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2023年, 第22卷, 第2期
刊出日期：2023-02-01 上一期   

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JIA-2021-1980 水稻中胚轴长度的QTL分析和候选基因鉴定 2023, 22(2): 325-340.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.08.080 摘要 ( )   PDF   由于水稻直播在节约劳动力、节约水资源、保护环境和大幅减少温室气体排放等方面具有巨大潜力。因此，正成为许多国家水稻生产的主要栽培技术。挖掘和利用中胚轴伸长基因是加快直播稻育种和满足直播水稻生产要求的最有效途径之一。黑龙江省农业科学院利用丽江新团黑谷（LTH）和沈农265（SN265）衍生的144个重组自交系(RIL)群体及其配套的包含2,828个bin标记的连锁图谱分别在2019年和2020年检测了与中胚轴长度相关的数量性状基因座(QTL)。采用30°C黑暗环境下培养10天后测量中胚轴长度。在第1(2)、2(4)、3(2)、4、5、6、7、9、11(2)和12号染色体上共鉴定出16个中胚轴长度QTL。其中7个QTLs可以在两年中被重复检测到，包括qML1a、qML1b、qML2d、qML3a、qML3b、qML5和qML11b。主效QTL-qML3a还可以在不同作图方法中被重复检测到。进一步分析发现，qML3a被定位在88.18kb的范围内，这一区间包含13个预测基因。利用近等基因系也证明了qML3a的真实存在和调控中胚轴伸长的效果。最后，通过分析SN265、LTH 和日本晴之间的DNA序列变异，表明LOC_Os03g50550是qML3a的候选基因。该基因编码有丝分裂原活化的蛋白激酶。使用qRT-RCR分析进一步揭示了LTH中胚轴中LOC_Os03g50550基因的表达水平显著低于SN265中胚轴中的表达水平。这些结果进一步加强了我们对水稻中胚轴伸长遗传机制的认识，也将有助于加快直播专用新品种的育种进程。

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JIA-2021-1944 水稻新型maspardin 蛋白基因OsMas1通过介导ABA信号途径调控其耐盐性和抗旱性研究 2023, 22(2): 341-359.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.08.077 摘要 ( )   PDF   水稻（Oryza sativa L.）是世界主要粮食作物之一，干旱和高盐等非生物胁迫环境严重影响水稻产量，提高水稻水分利用效率的主要途径是提高其抗旱性和耐盐性。克隆和利用水稻抗旱耐盐相关基因，提高水稻的抗逆能力，对我国乃至全世界粮食安全都具有重要意义。本研究报道了水稻maspardin蛋白基因OsMas1的克隆、生物学功能以及分子作用机制。亚细胞定位分析，结果表明 OsMas1蛋白定位于细胞质。逆境胁迫表达分析表明，OsMas1基因受到200 mM甘露醇、20% PEG6000、200 mM NaCl和100 μM ABA诱导表达。构建植物过表达载体和RNAi干扰载体，将该基因导入水稻品种中花11号（WT），通过对转基因水稻材料抗性鉴定，结果表明过表达（OsMas1-OE）植株的耐盐性和抗旱性显著增强，而干扰（OsMas1-RNAi）植株的耐盐性和抗旱性显著降低。对OsMas1-OE、OsMas1-RNAi和WT水稻材料进行芽期和苗期的外源ABA处理，结果发现OsMas1-OE植株对ABA的敏感性明显高于WT植株，而OsMas1-RNAi植株对ABA的敏感性明显低于WT植株。干旱、盐胁迫处理后，OsMas1-OE植株的ABA、脯氨酸、K+含量以及超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）和光合活性显著高于OsMas1-RNAi植株和WT植株，而丙二醛（MDA）、过氧化氢（H2O2）、超氧阴离子自由基（O2-）和Na+含量显著低于OsMas1-RNAi植株和WT植株。qRT-PCR分析表明，在盐、干旱胁迫下，过表达OsMas1基因显著上调ABA生物合成与信号途径、脯氨酸生物合成途径、活性氧（ROS）清除系统、光合作用和离子转运相关基因的表达，从而显著提高了转基因水稻植株的耐盐性和抗旱性，为水稻水分高效利用和抗逆育种奠定理论基础。

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JIA-2021-1575 分子标记辅助选择聚合赤霉病抗性位点Fhb1和Fhb2以改良优质弱筋小麦品种扬麦15 2023, 22(2): 360-370.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.08.057 摘要 ( )   PDF   赤霉病(Fusarium head blight, FHB)是严重影响小麦产量和品质的主要病害之一，在我国长江中下游地区尤为严重。Fhb1和Fhb2是两个主要抗赤霉病位点。扬麦15 (YM 15) 弱筋品质好，是长江中下游地区最受欢迎的品种之一，但对赤霉病抗性较差。本研究采用分子标记辅助选择(MAS)回交策略，利用Fhb1和Fhb2提高扬麦15的赤霉病抗性。每世代进行农艺性状的筛选。我们成功地选择了7个同时携带Fhb1和Fhb2纯合基因型的渐渗系，它们的赤霉病抗性显著高于背景亲本扬麦15。其中3个渐渗系的农艺性状和品质性状与扬麦15相似。本研究表明，利用分子标记聚合Fhb1和Fhb2可显著提高小麦对赤霉病的抗性。

