过刊目录

2023年, 第22卷, 第3期
刊出日期：2023-03-01 上一期    下一期

---

全全选选:

导出引用 EndNote Ris BibTeX

隐藏/显示图片

Select

JIA-2021-2026 OsDXR与OsMORF1互作调控水稻叶绿体发育及叶绿体基因RNA编辑 2023, 22(3): 669-678.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.08.005 摘要 ( )   PDF   植物叶绿素生物合成和叶绿体发育是两个受外源和内源因子调控的极其复杂过程。在本研究中，我们鉴定了一个正调控水稻叶绿素生物合成和叶绿体发育的还原异构酶基因OsDXR。OsDXR基因敲除突变体表现为白化致死表型，不能完成整个生命周期。OsDXR在水稻叶片中高表达，亚细胞定位表明OsDXR是一种叶绿体蛋白。与野生型相比，在OsDXR敲除突变体中许多参与叶绿素生物合成和叶绿体发育的基因表达存在差异。我们发现在OsDXR敲除突变体中叶绿体基因ndhA-1019和rpl2-1的RNA编辑效率显著降低。此外，酵母双杂交和双分子荧光互补实验证实，OsDXR与RNA编辑因子OsMORF1有相互作用。我们证实质体2-C-甲基-去甲三醇-4-磷酸途径的破坏导致叶绿体发育和叶绿体基因的RNA编辑存在缺陷。

Select

JIA-2021-2042   1964至2014年间中国育成玉米单交种的 籽粒灌浆特性演变规律研究 2023, 22(3): 691-700.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.08.006 摘要 ( )   PDF   灌浆是籽粒形成的重要生理过程，直接决定最终产量。本研究以1964至2014年间在中国育成的50个代表性玉米单交种为试验材料，在多环境下对玉米籽粒灌浆特性演变规律进行研究。结果表明，籽粒灌浆快增期（Effective grain filling phase）的灌浆速率（43.40%）与灌浆持续时间（54.46%）对百粒重的形成具有重要作用。同时发现，随着不同时期育成单交种百粒重的显著增加，实际灌浆期（Actual grain filling period duration，AFPD）表现为持续上升，每10年有效积温平均增加23.41 ℃day。但对生理成熟期（Days from sowing to physiological maturity，DPM）而言，每10年有效积温仅平均增加19.76°C d，播种至吐丝的天数（Days from sowing to silking, DTS）占整个生理成熟期的比例则明显降低，由上世纪60年代的53.24%降至本世纪初的49.78%（2010s）。另外，还发现不同年代间中国育成单交种的各阶段籽粒灌浆速率均不存在显著差异，但籽粒灌浆相关性状的稳定性明显改善。对本土育种家选育单交种与国外种子企业选育单交种的灌浆特性进行比较，发现外来品种的籽粒快增期灌浆持续时间更长、灌浆相关性状的稳定性更高。根据本研究的结果，认为缩短播种至吐丝的天数，延长籽粒灌浆持续时间，提高籽粒灌浆速率，并继续提升籽粒灌浆相关性状的稳定性将有利于未来玉米品种产量的进一步提高。

Select

JIA-2021-1999 棉花品种选育弱化了菌根共生体 2023, 22(3): 701-715.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.08.004 摘要 ( )   PDF   棉花（Gossypium hirsutum L.）是一种重要的纤维经济作物，以往对于棉花获取磷（P）相关的根系性状（包括菌根根系性状）的研究较少。我们采用1950年至2013年在中国西北地区使用的8个棉花品种在3种磷供应水平下（分别为0、50和300 mg KH2PO4 kg-1），研究了接种或者不接种丛枝菌根真菌Funneliformis mosseae棉花的生长和11个根系性状特征。结果表明：与老品种相比，新品种的根系直径更细，地上部吸收的磷更少，苗期生物量更低。这表明育种过程选择了更细的根系，菌根真菌定殖的皮层空间更少，因而增加了对供磷强度的更高需求。在两个低磷水平下，菌根植物比非菌根植物吸收更多的磷，产生更多的生物量（在P0时，3.2 mg对0.9 mg，1.8 g对0.9 g；在P50时，14.5 mg对1.7 mg， 4.7 g对1.6 g）。在最高磷水平下，菌根植物比非菌根植物获得更多的磷（18.8 mg对13.4 mg ），但生物量没有差异（6.2 g对6.3 g）。在中等供磷（P50）水平下，根系直径与菌根植物地上部生物量、磷浓度和磷含量呈显著正相关。我们的结果支持了植物获取磷的外包模式（即借助菌根途径）在根系经济学空间框架中的重要性。在过去的几十年里，育种使得棉花的根系更细、从菌根途径获益更低，这导致了在中等磷供应并有菌根侵染条件下，老品种的生物量显著大于新品种的生物量。未来棉花品种选育的策略要考虑到在根系自身吸收磷的能力和发挥菌根吸磷能力之间的权衡（即根系性状与菌根性状的权衡），以便选育出在中等磷肥投入条件下实现高产的品种。

