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2023年, 第22卷, 第6期
刊出日期：2023-06-01 上一期   

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小麦高分子量谷蛋白Dy10亚基对面团特性和面制品品质的影响 WANG Yan, GUO Zhen-ru, CHEN Qing, LI Yang, ZHAO Kan, WAN Yong-fang, Malcolm J. HAWKESFORD, JIANG Yun-feng, KONG Li, PU Zhi-en, DENG Mei, JIANG Qian-tao, LAN Xiu-jin, WANG Ji-rui, CHEN Guo-yue, MA Jian, ZHENG You-liang, WEI Yu-ming, QI Peng-fei 2023, 22(6): 1609-1617.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.08.041 摘要 ( )   PDF   高分子量谷蛋白（HMW-GS）是决定小麦加工品质的关键种子储藏蛋白类型。Dx5+Dy10是公认的优质HMW-GS组合，但Dy10亚基对加工品质的作用尚不清楚。本研究利用一份Dy10缺失突变体（含Dy10-null等位变异）和体外添加Dy10蛋白的方法研究了Dy10亚基的加工品质效应。Dy10-null等位变异可正常转录，但不表达蛋白。构建近等基因系，发现Dy10-null等位变异显著降低面筋指数、Zeleny沉降值、形成时间和稳定时间，弱化面团强度；降低HMW-GS含量，提高醇溶蛋白含量，降低谷醇比，提升饼干品质。体外添加纯化的Dy10蛋白，发现Dy10对饼干品质有负作用。综上，Dy10亚基与小麦面团强度密切相关，Dy10-null等位变异对弱筋小麦育种具有价值。

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谷子EMS突变体叶绿素含量、气孔导度及光合速率变异分析 TANG Chan-juan, LUO Ming-zhao, ZHANG Shuo, JIA Guan-qing, TANG Sha, JIA Yan-chao, ZHI Hui, DIAO Xian-min 2023, 22(6): 1618-1630.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.10.014 摘要 ( )   PDF   叶绿素(Chl)含量，尤其是Chl b含量和气孔导度(Gs)是影响净光合速率(Pn)的关键因素。谷子(Setaria italica)是二倍体C4禾本科植物，基因组简单，转化效率高，已被广泛应用于光合作用和耐旱研究中。本研究对48株EMS诱变的谷子材料进行了Chl含量、Gs以及Pn的表征。发现分别有24、34以及35个突变体材料在Chl含量、Gs以及Pn上发生了显著的变异。相关分析表明，Gs的增加与Pn的增加存在显著正相关关系，Chl b含量的降低与Pn的降低存在弱相关关系。值得注意的是，我们鉴定到两个突变体，Chl b含量显著低于对照豫谷1号，但Pn显著高于豫谷1号。同时，有7个突变体，Gs显著降低于对照，但Pn不显著降低。由此，本研究鉴定了丰富的遗传变异株系，对这些株系对进一步研究将有助于解析Chl含量、Gs和Pn之间的关系，以及C4物种高效光合和节水的机理

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稻茬小麦高畦种植改善了小麦穗分化、增强了光合能力导致穗粒数增加 DU Xiang-bei, XI Min, WEI Zhi, CHEN Xiao-fei, WU Wen-ge, KONG Ling-cong 2023, 22(6): 1631-1644.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.08.035 摘要 ( )   PDF   我国长江流域的小麦-水稻两熟种植模式下，稻茬小麦的产量显著受到逐渐增加的渍害不利影响。我们前期研究发现，高畦种植模式（RBP）可减轻稻茬小麦渍害影响，提高穗粒数最终产量提高。然而，有关RBP模式下穗粒数增加的生理机制尚不清楚。于2018/2019和2019/2020两个生长季节进行大田试验，研究不同种植模式（RBP 和常规平作种植(FP)）对小麦小花分化、籽粒形成特征以及叶片光合源特征的影响。研究结果表明，RBP改善了小麦小花发育过程中的土壤-植物氮（N）素供应，促进了小花的平衡发育，导致每穗可育小花数量增加了9.5%。此外，RBP延缓了小麦叶片的衰老，光合源强提高了13.9%，生产了更多的同化物用于籽粒灌浆。叶片衰老延迟主要由于较高叶片N含量和增强的抗氧化代谢。最终，RBP穗粒数增加了7.6-8.6%，籽粒产量提高了10.4-12.7%。因此，RBP模式下小麦穗粒数增加的主要原因是穗分化过程的改善和叶片光合源能力的增强。同时，这项技术还有待于进一步研究改进。

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一种新的可分性指数及其在中国南方Sentinel-2冬油菜制图的应用 TAO Jian-bin, ZHANG Xin-yue, WU Qi-fan, WANG Yun 2023, 22(6): 1645-1657.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.10.008 摘要 ( )   PDF   利用遥感数据进行大范围作物制图对于农业生产、粮食安全和人类可持续发展具有重要意义。冬油菜是中国重要的油料作物，主要分布在长江流域。传统的冬油菜制图方法主要利用冬油菜关键物候期的光谱特征，获取遥感数据的时间窗口有限，因而不能满足大范围应用的需要。本研究提出了一种新的基于物候特征的冬油菜指数(PWRI)来进行长江中游地区的冬油菜制图。PWRI扩大了冬油菜和冬小麦的区分时间窗口，在冬油菜整个花期具有良好的分离性。PWRI还扩大了两种冬季作物的可分离性。采用基于PWRI的方法，利用时间序列合成Sentinel-2数据，在Google Earth Engine平台上实现了对长江中游地区冬季油菜的制图。该方法取得了良好的结果，总体精度和kappa系数分别超过92%和0.85。基于PWRI的方法为大范围高空间分辨率冬油菜制图提供了一种新的解决方案。

