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2023年, 第22卷, 第5期
刊出日期：2023-05-01 上一期   

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全覆膜沟垄栽培技术促进黄土高原半干旱区玉米可持续生产综述 2023, 22(5): 1277-1290.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.09.023 摘要 ( )   PDF   全覆膜沟垄栽培技术促进降雨利用效率和玉米产量提高，已在黄土高原半干旱区大面积推广应用，然而，玉米高产出导致土壤养分和水分耗竭，从而影响该技术的可持续性，因此，有必要进一步对该技术进行优化，确保其可持续发展。本文综述了全覆膜沟垄栽培技术的发展、增产机制、负面影响、优化措施及其相互关系。我们提出以粮饲兼用玉米替代普通玉米，秋季覆膜或地膜冬留春揭，少免耕结合秸秆还田，轮作或间作冬季油菜(Brassica campestris L.)、谷子(Setaria italica)或胡麻(Linum usitatissimum L.)，氮肥减量，有机肥代替部分化肥，使用生物降解或耐候性薄膜以及机械化化生产。这些措施的整合有助于构建环境友好、优质和可持续的覆膜栽培技术体系，促进旱作农业高质量发展，为黄土高原半干旱区农业发展带来新的机遇。

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具有条锈病和白粉病抗性的小麦-墨西哥黑麦T1DL•1RS易位系新种质的创制与鉴定 LI Jiao-jiao, ZHAO Li, LÜ Bo-ya, FU Yu, ZHANG Shu-fa, LIU Shu-hui, YANG Qun-hui, WU Jun, LI Jia-chuang, CHEN Xin-hong 2023, 22(5): 1291-1307.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.08.039 摘要 ( )   PDF   黑麦(Secale cereale L., 2n=2x=14, RR)因具有多种病害抗性和非生物胁迫耐性受性强的特点而被认为是普通小麦改良的重要遗传资源。源自德国栽培黑麦品种Petkus的1RS染色体在小麦的育种进程中起着举足轻重的作用，但由于其所具有的抗病性逐渐变弱，因此亟需发掘新的抗性资源。本研究从普通小麦和墨西哥黑麦的杂交后代中选育了一个新型衍生后代，命名为D27。细胞学观察显示D27的核型组成为2n=42=21II。基因组原位杂交（GISH）结果表明D27中含有一对整臂易位的墨西哥黑麦染色体，该外源染色体在有丝分裂和减数分裂过程中均能稳定遗传。荧光原位杂交（FISH）和醇溶蛋白电泳分析都表明衍生系D27的小麦1DS染色体发生了丢失，取而代之的是墨西哥黑麦的1RS染色体。这一结果同样得到了小麦简单序列重复（SSR）标记、黑麦特异序列扩增区段（SCAR）标记和小麦40K SNP芯片的验证支持，即:通过分子标记和芯片检测，D27中不含有小麦1DS染色体，但是存在黑麦1RS染色体。农艺性状鉴定表明与小麦亲本相比D27的分蘖数增多，条锈病和白粉病抗性增强。面团特性分析表明，1DS染色体被1RS染色体替换后，衍生系D27的面团粘性增加，弹性变低，有利于蛋糕的制作。综上所述，细胞遗传学稳定的小麦-墨西哥黑麦T1DL·1RS易位系可作为小麦抗病和增产育种的优异新种质，同时可用于黑麦1RS染色体遗传多样性的研究。

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利用蛋白质组学和转录组学揭示优质蛋白玉米中贮藏蛋白再平衡过程 ZHAO Hai-liang, QIN Yao, XIAO Zi-yi, SUN Qin, GONG Dian-ming, QIU Fa-zhan 2023, 22(5): 1308-1323.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.08.031 摘要 ( )   PDF   优质蛋白玉米(QPM)胚乳比普通玉米胚乳含有更高比例的赖氨酸、色氨酸和蛋氨酸等必须氨基酸，因此极大的提高了玉米的营养品质。但是，由于QPM中储藏蛋白再平衡的机制有待完善，从而阻碍了QPM的育种进程。本研究使用蛋白质组和转录组技术对opaque2 (o2) 和 QPM中储藏蛋白再平衡的过程进行探究。在 Mo17o2 和 QPM 中同时鉴定到的差异表达蛋白（DEP）的编码基因显著富集在与储藏蛋白、淀粉和氨基酸合成相关的通路中，表明相关通路在储藏蛋白再平衡的过程中发挥作用。同时发现在这些DEP中有 178 个前人报道过的非醇溶蛋白类型的储藏蛋白，上调表达的非醇溶蛋白富含赖氨酸、色氨酸和蛋氨酸，从而提高了QPM的蛋白品质。利用共表达网络分析筛选到一些在 QPM 中起调控储藏蛋白合成作用的调控因子，这其中包括前人已经证实过的储藏蛋白的关键调控因子如 O2和PBF1 以及一些新发现的转录因子。本研究鉴定到一些在 QPM 中上调表达的富含赖氨酸、色氨酸和蛋氨酸的非醇溶蛋白及其调控因子，该结果不仅有助于阐明QPM中蛋白品质提高的原因，揭示QPM中储藏蛋白再平衡的发生过程，也可为QPM的改良提供基因资源和理论指导。

