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植物合成生物学:植物细胞大规模培养的新机遇 被引量：1
1
作者 颜钊涛 周鹏飞 +4 位作者 汪阳忠 张鑫 谢雯燕 田晨菲 王勇 《合成生物学》 北大核心 2025年第5期1107-1125,共19页
植物细胞培养(plant cell culture,PCC)作为一种极具发展潜力的生物合成平台,具有生长周期短、成本效益高、无病原危害、次生代谢产物丰富等优势,在医药、食品和保健等领域备受关注。然而,生产效率不足是限制PCC应用于商业化生产的最大... 植物细胞培养(plant cell culture,PCC)作为一种极具发展潜力的生物合成平台,具有生长周期短、成本效益高、无病原危害、次生代谢产物丰富等优势,在医药、食品和保健等领域备受关注。然而,生产效率不足是限制PCC应用于商业化生产的最大阻碍,其中,遗传转化效率低、调控网络复杂、细胞结团及遗传稳定性差是主要困难。合成生物学遵循自下而上的工程化建造理念,对天然植物细胞进行精准设计与改造,为开发高效、经济可行的植物细胞工厂提供了新的解决方案。本文回顾了PCC作为合成平台在生产重组蛋白和次生代谢产物中的研究现状。重点探讨了植物合成生物学对PCC在工业化发展中的推动作用,包括优质植物细胞系的构建、遗传转化体系的优化、表达系统的优化、生产效率与产能的提升以及赋予植物细胞合成异源产物的能力。未来,PCC的发展更需强调合成生物学理念和技术在突破当前技术瓶颈中的关键作用,以促进植物细胞大规模培养的进一步发展。 展开更多
关键词 植物合成生物学 植物细胞 生物合成 天然产物 基因工程
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贵州省秋海棠属(Begonia)植物新记录及Begonia cavaleriei的中文名订正
2
作者 党梦 罗康 +5 位作者 李星晨 白新祥 田代科 董文珂 郭治友 何嵩涛 《山地农业生物学报》 2025年第3期62-67,78,共7页
贵州省气候温暖湿润,具有典型的喀斯特地貌,孕育了丰富的秋海棠属植物,是我国秋海棠属植物集中分布的主要地区之一。论文在综合文献研究、野外调查、标本比对的基础上,对贵州省野生秋海棠属植物种质资源进行调查,相继鉴定出贵州省秋海... 贵州省气候温暖湿润,具有典型的喀斯特地貌,孕育了丰富的秋海棠属植物,是我国秋海棠属植物集中分布的主要地区之一。论文在综合文献研究、野外调查、标本比对的基础上,对贵州省野生秋海棠属植物种质资源进行调查,相继鉴定出贵州省秋海棠属植物5个新记录种:南川秋海棠Begonia dielsiana E.Pritz.ex Diels、青城山秋海棠B.qingchengshanensis H.Z.Li,C.I.Peng&C.W.Lin、膜果秋海棠B.hymenocarpa C.Y.Wu、靖西秋海棠B.jingxiensis D.Fang&Y.G.Wei和紫背天葵B.fimbristipula Hance,并提供了新记录种的标本引证和地理分布信息。此外,B.cavaleriei Lév.中文名为昌感秋海棠,“昌感”为海南省地名,但该物种在海南并无分布,而是由于错误鉴定的历史原因导致的,故基于该种主要分布于我国西南地区的特点订正为西南秋海棠。 展开更多
关键词 秋海棠属 贵州省 新记录 中文名订正
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中国微重力科学研究回顾与展望 被引量：13
3
作者 赵建福 王双峰 +9 位作者 刘强 何振辉 张伟 李凯 周泽兵 罗兴宏 苗建印 郑慧琼 康琦 蔡伟明 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期34-45,共12页
