中国农业科学

2023年第56卷第16期中英文目录

中国农业科学. 2023, 56(16): 0.

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玉米ZCN7在调控花期抗旱性中的作用

李燕, 陶柯宇, 胡悦, 李永祥, 张登峰, 李春辉, 何冠华, 宋燕春, 石云素, 黎裕, 王天宇, 邹华文, 刘旭洋

中国农业科学. 2023, 56(16): 3051-3061. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2023.16.001

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【目的】我国玉米主产区多分布在干旱和半干旱的雨养农业地区，干旱造成的玉米减产严重威胁国家粮食安全。作为异花授粉作物，开花期是玉米对干旱最为敏感的时期，干旱引起的散粉吐丝花期不遇将导致严重的产量损失。因此，挖掘花期抗旱基因，并研究其功能，将为玉米抗旱种质改良和品种培育提供理论支撑和基因资源。【方法】采取生物信息学方法，对玉米基因组中24个ZCN基因（拟南芥FT的同源基因）的同源关系进行分析。利用qRT-PCR和活体GFP荧光成像试验分析ZCN7的组织表达模式。选取118份玉米多样性自交系，在北京（2021和2022年）和新疆乌鲁木齐（2022年）3个环境下开展不同水分处理的玉米开花期性状调查，采用PCR扩增和Sanger测序方法对ZCN7及上下游区域的遗传变异进行检测，利用混合线性模型开展散粉-吐丝间隔的候选基因关联分析获得显著关联的遗传位点，同时，取花期叶片组织进行ZCN7表达量检测，分析显著位点不同单倍型自交系中散粉-吐丝间隔及ZCN7表达量的差别。构建Ubi1:ZCN7的过表达转基因玉米植株，在大田环境开展不同水分处理下的开花期鉴定和产量及相关性状的鉴定，分析ZCN7的花期抗旱功能。【结果】玉米24个ZCN基因被分为15个FT类基因、6个TFL1类基因和3个MFT类基因，编码的蛋白长度为111—193个氨基酸，其中，ZCN7与ZCN8的亲缘关系最近，二者蛋白序列的相似性为83.33%。组织表达分析结果表明，ZCN7在V12期表现出表达峰值，并且ZCN7的启动子在成熟的拟南芥叶片边缘高表达。候选基因关联分析发现位于ZCN7起始密码子前1 001 bp的一个SNP位点具有最显著的关联信号，该位点AA和GG单倍型分别包含78和27个自交系，干旱条件下，A/A单倍型自交系的散粉-吐丝间隔显著小于G/G单倍型，并且A/A单倍型的玉米ZCN7表达量显著高于G/G单倍型。对ZCN7过表达转基因玉米的田间表型鉴定，表明干旱和正常水分条件下转基因玉米的散粉-吐丝间隔均小于野生型，其中，干旱条件下，OE1散粉-吐丝间隔较野生型缩小2.3 d，OE2较野生型缩小2.6 d；并且，在干旱条件下，转基因玉米的单株产量和单株籽粒数均显著高于野生型，而百粒重、粒长、粒宽等性状没有显著差异。【结论】玉米ZCN7正调控玉米的抗旱性，其过表达能够缩短干旱下的散粉-吐丝间隔，并增加籽粒产量。

基于GYT双标图分析对国家糜子区域试验品种的综合评价

马智秀, 柴少华, 郭岩, 石兴, 杨清华, 高金锋, 高小丽, 冯佰利, 杨璞

中国农业科学. 2023, 56(16): 3062-3076. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2023.16.002

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【目的】利用GYT双标图分析糜子在不同试点的农艺性状和产量及品种-性状间的互作特性，并对参试品种开展多性状综合评判和分类研究，为品种合理布局和区域规划提供理论依据。【方法】结合相关性分析，利用GGE双标图、GT双标图和GYT双标图技术对2019—2020年国家糜子区域试验20个参试品种在15个试点的生育天数、株高、主茎节数、主穗长、穗粒重、千粒重等农艺性状和产量进行综合评价。【结果】相关性分析表明，在粳性和糯性糜子中，产量都与生育天数极显著正相关，与主穗长极显著负相关，株高与生育天数和主穗长显著正相关。在粳性糜子中，产量与主茎节数显著负相关，主茎节数和千粒重极显著正相关。在糯性糜子中，产量与千粒重极显著正相关，生育天数与株高和千粒重显著正相关。用GT双标图对糜子参试品种基因型-性状的互作效应分析表明，粳性糜子和糯性糜子GT双标图的主成分PC1和PC2分别解释了基因型-性状互作效应的61.81%和69.96%，GT双标图展示的参试品种的农艺性状间相关性与参试品种性状间皮尔森相关性系数基本一致。运用GYT双标图技术对参试品种的产量-性状组合间两两相关性进行分析，所有组合性状均显著正相关。计算各品种的理想指数，以此为标准鉴定出伊11-02-92-4、固19-63、0515-2-2、伊11-03-3-2-2和正隆糜1号等品种为产量-性状组合表现优良的品种，赤糜3号、西农2018-N02、西农2018-N10、Y1660、西农18-W02和西农18-W06等品种综合表现较差。利用GGE双标图对参试品种产量的丰产性和稳定性及适宜生态区分析，结果表明，伊11-02-92-4和0515-2-2在不同种植区较其他品种具有更广泛的适应性和更好的丰产性，展现出绝对的区域产量优势。【结论】糜子品种多性状评价方法中，GYT双标图分析评价的糜子品种结果相较于GGE和GT双标图可信度更高，是科学评价糜子品种优劣的有效方法。国家糜子区域试验参试品种中，综合表现较好的粳性品种为伊11-02-92-4，该品种适宜在东北春糜子区和黄土高原春夏糜子区推广种植；综合表现较好的糯性品种为0515-2-2，该品种适宜在北方春糜子区和黄土高原春夏糜子区推广种植。