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基于8亲本陆地棉MAGIC群体木质素响应黄萎病相关基因的定位 TIAN Xiao-min, HAN Peng, WANG Jing, SHAO Pan-xia, AN Qiu-shuang, Nurimanguli AINI, YANG Qing-yong, YOU Chun-yuan, LIN Hai-rong, ZHU Long-fu, PAN Zhen-yuan, NIE Xin-hui 2023, 22(5): 1324-1337.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.08.034 摘要 ( )   PDF   木质素代谢在植物对病原菌的防御中起着关键作用，并且在抵御病原菌侵染的过程中总是起到正向作用。因此，解析植物木质素响应病原菌代谢相关抗性基因的遗传机理具有重要意义。本研究以8个陆地棉品系为材料，构建了一个多亲本高世代杂交(MAGIC)群体(n=280)，该群体表现出控制优良性状的等位基因的聚合特征。为了研究木质素对黄萎病的响应(LRVW)，本研究在4种环境下分别建立了人工病圃(ADN)和轮作苗圃(RN)。通过采集和测定棉秆的木质素含量，并将不同环境下ADN/RN木素比值作为LRVW值，结果表明，群体LRVW值表现出较丰富的变异。利用63K芯片获得了9323个高质量单核苷酸多态(SNP)标记，用于MAGIC群体的基因分型，结果显示，SNPs分布于全基因组，平均密度为4.78SNP/Mb，在染色体间的分布范围为1.14 SNP/Mb (ChrA06)~10.08 SNP/Mb (ChrD08)。利用混合线性模型(MLM)对LRVW进行全基因组关联分析，并在两个以上的环境中共同检测到3个稳定的QTL，即qLRVW-A04、qLRVW-A10和qLRVW-D05。结合分析候选基因编码序列变异、诱导表达模式和功能注释，最终在QTL区间选择了两个关键候选基因Ghi_D05G01046和Ghi_D05G01221。这两个基因在编码区都出现了非同义突变，并且都受黄萎病菌强烈诱导。Ghi_D05G01046编码一个富含亮氨酸的延伸素(LRx)蛋白，与拟南芥细胞壁的生物合成和结构有关。Ghi_D05G01221编码Jaz的转录抑制因子，它在茉莉酸(JA)信号通路中发挥作用。综上所述，本研究不仅为陆地棉抗黄萎病育种和QTL定位创造了宝贵的遗传资源，也为解析陆地棉抗黄萎病的遗传基础开辟了新的视角。

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高产优良食味杂交籼稻品种的物质生产与穗部特征 LI Min, ZHU Da-wei, JIANG Ming-jin, LUO De-qiang, JIANG Xue-hai, JI Guang-mei, LI Li-jiang, ZHOU Wei-jia 2023, 22(5): 1338-1350.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.08.033 摘要 ( )   PDF   高产与优良食味是杂交籼稻生产的两个重要目标，其协同难度较大。本研究根据稻谷产量和米饭食味值筛选出高产优良食味（HYGT）、低产优良食味（LYGT）和高产普通食味（HYPT）等3种类型杂交籼稻品种，深入研究了3种类型品种的物质生产特性、产量构成特征及稻米食味品质。结果表明，同为优良食味类型，高产优良食味品种较低产优良食味品种产量显著提高的主要原因是有效穗数和每穗粒数显著增加了16.2%和20.6%，高产优良食味品种抽穗期具有较高的叶面积指数、粒叶比更高、干物质积累总量更大。高产优良食味与高产普通食味品种虽产量水平相当，但高产途径不同，高产优良食味品种依靠更多的有效穗数，单穗重和粒重有所降低。高产优良食味品种籽粒中蛋白质和直链淀粉含量分别降低了8.8%和15.7%，是食味值显著提升的重要原因。灌浆结实期茎鞘中物质向穗部的过量转运会增加籽粒中蛋白质含量，不利于优良食味形成。本研究认为，灌浆结实期茎鞘物质向籽粒的适度转运与合理的穗部特征是平衡杂交籼稻产量与食味品质的关键因素。研究结果可为杂交籼稻高产与优良食味协同提供重要的理论依据。

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延播通过促进茎秆中木质素和纤维素的合成与积累增强小麦抗倒性能 DONG Xiu-chun, QIAN Tai-feng, CHU Jin-peng, ZHANG Xiu, LIU Yun-jing, DAI Xing-long, HE Ming-rong 2023, 22(5): 1351-1365.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.08.024 摘要 ( )   PDF   推迟播期利于提高小麦抗倒伏能力，但其内在机制尚不明确。本研究以冬小麦品种泰农18为供试材料，于2015–2016和2016–2017连续两个生长季进行大田试验，设置10月8日（常规播期）和10月22日（推迟播期）2个播期，旨在明确播期对木质素和纤维素代谢、茎秆形态特征、抗倒伏性能和产量的影响。结果表明，推迟播期通过促进茎秆中木质素和纤维素的合成与积累提高小麦抗倒伏能力。与常规播期相比，推迟播期促进木质素和纤维素合成相关基因(TaPAL、TaCCR、TaCOMT、TaCAD和TaCesA1、3、4、7和8)表达水平和酶(TaPAL和TaCAD)活性水平提前4–12天到达相应峰值，并在大多数取样期显著提高除TaPAL、TaCCR、TaCesA1和TaPAL之外的上述基因表达与酶活性水平，进而促进木质素和纤维素在茎秆伸长期的快速积累。木质素和纤维素的平均积累速率和最大积累速率越高，其最大积累量越多，纤维素的积累持续期也相应延长，拔节期及之后的茎秆木质素/纤维素比值、木质素含量以及拔节后11天的纤维素含量得以提高。进一步的研究表明，促进木质素和纤维素的合成与积累能够有效提高茎秆充实度、机械强度和抗倒伏性。然而，推迟播期增强小麦抗倒伏性能的关键功能基因有待进一步确定。

