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2024年, 第23卷, 第2期
刊出日期：2024-02-20 上一期    下一期

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非农就业、农业生产活动和家庭饮食多样性：来自亚洲环境-经济脆弱区的证据 2024, 23(2): 359-373.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.11.016 摘要 ( )   PDF   消除饥饿和营养不良是可持续发展目标“零饥饿”的两个子目标。非农就业被认为是消除饥饿和一切形式营养不良的重要途径之一。本研究旨在通过研究非农就业与农业生产活动（包括种植作物的多样性、养殖活动）的替代效应、互补效应及收入效应，探讨非农就业在改善饮食多样性方面的作用。本文利用2019年在中国、尼泊尔、柬埔寨、泰国和缅甸环境-经济双重脆弱的12个地区1282个家庭的一手调研数据，采用Poisson/Tobit/Probit/OLS回归和工具变量法进行分析。结果显示，非农就业能显著提高家庭饮食多样性以及富含蛋白质和微量元素的肉类、鱼和其他水产品、水果、奶和奶制品的消费。机制分析结果表明，非农就业通过提高作物多样性（特别是最低1/3收入家庭）、提高中等1/3收入家庭饲养畜禽的概率以及增加家庭收入来促进家庭饮食多样性。非农就业对家庭饮食多样性的影响，在最低1/3收入家庭、文盲比例低的家庭和位于中高收入国家的家庭间更大。这些发现意味着，在环境和经济脆弱区，非农就业在实现减贫、减少营养不良和保护农业生物多样性多重效益方面发挥着至关重要的作用。然而，非农就业可能会扩大低人力资本家庭与高人力资本家庭、位于中低收入国家家庭与位于中高收入国家家庭之间饮食多样性的差距。

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互联网接入对于居民膳食质量的影响：来自中国农村的数据 2024, 23(2): 374-383.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.11.014 摘要 ( )   PDF   过去几十年里，中国互联网迅速普及，对农村地区经济和社会发展产生了深远的影响。一些研究发现互联网接入对农业生产率和农民收入具有显著正向影响，但有关互联网对农村居民福利影响的研究仍相对不足，尤其是在关注互联网对农村居民膳食质量方面的研究缺乏。本研究利用全国农村固定观察点2009年到2015年的多期面板数据，使用双向固定效应模型，分析互联网接入对农户膳食质量水平和食物消费的影响。该模型同时控制农户个体层面和时间层面的固定效应，不仅保证研究结果的稳健性，也降低由于遗漏变量导致的内生性问题。本研究发现互联网接入可以显著提高农户的膳食质量（膳食平衡指数，DBI-16）水平，增加动物性食物（如水产品和乳制品）的消费量。进一步的机制分析发现互联网接入主要通过增加农户收入和食品支出两个渠道改善农户膳食质量水平。这些发现不仅有助于推动互联网接入作为提高农村居民营养水平的有价值工具，同时也为相关政策的制定提供了有力支持。

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韧性能力对我国西部农村家庭食品支出和膳食多样性的影响分析 2024, 23(2): 384-396.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.12.010 摘要 ( )   PDF   更具韧性的农户生计系统对于改善脆弱家庭食品安全状况和膳食决策具有重要影响。本研究利用多指标多因素模型（MIMIC）量化分析了我国西部地区农村家庭的韧性能力，并分析了韧性能力的三个维度（抗逆能力、恢复能力、因应与演进能力）对韧性能力的贡献，探讨了食品支出、膳食多样性与韧性能力的关联性。结果显示，尽管存在区域异质性，但农户韧性能力指数（RCI）在2015年至2021年间持续增长。具有较高韧性能力指数的家庭，呈现出与家庭食品支出增加和膳食选择多样化的正相关关系，其原因可能由于具有韧性能力的家庭，其处理风险和冲击的能力更强，能够将更多的钱用于食品支出，而不是为不确定性而储蓄。因此，政策制定者应支持农户采用更加有效的风险管理策略，提高农户生计系统的韧性水平，这对预防与饮食相关的人力资本损失将产生积极的溢出影响。

