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2024年, 第23卷, 第1期
刊出日期：2024-01-20 上一期    下一期

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三维基因组及其在家畜育种中的研究 2024, 23(1): 39-58.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.04.007 摘要 ( )   PDF   真核生物基因组按照一定的层次结构折叠在细胞核中，影响基因的转录调控。基因组被折叠成多尺度结构单元，包括染色体领域、区室、拓扑相关结构域（TADs）和DNA环等。这些层级结构的识别得益于生物技术的发展，例如基于3C的方法（Hi-C、ChIA-PET等）、成像工具（2D-FISH、3D-FISH、Cryo-FISH等）和无连接方法（GAM、SPRITE等）。在过去的二十年中，大量研究表明，基因组的三维结构可以通过多种机制调控细胞过程，例如调节增强子活性和启动子-增强子相互作用等。然而，在畜牧领域，对三维基因组学的研究相对较少。因此，迫切需要开展畜禽三维基因组研究，以便更全面地了解基因组与生产性状之间的潜在关系。本文总结了人类和小鼠三维基因组学及其生物学功能的最新进展，并重点探讨了三维基因组学在畜禽肌肉发育中的生物学功能及其在动物育种中的意义。

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SUPER WOMAN 2 (SPW2) 通过抑制花同源异型基因OsMADS3、OsMADS58、OsMADS13和DROOPING LEAF的表达维持小穗的器官特征 2024, 23(1): 59-76.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.07.010 摘要 ( )   PDF   水稻的花器官特征主要由A、B、C、E四类基因决定，它们大多编码MADS-box转录因子。然而，在花发育过程中，对于这些基因的表达如何被调控的研究很少。本研究报道了一个名为SUPER WOMAN 2（SPW2）的基因，该基因在水稻的小穗/小花发育过程中通过调控雌蕊特征基因OsMADS3、OsMADS13、OsMADS58和DL的表达发挥重要作用。SPW2突变导致小穗内的护颖、外稃、内稃、浆片和雄蕊中出现异位的柱头/子房状组织。通过图位克隆，我们揭示了SPW2编码一个植物特有的类EMF1蛋白，该蛋白是PRC2复合物的重要组成部分，并介导H3K27me3修饰。表达分析显示，SPW2突变导致OsMADS3、OsMADS13、OsMADS58和DL在小穗的非雌蕊器官中异位表达。此外，ChIP-qPCR结果显示这些基因在染色质上的H3K27me3修饰水平显著降低。因此，我们的研究结果表明SPW2通过参与H3K27me3介导的雌蕊特征基因表观遗传沉默，进而调控它们在水稻小穗的非雌蕊器官中的表达。这项研究拓宽了我们对于SPW2通过表观遗传调控花器官特征基因的分子机制的认识。

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普通小麦3B染色体粒重主效QTL的遗传解析与验证 2024, 23(1): 77-92.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.04.023 摘要 ( )   PDF   千粒重是小麦产量的重要组分之一。育种中，粒重位点的叠加可以有效提升小麦的产量潜力。本研究利用W7268×川育12重组自交系群体对千粒重、粒长、粒宽和长宽比进行了QTL分析，共检测到7个主效QTL (QGl.cib-2D, QGw.cib-2D, QGw.cib-3B, QGw.cib-4B.1, QGlw.cib-2D.1, QTgw.cib-2D.1 和 QTgw.cib-3B.1)，解释了2.61-34.85%的表型变异率。其中，两个主效粒重QTL和3个主效粒宽QTL分别存在显著的互作。QTgw.cib-3B.1和QGw.cib-3B共定位于3B染色体，且该位点的千粒重变异主要由粒宽贡献。与其它主效QTL不同，QTgw.cib-3B.1和 QGw.cib-3B对穗粒数没有显著影响。利用所开发的竞争性等位基因特异性PCR (KASP) 标记在高代系中对上述位点进行了验证。通过与前人的结果相比较，发现QTgw.cib-3B.1和 QGw.cib-3B是一个新的控制粒重的QTL位点。在候选区间内，共检测到6种单倍型且其在地方品种与栽培品种分布频率不同。此外，通过基因注释、表达谱分析、同源分析和序列分析，预测了QTgw.cib-3B.1/QGw.cib-3B的候选基因。本研究所报道的主效QTL和开发的KASP标记可为解析粒重的遗传基础和分子标记辅助育种提高小麦产量奠定了基础。