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播期和生态点对半冬小麦产量和温辐射资源的影响 ZHANG Zhen-zhen, CHENG Shuang, FAN Peng, ZHOU Nian-bing, XING Zhi-peng, HU Ya-jie, XU Fang-fu, GUO Bao-wei, WEI Hai-yan, ZHANG Hong-cheng 2023, 22(5): 1366-1380.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.08.029 摘要 ( )   PDF   研究播期和生态点对半冬小麦产量的影响对小麦产量提高具有重要意义。本研究旨在探讨稻-麦轮作条件下播期和生态点对小麦产量以及相关气候资源的影响。试验以两个半冬性小麦品种为材料，分别在东海县和建湖县开展，共设置6个播期。第一播期(S1)基本苗300×104 ha-1，每推迟一个播期(S2-S6)基本苗分别增加10%。结果表明，播种期的推迟，导致整个生育期天数缩短、有效积温和累计太阳辐射降低。S2~S6产量较S1分别降低了0.22～0.31t ha-1、0.5～0.78t ha-1、0.86～0.98t ha-1、1.14～1.38t ha-1和1.36～1.59t ha-1。同一播期，随着生态点北移，生育天数增加，日均温和有效积温降低，累积辐射增加。结果表明，相同播期，东海县的产量比建湖县低0.01 ~ 0.39 t hm - 2。有效积温、累积辐射与产量呈显著正相关。日均温与产量呈显著负相关。籽粒产量下降的主要原因由于日均温的升高和有效积温的降低导致穗粒数和千粒重下降引起的。

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基于热时间和光热单位模拟玉米生长的新模型：不同覆盖措施下应用研究 LIAO Zhen-qi, ZHENG Jing, FAN Jun-liang, PEI Sheng-zhao, DAI Yu-long, ZHANG Fu-cang, LI Zhi-jun 2023, 22(5): 1381-1395.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.08.018 摘要 ( )   PDF   玉米(Zeamays L.)是三大粮食作物之一，是碳水化合物的重要来源，对保障世界粮食安全具有重要意义。株高(H)、茎粗(SD)、叶面积指数(LAI)和干物质(DM)是影响玉米产量的重要生长参数。然而，作物生长模型中很少考虑温度和光照对玉米生长的综合效应。基于2015-2018年的大田试验数据，本文提出了10个基于修正Logistic生长方程（Mlog）和Mitscherlich生长方程（Mit）的玉米生长模型，用于模拟不同覆盖措施下玉米H、SD、LAI和DM。以累积生长度日（AGDD）、太阳热单位（HTU）、光热单位（PTU）或我们首次提出的光周期热单位（PPTU）作为模型的单一驱动因素； AGDD进一步结合累积实际日照时数（ASS）、我们首次提出的累积光周期响应（APR）或累积最大可能日照时数（ADL）作为模型的双重驱动因素。采用七个统计指标和一个全局性能指数评估模型模拟效果。研究结果表明，与不覆盖相比，三种覆盖方式显着提高了玉米的生长速率和生长峰值。在四个单因素驱动模型中，MlogPTU模型的整体性能最优，其次为MlogAGDD模型。MlogPPTU模型在模拟SD和LAI方面优于MlogAGDD模型。在所有十个模型中，MlogAGDD-APR模型的整体性能最优，其次为MlogAGDD-ASS模型。具体而言，MlogAGDD-APR模型模拟H和LAI效果最好，而MlogAGDD-ADL和MlogAGDD-ASS模型分别模拟SD和DM效果最好。综上所述，以AGDD和APR、ASS或ADL为双驱动因素的修正Logistic生长方程在模拟玉米生长方面优于常规的以AGDD为单驱动因子的修正Logistic生长模型。

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木薯MeRS40蛋白参与调控植物盐胁迫应答机制研究 MA Xiao-wen, MA Qiu-xiang, MA Mu-qing, CHEN Yan-hang, GU Jin-bao, LI Yang, HU Qing, LUO Qing-wen, WEN Ming-fu, ZHANG Peng, LI Cong, WANG Zhen-yu 2023, 22(5): 1396-1411.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.04.003 摘要 ( )   PDF   盐胁迫下选择性剪接可调控丝氨酸/精氨酸丰富(SR)蛋白的表达和异构体的形成。前期研究鉴定了木薯SR蛋白家族中的两个亚家族SCL和 SR，这两个亚家族参与调控植物非生物胁迫的响应，然而SR蛋白家族中的其他亚家族是否也在转录后水平上调控植物盐胁迫应答有待探究。本研究通过11个物种RS亚家族的同源性比对找到37个基因，并系统性的分析了RS40 和 RS31基因在非生物胁迫条件下的表达情况。进一步蛋白结构域分析表明植物RS亚家族在非生物胁迫响应中其作用可能是保守的。在拟南芥中过表达MeRS40基因可通过维持活性氧的动态平衡和调控盐胁迫响应基因的表达进而提高植物的耐盐性。然而，在木薯中过表达MeRS40基因则通过负调节自身的pre-mRNA来抑制其内源性基因表达，从而降低转基因木薯的耐盐性。此外，MeRS40蛋白与木薯MeU1-70Ks（MeU1-70Ka 和 MeU1-70Kb）蛋白在体内和体外互作。因此，我们的研究为木薯SR蛋白参与调控盐胁迫应答提供了新的理论基础和探索方向。

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西番莲中参与黄酮类和萜类生物合成的关键基因鉴定和三萜类生物合成的途径分析 XU Yi, HUANG Dong-mei, MA Fu-ning, YANG Liu, WU Bin, XING Wen-ting, SUN Pei-guang, CHEN Di, XU Bing-qiang, SONG Shun 2023, 22(5): 1412-1423.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.03.005 摘要 ( )   PDF   西番莲（Passiflora edulis Sims）也称百香果，是西番莲科西番莲属的藤本植物。其全株提取的黄酮类和萜类对人体有良好的抗焦虑和抗炎作用，西番莲除了鲜食之外还可药用。在这项工作中，我们利用RNA-Seq分析了紫果品种的四个组织的转录表达，注释了大量基因功能。西番莲叶片中的黄酮类和萜类化合物主要是木犀草素、芹菜素、环状三萜皂苷和其他活性物质的衍生物。利用基于同源BLAST和系统发育分析，筛选了转录组数据中可能参与黄酮类和萜类合成途径的一系列候选单基因。结果显示，西番莲的三萜类化合物的生物合成来自甲羟戊酸（MVA）和2-C-甲基-D-赤藓糖醇-4-磷酸/1-脱氧-D-木糖醇-5-磷酸（MEP/DOXP）途径，这与其他果树通过MVA途径为主的生物合成不同。大多数候选基因在叶和/或花中高表达。8个关键基因的定量实时PCR（qRT-PCR）验证，证实了RNA-Seq数据的可靠性，并获得了其在西番莲属八个种（species）和其中一个种（栽培种）的四个组织中的表达规律。这些工作对分析关键基因在西番莲黄酮类化合物和萜类化合物的生物合成提供基础。