Select

JIA-2022-0012 直立穂型基因与环境对水稻产量及其构成因素的互作效应 2023, 22(3): 716-726.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.08.013 摘要 ( )   PDF   由DEP1基因调控的直立穗型基因（EP基因）已被广泛应用到中国粳稻的高产育种中，而DEP1基因在群体水平上的育种价值还有待深入研究。本研究通过构建以秋田小町（AKI）及辽粳5号（LG 5）为遗传背景的DEP1近等基因系在不同年份及不同生态环境下，分析DEP1基因与环境条件对水稻产量及其构成因素的互作效应。两对近等基因系材料分别于2016，2017年采用随机区组方法种植在沈阳（中国）及京都（日本），2018年种植在京都（日本）。结果表明，AKI-EP和AKI-NEP的平均产量分别为6.67 t ha−1 及6.13 t ha−1 ，LG 5-EP和LG 5-NEP的平均产量分别为6.66 t ha−1 及6.58 t ha−1 。EP基因的效应可以增加穗数（PN）及每平方米穗粒数（GNPM）从而增加收获指数（HI），但降低了籽粒的千粒重（KGW）。EP基因型与NEP基因型在产量的比值及在生物产量上的比值与抽穗前15天到抽穗后25天这40天内日平均辐射呈显著正相关，说明等位基因EP基因的有效性取决于太阳辐射的高低。本试验研究表明，等位基因EP型对水稻“库”的形成具有一定的正向作用，但需要在较高的太阳辐射条件下才能对水稻“源”的产生形成积极影响。

Select

JIA-2021-1609 基于耗氧量和顶空气相色谱-离子迁移谱技术的单粒种子生活力判定 2023, 22(3): 727-737.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.08.058 摘要 ( )   PDF   鉴定和筛选优质种子对于提高作物产量至关重要。本研究的目的是通过预测单粒种子的潜在发芽能力，判定种子是否具有生活力，以改进作物种子的精选技术，从而提高种子质量。本研究基于种子萌发早期的耗氧量（Q）和种子的挥发性气体成分对单粒种子的生活力进行判定。甜玉米种子、辣椒、小麦种子，有生活力和无生活力种子，其呼吸特征值——最终耗氧量（Q120）均存在差异。在此基础上，为了缩短Q2技术的测量过程，尽可能地减少测量过程中对种子造成不可逆的损害，我们探究了新的耗氧量变量Qt，将辣椒、甜玉米和小麦种子生活力评估的时间分别提前到12、6和9小时，生活力预测的准确率分别为91.9%、97.7%和96.2%。此过程可摒弃无生活力的种子，从而提高种子批的质量，将三种作物的发芽率分别从原始的86.6%、90.9%和53.8%提高到100%。考虑到单粒甜玉米种子的质量较大，存在从单粒种子上检测到挥发性气体成分的可能性，我们进一步尝试了将空气相色谱-离子迁移谱技术（HS-GC-IMS）应用于单粒甜玉米种子的生活力判定，共鉴定出48个峰，其中38种挥发性物质被表征，包括醇、醛、酸和酯。然而，由于单粒甜玉米种子之间挥发性气体成分的差异极为细微，有生活力种子和无生活力种子之间未检测到显著差异，基于挥发性气体成分的主成分分析也无法区分这两种类型的甜玉米种子。本研究所采取的这些方法可为单粒种子生活力的快速鉴定提供参考。

Select

JIA-2021-1946 在雨养条件下，适宜施氮的谷子/花生间作提高了作物生产力、氮肥利用效率和经济效益 2023, 22(3): 738-751.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.08.078 摘要 ( )   PDF   谷类/豆类间作已在世界范围内被广泛采用，以提高可持续农业系统中的作物生产力。在不同的间作组合中，谷子/花生间作可以适应大部分缺水地区。然而，关于谷子/花生间作与单作在不同施氮水平下的产量性状和氮素利用效率差异的研究较少。本研究旨在确定谷子/花生间作的产量优势、经济效益以及适宜的氮肥用量。采用三种种植模式（单作谷子、单作花生和谷子/花生间作）和四种施氮量（0、75、150和225 kg ha-1）进行了为期两年的大田试验。结果表明，间作系统的土地当量比（LER）和净效应（NE）在施氮量为150 kg ha-1时达到两年来的最高值（LER两年平均为1.04，NE分别为0.347 Mg ha-1）。谷子是间作系统中的优势作物（谷子与花生的种间相对竞争能力（Amp）>0，竞争比率（CRmp）>1），单作在施氮量为225 kg ha-1，间作为150 kg ha-1时谷子产量最高。不同种植模式的氮利用效率（NUE）两年均在施氮量为150 kg ha-1时达到最高。间作结合施氮150 kg ha-1时净收益最高，两年平均为2791 $ ha-1，效益成本比为1.56。因此，从经济和农业可持续发展的角度来看，150 kg N ha-1施氮量的谷子/花生间作似乎是替代谷子或花生单作的一个有推广价值的选择。

Select

StOFP20通过和TONNEAU1 Recruiting Motif 蛋白互作来调控块茎形状 2023, 22(3): 752-761.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.08.069 摘要 ( )   PDF   OFP蛋白是植物特有的蛋白家族，参与植物生长发育的多个过程。在番茄中，OFP20通过和TRM蛋白互作来调控果实形状。本研究发现敲除StOFP20使二倍体马铃薯C151的薯形由圆形变为椭圆形，从而证实了StOFP20调控薯形的功能。StOFP20的表达在块茎起始期表达最高，随着薯块发育，其表达逐渐降低。为了揭示StOFP20的调控机制，我们在马铃薯中找到了23个TRM基因，其中23个基因在C151中成功扩增。酵母双杂交和荧光素酶互补实验结果表明StOFP20和3个TRM蛋白互作。缺失StOFP20中的OVATE结构域使蛋白间不能互作，缺失TRM蛋白中的M8结构域则对蛋白互作产生不同的影响。总之，StOFP20和SlOFP20均能和TRM蛋白互作，但是互作蛋白并不完全相同，暗示着它们的调控机制也可能不尽相同。

