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2024年, 第23卷, 第4期
刊出日期：2024-04-20 上一期    下一期

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硝酸盐、脱落酸和赤霉素转运基因OsNPF3.1对水稻分蘖和氮利用效率至关重要 2024, 23(4): 1087-1104.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.04.024 摘要 ( )   PDF   低亲和硝酸盐转运基因成员已在水稻硝酸盐转运基因1/肽转运基因家族（NPF）的4-8亚家族中鉴定出来，但OsNPF3亚家族在硝酸盐和植物激素转运及水稻生长发育上还不清楚。本研究中，我们发现硝酸盐和植物激素转运基因OsNPF3.1在水稻分蘖和氮利用效率上起重要作用。OsNPF3.1的启动子序列在517个水稻品种中具有4种主要单倍型，其表达与分蘖数呈正相关。OsNPF3.1在水稻基部、茎和叶片中的表达量高于其他部位，且在水稻根部和地上部分被硝酸盐、脱落酸（ABA）和赤霉素3（GA3）强烈诱导表达。电生理实验表明，OsNPF3.1是一种pH依赖的低亲和硝酸盐转运基因，且水稻原生质体摄取实验表明它是ABA和GA3的转运基因。OsNPF3.1过表达后在高硝态氮浓度下显著促进了ABA在根系的积累和GA在基部的积累，进一步抑制了腋芽的伸长和水稻分蘖。在中低硝态氮浓度下OsNPF3.1的过表达植株氮利用效率增强，而在高硝态氮浓度下OsNPF3.1的突变体植株氮利用效率增加。以上结果表明，OsNPF3.1在不同硝态氮浓度下的不同水稻组织中转运硝酸盐和植物激素。OsNPF3.1表达改变的过表达植株或CRISPR植株分别在低硝酸盐和高硝酸盐浓度下提高氮利用效率。

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转录组和代谢组分析揭示不同抗倒伏杂交小麦木质素合成积累的差异机制 2024, 23(4): 1105-1117.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.06.027 摘要 ( )   PDF   杂交小麦应用是未来提高小麦产量的一种途径，当前部分杂交小麦品种株高的增加在一定程度上加大了其倒伏风险。本研究以两个抗倒伏性不同的杂交组合为试验材料，通过分析不同灌浆时期茎秆相关性状变化、基部第二节间转录组和代谢组数据及基部第二节间木质素合成积累等揭示其抗倒伏差异的形成机制。结果表明，抗倒伏杂交组合茎秆相关性状，如茎秆抗折力、穿刺强度、茎秆充实度及木质素含量（含G和S型单体）均显著高于倒伏敏感性组合。KEGG富集分析表明，灌浆后期差异代谢物和差异表达基因主要被显著富集到苯丙烷生物合成途径。本试验共鉴定了35个参与苯丙烷途径的关键调控基因，其中42%的基因在灌浆后期显著差异表达，且在显著差异表达基因中，超过80%的基因在抗倒伏组合中的表达显著高于其在倒伏敏感组合中的表达，而抗倒伏组合木质素合成途径中松柏醛、阿魏酸和松柏醇等中间代谢物显著低于倒伏敏感组合。综合分析表明，抗倒伏组合灌浆后期仍具有较高抗倒伏能力的关键在于其具有较高的木质素合成能力。本试验还通过对已审定杂交小麦和常规小麦品种的茎秆特征比较，提出了培育抗倒伏杂交小麦组合应关注的茎秆性状。

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qSTA2-2，一个新的有助于玉米种子淀粉的合成的QTL 2024, 23(4): 1118-1133.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.05.004 摘要 ( )   PDF   种子贮藏物质是种子发育过程中积累的物质，也是种子萌发、建苗所必需的物质。在这里，我们使用了由改良的220（I220，低淀粉小种子）和PH4CV（高淀粉大种子）构建的F2:3群体以及X178（高淀粉）和其改进的基因渗入系I178（低淀粉）构建的的RIL群体，以确定控制种子储存材料的基因。我们总共鉴定了12个同淀粉、蛋白质和油的QTLs，这解释了3.44-10.79% 的表型变异。其中，F2:3群体中鉴定的qSTA2-1与RIL群体中鉴定的qSTA2-2在7.314-9.554Mb的区间部分重叠，解释了3.44-10.21% 的淀粉含量，因此被选择进一步研究。qSTA2-2与每一代I220/PH4CV回交，最后精细定位缩小到199.7Kb的区间内，包含14个ORFs。I220/PH4CV（BC5F2）的NILs材料发育种子的转录组学分析表明，在20DAP时，种子中仅表达11个ORFs，其中5个在NILI220中上调表达，6个下调表达，NILI220和NILPH4CV之间的DEGs被富集在淀粉代谢中富集、激素信号转导和糖胺聚糖降解途径中。对于5个在NILI220中下调表达的ORFs，其中编码乙醛脱氢酶的ORF4（Zm00001d002260）可能是qSTA2-2的候选基因。进一步分析验证表明，qSTA2-2位点的突变导致除淀粉和激素外，也造成了ABA积累、胚/胚乳比的功能障碍。