sua-CMS烟草不育系COXⅡ的功能分析

望锦, 刘艳芳, 刘文文, 王雅琦, 宋时洋, 张幸子, 李凤霞

中国农业科学. 2023, 56(16): 3077-3087. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2023.16.003

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【目的】细胞质雄性不育由细胞质基因组（主要是线粒体基因组）控制，在杂交种的育种和生产中起重要作用。长期以来，我国烟草种植以不育系和杂交种为主，其面积占烟草总种植面积的80%以上，不育类型均为sua-CMS，但该不育类型的控制基因、不育机制尚不清楚。COXⅡ是细胞色素氧化酶（COX）的第二亚基，由线粒体基因组编码。在sua-CMS烟草不育系中，COXⅡ末端发生多个碱基变异，导致C端编码蛋白Thr²⁵⁷被Ser取代。研究sua-CMS烟草COXⅡ功能，为阐明sua-CMS烟草不育分子机制奠定基础。【方法】以4组sua-CMS不育系和可育对照为材料，RNA印迹杂交和qRT-PCR方法分析COXⅡ在sua-CMS不育系和可育对照之间的转录本、基因表达差异，Western杂交、COX酶活性试验分析COX蛋白表达和COX酶活性，并测定ATP含量；将可育烟草的COXⅡ在sua-CMS不育系中过表达，研究COXⅡ过表达对COXⅡ表达量、COX酶活性、ATP含量以及烟草雄蕊发育的影响。【结果】通过对COXⅡ多序列比对，发现C端Thr²⁵⁷在物种间高度保守，表达分析显示不育系中COXⅡ转录本显著低于可育对照，COXⅡ在不育系烟草中的表达量只有对照的0.3%—0.4%，COX蛋白表达量和COX酶活性均显著低于可育对照，ATP含量为可育对照的52%。将可育烟草COXⅡ在不育系烟草中过表达，转基因植株COXⅡ在花芽中的表达量最高提高171倍，COX酶活性提高70%，ATP含量提高90%，但转基因植株在花药中的COXⅡ表达量、COX酶活性和ATP含量等各项指标均低于可育对照。转基因植株的花药形态发生了明显的改变，并出现了花药壁的分化，但花药内无胞母细胞分化，最终也无花粉粒产生。【结论】sua-CMS烟草不育系COXⅡ变异影响COX功能，是其花药能量缺陷的重要原因，也是影响花药发育的一个重要因素。

绿洲灌区密植减量施氮玉米的水分利用特征

焦智辉, 陈桂平, 范虹, 张金丹, 殷文, 李含婷, 王琦明, 胡发龙, 柴强

中国农业科学. 2023, 56(16): 3088-3099. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2023.16.004

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【目的】针对干旱灌区水资源有限、玉米生产氮肥投入过高、水分利用效率（WUE）低等问题，探讨密植补偿减量施氮对玉米水分利用效率负效应的可行性，为建立玉米节氮、水分高效利用技术提供理论依据。【方法】于2019—2022年在甘肃武威设置裂区试验，主区设减量施氮（N₁，270 kg·hm^-2）和传统施氮（N₂，360 kg·hm^-2）两个水平，裂区设传统密度（M₁，78 000株/hm²）、中密度（M₂，103 500株/hm²）和高密度（M₃，129 000株/hm²）3个水平，N₂M₁为对照，重点研究施氮、种植密度及两者互作对玉米耗水特性、水分利用效率的影响。【结果】试验年度内，减量施氮较传统施氮处理耗水量降低4.7%，高、中密度较传统密度处理耗水量分别增大8.4%、4.2%，减量施氮与中密度组合（N₁M₂）与对照相比耗水量无显著差异。玉米籽粒产量随施氮量的减少而降低，中密度较高密度、传统密度显著提高了籽粒产量，减量施氮与中密度组合较对照提高了籽粒产量。减量施氮较传统施氮处理籽粒产量降低了4.6%，中密度较高密度、传统密度处理籽粒产量分别提高5.6%、8.2%，N₁M₂较N₂M₁籽粒产量提高4.3%。减量施氮降低了灌溉水分利用效率（IWUE），但能够保持与传统施氮相同的WUE；中密度有利于提高玉米IWUE和WUE，补偿减量施氮导致的水分利用效率下降。4年内，减量施氮使玉米IWUE降低4.5%，但WUE未显著下降；中密度较传统密度、高密度处理的IWUE分别提高8.6%、6.4%，WUE分别提高4.5%、10.1%；中密度对减量施氮IWUE和WUE的补偿效应分别为4.3%和5.2%。【结论】在干旱灌区，玉米全生育期施氮270 kg·hm^-2、密度103 500株/hm²较现有水氮管理水平提高了产量和水分利用效率，是适用于该区域的玉米节氮、水分高效利用生产技术。

