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2023年, 第22卷, 第8期
刊出日期：2023-08-20 上一期   

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MATE转运蛋白基因中单核苷酸的替换调控了大麦叶隔期和矮秆多节表型 GUO Bao-jian, SUN Hong-wei, QI Jiang, HUANG Xin-yu, HONG Yi, HOU Jian, LÜ Chao, WANG Yu-lin, WANG Fei-fei, ZHU Juan, GUO Gang-gang, XU Ru-gen 2023, 22(8): 2295-2305.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.02.006 摘要 ( )   PDF   在高等植物中，茎尖分生组织以规则的间隔（叶序）和时间（叶间期）生成侧生器官。对叶序和叶间期相关突变体分析将加深对植物茎尖结构发育机制的理解。本研究中，扬农啤5号EMS诱变获得一个出叶速率变快、节间数目增多和矮化突变体，命名为mnd8ynp5。利用图位克隆的方法，mnd8基因定位于5H染色体长臂6.7kb的基因组区间。序列分析表明，HORVU5Hr1G118820在第一个外显子953位发生了C到T单核苷酸突变，导致编码蛋白第318位氨基酸由丙氨酸（Ala）变为缬氨酸（Val）。HORVU5Hr1G118820作为MND8基因的候选基因，编码514个氨基酸，包含两个多药和有毒化合物挤压结构域（MATE），与玉米Bige1高度同源，具有通过控制叶片起始速率来调控植物发育的保守功能。现代大麦品种单倍型分析表明，Hap-1是被全世界大麦育种中应用的主要单倍型。总之，mnd8ynp5作为HORVU5Hr1G118820基因的新等位基因，调控了大麦叶间期和矮秆多节表型。

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转录组和脂质组联合分析揭示棉花纤维中低K+信号缓解缺Ca2+效应的机制 GUO Kai, GAO Wei, ZHANG Tao-rui, WANG Zu-ying, SUN Xiao-ting, YANG Peng, LONG Lu, LIU Xue-ying, WANG Wen-wen, TENG Zhong-hua, LIU Da-jun, LIU De-xin, TU Li-li, ZHANG Zheng-sheng 2023, 22(8): 2306-2322.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.01.002 摘要 ( )   PDF   Ca2+离子在维持细胞壁以及细胞膜的完整性中具有重要作用，是植物生长和发育中必不可少的矿质营养元素之一。解析Ca2+离子在糖代谢和脂代谢中的作用能够为理解棉花纤维快速伸长阶段细胞膜和细胞壁的动态变化提供有意义的参考。本研究利用胚珠培养系统发现缺Ca2+会促进纤维和胚珠细胞的膨大，但同时也会诱导组织的褐化。RNA-seq差异表达基因分析发现缺Ca2+使细胞处于一个较高的氧化态，并且激活与糖代谢和脂代谢相关的基因的表达。尤其以糖酵解途径变化最为显著，其代谢途径中的9个酶相关的基因上调表达，缺Ca2+处理细胞中的葡萄糖含量显著下降，改变了糖酵解途径的流动。低K+能够恢复缺Ca2+诱导糖酵解途径相关基因的表达以及葡萄糖的含量。采用电喷雾电离串联质谱技术检测了不同Ca2+、K+离子处理条件下细胞中脂质组成分的动态变化。缺Ca2+处理细胞中自由脂肪酸（FA）、二酰甘油（DAG）和糖脂含量降低，三酰甘油（DAG）磷脂酰乙醇胺（PE）、磷脂酰甘油（PG）、磷脂酰胆碱（PC）含量增加。低K+与缺Ca2+的互作信号能够恢复FA、磷脂、糖脂含量至正常水平，有效缓解缺Ca2+效应。本研究通过在转录和代谢水平的比较分析，揭示了Ca2+和K+信号互作在维持纤维快速伸长过程中糖酵解和脂代谢中发挥着重要作用。

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一个调控花生荚果形状的稳定主效数量性状位点 ZHANG Sheng-zhong, HU Xiao-hui, WANG Fei-fei, CHU Ye, YANG Wei-qiang, XU Sheng, WANG Song, WU Lan-rong, YU Hao-liang, MIAO Hua-rong, FU Chun, CHEN Jing 2023, 22(8): 2323-2334.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.02.005 摘要 ( )   PDF   荚果形状是影响花生荚果制品市场价值的重要可遗传性状。为探索该性状内在遗传机制，本研究基于图像分析考察了影响荚果性状的6个组分性状，包括荚果长度、荚果宽度、荚果长宽比、荚果圆度、果喙明显度和缢缩明显度。对含有181个家系的重组自交系群体进行了三个不同环境下的表型测定。结果表明，该群体的6个组分性状均表现为连续分布和超亲遗传，且各组分性状之间表现为不同程度相关性，广义遗传率变异范围为0.87-0.95。数量性状位点（QTL）分析共鉴定到26个加性QTL，分别解释3.79%~52.37%的表型变异。在花生第2染色体上发现一个可调控多个组分性状的稳定主效遗传位点。该位点覆盖10.81 Mb物理区间，包含543个潜在基因，生物信息学分析对候选基因进行了预测。本研究还针对6个组分性状鉴定到73对上位性互作（涉及92个遗传位点），分别可解释0.94%-6.45%表型变异。以上研究结果为荚果形状相关基因的图位克隆与分子标记辅助育种提供了重要研究基础。