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全基因组和候选基因关联关联分析鉴定BnPAP17在油菜有机磷利用中的功能 2024, 23(4): 1134-1149.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.05.002 摘要 ( )   PDF   磷（P）是活体植物必不可少的重要元素。缺磷是制约世界油菜产量的关键因素之一。作为植物最重要的器官，根的形态在磷的吸收中起着关键作用。为了研究低磷有效性下根形态的遗传变异性，我们通过全基因组关联研究（GWAS）、连锁作图和候选基因关联研究（CGAS）对跟的形态性状相关的基因结构进行了剖析。在405份油菜自然群体中，共检测到52个重要的标记位点与磷胁迫下的根系形态性状相关。其中，在低磷胁迫下的侧根数（LRN）和根干重（RDW）性状位点中共同检测到紫色酸性磷酸酶基因-BnPAP17。在低磷胁迫下，高效磷品种的地上部组织中BnPAP17的表达比根组织和低效磷品种的表达增加。此外，还检测到BnPAP17Hap3单倍型在油菜磷高效育种中受到了选择。过量表达该单倍型能显著促进油菜的地上部和根部生长，增强油菜对低磷胁迫的耐受性和对有机磷的利用。综上所述，这些发现增加了我们对BnPAP17在介导油菜低磷胁迫中的分子机制的认识。

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优化耕作方式提高了机插水稻的产量并降低了稻田的温室气体排放 2024, 23(4): 1150-1163.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.05.033 摘要 ( )   PDF        旱地双轴旋耕法可一次作业完成双轴旋耕秸秆还田、两次镇压和开沟作业，且这一方法在直播稻和小麦上已有初步的研究。然而，旱地双轴旋耕法对机插水稻产量和温室气体排放的影响尚不清楚。为了评估旱地双轴旋耕法在提高机械移栽水稻的粮食安全和减少温室气体排放方面的效果，我们在秸秆还田条件下进行了为期2年的研究。设置了三种耕作方式：旱地双轴旋耕（DBRT）、旱地水田单轴旋耕法（DPURT）和水田单轴旋耕法（PURT）。结果表明，与DPURT和PURT相比，DBRT分别使机插水稻增产7.5-11.0%和13.3-26.7%，而季节性累计CH4排放量分别减少了13.9-21.2%和30.2-37.0%，N2O季节性累计排放量分别增加了13.5-28.6%和50.0-73.1%。因此，与DPURT和PURT相比，DBRT 分别使全球变暖潜能值分别降低了10.7-15.5%和23.7-28.6%，并使单位产量的全球增温潜值分别降低了18.2-21.8%和36.4-39.3%。这些结果主要与DBRT显着降低土壤容重和增加土壤Eh有关。因此，在机插稻田实施DBRT是可行的，既有利于提高水稻产量，又可以减少温室气体排放。

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基于Harmonized Landsat and Sentinel-2数据和物候特征构建新型植被指数提升再生稻遥感制图精度 2024, 23(4): 1164-1178.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.05.035 摘要 ( )   PDF   再生稻是指收获头季水稻后，利用稻茬上的休眠芽萌发成穗，从而再次收获一季水稻的种植模式。与传统的单季稻和双季稻相比，再生稻以较小的农业投入收获双季稻谷，在粮食安全和农业生态方面都发挥着重要作用。然而，由于再生稻与其他水稻种植模式（如双季稻）的光谱相似性，利用遥感技术高精度识别再生稻仍具有较大挑战。此外，再生稻通常种植在耕地破碎且云雨频发区域，需要高时空分辨率的遥感影像以捕获其独特的光谱物候特征。基于此，本研究提出了一种基于物候特征的再生稻植被指数（PRVI），以湖北省蕲春县为例，利用Harmonized Landsat and Sentinel-2 (HLS)数据实现30 m空间分辨率的再生稻遥感制图。再生稻与其他地物类型间的光谱-物候特征的分离性和相关性分析表明，红波段（Red）、近红外波段（NIR）和短波红外1波段（SWIR 1）是再生稻识别的敏感波段，因此本研究采用上述三个波段构建PRVI。为了全面评估PRVI识别再生稻的潜力，基于实地样本数据比较PRVI与常用的水稻识别植被指数（归一化差值植被指数（NDVI）、增强型植被指数（EVI）和地表水分指数（LSWI））识别再生稻的准确性。结果表明，PRVI能够充分捕捉到再生稻独特的光谱物候特征，较好的区分再生稻与其他土地覆盖类型。此外，再生稻与其他地物类型区分的关键物候期是头季灌浆成熟期-再生季分蘖期（GHS-TS2）。最后，在GHS-TS2阶段，PRVI的表现优于NDVI、EVI、LSWI及其组合，其制图精度和用户精度分别为92.22%和89.30%。以上结果表明，本文基于HLS数据构建的PRVI可以在关键物候期高精度识别耕地破碎区域的再生稻，有益于进行再生稻早期识别以及能够为农业管理活动提供重要的基础数据集。