油菜机栽毯苗培育的适宜供氮量研究

李静, 钱晨, 林国冰, 王龙, 李亦扬, 郑经东, 尤晶晶, 冷锁虎, 左青松

中国农业科学. 2023, 56(16): 3100-3109. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2023.16.005

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【目的】适宜机栽的油菜毯苗密度大，个体小，抗逆能力差，研究不同氮肥用量对油菜毯苗农艺性状、生理指标以及栽后活棵率的影响，明确油菜机栽毯苗培育的适宜供氮水平。【方法】于2020和2021年份以秦优10号和宁杂158两个油菜品种为供试材料，在子叶期喷施0.25 g N/盘基础上，于一叶一心期设置0（不施氮肥）、0.5、1.0、1.5和2.0 g N/盘共5个氮肥用量处理，播种后30 d测定农艺性状和生理指标，机栽后10 d田间调查活棵率。【结果】播种后30 d每盘存苗数的变化范围为627—669，随着供氮水平增加，存苗数呈先增加后降低。不同部位的含氮率随着氮肥用量的增加逐渐增加，地上部含氮率高于地下部，碳素含量随着供氮水平的增加总体上呈降低趋势，地下部碳素含量高于对应的地上部碳素含量。地上、地下部碳氮比的变化范围分别为6.98—9.69和12.35—16.26，随着供氮水平的增加均表现为下降趋势。随着氮肥用量增加，油菜毯苗株高、单株叶面积、鲜重、干重和水分含量逐渐增加，其中以地下部鲜重的增加幅度最大，秦优10号和宁杂158两个油菜品种2.0 g N/盘处理的地下部鲜重平均值与不施氮肥处理相比增加幅度分别为106.3%和95.0%。根颈直径和栽后活棵率随着氮肥用量的增加呈先增加后降低趋势，相同年份和品种试验中根颈直径均以1.5 g N/盘处理最高，不同处理栽后活棵率的变化范围为81.7%—97.1%，以1.0和1.5 g N/盘处理较高，均在95%以上，并且两者之间无显著差异。【结论】油菜毯苗培育过程中，在子叶期喷施0.25 g N/盘基础上，一叶一心期喷施1.0—1.5 g N/盘时，机械移栽后每盘存苗数较高，根颈粗、含氮率和碳氮比值适宜，栽后活棵率高。

基于非靶向代谢组学分析StLAC2和StLAC6差异影响玉米大斑病菌的机制

邹金鹏, 岳浩峰, 李海笑, 刘峥, 刘宁, 曹志艳, 董金皋

中国农业科学. 2023, 56(16): 3110-3223. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2023.16.006

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【背景】漆酶作为多酚氧化酶，在真菌生长发育及次级代谢等多方面发挥重要的作用。玉米大斑病菌（Setosphaeria turcica）基因组中含有多个漆酶基因，其中StLAC2和StLAC6对玉米大斑病菌生长发育及致病性具有差异的影响。【目的】明确StLAC2和StLAC6对玉米大斑病菌的差异作用机制，挖掘差异代谢物，为开发新的杀菌剂及病害防控新策略提供靶点。【方法】利用无缝克隆的方法将StLAC6和pHZ100-GFP质粒连接，构建StLAC6的回补表达载体。利用PEG介导的原生质体转化法，将构建好的载体转入到StLAC6基因缺失突变体的原生质体中，并利用PCR、RT-qPCR和GFP荧光验证，对所获得的阳性转化子进行鉴定，成功构建StLAC6回补菌株，并分析敲除及回补StLAC2和StLAC6对玉米大斑病菌胞内外黑色素合成及抗氧化性的影响。以野生型、StLAC2和StLAC6基因敲除突变体为试验材料，利用非靶向代谢组学分析其差异代谢物，并利用KEGG分析StLAC2和StLAC6差异作用的机制。【结果】StLAC2和StLAC6对病菌菌丝内和分泌到培养基中的黑色素合成具有差异影响，且StLAC2影响病菌的抗氧化性。代谢组分析发现与玉米大斑病菌野生型菌株相比，敲除StLAC2后无论菌丝中或分泌到培养基中的差异代谢物数量更多，KEGG分析发现差异代谢物主要为脂类尤其是磷脂，StLAC2的缺失造成多种黄酮多酚类代谢物下调。而1，8-二羟基萘型黑色素合成途径的中间代谢物小柱孢酮和柱孢酮含量在ΔStLAC2中显著增加，在ΔStLAC6中显著降低。【结论】StLAC2参与黑色素的聚合，StLAC6负调控玉米大斑病菌黑色素合成，StLAC2和StLAC6差异影响玉米大斑病菌中脂类代谢物和黑色素合成途径的中间代谢物，StLAC2缺失造成多种黄酮多酚类代谢物下调，导致抗氧化性降低。

马铃薯StCYP83基因家族鉴定及其抗晚疫病的功能分析

孔乐辉, 宗德乾, 史青尧, 殷盼盼, 巫文玉, 田鹏, 单卫星, 强晓玉

中国农业科学. 2023, 56(16): 3124-3139. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2023.16.007