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MYB转录因子的系统分析及LuMYB216在亚麻花花色苷生物合成调控中的作用 XIE Dong-wei, LI Jing, ZHANG Xiao-yu, DAI Zhi-gang, ZHOU Wen-zhi, SU Jian-guang, SUN Jian 2023, 22(8): 2335-2345.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.04.046 摘要 ( )   PDF   花色苷是影响植物颜色和营养品质的重要色素。MYBs在植物花色苷的合成和积累中起着重要作用。然而，MYB转录因子在亚麻花的花色苷合成中的调节作用尚不清楚。在本研究中，从亚麻基因组中共鉴定出402个MYB转录因子，这些MYB成员在15条染色体上分布不均。其中，R2R3-LuMYB成员被分为32个亚家族。实时荧光定量（qRT-PCR）分析显示，进化树相邻亚家族中的7个R2R3-LuMYB基因具有相似的表达模式，其中LuMYB216在不同颜色的花瓣中高度表达。此外，对LuMYB216在亚麻中进行基因编辑后，观察到突变体植物的花瓣颜色、花药颜色和种皮颜色明显浅于野生型植株。测定lumyb216突变体植株的花瓣和种皮的花色苷，发现含量较野生型显著降低。相关分析表明，LuMYB216与其上游调控因子bHLH30共表达，且显著正相关。本研究系统分析了亚麻中的MYB基因家族，为研究LuMYB216在亚麻花的花色苷合成中的调控奠定了基础。

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Bt性状对转基因水稻的生长特性和杂草竞争力的影响 WANG Kang-xu, ZHANG Ke-rou, CAO Cou-gui, JIANG Yang 2023, 22(8): 2346-2358.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.01.001 摘要 ( )   PDF   转基因逃逸可能会导致外源基因基因漂移逃逸到非转基因作物及其野生近缘种，形成野生转基因群体，进而与杂草竞争生存空间，引起生态风险。目前，尚不清楚苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis, Bt)基因在转基因水稻中的表达是否会改变转基因水稻与杂草之间的关系并导致不良的环境后果。通过田间试验，研究了转基因Bt水稻在无除草剂和控制鳞翅目害虫的环境下的杂草竞争力，并评估了Bt水稻的生态风险。结果表明，与移栽水稻相比，杂草-水稻的竞争在直播水稻中出现更早、更严重，导致直播水稻的生物量和产量显著下降。然而，在常规品种中，相同栽培方式下的Bt水稻与非Bt水稻的产量差异不显著。在生长前期和成熟期，常规品种的Bt水稻的杂草数量、杂草覆盖率和杂草多样性指数显著高于非Bt水稻，特别是在直播水稻小区中，说明Bt性状不会增加转基因水稻的杂草竞争力，也没有对杂草多样性产生不利影响。在杂交品种中，虽然不同杂交稻品系之间的籽粒产量和杂草发生数量存在差异，但是这些指标在Bt和非Bt杂交水稻之间差异不显著。杂交稻小区中昆虫的数量随着杂草数量的增加而增加，但是Bt和非Bt杂交水稻的昆虫数量和多样性无显著差异。因此，转基因Bt水稻的生态风险与非Bt水稻相当。

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延迟播期对小麦不同穗粒位粒数、粒重和蛋白质含量的影响 CHU Jin-peng, GUO Xin-hu, ZHENG Fei-na, ZHANG Xiu, DAI Xing-long, HE Ming-rong 2023, 22(8): 2359-2369.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.02.002 摘要 ( )   PDF   业已证明，延迟播期显著影响小麦产量、产量构成因素和籽粒蛋白质含量。然而，延迟播期对小麦不同穗粒位粒数、粒重和蛋白质含量的影响尚不明确。本研究以冬小麦品种山农30为试验材料，在2019-2022年连续2个小麦生育季，分别设置10月8日（正常播期）和10月22日（延迟播期）2个播期，研究了小麦不同穗粒位粒数、粒重和蛋白质含量在播期间的差异。研究结果表明，延迟播期增加了13C同化物向穗部，尤其是顶部穗位和各小穗远端粒位的分配，进而提高了各穗位结实粒数，其中上部穗位增幅最高，基部和中部穗位次之。延迟播期对基部和中部穗位强势粒结实粒数均无显著影响，但显著提高了上部穗位强势粒结实粒数和各穗位弱势粒结实粒数。各穗粒位平均粒重在两播期间无显著差异，这主要与延迟播期后各穗粒位结实粒数的增幅与13C同化物分配量的增幅相近有关。延迟播期提高了单位面积粒数但籽粒氮素积累量保持不变，进而降低了籽粒蛋白质含量，其中基部穗位降幅最高，中部和顶部穗位次之，但蛋白质含量的降幅在强势粒和弱势粒之间并无显著差异。综上所述，播期延迟2周可通过增加顶部穗位和各穗位远端粒位结实粒数进而提高穗粒数和产量，但单位面积粒数的增加和氮素吸收量的不足导致了各穗粒位籽粒蛋白质含量的降低。