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玉米B-box锌指蛋白家族基因的鉴定、进化、表达及蛋白互作分析 2023, 22(2): 371-388.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.08.091 摘要 ( )   PDF   B-box（BBX）基因家族编码的蛋白是由包含锌指结构的转录因子组成，其N端有一个或两个高度保守的B-box基序。BBX蛋白在植物生长发育的各个方面起着至关重要的作用，包括幼苗的光形态发生、避荫、开花时间以及生物和非生物胁迫响应。目前,各国的研究者已经从几种植物中鉴定了BBX的家族成员，然而玉米中的BBX家族成员还知之甚少。通过对玉米BBX家族基因的全基因组鉴定、表达和互作的综合分析，可为了解其功能提供有用信息。本研究共鉴定出36个玉米BBX家族成员，进化分析显示其分布于三个主要分支。在每个主分支中ZmBBXs都具有相似的结构域、基序和基因组结构。基因重复分析表明，玉米BBX蛋白家族的扩张主要是通过片段重复来完成的。利用实时荧光定量PCR技术，本研究分析了ZmBBXs在不同器官组织和不同非生物胁迫条件下的表达。利用生物信息学工具，本研究建立了ZmBBXs蛋白的相互作用网络，并通过双分子荧光互补（BiFC）试验进行了验证。本研究的发现有助于理解ZmBBX家族的复杂性，并为揭示ZmBBX蛋白的生物学功能提供新的线索。

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JIA-2021-1489 表达玉米籽粒发育相关基因ABP7的转基因小麦鉴定 2023, 22(2): 389-399.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.08.052 摘要 ( )   PDF   小麦是世界上主要的粮食作物之一。为满足日益增长的人口对小麦的需求的增长，实现小麦等作物的产量最大化，挖掘并阐明增产基因的功能为基因工程育种提供基础显得尤为重要。来自玉米的bHLH转录因子ABP7参与调控籽粒发育，本文通过转基因小麦，研究了ABP7对小麦产量相关性状的影响。分子鉴定结果表明，HB123 和 HB287转基因系基因组中存在多拷贝ABP7基因插入，并且其具有较高表达量，而转基因系QB205为单拷贝插入同时其表达量与野生型材料无显著差异。田间试验表型分析表明，HB123 和 HB287转基因系的穗粒数、穗粒重、千粒重、粒长和粒宽等籽粒产量相关性状以及小区产量都得到了提高，而QB205并没有在这些性状上与野生型表现出差异。此外，HB123 和 HB287转基因系的旗叶中的总叶绿素、叶绿素a和叶绿素b及总可溶性糖的含量相比于野生型材料都显著提高。总之，ABP7能够正向调控转基因小麦的籽粒相关性状并提高小区产量，可用于小麦增产育种。

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JIA-2021-1716 适当增加基本苗提高麦秸还田后多功能机械旱直播水稻产量 2023, 22(2): 400-416.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.08.064 摘要 ( )   PDF   多功能机械旱直播水稻因其高效、经济和绿色等特点受到越来越多的关注，然而这类水稻在麦秸秆还田后由于其生长受到约束会导致减产。为此于2016和2018年在典型稻麦轮作区选取代表性优质水稻品种和多功能机械开展田间试验，设置基本苗100、190、280、370和460 m−2（分别为B1、B2、B3、B4和B5）5个处理，研究基本苗对多功能机械旱直播水稻产量和光合物质生产的影响。结果表明，随着基本苗的增加，主茎成穗占有效穗的比例呈增加趋势，产量呈先增后减的趋势，以B3产量最高（9.34−9.47 t ha−1），主要是其提高了群体总颖花量和抽穗到成熟阶段的生物量积累。与低基本苗处理（B1和B2）相比，B3较高的总颖花量与其穗数的增加有关。高基本苗处理下（B4和B5）的穗数也相对增加，但拔节到抽穗阶段较低的单株生物量、叶面积和含氮量导致其较小的穗型未能高产。与其他基本苗处理相比，B3抽穗到成熟阶段具有较高的生物量积累主要由于提高了群体顶三叶的光合速率、群体生长率、净同化率和叶面积指数。B3群体还表现出较高的粒叶比、较低的茎鞘输出率和转运率。通过一元二次方程拟合得出260−290 m−2是本研究条件下水稻获得高产的最佳基本苗。因此，适当增加基本苗，提高主茎穗占有效穗的比例，通过足量的主茎穗数产出较高的群体颖花量和生物量是麦秸还田后多功能机械旱直播水稻获得高产的有效途径。

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JIA-2021-1905 合理施氮提高高密度种植下玉米（Zea mays L.）的产量和抗倒伏能力 2023, 22(2): 417-433.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.08.074 摘要 ( )   PDF   在世界范围内，玉米倒伏导致产量损失严重。为探究氮肥管理对高密植下夏玉米产量和倒伏能力的影响，我们设置了二因素的大田试验。因素一为施氮量：传统施氮R（300 kg ha-1）、优化施氮O（225 kg ha-1）。因素二为氮肥分施模式：N1，50%氮肥为底肥+50%氮肥在玉米十叶期追肥；N2，100%氮肥为底肥；N3，40%氮肥为底肥+40%氮肥在玉米十叶期追肥+20%氮肥在抽穗期追肥；N4，30%氮肥为底肥+30%氮肥在玉米十叶期追肥+20%氮肥在抽穗期追肥+20%氮肥在吐丝期。通过测定玉米茎秆性状、木质素含量、根系生长、倒伏率和密植产量，结果发现，优化施氮（225 kg ha-1）显著降低了玉米节间长度、株高、穗高、重心高度和倒伏率，显著提高了玉米的节间直径、填充度、茎秆机械强度、根系生长和木质素含量。分四次施用氮肥（N4）显著改善了茎秆形态特征、茎秆的机械强度、木质素含量、促进了根系生长，减少节间长度、株高、穗高、植株重心高度和倒伏率。同时，结果显示玉米茎秆的节间直径、填充度、茎秆的机械强度、木质素含量、根系数量、根系直径、根体积、根干重、玉米产量与株高、穗高、重心高、节间长度和倒伏率呈显著负相关。综上所述，优化施氮量配合氮肥4次分施（ON4）处理可通过改善茎秆形态特征、茎秆机械强度、木质素含量、根系生长，显著降低了倒伏率，并提高高密植下的玉米产量。