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【目的】通过鉴定马铃薯StCYP83基因家族成员，分析其响应致病疫霉（Phytophthora infestans）侵染的表达模式，挖掘具有抗晚疫病功能的StCYP83并解析其免疫机制，为马铃薯抗晚疫病分子育种提供新型抗性基因资源。【方法】利用双向BLAST法鉴定StCYP83基因家族成员，通过ExPASy Prot Param、Cell-Ploc 2.0、ESPript等软件分析StCYP83蛋白序列基本信息、亚细胞定位情况、保守基序；利用qRT-PCR技术分析StCYP83响应致病疫霉侵染的表达模式；利用农杆菌介导的本氏烟瞬时表达体系和马铃薯过表达（OE）稳定转化植株分析候选基因影响寄主植物抗致病疫霉的免疫功能及作用机理。【结果】在马铃薯基因组中共鉴定到10个StCYP83家族基因，分别命名为StCYP83B1—StCYP83B10，编码蛋白长度介于387—503 aa，分子量介于44—57 kDa，亚细胞定位预测结果显示StCYP83蛋白均定位于内质网膜。qRT-PCR结果表明，StCYP83家族成员在不同程度上均可响应致病疫霉侵染而诱导表达，暗示StCYP83家族基因可能在马铃薯与致病疫霉互作中发挥作用。基于此，从中选取明显响应致病疫霉侵染而诱导上调表达、且与拟南芥AtCYP83B1同源性最高的StCYP83B1用于后续的免疫功能解析。本氏烟瞬时过表达的接菌测试结果表明，StCYP83B1具有抗致病疫霉的生物学功能；同时，过表达StCYP83B1可显著促进PTI标记基因（NbWRKY7、NbWRKY8）、SA信号通路标记基因（NbPR1和NbPR2）和JA信号通路标记基因（NbPR3和NbLOX）的上调表达，并提高flg22诱发的活性氧迸发。此外，StCYP83B1编码蛋白保守基序中的半胱氨酸位点为其抗性功能所必需。StCYP83B1过表达（StCYP83B1-OE）株系对致病疫霉的抗性有所增强，且呈现出增强的PTI免疫反应，包括flg22诱发的活性氧水平升高以及PTI标记基因（StWRKY7、StWRKY8和StACRE31）的显著诱导上调表达。此外，马铃薯SA信号通路相关基因（StPR1、StPR2、StPR5和StPAL2）和JA信号通路相关基因（StLOX、StAOS和StOPR3）也被诱导上调表达。【结论】共鉴定到10个StCYP83家族成员，StCYP83家族成员在不同程度上均可响应致病疫霉的侵染而诱导表达。StCYP83B1通过激活PTI、SA和JA信号通路调控植物对致病疫霉的抗性；而StCYP83B1血红素结合域中的半胱氨酸位点为其抗性功能所必需。

近30年来我国小麦和玉米秸秆资源时空变化特征及还田减肥潜力

刘淑军, 李冬初, 黄晶, 曲潇林, 马常宝, 王慧颖, 于子坤, 张璐, 韩天富, 柳开楼, 申哲, 张会民

中国农业科学. 2023, 56(16): 3140-3155. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2023.16.008

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【目的】我国拥有丰富的小麦和玉米秸秆资源，明晰我国小麦、玉米秸秆产量和养分资源量及还田减肥潜力的时空变化特征，可为推进秸秆资源利用和化肥减施提供决策依据。【方法】以农业农村部1988－2019年在全国小麦玉米区的土壤长期监测数据为基础，分析我国各地区不同年份的小麦玉米秸秆和养分资源量及还田减肥潜力。【结果】2010s全国小麦和玉米秸秆年均量分别达到1.62×10⁸和4.23×10⁸ t，比1990s增加0.16×10⁸和2.04×10⁸ t；秸秆NPK总养分资源年均量分别达到278.19×10⁴和901.08×10⁴ t，比1990s增加27.97×10⁴和434.82×10⁴ t，均以华北增量最高。30年来全国小麦秸秆及养分资源呈先降后增的趋势，玉米呈增长趋势。第一阶段（1990s—2000s）和第二阶段（2000s—2010s）小麦秸秆资源年变化速率分别为-42.47×10⁴和205.10×10⁴ t·a^-1，N、P和K的养分资源年变化速率分别为-0.26×10⁴、-0.03×10⁴、-0.44×10⁴ t·a^-1和1.27×10⁴、0.14×10⁴、2.11×10⁴ t·a^-1；第一阶段和第二阶段玉米秸秆资源年变化速率分别为397.82×10⁴和1643.60×10⁴ t·a^-1，N、P和K的养分资源年变化速率分别为3.46×10⁴、0.56×10⁴、4.46×10⁴ t·a^-1和14.30×10⁴、2.30×10⁴、18.41×10⁴ t·a^-1。80%以上的小麦秸秆及其养分资源分布在华北和长江中下游，以华北最高（0.93×10⁸ t，NPK 160.31×10⁴ t），西南最低（0.09×10⁸ t，NPK 16.05×10⁴ t）；70%左右的玉米秸秆及其养分资源分布在东北和华北，以东北最高（1.39×10⁸ t，NPK 296.96×10⁴ t），长江中下游最低（0.21×10⁸ t，NPK 44.40×10⁴ t）。全国小麦秸秆还田的N、P和K养分单位面积年均当季释放量分别为21.1、3.0和62.3 kg·hm^-2，以华北最高，西南最低；玉米秸秆还田的N、P和K养分单位面积年均当季释放量分别为48.6、10.6和97.7 kg·hm^-2，以西北最高，西南最低。近30年来，全国单位面积小麦和玉米秸秆还田的养分年均当季释放量持续稳定增加，小麦秸秆还田的N、P、K养分相当于化肥年均施用量的比例分别为9.13%—10.82%、4.26%—6.43%、88.02%—111.86%，玉米秸秆分别为22.99%—24.37%、16.04%—28.67%、150.29%—181.42%。【结论】我国小麦和玉米秸秆还田可满足作物生长的钾素需求，可减少约10%—20%氮肥、5%—20%磷肥的施用，充分利用秸秆资源，是实现化肥减施增效的重要保障。