微重力科学主要研究微重力环境中物质运动的规律,以及不同重力环境中重力对物质运动的影响.中国微重力科学研究起步于20世纪60年代,兴起于80年代中后期,经过多年发展,目前已初具规模,在一些重要方向具有明显特色和一定优势.本文回顾了... 微重力科学主要研究微重力环境中物质运动的规律,以及不同重力环境中重力对物质运动的影响.中国微重力科学研究起步于20世纪60年代,兴起于80年代中后期,经过多年发展,目前已初具规模,在一些重要方向具有明显特色和一定优势.本文回顾了中国微重力科学研究的早期历程,评述了近年来中国微重力科学研究进展,特别是利用实践十号科学实验卫星、天宫二号空间实验室等空间平台开展的微重力科学与技术应用研究取得的最新成果,并对中国载人空间站时代微重力科学发展的前景予以瞻望,推动微重力科学与应用研究在中国的快速、可持续发展. 展开更多
关键词 微重力科学 基础研究 应用技术 中国研究活动
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植物响应盐碱胁迫的分子机制 被引量：26
4
作者 赵怀玉 林鸿宣 《土壤与作物》 2020年第2期103-113,共11页
随着工业化的快速发展,土壤盐碱化的问题严重制约着作物的产量及种植范围,成为阻碍农业发展亟待解决的问题。植物的盐碱胁迫主要是指土壤中的中性盐以及碱性盐离子对植物的生长发育过程中产生不利影响的一种非生物胁迫。盐碱胁迫与碱胁... 随着工业化的快速发展,土壤盐碱化的问题严重制约着作物的产量及种植范围,成为阻碍农业发展亟待解决的问题。植物的盐碱胁迫主要是指土壤中的中性盐以及碱性盐离子对植物的生长发育过程中产生不利影响的一种非生物胁迫。盐碱胁迫与碱胁迫都会改变植物体内外的渗透平衡,引起离子毒害与氧化毒害等,pH所形成的碱胁迫危害往往大于中性盐所造成的危害,碱胁迫会改变植物体内的pH,并降低植物对营养元素的吸收、特别是可溶性铁。本文总结了盐碱胁迫对植物的危害,植物对盐碱胁迫的感知,通过活性氧(ROS),SOS途径,多种植物激素,表观修饰等一系列方式来响应并适应环境的盐碱胁迫,最终降低盐碱胁迫对植物的危害以及植物响应盐胁迫与碱胁迫过程中存在的共同分子机制。 展开更多
关键词 盐胁迫 碱胁迫 分子机制
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植物调控盐胁迫下细胞壁完整性的分子机制 被引量：5
5
作者 汪明滔 刘建伟 赵春钊 《生物技术通报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第11期18-27,共10页
植物细胞壁不仅起着支撑和保护细胞的作用,还被认为是植物抵抗逆境胁迫环境的第一道屏障。作为限制农业生产的一个主要非生物胁迫因子,盐胁迫能造成植物细胞壁的组分和结构发生改变,而植物可以通过细胞壁完整性感受器如CrRLK1Ls、LRXs和... 植物细胞壁不仅起着支撑和保护细胞的作用,还被认为是植物抵抗逆境胁迫环境的第一道屏障。作为限制农业生产的一个主要非生物胁迫因子,盐胁迫能造成植物细胞壁的组分和结构发生改变,而植物可以通过细胞壁完整性感受器如CrRLK1Ls、LRXs和WAKs等蛋白来感知这些变化并启动下游盐胁迫响应。在细胞内,植物通过盐胁迫诱导的Ca~(2+)内流、植物激素等信号促进细胞壁多聚糖合成和修饰相关基因的表达,从而有助于维持细胞壁的完整性,增强植物盐胁迫适应性。本文概述了植物初生细胞壁多聚糖的主要组分和各组分之间的相互结合关系,并且阐述了盐胁迫对细胞壁各组分的影响,以及盐胁迫下植物感知和维持细胞壁完整性的分子机制,最后讨论了盐胁迫下细胞壁完整性感知和调控研究领域还需要解决的科学问题。 展开更多
关键词 细胞壁完整性 盐胁迫 细胞壁感受器 CrRLK1Ls LRXs
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数字植物:科学内涵、瓶颈及发展策略 被引量：7
6
作者 朱新广 常天根 +5 位作者 宋青峰 常硕其 王重荣 张国庆 郭亚 周少川 《合成生物学》 2020年第3期285-297,共13页