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JIA-2021-1422 大豆短叶柄种质M657的耐密、抗倒伏性鉴定及密度对产量相关表型的影响 2023, 22(2): 434-446.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.08.047 摘要 ( )   PDF   高密度种植可以提高大豆产量，但通过改良株高及叶柄性状以选育株型紧凑、抗倒伏性优异的高产品种是提高产量的重要途径。2017-2018年，我们比较了黄淮地区四个地点的短叶柄种质M657与三个对照品种产量相关性状、抗倒伏性和叶柄相关表型间的关系。结果表明，M657对高种植密度和倒伏性表现出极高且稳定的耐受性，尤其在最高密度8×105株ha-1下表现依然优异。回归分析表明，较短的叶柄长度与抗倒伏性的增加显著相关。产量分析表明，M657在较高密度下获得了较高的产量，尤其在黄淮北片地区。在与地点、密度相关的倒伏性和产量方面，不同品种对株距、行间距的反应存在显著差异。植株的倒伏性与种植密度、株高、叶柄长度和有效分枝数显著正相关，与茎粗、单株粒数、单株粒重呈显著负相关。在当前大豆品种种植密度的基础上，适当增加种植密度有助于黄淮地区大豆的产量提高。本研究为在高密度种植系统中引入适宜高产的紧凑株型性状、建立黄淮地区大豆高产模式提供了极有价值的新种质资源。

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JIA-2022-0308 SlGH9-15通过激素和非生物胁迫响应顺式元件调节番茄果实开裂 2023, 22(2): 447-463.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.09.013 摘要 ( )   PDF   在发育后期，如遇到不适宜的环境条件，果实极易发生开裂。裂果严重影响果实的生产和销售。本研究利用混池转录组测序（BSR- seq）技术发掘到番茄果实开裂的关键调控基因。研究通过BSR-Seq鉴定到与不规则裂果性状相关的两个区域，分别位于第9和第11号染色体，共包含127个候选基因。进一步通过差异表达分析以及在耐裂和易裂番茄中的qRT-PCR分析，筛选到显著差异表达的候选基因SlGH9-15 (Solyc09g010210)。对GH9基因家族进行生物信息学分析，发现20个SlGH9基因被分为3组。系统发育分析表明，SlGH9-15与细胞壁结构相关基因AtGH9B1, AtGH9B6, OsGH9B1和OsGH9B3密切相关。启动子顺式作用元件分析表明，SlGH9-15可被不同激素(乙烯和脱落酸)及非生物胁迫诱导表达。表达模式分析表明，13个SlGH9基因，特别是SlGH9-15在易裂果基因型中高表达，且随着果实发育成熟，表达量逐渐增加，在红熟期表达量达到最大值。此外，与耐裂果番茄相比，易裂果番茄中纤维素酶活性较高，纤维素含量较低，在红熟期两基因型中该基因表达差异更为显著。本研究首次鉴定到SlGH9-15基因，推测为番茄果实开裂的关键调控基因。研究为阐明番茄裂果的分子机制及其复杂的调控网络提供了新视野。

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黄瓜顶端分生和花芽组织的碳蜡原位杂交体系的优化 2023, 22(2): 464-470.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.08.038 摘要 ( )   PDF   黄瓜是研究花发育的重要模式作物，控制花发育相关的基因通常具有特异的时空表达模式，原位杂交技术（ISH）被广泛应用在分析黄瓜茎端分生组织（SAM）和花芽组织（FM）的基因时空表达模式上。原位杂交的常用方法是石蜡原位杂交，然而石蜡原位杂交中组织包埋周期长，RNA容易降解，导致信号减弱。本研究基于石蜡原位杂交进行了优化建立了碳蜡原位杂交方法，具有操作简便，灵敏度高的优点。该方法一是使用低熔点的碳蜡，RNA保存好；二是结合了整体原位杂交的方法，在溶液中处理组织切片，解决了碳蜡不易粘片的问题。在文章中，利用碳蜡原位杂交方法，我们在黄瓜的茎端分生组织（SAM）和花芽组织（FM）中检测了CLV3和WUS1基因的表达模式，实验结果与前期研究结果一致，而且该方法比石蜡原位杂交周期缩短4-5天，信号强。同样地，该方法也成功用于拟南芥中CLV3和WUS1的表达模式分析，表明碳蜡原位杂交方法在大多数物种中具有普遍适用性。