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妇女赋权和食物消费：来自坦桑尼亚女性户主家庭的证据 2024, 23(2): 457-467.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.12.005 摘要 ( )   PDF   尽管越来越多的人认识到女性在家庭中的作用，并且在撒哈拉以南非洲开展了相应的赋权计划，但鲜有研究深入探讨女性赋权家庭与食物消费之间的关系。本文使用坦桑尼亚最近 (2017/18) 的全国家庭调查数据，考察了女性赋权对家庭食物消费的影响。 我们首先使用描述性统计和倾向得分匹配法比较了女性户主家庭和男性户主家庭在八种食物类别中的差异。 此外，我们采用两阶段LES-AIDS模型来估计两类家庭的收入和价格弹性。 结果显示，女性户主家庭比男性户主家庭消费更多的面包和谷物、鱼、油和脂肪、蔬菜和糖、果酱、蜂蜜、巧克力和糖果。 此外，与男性户主家庭相比，女性户主家庭对所有食品类别的需求收入弹性明显更高，在肉类、鱼类、油脂和糖、果酱、蜂蜜、巧克力和糖果方面的价格弹性也高于男性户主家庭。

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创造小麦大规模EMS突变群体用于功能基因组学和育种应用 2024, 23(2): 484-493.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.05.039 摘要 ( )   PDF   小麦种质资源是基础研究、应用研究和小麦遗传育种的基础资源，可以通过收集野生资源、积累育种品系、引入诱变材料等多种途径获得。甲基磺酸乙酯（EMS）是一种烷化剂，在植物中可以有效的诱导产生遗传变异。本研究中，我们以中国的小麦品种“鲁研128”、“济麦38”、“济麦44”和“山农30”亲本，创制了包含百万级的EMS突变群体。在M1代中，突变群体的表型变异丰富，鉴定到>3000个叶绿素缺失突变体、2519个密穗突变体和1692个雄性不育突变体。此外，我们也鉴定到一些稀有突变，例如30个双穗突变。遗传学分析发现M1代中部分叶绿素缺失和密穗突变体在M2或M3都能稳定遗传。为了更好的保留该突变群体达到更高的世代，我们设计了单粒传的保存方法。目前，我们正在用M2突变群体筛选其它重要的农艺性状，如抗精喹禾灵除草剂的突变体。本突变群体可用于科研合作，旨在为小麦的基础研究和遗传育种提供一个有价值的工具。

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不同甘薯品种茎尖代谢特征和形态特征分析 2024, 23(2): 494-510.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.04.029 摘要 ( )   PDF   甘薯茎尖具有很高的营养价值，探究不同甘薯品种茎尖代谢物特征的差异可以为提高其品质提供参考信息。在本研究中，采用基于UPLC-Q-Exactive Orbitrap/MS的非靶向代谢组学方法对32个甘薯品种茎尖中代谢产物进行了鉴定。其中，鉴定出了三个品种A01、A02和A03具有特异的总体代谢物特征，两个品种A20和A18具有特异的酚酸类物质代谢特征，以及三个品种A05、A12和A16具有特异的黄酮类物质代谢特征。此外，通过形态学表征，共鉴定出163个和29个与甘薯茎尖颜色和叶片形状相关的差异代谢物。通过表型性状的分组比较分析和代谢物-表型性状的相关性分析表明，甘薯茎尖的颜色差异与黄酮类化合物紧密相关。同时，也发现多酚类物质含量与甘薯茎尖的叶片形状相关，缺刻类型比全缘类型含有较多较高含量的多酚类物质。以上关于不同甘薯茎尖代谢物特征分析的结果以及鉴定到的与甘薯茎尖形态相关的差异代谢物将为培育茎尖具有更高营养价值的甘薯品种提供有用的信息。