当前,各类组学技术、基因组编辑技术及超性能计算能力的飞速发展正使得植物科学从描述性、定性研究向精细定量研究乃至理性设计的转变。在这个过程中,数字植物的研究应运而生。数字植物通过对植物生长发育过程多尺度、多生理生化现象的... 当前,各类组学技术、基因组编辑技术及超性能计算能力的飞速发展正使得植物科学从描述性、定性研究向精细定量研究乃至理性设计的转变。在这个过程中,数字植物的研究应运而生。数字植物通过对植物生长发育过程多尺度、多生理生化现象的系统定量模拟,以实现植物整个生命周期的“数字化”。数字植物将为定量植物科学研究、植物设计及改造提供理论工具。数字植物的发展将支持新代谢通路、基因调控网络的设计,乃至植物理想基因系统的设计,从而为以提升作物产量和优化作物品质为目标的植物合成生物学提供设计工具。本文在分析当前构建数字植物遇到的瓶颈的基础上,提出发展数字植物所需要的关键措施,即:构建植物生长发育基本模型;获得同化物在各器官间分配的代谢数据;创建模块模型耦联方法;建立数字植物研究公共平台;发展表型数据与机理模型相结合的方法;以水稻为模式植物,开展数字植物指导的分子设计育种;建立支持数字植物的人才培养及储备策略。利用数字植物定量模拟和设计植物是未来植物合成生物学发展的趋势,数字植物指导下的作物栽培和育种也是精准农业和智慧农业的必然要求。 展开更多
关键词 数字植物 合成生物学 产量潜力 理想株型 水稻 系统模型
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细菌转录终止的分子机制研究进展 被引量：1
7
作者 尤琳琳 张余 《遗传》 CAS CSCD 北大核心 2024年第12期982-994,共13页
转录是遗传信息从DNA传递成RNA的过程,主要分为转录起始、转录延伸和转录终止3个阶段。转录终止是基因转录的最后一步,对基因表达的准确性至关重要。细菌的转录终止主要有两种形式:依赖于Rho因子的转录终止和固有转录终止(即不依赖于Rh... 转录是遗传信息从DNA传递成RNA的过程,主要分为转录起始、转录延伸和转录终止3个阶段。转录终止是基因转录的最后一步,对基因表达的准确性至关重要。细菌的转录终止主要有两种形式:依赖于Rho因子的转录终止和固有转录终止(即不依赖于Rho因子的转录终止)。细菌转录终止过程受到细菌或噬菌体蛋白的正向和反向调控。本文主要总结了细菌转录终止机制和调控的研究进展,以期为进一步研究、理解转录终止过程提供理论基础。 展开更多
关键词 转录 RNA聚合酶 转录终止 转录调控
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新型低能耗植物工厂蔬菜高效栽培关键技术研究与进展 被引量：4
8
作者 李佳 袁方 +3 位作者 高青 刘良好 朱新广 陈金星 《特种经济动植物》 2024年第3期164-166,共3页
研发新型低能耗植物工厂蔬菜高效栽培技术集成系统,实现植物工厂数字化平台的互联网+人工模拟气候环境下设施栽培蔬菜所需的温度、相对湿度、气流组织、循环混合风量、二氧化碳气调、高光效LED模组补充光照、多层光导纤维自然光传导、... 研发新型低能耗植物工厂蔬菜高效栽培技术集成系统,实现植物工厂数字化平台的互联网+人工模拟气候环境下设施栽培蔬菜所需的温度、相对湿度、气流组织、循环混合风量、二氧化碳气调、高光效LED模组补充光照、多层光导纤维自然光传导、全角度及分层平移自然光照受控追光装置系统、精量灌溉+精准施肥自动混合水肥一体化及成分分析专家决策模型,实现植物需水量及液肥营养成分的实时监测和相应预测。从而有效解决设施作物生长过程中的水、肥、气、光同补技术关键,最大限度发挥植物的生长潜能,可以达到设施作物高效栽培、周年不断连续规模化生产且系统运行低能耗的效果。 展开更多
关键词 新型低能耗植物工厂 蔬菜 高效栽培 技术集成 规模化生产
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丛枝菌根生态生理与应用技术研究展望 被引量：2