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水分缓解玉米灌浆期高温对光合作用影响的田间研究 WANG Xing-long, ZHU Yu-peng, YAN Ye, HOU Jia-min, WANG Hai-jiang, LUO Ning, WEI Dan, MENG Qing-feng, WANG Pu 2023, 22(8): 2370-2383.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.02.012 摘要 ( )   PDF   通过灌溉提高土壤含水量（SWC）是一种潜在、有效的缓解高温胁迫的调控措施。在提高土壤含水量缓解高温影响的过程中，田间条件下基于叶绿素荧光的光合特性响应受到了有限的关注。本研究在华北平原开展了2年田间试验（2019-2020年），以郑单958（ZD958）和先玉335（XY335）为材料，在灌浆期设置三个试验处理（正常生长条件（CK）、大田升温（H）和大田升温+水分调控（HW）），研究田间高温对玉米冠层光合的影响及水分调控效应。与H处理相比，HW处理下冠层温度降低1-3℃，净光合速率（Pn）提高20%。此外，HW处理显著提高了两个品种的实际光合速率（Phi2）、线性电子流（LEF）、可变荧光（Fv）和最大光能转换效率（Fv/Fm）。同时，发现两个品种对叶绿素荧光的响应存在差异。HW处理显著提高了ZD958的类囊体质子电导率（gH+）和最大荧光（Fm），提高了XY335的叶绿体ATP合酶质子电导率（vH+）和最小荧光（F0）。结构方程分析进一步表明，土壤水分含量与Pn、LEF和Fv/Fm呈显著正相关。提高土壤水分含量可通过延缓叶片衰老，延长光合作用有效时间，改善Phi2、LEF、Fv和Fv/Fm，提高叶片光合能力。综合本研究结果表明，提高SWC以增强灌浆期叶片光合作用，是玉米生产中适应气候变暖的一项重要技术措施。

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SlTPP4增强盐胁迫下根的形态发育参与ABA-介导的番茄耐盐性 DU Dan, HU Xin, SONG Xiao-mei, XIA Xiao-jiao, SUN Zhen-yu, LANG Min, PAN Yang-lu, ZHENG Yu, PAN Yu 2023, 22(8): 2384-2396.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.07.015 摘要 ( )   PDF   提高作物的耐盐性已是当前作物育种研究的主要方向之一，而植物根系在抵御高盐胁迫中起着重要作用。在本研究中，我们发现番茄海藻糖-6-磷酸磷酸酶基因（SlTPP4）主要在根系中表达，且其表达受脱落酸（ABA）和盐胁迫的诱导。进一步功能研究发现在番茄中超表达SlTPP4可以增强植株对盐胁迫的耐受性，表现出更好的生长态势。对其耐盐机制研究表明SlTPP4超表达株系中糖代谢途径以及盐胁迫相关基因的表达增强，此外，ABA合成途径相关基因的表达也升高，同时ABA信号转导途径相关基因的表达也发生了显著变化。进一步的深入解析发现SlTPP4能调控盐胁迫下根内皮层凯氏带的发育，减少有害离子非质外体途径的摄入进而提高植物对盐胁迫的耐受性。综上，本研究初步探明了SlTPP4介导耐盐性的生物学功能及机制，为耐盐番茄的育种提供了理论支撑。

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基于生理和转录组解析褪黑素提高杜鹃花热耐受的机制 XU Yan-xia, ZHANG Jing, WAN Zi-yun, HUANG Shan-xia, DI Hao-chen, HE Ying, JIN Song-heng 2023, 22(8): 2397-2411.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.07.005 摘要 ( )   PDF   杜鹃花是杜鹃花属的总称，是具有很高的观赏和经济价值的著名木本植物。热胁迫是影响杜鹃花生长的主要环境因子。褪黑素近年来被报道可以缓解非生物胁迫对植物的影响。然而，褪黑素在杜鹃花中的作用尚不清楚。本研究探讨了褪黑素对热胁迫下杜鹃花的影响及其潜在机制。叶绿素荧光结果表明，喷施200 µmol L-1褪黑素对杜鹃花抵抗热胁迫效果最佳。为了阐明褪黑素如何限制高温的不利影响，本研究分别在25、35和40°C处理下分析了杜鹃花叶片中褪黑素含量、光合参数、Rubisco酶活性和ATP含量。结果表明，与对照相比，外源喷施褪黑素提高了杜鹃花叶片中褪黑素含量、热应激下的电子传递速率、光系统II和I活性、Rubisco酶活性和ATP含量。转录组分析结果表明，许多热胁迫下的差异表达基因富集在光合作用途径，这些基因中的大部分均在热处理后下调表达，且在无褪黑素处理的植株中下调幅度大于外源喷施褪黑素处理的植株。本研究鉴定出RhPGR5A、RhATPB、RhLHCB3和RhRbsA作为关键基因。综合以上结果，我们推测褪黑素通过调控包括RhRbsA在内的特定基因的表达，促进光合电子传递，提高卡尔文循环酶活性，增加ATP的产生，由此提高了热应激下的光合效率和CO2同化能力。因此，施用外源褪黑素可提高杜鹃花对热胁迫的耐受性。