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不同种植方式下氮硅施肥对早季籼型香稻2-乙酰-1-吡咯啉和稻米品质的调控 2024, 23(2): 511-535.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.05.009 摘要 ( )   PDF   香稻因其含有怡人的挥发性香味而备受广大稻米消费者的青睐，香米具有非常高的市场价值。种植方式、氮肥和硅肥可以影响香稻的产量和香味。氮肥、硅肥和不同种植方式对香稻的整精米产量和香味特征物2-乙酰-1-吡咯啉含量等重要商品性指标的影响研究鲜有报道。本研究以籼型香稻栽培品种玉香油占和象牙香占为试验材料，于2018和2019年早季进行了大田试验，设置六个氮-硅配施处理（硅肥用量为0 kg Si ha-1 (Si0)和150 kg Si ha-1 (Si1)，氮肥用量为0 kg N ha-1 (N0)、150 kg N ha-1 (N1)和220 kg N ha-1 (N2)）和三种种植方法方式处理，分别为人工移栽、机插秧和机械穴直播。结果表明，氮-硅配施和种植方式对不同香稻品种的整精米产量和2-乙酰-1-吡咯啉含量及相关指标有显著影响。与Si0N0处理相比，氮硅配施处理下香稻具有较高的整精米产量和2-乙酰-1-吡咯啉含量。氮硅配施处理改善了香稻的糙米率、精米率、整精米率和垩白粒率。氮-硅施肥处理提高了氮代谢酶活性，促进了香稻植株不同器官的氮和硅积累，影响了香稻的抗氧化响应指标。通过冗余分析评估获得了影响整精米产量和2-乙酰-1-吡咯啉含量的关键参数。进一步应用结构方程模型探明了氮和硅的积累通过影响香稻的氮代谢酶活性、氮素利用效率和稻米品质性状调控整精米产量。此外，较高的氮和硅积累直接促进了2-乙酰-1-吡咯啉合成或通过影响了抗氧化响应指标而间接调控2-乙酰-1-吡咯啉的合成。不同香稻品种的整精米产量和2-乙酰-1-吡咯啉含量对机插秧和氮硅配施的响应有差异；机械穴直播条件下进行氮硅配施处理有利于提高香稻品种的2-乙酰-1-吡咯啉含量。

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夜间增温通过提高开花前小麦的生长以及花后籽粒淀粉形成从而有利于提高产量 2024, 23(2): 536-550.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.06.024 摘要 ( )   PDF   全球变暖的主要特征是非对称性增温，即冬春季和夜间增温幅度大于夏秋季和白天的增温幅度。于2019~2020和2020~2021年两个小麦生长季，以扬麦18（YM18）、苏麦188（SM188）、烟农19（YN19）和安农0711（AN0711）为试验材料，采用被动式夜间增温方法，对小麦生育前期进行不同阶段夜间增温处理，即分蘖期至拔节期夜间增温处理（NWT-J）、拔节期至孕穗期夜间增温处理（NWJ-B）、孕穗期至开花期夜间增温处理（NWB-A），以不增温为对照（NN），通过小麦干物质积累与转运特性，籽粒蔗糖和淀粉积累特性，研究不同阶段夜间增温对小麦产量形成的影响。结果表明，不同阶段夜间增温通过提高小麦的千粒重以及可孕小穗数从而提高小麦产量，NWT-J处理下4个品种小麦产量均显著高于NN，半冬性小麦品种YN19和AN0711受增温的影响大于春性小麦品种YM18和SM188。NWT-J处理通过提高小麦营养生长阶段的生长速率从而增加了小麦开花期和成熟期各器官干物质积累量，且以旗叶和穗部的干物质积累量提升比例较大。NWT-J处理还提高了小麦灌浆前期和中期的籽粒蔗糖和淀粉含量，从而促进产量的形成。综上所述，分蘖到拔节期夜间增温通过促进小麦花前的生长速率从而提高了小麦的干物质生产能力进而有利于产量的提高。

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高温对玉米节间可塑性和株型影响的时序效应 2024, 23(2): 551-565.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.07.003 摘要 ( )   PDF