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液泡加工酶VPE正向调节植物对寄生疫霉的抗病性及细胞死亡 GAO Xian-xian, TANG Ya-ling, SHI Qing-yao, WEI Yu-shu, WANG Xiao-xue, SHAN Wei-xing, QIANG Xiao-yu 2023, 22(5): 1424-1433.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.08.124 摘要 ( )   PDF   疫霉属卵菌引致马铃薯晚疫病等作物灾难性病害，严重威胁作物可持续生产。由于其独特的遗传变异机制，导致作物品种抗病性丧失问题极为突出，因此亟需挖掘和探索新型抗病基因资源及其免疫调控机理，并将之有效应用于作物抗病分子育种。拟南芥RTP1 (Resistance to Phytophthora parasitica 1)是前期研究鉴定获得的免疫负调控因子，RTP1基因缺失的拟南芥rtp1突变体植株呈现出对多种病原菌的抗病性，并在病菌侵染初期产生快速细胞死亡和活性氧累积。基于细胞死亡在植物免疫中的重要作用，本研究旨在探究RTP1介导的植物细胞死亡机理，鉴定到一类液泡加工酶γVPE能够影响rtp1突变体响应寄生疫霉侵染而引发的抗病反应及细胞死亡。以寄生疫霉侵染的拟南芥野生型Columbia-0 (Col-0)和rtp1突变体植株为材料，通过实时定量PCR分析VPE基因表达模式，并利用VPE/Caspase-1蛋白酶的特异荧光底物分析酶活性水平，结果表明，相较于野生型Col-0，寄生疫霉侵染的拟南芥rtp1突变体中γVPE基因上调表达，并伴随着升高的VPE/caspase-1酶活性水平。进一步利用特异酶活性抑制剂，结果揭示了拟南芥植株响应寄生疫霉侵染而产生的细胞死亡以及rtp1突变体对寄生疫霉的抗病性均依赖于VPE/caspase-1酶活性。利用拟南芥γvpe突变体植株或农杆菌介导的AtγVPE瞬时过表达烟草叶片进行接菌表型分析，结果证明了AtγVPE能够正向调节植物对寄生疫霉的抗病性。综上所述，本研究不仅揭示了γVPE是植物响应寄生疫霉侵染过程中参与调节植物抗病反应和细胞死亡的关键因子，还有助于深入理解感病因子RTP1介导的细胞死亡调节机制，为作物抗病分子育种提供了新型基因资源与新思路。

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植物源桥氧三尖杉碱对反枝苋的除草活性及生理生化特性的影响 YU Hua-long, TIAN Ci, SHEN Rong-yan, ZHAO Han, YANG Juan, DONG Jin-gao, ZHANG Li-hui, MA Shu-jie 2023, 22(5): 1434-1444.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.08.120 摘要 ( )   PDF   植物源除草剂是新农药研究和开发的热点之一。桥氧三尖杉碱是从我国特有植物中国粗榧中分离鉴定的除草活性化合物，本研究测定了其对反枝苋种子萌发、幼苗生长、形态结构及生理生化特性的影响，以期为深入研究其作用机制及进一步开发利用奠定基础。生物活性测定结果显示，桥氧三尖杉碱对反枝苋种子萌发和幼苗生长均具有显著的抑制作用，对其幼根的抑制中浓度（IC50）为38.99 mg L−1；盆栽试验显示，在4 g/L浓度下，对反枝苋的苗前鲜重抑制率在85%以上。桥氧三尖杉碱处理反枝苋后的α-淀粉酶活性和基因表达受剂量依赖性抑制，可溶性糖含量显著低于对照，总淀粉含量显著高于对照，说明抑制α-淀粉酶活性是桥氧三尖杉碱影响反枝苋种子萌发的主要机制之一。显微观察显示，经桥氧三尖杉碱处理后的反枝苋根毛数量明显减少，部分根冠脱落；超微结构观察显示，处理12 h后，根尖细胞排列紊乱，细胞结构受损，且随着处理时间的延长而加重。同时，桥氧三尖杉碱也增加了反枝苋幼苗的相对电导率，具有剂量和时间依赖性；丙二醛含量也随着处理浓度的增加而增加；过氧化物酶、过氧化氢酶和超氧化物歧化酶活性均显著高于对照。处理3 h后，桥氧三尖杉碱对反枝苋根尖过氧化物酶、过氧化氢酶和超氧化物歧化酶的活性显著升高，丙二醛含量在处理24 h后也发生改变。以上结果表明，桥氧三尖杉碱主要通过影响反枝苋防御酶系导致根尖结构受损，进而影响幼苗的生长发育。本研究首次报道了桥氧三尖杉碱对反枝苋生理生化指标及根尖形态结构的影响，可为该潜在新型植物源除草剂的进一步开发利用奠定基础。