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在半干旱区垄沟覆膜前合理的耕作方式有利于促进玉米根系发育，氮素积累、转运和籽粒产量提升 ZHANG Miao-miao, DANG Peng-fei, LI Yü-ze, QIN Xiao-liang, Kadambot-H. M. SIDDIQUE 2023, 22(6): 1658-1670.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.08.037 摘要 ( )   PDF   地膜覆盖技术在干旱地区被广泛应用，相关耕作措施会影响土壤性质、根系和作物生长以及养分吸收。然而，在适合地膜覆盖技术的耕作措施还存在争议。本文通过两年的田间试验，研究了垄沟覆膜前旋耕（MR）、垄沟覆膜前免耕（MZ）和垄沟覆膜前翻耕（MP）3种耕作方式对土壤全氮、速效氮、根系结构、氮素转移、氮素利用和玉米产量的影响。结果表明，两年来，MP在0–40 cm土层下硝态氮和全氮含量较高，优于MR和MZ。MP对土壤理化性质的改善效果优于其它处理，其气生根和地下节根的根系数量和根系生物量显著高于MR和MZ。收获时，相对于MR和MZ，MP在不同土层（0–20, 20–40和0–40 cm）的根生物量密度、根长密度和根表面积密度均最高。玉米生长过程中根系生物量与地上部氮素积累量之间存在显著相关性。在籽粒灌浆过程中，MP的氮素转移量最大，其根系和地上部氮素转移量分别比其它处理显著增加19.63–45.82 %和11.15–24.56 %。MP的籽粒产量和粗蛋白质含量均显著高于MR和MZ，增产幅度为1.36–26.73%。相比于MR和MZ，MP的氮收获指数、氮素吸收效率和氮肥偏生产力均最高。总之，翻耕结合垄沟覆膜有利于促进玉米根系发育，提高氮素利用率，增加玉米产量。

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基于改进YOLOX的玉米雄穗无人机遥感图像识别 SONG Chao-yu, ZHANG Fan, LI Jian-sheng, XIE Jin-yi, YANG Chen, ZHOU Hang, ZHANG Jun-xiong 2023, 22(6): 1671-1683.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.09.021 摘要 ( )   PDF   玉米雄穗检测是玉米种植和育种农艺管理中必不可少的技术，可应用于产量估算、生长监测、智能采摘、病害检测等方面。然而，田间的玉米雄穗普遍存在遮挡现象，不同生长阶段的雄穗大小和形态颜色也不尽相同。针对这些问题，本文提出了SEYOLOX-tiny模型，可以更精准、更鲁棒地识别田间的玉米雄穗。通过无人机构建了丰富的玉米雄穗图像数据集，在保证图像质量和图像采集效率的同时兼顾不同时期的玉米雄穗的图像多样性。另外，YOLOX嵌入注意力机制，在关键特征的提取时，能有效抑制不利因素（遮挡、重叠）的噪声，有助于应对农田多变复杂的环境。实验结果显示，改进的识别算法SEYOLOX-tiny平均检测精度达到95.0%；相较于原始模型的mAP@0.5、mAP@0.5-0.95、mAP@0.5-0.95（面积=小）和mAP@0.5-0.95（面积=中）提升1.5、1.8、5.3和1.7个百分点。因此，本文提出的方法可以满足玉米穗检测视觉系统中所需要的精度和鲁棒性。

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外源氨基酸应用促进了盛花期棉铃蛋白质合成和碳水化合物转化从而提高了棉铃Bt蛋白浓度和皮棉产量 LIU Zhen-yu, LI Yi-yang, Leila. I. M. TAMBEL, LIU Yu-ting, DAI Yu-yang, XU Ze, LENG Xin-hua, ZHANG Xiang, CHEN De-hua, CHEN Yuan 2023, 22(6): 1684-1694.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.10.003 摘要 ( )   PDF   与其他器官相比，Bt转基因棉棉铃中杀虫蛋白含量最低。该文研究了盛花期喷施氨基酸对棉铃Bt蛋白浓度和产量形成的影响、相关的蛋白质合成和碳水化合物转化机制。2017-2018年棉花生长季节，以2个陆地棉品种（杂交种泗抗3号和常规种泗抗1号）为试验材料，设置三个处理（即CK，对照；LA1，组成Bt蛋白的5种主要氨基酸；LA2，21种氨基酸）于盛花期喷施棉铃。结果表明，棉铃Bt蛋白浓度提高5.2%-16.4%，籽棉产量提高5.5%-11.3%，2个氨基酸处理间没有差异。此外，由于氨基酸的应用，棉铃游离氨基酸和可溶性蛋白含量、谷氨酸丙酮酸转氨酶（GPT）和谷氨酸草酰乙酸转氨酶（GOT）活性、葡萄糖和果糖含量、可溶性酸性转化酶（SAI）活性均有所增加。同时发现，棉铃Bt蛋白含量、铃数增长量和铃重与碳氮代谢密切相关，Bt蛋白含量与游离氨基酸含量、可溶性蛋白含量呈显著以上水平线性正相关。花后15-25天，铃数增长量与GPT活性、GOT活性呈显著以上水平线性正相关。花后55-65日铃重与SAI活性呈显著以上水平线性正相关。这些结果表明，氨基酸的应用促进了棉铃蛋白质合成和碳水化合物转化，从而提高了棉铃Bt蛋白浓度和皮棉产量。