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JIA-2021-0045 QoIs和SDHIs类杀菌剂对禾谷镰刀菌线粒体动态平衡的影响依赖于FgDnm1 2023, 22(2): 481-494.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.08.118 摘要 ( )   PDF   禾谷镰刀菌（Fusarium graminearum）引起的小麦赤霉病（Fusarium head blight, FHB）是一种严重为害粮食作物的真菌病害，不仅引起作物产量损失与品质下降，而且病原菌在感病的谷粒中分泌的真菌毒素，严重威胁粮食安全。前期研究表明甲氧基丙烯酸酯类（quinone outside inhibitors, QoIs）和琥珀酸脱氢酶抑制剂类（succinate dehydrogenase inhibitors, SDHIs）杀菌剂可破坏线粒体动态平衡，引起线粒体碎片化。动力蛋白和动力相关蛋白（DRPs）作为GTPase超家族成员，参与调控真核细胞线粒体分裂、囊泡出芽与分裂等功能，但其在禾谷镰刀菌中的功能尚不清楚。在本研究中，我们利用BLAST分析发现禾谷镰孢菌中与酵母Dnm1的同源蛋白FgDnm1，并对其进行了生物学功能研究。结果表明，FgDnm1参与调控着菌丝生长、有性生殖及杀菌剂药敏性。此外，我们利用荧光标记技术和激光共聚焦显微镜发现FgDnm1与线粒体共定位，且参与调控禾谷镰刀菌产毒小体的结构形成及脱氧雪腐镰刀菌烯醇（DON）的生物合成。进一步研究表明，甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂（QoIs）和琥珀酸脱氢酶抑制剂类杀菌剂（SDHIs）均会引起线粒体的碎片化，FgDnm1的缺失会导致线粒体呈现丝状网络分布，并阻断了QoIs和SDHIs诱导的线粒体碎片化。本研究揭示了线粒体动态平衡对禾谷镰刀菌菌丝生长发育、杀菌剂敏感性和毒素形成的影响。因此，我们推论QoIs与SDHIs杀菌剂引起的线粒体动态平衡变化依赖于FgDnm1。

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JIA-2021-1984 脂肪酸结合蛋白基因在黄野螟蜕皮过程中的作用研究 2023, 22(2): 495-504.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.08.003 摘要 ( )   PDF   【目的】脂肪酸结合蛋白（Fatty acid-binding protein）在细胞内以脂肪酸载体蛋白广泛参与脂肪酸的吸收、转运和代谢。它是昆虫脂质代谢中的关键蛋白，在昆虫的多种生理活动中发挥重要作用。研究黄野螟（Heortia vitessoides Moore）脂肪酸结合蛋白的时空表达特性及其在蜕皮发育中的生物学功能，为基于RNAi的黄野螟害虫防治技术提供理论基础。【方法】在黄野螟成虫转录组数据库中通过搜索关键词及在线比对获得黄野螟脂肪酸结合蛋白（HvFABP）的全序列，并对其进行生物信息学分析。以黄野螟不同龄期、不同的幼虫组织和成虫组织部位为材料提取RNA并反转录为cDNA，采用实时荧光定量PCR研究其时空表达特性；选取发育阶段相同的黄野螟幼虫进行饥饿胁迫、20E处理和RNA干扰探讨其生物学功能。【结果】本研究成功鉴定出一条黄野螟脂肪酸结合蛋白基因。同源性比对和系统发育树分析显示，HvFABP编码的氨基酸序列与鳞翅目昆虫的脂肪酸结合蛋白具有很高的相似性，在系统发育树上与家蚕的BmFABP1关系最密切。不同龄期和不同组织的实时荧光定量PCR结果表明HvFABP在各个龄期和组织中均有表达，其中在预蛹期到成虫期表达量较高，并在幼虫中肠和成虫翅膀的表达量最高。饥饿胁迫24h、48h时HvFABP表达被抑制，而在72h黄野螟进入预蛹期时表达量显著上调。20-hydroxyecdysone（20E）处理24h和48h时HvFABP表达量均上调，表明20E可诱导HvFABP的表达。RNA干扰显著沉默了HvFABP，导致黄野螟发育延迟、蜕皮异常和出现致死表型，存活率显著下降。【结论】这些结果表明HvFABP在黄野螟的蜕皮过程中起关键作用，该基因被沉默后黄野螟无法完成蜕皮而导致死亡。【创新性】昆虫脂肪酸结合蛋白基因功能多种多样，在基因功能的探索上远不如哺乳动物。本研究首次对黄野螟脂肪酸结合蛋白基因进行时空表达分析和基因功能研究，丰富昆虫脂肪酸结合蛋白基因功能的探索，为黄野螟生物防治靶标基因的合理选择提供理论基础。