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mgr-mir-9通过靶向效应子MgPDI调控拟禾本科根结线虫侵染水稻 TIAN Zhong-ling, ZHOU Jia-yan, ZHENG Jing-wu, HAN Shao-jie 2023, 22(5): 1445-1454.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.08.127 摘要 ( )   PDF   MicroRNAs (miRNAs)是一类重要的非编码RNA，在包括植物寄生线虫在内的一系列动物中均是重要的内源性基因调控因子。拟禾本科根结线虫系一种定居性植物内寄生虫，主要侵染危害水稻，严重影响水稻生产。目前关于拟禾本科根结线虫的研究主要集中在效应子在线虫寄生过程中的功能研究方面。而拟禾本科根结线虫miRNA如何对其自身效应子表达进行调控而影响线虫侵染的机制鲜有报道。本研究对拟禾本科根结线虫二龄幼虫（J2）的3个文库进行小RNA测序，共获得49,767,105条clean reads。通过进一步的注释，共鉴定出233个已知miRNAs和21个新miRNAs。在已知的miRNAs中，mgr-lin-4、mgr-mir-1、mgr-mir-100、mgr-mir-86、mgr-mir-279、mgr-mir-87、mgr-mir-71、mgr-mir-9、mgr-mir-50、mgr-mir-72和mgr-mir-34的丰度最高。基于实时荧光定量PCR对随机选取的5个miRNA表达水平进行了测定，定量检测结果与小RNA测序结果相符。由于miRNA是动物体内重要的调控因子，我们推测这些miRNAs可能在拟禾本科根结线虫的J2龄期调控效应子的表达，而促进其侵染。利用双荧光素酶报告基因检测验证mgr-mir-9能够靶向拟禾本科根结线虫侵染相关的重要效应子基因MgPDI；此外，用mgr-mir-9 mimics浸泡后的二龄幼虫体内MgPDI基因表达下调，线虫繁殖能力下降，证实了mgr-mir-9参与调控拟禾本科根结线虫的早期侵染。本研究首次报道了拟禾本科根结线虫miRNA在早期侵染过程中通过调控自身效应子的表达而行使重要功能，为应用相关miRNA及其靶向的效应因子作为拟禾本科根结线虫防治的新靶标提供了理论支持。

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褐飞虱 E78 通过与 E93 相互作用调节蜕皮和卵巢发育 2023, 22(5): 1455-1464.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.08.106 摘要 ( )   PDF   褐飞虱（Nilaparvata lugens）是亚洲许多水稻种植区的主要迁飞性害虫。E78是核激素受体超家族的成员。E78在卵巢发育和早期胚胎发生的母体调节中起重要作用。本研究克隆了褐飞虱E78基因（NlE78），预测的氨基酸序列显示其含有两个保守结构域：NR-LBD和DBD。 定量PCR（qRT-PCR）结果显示NlE78在5龄若虫和雌成虫的卵巢中表达较高。下调NlE78的表达后，蜕皮失败率（33.2%）显著增加，且卵巢发育延迟。然而，同时下调NlE78与NlE93的表达后，羽化率显着增加（78.79%），卵巢发育情况与NlE78下调时相似但其发育并未延迟。免疫共沉淀实验表明，NlE78 与 NlE93 有蛋白-蛋白相互作用，NlE93 是已知的蜕皮激素信号通路的关键下游转录因子。通过免疫荧光进行的细胞定位实验结果发现，NlE78和NlE93均在细胞核中表达。该研究表明，NlE78 可能通过与 NlE93 的蛋白-蛋白相互作用调节卵巢发育和蜕皮。本研究对于开发基于新靶点的新型农药和新防治方法具有重要意义。

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联苯菊酯和四氟甲醚菊酯对红火蚁的毒力、水平传递毒性及其触杀性粉剂的田间防效 LIANG Ming-rong, SHUANG You-ming, DENG Jie-fu, PENG Li-ya, ZHANG Sen-quan, ZHANG Chen, XU Yi-juan, LU Yong-yue, WANG Lei 2023, 22(5): 1465-1476.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.12.010 摘要 ( )   PDF   红火蚁Solenopsis invicta是一种严重威胁入侵地生物多样性、农林业生产和公共安全的危险性害虫。目前，红火蚁的防治药剂主要分为毒饵和触杀性粉剂两种类型。毒饵对红火蚁的防控效果虽然较彻底，但是见效慢，一般2周左右才能达到理想的防效。触杀性粉剂见效快，施药后3-5天即可达到理想效果，适合应用于红火蚁的紧急扑灭。为筛选出更多可用作触杀性粉剂的有效成分，本文开展了联苯菊酯和四氟甲醚菊酯对红火蚁的毒力、水平传递毒性及其触杀性粉剂的田间防效研究。研究显示，联苯菊酯和四氟甲醚菊酯对红火蚁工蚁的致死中量LD50分别为3.40 ng/头和1.57 ng/头。20 μg mL-1联苯菊酯对红火蚁工蚁的击倒中时KT50和95%击倒时间KT95分别为7.179 min和16.611 min。20 μg mL-1四氟甲醚菊酯对红火蚁工蚁的击倒中时KT50和95%击倒时间KT95分别为1.538 min和2.825 min。联苯菊酯触杀性粉剂和四氟甲醚菊酯触杀性粉剂在蚁群间具有良好的水平传递毒性。0.25、0.50 和1.00% 联苯菊酯触杀性粉剂处理48小时后，第一次继发传递毒性的受药蚁的死亡率（二级死亡率）和第二次继发传递毒性的受药蚁的死亡率（三级死亡率）均超过了80%。0.25、0.50 和1.00% 四氟甲醚菊酯触杀性粉剂处理48小时后，第一次继发传递毒性的受药蚁的死亡率超过了99%，但是第二次继发传递毒性的受药蚁的死亡率则低于20%。野外结果显示，1.00%联苯菊酯触杀性粉剂和1.00%四氟甲醚菊酯触杀性粉剂处理14天后，对红火蚁蚁群的综合防效分别为95.87%和85.70%，防治效果较好。