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有机与无机肥配施可通过提高花后氮素吸收和干物质积累量缓解夏玉米的粒位效应 2024, 23(4): 1179-1194.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.05.003 摘要 ( )   PDF   通过调整农艺措施缓解玉米粒位效应是保证玉米高产稳产的重要举措。为了阐明有机与无机肥配施是否可缓解夏玉米的粒位效应，本研究于2019和2020年基于有机肥等氮替代部分化肥设置了五个不同的有机与无机肥配施处理，CF, 单独施用氮磷钾化肥；OFCF1，施用15%的有机肥+85%的化肥；OFCF2，施用30%的有机肥+70%的化肥; OFCF3，施用45%的有机肥+55%的化肥; OFCF4，施用60%的有机肥+40%的化肥。研究结果表明，与CF处理相比，OFCF1和OFCF2 处理通过明显增加弱势粒与强势粒粒重比和降低强势粒与弱势粒粒重差可缓解玉米的粒位效应，这主要归因于玉米弱势粒灌浆与淀粉积累的明显增加。但是，在CF、OFCF3和OFCF4处理之间多数情况下没有明显差异。OFCF1和OFCF2处理的叶面积指数、花后光合速率及净同化率均高于CF处理，反映了OFCF1和OFCF2处理的植株具有较高的花后光合同化与物质积累的能力。与CF处理相比，OFCF1和OFCF2分别增加花后氮素积累量66.3%和75.5%，花后氮素吸收的增强是驱动花后光合同化与物质积累的主要因素。此外，根系物质积累量与根系中玉米素核苷含量的增加反映了OFCF1和OFCF2缓解了玉米根系的衰老，这与植株较强的花后氮素吸收存在关系。相关分析显示，玉米花后氮素吸收量、干物质积累量、玉米产量与玉米粒位效应间均存在明显的负相关关系。 因此，15-30%的有机肥与70-85%的化肥配施可通过提高玉米花后氮素吸收与干物质积累缓解粒位效应，这为有机与无机肥配施如何提高夏玉米产量提供了新的见解。

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不结球白菜隐性核不育基因Bra2Ms的精细定位与克隆 2024, 23(4): 1195-1204.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.08.008 摘要 ( )   PDF   雄性不育是植物发育过程中重要的生物学过程，也是目前作物杂种优势利用的重要途径。不结球白菜为典型的异花授粉作物，杂种优势明显，然而，其细胞核雄性不育的分子机理仍不明确。矮脚黄A（WS24-3）为新发现的不结球白菜隐性核雄性不育材料，之前的研究将不育基因Bra2MS锁定在白菜A2染色体上，通过细胞学观察发现，产生不育的原因主要是花粉母细胞减数分裂出现异常。本研究通过精细定位将Bra2MS锁定在129K的物理距离内，结合细胞学数据、转录组数据对这129K序列进行ORF分析，初步确定一个编码PHD-finger蛋白转录因子的Bra039753即是WS24-3A的不育基因Bra2Ms。在减数分裂时期，Bra039753在不育系WS24-3A中明显下调表达。Bra2Ms基因的DNA序列在不育材料中有一段369bp的外源插入，且在第一个外显子上，该插入区段与目标基因是共分离的。这些实验数据将为不结球白菜核不育形成的遗传机制研究提供新线索，本研究中获得的分子标记可辅助加快不结球白菜及其他十字花科作物优良不育系的选育。

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苹果属植物S-RNase基因型鉴定及起源演化分析 2024, 23(4): 1205-1221.  DOI: 10.1016/j.jia.2024.01.014 摘要 ( )   PDF   鉴定苹果属植物S基因型对于新基因的发掘、苹果的栽培生产、新品种选育以及自交不亲和的起源演化等都具有极大的推动作用。本试验以矮花红、西蜀海棠、热磙子等88份苹果属资源为材料，利用7对苹果属S-RNase基因特异性引物，以叶片DNA为模板进行PCR扩增。结果表明：鉴定的供试材料中，70份材料得到完整的S-RNase基因型，18份材料仅鉴定出1个S-RNase基因。经同源性比较分析，共获得13种S-RNase基因型，分别为：S1S2(矮花红等)、S1S28(隰县海棠等)、S1S51(河北平顶海棠)、S1S3(向阳村大果等)、S2S3(窄叶海棠等)、S3S51(西山1号)、S3S28(黄色立哈尔德等)、S2S28(红海棠等)、S4S28(波11)、S7S28(酒泉沙果)、S10Se(东城贯13号)、S10S21(东香蕉)、SeS51(熊岳海棠)。供试材料中S基因出现频率显示：不同的S基因在苹果属资源中出现的频率不同，在种间及种内出现的频率亦不相同。其中出现频率最高的为S3 (68.18%)，其次为S1 (42.04%)。此外，系统进化树及起源演化分析表明，S基因的分化在苹果属各个种形成之前就已完成，栽培种亦演化出了新的S基因，并且分析认为S50基因是苹果属植物最古老的S等位基因，苹果栽培种中的S1、S29、S33基因可能最初分别起源于新疆野苹果、湖北海棠及陇东海棠。除新疆野苹果外，陇东海棠和锡金海棠可能也参与了部分中国苹果的起源演化过程。

