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2024年, 第23卷, 第6期
刊出日期：2024-06-20 上一期    下一期

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什么影响了植物株高 2024, 23(6): 1803-1824.  DOI: 10.1016/j.jia.2024.03.058 摘要 ( )   PDF   株高(PH)是植物表型的重要组成部分，可以影响植物生物量、产量、抗倒伏能力和机械化水平。由于许多调控植物生长和发育的复杂途径仍然知之甚少，我们仍然无法仅通过育种途径来获得理想的植物株型。植物高度受自身的基因型、植物激素、环境条件及与其他植物互作的影响。本文综述了影响植株高度的几个关键因素，包括调控株高的发育过程、控制株高的遗传背景和位点以及激素调控株高的分子机制，并重点讨论了嫁接对植物株高表型以及遗传水平的分子调控机制。最后，我们提出了如何将最新发现更好的应用于株高育种的策略，并提出了植物株高未来研究的潜在方向。

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Hippo信号通路的生物学价值和展望：对动物的骨骼肌等机体器官发育的影响 2024, 23(6): 1825-1838.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.09.031 摘要 ( )   PDF   目前全球对农场动物及其肉类产品猪肉、鸡肉和其他畜禽肉类的需求正在稳步提升。随着生命科学研究的深入和生物技术的快速发展，开发先进的分子育种标记，高效地提升动物的产肉性状是一个很好的契机。Hippo是一个关键的信号通路，因其在器官大小调控中起着至关重要的作用。近年来，随着对Hippo信号通路研究的增加，通过基因组学、转录组学、蛋白质组学和代谢组学等多组学技术的联合应用，将有助于推进Hippo信号通路参与骨骼肌发育的深入研究。Hippo信号通路在诸多生物学事件中起着关键作用，主要包括：细胞分裂、细胞迁移、细胞增殖、细胞分化、细胞凋亡，以及细胞黏连、细胞极性和细胞面对机械过载中的稳态维持等。它在骨骼肌发育中的影响，对畜牧业的生产效益提升有重要的研究价值。在此，我们追溯了Hippo通路的起源，全面整理了该通路目前发现的所有功能性因子，深入解析了其发挥功能的分子机理，并从全新视角依据其主效结构域和作用模式进行归纳分类，系统探讨其在整个骨骼肌发育中的调控作用。尤其重点针对Hippo信号通路在胚胎干细胞发育、肌肉卫星细胞命运决定、肌肉发生、骨骼肌产肉量和器官大小调节、肌肉过度肥大和萎缩、肌纤维形成及其不同类型之间的转化，以及心肌细胞增殖和再生中的作用进行了有条理的总结和综合分析。本文对Hippo信号通路的总结和展望，为进一步高效率地提升产肉量和肌肉沉积，开发畜禽的分子育种新技术提供思路，将有助于动物分子育种的发展。

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利用TaWOX5基因建立小麦近缘物种高效遗传转化体系的研究 2024, 23(6): 1839-1849.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.06.021 摘要 ( )   PDF   小麦近缘物种作为珍贵的遗传资源，对于农业生产、小麦功能基因组研究和品质改良具有重要的作用。在本研究中，我们利用来自小麦的再生相关基因TaWOX5，通过农杆菌转化一粒小麦，六倍体小黑麦和黑麦幼胚，以较高效率获得了转基因植株；进一步对转基因植株中的GUS基因和bar基因进行了PCR检测，对GUS蛋白和bar蛋白分别进行了组织化学染色以及bar试纸条检测，计算了转化效率。结果表明，一粒小麦基因型PI428182的转化效率为94.4%，4个六倍体小黑麦基因型Lin456、ZS3297、ZS1257和ZS3224的转化效率分别为52.1%、41.2%、19.4%和16.0%,黑麦基因型兰州黑麦的转化效率为7.8%。对转基因植株进行的荧光原位杂交（FISH）检测和基因组原位杂交（GISH）检测结果证实，在一粒小麦和六倍体小黑麦转基因植株中GUS基因倾向于整合到染色体末端，也有整合到近染色体着丝粒区域的情况；在六倍体小黑麦转基因植株中，外源DNA片段随机整合到了AABB基因组和RR基因组；转入的外源基因在转基因植株T1代中基本符合孟德尔遗传规律。本研究结果将为利用基因工程对一粒小麦、六倍体小黑麦和黑麦的遗传改良奠定基础，促进粮食和饲料生产，同时加快了包括小麦在内的麦类植物的功能基因组学研究。