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入侵外来杂草薇甘菊光合途径基因的进化及其昼夜表达模式 2024, 23(2): 590-604.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.04.011 摘要 ( )   PDF   薇甘菊（Mikania micrantha）是一种快速生长的全球性入侵杂草，广泛分布在热带和亚热带地区。薇甘菊的入侵会对当地自然生态系统造成严重破坏，并对森林和作物生产造成巨大的经济损失。它在光合作用方面具有优势，其净光合速率与C4植物相近，固碳能力较高。研究表明薇甘菊的光合能力是其快速生长和快速殖民新栖息地的重要原因之一。然而，目前尚没有研究揭示薇甘菊光合作用的进化机制和昼夜规律。本研究采用基因组学和转录组学相结合的方法，揭示了薇甘菊光合作用的进化机制和昼夜表达模式。结果显示，在薇甘菊中有16个正选择基因，主要集中于光反应和光同化物的利用两个过程中，并且叶绿素a/b结合蛋白、苹果酸脱氢酶、丙酮酸正磷酸二激酶和苹果酸酶家族的基因数量与C4植物(高粱或玉米)相似，显著高于其他植物。在不同组织中，98.1%与光反应相关的基因在茎中具有较高表达，C4循环相关的基因中有一半以上在茎中高于叶中的表达。气孔开闭过程中，2个碳酸酐酶基因在18:00的表达量高于8:00，SLAC1和HT1基因在18:00表达量最低。此外，与光合作用相关的基因在7:00和17:00表达量较高。因此我们推测，薇甘菊能够在茎和花器官中进行光合作用，并且叶片的一些气孔在夜间能够通过CO2信号打开。此外，它的进化可能会减弱高光强时的光抑制，并在低光强时提高光合作用的效率。组织特异性光合类型和光合相关基因的不同昼夜模式可能有助于薇甘菊在新栖息地的快速定植。薇甘菊可能通过这些变化增加了它的种间优势和侵袭性。本文的研究结果为了解薇甘菊的光合作用机制及其控制和生物利用度提供了有价值的信息。

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cAMP依赖性蛋白激酶A在桔小实蝇长期记忆形成中的作用 2024, 23(2): 605-620.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.07.016 摘要 ( )   PDF   环磷酸腺苷（cyclic AMP，cAMP）依赖的蛋白激酶A（protein kinase A，PKA）信号通路一直被认为是长期记忆（long-term Memory，LTM）形成的关键。先前的研究大多基于PKA信号在多次间隔训练诱导的LTM中的作用，而对单次训练诱导的LTM的研究较少。本研究通过行为药理学、酶联免疫吸附测定（enzyme linked immunosorbent assay，ELISA）和RNA干扰实验，探究了PKA信号通路在农业害虫桔小实蝇LTM形成中的作用。桔小实蝇具有较强的记忆能力，在单次训练试验中也能形成持续两天的长期记忆。研究结果发现，在条件训练前阻断或激活PKA，两种处理方式均影响桔小实蝇多次间隔训练形成的LTM，但不会影响单次训练形成的LTM。通过ELISA以及沉默蛋白激酶调节亚基2和催化亚基1的进一步证实了这一结论。综上所述，激活PKA有助于诱导多次间隔训练形成的LTM，而单次训练形成的LTM并不受其影响。这一发现挑战了PKA信号在LTM形成中的保守作用，这为跨物种LTM形成的分子机制多样性以及可能的功能和进化意义提供了基础。