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JIA-2021-2051 Maleness-on-the-Y (MoY)同源基因是调控瓜实蝇雄性性别决定的关键因子 2023, 22(2): 505-513.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.08.007 摘要 ( )   PDF   昆虫性别决定初始信号是调控昆虫性别分化的关键。在地中海实蝇中Y染色体连锁的雄性决定因子Maleness-on-the-Y (MoY)是决定雄性性别发育的初始基因，该基因调控性别决定的功能在部分实蝇科昆虫中保守，然而目前仍未鉴定出瓜实蝇（Zeugodacus cucurbitae）性别决定初始信号。为了探究瓜实蝇的性别决定初始信号，我们克隆并鉴定了MoY在瓜实蝇中的同源基因，ZcMoY。ZcMoY全长438 bp，编码70个氨基酸。同源比对发现ZcMOY蛋白与桔小实蝇同源蛋白BdMOY显示出72.6%的序列保守性，MOY的两个区域（KXNSRT和EXXKL）在实蝇科各物种之间保守。通过RT-PCR技术探究ZcMoY在瓜实蝇发育过程以及不同组织中的表达模式，发现ZcMoY在胚胎发育早期1 h开始转录，3 h达到顶峰，之后逐渐减弱；幼虫期、蛹期、成虫期均没有检测到ZcMoY的表达；检测ZcMoY在羽化第一天的雄性成虫各组织中的表达情况，发现ZcMoY在精巢中的表达量最高，头部、中肠、马氏管等组织中有微弱表达。通过RNA 干扰下调早期胚胎中ZcMoY的表达水平，发现雄性发育受到抑制，性别比例发生偏移，超过70%的个体发育为雌性或间性；间性个体呈现出异常的内外生殖器，同时兼具雌性和雄性的特征。随机选取部分RNAi胚胎发育而来的雌性成虫进行生殖能力测定，发现部分雌虫不能产卵；进一步通过PCR对这部分雌虫进行基因型分析，发现其基因型为XY型。本研究通过对瓜实蝇MoY同源基因ZcMoY的鉴定，证明了性别决定初始信号MoY在实蝇科昆虫中的保守性。基因表达模式和沉默ZcMoY的结果表明，ZcMoY在瓜实蝇早期胚胎雄性性别发育中起关键作用。我们的研究鉴定了瓜实蝇的性别决定初始信号并对它进行了功能阐释，不仅丰富了瓜实蝇性别决定机制的研究，并为利用该基因开发瓜实蝇的遗传防控品系奠定了基础。

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JIA-2022-0023丽蚜小蜂化学感受蛋白EforCSP3的特性及其在寄主定位中的潜在作用 2023, 22(2): 514-525.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.08.015 摘要 ( )   PDF   化学感受蛋白(chemosensory proteins，CSPs)在昆虫体内发挥多种功能。为了明确丽蚜小蜂化学感受蛋白EforCSP3是否在其寄主定位和寄主选择性方面发挥嗅觉识别作用，本研究从丽蚜小蜂中鉴定到化学感受蛋白EforCSP3，并对其进行了基因表达、配体结合和分子对接试验。结果表明，EforCSP3在丽蚜小蜂雌蜂头部高表达，成虫期该基因的相对表达量显著高于其他发育时期；荧光竞争结合试验发现EforCSP3与多种寄主植物挥发物之间具有较高的结合力，其中，除月桂烯和α-律草烯外，还有邻苯二甲酸二丁酯、1-辛烯、β-榄香烯和十三烷，均与EforCSP3的结合力最强，这些组分具有被开发为丽蚜小蜂引诱剂的潜力；进一步通过蛋白质结构建模和分子对接预测了可能参与挥发物结合的EforCSP3关键氨基酸残基。结合此前的研究，α-葎草烯和β-月桂烯已被证明可以吸引丽蚜小蜂，本研究亦发现二者与EforCSP3有强的结合力。总之，EforCSP3可能参与丽蚜小蜂的化学信息识别接收过程。

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JIA-2021-1319 ZNF2基因的启动子区一段314bp的SINE插入可能是与猪脂肪沉积相关的抑制因子 2023, 22(2): 526-536.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.08.128 摘要 ( )   PDF   反转录转座子是一种可以在基因组上移动的DNA片段，是引起遗传变异的重要来源，而基于其插入多态性可以用于开发分子标记。锌指蛋白(ZNFs)是真核生物中含量最丰富的蛋白质之一，其功能极其多样。本研究通过生物信息学方法，在6个锌指蛋白基因(ZNF2、ZNF3、ZNF7、ZNF8、ZNF10和ZNF12)中进行了反转录转座子插入多态性标记的预测，进而通过PCR实验进行验证，然后进一步研究ZNF2基因第1个内含子区的SINE转座子插入对基因活性的影响，借助双荧光素酶系统在3种细胞系（HeLa、PEF和PK15）中进行了检测分析，同时在大白猪群体中对这一位点开展了基因分型并分析了其对猪相关生产性能的影响。实验结果表明，上述ZNFs基因中存在6个反转录转座子多态性位点，它们分别是：ZNF2基因第1内含子中的SINE介导的1个多态位点和第3内含子中L1介导的1个多态位点;ZNF3基因5’侧翼区中SINE介导的1个多态位点和第2内含子中SINE介导的1个多态位点;ZNF7基因3’非翻译区中SINE介导的1个多态位点以及ZNF12基因第2内含子中L1介导的1个多态位点。在HeLa和PEF细胞中，ZNF2基因第1内含子区中的SINE插入极显著(P<0.01)的抑制了其核心启动子的活性，进而推测该位点的SINE可能是ZNF2基因的一种抑制因子，该SINE插入多态标记也显著(P<0.05)影响了大白猪的校正背膘厚，表现为该位点存在SINE插入的个体的校正背膘厚显著(P<0.05)高于无SINE插入的个体。综上所述，我们的数据表明，反转录转座子插入多态在这些锌指蛋白基因的遗传变异中扮演着重要的角色，ZNF2基因第1内含子区中的SINE插入多态标记有望成为在猪育种中进行脂肪沉积筛选的新型分子标记。