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不同组织、品种和种植地点对大豆内生微生物群落的影响 YANG Hong-jun, YE Wen-wu, YU Ze, SHEN Wei-liang, LI Su-zhen, WANG Xing, CHEN Jia-jia, WANG Yuan-chao, ZHENG Xiao-bo 2023, 22(8): 2412-2425.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.01.006 摘要 ( )   PDF   内生微生物可以帮助植物获得营养物质，抑制病原菌等生物和非生物胁迫，是影响植物生长、营养和健康的关键因素之一；然而，对于田间条件下存在于大豆不同组织中的细菌和真菌微生物群落的组成及影响因素，仍缺乏足够的了解。本研究以大豆为研究对象，对16S rRNA和ITS特定区段的PCR扩增子进行高通量测序，探究不同组织（根、茎、叶和荚）、不同品种（安豆203、荷豆12、山宁16和中黄13）以及不同地理位置（济宁、宿州和徐州）对大豆内生细菌和真菌群落组成及多样性的影响。结果表明，不同组织之间的内生微生物群落差异明显，根部内生细菌和真菌群落的组成及多样性显著区分于地上部的茎、叶和荚；供试品种间茎部的细菌群落和叶部的真菌群落组成差异最大；试验地点显著影响各个器官中的细菌群落组成，其中对根茎部的影响比叶荚部更强，而对于真菌群落组成，茎叶部所受影响比根荚部更明显。此外，与大豆病害相关的微生物丰度在不同组织和品种间存在差异（如：镰刀菌在根部丰度更高，而链格孢菌在叶部丰度更高），可能与这些微生物在寄主中的生态位以及寄主的抗感性有关。微生物群落组成与多样性的系统分析将有助于植物保护技术的发展，从而有益于大豆健康。

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气候变化情景下中国新发马铃薯害虫窄缘施夜蛾的潜在地理分布识别 XIAN Xiao-qing, ZHAO Hao-xiang, GUO Jian-yang, ZHANG Gui-fen, LIU Hui, LIU Wan-xue, WAN Fang-hao 2023, 22(8): 2441-2455.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.08.023 摘要 ( )   PDF   农作物害虫的传播扩散和气候变化下农作物和害虫之间复杂的相互作用威胁着全球粮食安全。窄缘施夜蛾是中国南方新发的马铃薯害虫，在中国马铃薯产区造成马铃薯减产和质量下降，对窄缘施夜蛾的早期预警监测可以对中国的农业生产起到保护作用。本研究利用最优的MaxEnt模型识别气候变化情景下窄缘施夜蛾在中国的潜在地理分布区，为预防窄缘施夜蛾造成进一步危害提供基础。研究结果表明，最优的MaxEnt模型准确性高于默认设置的MaxEnt模型。最冷月最低温度，最干月降水量，最冷季度降水量和人类影响指数对窄缘施夜蛾的潜在地理分布有着显著的影响。窄缘施夜蛾的高度和中度适宜生境主要位于中国东部和南部地区。气候变化情景下，窄缘施夜蛾在中国的潜在地理分布区将会缩小，主要表现为高度适宜生境转化为中度适宜生境。从现代气候条件下到2030年，窄缘施夜蛾的潜在地理分布中心呈向东北方向和高纬度地区迁移的趋势。马铃薯种植区的田间覆膜为窄缘施夜蛾的生存提供了有利的微气候，我们应更加重视窄缘施夜蛾的早期预警工作，防止其在中国冬种马铃薯区域进一步扩散。

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天敌昆虫——龟纹瓢虫（鞘翅目：瓢虫科）中国种群的 遗传变异和种群历史动态 WANG Meng-qi, ZHANG Hong-rui, XI Yu-qiang, WANG Gao-ping, ZHAO Man, ZHANG Li-juan, GUO Xian-ru 2023, 22(8): 2456-2469.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.08.025 摘要 ( )   PDF   龟纹瓢虫（鞘翅目：瓢虫科）在中国是一种自然天敌昆虫，捕食范围广泛，常用于害虫治理。然而其在中国区域内遗传模式（遗传变异、种群结构和历史动态）还不清楚，从而阻碍了害虫生物防治的发展进程。种群遗传数据对于天敌生防过程中不同阶段策略的优化具有很大潜力。本研究通过收集中国区域内30个采样区域的462头龟纹瓢虫样本，采用23对微卫星和线粒体COI分子标记，开展了该种的群体遗传工作。微卫星数据显示龟纹瓢虫具有中等水平的遗传多样性，线粒体基因则显示出高水平的遗传多样性。与长江流域种群相比，黄河流域种群具有更高的遗传分歧。龟纹瓢虫中国种群未形成显著的地理种群结构，但存在群体分化的迹象，这可能与种群间频繁的基因交流有关。种群经历瓶颈后出现扩张，寄主植物——害虫——天敌之间的三级营养关系是种群扩张的重要因素。种群遗传研究在害虫生物防治过程中发挥着重要作用，本研究通过估测种群遗传多样性、种群遗传差异和推测种群历史动态，为有效利用天敌昆虫提供重要的遗传信息。