9
作者 陈保冬 王二涛 《植物研究》 北大核心 2025年第3期329-332,共4页
丛枝菌根(AM)真菌是最具代表性的植物共生真菌,能够和70%以上的陆地植物形成共生体系。AM真菌从宿主植物获取碳源,同时帮助植物从土壤中吸收矿质养分和水分。大量研究表明,AM共生体系能够增强宿主植物对各种逆境胁迫的适应能力,与其他... 丛枝菌根(AM)真菌是最具代表性的植物共生真菌,能够和70%以上的陆地植物形成共生体系。AM真菌从宿主植物获取碳源,同时帮助植物从土壤中吸收矿质养分和水分。大量研究表明,AM共生体系能够增强宿主植物对各种逆境胁迫的适应能力,与其他土壤有益微生物(如固氮菌、解磷菌等)协同作用,调控植物生长和生理变化。 展开更多
关键词 丛枝菌根 共生体系 碳源 陆地植物 矿质养分
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60份莲种质资源遗传多样性分析 被引量：1
10
作者 高翔 陈岳 +2 位作者 张微微 刘青青 田代科 《种子》 北大核心 2025年第2期133-141,共9页
为研究莲种质的遗传多样性和亲缘关系,应用43对EST-SSR引物对60份不同莲种质资源进行遗传多样性分析,并构建DNA指纹图谱及其QR编码。结果表明,43对引物共检测出4784个多态性位点,平均111个;等位基因数总数148个,平均3.44个;有效等位基... 为研究莲种质的遗传多样性和亲缘关系,应用43对EST-SSR引物对60份不同莲种质资源进行遗传多样性分析,并构建DNA指纹图谱及其QR编码。结果表明,43对引物共检测出4784个多态性位点,平均111个;等位基因数总数148个,平均3.44个;有效等位基因总数111.92个,平均2.60个;Nei's基因多样性指数平均为0.57。香农信息指数平均为1.00,PIC值平均为0.52。应用NTSYSpc 2.10 e软件进行聚类分析,60份不同莲种质资源的遗传相似系数范围为0.32~0.99,在遗传相似系数为0.32时,可将60份供试莲分为两大类群:类群Ⅰ为美洲莲,类群Ⅱ为亚洲莲。 展开更多
关键词 莲 EST-SSR 遗传多样性 亲缘关系 DNA指纹图谱
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运用小麦杂交株系挖掘环式光合电子传递调控基因并应用于作物高光效改造
11
作者 范艳飞 叶露幻 +4 位作者 李雨桐 王钏跞 张瑞 罗建华 王鹏 《生物技术通报》 北大核心 2025年第10期72-86,共15页
【目的】在全球气候变暖以及粮食需求不断增长的背景下,粮食安全问题愈发严峻,要求作物在增产的同时提高环境胁迫适应能力。光合作用是作物产量形成的基础,其光反应阶段的环式光合电子传递途径偶联ATP合成并调节还原力积累,对植物的高... 【目的】在全球气候变暖以及粮食需求不断增长的背景下,粮食安全问题愈发严峻,要求作物在增产的同时提高环境胁迫适应能力。光合作用是作物产量形成的基础,其光反应阶段的环式光合电子传递途径偶联ATP合成并调节还原力积累,对植物的高温响应和高光效具有重要作用,因此本研究致力于相关遗传调控因子的发掘和应用。【方法】利用具有环式光合电子传递活性差异的代表性小麦品系为参照,结合光合参数测量、蛋白含量测定和转录组测序技术,从小麦小偃54和京411杂交培育的重组自交系后代中筛选获得了具有环式电子传递活性两极分离的株系及其差异表达基因。【结果】其中环式电子传递活性较高的株系同时表现出较高的线性电子传递活性和光合CO_(2)同化速率,并在光强升高条件下保持优势,可作为高光效育种材料加以应用。通过差异表达基因分析挖掘出一系列具有促进环式光合电子传递或整体光合活性潜力的功能基因和转录因子。将部分基因(包括TaPnsL2和TaNAC等)构建过量表达载体转化水稻栽培品种秀水134,T1代和T2代转基因材料在海南省和上海大田试验表现出光合速率升高的优势。【结论】针对环式电子传递活性的遗传筛选或改造,具有提高作物光合效率或强光适应性的潜力。 展开更多