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昆虫病原真菌爪哇棒束孢菌和低剂量的呋虫胺对水稻害虫白背飞虱的高效协同控制 2024, 23(2): 621-638.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.06.007 摘要 ( )   PDF   白背飞虱是水稻上的一种刺吸式口器类害虫，现已对常用的许多化学农药产生了中等到高强度的抗药性，严重发生时可导致水稻大面积减产。我们在室内和田间条件下研究了爪哇棒束孢菌单独、或与化学农药呋虫胺混合对白背飞虱的影响，研究结果表明：爪哇棒束孢菌可高效地侵染、杀死不同虫态的白背飞虱，可降低成虫的成活率、产卵量、影响卵巢的发育。室内生物测定结果表明爪哇棒束孢菌与低剂量的呋虫胺（4-16ppm）的混合物对白背飞虱的死亡率高于单独使用爪哇棒束孢菌或呋虫胺对白背飞虱的死亡率，并可显著地影响害虫的过氧化物歧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶、酚氧化酶等酶的活性。在田间爪哇棒束孢菌可有效地降低白背飞虱的种群数量（田间虫量只有对照区的22-64%），低剂量的爪哇棒束孢菌（1×104 孢子 mL-1）和呋虫胺（4.8-19.2%的田间推荐用量）在田间对白背飞虱的防治效果超过90%、表现为协同增效作用，在使用后的第3-14天内可将田间白背飞虱的种群数量持续控制在50头/100丛以下。我们的研究结果表明：昆虫病原真菌爪哇棒束孢菌可作为水稻害虫综合防治（IPM）的重要组成部分，用于控制水稻害虫。

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纯种猪群体中结合杂交数据的基因组选择应用效果评估 2024, 23(2): 639-648.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.09.004 摘要 ( )   PDF         【背景】基因组选择（Genomic selection, GS）技术在家畜育种中得到了广泛应用，极大地加快了复杂性状的遗传进展。群体大小是影响预测准确性的重要因素之一，但是构建一个足够规模的纯种参考群是十分困难的，特别是在胴体性状上或某些地方猪群体中。杂交群体作为纯种群体的后代，保留了亲代一半的遗传物质，与直接组合两个不相关的纯种群体来扩大参考群体规模相比，将相关杂交种纳入参考群体进行基因组预测可能更有意义。【目的】不过，引入杂交群体信息时，杂交个体的选择、参考群的构建、模型方法的选择等方面的研究尚未明确，因此该方向的研究可以为今后猪基因组选择的应用提供一种新思路。【方法】本研究基于两个基础纯种群体(PA和PB)的真实基因型数据，使用SBVB软件模拟纯种后代(PAS和PBS)和杂交后代(CAB)，使用对BLUP（Best linear unbiased prediction）、GBLUP（Genomic best linear unbiased prediction）、ssGBLUP（Single-step genomic best linear unbiased prediction）方法对杂交群体信息加入到纯种群体基因组选择的应用效果进行研究。【结果】研究结果表明：（1）使用群体内期望亲缘关系最大化（Maximizing the expected genetic relationship, REL）方法进行关键个体的选择，基因组预测准确性要略微优于选择离纯种群体亲缘关系最远（Relationship farthest from purebred population, FP）和选择离纯种群体亲缘关系最近（relationship closest from purebred population, CP）的方法；（2）在加入杂交群体后，基因组预测的准确性有明显提升，在PA中，CAB加入参考群预测准确性接近于加入PAS；（3）遗传评估模型中加入杂交群体后，提升可靠性与亲缘关系提升倍数表现出显著相关，其秩相关为 0.60~0.70；（4）对于亲缘关系偏低（Cor(Pi,PAorB)<10）的个体，可靠性提升显著低于其他个体。【结论】基于上述结果，可以得到以下结论：加入杂交群体数据可以有效提高纯种群体基因组预测准确性和个体估计育种值可靠性，纯种群体与杂交群体的亲缘关系是提高纯种个体基因组预测可靠性的关键因素。