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CONSTANS-LIKE（COL）家族全基因组鉴定及PpCOL8通过应答水杨酸与PpMADS相互作用调控砂梨果实衰老 2024, 23(4): 1222-1237.  DOI: 10.1016/j.jia.2024.01.011 摘要 ( )   PDF   “黄金梨”属于砂梨系统，营养品质和口感极佳。然而，由于其货架期短，“黄金梨”产业化发展受到严重限制。水杨酸（Salicylic acid, SA）是一种植物激素，可以延缓果实衰老从而延长货架期。但是，SA在果实衰老过程中如何调控CONSTANS-LIKE基因（COLs）以及COL基因在砂梨果实衰老中的调控作用尚不清楚。本研究在砂梨中鉴定出22个COL基因，包括通过转录组鉴定的4个COL基因（PpCOL8、PpCOL9a、PpCOL9b和PpCOL14）和通过全基因组分析鉴定的18个COL基因。根据COL蛋白的结构域，将这些COL基因分为三个亚家族。PpCOL8具有两个B-box基序和一个CCT结构域，属于第一亚家族。相比之下，其他三个PpCOLs，PpCOL9a，PpCOL9b和PpCOL14，具有相似的保守蛋白结构域和基因结构，属于第三亚家族。PpCOL8、PpCOL9a、PpCOL9b和PpCOL14在梨各组织中均表现出不同的表达模式，且均在果实发育早期优势表达。此外，外源SA处理抑制了PpCOL8的表达，却上调了PpCOL9a和PpCOL9b的表达。有趣的是，PpCOL8与PpMADS相互作用，而PpMADS是一个MADS-box蛋白基因，在果实中优势表达且SA上调其表达。在过表达PpCOL8基因的砂梨果实中，乙烯生成量和丙二醛（MDA）含量均增加；而且砂梨果实中抗氧化酶（POD和SOD）活性以及PpPOD1和PpSOD1的表达量均下调，表明PpCOL8促进砂梨果实衰老。而在过表达PpMADS的砂梨果实中，相应的变化则相反，说明PpMADS延缓砂梨果实衰老。PpCOL8和PpMADS的共转化亦延缓砂梨果实衰老。本研究揭示了PpCOL8通过SA信号通路与PpMADS相互作用在梨果实衰老中起关键作用。

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一个抗赤霉病小麦品种中基础防卫增强的证据 2024, 23(4): 1238-1258.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.06.014 摘要 ( )   PDF   由禾谷镰刀菌等真菌引起的赤霉病是最具破坏性的小麦病害之一。该病害除了直接影响小麦产量外，发病籽粒中残留的脱氧雪腐镰刀菌烯醇（DON毒素）也极大地威胁着人畜健康。西农979是一个广泛栽培的优质高产小麦品种，对赤霉病表现为中抗。然而，其抗赤霉病的机制尚不清楚。为了探究西农979对赤霉病的抗性机制，我们以同样具有小偃6谱系的高感赤霉病品种小偃22为对照，对二者进行了比较转录组学分析和实验验证。我们发现西农979对赤霉病的抗性由两道防线组成。第一道防线是组成型的，在没有感染病原菌的情况下，西农979中木质素和茉莉酸合成通路等基础防卫基因的表达增强。第二道防线是受病原菌诱导的，在禾谷镰刀菌侵染时，尽管西农979和小偃22的光合作用和生物胁迫反应均受到一定程度的抑制，但西农979中二者的抑制更弱。此外，对互作过程中真菌基因的表达分析结果表明，在侵染早期，西农979基础防卫的增强导致禾谷镰刀菌侵染相关的碳水化合物活性酶(CAZY)基因、效应子（CSEP）基因和次生代谢（SM）基因（包括DON毒素合成基因）的表达受到了一定程度的抑制。这些结果为抗赤霉病小麦品种西农979中基础防卫的增强提供了直接证据。西农979对赤霉病的抗性形成可能与育种策略相关，例如抗倒伏性状的选择可能导致了木质素合成基因基础表达的增强，而高产量性状的选择可能导致了逆境下光系统基因表达的增强。该研究将有助于我们进一步了解小麦-禾谷镰刀菌互作机制，并为赤霉病抗病育种提供了新的见解。

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新型四氢β-咔啉衍生物的发现和构效关系研究及其作为凋亡诱导剂控制植物细菌性病害 2024, 23(4): 1259-1273.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.05.031 摘要 ( )   PDF   开发高活性、环境友好的绿色新农药是保护农作物健康和食品安全的重要手段。为了发现新的候选杀菌剂，本研究论文采用Pictet–Spengler反应制备了一系列新颖的1,2,3,4-四氢-β-咔啉（THC）衍生物，并评估了其对水稻白叶枯病菌（Xoo）、柑橘溃疡病菌（Xac）和猕猴桃溃疡病菌（Psa）的离体和活体生物活性。结果表明，大多数目标化合物对三种植物病原细菌都表现出良好的生物活性。其中，化合物A17对水稻白叶枯病菌和柑橘溃疡病菌表现出优异的抑菌活性，其EC50值分别为7.27 mg mL-1和4.89 mg mL-1。化合物A8对猕猴桃溃疡病菌显示出较好的抑制活性，其EC50值为4.87 mg mL-1。此外，在200 mg mL-1浓度下，化合物A17对水稻白叶枯病（52.67%）和柑橘溃疡病（79.79%）表现出优异的防治效果，化合物A8对猕猴桃溃疡病的防治效果为84.31%。构效关系研究表明：THC的A环的C6位无取代基时有利于提高其抑菌活性；对于 THC的C环，当N2位是NH基团是有利于提高其抑菌活性；此外，THC的C环的NH位置引入长链可以增强其抗菌活性。通过大量的生物学实验验证，THC衍生物能扰乱细菌体内的氧化还原系统，造成细菌活性氧的爆发和细胞膜的破坏，最终导致细菌的死亡。上述的研究工作为以THC为活性骨架的新型杀菌剂创制提供了重要参考。

