2026年 01期
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。
全生育期盐碱胁迫对花生种子休眠性和品质性状的影响
李尚霞;任静;王娟;赵小波;闫彩霞;土壤盐渍化是影响花生生长的重要非生物胁迫之一,筛选休眠性强、优质的耐盐碱花生品种对扩大花生种植面积具有重要意义。本研究以24个高产花生品种为材料,在黄河三角洲试验基地盐碱地块和广饶县小清河以南正常地块分别种植,测定各品种的7个外观品质性状、4个营养品质性状以及种子休眠性,并对试验数据进行显著性检验和统计分析。结果表明:(1)盐碱胁迫提高了籽仁的淡黄色种皮和种皮裂纹的占比;(2)盐碱胁迫显著增强了花育6303、花育71和花育9311的种子休眠性,而花育6304、花育6311、花育6313等5个品种的种子休眠性则显著减弱;(3)盐碱胁迫显著或极显著提高了花育6306、花育6313、花育67等16个品种的粗脂肪含量,极显著或显著提高了花育9307和花育9312的粗蛋白含量,极显著或显著降低了花育67、花育9303、花育6303和花育9305的粗蛋白含量,极显著或显著降低了花育6303、花育71等5个品种的油亚比(O/L)。最终筛选出休眠性强、粗脂肪含量较高的品种花育67、花育9306和花育6309,休眠性强、粗蛋白含量较高的品种花育6306、花育6307和花育6310,以及休眠性强、油亚比(O/L)较高的品种花育9310共7个品种,可在黄河三角洲滨海盐碱地进一步推广示范。
烟草花生间作控制病害与增产效应分析
许曼琳;田雷;陈秀斋;杨继琨;王丽丽;朱先志;杨杰;李莹;陈丹;宗浩;为探究烟草(Nicotiana tabacum L.)与花生(Arachis hypogaea L.)间作对田间病害防控及作物增产效应的影响,本研究于2023-2024年在山东省临沂市开展田间试验,设置烟草单作(NT)、花生单作(AH)及烟草-花生间作(T4P3、T4P2)模式,系统分析田间病害发生、作物农艺性状及经济效益。结果显示:间作模式显著降低烟草黒胫病、赤星病、病毒病及花生白绢病、根腐病、褐斑病和病毒病的病情指数(降幅50.3%~91.3%),同时优化烟草株高、茎围及叶片形态,提升花生单株果数(提高7.9%~11.5%)和饱果率(提高3.3%~8.0%)。间作模式下烟草与花生土地当量比(LER)达1.08,综合产值提升4.25%,其中T4P2模式经济效益最优。本研究表明,烟草-花生间作可实现生态控害、资源高效利用和经济效益提升,为沂蒙丘陵烟区构建“烟油双促”绿色种植模式提供了实践支撑,对推动区域农业可持续发展具有重要的指导意义。
抗青枯病花生品种与种子处理对花生土传病害防控及产量的影响
徐日荣;陈昊;陈湘瑜;采用3个抗花生青枯病品种及种衣剂和生防菌为材料,对花生土传病害的防控效果展开研究,观测分析花生出苗率、开花初期和中期发病率、收获期花生植株生物学性状及小区荚果产量。结果表明:各处理花生平均出苗率83.33%~99.17%之间;花生开花初期土传病害发病率在0.00%~2.73%之间,木霉处理发病最低,对照发病最高,处理间无显著差异;开花中期发病率在2.92%~14.17%之间,亮盾处理发病最低,对照发病最高,处理间无显著差异;品种间,抗黄1号发病最轻,福花3号发病最重,福花3号发病与其他品种有显著差异;复合菌剂处理能显著促进花生主茎高和侧枝长,并提高单株果质量和仁质量;木霉处理能提高结果枝率、荚果总数、饱果率、双仁果率、百果质量、百仁质量和出仁率;亮盾处理降低了百果质量和百仁质量,显著降低了花生的饱果率和双仁果率,造成单株果质量和仁质量减轻。各处理花生小区荚果产量均比对照增产,不同种子处理中亮盾的小区荚果产量最高,为2 505.43 kg/hm2,与其他处理有显著差异;品种中抗黄1号小区荚果产量最高,为2 651.0 kg/hm2,与其他品种有显著差异。二种处理组合中,产量排在前三的分别是亮盾、复合菌剂和木霉处理的抗黄1号组合,荚果产量分别为3 721.8、2 887.22和2 383.46 kg/hm2。综上,从3个抗花生青枯病品种中筛选出花生土传病害抵抗强的品种为抗黄1号,它适配多种种子处理,配合亮盾种衣剂效果最好。
黄淮地区花生品种主要农艺性状及种子品质研究
孙建军;曹地;王红红;秦一凡;豆丹丹;钱艳艳;郭玉玺;郭新海;丁超明;王德新;为分析黄淮地区花生品种主要农艺性状和种子品质特征,选取147份主要花生栽培品种为材料,采用DUS(Distinctness, Uniformity and Stability)测试技术调查了21个目测性状与8个测量性状,测定了16项种子品质指标,综合运用遗传多样性分析、相关性分析及聚类分析等方式,解析该地区花生品种的表型性状与种子品质特征。结果表明:黄淮地区花生品种在目测性状上存在一致性,所有品种均为主茎开花、侧枝连续开花和籽粒近柱形且无次色;同时,叶片颜色、种皮及内种皮颜色等性状仍表达出丰富多样性。测量性状变异系数介于6.74%~18.44%之间,其中主茎长、侧枝长和分枝数变异较大,出仁率和小叶长较为稳定。试验花生品种成熟种子普遍含油量较高(51.64%),粗蛋白含量变幅较大(18.64%~32.49%),油酸与亚油酸呈极显著负相关性(-0.99),粗蛋白与苯丙氨酸、精氨酸存在极显著正相关性(0.99和0.98)。通过聚类分析将品种划分为4个类群:类群Ⅰ高出仁率和高含油量,类群Ⅱ植株高大、蛋白质和氨基酸含量高,类群Ⅲ性状均衡,类群Ⅳ油酸含量突出。本研究系统揭示了黄淮地区主要花生品种性状的一致性与多样性特征,为花生精准育种和产业可持续发展提供了科学依据。
基于花青素积累规律的花生种质评价与利用
陈锡玲;李雪莹;唐月异;张初署;王冕;周海翔;曹世宁;陈静;张建成;本研究以26份花生种质为材料,采用pH示差法精确测定各组织花青素含量,系统解析了花生种质间及植株组织间的花青素动态积累规律。结果表明:种质差异对花青素含量影响显著,紫黑色种皮花生表现尤为突出;花青素组织分布具高度特异性,种皮中含量显著高于其他组织,达根部的113倍以上,凸显其作为核心富集部位的优势;动态分析揭示,花生种皮中花青素积累整体随发育时期呈上升模式,在成熟期有最高含量的积累。基于上述发现,本研究提出以下应用策略:适度延长收获期,以保证种皮花青素充分积累;将花青素富集的种皮作为核心加工原材料,提升花生经济附加值;优先选用紫黑色种皮种质作为亲本,开展高花青素含量品种的遗传改良。本研究结果为花生花青素资源的高效开发与利用提供了重要理论依据。