近几十年来,保护性农业(conservation agriculture,CA)因其有利于农业可持续性发展而获得广泛推广,但其对田间生物多样性和作物生产力的综合影响尚不清楚。本研究通过调查传统耕作(conventional tillage,CT),免耕(no tillage,NT)和少耕(reduced tillage,RT)三种耕作方式下稻田生物多样性和病、虫、草害等指标发现,降低耕作强度能显著降低稻田虫害、病害和杂草的发生,同时增加田间捕食性天敌数量,进而提高水稻产量。连续两年的调查结果显示,在CT模式下稻田主要害虫如稻飞虱和福寿螺发生量分别为74.78和9.91 m-2,而在RT模式分别为14.69和5.16 m-2,发生量显著降低,并且在RT模式下病害发生率和杂草密度也均有明显下降。同时,实施RT的稻田水稻产量(7477.01 kg ha-1)相比于CT(6489.19 kg ha-1)增加15.22%。此外,在CT模式下稻田害虫捕食性天敌的平均密度为11.22 m-2,而RT和NT模式下分别为19.73和20.48,虫口数显著增加,同时丰富度也显著增加,说明CA对促进农业生态系统生物多样性有重要作用。综上所述,实施RT有利于水稻病虫草害防治,提高水稻产量和农业生态系统可持续性。
哺乳动物子宫内膜的发育是一个涉及众多的调节因素的复杂过程。环状RNA (circRNAs)是一种自然存在的内源性非编码RNA家族的重要成员之一,有研究报道circRNAs在多种生理过程中发挥着重要的调控作用。目的:本研究旨在分析奶山羊发情周期非妊娠子宫内膜组织中circRNA的表达谱。方法:采用链特异性去核糖体转录组测序技术对发情第5天和发情第15天奶山羊的非妊娠子宫内膜组织样进行circRNAs表达谱分析,筛选两个时期差异表达的circRNAs并利用RT-qPCR进行验证;然后利用生物信息学分析两个时期差异表达circRNAs的宿主基因,进而进行GO 和KEGG分析;最后利用Targetscan 7.0和miRanda网站分析circRNAs和miRNAs的靶向结合关系。结果:奶山羊发情第5天和发情第15天的非妊娠子宫内膜组织中共有2331个差异表达的circRNAs(P<0.05),RT-qPCR检测的10个circRNAs变化趋势与测序结果一致;其中circRNA1460的宿主基因Nipped-B 样蛋白(Nipped-B-like,NIPBL)和circRNA8694的宿主基因钙反应性转录因子(calcium responsive transcription factor,CARF)降低其circRNAs的转录形式的水平(P<0.05)参与子宫内膜的发育;差异表达circRNAs的宿主基因GO和KEGG分析结果显示注释到紧密连接(Tight junctions)条目上和鸟苷三磷酸酶(GTPases)通路上的circRNAs参与了奶山羊子发情周期中非妊娠子宫内膜的发育过程;另外,本研究中得到的circRNAs与公共数据库中的436个山羊miRNAs有靶向结合位点。结论:奶山羊发情第5天和发情第15天的非妊娠子宫内膜组织中存在差异的circRNAs,生物信息学分析表明一些circRNAs参与奶山羊发情周期非妊娠子宫内膜的发育过程;本研究构建了奶山羊发情周期非妊娠子宫内膜circRNAs文库,丰富了奶山羊的转录组信息,有助于我们研究奶山羊子宫内膜发育过程中的分子调控机制,为进一步提高奶山羊的胚胎着床的成功率和繁殖率提供理论依据。创新点:本研究选择发情第5天和发情第15天奶山羊的非妊娠子宫内膜组织进行circRNAs表达谱分析;采用核糖体去除和链特异性文库构建方案进行RNA-seq测序,保留了完整的circRNAs序列,对样本中几乎全部的circRNAs序列进行鉴定和分析。