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桔小实蝇细胞因子受体Domeless的表征及BdDomeless3参与对类共生病毒的免疫 2024, 23(4): 1274-1284.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.10.003 摘要 ( )   PDF   JAK/STAT（Janus kinase/signal transducers and activators of transcription）是无脊椎动物重要的先天免疫信号通路，细胞因子受体Domeless是其上游通路的核心组分。分析发现，桔小实蝇有3个Domeless受体（BdDomeless1、BdDomeless2和BdDomeless3），均具有5个纤连蛋白Ⅲ型（FN Ⅲ）胞外结构域和1个跨膜结构域，且在成虫期高表达，并对病原物侵染具有一定的诱导响应。进一步分析发现，仅BdDomelss3在关键免疫组织脂肪体中显著高表达，并能够响应类共生病毒的侵染；RNAi靶向BdDomeless3可促进Bactrocera dorsalis cripavirus（BdCV）和Bactrocera dorsalis picorna-like virus（BdPLV）复制，说明细胞因子受体BdDomeless3参与抵抗桔小实蝇类共生病毒的复制过程，暗示JAK/STAT通路在桔小实蝇免疫系统中具有重要作用。本研究首次对实蝇类昆虫JAK/STAT通路细胞因子受体进行了表征，并探究了BdDomeless3的免疫功能，为揭示桔小实蝇的先天免疫机制提供了新见解。

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基于转录组学分析的飞蝗蜕变过程中翅表皮的发育和形成 2024, 23(4): 1285-1299.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.10.022 摘要 ( )   PDF   翅是昆虫重要的飞行器官。翅的发育是一个由一系列基因控制的复杂过程。在若虫到成虫的蜕变过程中，无飞行功能的翅芽转变为具有迁徙飞行功能的成熟翅。然而，飞蝗翅形态发生的机制尚不清楚。本研究对飞蝗羽化前和羽化后翅的微观结构进行了分析，并进行了比较转录组分析。RNA-seq鉴定出25,334个Unigenes，其中有3,430个差异表达基因(Differentially Expressed Genes, DEGs)包括1,907个上调基因和1,523个下调基因。DEGs主要包括表皮发育相关基因(LmACPs)、几丁质代谢相关基因(LmIdgf4)、脂质代谢相关基因、细胞粘附基因(Integrin)、锌指转录因子编码基因(LmSalm、LmZF593和LmZF521)等。基于RNA干扰和H&E染色的功能分析表明，这3个编码锌指转录因子的基因对飞蝗翅表皮的形成和形态维持至关重要。最后，研究发现LmSalm在羽化前调控翅芽中LmACPs的表达，LmZF593和LmZF521调控羽化后翅中LmIntegrin/LmIdgf4/LmHMT420的表达。本研究揭示了飞蝗若虫期和成虫期控制翅形态的分子调控轴，为研究不完全变态昆虫翅发育机制提供了理论依据。

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MicroRNA-24-3p通过靶向P27促进猪颗粒细胞增殖并抑制细胞凋亡 2024, 23(4): 1315-1328.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.04.008 摘要 ( )   PDF   卵巢卵泡发育状态直接影响母猪的繁殖性能，颗粒细胞作为卵泡中最大的细胞群，其增殖直接促进卵泡的生长，其凋亡直接导致卵泡的闭锁，因此，探究关键因子对颗粒细胞增殖、凋亡的作用及机制是至关重要的。miR-24-3p在高产大白×长白二元母猪卵巢组织中的表达水平显著高于低产母猪，并且miR-24-3p在各个物种间是高度保守的，KEGG和GO分析表明miR-24-3p可能与细胞增殖和凋亡有关，其靶基因也富集在Wnt和mTOR等与颗粒细胞生理功能相关的信号通路上。然而，miR-24-3p在颗粒细胞中的作用尚不清楚。在本研究中，我们通过流式细胞术、5-乙基-2′-脱氧尿苷(EdU)染色和细胞计数等试验，发现miR-24-3p促进了颗粒细胞增殖，增加S期细胞比例，上调细胞周期基因（CyclinB、CyclinD、CyclinE、CDK4）的mRNA和蛋白水平表达。此外，通过流式细胞术、RT-qPCR、Western Blot等方法，表明miR-24-3p能够抑制颗粒细胞凋亡并影响凋亡相关基因（BCL-2、BAX）的表达。在机制上，通过miRBase 、RNAhybrid等在线预测网站对miR-24-3p潜在的靶基因进行生物信息学分析，在5个靶基因预测网站中取交集，筛选出17个潜在基因。通过RT-qPCR、Western Blot、双荧光素酶报告试验并结合基因的生物学功能进行分析，结果显示，周期蛋白依赖性激酶抑制剂1B (P27/CDKN1B) 是miR-24-3p在细胞增殖和凋亡方面的靶基因。此外，恢复试验证明，过表达P27减弱了miR-24-3p对颗粒细胞增殖的促进作用，同时也减弱了miR-24-3p对颗粒细胞凋亡的抑制作用。这些结果表明miR-24-3p可通过靶向P27抑制其转录水平进而促进颗粒细胞增殖并抑制颗粒细胞凋亡。本研究从产仔数极端表型差异个体中筛选并鉴定影响繁殖性状的关键miRNA，并结合猪原代细胞培养模型、生物信息学分析、分子生物学试验阐明miR-24-3p影响颗粒细胞增殖凋亡的具体作用及机制。