关键词 环式电子传递 光合作用 NDH复合体 遗传调控 小麦 水稻
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柱式法和磁珠法提取原油脱氧核糖核酸
12
作者 熊驷骏 陶建强 +6 位作者 万云洋 胡春余 樊宝旭 杨元亮 徐朋朋 高志卫 赵国屏 《中国石油大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期224-230,共7页
直接提取原油脱氧核糖核酸(DNA)是分析原油微生物群落和多样性最基础、最重要的第一步。分别用柱式法(SE)和磁珠法(ME)提取12份原油样品的微生物基因组总DNA,并通过因美纳(Illumina)高通量测序进一步分析其微生物多样性和群落差异。结... 直接提取原油脱氧核糖核酸(DNA)是分析原油微生物群落和多样性最基础、最重要的第一步。分别用柱式法(SE)和磁珠法(ME)提取12份原油样品的微生物基因组总DNA,并通过因美纳(Illumina)高通量测序进一步分析其微生物多样性和群落差异。结果表明:SE的DNA质量浓度和纯度(A260/A280比值,其中A为吸光度)分别为20.17±31.83 ng/μL和1.01±0.63,ME的DNA质量浓度和纯度分别为11.14±17.27 ng/μL和1.29±0.20;SE检出30门和507属,ME检出38门和677属,其中未分类属和未培养属的相对含量分别为1.12%和0.20%(SE)、1.24%和1.10%(ME);两种方法均检测到专有属(SE专有65属,ME专有235属),SE检出油藏微生物如地杆菌属(Geobacter)等,ME检出疑似油藏微生物如黄杆菌属(Xanthobacter);两种方法在原油DNA提取方面各有优劣,SE提取质量浓度高并对油藏微生物有更好响应,ME检测微生物多样性能力略强,但两种方法在分类学水平上均有较强的偏向性。 展开更多
关键词 DNA提取 柱式法 磁珠法 微生物多样性 微生物群落
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固氮合成生物学研究进展 被引量：1
13
作者 李超 张焕 +1 位作者 杨军 王二涛 《合成生物学》 北大核心 2025年第5期1041-1057,共17页
自然界中,豆科植物可以通过与根瘤菌的共生,利用其固氮能力将空气中的氮气(N_(2))还原为植物可直接利用的氨(NH_(3)),从而降低了豆科植物对化学氮肥的需求。然而,玉米和水稻等非豆科作物缺乏根瘤共生固氮的能力,其高产稳产严重依赖化学... 自然界中,豆科植物可以通过与根瘤菌的共生,利用其固氮能力将空气中的氮气(N_(2))还原为植物可直接利用的氨(NH_(3)),从而降低了豆科植物对化学氮肥的需求。然而,玉米和水稻等非豆科作物缺乏根瘤共生固氮的能力,其高产稳产严重依赖化学氮肥的施用。过量施用氮肥导致土壤板结酸化,温室气体排放及水体富营养化等严峻的环境问题,严重威胁农业可持续发展和粮食安全。本文综述了固氮合成生物学的研究历史与现状,为降低非豆科作物对化学氮肥的依赖,固氮合成生物学提出了多种策略:改造根际固氮菌以增强对宿主的氮素供给;增强作物根际招募有益固氮微生物的能力以提高氮素利用效率;工程化改造非豆科植物形成类根瘤器官实现共生固氮;或将固氮酶系统直接导入植物细胞以创制自主固氮作物。近年来,该领域在提升作物产量和部分替代化学氮肥方面已取得显著进展,推动了生物固氮技术在可持续农业与生态环境保护中的创新应用。本文最后对固氮合成生物学的未来发展方向进行了展望,旨在为相关研究提供理论参考与技术指导。 展开更多
关键词 生物固氮 合成生物学 固氮酶 非豆科作物 自主固氮作物
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番茄重要害虫与番茄攻防互作研究进展
14