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高效氯氟氰菊酯微囊的光敏性和粒径精准组合协同作用产生了更好的杀虫效果 GAO Yue, LUO Jian, SUN Yue, ZHANG Hua-wei, ZHANG Da-xia, LIU Feng, MU Wei, LI Bei-xing 2023, 22(5): 1477-1488.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.08.081 摘要 ( )   PDF   本研究制备了不同粒径的聚脲高效氯氟氰菊酯微囊，均有一定程度的塌陷，小粒径微囊塌陷更明显。它们的平均粒径分别为1.38 μm ( MC-S )、5.13μm ( MC-M )和10.05 μm ( MC-L )，囊壳厚度分别为39.6、50.3和150.1 nm。小粒径微囊具有更快的释放性能；与MC-M和MC-L相比，MC-S组对小地老虎的生物活性更高，对花生叶片的亲和力更好(由耐雨水冲刷可知)；微囊均表现出随光照增强释放加快的趋势；与EC组相比，微囊降解都较慢，其中MC-L降解最慢。为了获得既具有速效性又具有持效期的微囊，将MC-S、MC-M和MC-L按2:1、1:1和1:2的比例两两混合。花生叶面喷雾场景下，9个供试微囊组合中MC-S:MC-L以1:2混合药效最好，持效期比乳油延长3倍。因此，不同粒径微囊精准组合可以调控农药的防治效果，为更好地利用农药提供策略。

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胴体重、性别和品种组成对肥育期的猪胴体分割肉组成和胴体性状的影响 XIE Lei, QIN Jiang-tao, RAO Lin, CUI Deng-shuai, TANG Xi, XIAO Shi-jun, ZHANG Zhi-yan, HUANG Lu-sheng 2023, 22(5): 1489-1501.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.08.122 摘要 ( )   PDF   在生猪产业链中，胴体分割是提升猪胴体经济价值的非常重要的加工过程。本研究的目的是确定猪分割肉的重量及其在猪胴体中的占比，以及探究猪胴体重、性别和品种组成对分割肉的影响。同时，我们还研究了分割肉与胴体性状和肉质性状之间的相关性。本研究选择长白猪(LD)、大白猪(YK)、长白与大白二元杂交猪(LY)以及三元杂交后代杜长大（DLY）组成的4个不同猪群进行胴体分块测定。共计分割测定了2,012头猪胴体，每个胴体测定了17个分块肉性状、12个胴体性状和6个肉质性状。结果表明，胴体重、性别和品种组成对大多数分块肉的重量和胴体占比均有显着影响（P<0.05）。肉类和骨类分割肉的胴体占比随胴体重的增加而下降，而脂肪类分块肉的胴体占比随胴体重的增加而增加。此外，四点背膘的厚度也随胴体重的增加显著增加（P<0.001），这表明育肥期猪只摄入的能量更多用于脂肪沉积。此外，阉公猪的前段（SC）和背膘（BF）的比例显著高于母猪（P <0.001），而后段（LC）则相反。阉公猪的三号肉（LO）的比例和背最长肌纵切面的面积（LMA）显著低于（P<0.001）母猪，但肌间脂肪含量（PFAI）和大理石纹评分（VMS）显著高于（P<0.001）母猪。在不同品种中，LD的胴体直长显著长于（P<0.001）其他三个群体，这解释了四个群体中LD的中段(MC)占比最高。此外，在四个群体中，DLY的前段胴体占比最高。最后我们发现，大多数分块肉的胴体占比之间的相关性较低或不显著（P>0.05），并且大多数分块肉的胴体占比与肉质性状和胴体性状之间的相关性也较低或不显著（P>0.05）。综上所述，胴体重、性别和品种组成对分割肉、胴体性状和肉质性状受品种和生长阶段的影响，也揭示了不同性别之间生长曲线不同步性。本研究首次基于中国的猪胴体分割标准，在大规模群体中探究了猪胴体分割肉的组成以及胴体重、性别和品种组成对分割肉的影响，为猪胴体分割肉的育种研究奠定了基础。

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中国和巴基斯坦奶牛场无乳链球菌的分子流行病学、毒力基因检测和耐药性分析 Ambreen LEGHARI, Shakeel Ahmed LAKHO, Faiz Muhammad KHAND, Khaliq ur Rehman BHUTTO, Sameen Qayoom LONE, Muhammad Tahir ALEEM, Iqra BANO, Muhammad Ali CHANDIO, Jan Muhammad SHAH, LIN Hui-xing, FAN Hong-jie 2023, 22(5): 1514-1528.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.10.004 摘要 ( )   PDF   无乳链球菌是世界范围内引起奶牛乳房炎的最常见病原体之一。了解该菌的流行现状和毒力因子对于制定防治措施至关重要。本研究于2019-2021期间，从中国（n=558）和巴基斯坦（n=603）的多个奶牛场采集了1161份牛奶样本，并对其进行了无乳链球菌的分离鉴定。通过PCR检测分析了无乳链球菌的流行率、血清型、毒力基因和耐药基因。所有的分离菌株均具有溶血、生成生物被膜、细胞毒性、粘附并侵袭牛乳腺上皮细胞的特性。巴基斯坦地区由无乳链球菌引起的奶牛乳房炎的发病率显著高于中国。江苏省和信德省（Sindh）分别是中国和巴基斯坦地区无乳链球菌流行率最高的省份。血清型Ia型和II型的无乳链球菌在这两个国家的流行率均较高，而血清III型的无乳链球菌只在巴基斯坦发现。此外，无论是中国还是巴基斯坦，所有的无乳链球菌分离菌株均为PI-2b基因阳性，但PI-1和PI-2a基因均为阴性。所有的分离菌株都含有cfb、cylE、hylB和fbsB毒力基因，而大多分离菌株无bibA、rib和bca毒力基因。分离自中国的无乳链球菌均无bac和scp毒力基因，而分离自巴基斯坦的无乳链球菌均无cspA基因，同时两国的分离菌株中均未检测到spb1和lmb毒力基因。分离自巴基斯坦的无乳链球菌，尤其是血清Ia型菌株，与分离自中国的菌株相比，具有更高的生物被膜形成、溶血、细胞毒性、粘附和侵袭能力。大多数分离菌株对四环素、红霉素和克林霉素具有耐药性，而ermA、ermB、tetM和tetO等耐药基因的存在也从基因水平验证了分离菌株的耐药性。上述研究结果为由无乳链球菌引起的奶牛乳房炎特异性防治措施的制定具有重要指导意义。