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独脚金内酯调控棉花纤维细胞伸长及次生壁增厚 2024, 23(6): 1850-1863.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.07.009 摘要 ( )   PDF   棉花是全球重要的经济作物之一，也是纺织工业的主要纤维来源。独脚金内酯（SLs）是一类胡萝卜素衍生型植物激素，参与植物生长发育的许多过程，但是SLs在棉花纤维发育中的功能尚不清楚。本研究发现内源性SLs在开花后20天的棉花纤维组织中显著积累。添加外源性的SLs，可促进离体胚珠的纤维伸长和细胞壁增厚。本研究克隆了三个关键的SLs生物合成基因，即GhD27、GhMAX3和GhMAX4，RT-qPCR显示它们在纤维中高表达，表达蛋白定位于叶绿体。拟南芥中独脚金内酯合成缺陷突变体会出现多分枝的表型，将三个棉花的SLs生物合成基因转入相应的拟南芥独脚金内酯合成缺陷突变体，可以挽救突变体的多分枝表型。利用VIGS技术分别干涉棉花中GhD27、GhMAX3和GhMAX4的表达，干涉植株的腋芽和叶片数量增加，纤维长度变短，纤维细胞壁厚度显著降低。这些结果表明SLs参与棉花植株的生长、纤维的伸长和次生壁的形成。上述研究结果将为改良棉花纤维品质提供新的遗传资源。

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异源表达亚麻硬脂酰-酰基载体蛋白脱饱和酶基因SAD1和SAD2促进甘蓝型油菜种子油酸积累并提高幼苗抗寒和抗旱能力 2024, 23(6): 1864-1878.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.05.013 摘要 ( )   PDF   亚麻(Linum usitatissimum L.)是一种多用途作物，其种子含有丰富的不饱和脂肪酸。硬脂酰-酰基载体蛋白脱饱和酶(SAD)是脂肪酸合成通路中催化油酸合成的关键酶，同时参与调控植物对外界胁迫的抵抗能力。然而，关于亚麻LuSAD基因的功能研究尚未见报道。本研究从亚麻品种‘陇亚10号’中克隆获得LuSAD1和LuSAD2基因的全长编码区序列，将其在拟南芥野生型背景下异源表达，发现LuSAD1和LuSAD2促进种子总脂肪酸和油酸的生物合成，且LuSAD2导致拟南芥株型发生变化。进一步研究发现，在甘蓝型油菜品种‘中双11’背景下过量表达LuSAD1和LuSAD2均促进种子总脂肪酸和油酸的生物合成。此外，LuSAD1和LuSAD2通过提高抗氧化物酶活性和非酶类抗氧化物质的含量、降低对细胞膜的损伤进而增强幼苗对寒冷和干旱胁迫的抵抗能力。因此，亚麻LuSAD1和LuSAD2可以作为基因工程技术提高油料作物产油量和非生物胁迫抵抗能力的潜在靶标。

