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花生半胱氨酸氧化酶基因AhPCO的克隆与表达分析
唐伟;朱振权;冉海霞;石国慧;谭茵研;刘星;植物氧感知机制研究表明,植物半胱氨酸氧化酶基因(PCOs)作为核心氧传感器,通过调控氧敏感信号通路,使植物在胁迫环境中维持正常生长发育,从而获得生存优势。本研究克隆了花生AhPCO基因的CDS序列,其全长843 bp,编码281个氨基酸,理论pI值为6.06,不存在信号肽,为亲水性不稳定蛋白。亚细胞定位结果显示AhPCO蛋白定位于细胞核和细胞质。AhPCO蛋白与拟南芥AtPCO1蛋白具有较近的亲缘关系。启动子元件分析结果表明,AhPCO基因的转录水平可能受脱落酸和厌氧诱导。qPCR结果显示,AhPCO基因表达具有组织特异性,在花生不同组织的表达水平依次为种子>茎>根>叶>花;与正常对照组相比,AhPCO基因的表达水平在高温处理2 h和盐胁迫12 h时显著升高;在干旱胁迫15 d时表达显著降低,复水1 d后表达水平急剧升高,复水2和4 d后表达水平虽逐渐降低,但仍显著高于正常对照组。AhPCO基因是一个受多种非生物胁迫(高温、盐、干旱及复水)显著调控,并具有组织表达特异性的基因,其在花生应对环境胁迫的应激反应和恢复过程中可能扮演着重要的调控角色。本研究为揭示AhPCO基因的功能奠定了理论基础,同时为培育耐逆境胁迫的优异花生新品种提供了潜在的抗性基因资源。
基于RNAi技术沉默暗黑鳃金龟神经肽F基因的转录组分析
陈杨;田冬冬;魏煊凌;曲明静;杜龙;李晓;姚永生;神经肽F(Neuropeptide F, NPF)是无脊椎动物特有的一类神经肽,在昆虫生长发育、生理活动及行为调控中发挥重要作用,但其在花生重要地下害虫——暗黑鳃金龟中的生物学功能尚不明确。本研究通过RNA干扰(RNAi)技术沉默暗黑鳃金龟成虫神经肽F基因,利用比较转录组学方法分析NPF表达下调后头部和触角组织的基因表达变化。结果表明,NPF干扰72 h后基因表达显著抑制,沉默效率达73.24%;基于转录组数据从头部和触角中分别鉴定到677个和805个差异表达基因。GO与KEGG富集分析显示,这些基因显著富集于免疫反应和代谢过程等相关通路。NPF缺失导致Toll/Imd信号通路中多个关键基因下调,表明NPF可能正向调控昆虫先天免疫;同时,糖代谢和脂代谢相关基因表达显著改变,提示NPF在能量稳态中起重要调节作用。此外,触角中“感觉系统”通路的基因表达显著改变,暗示NPF可能参与化学感知与嗅觉调控。本研究从转录组学角度揭示了NPF在暗黑鳃金龟生理调控中的多重作用,为探索暗黑鳃金龟神经肽调控机制及开发绿色防控新策略提供了理论依据。
基于U-Net的花生网纹分割与品种识别
巩秀钇;踪姿艳;付华宇;张贺;纪翔;朱春雨;王聪;赵延伸;韩仲志;花生是我国重要的油料作物,不同品种花生在生长特性、产量潜力和抗逆性等方面存在显著差异。网纹作为花生荚果的独特纹理特征,在形态、密度和分布上具有显著的品种特异性,是DUS测试的重要荚果性状,但现有研究对此利用不足。因此,本研究提出基于U-Net模型的花生网纹分割与多模态特征融合的品种识别框架。U-Net模型在对13个花生品种的网纹分割任务中表现优异,平均交并比为75.9%、准确率为89.2%,显著优于其他现有基础模型。进一步提取网纹图像的16个PCA降维特征,结合形态与颜色特征构建多模态数据集,采用SVM分类器实现品种识别,准确率达90.15%,较花生纹理、形态和颜色特征结合提升4.44%。研究首次证实花生网纹作为DUS测试性状的有效性,突破传统形态学的分析局限,为花生表型组学研究提供了可解释的方法,对推动精准育种和种质资源保护具有重要意义。