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植物源有机肥替代无机氮肥是适用于热带地区有色水稻生产的一种肥料管理方式 2024, 23(1): 93-107.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.04.035 摘要 ( )   PDF   近年来，有色水稻作为一种高品质、高附加值的水稻越来越受到人们的关注。水稻生产中无机氮肥的大量施用导致肥料利用率低，环境污染严重。施用有机肥料是提高土壤质量、维持作物高产的一种有效途径。然而，前人的研究大多数关注动物源有机肥的施用效应，植物源有机肥替代无机氮肥对有色水稻产量和品质方面的影响鲜有报道。本研究在2020-2021年进行了为期两年的大田试验，探究在热带地区不同比例的植物源有机肥替代无机氮肥对有色水稻产量、氮素利用效率、和籽粒花色苷含量的影响。试验处理包括不施氮肥（T1）、100%无机氮肥（T2）、植物源有机肥替代30%无机氮肥（T3）、植物源有机肥替代60%无机氮肥（T4）和100%植物源有机肥（T5）。除T1外，T2-T5处理的总施氮量均为120 kg ha-1。结果表明，与T2相比，T3处理通过提高氮素利用效率显著提高了有色水稻的产量和花色苷含量，产量分别增加了9%和8%，花色苷含量分别提高了16%和10%。本文对植物源有机肥替代无机氮肥的后期效应的进一步研究发现，有机肥替代无机氮肥改善了土壤理化性质，从而增加了后茬水稻的产量，其中，T5处理下后茬水稻的产量最高。结果表明，在热带地区施用植物源有机肥维持了高含量花色苷有色水稻的生产，有助于协调稻米生产和环境保护之间的关系。

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化学制剂对干热风胁迫下冬小麦叶片生理、干物质贮运和产量形成的影响 2024, 23(1): 108-121.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.04.019 摘要 ( )   PDF   干热风是影响全球小麦主产区产量形成的主要气象灾害之一，在全球气候变暖背景下，中国黄淮海平原的冬小麦干热风灾害区域性频发重发，对小麦生产造成严重威胁。为了探明自主研发的新型化学制剂（NCR）对干热风胁迫下冬小麦生理特性和产量形成的影响，在黄淮海典型麦区开展了连续三年的大田试验（2018–2021），比较研究了不同制剂处理对干热风条件下冬小麦叶片生理、干物质积累与转运、籽粒灌浆和产量构成的影响。试验以自来水为空白对照，磷酸二氢钾为制剂对照，设置三个NCR叶面喷施处理，即单独拔节期喷施（FSJ）和开花期喷施（FSF），以及拔节期和开花期连续喷施NCR（CFS）。结果表明，单独喷施处理中，FSJ处理能促使花前干物质积累，显著提升最大灌浆速率和平均灌浆速率；FSF处理有助于小麦功能叶维持较高的叶绿素相对含量和较低的离体叶片失水速率，增加花后干物质积累及其对籽粒的贡献，延长灌浆持续期，使最大灌浆速率提前；CFS处理下的冬小麦抗干热风效果明显优于FSJ和FSF处理。与CK相比，外源NCR促使冬小麦产量显著提高12.45–18.20%（2020–2021）、8.89–13.82%（2019–2020）和8.10–9.00%（2020–2021）；但常规干热风防控处理CKP仅在2020–2021年的小麦生长季促使产量提升6.69%。综上，不同干热风胁迫下，CFS处理可以有效调节小麦功能叶的持绿特性和水分状态，促进干物质积累和高效转运，改善籽粒灌浆过程，实现最优的抗干热风调控效果；FSF和FSJ处理的抗逆稳产作用次之，CKP处理的调节作用最小。因此，CFS处理可以作为干热风高发区小麦抗逆稳产的一种潜在化学防控措施。

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水氮减量密植玉米的产量和氮素吸收 2024, 23(1): 122-140.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.05.006 摘要 ( )   PDF   现代农业发展要求减少水和化学氮肥的投入。增加种植密度能够保持较高的产量，但也会消耗更多的限制性资源。然而，在干旱灌区，增加玉米种植密度能否补偿水氮供应减少对籽粒产量和氮素吸收的负面影响尚不清楚。本研究是2016年开始的一项长期定位试验。2020 - 2021年在中国西北干旱灌区，采用裂裂区玉米田间试验设计，有2个灌溉水平：当地传统灌水减量20%(W1, 3240 m3 ha-1)和当地传统灌水(W2, 4050 m3 ha-1)，当地传统施氮减量25% (N1, 270 kg ha-1)和当地传统施氮(360 kg ha-1) 2个施氮水平，3种种植密度：当地传统密度(D1, 75000株ha-1)、种植密度增加30%(D2, 97500株ha-1)、种植密度增加60%(D3, 120000株ha-1)。结果表明，在水氮减量条件下，玉米籽粒产量和地上部氮素积累量降低，但增密30%可补偿水分和施氮减量引起的玉米籽粒产量和地上部氮素积累量的降低。灌水减量施氮量不变时，增密30%提高籽粒产量13.9%，提高地上部氮素积累量15.3%。在水氮减量条件下，增加玉米密度30%可提高氮素吸收效率和氮肥偏生产力，并补偿氮素收获指数和氮代谢相关酶活性。与W2N2D1相比，W1N1D2的氮素吸收效率和氮肥偏生产力分别提高28.6%和17.6%。W1N2D2较W2N2D1氮吸收效率提高8.4%，氮肥偏生产力提高13.9%。与W2N2D1相比，W1N2D2提高R2期脲酶活性5.4%和V6期硝酸还原酶活性19.6%，净收益和产投比分别提高22.1%和16.7%。与W2N2D1相比，W1N1D2和W1N2D2降低了R6期40 ~ 100 cm硝态氮和氨态氮含量。综上所述，增加密度30%可补偿水氮减量造成的籽粒产量和地上部氮素积累损失。同时，在干旱灌区灌水减量20%但施氮量不变时，玉米增密30%可提高籽粒产量和地上部氮素积累量。