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水稻根系和根际环境对综合栽培措施的响应 2024, 23(6): 1879-1896.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.06.031 摘要 ( )   PDF   综合栽培措施（ICPs）对提高谷物产量和资源利用效率至关重要。然而，ICPs对水稻根际环境和根系的影响尚不清楚。本研究对4个水稻品种开展了大田试验。设置了6种栽培措施处理，包括零氮处理（0 N）、当地常规（LFP）、减氮（NR）和3种渐进式综合栽培措施，包括增密减氮（ICP1），在ICP1的基础上用干湿交替灌溉替代常规灌溉（ICP2），以及在ICP2的基础上施用有机肥（ICP3）。ICPs可获得较高的产量和氮素利用效率。根长、干物重、根直径、根系氧化力、根系伤流量、玉米素和玉米素核苷含量以及根系分泌物中总有机酸含量随着ICPs的引入而提高。ICPs提高了根际和非根际土壤硝态氮、脲酶和转化酶活性以及微生物（细菌）多样性，降低了铵态氮含量。与非根际土壤相比，各处理下的根际土壤养分含量（铵态氮、全氮、全钾、全磷、硝酸盐和速效磷）和脲酶活性均降低，但转化酶活性和细菌多样性则相反。各主要生育期的根系形态生理特征和根际土壤铵态氮含量与产量和氮素利用效率密切相关。这些结果表明，在综合栽培措施下，水稻的高产可能得益于根系和根际环境的同步改善。

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抑制蛋白质的降解能提高棉花Bt杀虫蛋白浓度 2024, 23(6): 1897-1909.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.06.033 摘要 ( )   PDF   Bt棉花生产面临的2个主要问题是花铃期表达的Bt蛋白浓度低及棉铃抗虫性最低。因此，提高花铃期尤其棉铃中Bt蛋白浓度已成为增强棉花抗虫性的主要目标。2019-2020年，以中熟品种泗抗1号（SK1）和早熟品种中棉425（Z425）为供试材料，于盛花期分别对棉铃、棉铃对位叶和整株喷施2种蛋白质降解抑制剂（EDTA和亮抑酶肽），调查了Bt蛋白含量及蛋白质降解代谢特征。结果表明，应用蛋白质降解抑制剂处理棉铃，棉铃Bt蛋白浓度分别增加了21.3-38.8%、25.0-38.6%，但会引起棉铃对位叶Bt蛋白浓度下降；应用蛋白质降解抑制剂处理棉铃对位叶，对位叶中Bt蛋白浓度分别提高了7.6-23.5%、11.2-14.9%。整株联合应用EDTA和亮抑酶肽，棉铃及对位叶中Bt蛋白浓度显著提高，棉铃中Bt蛋白浓度含量提高的幅度更大，SK1、Z425棉铃Bt蛋白含量分别提高了22.5-31.0%、19.6-32.5%。蛋白质降解代谢则表明，EDTA或/和亮抑酶肽处理的器官中游离氨基酸含量、肽酶和蛋白酶活性降低，但可溶性蛋白含量显著提高。这些结果表明，抑制蛋白质的降解能够增加Bt棉花蛋白质含量，从而提高棉铃或/和对位叶中Bt蛋白浓度。由于这2种蛋白质降解抑制剂可增加Bt蛋白浓度且不降低产量， 因此可以在棉花生产中用于增强抗虫性。