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毒力调节因子AbsR对禽致病性大肠杆菌细菌生理具有多重作用 2024, 23(2): 649-668.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.07.035 摘要 ( )   PDF   禽致病性大肠杆菌（Avian pathogenic Escherichia coli ,APEC）是一种肠外致病性大肠杆菌（Extraintestinal pathogenic E. coli , ExPEC），可引起禽类和人类肠道以外组织的严重感染。MprA（microcin production regulation, locus A，现更名为AbsR，a blood survival regulator）是MarR（multiple antibiotic resistance regulator）转录调节因子家族的成员。它调控人源ExPEC中荚膜生物合成基因的表达，并且具有作为药物靶标的潜力。然而，目前的研究尚未完全阐明AbsR的靶基因及其调控机制。本研究利用ChIP-Seq和RNA-Seq技术对APEC AbsR调节子进行了系统分析，结果表明，AbsR直接调控99个基因，间接调控667个基因。接下来通过实时荧光定量PCR和体外实验证实了AbsR对靶基因转录水平和功能的影响。研究发现，AbsR在APEC XM中直接调控K1荚膜基因簇的表达，从而使菌株能够抵抗巨噬细胞的吞噬、血清杀伤，并发挥毒力作用。此外，AbsR还直接激活酸感应信号系统基因evgAS及耐酸相关基因hdeBAD和gadE，从而发挥体外耐酸能力。它还通过直接激活T2SS基因簇的表达，进而影响SslE蛋白的表达和分泌促进生物膜形成。此外，AbsR还间接调控I-F CRISPR系统基因的表达。在小鼠模型中，我们探索了AbsR及其靶基因对APEC XM毒力的影响，证实AbsR主要通过荚膜基因簇发挥毒力。在另外三株不同来源的ExPEC分离株中，AbsR可以抑制1型菌毛基因和I-F CRISPR系统相关基因的表达，同时激活酸感应信号系统基因evgAS、Group 2荚膜基因的表达；表明这些调控对于ExPEC共同的靶基因具有普适性。本研究首次系统梳理了MarR家族转录调控因子AbsR在肠道外致病性大肠杆菌的调控网络及其调控机制，明确了AbsR作为一类调控蛋白的调控方式及其致病机制。研究还首次证实AbsR对肠道外致病性大肠杆菌中的共同靶基因的调控具有普适性，这大大增进了我们对AbsR调控和功能的理解，并拓展了AbsR调控网络的广度。这对于预防及治疗大肠杆菌病的药物选择及维持宿主共生菌群稳态提供了重要参考。此外，该研究结果也为将来基于AbsR的药物筛选和研发提供理论依据。

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麦棉轮作下长期秸秆还田促进土壤有机碳固存和团聚体形成提高作物产量 2024, 23(2): 669-679.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.06.009 摘要 ( )   PDF   秸秆还田是土壤有机碳（SOC）固定和作物产量稳定性提高的有效策略。然而，在小麦（Triticum aestivum L.）-棉花（Gossypium hirsutum L.）轮作制度下，作物可持续生产的最佳秸秆还田策略仍不明确。本研究的目的是在长江流域小麦-棉花种植制度下，量化长期（10年）碳投入对土壤有机碳固定、团聚体形成和作物产量的影响。采用单因素随机设计，共计5个处理：无秸秆还田（对照）、小麦秸秆还田（Wt）、棉花秸秆还田（Ct）、50%小麦和50%棉秸秆还田（Wh-Ch）以及100%小麦和100%棉秸秆还田。与对照相比，秸秆还田下SOC含量增加了8.4~20.2%。SOC固定与C投入（1.42-7.19 Mg ha−1 yr−1）（P<0.05）之间呈显著的线性正相关关系。秸秆还田也显著提高了0~20 cm土壤>2与1~2 mm团聚体的比例，且以Wt-Ct处理的团聚体水稳性增幅最大（28.1%）。小麦、棉花平均产量分别提高12.4~36.0%和29.4~73.7%，且C投入与小麦和棉花产量之间均存在显著的线性正相关关系。当C投入为7.08 Mg ha−1 yr−1时，可持续产量指数（SYI）均值达到最大值(0.69)，这与Wt-Ct处理的最大SYI值相当（SYI为0.69，C投入为7.19 Mg ha–1 yr-1）。综上，小麦和棉花秸秆的全量还田是促进麦棉轮作下有机碳固定、土壤团聚体形成、产量及其可持续性的最佳策略。