有机肥替代化肥对砂姜黑土区小麦-玉米轮作系统N₂O排放的影响

刘高远, 和爱玲, 杜君, 吕金岭, 聂胜委, 潘秀燕, 许纪东, 李珏, 杨占平

中国农业科学. 2023, 56(16): 3156-3167. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2023.16.009

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【目的】探究有机肥替代化肥条件下砂姜黑土区小麦-玉米轮作系统N₂O排放特征及与土壤环境因子的关系，为实现农田温室气体减排提供理论依据。【方法】以砂姜黑土区小麦-玉米轮作系统为研究对象，采用静态箱-气相色谱法与常规土壤参数分析相结合，研究不施肥（CK）、常规施肥（CF）、有机肥氮替代20%化肥氮及有机肥氮替代40%化肥氮（R2FM及R4FM，有机肥于小麦季施用）对小麦-玉米轮作系统N₂O排放的影响及与关键驱动因子的关系。【结果】R2FM及R4FM处理小麦产量显著高于CF处理，增幅分别为12.2%和10.2%，而不同施肥处理之间玉米产量无显著差异。CK、CF、R2FM及R4FM处理周年N₂O平均排放通量分别为5.9、50.3、43.9及39.6 μg·m^-2·h^-1，其中小麦季为3.1、23.6、25.0及26.4 μg·m^-2·h^-1，玉米季为8.8、77.0、62.8及52.9 μg·m^-2·h^-1；不同施肥处理下N₂O排放通量与土壤NO₃^--N含量呈极显著正相关，同时还与小麦季土壤温度、玉米季土壤含水量呈显著或极显著正相关。CF、R2FM及R4FM处理周年N₂O累积排放量分别为2.38、2.44及2.53 kg·hm^-2，较CK处理（0.56 kg·hm^-2）显著增加325%—354%，N₂O-N排放系数为0.40%—0.44%，但CF、R2FM及R4FM处理之间周年N₂O累积排放量、N₂O-N排放系数均无显著差异。不同施肥处理下季节性N₂O累积排放量存在差异，与CF处理相比，R2FM及R4FM处理在小麦季N₂O累积排放量分别显著提高28.3%和62.6%，且二者N₂O-N排放系数（0.35%和0.41%）显著增加，而在玉米季N₂O累积排放量分别显著降低15.8%和33.8%；N₂O累积排放量与小麦季土壤全氮、碱解氮、微生物量碳含量及玉米季土壤全氮含量呈显著或极显著正相关，而与玉米季土壤有机碳含量呈显著负相关。【结论】在有机肥氮替代化肥氮条件下，优化小麦季施肥管理是减少砂姜黑土区小麦-玉米轮作系统N₂O排放的关键。

利用SLAF-seq简化基因组数据挖掘甜橙果实品质性状基因

李仁静, 申晚霞, 赵婉彤, 程莉, 李沛, 江东

中国农业科学. 2023, 56(16): 3168-3182. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2023.16.010

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【目的】通过对240份不同甜橙资源群体利用SLAF-seq测序数据进行Fst与XP-CLR选择性清除分析，挖掘调控甜橙中优良性状的相关基因，为甜橙的分子育种工作提供重要参考。【方法】对国家柑橘种质资源圃（重庆）中保存的具有广泛遗传多样性和不同地理来源的240份甜橙种质资源进行SLAF-seq测序，获得全基因组范围内的单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism，SNP）基因型数据和单果重、果脐有无、可滴定酸含量等性状的表型数据，分析不同亚群之间Fst与XP-CLR数值。【结果】采用SLAF-seq技术对240份甜橙进行测序，共获得497.82 Mb短读数据，用BWA软件将测序数据比对到甜橙参考基因组上，取GATK和samtools两种方法得到的SNP标记交集，共得到1 467 968个SNP。利用Fst与XP-CLR分析筛选出了与甜橙果脐有无、单果重以及可滴定酸相关的候选基因。对受选择SNP位点附近区域进行基因注释，结果表明基因orange1.1g044639m和orange1.1g023641m参与编码生长素外排载体，可能与脐的形成相关；orange1.1g023641m在单果重性状中的Fst得分最高，其参与编码E3泛素连接酶，可能影响果实大小和重量，orange1.1g046891m可能通过调节碳水化合物的形成来影响果实重量；orange1.1g011684m编码丙酮酸脱氢酶二氢硫辛酰胺转乙酰基酶，其CDS序列发生碱基突变，可能影响了柠檬酸在不同品种间的含量；orange1.1g034502编码丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，基因注释功能与磷酸化/去磷酸化相关。【结论】本研究利用Fst方法对甜橙的SLAF-seq数据进行筛选。最终在甜橙资源的有无果脐、单果重和可滴定酸等性状上筛选出了6个相关的基因，可作为后期验证的候选基因，为甜橙品种的定向改良提供了依据。