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NlMIP和Gαi/q偶联受体NlA10的结合促进雌性褐飞虱腹部振动的产生 SU Qin, LÜ Jun, LI Wan-xue, CHEN Wei-wen, LUO Min-shi, ZHANG Chuan-chuan, ZHANG Wen-qing 2023, 22(8): 2470-2482.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.02.028 摘要 ( )   PDF   对于某些性成熟昆虫（包括褐飞虱）而言，腹部振动（abdominal vibration，AV）是交配过程的启动信号，对成功交配至关重要。目前，关于调控AV的遗传和分子机制的研究很少。我们以往与AV相关的转录组学研究表明，肌抑制肽（myoinhibitory peptide，NlMIP）是调控雌性褐飞虱AV的潜在基因，但其对AV的调控机制尚未报道。本文证实了NlMIP参与调控雌性褐飞虱的AV和交配行为。当NlMIP的敲低效率为59.00%时，雌性褐飞虱在1小时内产生AV的频率和交配成功率分别下降了38.89%和61.11%。此外，6条NlMIP成熟肽也能够调控雌性褐飞虱AV的产生及其交配行为，其中NlMIP2的作用最强。基于系统发育树分析和NlMIP成熟肽能有效激活A家族神经肽G蛋白偶联受体10（A-family neuropeptide GPCR 10，NlA10）的结果表明NlA10是NlMIP的潜在受体。NlA10被敲低后，雌性褐飞虱1小时内产生AV的频率和交配成功率分别下降了28.89%和43.33%。当NlA10被NlMIP2激活时，NlA10偶联到Gαi/q信号通路，从而抑制下游AC/cAMP/PKA，并激活PLC/Ca2+/PKC信号通路，进而级联激活MEK1/2介导ERK1/2的磷酸化，最终调控雌性褐飞虱的AV。这些结果为通过干扰雌性褐飞虱的AV进行害虫防治提供了依据。

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鉴定新型反义长链非编码RNA APMAP-AS调节猪脂肪生成分化和炎症反应 ZHANG Lin-zhen, HE Li, WANG Ning, AN Jia-hua, ZHANG Gen, CHAI Jin, WU Yu-jie, DAI Chang-jiu, LI Xiao-han, LIAN Ting, LI Ming-zhou, JIN Long 2023, 22(8): 2483-2499.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.11.005 摘要 ( )   PDF   脂肪沉积是猪最重要的经济性状之一，是猪遗传学研究和育种工作中关注的焦点，其分子调控机制一直被视为猪分子育种重要研究内容。猪的生理结构、器官大小、代谢特征以及脂肪的生理解剖位置与人类更为相似，脂肪易沉积、易解剖和易获取，这使得猪成为研究不同内脏脂肪组织结构与功能的理想选择。长链非编码RNA (long non-coding RNA, lncRNA)是一类具有重要基因调控功能的RNA分子，在多种生物学过程中起着重要作用。随着对lncRNAs研究的深入，人们发现它不仅影响脂肪细胞的合成，还对脂肪过度沉积伴随的肥胖和代谢综合征相关的全身低度炎症具有调节作用。然而，lncRNAs对猪的内脏脂肪组织沉积过程中的调控作用还有待进行进一步研究。因此，本研究以成年雌性巴马猪（2年）为研究对象，分两组进行基础饮食和高脂饮食饲喂后，通过转录组测序技术对两组个体的内脏脂肪（腹膜后脂肪）进行测序。通过分析两组样本的测序数据，筛选了差异表达的lncRNAs，在细胞水平上进行lncRNAs的功能验证。在这里，我们在猪的基因组中发现了一个新的反义转录物，命名为APMAP-AS，由脂肪细胞膜相关蛋白（APMAP）转录而成。与对照组猪相比，APMAP-AS和APMAP在肥胖猪的腹膜后脂肪中高度表达。利用猪骨髓间质干细胞的脂肪分化模型，我们发现APMAP-AS对脂肪形成成分化有积极的调节作用。同时，APMAP-AS促进了脂质代谢并抑制了炎症因子的表达。APMAP-AS有可能与APMAP形成一个RNA-RNA双链，并增加APMAP mRNA的稳定性，从而起到正向调控猪体内APMAP表达的作用。这些结果表明，APMAP-AS通过顺式作用调节APMAP基因的表达，从而影响脂肪沉积、脂质代谢和巴马猪腹膜后脂肪组织的免疫反应。APMAP-AS是一种适应性机制，在肥胖期间促进脂肪组织的健康重塑并维持代谢平衡。这些与脂质合成相关的调控基因的天然反义转录物的发现，可能会进一步加深我们对lncRNAs在驱动适应性脂肪组织重塑和维护代谢健康方面的理解。