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代谢组学和转录组学揭示了不同LED光质对草莓中类胡萝卜素代谢的影响以及蓝光促进叶黄素合成的分子机制 CHEN Xiao-dong, CAI Wei-jian, XIA Jin, YUAN Hua-zhao, WANG Qing-lian, PANG Fu-hua, ZHAO Mi-zhen 2023, 22(6): 1695-1703.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.04.002 摘要 ( )   PDF   类胡萝卜素是人类饮食的重要组成部分，水果是类胡萝卜素的主要来源。水果中类胡萝卜素的合成和调节对水果品质的形成非常重要。在中国，草莓是冬季种植的主要时令水果之一。先前的研究表明，光对草莓中花青素、糖和多酚的代谢有很大影响。然而，我们对光如何调节草莓中类胡萝卜素代谢的机理还知之甚少。在本研究中，我们研究了蓝光、红光、黄绿光和白光对草莓中类胡萝卜素代谢的影响。我们的研究表明蓝光处理促进了草莓中叶黄素等多种类胡萝卜素的合成。转录组测序数据显示，蓝光处理促进了草莓中番茄红素ε-环化酶（FaLCYE）编码基因的表达。在草莓果实中瞬时过量表达FaLCYE可促进叶黄素在草莓中的积累。综上，我们的研究结果表明蓝光可以通过诱导FaLCYE的表达从而促进草莓中叶黄素的合成。

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MdWRKY40is能直接促进花青苷积累并干扰MdCBF2抑制子MdMYB15L从而提高苹果抗寒性 XU Peng-yue, XU Li, XU Hai-feng, HE Xiao-wen, HE Ping, CHANG Yuan-sheng, WANG Sen, ZHENG Wen-yan, WANG Chuan-zeng, CHEN Xin, LI Lin-guang, WANG Hai-bo 2023, 22(6): 1704-1719.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.04.033 摘要 ( )   PDF   冷胁迫是影响苹果生产的重要限制因素。在本研究中，我们以苹果砧木‘M9T337’和‘60-160’的组织培养幼苗为试材进行检测，发现它们对冷胁迫分别表现为抗性和敏感性。‘M9T337’和‘60-160’幼苗在冷胁迫（1℃）处理48小时后，差异表达基因（DEGs）的富集途径和生理变化明显不同，表明它们对冷胁迫的反应存在差异。两个砧木幼苗WRKY转录因子差异表达分析表明MdWRKY40is和MdWRKY48为潜在冷耐性调控子。在苹果愈伤中分别过表达MdWRKY40is和MdWRKY48，结果发现过表达MdWRKY48的愈伤没有明显效果，而MdWRKY40is能促进花青苷积累和提高愈伤冷耐性，并促进花青苷合成结构基因MdDFR和冷信号核心基因MdCBF2的表达。酵母单杂和凝胶阻滞（ EMSA ）分析表明MdWRKY40is仅能结合MdDFR的启动子。酵母双杂和双分子荧光互补（BiFC）表明MdWRKY40is能通过其蛋白N端Leu Zipper与CBF2抑制子MdMYB15L互作。当敲除MdWRMY40is蛋白N端Leu Zipper后，在愈伤中过表达发现其不能影响MdCBF2的表达水平和愈伤冷耐性，表明MdWRKY40is参与冷信号途径是通过与MdMYB15L互作来实现的。综上，MdWRKY40is能直接绑定MdDFR启动子促进花青苷积累，并通过与MdMYB15L互作，干扰其对MdCBF2抑制作用，间接促进MdCBF2表达，从而提高冷耐性。这些结果为苹果砧木抗冷机制的研究提供了新视角，为未来筛选抗寒砧木提供分子依据。

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甜樱桃SAUR基因家族分子特征及PavSAUR55在脱落过程中的功能分析 HOU Qian-dong, HONG Yi, WEN Zhuang, SHANG Chun-qiong, LI Zheng-chun, CAI Xiao-wei, QIAO Guang, WEN Xiao-peng 2023, 22(6): 1720-1739.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.04.031 摘要 ( )   PDF   小生长素上调RNA（SAUR）是一个广泛分布于陆地植物中较大的一个基因家族。本研究对甜樱桃中的SAUR家族进行了综合分析，并利用遗传转化的方法鉴定了PavSAUR55的潜在生物学功能。甜樱桃基因组编码86个SAUR成员，其中大多数是无内含子的。进化上这些基因被分为七个亚类。基因复制事件表明甜樱桃基因组中发生了片段重复和串联重复事件。大多数成员在进化过程中主要经历纯化选择压力。在果实发育过程中，PavSAUR16/45/56/63的表达水平上调，PavSAUR12/61的表达水平下调。由于PavSAUR13/16/55/61在小果脱落过程中的显著差异表达，它们可能是参与调节甜樱桃生理性果实脱落的候选基因。PavSAUR55在拟南芥中的过表达产生了更早的生殖生长、根系伸长和延迟的花瓣脱落。此外，该基因并不会导致种子发芽时间的改变，并且能够在ABA处理下增加侧根的数量。这些结果表明，甜樱桃SAURs在小果脱落过程中起着重要的作用，并将有助于未来深入了解该果树中可能发生的严重小果脱落的机制奠定基础。