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柑橘溃疡病诱导型转录因子高通量筛选系统及其在柑橘溃疡病抗性调控研究中的应用 2024, 23(1): 155-165.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.11.011 摘要 ( )   PDF   柑橘溃疡病是由地毯草黄单胞杆菌柑橘亚种（Xanthomonas citri subsp. citri，Xcc）引起的细菌性病害，严重危害全球柑橘产业的发展。抵御柑橘溃疡病是一个复杂过程，包括蛋白质-DNA以及蛋白质-蛋白质等调控网络。为探究柑橘溃疡病调控网络，本研究构建了一个含有203个受柑橘溃疡病诱导的转录因子的酵母单/双杂（Y1H/Y2H）高通量筛选系统。通过该系统对一个通过维持活性氧稳态来提高对柑橘溃疡病抗性的基因，CsPrx25的上游调节因子进行了筛选，发现转录因子CsDOF5.8与CsPrx25的1-kb启动子片段相互作用。结合电泳迁移率实验、双荧光素酶实验以及CsDOF5.8的瞬时过表达，进一步验证了CsDOF5.8与CsPrx25的相互作用和转录调控。本研究揭示了CsDOF5.8与CsPrx25通过相互作用来维持H2O2稳态，进而调控柑橘溃疡病抗性的复杂途径。本研究构建的高通量筛选系统是探究柑橘溃疡病抗性调控路径或互作网络的有效工具。

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JIA-2022-1279 楔形镰孢—— 一种在中国引起普通菜豆根腐病的新病原菌 2024, 23(1): 166-176.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.01.010 摘要 ( )   PDF   【目的】多种真菌病原菌能够引起普通菜豆根腐病，而由镰孢菌属（Fusarium spp.）引起的普通菜豆根腐病根腐病是最常见。在中国，普通菜豆镰孢菌根腐病的危害日益严重，但是目前尚未明确是由哪些镰孢菌种引起，抗病品种筛选也尚未开展。为此，我们对在内蒙古发生普通菜豆镰孢菌根腐病的病原菌种进行鉴定和开展抗病品种筛选，以期为病害防控及抗病育种奠定基础。【方法】利用常规组织分离法对采自内蒙古凉城县的病株根部进行病原菌分离，对获得的类似镰孢菌的真菌分离物用孢子悬浮液剪根法进行致病性测定，观察并测量具有致病性分离物的菌落形态特征、生长速率、分生孢子及其大小。利用翻译延长因子1-α（EF-1α）、核糖体内转录间隔区（rDNA-ITS）、核糖体大亚基D1与D2间区域（28S）和核糖体基因内间隔区（IGS）对致病性分离物进行分子鉴定和系统发育分析，并采用最大简约法（MP）构建系统发育树。最后，选取1个代表性分离物进行寄主范围鉴定和抗病品种筛选。【结果】致病性测定表明，19个分离物中，有8分离物对普通菜豆具有致病性，命名为FCL1-FCL8，其引起的病害症状与田间自然发病症状相似，且从感病植物中分离的病原菌分离物与接种分离物相同。形态学鉴定发现FCL1-FCL8的菌落形态、生长速率、孢子大小等形态特征与已报到的楔形镰孢（Fusarium cuneirostrum）一致。分子鉴定和系统发育分析结果表明，FCL1-FCL8与楔形镰孢均聚在同一个系统发育分支。综合形态与分子特征鉴定结果，将8个致病性分离物FCL1-FCL8鉴定为楔形镰孢。寄主范围鉴定结果表明，楔形镰孢分离物FCL3对小豆、鹰嘴豆、豇豆、蚕豆、豌豆和大豆没有致病性，但对绿豆具有致病性。抗病品种筛选结果表明，从50个普通菜豆品种中鉴定到7个高抗或抗病品种，但没有从50个绿豆品种中鉴定到抗病品种。【结论】本研究证明了楔形镰孢是内蒙古普通菜豆根腐病的病原菌，其在我国为首次报道。