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紫云英-稻秸联合利用对我国南方稻田土壤团聚体和土壤有机碳稳定性的影响 ZHANG Zi-han, NIE Jun, LIANG Hai, WEI Cui-lan, WANG Yun, LIAO Yu-lin, LU Yan-hong, ZHOU Guo-peng, GAO Song-juan, CAO Wei-dong 2023, 22(5): 1529-1545.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.09.025 摘要 ( )   PDF   紫云英-稻秸联合利用作为一种高效的耕作模式，在我国南方稻区已有广泛应用，然而其对稻田土壤团聚体和土壤有机碳稳定性的影响尚缺乏研究。本文基于田间定位试验，研究了紫云英、稻秸及其联合利用对土壤团聚体分布和有机碳组分的影响。田间定位试验设6个处理，分别为冬闲稻秸不还田（Crtl）、冬闲稻秸半量还田（1/2RS）、冬闲稻秸全量还田（RS）、冬种紫云英稻秸不还田（GM）、冬种紫云英稻秸半量还田（GM1/2RS）、冬种紫云英稻秸全量还田（GMRS）。结果表明，GMRS相比RS处理，土壤细大团聚体（0.25-2 mm）含量和团聚体平均质量直径（MWD）分别增加18.9%和3.41%，粉粘粒（<0.053 mm）含量降低14.4%。GMRS相比GM和RS，提高了微团聚体（0.053-0.25 mm）和粉粘粒中的SOC含量。GMRS处理相比RS显著增加了各粒径团聚体和全土中的轻组有机碳（fLOC）含量及其在碳组分中的占比，降低了细大团聚体、微团聚体和全土中矿质结合态有机碳（MOC）的含量及其在碳组分中的占比。GMRS相比GM提高了颗粒态有机碳（iPOC）在有机碳组分中的占比。GMRS对细大团聚体中的iPOC有强烈的正影响，说明联合利用能够促进fLOC转移到iPOC。综上，紫云英-稻秸联合利用能够通过提高fLOC含量培育土壤有机碳库，并促进有机碳转化为iPOC以物理保护的形式固存而提高其稳定性。

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深翻秸秆还田对棕壤微生物群落网络和多养分循环的影响 CHEN Xu, HAN Xiao-zeng, WANG Xiao-hui, GUO Zhen-xi, YAN Jun, LU Xin-chun, ZOU Wen-xiu 2023, 22(5): 1546-1559.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.12.011 摘要 ( )   PDF   深翻秸秆还田在我国东北地区已得到了广泛的应用，可以显著增加土壤有机碳储量，改善底层土壤养分循环功能。土壤微生物普遍被认为是这一过程的关键，但其在深层土壤改良中的作用仍研究有限。本研究于2018年开始，以东北地区棕壤为研究对象，以常规耕作（CT，翻耕深度15 cm）为对照，分析了秸秆浅混还田（SCT，翻耕深度15 cm）、深翻处理（IT，翻耕深度35 cm）和深翻秸秆还田（SIT，翻耕深度35 cm）对土壤微生物群落网络和多养分循环功能的影响。结果表明，深翻秸秆还田改善了土壤多养分循环指数，提高了表层和底层土壤有机碳、全氮、有效氮、有效磷和有效钾等养分含量。与传统耕作和秸秆浅混还田相比，深翻秸秆还田通过减少微生物网络平均连通度和节点数，增加平均路径长度和模块化程度，创造了一个结构相对松散但具有高集中度集群的网络结构。同时随机森林分析发现，平均路径长度和聚类系数是影响土壤多养分循环功能的主要因素。综上，深翻秸秆还田将是改善棕壤养分循环和微生物群落结构的一个有效措施，以上结果也为该地区关于微生物驱动秸秆分解策略提供了重要信息。

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不同种植模式对中国黄土高原土壤温度、水分、功能菌和冬小麦产量的影响 ZHAO Xiao-dong, QIN Xiao-rui, LI Ting-liang, CAO Han-bing, XIE Ying-he 2023, 22(5): 1560-1573.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.02.026 摘要 ( )   PDF   干旱和低温阻碍了黄土高原地区冬小麦的生产，作为两种常见的种植模式，垄膜沟播（RP）和平膜穴播（FP）有利于小麦增产。我们先前的研究表明，FP比RP能更有效地提高小麦产量，但原因尚不清楚。同时，不同种植模式下功能菌群的变化特征仍需进一步研究。本研究通过种植冬小麦评估了种植模式对土壤温度、水分、微生物和产量的影响。结果表明，FP在土壤温度较低时具有增温作用，在温度过高时具有降温作用。相比之下，RP对土壤温度的调节并不稳定，且随年份而变化。与RP和露地条播（NP）处理相比，FP处理的负积温分别降低了20-89和43-99%。在FP和RP处理中，深层土壤水分可以很好地被转移至表层供小麦生长，这使得在小麦生长早期，这两个处理（尤其是FP）的表层土壤水分比NP处理更充足。然而，由于研究区域的水资源有限，在小麦生育后期所有处理的表层贮水量几乎没有差异。最后，与RP和NP相比，FP的小麦产量分别显著提高了12-16和23-56%。此外，负积温、穗数和小麦产量之间存在显著的正相关。RP处理的Chao1指数和Shannon指数分别比NP处理高出17和3.9%，而基于network关联分析可知，RP处理中细菌的种间关系被削弱。与NP相比，RP中解磷菌、氨化和硝化细菌的活性被增强，而硝酸盐还原菌和植物病原菌活性受到了抑制，这为小麦生长提供了更多的有效养分和更好的生长环境。

