Se-1(Hd1)和Hd5(DTH8)基因与感光性没有直接相关性。据此,我们开发了2个分子标记用于恢复系E_(1)、Se-1等位基因型的分子鉴定,以加快弱/不感光杂交组合的选育。本研究为湘陵628S及其他不育系在杂交育种上的利用提供了重要的理论和技术指导。

关键词：水稻不育系感光性基因分子标记

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激素调控种子休眠与萌发分子机制研究进展

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浙江农业学报 2023年第6期35卷 1485-1496页

作者：莘晓月刘鹏扬州大学农学院江苏省作物遗传生理国家重点实验室植物功能基因组学教育部重点实验室江苏省作物基因组学与分子育种重点实验室江苏扬州225009 扬州大学农业科技发展研究院教育部农业与农产品安全国际合作联合实验室江苏扬州225009

种子休眠和萌发过程受到内源激素分子和外界环境因子的精确调控,脱落酸、赤霉素、生长素等激素在这一过程发挥重要调控作用,其中脱落酸和赤霉素是核心激素,脱落酸负责诱导和维持种子休眠,赤霉素促进种子萌发。通过总结激素调控种子休眠... 详细信息

种子休眠和萌发过程受到内源激素分子和外界环境因子的精确调控,脱落酸、赤霉素、生长素等激素在这一过程发挥重要调控作用,其中脱落酸和赤霉素是核心激素,脱落酸负责诱导和维持种子休眠,赤霉素促进种子萌发。通过总结激素调控种子休眠和萌发的最新研究进展,阐述内源激素含量变化、其合成与代谢途径关键基因与信号转导组分在种子休眠和萌发中的重要作用和分子机制,为进一步利用调控机制为农作物的产量提高和品质改良提供参考。

关键词：种子休眠种子萌发激素分子机制

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稻米蛋白质及其组分研究概况及其对稻米品质的影响

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作物杂志 2022年第2期 28-34页

作者：陆丹丹叶苗张祖建扬州大学农学院/江苏省作物遗传生理国家重点实验室/江苏省粮食作物现代产业技术协同创新中心江苏扬州225009

稻米蛋白质是决定其食味品质的重要因素,稻米蛋白质含量通常与米饭的食味品质呈显著负相关。作为典型的数量性状,稻米蛋白质含量受环境因素的影响较大。然而,稻米蛋白质含量及其构成的决定机制及环境因素对其的影响等方面还有诸多不明之... 详细信息

稻米蛋白质是决定其食味品质的重要因素,稻米蛋白质含量通常与米饭的食味品质呈显著负相关。作为典型的数量性状,稻米蛋白质含量受环境因素的影响较大。然而,稻米蛋白质含量及其构成的决定机制及环境因素对其的影响等方面还有诸多不明之处,其影响食味品质的机理也不清晰。本文综述了稻米蛋白质的种类、结构及其分布,稻米蛋白质的合成与积累过程以及蛋白质含量的遗传控制和影响因素,概括了稻米蛋白质及其组分含量与稻米品质关系的研究进展,为优质水稻的品种筛选及调优栽培提供参考和借鉴。

关键词：稻米蛋白质含量蛋白质组分食味品质蛋白质合成环境因素

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基于不同平台的小麦病虫害遥感监测研究进展

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中国农机化学报 2021年第3期42卷 142-150页

作者：孙瑞琳孙全孙成明刘涛李冬双吴峰峰扬州大学农学院江苏省作物遗传生理国家重点实验室/江苏省作物栽培生理重点实验室江苏扬州225009 扬州大学江苏省粮食作物现代产业技术协同创新中心江苏扬州225009

小麦病虫害的频发不仅会造成产量的巨大损失,病虫害防治农药的过度使用也会提高生产成本,增加农产品有毒残留的风险,而传统监测方法费时费力,具有主观性和滞后性。小麦病虫害遥感监测技术可实现快速、实时无损的监测,从而有针对性的提... 详细信息