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从中国某鸭场中鉴定出blaIMI介导的碳青霉烯类耐药肠杆菌属细菌 HUANG Hong-hao, LU Yi-xing, WU Su-juan, MA Zhen-bao, ZENG Dong-ping, ZENG Zhen-ling 2023, 22(8): 2500-2508.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.06.013 摘要 ( )   PDF   近年来，碳青霉烯耐药肠杆菌成为了一个威胁临床抗生素治疗的问题。肠杆菌属细菌作为腐生多宿主细菌，在环境、畜禽和人之间广泛存在，调查畜禽养殖生产过程中的碳青霉烯耐药肠杆菌属细菌，对预防和遏制肠杆菌属细菌碳青霉烯类耐药具有重要意义。 本研究从中国某养鸭场的鸭肠道与环境样本中，分离出携带blaIMI的碳青霉烯类和黏菌素耐药肠杆菌属细菌。药敏试验显示，四株blaIMI阳性肠杆菌属细菌分离株对碳青霉烯和黏菌素具有耐药性。PCR和Sanger测序证明了在不同ST型的菌株中检测到了三种blaIMI亚型。全基因组测序证明blaIMI基因存在于这些菌株的染色体或质粒中。接合转移实验证明了携带blaIMI的质粒具有水平传播的能力。我们运用比较分析手段对其分子进化特征进行了研究，发现两株blaIMI-16阳性阿氏肠杆菌之间具有高度相似的基因环境，但有着较远的亲缘关系，这提示了blaIMI-16水平传播的可能。此外，携带blaIMI-16的质粒是IncFⅠⅠ(Yp)质粒，该型质粒能够使宿主菌具备生长的竞争性优势。在该质粒上，blaIMI-16的上下游鉴定出大量的可移动遗传元件（MGEs）序列，以IS1081、Tn903和ISE居多。本研究中的blaIMI阳性肠杆菌属细菌中还携带有毒力基因，有助于增强菌株致病性。 综上所述，我们发现了在中国某鸭场内的肠杆菌属细菌中，blaIMI由IncFⅠⅠ(Yp)质粒携带并促进其传播，从而导致了细菌碳青霉烯耐药性的传播。可移动遗传元件在水平传播中发挥着重要作用。对于blaIMI基因的研究较少，此前，从未在中国大陆的养殖源细菌中发现，也未见有blaIMI-16基因在中国大陆被鉴定的报道。我们的研究为不同亚型blaIMI基因在中国的传播提供了证据，并为研究blaIMI阳性耐药肠杆菌属细菌提供了参考数据。本研究强调：我们仍需要定期监测动物饲养过程中的blaIMI阳性肠杆菌属细菌，以预防及遏制日益严重的碳青霉烯类药物耐药性传播的威胁。

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LePA模型预测根际和土壤磷管理措施联合应用可使中国磷肥需求量减少一半以上 YU Wen-jia, LI Hai-gang, Peteh M. NKEBIWE, YANG Xue-yun, GUO Da-yong, LI Cui-lan, ZHU Yi-yong, XIAO Jing-xiu, LI Guo-hua, SUN Zhi, Torsten MÜLLER, SHEN Jian-bo 2023, 22(8): 2509-2520.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.09.003 摘要 ( )   PDF   作为一种有限的自然资源，磷（P）逐渐成为影响全球可持续发展的新挑战。中国农业对全球可持续磷管理意义重大。在中国集约化的农业生产中，通过根际和土壤磷管理来提高磷的利用效率和作物生产力是很有必要的。之前的研究表明，利用LePA模型（legacy phosphorus assessment model）基于土壤磷管理（恒量监控方法）预测中国未来的磷肥需求量会大大降低。本研究利用LePA模型基于根际和土壤磷综合管理预测了在四种减磷情景下我国各县未来的磷肥需求量。四种情景设置分别为：（1）模拟期间磷肥投入量与2012年相同；（2）低磷县先保持2012年的施磷水平，而高磷县先停施磷肥，直至土壤Olsen-P达目标值，然后施磷量均与作物磷带走量相同；（3）低磷县的土壤Olsen-P达目标值后，各县的施磷量每年降低1 – 7 kg ha-1，然后每年增加0.1 – 9 kg ha-1至作物磷带走量；（4）低磷县的磷投入量与2012年相同直至土壤Olsen-P含量升高到目标值，而高磷县的磷投入量先每年降低1 – 7 kg ha-1，再每年增加0.1 – 9 kg ha-1，然后与作物磷带走量相同。结果表明，情景4分析的我国在2013 – 2080年期间的磷肥需求总量为6.93亿吨，与农民传统施磷量相比降低了57.5%。与基于土壤管理的磷需求量相比，模拟期间我国磷肥总需求量可进一步降低8.0%。我国平均的土壤Olsen-P含量只需维持在17.2 mg kg-1即可满足作物高产的需求。我们的研究结果为政府出台可持续磷管理的相关政策提供了坚实的基础。