作者 康志伟 渠成 +3 位作者 曹利军 林熠斌 孙江华 李建彩 《昆虫学报》 北大核心 2025年第4期525-540,共16页
番茄是重要的园艺作物,同时我国是世界上最大的番茄生产国。近年来,番茄产业面临着日益严峻的虫害威胁,包括传统重要害虫烟粉虱Bemisi tabaci、西花蓟马Frankliniella occidentalis和棉铃虫Helicoverpa armigera及新出现的入侵害虫番茄... 番茄是重要的园艺作物,同时我国是世界上最大的番茄生产国。近年来,番茄产业面临着日益严峻的虫害威胁,包括传统重要害虫烟粉虱Bemisi tabaci、西花蓟马Frankliniella occidentalis和棉铃虫Helicoverpa armigera及新出现的入侵害虫番茄潜叶蛾Tuta absoluta。解析番茄应答虫害的防御机制,尤其是具有高抗虫特性的野生番茄种质资源的抗虫机制,可以为番茄抗虫品种培育提供重要的基因资源,同时关键的抗虫代谢物也可以指导更安全和生态友好的植物源新型绿色农药的开发。本文从植物抗虫的各个层次综述了番茄害虫与番茄等寄主植物之间的互作关系,主要包括:(1)刺吸式和咀嚼式昆虫唾液蛋白被番茄识别及对抗虫免疫的影响;(2)番茄抗虫防御信号转导网络和核心防御相关转录因子的调控机制;(3)植物抗虫性实现的结构和代谢机制,包括毛状体、酰基糖、酚胺、甾体生物碱和挥发性物质等应答虫害并发挥抗虫作用的分子和生态学机制。未来研究应利用单细胞转录组和空间转录组等新技术,结合基因编辑遗传操纵手段,进一步厘清番茄抗虫信号通路和防御物质的合成与调控过程,从而更好地理解植物与昆虫之间的互作关系,为培育高产番茄抗虫品种奠定理论基础。 展开更多
关键词 番茄 植物昆虫互作 昆虫唾液蛋白 防御信号转导 防御代谢物
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面向智慧农业的轻量化ECA-ResNeXt及水稻病害识别应用
15
作者 程存良 王禹 +3 位作者 宋青峰 简晨晨 张严鑫 魏中伟 《农业工程》 2025年第7期28-35,共8页
水稻病害对产量影响显著,准确识别病害类型并采取有效防治措施对于减少经济损失至关重要。随着智慧农业的兴起,基于图像技术的病害精准识别和监测成为关键。为了提高水稻病害识别的准确性并降低计算复杂度,提出一种基于ResNeXt50改进的E... 水稻病害对产量影响显著,准确识别病害类型并采取有效防治措施对于减少经济损失至关重要。随着智慧农业的兴起,基于图像技术的病害精准识别和监测成为关键。为了提高水稻病害识别的准确性并降低计算复杂度,提出一种基于ResNeXt50改进的ECA-ResNeXt。首先,通过减少ResNeXt网络层数至35层,并调整初始层通道数,缩减卷积通道,同时采用深度卷积替代标准卷积,有效降低浮点运算量、参数量和存储需求。其次,结合ECA(efficient channel attention)模块,进一步提升模型的特征表示能力。试验结果表明,ECA-ResNeXt在水稻病害识别任务中准确率达到99.83%,浮点运算量仅0.054 GFLOPs,模型参数量0.054×10^(6),模型大小0.593 MB,展示了显著的计算和存储优势。与其他经典卷积神经网络(如ResNet18、ResNet101、ResNeXt50、EfficientNet-b4、MobileNetV2、MobileNetV3-Small)相比,ECA-ResNeXt在准确率、精确率、召回率和F1分数等多个评价指标上均表现优异,尤其在精确率和召回率上均超过99%。在迁移学习方面,通过在Plant Village数据集上进行预训练,ECA-ResNeXt在水稻病害识别中的性能进一步提升。最后,开发一种高效的水稻病虫害检测系统,试验验证了ECA-ResNeXt在水稻病害识别中的高效性与资源节省优势,展示其在实际应用中的广泛潜力。 展开更多
关键词 水稻病害 深度学习 ResNeXt 图像识别 深度卷积 智慧农业