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异型莎草AHAS不同位点发生突变对其功能的影响 2024, 23(1): 177-186.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.04.009 摘要 ( )   PDF   异型莎草（Cyperus difformis L.）是莎草科莎草属一年生杂草，主要危害水稻田。从上世纪90年代开始，吡嘧磺隆用于防除水稻田杂草，属于乙酰羟酸合成酶（acetohydroxyacid synthase，AHAS）抑制剂中的磺酰脲类除草剂。近年来，这类除草剂连年施用引起杂草抗性问题愈发严重，其中包括异型莎草，而靶标突变是导致异型莎草对AHAS抑制剂产生抗性的主要原因。本研究以异型莎草Pro197Arg、Pro197Ser、Pro197Leu、Asp376Glu、Trp574Leu 5种AHAS突变型和1种野生型为研究对象，通过整株生物测定、AHAS离体活性、AHAS与底物亲和力及AHAS对支链氨基酸反馈抑制敏感性的测定，明确AHAS不同位点发生突变时，对吡嘧磺隆敏感性及酶功能的影响。主要研究结果为：（1）通过整株生物测定明确了不同突变型对吡嘧磺隆的抗性水平不同，其中，Trp574Leu突变型对吡嘧磺隆的抗性水平最高。（2）离体AHAS活性测定表明，突变明显降低了AHAS对吡嘧磺隆的敏感性，野生型及Asp376Glu、Pro197Leu、Pro197Arg、Pro197Ser、Trp574Leu 5种突变型AHAS的I50分别为0.04、3.98、11.5、40.38、38.19及311.43 μmol L-1，其中Trp574Leu突变型对吡嘧磺隆的敏感性最低。（3）测定了不同突变型AHAS的动力学参数，结果显示，与野生型AHAS相比，Asp376Glu、Pro197Leu、Trp574Leu及Pro197Ser突变型的Km值显著下降，表明其与底物的亲和力增加，而Pro197Arg突变型的Km值上升，表明其与底物的亲和力下降；Asp376Glu、Pro197Ser、Pro197Arg及Trp574Leu的最大反应速率Vmax与野生型AHAS相比显著增加，但Pro197Leu突变型的Vmax没有显著变化。（4）支链氨基酸对不同突变型AHAS活性的反馈抑制结果表明，与敏感型AHAS相比，Pro197Arg突变型AHAS活性受到更强的抑制，而Asp376Glu、Pro197Leu、Trp574Leu及Pro197Ser突变型AHAS活性受到的抑制作用小。 综上，本文通过AHAS催化活性、动力学及反馈抑制调节的研究，明确了异型莎草AHAS在不同位点发生突变对其功能的影响。

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宿主诱导的MpPar6沉默提高转基因油菜对桃蚜的抗性 2024, 23(1): 187-194.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.05.027 摘要 ( )   PDF   植物介导的RNA干扰（RNAi）是一种很有前途的害虫防治技术。桃蚜（Myzus persicae）以400多种寄主植物为食。油菜是世界上第二重要的油料作物。由于桃蚜的繁殖能力强，生活史多变，对油菜生长造成了严重的危害。在本研究中，我们测试了转基因油菜植物介导的RNAi对桃蚜抗性。通过体外喂食含有7个蚜虫关键基因的双链RNA （dsRNAs）的人工饲料，我们发现了一个编码分离缺陷蛋白6 （Par6）的新基因是有效的RNAi靶点。组织和龄期表达分析表明，该基因在桃蚜胚期和成虫期均有高表达。接下来，我们通过农杆菌介导转化获得了表达dsPar6的转基因油菜植株，得到了9个独立的转基因事件。与野生型对照植物相比，表达dsPar6的转基因油菜株系对桃蚜表现出较显著的抗性。取食实验表明，将转基因油菜植株饲喂桃蚜后，其MpPar6的表达水平和成活率显著降低，蚜虫繁殖力受损。此外，我们还发现转基因油菜对桃蚜的抗性水平与dsPar6的表达水平呈正相关。我们的研究表明，转基因油菜表达dsPar6后能够有效地保护其免受桃蚜的侵害。参与胚胎发育的基因可能是控制蚜虫和其他害虫的有效RNAi靶点。

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镉在甜菜夜蛾体内组织分布及对其生殖的影响 2024, 23(1): 195-204.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.08.010 摘要 ( )   PDF   蔬菜田极易受到重金属污染。甜菜夜蛾是主要的蔬菜害虫，主要通过取食受到重金属的胁迫。本文研究了镉胁迫下甜菜夜蛾不同组织中镉的积累及其对母代和子代生长发育的影响。在不同浓度(0.2、3.2、51.2 mg kg-1)镉的胁迫下，甜菜夜蛾各组织中镉含量与饲料中镉浓度相关。在幼虫阶段，三种镉处理中，中肠镉累积量最高，但成虫阶段，脂肪体中的镉含量最高；此外，卵巢中镉的含量显著高于精巢。甜菜夜蛾F1代分别取食不同浓度含镉饲料，而F2代均取食不含镉的人工饲料，在51.2 mg kg-1镉处理下，甜菜夜蛾F2代的幼虫存活率、化蛹率、羽化率和繁殖力较F1代均显著下降；3.2 mg kg-1处理后的F2代的繁殖力也明显低于亲代。在3.2和51.2 mg kg-1的镉胁迫下，仅雌虫受胁迫的繁殖力显著低于仅雄虫受胁迫的处理；母代在幼虫期受51.2 mg kg-1镉胁迫后，F2代的繁殖力显著低于F1代，同时显著低于3.2和0.2 mg kg-1处理下的繁殖力。该研究可作为不同重金属胁迫下的种群增长趋势预测的依据，也可为重金属污染环境风险评价提供有效参考。