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已知Sr基因的小麦单品系和69个小麦品种对3个中国小麦秆锈菌新小种的有效性分析 WU Xian-xin, ZANG Chao-qun, ZHANG Ya-zhao, XU Yi-wei, WANG Shu, LI Tian-ya, GAO Li 2023, 22(6): 1740-1749.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.08.125 摘要 ( )   PDF   由禾柄锈菌（Puccinia graminis f. sp. tritici）引起的小麦秆锈病是小麦生产中最为严重的真菌病害之一，严重威胁着全球小麦的安全生产。种植抗病品种是防治该病害最为经济有效的方法，而抗病品种的选育要以小麦秆锈菌种群毒力变化为依据。为此，我们持续不断的开展小麦秆锈菌种群毒力变异监测工作，在鉴定中发现了3个来自于小麦秆锈菌转主寄主小檗上产生的锈孢子的新小种34C0MRGQM、34C3MKGQM和34C6MTGSM，特别是发现小种34C0MRGQM和34C6MTGSM对我国小麦抗病育种中广泛使用的抗病基因Sr5和Sr11具有联合毒力，在我国鉴定的13310个菌株中尚未发现对Sr5和Sr11具有联合毒力的菌株。为此，本研究利用42个已知小麦秆锈病抗病基因（Sr）的小麦品系对这3个小种的毒力特征进行了分析，同时鉴定了69份我国主要小麦品种对这3个小种在苗期和成株期的抗性水平。结果表明含有Sr9e、Sr17、Sr21、Sr22、Sr26、Sr30、Sr31、Sr33、Sr35、Sr36、Sr37、Sr38、Sr47、SrTmp和SrTt3的单基因系在苗期和成株期对34C0MRGQM、34C3MKGQM和34C6MTGSM均具有良好的抗性。相反，含有Sr5、Sr6、Sr7b、Sr9a、Sr9d、Sr9f、Sr9g、Sr9b、Sr16、Sr24、Sr28和Sr39的单基因系在苗期和成株期都对这些小种高度感病。含有Sr8a、Sr10、Sr11、Sr13、Sr14、Sr15、Sr18、Sr20、Sr19、Sr23、Sr25、Sr27、Sr29、Sr32和Sr34的单基因品系对供试小种中的一个或2个表现抗性。在供试的69份小麦材料中，有41份小麦品种对供试小种在苗期和成株期都表现出良好的抗性，占59.4%。进一步分子检测表明，有20个品种可能含有抗病基因Sr31，9个品种含有Sr38，4个品种含有Sr2，没有检测到含有Sr24、Sr25和Sr26的品种。研究结果为开展兼抗高致病性的Ug99及我国小麦秆锈菌抗病基因的合理利用与抗病育种提供理论依据。

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水稻条纹病毒胁迫下抗感品种的差异转录组研究 LIU Yu, LIU Wen-wen, LI Li, Frederic FRANCIS, WANG Xi-feng 2023, 22(6): 1750-1762.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.10.010 摘要 ( )   PDF   水稻条纹叶枯病是由灰飞虱（Laodelphax striatellus Fallen）传播的水稻条纹病毒（rice stripe virus, RSV）侵染所致，因其危害性严重被称为水稻的“癌症”。目前，关于RSV侵染后，抗、感水稻品种之间的分子差异以及水稻与RSV之间的相互作用的研究仍然不够充分。本文利用转录组测序技术（RNA-sequencing, RNA-Seq）分析了在RSV侵染后不同抗性水平水稻品种在转录水平上的差异。通过GO（Gene Ontology）注释鉴定到了抗、感品种在接种后2天、10天和20天后与转录因子（transcription factor, TF）、过氧化物酶（peoxidase）和激酶（kinase）相关的差异表达基因。结果表明：抗病品种中与这三类蛋白相关的差异表达基因虽然数量上比感病品种要少，但经显著性分析，在| log2(FoldChange) | > 0 & padj < 0.05的条件下，表达量呈现显著上调或下调表达趋势。通过KEGG（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes）分析，鉴定出参与抗病反应途径的差异基因，包括植物激素信号转导和植物-病原体相互作用。结果表明涉及植物激素信号转导，脱落酸（abscisic acid, ABA）负调控的抗性反应和油菜素内酯（brassinosteroids, BR）正调控的抗性反应在抗、感品种间无差异，但涉及水杨酸（salicylic acid, SA）介导和茉莉酸（jasmonic acid, JA）/乙烯（ethylene, ET）介导的抗性反应有所不同。抗、感品种在三个时间节点的差异表达基因在病原相关分子模式激发的免疫反应（PAMP-triggered immunity, PTI）和效应蛋白激发的免疫反应（Effector-triggered immunity, ETI）都存在，但感病品种的特有基因大多涉及PTI，而抗病品种涉及ETI的特有基因数量更多。以上结果揭示了RSV侵染后抗、感品种在转录水平上的差异，为阐明了水稻与RSV互作的机制奠定了基础。