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JIA-2021-1554 羔羊出生至4月龄粪便细菌群落演替过程及其与血清免疫指标的相关性 2023, 22(2): 537-550.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.08.055 摘要 ( )   PDF   微生物在胃肠道发育早期的定植和演替过程对于宿主免疫系统的发育十分重要。本试验以湖羊为研究对象，选择10只初生湖羊母羔（2.87 ± 0.28 kg），利用16S rDNA测序手段，测定0,3,10,20,30,45,60,90,120日龄羔羊粪便细菌区系，探究羔羊从出生至120日龄，体重、血清指标和粪便细菌群落的动态变化，及三者之间的关系。研究结果表明，羔羊生长性能、血清指标、粪便细菌群落和粪便细菌功能均受羔羊日龄的影响(P<0.05)。羔羊平均日增重在60-90日龄时最低(P<0.05)，可能是断奶应激造成。羔羊的免疫反应在30日龄时最高，此时羔羊血清中免疫球蛋白（免疫球蛋白A，免疫球蛋白G，免疫球蛋白M）、细胞因子（白细胞介素-1β，白细胞介素-6，白细胞介素-12、白细胞介素-17、肿瘤坏死因子-α）和肠道通透性指标（D-乳酸和内毒素）水平高于其它日龄组(P<0.05)。各日龄组内粪便细菌群落相似性分析表明，同日龄组内相似性在断奶前较低，在断奶（60日龄）后显著增加(P<0.05)。各日龄与120日龄粪便细菌群落相似性表明，30日龄后，与120日龄的相似性显著增加(P<0.05)。粪便细菌属Lachnospiraceae UCG-010, Eubacterium coprostanoligenes group, Ruminococcaceae UCG-005, Ruminococcaceae UCG-009, Ruminococcaceae UCG-013, Ruminiclostridium 6, Ruminococcaceae UCG-008和Oscillibacter与血清中内毒素、D-乳酸、免疫球蛋白（免疫球蛋白A，免疫球蛋白G，免疫球蛋白M）、细胞免疫因子（白细胞介素-1β，白细胞介素-6，白细胞介素-12和白细胞介素-17）和肿瘤坏死因子-α水平呈负相关(P<0.05)，并且这些属的相对丰度从45日龄时增加。本研究结果表明，与血清免疫指标相关属的相对丰度从45日龄起随羔羊年龄增加，羔羊出生至45日龄可能存在关键调控时期，为调控羔羊微生物以提高羔羊免疫性能提供机会。本研究分析比较了羔羊初生至120日龄，粪便细菌建立过程及其与羔羊体重和血清免疫指标的关系，分析发现了调控羔羊微生物区系的关键时期。

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JIA-2021-1478 肉鸡胫骨成骨细胞原代培养模型的构建与评价 2023, 22(2): 551-558.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.08.051 摘要 ( )   PDF   成骨细胞在骨骼发育和矿化中扮演重要角色。然而，对肉仔鸡胫骨成骨细胞原代培养模型的建立和评价研究很少。因此，在目前研究中通试验1采用组织块法从1日龄AA肉公鸡胫骨中分离成骨细胞，通过细胞形态、碱性磷酸酶(ALP)染色和茜素红染色进行鉴定；试验2分别在成骨细胞持续培养第4、8、12、16、20、24、28和32天对原代培养的肉仔鸡胫骨成骨细胞的活力和矿化进行评价。 试验1结果表明，肉仔鸡胫骨原代成骨细胞呈梭形、三角形或多边形。ALP染色后95%以上细胞呈蓝黑色，连续培养4天后形成矿化结节；试验2结果表明，在整个培养过程中，虽然培养时间对乳酸脱氢酶(LDH)活性有影响(P=0.0012)，但LDH活性保持在相对稳定的水平。另外，培养时间显著影响(P≤0.0001)矿化结节的数量和面积比例，且随着培养时间的增加，其矿化结节数量呈线性和二次曲线增长(P<0.04)，并在24-32天内保持稳定。根据矿化结节数量和面积比例的最佳拟合断线模型或二次曲线模型(P<0.0001)评价最佳培养时间分别为17和26天。 结果表明，采用组织块法成功构建了肉仔鸡胫骨成骨细胞原代培养模型，其具有典型的成骨细胞形态、ALP活性和矿化特征，在持续培养4-32天内能保持相对稳定的活力，胫骨原代成骨细胞的最佳培养时间为17-26天。因此，该方法建立的肉鸡胫骨成骨细胞原代培养模型可用于进一步研究肉鸡骨骼发育和矿化的潜在机理。 本研究成功构建了稳定、可靠的肉鸡胫骨成骨细胞原代培养模型。

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JIA-2021-2226 同时检测CSFV、ASFV及APPV多重荧光PCR方法的建立及初步应用 2023, 22(2): 559-567.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.08.115 摘要 ( )   PDF   建立一种同时鉴别诊断猪瘟病毒（classical swine fever virus, CSFV)、非洲猪瘟病毒（African swine fever virus, ASF）和猪非典型瘟病毒（atypical porcine pestivirus, APPV）的快速、灵敏、有效的检测方法。依据GenBank中登录的CSFV (5¢ UTR)、ASFV (B646L) 和 APPV (5¢ UTR) 的高度保守基因序列分别设计和优化了多对特异性引物和Taq-man探针，以保守区基因序列分别制备三种阳性质粒，用矩阵法优化单重/多重荧光PCR的反应体系和条件，为避免荧光通道的交叉干扰多重荧光PCR扩增，结合所标记的荧光报告基团做颜色补偿试验，构建标准曲线的扩增图和对应的线性方程，并进行特异性、敏感性、重复性、符合性以及临床样本的检测等试验。三种病毒的标准曲线相关系数均达到0.995以上，具有良好的线性关系；与其它常见猪病无交叉扩增反应，具有很好的特异性；多重荧光PCR的最低检测量均为1 copy/mL，具有较高的敏感性；组内和组间的变异系数均小于1%，具有很好的重复性。该方法与CSF的国标(GB/T 27540-2011), ASF的国标 (GB/T 18648-2020)，APPV的发明专利 (CN108611442A)检测样本盘的22个毒株样本符合率为100%。本研究建立的多重荧光PCR检测方法具有快速、高效、通量高、特异性好、灵敏度高等特点，可以对CSFV、ASFV和APPV病毒进行鉴别检测，为动物疫病的流行病学调查、疫情的检测提供一种新型的检测手段。本研究结合荧光PCR仪不同荧光通道设计CSFV、ASFV和APPV探针荧光信号强度较高且干扰较小的FAM、CY5和HEX报告基团，建立多重荧光PCR检测方法，用于同时鉴别诊断3种主要猪病毒的检测方法，在临床诊断中具有重要的应用价值。