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中华甲虫蒲螨寄生显著影响草地贪夜蛾适合度和免疫反应 2024, 23(1): 205-216.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.05.022 摘要 ( )   PDF   寄生性天敌是生态群落中的关键调节因子，已被广泛应用于害虫生物防治中。草地贪夜蛾，俗称秋粘虫，近年来入侵我国，对农业生产造成巨大的经济损失。中华甲虫蒲螨是近年来新发现的一种外寄生螨，在防控多种重大农业害虫中具有很大潜力。因此，本论文研究中华甲虫蒲螨对寄主草地贪夜蛾的寄生潜能，评价中华甲虫蒲螨亚致死密度对草地贪夜蛾亲代和子代适合度，及其对寄主细胞免疫和体液免疫的影响。结果表明，40头中华甲虫蒲螨能致死5龄草地贪夜蛾幼虫。因多数草地贪夜蛾幼虫能存活至成虫期并交配产出后代，5头和10头中华甲虫蒲螨寄生被认为能对寄主造成亚致死效应。中华甲虫蒲螨亚致死密度寄生能降低草地贪夜蛾蛹重、羽化率和产卵量，并延长其发育历期和寿命。10头和40头中华甲虫蒲螨寄生能破坏草地贪夜蛾的细胞免疫和体液免疫。本研究首次证实寄生螨寄生能对寄主免疫反应产生负面影响。此外，该研究还揭示了寄生螨的生防潜能及其与寄主的相互作用关系。

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全基因组关联分析鉴定12个与猪生长性状相关新遗传位点 2024, 23(1): 217-227.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.02.040 摘要 ( )   PDF   目的：生长性状是猪最重要的经济性状之一，其遗传机制复杂，由微效多基因调控。背膘厚、眼肌面积和达100 kg体重日龄等性状通常是用作评估生长性能的主要指标。然而，目前可用于生产性状遗传改良的分子遗传标记仍然较少。本研究旨在挖掘与猪产肉性状相关的遗传标记位点，为猪的分子育种提供新的靶标。方法：我们选取了杜洛克、长白、大白三个品种共1186头纯种猪，记录所有个体的背膘厚、眼肌面积和达100 kg体重日龄等表型信息，使用猪Neogen GGP 80K SNP芯片对这1,186头纯种猪进行全基因组基因分型。用PLINK对数据进行清洗，用Beagle填充缺失的基因型数据，GCTA用于计算三个性状的遗传力、遗传相关性和表型相关性。我们使用GAPIT的四种不同统计模型进行全基因组关联分析(Genome-wide association study, GWAS)，并筛选出至少在两种模型中被检测到的单核苷酸多态性(Single nucleotide polymorphism, SNP)位点，采用SnpEff包对候选SNPs位点进行功能注释，结合公共数据库pig QTLdb定位数量性状基因座(Quantitative trait loci, QLT)，并利用课题组的转录组数据分析候选基因在骨骼肌生长发育过程中的表达模式。结果：研究结果表明，背膘厚、眼肌面积和达100 kg日龄的遗传力分别为：0.35±0.06、0.38±0.06和0.51±0.05。通过GWAS分析鉴定12个与生长性状相关的高置信度SNPs，其中5个(2_161686082, WU_10.2_1_311973532, WU_10.2_1_312813451, WU_10.2_13_6181341, WU_10.2_7_134736770)与背膘厚显著相关，3个(WU_10.2_1_311973532, WU_10.2_1_31309038, WU_10.2_12_18057237)与眼肌面积显著相关，6个(WU_10.2_12_18057237, ALGA0072703, ASGA0040345, ASGA0098828, WU_10.2_10_735574, ASGA0080085)与达100 kg日龄显著相关。通过位点注释及QTL定位，发现6个候选基因(SKAP2, SATB1, PDE7B, PPP1R16B, WNT3, WNT9B)可能与猪的生长性状相关。转录组数据分析表明，SKAP2在出生前的骨骼肌中表达水平高于出生后，PDE7B在出生前骨骼肌中表达逐渐上调，在出生后表达水平降低，提示这些基因可能在骨骼肌生长发育中扮演重要的作用。结论与创新性：本研究通过使用四种统计模型对猪生长性状进行全基因组关联分析，鉴定到12个SNPs和6个关键候选基因与生长性状相关，并分析其表达模式和潜在功能，为猪产肉性状的遗传改良提供了新的候选位点和基因，有助于猪产肉性状的遗传解析，但是候选位点和基因的功能和调控机制仍有待进一步解析。