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腐烂茎线虫中药材群体ITS单倍型分析 NI Chun-hui, HAN Bian, LIU Yong-gang, Maria MUNAWAR, LIU Shi-ming, LI Wen-hao, SHI Ming-ming, LI Hui-xia, PENG De-liang 2023, 22(6): 1763-1781.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.08.126 摘要 ( )   PDF   腐烂茎线虫（Ditylenchus destructor）是一种重要的检疫性病原线虫，严重危害甘薯、马铃薯和中药材等根茎类作物。该线虫的种内分化明显，根据ITS-rDNA序列差异，国外的研究将其分为A-G 7个单倍型，但主要集中于马铃薯和甘薯的线虫群体。本研究对腐烂茎线虫中药材群体ITS-rDNA序列及其RNA二级结构进行分析，以明确其单倍型分化，并通过ITS-rDNA与28S D2-D3系统发育关系、ITS-RFLR和ITS特异性引物PCR扩增进一步验证不同群体单倍型的分化。在甘肃、青海、陕西、内蒙和黑龙江等5个省，共采集当归、党参、马铃薯和甘薯的腐烂茎线虫群体43个，其中中药材群体37个。线虫群体的ITS-rDNA序列长度为727 bp-969 bp，长度差异主要表现在ITS1区串联重复序列的数量不同，且串联重复序列在ITS1二级结构中形成了稳定的茎环，即H9螺旋。依据H9螺旋结构的有无及其差异，43个群体的ITS-rDNA序列可划分为10个单倍型。与已知单倍型（A-G）对比分析，发现其中3个单倍型分别与A、B和C单倍型一致，而另外7个单倍型与已知单倍型不同，将其依次命名为H、I、J、K、L、M和N单倍型，这7个新单倍型均来源于中药材。综合本研究和已知单倍型分类体系，腐烂茎线虫中发现A-N 14个单倍型。ITS和28S系统发育分析显示，所有单倍型群体分化为两支：A单倍型为一支，B-N单倍型为另一支。对比ITS和28S系统发育树，发现A单倍型均单独聚为一支，但B-N分支不太一致，且不同单倍型系统发育关系较为混乱。ITS-RFLP和特异性引物PCR结果显示，H和A单倍型酶切图谱和特异性片段长度相同， B和C单倍型特异性片段长度相同，但其它单倍型间存在明显差异。除K单倍型不同群体间有差异外，其它单倍型的群体间无明显差异。本研究发现了腐烂茎线虫中药材群体中存在新的单倍型，并明确了不同单倍型的差异，该结果将推动茎线虫生物学的研究进展，且对中药材腐烂茎线虫病的识别和防治具有指导意义。

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甘薯小象甲侵害诱导的(Z)-3-己烯基乙酯和别罗勒烯的昼夜节律性释放激活甘薯对甘薯小象甲的防御反应 XIAO Yang-yang, QIAN Jia-jia, HOU Xing-liang, ZENG Lan-ting, LIU Xu, MEI Guo-guo, LIAO Yin-yin 2023, 22(6): 1782-1796.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.02.020 摘要 ( )   PDF   甘薯小象虫（Cylas formicarius （Fab.）（Coleoptera: Brentidae））是一种以甘薯（Ipomoea batatas（L.）Lam.（Solanales: Convolvulaceae））为食的害虫，每年造成巨大的经济损失。然而，目前还没有找到安全有效的方法来保护甘薯免受甘薯小象甲的侵害。昆虫侵害诱导的植物挥发物（HIPVs）能激活多种防御的生物活性，但它们在甘薯中的形成和防御机制仍未清晰。为了明确甘薯中合成的防御性HIPVs，我们监测了虫侵害过程中甘薯挥发物的释放动态。通过稳定同位素示踪以及转录和代谢水平的分析，揭示了候选HIPVs的生物合成途径和调控因子。最后，对候选HIPVs的抗虫活性和防御机制进行了评估。本研究表明，(Z)-3-己烯基乙酯（z3HAC）和别罗勒烯由甘薯小象甲诱导合成，具有明显的昼夜节律。本文还首次报道了Ipomoea batatas ocimene synthase（IbOS）是别罗勒烯合成路径的基因。昆虫侵害造成的损伤促进了底物 (Z)-3-己烯醇的积累，并上调了IbOS的表达，从而分别导致z3HAC和别罗勒烯含量的增加。z3HAC和别罗勒烯气体分子能激活临近植株对甘薯小象甲的防御能力。本研究提供了关于甘薯防御性挥发物的形成、调控和信号转导机制的信息，对于建立有效的甘薯小象甲防治措施具有重要意义。

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田间大豆蚜季节性种群动态的模型拟合 XU Lei, ZHAO Tong-hua, XING Xing, XU Guo-qing, XU Biao, ZHAO Ji-qiu 2023, 22(6): 1797-1808.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.02.021 摘要 ( )   PDF   大豆蚜虫是大豆生产中的最大威胁之一，其种群动态的趋势性及周期性分析对害虫综合治理（IPM）具有重要意义。本研究在对田间大豆蚜种群系统调查（2018–2020）的基础上，首次采用反Logistic模型，同时结合经典Logistic模型，描述了大豆蚜从田间定殖到绝迹的季节性种群消长规律。通过计算模型的拐点，划分了种群波动的递增和递减阶段，直观地呈现出不同年份大豆蚜虫种群的季节性变化趋势。此外，首次建立了田间大豆蚜量随时间以及相关环境因子变化的多元Logistic模型，可以根据气象数据预测对应时间下的瞬时蚜量。总体而言，本研究方法的成功运用可为实践中的大豆蚜虫IPM策略提供理论框架

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二斑叶螨抗阿维菌素近等基因系的构建及其遗传模式与适合度代价分析 ZHANG Yan, TIAN Tian, ZHANG Kun, ZHANG You-jun, WU Qing-jun, XIE Wen, GUO Zhao-jiang, WANG Shao-li 2023, 22(6): 1809-1819.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.10.012 摘要 ( )   PDF   二斑叶螨Tetranychus urticae Koch对阿维菌素的高水平抗性在中国及其他国家的田间种群中普遍存在。为阐明中国二斑叶螨田间种群对阿维菌素抗性的遗传模式、交互抗性和适合度代价，本研究将采集到的田间抗性种群经过多代与室内敏感品系IPP-SS的回交、孤雌生殖和阿维菌素筛选等过程，最终将田间二斑叶螨对阿维菌素高抗性的特征导入到敏感品系IPP-SS中，构建了一个抗阿维菌素的近等基因系NIL-Aba。与IPP-SS品系相比，NIL-Aba品系对阿维菌素的抗性为25,147倍，对联苯菊酯呈现高水平的交互抗性（288.17倍），对甲维盐为中等水平的交互抗性（42.57倍），对联苯肼酯、虫螨腈、丁氟螨酯、腈吡螨酯和乙唑螨腈为3.18-9.31倍的低交互抗性，对丙溴磷无交互抗性。NIL-Aba品系对阿维菌素抗性的遗传模式为常染色体、不完全显性遗传，且受多基因控制。基于两性生命表参数分析，NIL-Aba品系不存在适合度代价。建立二斑叶螨NIL-Aba品系可为后续对阿维菌素抗性的深入研究提供可靠基础，毒理学参数及适合度代价相关数据将有助于二斑叶螨田间种群的阿维菌素抗性治理。