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JIA-2021-2061 CovS在马链球菌兽疫亚种毒力形成中的作用研究 2023, 22(2): 568-584.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.08.109 摘要 ( )   PDF   目的：马链球菌兽疫亚种（Streptococcus equi subsp. zooepidemicus，SEZ）是一种人畜共患病病原，在我国主要引起猪链球菌病。本实验室前期研究发现了一株源于强毒株SEZ ATCC35246自然变异的弱毒株M35246。M35246表现为一个连续25基因的丢失和covS基因的功能丧失性突变。这是第一次发现在SEZ中的涉及covS的自然变异。涉及covS的自然变异是增强化脓链球菌致病性的关键，所以需要确定covS的自然变异是否对SEZ毒力具有相同的影响。本工作的目的是研究CovS在SEZ毒力形成中的作用，有助于研究SEZ的致病机制，特别是涉及SEZ毒力的转录调控机制。 方法：本研究通过转录组测序和DNA测序，确定了M35246中covS的碱基突变形式。在野生强毒株ATCC35246的基础上分别构建了25基因敲除株ΔPI和covS突变株McovS及对应的互补株。随后，本研究检测了ATCC35246、M35246、M35246 CcovS、McovS、CMcovS、ΔPI的生长能力、对上皮细胞HEp-2的黏附能力、对巨噬细胞Raw264.7的抗吞噬能力以及菌体荚膜含量；测定了ATCC35246、M35246、McovS、ΔPI对24种抗生素的敏感性、对小鼠的半数致死量和攻毒后的菌体脏器分布；进行了ATCC35246、M35246、McovS的比较转录组学分析。 结果：M35246中covS的变异导致其移码突变并造成提前翻译终止，且在基因N端形成终止子结构，遏制其转录。与ATCC35246相比，M35246和McovS的荚膜含量和抗吞噬能力显著降低。McovS对β-内酰胺类、氨基糖苷类、大环内酯类和林可酰胺类药物的敏感性显著高于ATCC35246。与ATCC35246相比，M35246、McovS和ΔPI对小鼠的半数致死量分别增加了105、105和5倍。用约2000倍ATCC35246半数致死量的剂量攻毒48小时后，M35246和McovS均不能从小鼠体内分离。转录组分析表明，McovS和ATCC35246之间存在668个显著差异表达的基因。相对于ATCC35246，McovS中与抗吞噬、荚膜形成、致病性和抗生素抗性有关的许多毒力因子编码基因和合成代谢相关基因显著下调。 结论：本文系统研究了SEZ CovS在细菌抗吞噬作用、荚膜形成、致病性、抗生素耐药性以及对各种重要毒力因子和关键代谢系统转录调控的作用。此外，转录组分析揭示了CovS在抗吞噬作用、荚膜形成、致病性和抗生素耐药性方面的调节机制。 创新性：该工作系统研究了参与SEZ致病性和抗生素耐药的调控因子，表明二元调控系统在不同细菌中调控的多样性，揭示CovS在SEZ毒力形成中起着至关重要的作用。

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JIA-2021-2102 不同基因型大豆调控了其根际微生物群落结构 2023, 22(2): 585-597.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.08.010 摘要 ( )   PDF   大豆根际具有特定的微生物群落，但不同基因型大豆之间微生物群落结构的差异尚未得到解释。本研究分析了三种基因型大豆根际微生物群落结构。通过多样性和群落结构分析，证明了不同基因型大豆根际微生物群落间的差异，且每种基因型都由特定的根际微生物群落组成。共现网络分析发现，不同基因型大豆具有不同的根际微生物网络，网络中根瘤菌和根际微生物之间的关系在不同基因型的植物宿主之间表现出显著差异。生态功能预测发现，不同基因型的大豆招募了特定功能的根际微生物。研究结果表明，大豆基因型调控了根际微生物群落结构的差异，为大豆微生物菌剂的开发提供了参考和理论支持。