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饲粮铁水平对黄羽肉鸡生长、抗氧化、小肠形态及空肠紧密连接蛋白基因表达的影响 2024, 23(4): 1329-1337.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.04.041 摘要 ( )   PDF   本试验旨在研究饲粮不同铁水平添加对1-21日龄黄羽肉鸡生长性能、抗氧化功能、肠道形态和空肠紧密连接蛋白基因表达的影响，探讨饲粮铁添加水平与以上各指标间的剂量效应。将720只1日龄黄羽肉公雏按照体重随机分成9个组，每组8个重复，每个重复10只鸡。对照组饲喂不额外添加铁的基础饲粮（实测铁含量为79.6 mg kg-1），铁添加组分别饲喂以七水硫酸亚铁（FeSO4·7H2O）形式添加20、40、60、80、160、320、640或1280 mg kg-1铁的试验饲粮。试验期21 d。各组试鸡于21日龄屠宰分析血浆、肝脏、十二指肠和空肠黏膜抗氧化指标（T-SOD, GSH-Px, MDA）、十二指肠及空肠肠道形态（绒毛高度、隐窝深度、绒隐比）以及十二指肠及空肠紧密链接蛋白（Claudin-1, Occludin, ZO-1）mRNA表达水平。结果表明：与对照组相比，添加20 mg kg-1铁提高了黄羽肉鸡的平均日增重（ADG）（P<0.0001），而与添加20 mg kg-1铁组相比，添加640和1280 mg kg-1铁降低了黄羽肉鸡的ADG（P<0.0001）和平均日采食量（ADFI）（P<0.0001）。黄羽肉鸡血浆和十二指肠中丙二醛（MDA）浓度随饲粮铁添加量的升高直线上升（P<0.0001），肝脏和空肠MDA浓度呈线性（P<0.05）和二次曲线上升（P<0.05）。与添加20 mg kg-1铁相比，添加640 mg Fe kg-1和1280 mg kg-1铁提高了血浆、肝脏和十二指肠中的MDA浓度。十二指肠和空肠绒毛高度（VH）以及十二指肠绒毛高度/隐窝深度（V/C）随饲粮铁添加量的增加线性降低（P˂0.05）。与添加20 mg kg-1铁相比，添加640 mg Fe kg-1和1280 mg kg-1铁降低了十二指肠和空肠中的VH（P<0.05）。随着饲粮铁添加量的增加，空肠中闭合蛋白1（Claudin-1）的mRNA表达水平线性降低（P=0.001），咬合蛋白（Occludin）和闭合小环蛋白1（ZO-1）的mRNA表达水平呈线性（P<0.05）和二次曲线降低（P<0.05）。与添加20 mg kg-1铁相比，饲粮320mg kg-1铁添加降低了空肠Occludin mRNA表达水平（P<0.05），饲粮1280 mg kg-1铁添加降低了Claudin-1和 ZO-1 mRNA表达水平（P<0.05）。综上所述，黄羽肉鸡饲粮中添加640 mg kg-1及以上的铁会导致黄羽肉鸡生长性能下降、抗氧化性能降低、肠道形态受损，饲粮1280 mg kg-1铁添加同时会降低空肠紧密连接蛋白的基因表达。

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2型猪链球菌膜囊泡通过激活NLRP3/Caspase-1/GSDMD信号通路诱导内皮细胞焦亡 2024, 23(4): 1338-1353.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.09.022 摘要 ( )   PDF   膜囊泡（membrane vesicles，MVs）可以主动分泌到细菌细胞外环境中，参与细菌和宿主的相互作用。大多数革兰氏阴性菌可以通过释放脂多糖(lipopolysaccharide，LPS)结合的外膜囊泡（out membrane vesicles，OMV），激活Caspase-11介导的非经典炎症通路，引起宿主细胞发生焦亡。然而，革兰氏阳性菌2型猪链球菌（Streptococcus suis serotype 2，S. suis 2）分泌的MVs引起细胞发生焦亡的机制尚不清楚。本研究利用超高速离心法、密度梯度离心、电子显微镜分析、蛋白质组学质谱鉴定、SDS-PAGE蛋白电泳和蛋白免疫印迹方法，分离、鉴定和表征MVs；利用荧光探针示踪分析、蛋白质印迹、荧光定量PCR和生物测定等方法，探究S. suis 2分泌的MVs与宿主的相互关系。研究结果显示，分离并鉴定S. suis 2来源的MVs大小范围在50 nm到400 nm之间，平均直径为72.04 nm，具有膜结构。蛋白质组学质谱鉴定表明，MVs携带200种细菌蛋白质，其中包含6个已知的S. suis 2的毒力蛋白。MVs主要通过动力蛋白依赖的内吞作用被转运到内皮细胞中，并激活内皮细胞中的NLRP3/Caspase-1/GSDMD经典炎症小体信号通路，产生活化的Caspase-1并切割GSDMD，形成焦亡的执行者—GSDMD-N，诱导细胞发生焦亡，向细胞外释放活化的IL-1β和LDH，但MVs不激活内皮细胞的Caspase-4/-5非经典通路。此外，内皮细胞在S. suis 2来源的MVs的诱导下产生大量活性氧（ROS）并导致线粒体失去膜电位引起线粒体DNA（mtDNA）向胞质释放，胞质中ROS和mtDNA的累积可能是激活NLRP3炎性小体的原因。本研究揭示了S. suis 2分泌的MVs通过动力蛋白依赖性内吞作用被内皮细胞内化，并可能通过损伤细胞线粒体诱导mtDNA、ROS的产生和释放，从而激活细胞NLRP3/Caspase-1/GSDMD经典通路，诱导内皮细胞发生焦亡。本研究首次揭示了S. suis 2通过分泌MVs激活内皮细胞NLRP3/Caspase-1/GSDMD经典通路，诱导内皮细胞发生焦亡的作用机制。