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麻山药下脚料对断奶羔羊生长性能、血液参数、瘤胃发酵和瘤胃细菌群的影响 GUO Yun-xia, YANG Ruo-chen, DUAN Chun-hui, WANG Yong, HAO Qing-hong, JI Shou-kun, YAN Hui, ZHANG Ying-jie, LIU Yue-qin 2023, 22(6): 1833-1846.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.10.002 摘要 ( )   PDF   本研究选取60只健康状况良好、体重（22.68±2.56 kg）相近的雄性小尾寒羊断奶羔羊，采用完全随机区组试验设计，将60只羔羊随机分为4组，每组15只。DOW替代精料的比例分别为0% (对照组, CON)、 10%（DOW1）、 15%（DOW2）和20%（DOW3）。饲养期共63 d，预试期15 d，正试期48 d，进行羔羊生长性能、血液指标、瘤胃发酵参数和瘤胃微生物菌群的测定。结果表明，DOW2组羔羊的干物质（DMI）摄入量显著高于其他组（P<0.05）。日增重 (ADG) 随着DOW替代精料比例的增加而呈线性增加或二次效应变化（P<0.05），DOW2组羔羊的ADG较对照组更高（P<0.05）。随着DOW替代精料比例的增加，羔羊血浆GH、IGF-1和Insulin的浓度（P<0.05）呈现线性提高或二次效应变化（P<0.05）， 且DOW2组血浆激素含量显著高于对照组。随着DOW替代精料比例的增加，血浆尿素氮（BUN）的浓度（P<0.05）呈线性降低和二次效应变化。DOW替代精料可有效的调节瘤胃代谢及菌群变化。随着DOW替代精料比例的增加，瘤胃NH3-N的浓度在饲喂后0 h、4 h和8 h呈线性降低（P<0.05），在0 h和4 h时呈二次效应变化（P<0.05）；在饲喂后0 h和4 h后总挥发性脂肪酸（TVFAs）含量呈线性增加（P<0.05）；在饲喂0 h乙酸的含量呈线性增加（P<0.05），饲喂后4 h和8 h时呈二次效应变化（P<0.05）；丙酸的含量在饲喂0 h，4 h和8 h时呈线性降低，乙酸/丙酸比例在0 h，4 h和8 h均呈线性增加（P<0.05）。DOW2组瘤胃中厚壁菌门（Firmicutes）、琥珀酸菌属（Succiniclasticum）和反刍菌属（Ruminococcus_1）的相对丰度显著高于对照组，同时去铁杆菌门（Deferribacteres）、肠杆菌属（Intestinimonas）和反胃梭菌属（Ruminiclostridium）相对丰度显著低于对照组（P<0.05）。综上所述，麻山药下脚料可改善饲料适口性，增加DMI，进而调控瘤胃微生物菌群变化，提高瘤胃发酵效率，促进羔羊生长，在本试验条件下，综合生长性能、血液指标及瘤胃发酵参数，麻山药下脚料的适宜添加比例为15%。本试验首次对麻山药下脚料作为饲料原料对羔羊生长性能及瘤胃发酵参数进行了研究，为降低养殖成本，提高养殖效益，同时对农业废弃物的饲料化利用提供了思路。

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饲粮黄曲霉毒素B1可能通过促进黑色素合成相关基因的表达，诱导鸡胫部真皮层黑色素异常沉积 WANG Yong-li, HUANG Chao, YU Yang, CAI Ri-chun, SU Yong-chun, CHEN Zhi-wu, ZHENG Maiqing, CUI Huan-xian 2023, 22(6): 1847-1856.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.04.001 摘要 ( )   PDF   三黄鸡是中国的优质地方鸡品种，因黄羽、黄爪和黄喙得名。然而，三黄鸡黄胫变“青胫”的异常现象一直是人们关注的问题，它严重降低了黄羽肉鸡的胴体质量和经济效益。在本研究中，首先系统地调查了鸡小腿异常肤色的原因。生理学解剖显示，鸡胫部皮肤异常主要是由于真皮下的黑色素沉积引起的。通过分析遗传（谱系和遗传标记）、环境（水质监测）和饲料成分（真菌毒素检测）等多种潜在原因，发现饲料中黄曲霉毒素B1(AFB1)严重超标，会伴随较高的L-2羟基苯丙氨酸（L-DOPA）（P<0.05）和黑色素含量（P<0.01）。因此推测过量的AFB1可能是导致小腿皮肤异常绿色的主要原因。 随后，进一步的结果表明，与正常的AFB1含量（<10μg kg-1）相比，高浓度的AFB1（>170μg kg-1）确实诱导了小腿胫部的异常皮肤颜色，且与黑色素沉积相关的MC1R和EDN3基因显著上调（P<0.01），酪氨酸酶（TyR）的含量和活性也显著增加（P<0.05）。同时，L-DOPA的含量和黑色素沉积也显著增加（P<0.01）。这也证实了过量AFB1对小腿皮肤黑色素沉积的影响。进一步的实验结果表明，AFB1对小腿皮肤黑色素沉积的负面影响可能会持续更长时间，不易消除。总之，本研究的结果解释了鸡小腿中异常AFB1相关青胫的发生及其可能机制。饲粮中过量的AFB1可能通过促进TyR含量和活性以及黑色素合成相关基因的表达，增加了鸡小腿中的L-DOPA含量和黑色素异常沉积。我们的研究结果有助于再次预警肉鸡生产中黄曲霉毒素B1危害。