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作物高遗传力光合性状分析与高光效基因挖掘
16
作者 罗春梅 李艳君 +1 位作者 陈根云 曲明南 《生物技术通报》 北大核心 2025年第10期6-19,共14页
随着全球气候变化和人口增长,提高作物光能利用效率成为保障粮食安全的关键。光合作用是作物产量和生物量积累的核心驱动力,光能转化为化学能的速率受遗传和环境因素共同调控。然而,高光效这一关键农艺性状的遗传解析非常复杂,由于涉及... 随着全球气候变化和人口增长,提高作物光能利用效率成为保障粮食安全的关键。光合作用是作物产量和生物量积累的核心驱动力,光能转化为化学能的速率受遗传和环境因素共同调控。然而,高光效这一关键农艺性状的遗传解析非常复杂,由于涉及到多基因的精细调控、显著的表型可塑性和传统光合表型精准测量技术的通量低、侵入性强等局限,导致相关基因挖掘进展缓慢。近年来,多组学技术(基因组、转录组、蛋白组、代谢组等)、高通量表型平台(如基于无人机、高光谱成像、激光雷达的非侵入式动态检测)和人工智能(AI)算法(机器学习和深度学习)的融合,为系统解析作物光合作用的复杂调控网络提供了新契机。本文聚焦于作物高光效形成生理与分子机制,阐述了相关优化途径(包括改造光合机构、增强碳同化、削弱光呼吸及优化环境响应等),并结合高通量光合表型组学和数据算法驱动的光合表型遗传力解析,深入探讨了作物高光效基因挖掘的前沿策略、技术突破及未来挑战,旨在为作物光合效率的遗传改良提供理论参考。 展开更多
关键词 作物 高光效基因 光能利用效率 高遗传力光合性状
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不同资源的莲子形态多样性及其变异分析
17
作者 罗佳琳 傅阳阳 +6 位作者 刘青青 吴砚农 张文丽 郑福军 杨帆 王健 田代科 《热带作物学报》 北大核心 2025年第3期597-610,共14页
为了解不同资源的莲子形态多样性及变异程度,以81份来自不同地点的成熟干莲子(包括59个野生居群,15个栽培居群,7个子莲品种)为材料进行形态学测量分析和系统聚类分析。结果表明:(1)81份莲子资源形态变异幅度大。其中纵径变化幅度为12.03... 为了解不同资源的莲子形态多样性及变异程度,以81份来自不同地点的成熟干莲子(包括59个野生居群,15个栽培居群,7个子莲品种)为材料进行形态学测量分析和系统聚类分析。结果表明:(1)81份莲子资源形态变异幅度大。其中纵径变化幅度为12.03~19.58 mm,横径变化幅度为7.93~15.72 mm,纵横径比变化幅度为1.01~1.97,单粒重变化幅度为0.41~2.26 g。(2)不同来源的莲子形态存在差异。美洲莲莲子平均纵径、横径、纵横径比与单粒重分别为13.97 mm、11.98 mm、1.17、1.13 g;野生(型)亚洲莲莲子平均纵径、横径、纵横径比与单粒重分别为16.52 mm、10.51 mm、1.58、0.98 g;15个栽培亚洲莲居群平均纵径、横径、纵横径比与单粒重分别为15.81 mm、11.18 mm、1.42、1.07 g;7个子莲品种平均纵径、横径、纵横径比与单粒重分别为16.71 mm、13.20 mm、1.27、1.53 g。(3)相关性分析表明,莲子单粒重与纵径、横径呈显著正相关(P<0.05),与纵横径比呈显著负相关(P<0.05),但不同居群来源存在差异。经纬度与美洲莲莲子形态指标相关性均不显著;经度与亚洲莲莲子纵径和纵横径比呈极显著正相关(P<0.01),与横径和单粒重呈负相关,但相关性不显著;纬度与亚洲莲莲子纵径呈显著正相关(P<0.05),与纵横径比呈极显著正相关(P<0.01),与横径呈显著负相关(P<0.05),与单粒重呈负相关,但相关性不显著。(4)莲子形态的系统聚类分析表明,59份野生莲莲子材料可分为2~5个分支。所有的美洲莲和泰国清迈居群莲子聚为一类,剩余的亚洲莲聚为一类。(5)不同年份采摘的莲子形态指标存在差异。研究结果为莲资源保护和辅助鉴定、种质创新、莲子生产等提供科学依据。 展开更多