Select

JIA-2022-0593 苹果细胞质膜蔗糖转运蛋白MdSUT2.1的功能分析 2023, 22(3): 762-775.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.09.012 摘要 ( )   PDF   糖含量决定着苹果甜度，然而苹果果实中蔗糖积累的分子机制仍然难以捉摸。本文报道了蔗糖转运蛋白MdSUT2.1在苹果果实蔗糖积累调控中的作用。MdSUT2.1基因编码一种由612个氨基酸残基构成的蛋白质。当在烟叶原生质体中表达时，该蛋白质定位于细胞质膜。MdSUT2.1在果实中高表达并与果实发育过程中的蔗糖积累呈正相关。此外，MdSUT2.1的蔗糖转运活性通过酵母突变体的生长互补实验得到验证。与WT相比，在苹果和番茄中过表达MdSUT2.1导致蔗糖、果糖和葡萄糖含量显着增加。进一步分析表明，与WT相比，过表达MdSUT2.1的苹果和番茄中糖代谢和转运相关基因SUSYs、NINVs、FRKs、HXKs和TSTs的表达水平均提高。与液泡膜糖转运蛋白MdTST1和MdTST2不同，MdSUT2.1的启动子不能被外源糖诱导。这些发现为苹果果实糖分积累的分子机制提供了有价值的见解。

Select

梨花粉管中表达的AGP蛋白的鉴定和功能分析 2023, 22(3): 776-789.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.02.007 摘要 ( )   PDF   AGPs蛋白在植物中普遍存在且在有性生殖过程中扮演重要角色。本研究对梨花粉管中表达的PbrAGPs基因进行全面鉴定并探究其对花粉管生长的影响。共鉴定到187个基因在梨花粉中表达，通过转录组分析发现38个PbrAGPs在花粉中特异性表达。花粉中表达的PbrAGPs基因被划分为特异性表达和高表达两组。采用组织定位和荧光定量分析两组基因的表达模式发现，多数的PbrAGPs非特异性的在花粉中表达，并且这些基因的表达模式与RPKM值的表达趋势一致，这也表明PbrAGPs参与花粉管的生长发育过程。此外，构建系统发育树来全面鉴定参与调控梨花粉管生长的PbrAGPs基因。因此，共选取了19个PbrAGPs (PbrAGP1~PbrAGP19)来验证其对花粉管生长的影响。原核表达纯化19个PbrAGP-his重组蛋白，用其体外处理梨花粉，发现共11个PbrAGP-his重组蛋白可显著促进梨花粉管生长。此外，通过反义寡核苷酸技术抑制花粉管中PbrAGP的表达，发现抑制PbrAGP1和PbrAGP5的表达水平后，可以显著抑制梨花粉管的生长。PbrAGP1和PbrAGP5定位于质膜，并且对花粉管细胞壁果胶的分布基本没有影响。综上所述，本研究主要鉴定了梨花粉中表达的PbrAGPs基因，为探索其在花粉管生长中的作用奠定了基础。

Select

JIA-2022-0065 一种同时检测6种侵染番茄的类病毒的通用探针的制备及马铃薯纺锤形块茎类病毒（PSTVd）在中国番茄上的首次报道 2023, 22(3): 790-798.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.08.119 摘要 ( )   PDF   【目的】马铃薯纺锤形块茎类病毒属的多种类病毒可侵染番茄，造成严重病害，威胁产业发展。研发番茄类病毒检测技术可为病害防控提供技术支撑。此外，虽然国外有报道说我国出口的番茄种子上携带类病毒，但仍未有定论，尚需确认，并且有必要弄清楚我国番茄上类病毒的发生情况。【方法】 使用序列比对的方法，比较能够侵染番茄的不同类病毒的基因组序列，找到保守序列，以此为模板，通过体外转录的方法制备RNA探针。通过斑点杂交的方法，测试该探针的检测灵敏度和特异性。另外，利用该通用探针，使用斑点杂交的方法，普查我国番茄上的类病毒发生情况。【结果】能够侵染番茄的6种类病毒：金鱼花潜隐类病毒（CLVd）、辣椒小果类病毒（PCFVd）、马铃薯纺锤块茎类病毒（PSTVd）、番茄顶缩类病毒（TASVd）、番茄褪绿矮缩类病毒（TCDVd）和番茄雄性株类病毒（TPMVd）的基因组序列含有一段长度为61 bp的保守序列。利用该序列制备的RNA探针能够同时检测这6种类病毒，其杂交检测的适宜反应温度为55℃~60℃。虽然该探针的检测灵敏度略低于每种类病毒的特异性探针，但可以满足田间大量样品的快速检测的需求。利用该探针，从我国番茄温室栽培的番茄植株上检测到了PSTVd，这是PSTVd在我国番茄上的首次报道。基因组序列比较分析发现，我国PSTVd番茄分离物的序列与国外茄科作物上PSTVd的序列最为接近，并且感染PSTVd的番茄的种子是从国外进口的。这表明我国番茄上的PSTVd应该是通过进口的番茄种子从国外传入的。【结论】研发出了一种能够同时检测侵染番茄的6种类病毒的通用探针，该探针具有快速灵敏的特点，适用于大量样品的快速检测，为番茄类病毒的监测及防控提供了技术支撑；此外，证实我国温室栽培的番茄上的确有PSTVd的发生，应该是通过种子由国外传入的，因此，需要加强进口种子及繁殖材料的检验和检疫，也要加强田间种植番茄的监测。