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基于纳米抗体的猪伪狂犬病毒gE蛋白抗体阻断ELISA检测方法的建立 2024, 23(4): 1354-1368.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.09.033 摘要 ( )   PDF   伪狂犬病（Pseudorabies，PR）是由伪狂犬病病毒（Pseudorabies virus, PRV）引起的猪的一种急性传染病，给养猪业造成严重的经济损失。基因缺失活疫苗的广泛使用有效控制了该病的大范围暴发。尤其是gE基因缺失活疫苗配合其血清学鉴别诊断方法区分疫苗免疫和野毒株感染，为该病在猪群中的净化提供了技术支撑。目前，已有多种以gE蛋白为包被抗原的PRV抗体检测的ELISA方法被应用于野毒感染的筛查。然而，该类ELISA试剂盒大多基于传统抗体研发，其生产工艺复杂，成本高。纳米抗体具有抗原结合力强、耐极端环境、易基因工程改造和体外生产成本低等优点，已广泛用于疫病诊断技术的研发，具有巨大的市场应用前景。然而，目前还没有关于纳米抗体在PRV诊断与治疗中应用的研究报道。本研究用gE重组蛋白免疫双峰驼，并利用噬菌体展示文库筛选出了2株抗gE重组蛋白的特异性纳米抗体。随后，将纳米抗体与辣根过氧化物酶（HRP）融合表达，建立了基于纳米抗体-HRP猪血清PRV-gE抗体阻断ELISA（bELISA）方法。确定以PRV-Nb36-HRP为检测探针建立PRV-gE抗体bELISA，其条件为抗原包被量为每孔200 ng，Nb36-HRP和待检猪血清的稀释度分别为1：320和1：5。bELISA方法的临界值为24.20%，敏感性和特异性分别为96.43%和92.63%。与商品化IDEXX ELISA试剂盒的符合率为93.99%。此外，通过表位分析发现PRV-gE-Nb36识别的构象表位在不同PRV参考株中高度保守。本研究建立了一种基于纳米抗体的操作简单、稳定性高、重复性好、成本低的PRV-gE抗体bELISA检测方法，为PR的监测和净化提供创新型诊断试剂。本研究首次以纳米抗体融合HRP作为检测探针建立PRV-gE抗体bELISA检测方法，无需酶标二抗的使用，简化了生产工艺，节约了生产成本。

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磷管理与种植技术相结合，实现玉米的可持续生产 2024, 23(4): 1369-1380.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.10.018 摘要 ( )   PDF   在有限的环境影响下实现玉米高产和磷高效利用是玉米可持续生产面临的最大挑战之一。增加种植密度被认为是实现玉米高产的有效途径。然而，土壤中磷移动性低和磷矿资源稀缺阻碍了在高植物密度下同时优化磷利用和减轻磷相关足迹的方法的发展。本研究通过meta分析和物质流分析，评估了不同种植密度下不同类型磷肥对玉米产量的影响，并评估了磷从磷矿开采到用于玉米生产的磷的流动。在较高的种植密度下玉米产量显著高于较低的密度。与施用磷酸二铵和磷酸一铵相比，高密度玉米种植体系施用过磷酸钙、重过磷酸和钙镁磷肥具有更高的产量和更小的环境足迹。情景分析表明，将最佳磷肥品种和施用量与高密度种植体系相结合，玉米产量可提高22%。整个磷供应链的磷资源效率提高了39%，而与磷足迹减少了33%。因此，在玉米生产过程中，同时优化高密度条件下的磷肥品种和施用量，可以实现多目标协同，表明磷管理与种植技术相结合是实现玉米可持续生产的可行途径。这些发现为实现可持续农业发展提供了重要的选择。