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非洲猪瘟病毒抗体间接免疫荧光检测方法的建立 2024, 23(1): 228-238.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.05.021 摘要 ( )   PDF   非洲猪瘟（African Swine Fever，ASF）给我国养猪业造成巨大的经济损失。由于没有安全有效的疫苗，所以快速准确的诊断对ASF有效防控至关重要。间接免疫荧光法（Indirect Immunofluorescence Assay，IFA）是世界动物卫生组织（World Organization for Animal Health，WOAH）推荐的一种ASF血清学检测的金标准方法。 在本研究中，我们制备了野猪肾细胞（BK2258），该细胞能够支持非洲猪瘟病毒（African Swine Fever Virus，ASFV）SD/DY-I/21株高效复制，并表现出明显的细胞病变效应。利用BK2258建立了一种用于ASFV抗体检测的IFA方法。我们使用接种低毒力基因I型SD/DY-I/21株、基因II型HLJ/HRB1/20株和候选疫苗HLJ/18-7GD株免疫猪只的血清样品，同时也使用现地血清样品和阴性血清样品对该方法的特性进行了评估。利用IFA检测ASFV阳性血清，显示出明亮且特异的绿色荧光灶，没有因细胞衰老或其他细胞损伤因素引起的非特异性绿色荧光。与商业化的间接酶联免疫吸附方法（indirect Enzyme-Linked Immunosorbent Assay，iELISA）相比，检测病毒不同感染时间的血清发现，IFA可提前1-4天检测到ASFV抗体。IFA和iELISA对同一份ASFV抗体阳性血清样本的检出限分别为1:25600和1:6400，表明IFA比iELISA更敏感。新建立的IFA检测方法具有高度特异性，与其他6种重要猪病原体，包括经典猪瘟病毒（Classical Swine Fever Virus，CSFV）、猪繁殖与呼吸综合征病毒（Porcine Reproductive and Respiratory Syndrome Virus，PRRSV）、猪圆环病毒2型（Porcme Circovirus Type 2，PCV2）、伪狂犬病病毒（Pseudorabies Virus，PRV）、口蹄疫病毒O型（Foot-and-Mouth Disease Virus Type O，FMDV/O）和猪流行性腹泻病毒（Porcine Epidemic Diarrhea Virus，PEDV）的阳性血清无交叉反应。该研究提供了一种灵敏、特异且可靠的ASF血清学检测的金标准方法。

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对孢子化卵囊和未孢子卵囊mRNA m6A修饰的比较分析为柔嫩艾美耳球虫的发育生物学提供了新见解 2024, 23(1): 239-250.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.07.011 摘要 ( )   PDF   相关研究表明，N6-腺苷酸甲基化（N6-methyladenosine, m6A）修饰在影响RNA命运方面发挥重要作用，并且与许多物种的细胞生长和发育过程密切相关，但目前尚无关于柔嫩艾美耳球虫m6A修饰的报道。为了解析mRNA上的m6A修饰在柔嫩艾美耳球虫生长发育过程中的作用，本研究分别利用m6A MeRIP测序、RNA测序和4D-label free定量蛋白质组学技术，检测了柔嫩艾美耳球虫孢子化卵囊和未孢子化卵囊mRNA上的m6A修饰情况、差异mRNA和差异蛋白，并进行了生物信息学分析。m6A MeRIP测序结果表明，m6A修饰在CDS区中最丰富，其次是终止密码子。与未孢子卵囊相比，在孢子化卵囊中检测到3903个高甲基化基因和3178个低甲基化的基因。对差异甲基化的基因和差异mRNA进行关联分析的结果表明，大多数基因的m6A修饰与mRNA丰度呈正相关。我们随机选取了4个基因进行荧光定量PCR和m6A MeRIP-PCR验证，该结果和m6A MeRIP测序及RNA测序数据一致。GO和KEGG注释分析显示，这些差异甲基化且mRNA丰度存在差异的基因与regulation of gene expression、epigenetic、microtubule、autophagy-other和TOR signaling等相关。此外，我们将存在差异甲基化但在mRNA丰度上没有差异的基因与蛋白组学数据进行关联分析，结果表明，一共有96个差异甲基化的基因在mRNA丰度上没有差异但在蛋白丰度上存在显著差异。GO和KEGG注释分析显示，这96个基因可能参与虫体的细胞生物合成和代谢。我们首次绘制了柔嫩艾美耳球虫孢子化卵囊和未孢子卵囊转录组范围的m6A修饰图谱，通过与RNA测序数据和蛋白质组学数据的联合分析，揭示了m6A修饰在虫体发育过程中的潜在调控作用，并发现m6A修饰可能通过不依赖于mRNA水平的机制影响虫体发育过程中mRNA的翻译。

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深松提高旱地小麦产量、土壤有机碳和速效养分含量 2024, 23(1): 251-266.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.06.011 摘要 ( )   PDF   休闲期耕作有利于旱地小麦蓄水增产。然而，目前生长季土壤有机碳（SOC）、全氮（TN）和速效养分对耕作方式的响应尚不清楚。本研究通过5年试验评价了三种耕作方式（NT，免耕；SS，深松；DT，深翻）对土壤物理化学性质的影响，并分析了第5年试验收获期土壤团聚体结构及团聚体碳氮组分。结果表明，与NT相比，SS和DT同时提高了小麦的产量、秸秆生物量和秸秆碳投入。与DT和NT相比，SS通过提高0-40 cm土层SOCSR和TNSR来促进有机碳和全氮含量和储量。SS和NT处理下较高的SOC水平与较高的团聚体碳组分正相关，而TN与SON呈正相关。与DT相比，NT和SS处理显著增加0-20 cm土层速效养分