关键词 莲子 种质资源 形态性状 变异
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RNA生物农药:从理论探索到商业化实践
18
作者 李海超 苗雪霞 关若冰 《上海农业学报》 2025年第4期162-169,共8页
RNA生物农药是基于RNA干扰(RNAi)技术开发的新型生物农药,其通过外源双链RNA(dsRNA)特异性沉默靶标基因的表达,实现对病虫害的精准防控,被誉为农药发展史上的第三次革命。2023年12月,美国环境保护署(EPA)批准登记全球首款可喷洒RNA杀虫... RNA生物农药是基于RNA干扰(RNAi)技术开发的新型生物农药,其通过外源双链RNA(dsRNA)特异性沉默靶标基因的表达,实现对病虫害的精准防控,被誉为农药发展史上的第三次革命。2023年12月,美国环境保护署(EPA)批准登记全球首款可喷洒RNA杀虫剂Calantha^(TM),这一里程碑事件标志着RNA生物农药正式进入商业化应用阶段。本文系统综述了RNA生物农药的发展历程,即从1998年RNAi机制的发现到2023年首款产品的成功上市,重点阐述了其在靶向性、环境友好性、研发周期等方面的技术优势。同时,深入分析了当前RNA生物农药产业化进程中面临的技术瓶颈、监管挑战和市场推广等问题。最后,基于我国在该领域的研发现状,呼吁加强产学研协作,完善技术标准与政策法规,以推动RNA生物农药在我国的产业化进程,为全球农业可持续发展提供新的解决方案。 展开更多
关键词 RNA干扰 RNA生物医药 RNA生物农药 病虫害防治 商业化进展
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生物对逆境环境的适应和抗逆分子育种 被引量：4
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作者 赵杨 赵心清 《生物技术通报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第11期1-5,共5页
我国人口占世界人口17%,耕地面积约占世界耕地面积的7.8%。根据国家统计局2021年数据,全国19.18亿亩耕地面积中旱地占50.33%,水浇地占25.12%,水田占24.55%;其中约10%的耕地已受到土壤盐渍化的影响。
关键词 耕地面积 国家统计局 分子育种 土壤盐渍化 水浇地
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植物感应干旱信号的机制 被引量：8
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作者 于波 秦晓惠 赵杨 《生物技术通报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第11期6-17,共12页
干旱导致渗透胁迫,是造成作物减产的主要自然灾害。自达尔文时代,科学家开始探索植物感知和应答干旱胁迫的机制。现已阐明胁迫激素脱落酸信号途径,并逐步获得植物感知干旱和渗透胁迫的一些线索。本文总结了近年来干旱和渗透信号在植物... 干旱导致渗透胁迫,是造成作物减产的主要自然灾害。自达尔文时代,科学家开始探索植物感知和应答干旱胁迫的机制。现已阐明胁迫激素脱落酸信号途径,并逐步获得植物感知干旱和渗透胁迫的一些线索。本文总结了近年来干旱和渗透信号在植物中感知和传导的研究进展,对干旱胁迫可能的输入信号以及植物潜在的感知方式进行阐述,并提出了干旱胁迫信号研究中尚需解决的核心科学问题,期望为解析植物干旱信号感知和作物抗逆遗传改良提供线索。 展开更多
关键词 干旱胁迫 渗透信号 细胞壁信号 质膜张力 大分子凝聚
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