芍药胼胝质合成酶基因家族鉴定及PlCalS5功能分析

贺丹, 尤啸龙, 何松林, 张明星, 张佼蕊, 华超, 王政, 刘艺平

中国农业科学. 2023, 56(16): 3183-3198. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2023.16.011

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【目的】CalS家族在调控植物胼胝质合成方面具有重要作用，鉴定芍药CalS家族成员，并进行生物信息学和表达模式分析，为芍药属远缘杂交不亲和研究提供依据。【方法】通过荧光显微镜观察自交、杂交柱头内花粉管生长过程及花粉萌发情况；测定柱头所含胼胝质、内源脱落酸含量（ABA）以及β-1,3-葡聚糖酶活性；分段克隆8个PlCalS并进行序列分析；使用Expasy、MEME、TBtools、MEGA 7.0等软件和在线工具预测PlCalS家族成员蛋白质基本理化性质、保守基序并构建系统发育进化树；利用qRT-PCR技术检测8个PlCalS在自交24 h、杂交24 h、杂交36 h的相对表达水平；对CalS5进行多序列比对并构建系统进化树，分析PlCalS5响应不同浓度ABA处理的表达特征。【结果】花粉管荧光显微观察发现杂交柱头内发生较为严重的胼胝质堵塞从而影响花粉管的正常生长及花粉的萌发。测定柱头内胼胝质含量发现多数时期自交柱头均低于同时期杂交柱头的含量，柱头内β-1,3-葡聚糖酶活性、ABA含量变化均具有一定的规律性。通过对结构域的完整性分析鉴定芍药PlCalS基因家族成员，后经同源性比对分析命名8个CalS，均含有15个保守基序且在PlCalS基因家族中的分布类似。多物种系统进化关系表明，CalS家族可分为3个分支，PlCalS家族仅分布在2个分支，其中PlCalS5与牡丹、拟南芥和番茄的CalS5亲缘关系较近。生物信息学分析结果表明8个家族成员编码1 745—1 951个氨基酸，原子总数为28 583—31 870个，等电点为7.99—9.13。对转录组FPKM值的分析表明，PlCalS家族成员在相同时期杂交处理中有较高表达，相同处理情况下在杂交36 h时高表达；荧光定量PCR表明，8个基因的相对表达量在自交24 h时均低于杂交24 h和杂交36 h。经两个浓度的ABA处理，发现PlCalS5对高浓度的ABA更为敏感。【结论】芍药CalS家族有8个基因成员且具有较高的保守性，8个家族成员对芍药胼胝质的生成起重要调控作用；大部分时期PlCalS在杂交柱头的表达量高于自交柱头，可能参与胼胝质异常沉积的过程；芍药杂交柱头异源花粉的刺激可能会增强某个ABA合成途径，ABA可能通过正调控胼胝质基因诱导胼胝质的积累，从而抑制花粉的萌发与花粉管的伸长，影响授粉亲和性。

椰子汁煮制对文昌鸡食用品质的影响

吴予灿, 张紫涵, 赵桂苹, 魏立民, 黄峰, 张春晖

中国农业科学. 2023, 56(16): 3199-3212. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2023.16.012

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【目的】明确椰子汁煮制文昌鸡的品质特征，为文昌鸡和椰子汁成分互作机理的研究和标准化生产提供有效依据。【方法】以文昌鸡和海南椰青为主要原料，利用电子鼻、气相色谱-质谱联用技术，结合气味活性值和主成分分析，对椰子汁煮制文昌鸡和水煮文昌鸡鸡胸肉和鸡腿肉的气味物质进行分析对比，利用电子舌、游离氨基酸和核苷酸检测技术对鸡胸肉和鸡腿肉的滋味物质进行分析，并且测定鸡肉和椰子汁的理化指标，以及椰子汁煮制鸡肉和水煮鸡肉的蒸煮损失、质构指标，明确经过椰子汁煮制后文昌鸡品质特征的变化。【结果】鸡腿肉中蛋白含量为21.0 g/100g，脂肪含量为3.08 g/100 g，鸡胸肉中蛋白含量为23.6 g/100 g，脂肪含量为1.29 g/100 g；椰子汁中的还原糖含量为4.75 g/100 g；椰子汁煮制的鸡肉和水煮鸡肉相比，蒸煮损失较高，两者质构指标相关性不显著（P>0.05）；经过椰子汁煮制后鸡肉中新产生了2-庚醛、(E)-2-辛烯醛、(E)-2-壬烯醛、2,5-二甲基苯甲醛、2-十一烯醛5种醛类物质，电子鼻基本上可以将水煮鸡腿肉和椰子汁煮制鸡腿肉的挥发性物质区分开；经过椰子汁煮制后鸡腿肉和鸡汤的甜味氨基酸含量上升，但水煮鸡腿肉、鸡胸肉以及肉汤中的鲜味氨基酸均比椰子汁煮制后鸡肉的含量高；椰子汁煮制的鸡肉中鲜味核苷酸5'-AMP、5'-IMP和5'-GMP含量均高于水煮鸡肉。【结论】在文昌鸡不同部位中，鸡腿肉脂肪含量较高而鸡胸肉蛋白含量较高；椰子汁煮制可以提高文昌鸡肌肉核苷酸及鸡腿肉中游离氨基酸含量，对滋味有显著提升作用；椰子汁煮制增加了文昌鸡鸡腿肉中的醛类化合物种类，鸡腿肉比鸡胸肉有更好的风味形成效果。