Select

JIA-2021-0026 南方根结线虫效应子 Minc03329 抑制植物免疫反应并促进寄生 2023, 22(3): 799-811.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.08.117 摘要 ( )   PDF   根结线虫病是农业生产上的毁灭性病害，每年造成巨大的经济损失。南方根结线虫是一种寄生范围广、危害严重、防治困难的根结线虫，其防治主要依赖化学农药，不仅污染环境、危害人类健康，而且大大增加线虫的抗药性。解析根结线虫的致害分子机制，对于制定环保、经济、高效的防治策略具有重要研究价值。研究发现，根结线虫在寄生过程由食道腺表达、通过口针分泌出许多效应子，在线虫侵染和寄生阶段发挥重要作用。不同种类效应子与寄主植物之间产生错综复杂的相互作用，功能机制有待深入解析。在本研究中，我们鉴定了一种新的南方根结线虫效应子Minc03329，对氨基酸序列分析发现，其包含用于分泌的信号肽序列和一个C型凝集素结构域。酵母信号序列捕获实验表明Minc03329的信号肽是有功能的，具有分泌功能；原位杂交实验结果表明Minc03329在南方根结线虫亚腹食道腺中特异表达；实时荧光定量PCR结果证实 Minc03329 在线虫寄生初期表达量显著升高；病毒介导的基因沉默干扰线虫 Minc03329 表达，显著降低了南方根结线虫的致病性；相反，Minc03329转基因拟南芥接种南方根结线虫后根结数和卵块数显著增加，表明效应子Minc03329在植物细胞中表达，可以显著增加植物对南方根结线虫的敏感性；Minc03329 在本氏烟草叶片细胞中瞬时表达能抑制由小鼠促凋亡蛋白BAX引发的细胞程序性死亡；通过对Minc03329转基因拟南芥和野生型拟南芥进行转录组数据比较分析，发现Minc03329转基因拟南芥中许多防御相关基因表达显着下调；此外，一些差异表达基因可能参与了南方根结线虫摄食位点的形成，但是其分子机制有待深入解析。本研究是在揭示凝集素效应子MiCTL1功能机制后，解析的第二个南方根结线虫凝集素类效应子的功能。验证了凝集素类效应子在线虫与植物互作过程通过抑制植物免疫反应，帮助线虫寄生的分子机制。研究结果为揭示根结线虫致病分子机理，以及根结线虫防治分子靶标利用提供了重要理论依据。

Select

JIA-2022-0121 Halloween基因AhCYP307A2和AhCYP314A1调控莲草直胸跳甲(鞘翅目:叶甲科)末龄幼虫-蛹-成虫转变，卵巢发育和卵子发生 2023, 22(3): 812-824.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.08.021 摘要 ( )   PDF   昆虫蜕皮激素由Halloween家族基因合成，在几个关键的发育事件中发挥重要作用，包括蜕皮和变态。然而，这些Halloween基因在莲草直胸跳甲中的功能作用仍不清楚。在本研究中，通过RT-qPCR技术检测了两个Halloween基因AhCYP307A2和AhCYP314A1在不同发育阶段的表达模式。此外，利用RNA干扰（RNAi）技术探究了这两个基因的功能，并通过对莲草直胸跳甲雌性卵巢进行解剖观察其卵巢发育情况。qPCR结果显示，AhCYP307A2和AhCYP314A1在末龄幼虫和雌虫中均显著高表达。此外，AhCYP307A2在卵期和蛹中也有高表达，但显著低于在末龄幼虫和雌虫中的表达水平。RNAi结果显示，注射dsAhCYP307A2和dsAhCYP314A1显著抑制了它们的表达以及三个相关的卵黄原蛋白基因AhVgs的转录水平。敲除AhCYP307A2和AhCYP314A1可显著抑制幼虫蜕皮，破坏末龄幼虫-蛹-成虫的转变，延迟卵巢发育，停止产卵。以上研究结果表明，AhCYP307A2和AhCYP314A1在莲草直胸跳甲末龄幼虫-蛹-成虫转换期的蜕皮发育和繁殖过程中发挥重要的调控作用。