缓释肥侧位深施对花生产量及养分利用的影响
张晨;韩德鹏;李亚贞;熊斌;熊文;程业伟;饶文平;陈荣华;陈明;郑伟;为探究不同施肥处理对花生产量及其养分利用的影响,本研究在大田试验中设置了五个处理组:CK(不施肥)、T1(常规复合肥,土表撒施,450 kg/hm2基肥,150 kg/hm2追肥)、T2(常规复合肥,侧位深施10 cm, 450 kg/hm2基肥,150 kg/hm2追肥)、T3(花生专用缓释肥,土表撒施,450 kg/hm2)和T4(花生专用缓释肥,侧位深施10 cm, 450 kg/hm2)。分别测定了花生生长性状、产量及其构成因素、干物质量、植物全氮、全磷、全钾含量,并计算了花生的养分积累分配率和农学利用率。结果显示,施肥处理均能显著促进花生生长、增加产量并提高肥料农学利用率。与常规复合肥相比,缓释肥能显著提高花生产量及其相关性状。其中,T4的产量最高,达5 730 kg/hm2,T3次之,为5 574.67 kg/hm2。与土表撒施相比,侧位深施能显著提高花生的干物质积累、N、P、K的吸收和农学利用率。在四种施肥处理中,T4的生长指标、产量及其相关性状、养分积累及其分配率、农学利用率均显著高于其他处理组。因此,侧位深施450 kg/hm2花生专用缓释肥,可以有效协同提升花生产量及其养分利用效率。
施钙对花生干物质及氮、磷、钾积累与转运的影响
梁兆君;杨力剑;张广彩;李菁;赵亚飞;司彤;张晓军;于晓娜;邹晓霞;为探明施钙对花生干物质及氮、磷、钾积累与转运的影响,本研究选取两个不同钙敏感型花生品种花育22号(钙敏感型)和L-2010(钙不敏感型),设置0(T0)、150(T1)和300 kg/hm2(T2)三个钙肥(CaO)梯度,旨在探讨不同施钙量对花生干物质及氮素、磷素、钾素花前转运量、花后积累量及其对荚果积累贡献率的影响,为优化花生钙肥管理,促进花生提质增产提供理论依据。结果显示,在花育22号品种中,T1(低钙)处理的开花期氮、磷、钾素积累量均显著高于T0(无钙)和T2(高钙)处理,增幅达26.7%~57.1%和26.7%~37.4%;成熟期荚果氮、磷、钾素积累量均随施钙量增加呈先增后减的趋势;T1处理开花前干物质、氮素、磷素和钾素转运量较T0显著提高8.9%~50.0%;开花后干物质、钾素积累对荚果积累贡献率均随施钙量增加呈先降低后上升的趋势,各指标在T1处理下最佳;T1处理百果质量、百仁质量、饱果率、出仁率和单株产量较T0显著提高3.1%~34.3%。在L-2010品种下:T1处理的开花期氮、磷、钾素积累量较T0显著提高6.1%~23.4%;花前干物质、氮素、磷素和钾素转运量均分别提升50.4%、51.1%、25.7%和49.5%;花前干物质、氮素和磷素转运率均随施钙量增加呈先增后减趋势,T1为最佳处理;但花后氮素和钾素积累量较T0显著降低37.7%和33.3%,表明品种间响应的差异性。综上,施钙量为150 kg/hm2时可以显著提高花生(尤其是钙敏感型品种)的干物质及氮、磷、钾素积累与转运,并提升花生产量,该用量在本试验条件下可作为花生生产的适宜钙肥管理方案,实践中有助于为实现提质增产目标提供参考。