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耦合干物质分配系数模拟改进PRYM-Wheat模型提高华北平原区域尺度冬小麦产量估算精度 2024, 23(4): 1381-1392.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.09.030 摘要 ( )   PDF   准确估算区域尺度冬小麦产量对我国粮食安全和供需平衡预警具有重要意义。目前，大多数遥感过程模型使用“生物量×收获指数（HI）”的方法估算区域尺度冬小麦产量。然而，收获指数的时空差异是造成区域尺度冬小麦产量估算误差的主要原因之一，干物质分配系数（Fr）能够动态反映冬小麦生育期内干物质分配和积累的情况。本研究将站点尺度的冬小麦各器官Fr耦合到冬小麦产量估算的遥感过程模型（PRYM-Wheat）以提高华北平原区域尺度冬小麦产量的估算精度。利用改进后的PRYM-Wheat模型（PRYM-Wheat-Fr）估算冬小麦产量并与统计产量进行精度比较。三年（2000-2002）平均产量结果表明，利用PRYM-Wheat-Fr估算冬小麦产量与统计产量比较的R²=0.55，RMSE=0.94t ha-1；基于HI的PRYM-Wheat模型（PRYM-Wheat-HI）估算冬小麦产量与统计产量比较的R²=0.30，RMSE=1.62t ha-1。PRYM-Wheat-Fr模型比PRYM-Wheat-HI模型估算冬小麦产量的R²提高了0.25，RMSE降低了0.68t ha-1。同时，2013-2015年的验证结果也表明，PRYM-Wheat-Fr的冬小麦产量估算精度优于PRYM-Wheat-HI的冬小麦产量估算精度。所以，PRYM-Wheat-Fr模型能够更好地估算区域尺度冬小麦产量，是估算区域尺度冬小麦产量的有效工具。

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基于多年月尺度合成影像的耕地土壤有机质空间预测 2024, 23(4): 1393-1408.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.09.017 摘要 ( )   PDF   快速、准确地获取耕地土壤有机质(SOM)空间分布对农业可持续发展和碳平衡管理较为重要。本文提出了基于多年月尺度合成影像预测SOM的方法。利用谷歌地球引擎(GEE)平台获取2016-2021年覆盖整个研究区的哨兵2号遥感影像数据并逐月合成，提取合成影像的光谱波段和植被指数作为环境协变量，并构建随机森林(RF)、支持向量机(SVM)和梯度提升回归树(GBRT)模型比较不同变量组合下SOM预测精度的差异。结果表明：(1) 1、3、4、10和 11 月合成的光谱波段均与SOM显著相关(P < 0.05)；(2)基于单月变量的模型预测精度整体较低，其中，1月份变量的RF模型预测精度最高，决定系数R2为0.36。但将不同月份变量按四个季度进行组合，第一季度(Q1)和第四季度(Q4)模型预测性能较好，且三个季度变量任意组合的模型预测精度差异较小。当所有月份的变量均被纳入模型时，模型预测性能最佳；(3)三种机器学习算法中，RF模型的预测精度始终高于 SVM 和 GBRT 模型，其决定系数R2为0.56。除 12 月份的Band12波段外，其余变量的重要性无显著差异。该研究为高精度及空间分辨率的SOM数字制图提供了理论参考

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农产品电商对传统批发业的影响：来自中国的证据 2024, 23(4): 1409-1428.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.10.020 摘要 ( )   PDF   当前数字经济蓬勃发展，电商助力传统产业转型升级，成为其新旧动能转换的主要推动力。作为中国农产品流通的主阵地，传统农产品批发业正面临着数字经济发展带来的重大机遇和挑战，厘清农产品电商对传统批发业发展的影响意义重大。利用2013—2020年中国省级面板数据，通过熵值法分别测算得出农产品电商发展水平（AEC）和农产品批发业发展水平（AWI），采用面板固定效应模型从数字化基础（DIGITAL）、电商基础设施建设和服务（AECI）和电商经济（AECE）三方面探究AEC对AWI的影响作用，并利用面板门槛模型剖析AECI对AWI的非线性影响效应。研究结果显示：（1）从全国层面上看，AWI在研究期内平稳发展，AEC呈现强劲发展势头；（2）DIGITAL和AECE可有效提升AWI，AECI对AWI产生一定负向影响；（3）AECI对AWI的抑制作用存在三阶段影响效应，表现为抑制程度先增强后减弱。通过研究得出，随着数字新基建不断夯实，电商发展带来的“鲶鱼效应”让传统农产品批发业更具活力。此外，尽管B2B、社区团购等农产品电商分流了传统农产品批发业的部分流量，但两者基本实现了资源共享和经济效益上的互利协同发展。

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新冠疫情信息对养猪户生产意愿与行为的影响——来自中国的证据 2024, 23(4): 1429-1441.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.11.034 摘要 ( )   PDF   基于2020年和2021年的随机实验和跟踪调查数据，本文探究了新冠疫情信息对养猪户生产意愿的影响。研究结果显示，养猪户在收到关于新冠疫情的信息时，扩大生产规模的意愿显著降低。2020年，处理组的农户被告知“由于没有疫苗，新冠疫情可能二次暴发”，该信息使养猪户扩大规模的意愿降低了13.4%；2021年，处理组的农户被告知“新冠疫苗已经投入使用，但新冠疫情可能仍会持续”，该信息使养猪户扩大规模的意愿降低了4.4%。其次，相较于生猪生产没有受到新冠疫情真实影响的养猪户户，新冠疫情信息对真实受到新冠疫情影响养猪户户的生产意愿的负面影响更大。最后，本文使用跟踪数据证明了养猪户的生产意愿可以预测后续的实际生产行为。