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三叶鬼针草与狗尾草竞争改变了土壤微生物组成和土壤生态功能 2024, 23(1): 267-282.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.07.025 摘要 ( )   PDF   三叶鬼针草（Bidens pilosa）是中国的主要入侵植物之一，其入侵给农业、林业、畜牧业和生物多样性造成了严重损失。土壤生态系统在外来植物入侵中起着重要作用。土壤微生物是植物与土壤生态功能之间的中介，对土壤酶活性和养分动态具有调节作用。了解入侵植物、土壤微生物和土壤生态过程之间的相互作用对管理和减轻入侵物种对环境的影响至关重要。本研究对三叶鬼针草和入侵地常见的本地伴生植物狗尾草(Setaria viridis)进行了系统分析。为了模拟三叶鬼针草的入侵过程，我们构建了三叶鬼针草和狗尾草分别单种和两者混合种植的同质园小区。分别采集了外来植物三叶鬼针草和本土植物狗尾草的根际土壤和非根际土壤。在本研究中，我们重点研究了三叶鬼针草成功入侵的土壤生态功能机制。为此我们分析了三叶鬼针草对土壤微生物群落组成和土壤生态功能的影响。结果表明，三叶鬼针草入侵使其生物量增加了27.51%，而狗尾草的生物量则显著降低了66.56%。三叶鬼针草根际和非根际土壤中的有机质含量为本地植物土壤中的1.30倍左右。三叶鬼针草根际土壤中TN和NO3-的含量是本地植物土壤中的1.30-2.71倍。三叶鬼针草根际土壤中酸性磷酸酶、碱性磷酸酶和脲酶的活性是本地植物的1.98-2.25倍。通过对16S rRNA基因的高通量测序，结果发现三叶鬼针草改变了土壤微生物群落的组成，具体而言，三叶鬼针草生长的土壤中富集了大量放线菌门（Actinobacteria）和变形菌门（Proteobacteria）的菌属。相关性分析结果显示这些属与土壤养分和酶活性显著正相关。植物生物量、土壤pH以及有机质、TN、NO3-、TP、AP、TK和AK的含量是影响土壤微生物群落的主要因素。本研究表明，三叶鬼针草入侵导致了土壤微生物群落组成的显著变化，这些变化与植物性状以及土壤理化性质的改变密切相关。三叶鬼针草入侵的土壤中富集了一些与碳氮磷循环相关的微生物。这些发现为外来植物成功入侵的“土壤-微生物反馈假说”提供了支持，同时也为土壤微生物促进三叶鬼针草成功入侵提供了生态学机制的新见解。总之，本研究有助于更好地理解入侵植物、土壤微生物群落和生态系统动态之间复杂的相互作用。

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量化四种土地利用/覆盖产品在中国耕地分类中的一致性和精度特征 2024, 23(1): 283-297.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.06.005 摘要 ( )   PDF   随着遥感技术的发展，在过去的十几年中出现大量土地利用和土地覆盖（LULC）产品。然而，各种LULC产品的分类体系存在差异，尚缺乏在统一框架下评估各产品中耕地分类精度的研究。因此，本研究以FAO的分类体系为标准，统一四种常用的全球LULC产品（即MCD12Q1 V6、GlobCover2009、FROM-GLC和GlobeLand30）的耕地分类体系，评估各产品中耕地分类的空间分布一致性与准确性和面积的准确性，并量化坡度、海拔、田块面积和耕作制度与耕地空间分布一致性的关系。结果表明，在空间分布的准确性方面，MCD12Q1和GlobeLand30表现良好，总体准确率分别为94.90和93.52%；FROM-GLC表现最差，总体准确率为83.17%。在空间分布的一致性方面，四种LULC产品的耕地像元完全一致和不一致的比例分别为15.51和44.72%。高度一致性区域主要出现在东北平原、黄淮海平原和中下游长江平原北部，低度一致性区域主要出现在华北半干旱区东部边缘、云贵高原和华南地区。田块面积是影响耕地制图的核心因素。在面积准确性方面，与《中国统计年鉴》数据对比，各产品在省级尺度的面积准确性从高到低依次为：GlobeLand30、FROM-GLC、MCD12Q1和GlobCover2009。耕地分类体系的不同是造成四种产品间面积偏差、空间分布和面积准确性差异主要的原因。本研究为国家及省级尺度耕地产品选择提供数据支撑，为进一步提升耕地制图精度提供理论参考。本研究结果有助于粮食安全和作物管理相关研究的开展，对实现联合国提出的可持续发展目标意义重大。

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环糊精对赤霞珠干红葡萄酒颜色质量和稳定性的保护效果 2024, 23(1): 310-323.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.10.034 摘要 ( )   PDF   环糊精的独特结构使得它可以与很多不稳定的分子形成包合物，被广泛用于改善水果和蔬菜制品的新鲜度和保质期。但既往研究较少报道环糊精作为外源添加物对葡萄酒贮藏质量和稳定性的影响。本研究通过在发酵后添加四种环糊精（α-CD、β-CD、2-HP-β-CD和2-HP-γ-C），从颜色特征、辅色效果和酚类物质含量和种类的演变等角度系统的评估了环糊精在葡萄酒贮藏期间对葡萄酒颜色稳定性的影响。进一步采用灰色关联关系和主成分分析挖掘影响颜色稳定性的关键因素。研究结果表明，发酵后添加环糊精的葡萄酒较对照组增色效果显著（ΔA增大了8.19%-25.40%），其中，β-CD和2-HP-β-CD的添加使得明度（L*）减小，红绿色调（a*）和饱和度（Cab*）增大。此外，花色苷的含量和形态的演变表明，针对短期陈酿β-CD是最优的辅色素，但对于长期陈酿而言，2-HP-β-CD和2-HP-γ-CD更有利于促进聚合花色苷的形成，进一步提高颜色稳定性。这项工作为将环糊精作为外源辅色素来提高红葡萄酒的颜色质量和稳定性提供了重要的参考。