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从粪便宏基因组深入了解脉冲式抗生素给药对鸡肠道和菌群的影响 ZHAO Ruo-nan, CHEN Si-yuan, TONG Cui-hong, HAO Jie, LI Pei-si, XIE Long-fei, XIAO Dan-yu, ZENG Zhen-ling, XIONG Wen-guang 2023, 22(6): 1857-1869.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.11.006 摘要 ( )   PDF   抗生素耐药性已成为威胁人类健康的全球性问题。抗生素被广泛应用于肉鸡养殖从而影响它们的肠道微生物组和耐药组。为了更好地了解对农场动物持续性给药是如何改变微生物生态的变化，我们采用宏基因组的方法，研究脉冲式抗生素给药对肉鸡粪便微生物群、耐药基因（ARGs）及其宿主的影响。肉鸡分别接受三次连续五天的阿莫西林、金霉素、氟苯尼考单独给药和三种药的联合给药。结果显示，给药氟苯尼考能显著增加耐药基因floR和mcr-1的丰度，而给药阿莫西林则显著增加编码AcrAB-tolC外排泵的相关基因，如marA、soxS、sdiA、rob、evgS and phoP。这三种抗生素给药都显著增加微生物群中变形菌门的丰度。我们推测，耐药基因宿主埃希菌属丰度的上升，主要是由于在脉冲式抗生素给药下，其携带了β-内酰胺类、氯霉素和四环素耐药基因。这些结果表明，脉冲式阿莫西林、金霉素、氟苯尼考或三种药物的联合给药都能显著提高微生物群中变形菌门的丰度，而且会增加特定耐药基因的丰度。耐药基因大类主要由多重耐药基因组成，并且在抗生素处理的组别中，多重耐药基因的丰度与耐药基因总丰度具有很强的相关性。本研究对经脉冲式抗生素给药的鸡的粪便微生物群和耐药组的改变提供了全面的见解。

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优化秸秆隔层措施提高了盐碱土壤剖面中有机碳和全氮含量：基于连续四年的田间试验 CHANG Fang-di, WANG Xi-quan, SONG Jia-shen, ZHANG Hong-yuan, YU Ru, WANG Jing, LIU Jian, WANG Shang, JI Hong-jie, LI Yu-yi 2023, 22(6): 1870-1882.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.02.025 摘要 ( )   PDF   土壤盐渍化是限制干旱区农业生产的一个重要环境问题。将秸秆深还田至地表下40 cm处形成生物质隔层是抑制土壤返盐的有效措施之一，然而，不同用量的秸秆隔层对盐碱土壤剖面有机碳（SOC）和总氮（TN）的遗留效应的影响尚不明确。因此，本研究基于四年（2015-2018年）的不同用量（即0、6、12和18 Mg·ha-1）秸秆隔层处理田间定位试验，分析了秸秆隔层措施对盐碱土壤剖面中有机碳和全氮含量的影响。结果表明：与无秸秆隔层（CK）相比，秸秆隔层处理的20-40 cm和40-60 cm土层SOC含量分别增加了14-32%和11-57%，TN含量分别增加了8-22%和6-34%，SOC含量的增幅高于TN含量，从而20-60 cm土层的C：N比增加。与CK相比，秸秆隔层处理的20-60 cm土层SOC和TN含量的显著增加，导致了土壤层化率（0-20: 20-60 cm）的下降，促进了SOC和TN在土壤剖面上的均匀分布。此外，SOC和TN含量均随秸秆隔层用量的增加而增加，同时秸秆隔层处理有效的水盐调控效果显著提升向日葵产量。综合比较，12 Mg·ha-1的秸秆隔层处理SOC、TN和C:N比相对较高，土壤层化比率较低。以上结果表明，秸秆隔层措施在改善盐碱地底层土壤肥力方面有很大潜力，其遗留效应至少能维持4年

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4R养分管理显著减少集约化作物种植体系氨排放并提高作物产量 2023, 22(6): 1883-1895.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.12.008 摘要 ( )   PDF   减少氨排放是提高大气环境质量的重要途径之一，农田是全球重要的氨排放来源，合理的农田管理是减少氨排放并获得较高目标产量的基础。本研究基于不同施肥措施的冬小麦-夏玉米轮作长期定位试验，定量氨排放、作物产量和土壤肥力变化，研究全面实施4R养分管理能否显著降低土壤氨排放至较低水平，并研究4R养分管理与有机肥投入的交互作用。结果表明，与传统的高施氮量化肥处理相比，4R养分管理显着降低氨排放量至6 kg N ha-1 yr-1（排放因子1.72%），同时维持较高的籽粒产量（12.37 Mg ha-1 yr-1）和土壤肥力（土壤有机碳7.58 g kg-1)。将4R养分管理与有机肥结合，其NH3排放量（7 kg N ha-1 yr-1）和排放因子（1.74%）与4R养分管理相当，同时粮食产量和土壤有机碳分别增加到14.79 Mg ha-1 yr-1 和10.09 g kg-1。与传统的高施氮量化肥处理相比，部分有机肥替代不仅显著减少NH3排放，而且还提高作物产量和土壤肥力，而秸秆还田对NH3排放无显著影响。本研究结果强调了通过将4R养分管理与有机肥投入相结合实现碳氮耦合，能够同时实现较高的作物产量和低的环境代价。