小麦病虫害的频发不仅会造成产量的巨大损失,病虫害防治农药的过度使用也会提高生产成本,增加农产品有毒残留的风险,而传统监测方法费时费力,具有主观性和滞后性。小麦病虫害遥感监测技术可实现快速、实时无损的监测,从而有针对性的提早防治病虫害。介绍作物病虫害光谱响应生理机制的基础上,重点从不同平台的角度入手概述近年来小麦病虫害遥感监测研究进展。最后提出目前遥感监测小麦病虫害尚存的问题,如对病虫害光谱特征的专属性认识不足、缺乏多种小麦病虫害危害类型的比较研究及病虫害监测模型普适性较差等,并探讨遥感在监测小麦病虫害方面的发展趋势,建议通过综合多时相遥感数据、建立小麦病虫害光谱库、构建全国性病虫害遥感监测信息服务系统以及加强国际间的交流与合作来进一步开展小麦病虫害的研究,从而实现小麦病虫害大面积、实时、科学有效的防控。

关键词：小麦病虫害高光谱无人机遥感监测

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盐胁迫对作物生长的影响与监测技术研究

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中国农机化学报 2021年第6期42卷 208-214页

作者：刘映雪武威姚照胜剧成欣刘涛孙成明江苏省作物遗传生理国家重点实验室/江苏省作物栽培生理重点实验室扬州大学农学院江苏扬州225009 江苏省粮食作物现代产业技术协同创新中心扬州大学江苏扬州225009

为明确盐胁迫对作物生长发育的影响及相应的监测技术,以盐土区作物为研究对象,综述盐胁迫对作物形态、生理性状以及产量及品质等方面的影响,以及常用的监测技术,如高光谱技术,无人机监测技术以及卫星遥感监测技术等,分析盐土区作物研究... 详细信息

为明确盐胁迫对作物生长发育的影响及相应的监测技术,以盐土区作物为研究对象,综述盐胁迫对作物形态、生理性状以及产量及品质等方面的影响,以及常用的监测技术,如高光谱技术,无人机监测技术以及卫星遥感监测技术等,分析盐土区作物研究存在抗盐碱的作物品种相对缺乏,盐碱地的改良技术有待完善,监测所用传感器比较单一,监测手段不够丰富等问题,并对未来的发展应用进行展望。

关键词：作物生长盐胁迫生理性状形态特征高光谱监测无人机监测

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基于张量分解的AoT序列数据有损压缩方法

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地球信息科学学报 2021年第1期23卷 134-142页

作者：杨晨高鸿张丽莹胡旭俞肇元李冬双南京师范大学虚拟地理环境教育部重点实验室南京210023 江苏省地理环境演化国家重点实验室培育建设点南京210023 江苏省地理信息资源开发与利用协同创新中心南京210023 江苏省作物遗传生理国家重点实验室/江苏省作物栽培生理重点实验室扬州大学农学院扬州225009 江苏省粮食作物现代产业技术协同创新中心扬州大学扬州225009

Array of Things (AoT)通过单一位置上的多传感器对城市系统进行连续动态观测。AoT观测数据量大且持续增长,使得如何利用有限的计算资源进行AoT序列数据的压缩传输成为其应用的关键瓶颈之一。本文提出了一种基于张量分解的AoT序列数据... 详细信息

Array of Things (AoT)通过单一位置上的多传感器对城市系统进行连续动态观测。AoT观测数据量大且持续增长,使得如何利用有限的计算资源进行AoT序列数据的压缩传输成为其应用的关键瓶颈之一。本文提出了一种基于张量分解的AoT序列数据的有损压缩方法。面向其海量、高维且需在传感器端处理的需求,该方法首先将AoT序列数据组织成高维张量,利用算法复杂度较低的张量CANDECOMP/PARAFAC (CP)分解提取各维度上的特征主分量,而后利用张量重构实现特征保持的数据有损压缩。利用基于张量分解的有损压缩方法,针对美国芝加哥市区的24 h内感测的声光电磁数据进行了实验,讨论了不同压缩参数对压缩比、压缩误差、压缩精度、压缩时间、压缩过程运行内存占用和压缩结果内存占用之间的影响。实验结果表明该方法可实现AoT序列数据的有损压缩,其较小的内存占用能够支持传感器端数据压缩。并且与原始光场强度对比表明,压缩后的数据保持了原有时空分布特征。与传统矢量量化编码压缩方法相比,在相同压缩精度下,本文方法的压缩比约高27%~76%,压缩时间约节省46%~73%,压缩结果所占内存约节省17%~57%,因此本文方法具有更高的压缩比,更低的压缩时间和内存占用,可为Ao T这一类数据的大规模有损压缩提供借鉴意义。

关键词：传感器时空序列 AoT 有损压缩多维张量张量分解 CP分解张量重构

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