新疆阿克苏地区猪场optrA/lsa(E)阳性粪肠球菌的耐药情况及传播特点分析

王东, 陈万昭, 李宏博, 秦蕾, 徐琦琦, 刘泽鹏, 夏利宁

中国农业科学. 2023, 56(16): 3213-3225. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2023.16.013

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【目的】了解新疆阿克苏地区猪源粪肠球菌中optrA和lsa(E)的流行及传播特点，并探明optrA和lsa(E)阳性粪肠球菌的耐药情况，为评估两个耐药基因对公共卫生的影响和危害提供科学依据。【方法】对新疆农业大学兽医药理学实验室分离保存的322株粪肠球菌采用PCR的方法进行optrA和lsa(E)筛查，根据CLSI推荐药物及方法采用琼脂稀释法测定optrA和lsa(E)阳性菌株对氨苄西林、红霉素、泰乐菌素、四环素、多西环素、利奈唑胺、氟苯尼考、万古霉素、左氧氟沙星、恩诺沙星、庆大霉素和沃尼妙林的最小抑菌浓度（MIC）并进行耐药判定，利用PCR方法筛查相应的耐药基因，包括ermA、ermB、ermC、fexA、fexB、tet(K)、tet(L)、tet(M)、aac(6')-le-aph(2")-Ia和cfr。选取31株不同来源的optrA和lsa(E)阳性粪肠球菌进行MLST分子分型和接合转移试验。【结果】共193株粪肠球菌检出optrA和/或lsa(E)，其中38株optrA和lsa(E)共存，9株仅携带optrA，146株仅携带lsa(E)。这193株粪肠球菌对红霉素、泰乐菌素、四环素、多西环素、庆大霉素和沃尼妙林的耐药率均达到100%，虽然optrA检出率远低于lsa(E)，但optrA阳性菌株总体耐药程度明显高于仅携带lsa(E)的菌株以及optrA、lsa(E)双阴性的菌株，其耐药基因的检出结果也呈现相同趋势。optrA和lsa(E)共存和仅携带optrA菌株的多重耐药谱集中在8耐和10耐，占比分别为84.6%和100.0%，而仅携带lsa(E)的菌株和optrA、lsa(E)双阴性菌株的多重耐药谱主要集中在6—8耐，占比为89.4%和90.7%。进一步分析optrA、lsa(E)与耐药性之间的关系发现，耐药较为严重的猪场optrA和lsa(E)的检出率也相对较高。耐药基因检出结果显示：193株菌均不同程度地携带ermB、ermC、tet(K)、tet(L)、tet(M)、aac(6')-Ie-aph(2")-Ia、fex(A)，并且optrA、lsa(E)共存的菌株及仅携带optrA菌株的耐药基因检出率总体上也高于仅携带lsa(E)的菌株和optrA、lsa(E)双阴性菌株。MLST和接合转移试验结果提示，optrA/lsa(E)菌株遗传环境复杂、可能既存在克隆传播又存在水平转移的现象。【结论】新疆阿克苏地区猪源粪肠球菌中optrA和lsa(E)的高携带率以及高耐药水平表明该地区耐药形势严峻，对当地生猪养殖业甚至于公共卫生安全都造成威胁，应及时采取措施以防控耐药性的进一步发展。

鸡腺病毒血清8a型毒株的分离鉴定及致病特点

李慧昕, 宋文平, 韩宗玺, 刘胜旺

中国农业科学. 2023, 56(16): 3226-3236. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2023.16.014