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微波处理对亚麻籽蛋白结构、抗氧化和界面特性的影响研究 YU Xiao, DUAN Zi-qiang, QIN Xiao-peng, ZHU Ying-ying, HUANG Feng-hong, PENG Deng-feng, BAI Yan-hong, DENG Qian-chun 2023, 22(5): 1574-1589.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.04.021 摘要 ( )   PDF   微波预处理有望同步实现亚麻籽中营养物质释放、酶灭活、生氰糖苷脱毒和风味强化等。本研究探讨微波预处理对亚麻籽分离蛋白（FPI）的抗氧化和界面特性的影响，重点关注FPI的组成和分子结构的改变。结果表明，微波预处理（700 W, 1~5 min）使亚麻籽脱脂粉中贮藏蛋白组装更为紧密，随后与油脂体膜碎组分相互渗透。微波预处理1~5min过程中，FPI的平均粒径逐渐减小（-37.84~60.66%，p<0.05），而Zeta电位值呈先降低后逐步增加至初始水平。借助荧光光谱、二级结构和蛋白亚基分析显示，微波预处理诱导了FPI的构象伸展、亚基链交联和解聚的同时发生，从而改变了FPI中清蛋白和球蛋白交互作用和聚集特性。微波预处理能够诱导酚类化合物在FPI中特异性富集以及体外抗氧化活性的增强。与之伴随的，FPI表现出较低的气-水界面活性，制备的泡沫则具有松散/多孔的界面结构，即起泡性和泡沫稳定性明显削弱。此外，短时间微波预处理（1~3min）增加了FPI的油-水界面活性，制备的乳滴粒径降低且界面致密性增加，进一步延长微波预处理时间至5 min时，由于乳滴内脂质溢漏和流变行为改变使乳液发生轻度物理失稳。总之，微波预处理亚麻籽能够基于贮藏蛋白组分的原位结构实现功能特性的定制。

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麦芽糊精/淀粉对大豆分离蛋白-面筋蛋白高水分挤压拉丝蛋白的热稳定性的影响 XIE Si-han, WANG Zhao-jun, HE Zhi-yong, ZENG Mao-mao, QIN Fang, Benu ADHIKARI, CHEN Jie 2023, 22(5): 1590-1602.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.04.013 摘要 ( )   PDF   本研究旨在探讨高水分挤压过程中，不同分子量分布的麦芽糊精/淀粉与大豆分离蛋白-面筋蛋白（SPI-WG）基质的相互作用。在体系水分含量为65%、70%和75%条件下，分别将葡萄糖当量分别为10和20的两种麦芽糊精(DE=10，20)和小麦淀粉添加到SPI-WG基质中进行挤压，研究它们对拉丝蛋白质构和热稳定性的影响。在SPI-WG基质中添加5%的麦芽糊精（DE=10）改善了拉丝蛋白的纤维结构和热稳定性。当小麦淀粉在随后的灭菌过程中彻底糊化时，拉丝蛋白的纤维结构和热稳定性也得到了改善。结果表明，小分子糖的增塑作用和大分子糖对相分离的促进作用改变了物料共混物的熔融温度，显著改善了拉丝蛋白产品的质构和热稳定性。

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基于B646L基因的基因I型和II型非洲猪瘟病毒鉴别诊断双重ARMS-qPCR方法建立及应用 DING Lei-lei, REN Tao, HUANG Lian-yu, Weldu TESFAGABER, ZHU Yuan-mao, LI Fang, SUN En-cheng, BU Zhi-gao, ZHAO Dong-ming 2023, 22(5): 1603-1607.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.02.035 摘要 ( )   PDF   非洲猪瘟（African swine fever，ASF）是由非洲猪瘟病毒（African swine fever virus, ASFV）引起的家猪和野猪的一种急性、烈性、高度接触性传染病，发病率和致死率可高达100%，是全球危害猪群最严重的传染病之一，严重威胁 着全球养猪业、食品安全和经济发展。 自2018年8月中国首次爆发ASF疫情至2021年，高毒力基因II型、低毒力基因II型和基因I型三种不同类型的ASFV陆续被报道。这使得ASFV感染的鉴别诊断更具挑战性。截止目前，仍无有效的预防疫苗和特效的治疗药物，因此，能够明确区分基因I型和II型ASFV的鉴别诊断方法对于ASF的有效预防和控制至关重要。在此，我们基于基因I型和II型ASFV编码P72蛋白B646L基因C端的两个单核苷酸多态性（SNP）位点，利用突变阻滞扩增系统（ARMS）和定量实时PCR（qPCR）技术开发了一种双重ARMS-qPCR方法。进一步研究显示，该方法标准曲线的R2值在0.992 - 0.999，线性关系良好；与PRRSV、CSFV、PRV、PCV2、PEDV、TGEV 和 PoRV 七种病原无交叉反应，具有较高的特异性；能够稳定的检测含有10个拷贝数的基因I型和II型ASFV B646L基因的标准品质粒，敏感性较好；组间和组内变异系数均小于2.2%，重复性良好。此外，我们用18个基因I型和18个基因II型ASFV感染样本，包括血液、口腔和直肠拭子、组织和细胞培养物对其进一步的验证，并与动物世界卫生组织（WOAH）推荐的qPCR方法进行比对。结果显示，ARMS-qPCR方法成功鉴别诊断出36个基因I型和II型ASFV感染样本，且与WOAH推荐的qPCR方法检测的结果一致。因此，我们建立的ARMS-qPCR方法可用于检测和区分基因I型和基因II型