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基于番茄产量、品质、碳排放和资源利用效率协同提升的灌水-氮肥-生物炭动态调控 2024, 23(2): 680-697.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.06.006 摘要 ( )   PDF   水肥综合管理对于促进设施农业可持续发展具有重要地位，生物炭在保障粮食产量、缓解水资源短缺和肥料过度使用等方面发挥着重要作用。本研究通过田间试验和优化模型相结合的方法，寻求番茄产量提高、品质提升、水氮利用效率提高和温室排放降低的多目标协同的灌水-氮肥-生物炭施用制度。首先，布置灌水-氮肥-生物炭耦合小区试验。其次，基于试验测定番茄产量与果实品质参数，构建了全生育期灌水-氮肥-生物炭用量与产量、番茄综合品质（TCQ）、灌溉水利用效率（IWUE）、氮肥偏生产力（PFPN）和温室气体净排放量（NGE）之间的响应关系。最后，构建了番茄不同生育期灌水-氮肥-生物炭资源配置的多目标动态优化调控模型，并通过模糊规划方法求解模型。结果表明，生物炭配施灌水和氮肥有助于促进产量、IWUE、PFPN的提升，而对NGE有抑制作用。此外，在不同情景下，水肥的最优配置量也不同。S1（情景1）产量较T2处理提高了8.31%；S2（情景2）TCQ较T5处理提高了5.14%；S3（情景3）IWUE较T3处理提高了10.01%；S4（情景4）PFPN 较T2处理提高了9.35%；S5（情景5）NGE较T5降低了11.23%。优化模型结果表明，当灌水-氮肥-生物炭用量为205.18 mm-186 kg ha-1-43.31 t ha-1时，考虑产量、TCQ、IWUE、PFPN和NGE的多个目标的协调性与每个处理相比平均提高了4.44%-69.02%。本研究为温室番茄水肥的可持续管理提供有效的方法。

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粪肥替代通过提升砂姜黑土土壤肥力和调节微生物群落提高玉米产量 2024, 23(2): 698-710.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.05.040 摘要 ( )   PDF   合成氮肥对提高土壤肥力和作物产量方面发挥着重要作用，但过量施用氮肥会造成土壤酸化、地下水污染和生物多样性减少等农业生态系统风险。同时，通过有机肥替代化肥因其生态环境友好性和产量效益而日益受到重视。然而，粪肥替代、作物产量和潜在的微生物机制之间的联系仍不清晰。为了填补这一空白，本研究在砂姜黑土区开展了为期三年的田间试验，包括以下五种施肥方案：1）对照，不施肥； 2）CF，化肥（无粪肥替代）；3）CF1/2M1/2，50%粪肥替代化肥；4）CF1/4M3/4，75%粪肥替代化肥；5）M，100%粪肥替代化肥。所有施肥处理均按等氮施肥设计。结果表明，进行粪肥替代的处理通过提高土壤有机碳、全氮和有效磷含量，提高了土壤肥力指数和生产力，并改变了土壤细菌群落的多样性和组成。土壤有机碳、速效磷含量以及土壤碳氮比是导致微生物群落变化的主要原因。微生物共现网络表明，土壤有机碳和有效磷与Rhodospirillales和Burkholderiales相对丰度呈显著正相关，全氮和碳氮比分别与Micromonosporaceae相对丰度呈显著正相关和负相关。这些特定的细菌分类群均参与了土壤大量元素的周转。随机森林模型分析预测，特定的生物因子（如：细菌组成和Micromonosporaceae相对丰度）和非生物因子（如：有效磷、土壤有机碳、全氮含量以及土壤肥力指数）对玉米产量均有显著影响。本研究加深了粪肥替代合成氮肥对作物产量影响的理解，为砂姜黑土优化施肥策略提供了理论支持。