Select

JIA-2022-0209 染色体水平的甘薯小象甲基因组组装为其适应性及入侵机制提供了新的视角 2023, 22(3): 825-843.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.08.027 摘要 ( )   PDF   甘薯小象甲是甘薯上危害最为严重的世界性害虫，对生态环境和社会经济遭受巨大损失。为提高甘薯小象甲综合防治的效果和深入理解其遗传进化机制，我们对甘薯小象甲功能基因组学进行了的深入研究。利用 Illumina 和 PacBio技术，对单对交配15代的甘薯小象甲进行测序。获得了甘薯小象甲成虫染色体水平的基因组，基因组大小为338.84Mb，Contig N50 和 Scaffold N50 分别为 14.97 Mb和34.23 Mb。预测重复序列为 157.51 Mb和 11907 个编码蛋白质基因。共有 337.06 Mb长度的基因组序列被定位到 11 条染色体上，其中能够确定顺序和方向的序列长度为 333.79 Mb，占定位到染色体上总序列长度的 99.03 %。比较基因组学分析表明，甘薯小象甲和中欧山松大小蠹亲缘关系较近，约 1.38 亿年前从中欧山松大小蠹的祖先分化而来。许多重要的基因家族在甘薯小象甲基因组中得到了扩张，包括农药解毒、耐冷应激和化学感觉系统相关基因家族。为了进一步解析气味结合蛋白在甘薯小象甲嗅觉识别过程中的作用，竞争性结合分析结果表明，CforOBP4-6对性信息素及其他配体具有很强的结合亲和力。高质量的甘薯小象甲基因组图谱为揭示其分子生态学基础、群体遗传和适应性进化机制及绿色有效防控的新方法和新技术提供了坚实的基础。

Select

JIA-2021-1903 群体大小和混群对犊牛生理应激和行为的影响 2023, 22(3): 844-852.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.08.073 摘要 ( )   PDF   一般在断奶后，牧场为便于生产管理，将来自不同群体大小的犊牛进行混群或重新分组，这种常规操作对犊牛的福利存在负面影响。混群前的社交经验可能会缓解混群应激，但仍需要更多研究验证这一假设，因此本文通过出生后单栏饲养或群养犊牛在混群后的生理和行为指标的变化，探究早期社会环境对犊牛抗应激能力的影响。将132头初生犊牛随机分为单栏饲养、3头群养、6头群养、12头群养，共4个处理组（S、G3、G6、G12组，每组6个重复）。60日龄时，将每个处理组(S、G3、G6和G12)每2个重复引入较大的围栏中，形成44头犊牛规模的新群体。分别记录重组前后生理参数，包括心率(HR)、唾液皮质醇（S-CORT）、唾液分泌免疫球蛋白A(SIgA)、白介素-2（IL-2）、白介素-6（IL-6）、肿瘤坏死因子-α（TNF-α）水平和行为反应。重组后，无论是单栏饲养还是群养组犊牛HR和S-CORT立即升高(P<0.05)，但与群养犊牛相比，单栏饲养犊牛差异更显著(P<0.05)。单栏饲养犊牛的SIgA和IL-2水平下降(P<0.05)，且IL-2在所有组中最低(P<0.05)。此外，犊牛混群后具有不同的行为表现，包括活动时间和休息时间的变化，与新环境应激引发的负面情绪有关。群居犊牛的互相修饰、玩耍、探索行为和趴卧时间较多(P<0.05)，而单栏饲养犊牛的自我梳理、攻击行为、站立和行走时间则显著增加(P < 0.05)。研究表明，单栏饲养犊牛可能比群养犊牛更易产生混群应激，从而对行为和神经生理产生影响，而出生后的群居经验则可能帮助犊牛缓解这种应激。

Select

JIA-2021-1857 TIMP2通过调节细胞外基质促进鸡肌内脂肪的沉积 2023, 22(3): 853-863.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.08.071 摘要 ( )   PDF   肌细胞与肌内脂肪细胞之间的相互作用是一个热门的科学论题。本研究采用共培养体系，通过肌细胞和脂肪细胞的相互作用来研究对鸡肌肉组织的肌内脂肪沉积的调控，并找出重要的中间调节因子。本研究使用7日龄的北京油鸡进行肌内脂肪细胞和肌卫星细胞的提取，将肌内脂肪细胞与肌卫星细胞进行共培养，收取共培养体系和单独培养的肌内脂肪细胞、单独培养的肌卫星细胞的细胞培养液进行蛋白组学的测序。同时，在数据库下载不同日龄的鸡胸肌和腹脂组织的表达谱及高肌内脂肪和低肌内脂肪的转录组数据进行验证。我们的蛋白质组学数据显示，在共培养体系的培养液中，金属蛋白酶组织抑制因子2 (tissue inhibitor of metalloproteases 2, TIMP2)的蛋白表达显著增加，共培养的肌内脂肪细胞中脂滴含量较多。此外，TIMP2在肌内脂肪含量高的个体肌肉组织中显著上调(P<0.01)。基因加权共表达网络分析显示，TIMP2主要参与细胞外基质受体相互作用信号通路，其表达与甘油三酯、肌内脂肪、C14:0、C14:1、C16:0、C16:1、C18:1n9C水平显著相关。此外，TIMP2与多种脂质代谢相关的代表性基因(如ADIPOQ、SCD、ELOVL5、ELOVL7、LPL)以及某些参与细胞外基质受体相互作用的基因(如COL1A2、COL4A2、COL5A1、COL6A1、COL6A3)共表达，在肌内脂肪含量高的个体肌肉组织中也显著或极显著上调(P < 0.05或P < 0.01)。我们的研究结果表明，TIMP2通过细胞外基质受体相互作用信号通路促进肌内脂肪沉积。本研究是第一次对TIMP2在脂质沉积方面的报道，本研究结果为鸡脂质沉积的分子机制以及肌内脂肪细胞与肌卫星细胞之间的相互作用提供了新的研究思路，为今后禽肉的优质生产提供了理论依据。