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土壤调理剂改善镉污染农田土壤微生物群落抑制水稻积累Cd ZHAO Jun-yang, LU Hua-ming, QIN Shu-tao, PAN Peng, TANG Shi-de, CHEN Li-hong, WANG Xue-li, TANG Fang-yu, TAN Zheng-long, WEN Rong-hui, HE Bing 2023, 22(8): 2521-2535.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.02.023 摘要 ( )   PDF   土壤调理剂中添加硅和有机肥可抑制重金属离子从土壤向作物的转移，但目前并不清楚硅和有机肥如何通过影响土壤性质和微生态环境进而减少水稻的镉积累。本研究通过两地田间实验分析了含硅和有机肥的L型土壤调理剂对细菌和真菌群落多样性、土壤pH、有机质及有效硅含量的影响。结果表明，随着土壤调理剂中硅和有机肥含量的增加，两个试验点的水稻产量分别增加了16.8%~25.8%和6.8%~13.1%, 稻米Cd含量显著降低了8.2%~21.1%和10.8%~40.6%。土壤微生物组学分析证明与镉吸附、螯合相关的Firmicutes和Actinobacteriota细菌和与大分子物质降解有关的Basidiomycota真菌种群丰度的增加，有利于抑制土壤中镉的活性（土壤ESC-Cd降低了14.4%~14.8%和18.1%~20.6%），这与施用土壤调理剂引起有机质和有效硅含量增加有关。总之，L型土壤调理剂中的有机质和硅可通过调节土壤中镉钝化优势菌群，降低土壤镉有效性，最终减少稻米镉积累。

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基于无人机多光谱影像的膜下滴灌棉花氮素营养诊断 PEI Sheng-zhao, ZENG Hua-liang, DAI Yu-long, BAI Wen-qiang, FAN Jun-liang 2023, 22(8): 2536-2552.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.02.027 摘要 ( )   PDF   遥感技术已经越来越多地用于监测大面积植株的氮素状况和精准氮素养分管理。氮营养指数（nitrogen nutrition index，NNI）可以定量描述作物的氮素状况。然而，基于无人机多光谱影像的棉花NNI诊断尚缺乏研究。本研究评估了支持向量机（support vector machine，SVM）、反向传播神经网络（back propagation neural network，BPNN）和极端梯度提升（extreme gradient boosting，XGB）三种机器学习模型基于无人机多光谱影像估测棉花全生育期叶片氮含量和NNI的性能。研究结果表明，与氮含量和NNI相关性最高的前15个植被指数作为输入时，模型表现更优。三种模型中XGB模型在估测氮含量方面表现最优。上半冠层水平下的氮含量估测精度（率定集R2=0.89，RMSE=0.68 g m-2，RE=14.62%；验证集R2=0.83，RMSE=1.08 g m-2，RE=19.71%）远高于全冠层水平（率定集R2=0.73，RMSE=2.20 g m-2，RE=26.70%；验证集R2=0.70，RMSE=2.48 g m-2，RE=31.49%）和植株水平（率定集R2=0.66，RMSE=4.46 g m-2，RE=30.96%；验证集R2=0.63，RMSE=3.69 g m-2，RE=24.81%）。与之类似， XGB模型（率定集R2=0.65，RMSE=0.09，RE=8.59%；验证集R2=0.63，RMSE=0.09，RE=8.87%）在估测NNI方面也优于SVM 模型（率定集R2=0.62，RMSE=0.10，RE=7.92%； 验证集R2=0.60，RMSE=0.09，RE=8.03%）和BPNN模型（率定集R2=0.64，RMSE=0.09，RE=9.24%；验证集R2=0.62，RMSE=0.09，RE=8.38%）。基于最优XGB模型生成的NNI预测图，可以直观地诊断棉田氮素营养的空间分布和动态过程。本研究可以帮助农户及时、准确地实施棉花氮素精准管理。

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资产专用性和农户苹果经营代际传递意愿 ZHANG Qiang-qiang, GAO Xi-xi, Nazir Muhammad ABDULLAHI, WANG Yue, HUO Xue-xi 2023, 22(8): 2553-2566.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.04.016 摘要 ( )   PDF   在苹果产区农业人口老龄化与农村劳动力转移双重人口发展趋势下，“将来谁来种苹果”的问题凸显。由于中国实行以家庭联产承包责任制为特征的农业经营制度，苹果生产仍然以农户家庭经营为主，在苹果主产区农户农地流转比例较低的现实背景下，农户及其后代的苹果经营意愿对苹果可持续生产具有重要影响，因此，深入了解农户苹果经营代际传递意愿对分析苹果产区未来苹果产业发展形势、协调城镇化与苹果产业发展的关系、提升苹果可持续发展能力具有重要意义。该研究揭示了除了地理位置专用性的负向影响之外，人力资本专用性、实物资产专用性和土地资产专用性均会增强农户苹果经营代际传递意愿。损失厌恶在实物资产专用性、土地资产专用性和地理位置专用性对农户苹果经营代际传递意愿的影响中发挥部分中介作用。