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高标准农田建设是否促进粮食增产？——基于中国31个样本省的准实验数据 2024, 23(1): 324-335.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.11.021 摘要 ( )   PDF   粮食安全是国家经济发展的战略性问题。中国的高标准农田建设（HSFC）是稳定粮食产量和提高粮食生产能力的重要举措。本研究基于2005-2017年中国31个样本省的面板数据，采用双重差分（DID）方法探究了高标准农田建设对粮食产量的影响。结果表明，高标准农田建设显著提高了粮食总产量，并且结果具有较强稳健性。本研究认为其潜在的粮食增产机制主要包含三点，一是通过提高粮食复种指数进而促进粮食增产；二是有效降低了因干旱洪涝造成的减产损失，进而实现粮食增产；三是通过中低产田改造，提高耕地地力，进而促进粮食单产提高。异质性探究发现，高标准农田建设仅在粮食主产区和产销平衡区表现出了显著的粮食增产效应。另外，高标准农田建设在显著增加稻谷、小麦、玉米的产量的同时也导致了大豆的减产。鉴于此，本研究提出要继续推进高标准农田建设，提高建设标准，严控农田“非农化”与“非粮化”，进一步提升粮食增产效果。同时通过市场机制进一步激励大豆种植行为，提高种豆收益，稳定提升大豆产量。

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中国粮食生产能否实现全环节外包？——基于江苏、四川、吉林三省调研的分析 2024, 23(1): 336-347.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.09.034 摘要 ( )   PDF   中国粮食生产病虫害防治等田间管理环节的外包服务发展长期滞缓。以水稻和玉米为例，将收割与病虫害防治环节进行对比，从技术条件和市场规模差异视角研究粮食生产病虫害防治环节外包服务发展缓慢的原因，从而得出中国粮食生产是否能够实现全环节外包的启示。技术进步带来规模经济增加，同时，市场规模足以支撑技术进步下的规模经济的实现是服务供给发生的两个必要条件。研究结果表明，总体上，不管是病虫害防治还是收割，外包服务都有不同程度的规模经济，但相对于收获，一方面病虫害防治环节的外包服务规模经济更小，且其规模经济随技术变迁的边际增长空间也更小；另一方面由病虫害防治本身作业特征所决定的，其专业化服务的市场规模不大。据此，今后要想尽可能地实现粮食生产全环节外包，除了技术创新之外，较为有效的政策干预空间在于破除市场规模约束，比如规划区域之间的作物布局，改善地块连片程度，增加地区之间粮食生产环节外包服务需求的农时信息供给等尽可能规避现实市场规模不足的约束。

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野生䴙䴘种群中监测到H5N8亚型高致病性禽流感病毒 2024, 23(1): 348-353.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.09.026 摘要 ( )   PDF   2021年5月至6月，在中国内蒙古和宁夏地区死亡䴙䴘及其周围环境样品中监测到10株H5N8亚型高致病性禽流感病毒，10株H5N8亚型病毒的序列分析和遗传衍化结果显示，该病毒属于2.3.4.4b分支，碱性裂解位点为REKRRKR↓GLF，符合高致病性禽流感病毒分子特征。在遗传进化上，除分离株E42的NP基因外，其余分离株的所有基因片段高度同源且与2020年秋季在中国流行的H5N8亚型病毒具有相同进化来源；毒株E42的NP基因则与2019-2020年在中亚水禽中流行的低致病性禽流感病毒聚类在一起。分析表明，自2020年秋季以来，H5N8亚型高致病性禽流感病毒在中国持续存在，并在进化过程中与水禽低致病性禽流感病毒发生了重组。 为了更加深入的了解H5N8亚型禽流感病毒的传播动态，我们选取了2020年秋季在中国流行的H5N8亚型高致病性禽流感病毒毒株与本研究H5N8亚型分离株的全基因组进行单倍型遗传网络分析，结果表明，本次H5N8亚型分离株与2020年秋季在湖北、河南三门峡和内蒙古发生的H5N8亚型病毒之间的核苷酸差异性较低，表明病毒可能在它们之间存在传播。 现场调查发现：2021年5月下旬以来，采样区域的黑颈䴙䴘种群开始发病死亡，并且出现扭颈、共济失调等禽流感典型神经症状。结合已有研究数据，可以得出：䴙䴘对H5亚型高致病性禽流感病毒具有较高易感性，可以作为高致病性禽流感病毒的指示性物种，进行长期监测和预警。