Select

JIA-2021-2507  SCSMRD：小鼠单细胞骨骼肌再生数据库 2023, 22(3): 864-871.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.08.108 摘要 ( )   PDF   产肉量是家畜（包括猪、牛和羊等）重要生产力指标和经济性状之一。产肉量是典型的数量性状，受多基因调控。影响产肉性状形成的基础是骨骼肌组织的生长和发育。骨骼肌生长发育是一个复杂的生物学过程，包括成肌细胞的形成、增殖、凋亡、迁移、融合和分化。骨骼肌损伤修复过程中基因表达变化与初始胚胎发育过程类似，完美的重现了上述骨骼肌生长发育过程。因此，骨骼肌损伤修复被认为是研究骨骼肌生长发育的理想模型。鉴定骨骼肌损伤修复过程中调节肌生成相关重要基因和特定调控网络，能够为家畜产肉量等重要经济生产性状形成的分子机制提供理论支持。已有研究表明，骨骼肌功能障碍与肌营养不良、萎缩，2型糖尿病和衰老相关的肌肉减少症等500多种人类疾病密切相关。因此，深入了解骨骼肌损伤修复过程中基因表达差异以及调控网络，也能为再生医学提供新的药物靶点，这些靶点可以增强或诱导功能性骨骼肌从头生成，以治疗先天性缺失或创伤性组织损失。 近些年针对小鼠骨骼肌损伤修复的单细胞RNA 测序(scRNA-seq)陆续产出了大量数据，但是，从单细胞水平研究骨骼肌再生过程中基因表达变化的数据库尚未构建。本研究汇集了七个关键再生时间点和正常骨骼肌单细胞RNA-seq数据（共计超过 105,000 个细胞）开展一系列生物信息分析，包括细胞聚类、细胞类型注释、细胞周期识别、骨骼肌卫星细胞发育状态转换轨迹和调节单元动态表达图谱构建等。开发构建了SCSMRD （https://scsmrd.fengs-lab.com）数据库，界面友好，操作简单，提供了多种搜索功能，包括，用户感兴趣基因在不同细胞类型和损伤修复不同时间点的动态表达图谱，不同细胞类型中特异调节单元网络动态变化和用户感兴趣基因基因在骨骼肌卫星细胞发育状态转变过程中的表达模式等。SCSMRD数据库为研究人员在单细胞层面研究骨骼肌损伤修复的转录组动态变化提供了可靠的生信技术支撑和数据支持。

Select

我国山羊关节炎-脑炎病毒基因组特征研究：一项对我国早期分离株的回顾性基因组分析 2023, 22(3): 872-880.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.08.110 摘要 ( )   PDF   【目的】山羊关节炎-脑炎病毒（Caprine arthritis-encephalitis virus，CAEV）属于反转录病毒科慢病毒属成员，与梅迪-维斯纳病毒（Maedi visna virus）合称为小反刍动物慢病毒（Small ruminant lentiviruses）。该病毒可感染山羊和绵羊，以奶山羊最为易感。在过去四十年间，CAEV在我国传播扩散，并存在不同程度的感染，但有关该病毒基因组特征和可能的来源研究仍然较少，获取在中国流行的CAEV毒株的基因组数据对于开发诊断方法和根除相关疾病具有重要意义。【方法】本研究使用分段扩增和测序的方法获得了1989–1994年间从我国甘肃、贵州、陕西、山东和四川等地感染奶山羊中分离的5株CAEV病毒基因组，通过基因型分析、全基因组比对、遗传进化和种群结构分析来阐释该病毒基因组特征。【结果】我国CAEV与国外毒株基因组相似度为58%–93%，属于B型小反刍动物慢病毒，可进一步归为B1基因型。遗传进化分析结果显示本研究测定的5株病毒与其它两株中国毒株聚集成簇，亲缘关系最近，同源性为98.3%–99.3%；其次是与美国毒株Clements（GenBank登录号NC_001463.1），相似性为91.8%–92.3%；种群结构分析表明我国已测定的7株病毒拥有与其它已知毒株不同的祖先成分。【结论】跨度5年从我国不同省份分离的CAEV毒株具有高度同源性，分离株可能起源于非已知毒株的其它来源。【创新点】本研究完成了我国最早分离的5株CAEV病毒的基因组测序和基因特征分析，确认我国分离毒株高度同源，可能起源于特定的同一祖先，该结果为研制适用于我国CAEV检测的试剂和CAEV流行病学调查与防控奠定了基础。

Select

JIA-2021-2205 2019-2021年中国山东省H9N2亚型禽流感病毒的遗传进化和流行病学特征 2023, 22(3): 881-896.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.08.114 摘要 ( )   PDF   H9N2禽流感病毒（AIV）已在全球家禽中广泛流行，并在人类和哺乳动物中引起零星的感染。本研究旨在了解H9N2AIV的遗传进化和流行病学特征。2019-2021年，从中国山东省采集136份疑似AI感染的鸡的组织样品，共分离出11株H9N2AIV。遗传进化分析表明，分离出的11株H9N2AIV的8个基因片段与欧亚谱系的几个亚谱系密切相关：BJ/94-like分支（HA和NA基因）、G1-like分支（PB2和M基因）、SH/F/98-like分支（PB1、PA、NP和NS基因）。所有分离病毒HA蛋白的裂解位点仅含有一个碱性氨基酸，表明它们都属于低致病性AIV。分离株表现出优先与类人受体 (HA) 结合和哺乳动物适应性（PB2、PB1和PA）的突变位点，从而增加了它们跨越物种屏障并引起人类感染的风险。此外，11株H9N2AIV还存在抗原位点和耐药性位点的突变，说明应及时评估疫苗的有效性，加强抗流感药物的研发。小鼠感染显示，4株H9N2AIV的致病性水平不同。从中国山东省采集的7237份鸡血清样品中，HI抗体平均滴度为8.49 log2，离散度为23.56%，抗体合格率为98.52%（≥4 1og2），表明山东省规模化养鸡场对H9N2AI的整体免疫效果较好。基于我们的结果，应该加强对H9N2AIV的流行病学监测。