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【目的】鸡腺病毒（fowl adenovirus, FAdV）在鸡群中流行广泛且血清型众多，不同血清型毒株对鸡的致病能力尚不完全清楚。通过对FAdV-8a型分离株的致病特点进行研究，为了解血清8a型毒株的致病能力、进而对鸡群中不同血清型FAdV的防控提供科学依据。【方法】2017年，从发病鸡群采集肝脏组织，组织匀浆后无菌处理，接种鸡胚分离病毒，经PCR鉴定，初步确定分离毒株为鸡腺病毒。为确定分离株的分类情况，对病毒的全基因组进行测序及序列分析，经基因组序列比对及hexon基因遗传演化分析，从分子水平确定病毒的种/血清型。为了解分离株的致病特点和致病能力，30只10日龄SPF鸡随机分成2组，经滴鼻和点眼途径人工感染。从临床发病（发病率和死亡率）、病毒血症、排毒、循环抗体消长规律及其与中和抗体相关性、感染后5 d鸡剖检症状及病理组织学检测、病毒的组织分布及组织嗜性等方面评价分离株JL/170408对10日龄SPF鸡的致病性。【结果】对分离株的全基因组序列进行测定和分析，表明基因组序列与FAdV-8a型参考毒株TR59株同源性最高，基因组结构和编码基因特点与该毒株高度一致。基于全基因组序列进行遗传演化分析，分离株处于FAdV-E种的进化分支内，与TR59株亲缘关系较近。同时对分型基因hexon基因进行遗传演化分析，分离株划分为8a血清型。综合分离株基因组特征及遗传演化分析，确定分离株JL/170408为FAdV-E种、血清8a型毒株。分离株感染10日龄SPF鸡，感染后3—13 d是临床发病高峰期，但不引起鸡只死亡。感染后3 d开始出现病毒血症并经呼吸道和消化道排毒，病毒血症持续时间长达51 d之久，此时感染鸡的抗体未全部转为阳性且循环抗体滴度较低（平均S/P<1），低水平的循环抗体不能有效清除病毒。感染后54 d，感染鸡抗体滴度出现高峰（平均S/P>2），有效清除感染鸡体内病毒，表现为病毒血症消失和排毒明显下降。对感染后5 d的鸡剖检和病理组织学检测，未见明显病理组织学变化，但是荧光定量PCR可检测到15个组织中有不同程度的病毒载量，病毒的组织嗜性广泛且对肌胃有一定的偏嗜性。对循环抗体监测发现，感染鸡抗体阳转出现的较晚，感染后15 d部分鸡只抗体阳性，感染后24—51 d，循环抗体处于相对平稳状态，但此时感染鸡抗体未全部阳性。感染后54 d出现了循环抗体滴度的高峰，提示鸡只可能发生再次感染，到感染后63 d，循环抗体滴度开始下降，有2只鸡的抗体转为阴性。对感染后63 d的血清进行中和抗体测定，并与循环抗体相比较，两者之间无明显相关性。【结论】FAdV-8a型分离株JL/170408可单独致10日龄SPF鸡发病，但不引起死亡，为低致病力毒株。JL/170408的组织嗜性广泛，对肌胃具有偏嗜性，感染后鸡只排毒时间长，排毒具有反复性。

基于单克隆抗体的非洲马瘟病毒间接ELISA抗体检测方法的建立与应用

郭奎, 张泽楠, 王垚鑫, 李帅杰, 初晓雨, 郭巍, 胡哲, 王晓钧

中国农业科学. 2023, 56(16): 3237-3246. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2023.16.015

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【目的】为有效应对非洲马瘟（African horse fever, AHS）传入我国的风险，研究建立一种基于单克隆抗体（Monoclonal antibody, Mab）的非洲马瘟病毒（African horse fever virus, AHSV）特异性的间接ELISA（indirect ELISA, iELISA）抗体检测方法，利用该方法对我国马匹进行非洲马瘟抗体监测。为有效诊断非洲马瘟提供血清学检测手段。【方法】首先利用AHSV VP7抗原免疫小鼠制备针对VP7抗原的单克隆抗体；其次通过对包被抗体浓度、蛋白浓度、血清稀释度、酶标二抗稀释度等反应条件的优化建立AHSV iELISA抗体检测方法。利用1 000份血清确定该方法的临界值，并评估该方法的敏感性和特异性。由3位试验操作者分别对AHSV 敏控阳性血清进行加速试验测定效价，评估该方法的稳定性。通过利用建立的方法对已知的10份AHSV阳性血清和400份阴性血清进行检测并与国外商品化试剂盒检测结果进行比较；最后用该方法对我国2021年18个省份或地区的947份临床样本进行检测来评估我国马匹中AHSV感染风险。【结果】获得了5株针对AHSV VP7抗原的单克隆抗体。通过对5株单克隆抗体筛选确定3G9单克隆抗体捕获抗原性能最佳。利用3G9抗体作为包被抗体，通过对不同反应条件优化建立了AHSV iELISA抗体检测方法。确定该方法的临界值为0.25；经比对试验证实本研究建立的AHSV iELISA方法的敏感性与商品化试剂盒相当。3位操作者分别对敏控血清进行检测，组内变异系数范围分别为3.19%—7.02%、0%—3.11%、0.27%—5.76%，组间变异系数为1.17%—5.03%。37 ℃加速试验表明AHSV阳性血清7 d内效价稳定，因此证明该方法具有良好的稳定性。该方法与商品化试剂盒进行比较两者总体符合率为100%。通过对我国18个省或地区的947份马血清进行检测，结果表明AHSV抗体阳性率为0%。【结论】成功筛选到了针对AHSV VP7的单克隆抗体，建立了一种基于单克隆抗体的AHSV iELISA抗体检测方法，该方法具有特异性强、敏感性高、稳定性好，可以实现临床样本中AHSV抗体的检测，因此可以作为AHS血清学监测的一种有效工具。

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