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滴灌施肥和植物篱减少氮磷径流流失和维持果树高产机制 2023, 22(2): 598-610.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.08.008 摘要 ( )   PDF   据统计，2019年全国果园种植面积共计1.84亿亩，约占到耕地总面积的1/10。果园中种植的果树经济效益高，化肥、农药过量施用十分常见，过量的氮磷在土壤中积累，随降雨流失进入地表水体，造成水体富营养化等环境问题。当前，水肥一体化灌溉施肥技术和林下种草是果园中普遍应用的高产增效技术，水肥一体化灌溉施肥能够在减少肥料施用量的条件下，提高肥料利用率。林下种草构建植物篱，能够分散地表径流、降低流速、增加入渗和拦截泥沙，减少氮磷污染物随地表径流进入水体。两种技术的有效结合是否能够有效降低果园中氮磷径流流失并不清楚。太湖流域常规施肥和无植物篱的果园中约7.36%的氮和2.63%的磷通过地表径流进入水体。植物篱提高了发生地表径流的最低日降雨量，减少了径流发生频次，无植物篱的地表径流排放量占降水量的15.86%，而有植物篱处理的地表径流流量占降水量12.82%。水肥一体化滴灌施肥减少了表层土壤中氮和磷的积累，降低了总氮（TN）和总磷（TP）的径流流失浓度。与常规施肥相比，滴灌施肥结合植物篱显著降低了总氮（45.38%）和总磷（36.81%）的损失。滴灌施肥增加了氮磷养分的垂直迁移深度，减少了氮磷在表层土壤中的积累，提高了梨的产量。此研究表明，在果园等集约化农田中推行灌溉施肥结合植物篱措施能够有效降低氮磷径流流失，减缓农业面源污染物的排放。

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非洲猪瘟背景下扑杀补偿政策的优化设计 ——基于代表性养殖场的模拟 2023, 22(2): 611-622.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.12.001 摘要 ( )   PDF   本文通过情景模拟的方法，从微观角度探究了扑杀补偿政策的优化问题。文章基于全国8个省份273个养猪场的调查，从养殖场规模和养殖模式的角度构建了4个代表性养猪场（户）并构建了养殖场（户）在发生疑似疫情时的行为决策函数。本文基于激励养殖场（户）报告疫情的目标，从补偿标准和当地部门执行的视角设计了模拟场景。结果表明，不同类型的养殖场（户）和畜群日龄使得疫情报告的最优决策存在差异。研究结果表明了扑杀补偿政策的调整方向：1）以市场价值为基础制定扑杀补偿标准；2）保持畜牧兽医部门高水平的疫情监测能力。

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JIA-2022-0733 时间偏好与契约农户违约决策的研究 2023, 22(2): 623-641.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.12.013 摘要 ( )   PDF   “龙头企业+农户”契约农业模式在促进“小农户”与“大市场”的衔接、降低农户市场风险、促进农户增收等方面均发挥了积极的作用。然而，农户违约现象被视为很多发展中国家契约农业可持续发展的主要障碍之一。研究表明，发展中国家的农户具有短视或不耐心的时间偏好特征，且这种特征会对农户在采纳新技术和新项目、设备或结构投资、农场轮作和投入品的选择等涉及短期和长期成本收益等跨期决策方面产生重要影响。中国家禽契约养殖户违约引致的收益和成本之间存在时间间隔，个体如何权衡当前和未来的回报对理解违约至关重要。本文旨在从时间偏好视角考察契约农户的违约决策，数据来源于对中国江苏省家禽养殖户的一项家庭调查和经济学实验。本研究应用贴现效用模型和最大似然技术估计农户的时间偏好，并利用双变量Probit模型检验农户的时间偏好对其生产阶段和销售阶段违约决策的影响。研究结果显示，样本中的家禽养殖户普遍存在短视认知偏差现象，对未来的效用缺乏耐心；短视程度越高的农户其违约概率越大，且时间偏好在生产阶段比在销售阶段发挥更大的作用。异质性分析结果显示，专用性投资和交易成本仅对耐心程度相对较高的农户的违约行为具有显著影响；与大规模农户相比，时间偏好对小规模农户的违约决策的影响更为明显。研究结果对契约稳定性政策以及将行为偏好与农业决策相联系的文献研究具有启示意义。

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JIA-2021-1796 高粱SnRK1亚基编码基因的鉴定及其组合模式研究 2023, 22(2): 642-649.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.08.068 摘要 ( )   PDF   蔗糖非发酵相关蛋白激酶1（SnRK1）是一类重要的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，广泛参与了植物的生长发育，并通过代谢及生理过程参与植物对生物与非生物胁迫的应答，同时在植物的碳水化合物分布及糖信号转导中也发挥着重要作用。本研究通过序列比对，从高粱基因组中鉴定到8个SnRK1亚基编码基因，其中3个编码α亚基（SnRK1α1 - SnRK1α3）、3个编码β亚基（SnRK1β1 - SnRK1β3），以及编码γ （SnRK1γ）和βγ（SnRK1βγ）亚基的编码基因各1个。这8个高粱SnRK1基因分布于第1-3、第7、第9等5条染色体，与来自玉米、水稻的SnRK1基因存在共线性，并且这些基因的编码产物在相同亚基上表现出了高度的同源性。基于qRT-PCR的分析结果显示，在8个高粱SnRK1基因中，除SnRK1α3在籽粒中低表达以及SnRK1β2在穗中高表达外，其他基因在其他组织中均表现出相似的表达特性。基于高粱叶片原生质体的亚细胞定位结果表明，α1、α2、α3、γ这4个亚基主要定位于细胞器，而在细胞膜和部分细胞器上则可以检测到β1、β2、β3、及βγ这4个亚基的定位信号。此外，酵母双杂交分析发现，8个高粱SnRK1亚基存在α1-β2-βγ、α2-β3-γ、α3-β3-γ等3种不同的组合模式。这些研究结果，为后续高粱SnRK1亚基的功能解析等研究奠定了良好基础。