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用于诊断水稻幼穗分化期营养水平的混合CNN-LSTM模型 2024, 23(2): 711-723.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.05.032 摘要 ( )   PDF   氮（N）和钾（K）是水稻生长过程中两种关键的矿质营养元素。准确诊断氮、钾的状况，对水稻在特定生长阶段的合理施肥具有重要意义。因此，我们提出了一种用于在幼穗分化期（EPIS）诊断水稻营养水平的混合模型，它将嵌入注意力机制的卷积神经网络和长短期记忆网络（LSTM）相结合。在为期两年的实验中，该模型在无人机从不同生长阶段的水稻冠层收集的大量序列图像上得到了验证。与 VGG16、AlexNet、GoogleNet、DenseNet 和 inceptionV3 相比，ResNet101 结合 LSTM的模型在黄花占（HHZ，一种籼稻品种）数据集上获得了 83.81% 的最高平均准确率。当在 2021 年的 HHZ 和秀水 134（XS134，一种粳稻品种）数据集上进行测试时，使用 Squeeze-and-Excitation (SE) 增强的 ResNet101-LSTM 模型达到了 85.38% 和 88.38% 的最高准确率，并且通过跨数据集方法，该模型在2022年测试的HHZ和XS134数据集上的平均准确率分别为81.25%和82.50%，表现出良好的泛化能力。我们提出的模型涉及水稻不同生育阶段的动态信息，可以有效地诊断在EPIS 中水稻不同的营养状况，有助于在水稻穗萌发阶段做出合理施肥的实际决策。

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靶向突变BnPAP2创建甘蓝型油菜黄籽材料 2024, 23(2): 724-730.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.05.001 摘要 ( )   PDF   黄籽性状因其提高甘蓝型油菜种子质量和商业价值而广受育种家的青睐。在本研究中，我们利用CRISPR/Cas9系统敲除了甘蓝型油菜BnPAP2基因的两个同源拷贝，创制了黄籽突变体。种皮组织化学染色表明，在pap2双突变体中原花青素的积累显著减少，其重要集中在种皮的内皮层和栅栏层细胞。转录组学和代谢组分析表明，BnPAP2基因的敲除可以降低苯丙烷和类黄酮生物合成途径中结构和调节基因的表达。这些基因的广泛抑制表达可能会阻碍原花青素在种子发育过程中的积累，从而导致甘蓝型油菜出现黄籽性状。上述研究结果表明BnPAP2可能在原花青素的调控网络中发挥着重要作用。

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恶唑烷酮/苯丙醇耐药基因optrA在猪源多发性链球菌的全球首次发现 2024, 23(2): 731-734.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.11.042 摘要 ( )   PDF   恶唑烷酮类抗生素作为目前治疗多重耐药革兰氏阳性菌感染最有效的抗生素之一，其耐药基因optrA的流行和传播备受关注，然而，目前optrA基因在链球菌中的流行情况尚不十分清楚。本文从山东省某猪场分离出一株多发性链球菌（Streptococcus pluranimalium， S. pluranimalium）SP28，通过肉汤稀释法测定了该分离株的药物敏感性，其次利用Illumina和Nanopore测序技术测定了该分离株的全基因组序列，通过生物信息学技术对全基因组序列进行比对分析，最后利用PCR方法检测插入序列IS1216E介导的易位单元（Translocatable Unit， TU）。研究结果显示，分离株SP28表现出多重耐药表型和相对高的利奈唑胺MIC值。全基因组测序结果表明，成功获得了该分离株的完整染色体序列和一个质粒序列。耐药基因检测分析发现，该分离株的染色体携带optrA基因以及多个介导其它类型抗生素的耐药基因。耐药基因环境分析显示optrA和fexA所在的耐药区域侧翼为两个同向的IS1216E插入序列，PCR检测结果显示携带optrA的耐药区域能够利用TU的方式进行水平转移，进而导致optrA的广泛传播。本研究首次在S. pluranimalium中发现耐药基因optrA，同时进一步揭示了IS1216E在optrA基因转移中发挥的重要作用。