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硝铵混合供氮增强氮素吸收和同化能力是促进苗期玉米生长的驱动力 WANG Peng, WANG Cheng-dong, WANG Xiao-lin, WU Yuan-hua, ZHANG Yan, SUN Yan-guo, SHI Yi, MI Guo-hua 2023, 22(6): 1896-1908.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.04.037 摘要 ( )   PDF   与单独供硝（NO3-）或者单独供铵（NH4+）相比，混合供氮能够促进苗期玉米的生长。前期研究表明，混合供氮不仅可以提高玉米的光合效率，还可以促进地上部生长素的合成来增强叶片生长，进而为碳和氮的利用构建一个较大的库。然而，该过程是否依赖于氮的吸收还尚不清楚。在此，将玉米幼苗在具有三种供氮形态（单独供硝，75/25硝铵比和单独供铵）的水培实验中进行生长。结果表明，在0-3天，混合供氮下玉米生长速率和地上部含氮量与单独供硝处理间无显著差异，在6-9天，混合供氮下玉米生长速率和地上部含氮量显著高于单独供硝处理。于此同时，虽然混合供氮条件下15NO3-与15NH4+的瞬时吸收速率较单独供硝和单独供铵相比皆有所下降，但混合供氮在6-9天具有最高的总氮吸收速率。QRT-PCR结果表明，长期混合供氮条件下根系N吸收的增加可能与长期处理下NO3-转运蛋白基因（例如ZmNRT1.1A， ZmNRT1.1B，ZmNRT1.1C， ZmNRT1.2和ZmNRT1.3）的高表达或铵转运蛋白基因（例如ZmAMT1.1A）的高表达有关，尤其是后者。此外，与单独供硝处理相比，混合供氮处理下植株地上部与根系中具有较高的谷氨酰胺合酶（GS）活性以及氨基酸含量。硝酸还原酶酶（NR）和GS酶抑制剂实验进一步证明了混合供氮情况下氮的同化能力对于玉米生长促进是至关重要的。该研究证明了混合供氮能够促进氮素吸收并进一步促进了氮的同化，而该过程可能是促进玉米上生长的主要驱动力。

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不确定厌恶与农户创新种子采纳：来自中国农村田野实验的证据 WU Hai-xia, SONG Yan, YU Le-shan, GE Yan 2023, 22(6): 1928-1944.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.04.004 摘要 ( )   PDF   基于黄土高原705位小麦种植农户的微观调查数据，本文采用田野实验的方法，实证分析了不确定厌恶对农户创新种子采纳的影响。研究结果表明，农户普遍是模糊厌恶与风险厌恶的，模糊厌恶和风险厌恶水平越高的农户，采纳小麦创新种子的可能性越低，且风险厌恶处于主导地位；农户信息获取水平的提高将缓解模糊厌恶对小麦创新种子采纳的负向影响，而银保互动有助于缓解风险厌恶对小麦创新种子采纳的阻碍作用；异质性分析表明受教育程度和收入较低的农户，其模糊厌恶和风险厌恶对农户采纳小麦创新种子的抑制效应更为显著。政府可从事前和事后两方面构建相关保障机制，以帮助农户更好应对生产过程中的各种不确定性，进而改善其模糊厌恶和风险厌恶态度，以提高农户对新技术的采纳率。

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非洲猪瘟病毒p30蛋白线性抗原表位的鉴定 YU Si-hui, SHAN Zhao-meng, YANG Jing-jing, LIU Yi-ning, WU Chang-de, ZHANG Zhen-jiang, ZHU Yuan-mao, MENG Bo, ZHAN Jia-xing, WEN Xue-xia, ZHANG Ying 2023, 22(6): 1945-1949.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.04.012 摘要 ( )   PDF   非洲猪瘟（ASF）的持续流行严重威胁全球养猪业的健康发展。该病目前缺乏可应用于临床的疫苗和药物，因此，早期的精准检测对于ASF的有效防控至关重要。p30蛋白在病毒感染早期表达，免疫原性较好且诱导产生抗体水平较高，这些特性使其成为较为理想的非洲猪瘟病毒（ASFV）检测靶点之一。本研究以原核表达的p30蛋白为免疫原，制备了两株可稳定分泌针对ASFV p30蛋白的单克隆抗体（mAb）细胞株，分别命名为4F2和7F3。利用Western blotting和间接免疫荧光实验鉴定两株单克隆抗体均能识别病毒感染。亚型鉴定结果显示，4F2和7F3的重链分别为IgG1和IgG2b，轻链均为κ链。随后，通过原核表达一系列截短p30蛋白鉴定4F2和7F3识别的抗原表位。经5轮截短和Western blotting实验鉴定，最终确定4F2和7F3识别的最短抗原表位分别为118SFETL122和76EHQAQEEWNMILHV89。在此基础上，进一步分析两个抗原表位在不同毒株p30蛋白序列中的保守性。序列比对结果表明，GenBank数据库中所有p30蛋白序列均包含118SFETL122 ，而另一抗原表位76EHQAQEEWNMILHV89则在非洲以外地区分离的毒株中保守。本研究制备的两株单克隆抗体及鉴定的抗原表位可为检测方法的开发提供材料和基础，同时也可为病毒致病机理和免疫机制等基础研究提供工具。