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基于自然的解决方案是否有助于维护草地质量——来自中国牧区的实证证据 LI Dong-qing, ZHANG Ming-xue, LÜ Xin-xin, HOU Ling-ling 2023, 22(8): 2567-2576.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.07.001 摘要 ( )   PDF   轮牧被自然科学家认为是保护草地的自然解决方案之一。然而，当牧民采用轮牧时，其对改善草地质量的效果尚不明确。基于中国两个主要牧区的牧户面板数据，本文利用固定效应模型、工具变量法实证分析轮牧对草地质量的影响。结果显示，轮牧在短期内对草地质量的影响不显著，但在长期内具有显著的正向效果。当村庄投资能提高生产效率的公共基础设施或牧民采取轮牧相关的支持措施时，轮牧可以更好地改善草地质量。进一步分析表明，采用轮牧措施的牧民具有更高的放牧强度、更高的补饲强度和更多的圈养牲畜天数，这表明牧民可以在不增加对天然草地压力的情况下更有效地管理牲畜。此外我们还发现，牧业收入和轮牧采用相辅相成，这也是牧户采取轮牧的经济原因。这些研究结果为在发展中国家推广协调生态系统保护和资源利用的基层政策提供了参考。

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风险偏好与农户低碳农业技术采纳行为 ——以中国稻农为例 MAO Hui, QUAN Yu-Rong, FU Yong 2023, 22(8): 2577-2590.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.07.002 摘要 ( )   PDF   碳排放引发的气候变化是影响人类经济社会发展的全球性问题。低碳农业对减缓全球气候变暖和实现“碳达峰碳中和”目标具有现实意义。因此，本文以秸秆还田技术为例，探究风险偏好对农户低碳农业技术采纳行为的影响。基于江苏、江西、湖南三省两期1038户水稻种植农户微观调查数据，本文采用实验经济学方法测度农户的风险厌恶程度和损失规避程度，以获得农户真实的风险偏好信息。同时，基于此数据，我们探究的也是农户实际的秸秆还田行为。结果表明，风险厌恶和损失规避均对农户低碳农业技术采纳行为产生了显著的抑制作用，即越厌恶风险和越怕损失的农户采纳低碳农业技术的可能性越小。进一步探讨发现，农业保险、经营规模和政府规制能缓解风险厌恶和损失规避对农户低碳农业技术采纳行为的抑制作用。因此，本文提出地方政府需要通过宣传秸秆还田技术效益、持续推广农业保险、促进适度规模经营以及加强政府规制促进农户采纳低碳农业技术，推动农业绿色发展。

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土壤样本中菲利普孢囊线虫TaqMan实时荧光PCR快速检测及定量分析 JIAN Jin-zhuo, HUANG Wen-kun, KONG Ling-an, JIAN Heng, Sulaiman ABDULSALAM, PENG De-liang, PENG Huan 2023, 22(8): 2591-2601.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.09.016 摘要 ( )   PDF   【目的】菲利普孢囊线虫（Heterodera filipjevi）是全球小麦生产上的一种重要病原物，早期快速准确的检测对于小麦孢囊线虫病的防控至关重要。本研究基于TaqMan探针法的实时荧光定量PCR（real-time fluorescent quantitative PCR with TaqMan probes, TaqMan-qPCR）技术建立了一种直接从田间土壤中快速检测和定量分析H. filipjevi的方法。【方法】根据 H. filipjevi的RAPD-SCAR 序列（KC529338）设计TaqMan-qPCR特异性的引物和探针，利用已鉴定的27个线虫群体的DNA进行引物特异性检测；利用单条 J2 DNA稀释液（4-0，4-1，4-2，4-3，4-4，4-5，4-6 和 4-7）和单个雌虫DNA稀释液（10-0，10-1，10-2，10-3，10-4，10-5，10-6和10-7），以及基因组 DNA 的稀释液（100 μg.μL-1，10 μg.μL-1，1 μg.μL-1，0.1 μg.μL-1，0.01 μg.μL-1，0.001 μg.μL-1，100 pg.μL-1 和 10 pg.μL-1）对引物的灵敏度进行检测。通过人工将不同数量（0.1, 1, 10, 100和1000条）的 H. filipjevi添加到灭菌土中，建立了线虫数量的对数与CT值的标准曲线和回归方程，对32份田间土壤样品中H. filipjevi数量进行了评估，并对实时荧光定量PCR检测方法与传统定量方法进行了相关性分析。【结果】本研究建立的菲利普孢囊线虫TaqMan-qPCR检测技术具有极高的特异性和灵敏度，能够从13 种27 个线虫种群中特异的检测出菲利普孢囊线虫，检测阈值低至4-3个单条J2 DNA、10-3个单条雌虫DNA和0.01μg. μL-1基因组DNA。田间土壤样品检测发现，实时荧光定量PCR定量检测方法与传统定量检测法呈现出较好的线性关系（R²= 0.8259）。【结论】本研究建立的TaqMan-qPCR检测H. filipjevi技术特异性强、灵敏度高，能广泛适用于田间土壤开展H. filipjevi快速检测和定量分析。