Select

JIA-2022-0285 分根区交替滴灌条件下施肥频率对土壤氮素分布和番茄产量的影响 2023, 22(3): 897-907.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.09.002 摘要 ( )   PDF   分根区交替滴灌施肥(ADF)是将交替灌溉与滴灌施肥相结合的灌溉施肥技术，具有节水和提高氮肥利用率的潜力。通过研究ADF下不同施肥频率对土壤水分养分分布及番茄产量的影响，以期为设施番茄的生产提高理论依据。试验于2019-2020年5-10月进行，试验设置了3个ADF灌溉施肥频率F3（3d）、F6（6d）、F12（12d），并设常规滴灌施肥处理作为对照（CK，施肥频率为6天）；所有处理的总施氮量均为180 kg ha-1。对于ADF处理，在植株两侧10 cm处分别放置2根滴灌带，通过滴灌带上配置的手动阀门实现交替滴灌施肥；对于CK处理，在番茄根部附近放置1根滴灌带。CK处理两年的总灌水量分别为450.6和446.1 mm；而ADF处理的灌水量为CK处理的60%。结果表明：随着滴灌施肥频率的增加，高频率的F3处理引起水分和无机N主要分布在0–40 cm土层，而40–60 cm土层较少。与CK处理相比，F6处理在0–20和20–40 cm土层无机N两年的平均含量分别增加21.0%和29.0%，而在40–60 cm土层降低23.0 %。F3、F6、F12和CK处理2年的平均番茄产量分别为107.5、102.6、87.2和98.7 t ha-1。F3处理的番茄产量较F12处理显著高23.3 %，而F3和F6处理之间无显著差异。F6处理的番茄产量与CK处理无显著性差异，说明ADF在减少40%灌溉水的前提下能够保持番茄产量。综合考虑土壤水分养分分布以及番茄的产量，ADF条件下6天的施肥频率可以作为温室番茄生产中一种水肥调控管理策略。

Select

JIA-2022-0189 滴灌模式下施氮制度对华北冬小麦产量和氮素生产力的影响 2023, 22(3): 908-922.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.08.107 摘要 ( )   PDF   过量施氮是华北冬小麦（Triticum aestivum L.）生产过程中氮素流失和利用效率低下的主要原因。滴灌水肥一体化被认为是提高氮素利用效率、减少氮素损失的有效方法，然而由于缺乏科学的施氮制度限制了当下水肥一体化滴灌施肥应用效果。通过设置2年田间试验，设计了5个随水施氮（46% N尿素，240 kg ha-2）处理和1个缓释氮肥（43% N，240 kg ha-1）处理，5个随水施氮制度分别是：N0-100（0%在播种期，100%在拔节期/孕穗期），N25-75（25%在播种期，75%在拔节期/孕穗期），N50-50（50%在播种期，50%在拔节期/孕穗期），N75-25（75%在播种期，25%在拔节期/孕穗期），N100-0（100%在播种期，0%在拔节期/孕穗期）和缓控肥（100%在播种期），研究了不同水肥一体化施氮制度对滴灌冬小麦生长发育和产量的影响。研究结果显示：氮肥基/追比改变显著影响了冬小麦产量、产量组成、地上生物量（ABM）、水分利用效率（WUE）和氮肥偏生产力（NPEP）。相比其它处理，N50-50和缓释氮肥处理效果最好，产量（8.84和8.85 t ha-1），ABM（20.67和20.83 t ha-1）、WUE（2.28和2.17 kg m-3）和NPFP（36.82和36.88 kg kg-1）。本研究结果表明，在华北地区冬小麦生产过程中运用滴灌水肥一体化施氮（最佳尿素基/追比为50:50）综合成本较低，相比等量施用较为昂贵的缓释肥也很有竞争力。虽然在冬小麦生产过程中单次施用缓释肥可以有效降低高额的人工成本，但是在如今人力成本不断攀升的情况下，使用滴灌水肥一体化施氮（尿素基/追肥比为50:50）为华北农民获得冬小麦增产、增收提供了一种新型灌溉施肥方式。

Select

JIA-2022-0370 好氧条件下水稻根际土壤氮转化功能基因和关键酶活性变化 2023, 22(3): 923-934.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.08.036 摘要 ( )   PDF   土壤微生物在氮转化过程中具有很重要的作用。本实验的目的是研究根际增氧方式处理后水稻根际土壤氮转化功能基因（硝化、反硝化以及固氮基因）丰度和关键酶（脲酶、蛋白酶、氨氧化酶、硝酸还原酶以及亚硝酸还原酶）活性变化。试验设计三种增氧方式（长淹处理：又称厌氧灌溉，水稻整个生育期保持3-5 cm水层；长淹增氧处理：种植方式同长淹。水稻种植之前，在土培盆中埋入打过孔的PVC管并接到增气泵上。首次通气2小时，此后每天间隔2小时通气10分钟（由计时器控制）；干湿交替处理：又称好氧灌溉，自浅水层自然落干到土壤水势达-15 kPa 时，灌水 1~2 cm，再自然落干至土壤水势为-15 kPa，再上浅层水，如此循环），研究水稻主要生育期（分蘖期、齐穗期和成熟期）根际土壤氮转化功能基因丰度和关键酶活性变化，并分析各微生物活性指标间的相关性。结果表明，各处理水稻根际土壤氮转化功能基因丰度和关键酶活性均以齐穗期最高。增氧（长淹增氧和干湿交替处理）后水稻根际土壤硝化功能基因、固氮基因丰度增加、反硝化功能基因丰度降低；脲酶、蛋白酶和氨氧化酶活性提高，硝酸还原酶和亚硝酸还原酶活性降低，干湿交替处理尤其明显。干湿交替处理后水稻整个生育期根际土壤氨氧化古菌（AOA）和氨氧化细菌（AOB）amoA基因以及固氮基因丰度的平均值分别是长淹处理的2.87、5.75和2.97倍，反硝化功能基因nirS, nirK丰度分别比长淹处理减少73.61%和84.41%；脲酶、蛋白酶和氨氧化酶活性分别比长淹处理增加1.13、0.51和0.72倍，硝酸还原酶和亚硝酸还原酶活性分别比长淹处理减少10.30%和36.48%。相关分析结果显示：硝化功能基因和固氮基因丰度与脲酶、蛋白酶和氨氧化酶活性呈极显著正相关；反硝化功能基因丰度与硝酸还原酶活性呈极显著正相关。上述指标和土壤微生物碳、微生物氮含量均呈正相关。综上，水稻根际土壤氮转化相关的微生物活性在齐穗期最高。增氧可以提高大多数氮素转化微生物活性和土壤微生物氮含量，从而促进水稻根际土壤氮素的转化。

Select

褪黑素处理调控脯氨酸代谢缓解低温胁迫下凯特芒果冷害的研究 2023, 22(3): 935-944.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.02.008 摘要 ( )   PDF   芒果在低温贮藏下常发生冷害(CI)。因此，迫切需要采用先进技术来解决芒果低温胁迫的伤害，提升产品的价值。本文研究了0.1 (MT1)和0.2 mmol L-1 (MT2)褪黑素溶液浸泡30分钟处理对‘凯特’芒果在低温藏期间CI、脯氨酸代谢和相关基因表达的影响。结果表明：与对照相比，MT1浓度褪黑素处理显著降低了芒果果实冷藏期间的CI发展，增加了脯氨酸含量；这些变化伴随着脯氨酸生物合成关键酶活性及其编码基因表达的增加，包括吡啶-5-羧酸合成酶(P5CS)、吡啶-5-羧酸还原酶(P5CR)、鸟氨酸D -氨基转移酶(OAT)、P5CS2、P5CR2和OAT3。同时，经MT1处理芒果的脯氨酸脱氢酶(PDH)活性和PDH3表达量低于对照。因此，褪黑素处理通过调控脯氨酸代谢导致脯氨酸的累积，进而有助于增强‘凯特’芒果果实的抗冷性。

Select

发芽糙米通过改善肠道微生物群失调缓解高脂血症 2023, 22(3): 945-957.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.02.015 摘要 ( )   PDF   高脂血症是一种与饮食相关的常见代谢紊乱疾病。人们认为含有皮层和胚芽的糙米有助于缓解高脂血症。本研究通过高脂饮食建立了高脂血症大鼠模型，通过该模型在血脂、脂肪酶、载脂蛋白和炎症方面探索了发芽糙米（Gbrown）和发芽黑米（一种发芽的黑色糙米，Gblack）的降血脂潜力。进而通过16S rDNA测序测定了接受不同饮食干预高脂血症大鼠的肠道微生物。本研究结果发现，Gbrown和Gblack均可减轻大鼠的高脂血症，表现出降低TC、TG、LDL-C和载脂蛋白B，以及升高HDL-C、HL、LPL、LCAT和载脂蛋白质A1的效果。Gbrown/Gblack还可以减轻高脂血症大鼠的炎症，表现出TNF-α、IL-6和ET-1的降低。同时，16S rDNA测序发现Gbrown/Gblack饮食提高了高脂血症大鼠肠道微生物的丰度和多样性。在门级水平，Gbrown/Gblack在高脂血症大鼠中降低了厚壁菌门（Firmicutes），增加了拟杆菌门（Bacteroidetes），并降低了F/B比率。在属级水平，Gbrown/Gblack在高脂血症大鼠中降低了链球菌属（Streptococcus），并增加了瘤胃球菌属（Ruminococcus）和异杆菌属（Allobaculum）。同时，本研究还确定一些与脂质代谢相关的差异微生物属，如Gblack组中的Lachnospiraceae和Ruminococcus，Gbrown组中的Phascolarctobacterium、Dorea、Turicibacter和Escherichia Shigella。值得注意的是，Gblack对高脂血症的有益效果强于Gbrown。总之，Gbrown/Gblack的饮食干预可以通过减轻肠道微生物的失调有助于缓解高脂血症。