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叶片和根瘤性状的协同响应有助于套作大豆的氮素积累 2024, 23(6): 1910-1928.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.06.035 摘要 ( )   PDF   玉米(Zea Mays L.)-大豆(Glycerine Max L.Merr.)套种提供了一种提高土地生产力的方法。然而，晚播大豆受到玉米遮荫的影响。玉米收获后，恢复生长对叶片和根瘤性状的影响尚不清楚。通过为期3年的田间试验，研究了超结瘤大豆(nts1007)、南豆12(ND12)和桂夏3号(GX3)和不同种植模式：种间距45(I45)、60(I60)、75 cm(I75)和单作大豆(SS)对大豆恢复生长和固氮的影响。结果表明，与对照相比，套作通过降低叶片数量(LN)和小叶面积(LUA)降低了大豆总叶面积(LA)，套作降低根瘤数(NN)和根瘤直径(ND)来降低根瘤干重(NW)。相关分析和主成分分析(PCA)表明，叶片和根瘤性状对大豆基因型和作物种植模式互作的响应具有协变性。在恢复生长阶段，补偿生长促进了套作大豆生长，缩小了套作与单作间叶片和根瘤性状的差距。间作下大豆酰脲(RGR_U)和氮素(RGR_N)积累的相对增长速率高于单作。套作处理的蔗糖和淀粉含量显著高于单作。ND12和GX3在套作中表现出比nts1007更强劲的补偿生长。虽然套作大豆恢复生长改善了生物量和氮素积累，但ND12比GX3获得了更显著的偏土地当量比(pLER)。与其他种植模式相比，I60处理对生物量和氮素积累的补偿作用更强。同时，I60的根瘤蔗糖含量高于单作，地上部酰脲和N的积累量也高于单作。最终，ND12与玉米间作60 cm种间距距有利于实现产量优势和氮素积累。

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全基因组关联分析揭示毛花猕猴桃果实品质和产量形成的候选基因 2024, 23(6): 1929-1939.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.11.025 摘要 ( )   PDF   果实的品质和产量是猕猴桃育种过程中首要关注的性状，但目前关于猕猴桃果实大小、形状和维生素C含量等性状的遗传机制研究非常有限，制约了猕猴桃分子育种的发展。本研究以毛花猕猴桃‘华特’自然杂交后代的140个个体为材料，通过全基因组重测序技术，共获得了888万个高度可信的SNP标记。对单果重、果实形状、维生素C含量、单枝花序数量等8个关键农艺性状进行了全基因组关联分析，定位了59个含有潜在功能基因的遗传位点，并在候选区间内鉴定到了与单果重、果实纵经、维生素C含量、单枝花序数量等性状相关的候选基因，如AeWUSCHEL, AeCDK1（细胞周期依赖激酶），AeAO1（抗坏血酸氧化酶），AeCO1（CONSTANS-like 4）等。通过构建AeAO1的RNAi载体，并注射到‘猕岛31’果实中干扰AeAO1基因的表达，结果表明‘猕岛31号’果实中抗坏血酸氧化酶活性显著下降，而维生素C含量显著增加。本研究通过全基因组关联分析的方法定位到了毛花猕猴桃果实品质和产量形成的候选基因，为猕猴桃分子标记辅助育种提供了新的见解。

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茶树中CHSs(查尔酮合成酶)基因的扩增行为并调节黄酮类化合物的合成以应对紫外胁迫 2024, 23(6): 1940-1955.  DOI: 10.1016/j.jia.2024.03.060 摘要 ( )   PDF   在茶树中，丰富的黄酮化合物是茶叶中的主要健康成分，并决定了茶饮料中涩味的风味特征。虽然茶树中黄酮生物合成途径的下游机制已经得到了广泛研究，但茶树中黄酮合成途径的上游基因，查尔酮合成酶（CHS）在茶树中的这一次生代谢过程中的作用还不太清楚。在本研究中，我们比较了黄酮代谢途径的演化特征，发现茶树中CHS基因发生了基因扩增现象。本文中我们筛选了三个CsCHS基因和一个CsCHS-like基因，作为进一步功能研究的可能候选者。茶树的CsCHS基因有效地在拟南芥chs-突变体中恢复了黄酮类化合物的合成，但CHS-like基因并没有此功能。此外，转基因烟草CsCHS植物与其野生型对照相比表现积累了更多含量的黄酮类化合物。更值得注意的是，我们对选定的CHS基因的启动子和基因表达水平进行了检测，反映出茶树中CHS基因对UV-B逆境产生不同响应。我们的研究表明，如UV-B暴露等环境因素可能是CHS基因复制事件背后的关键驱动因素。

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稻瘟病菌DNA损伤修复复合物MoMMS21-MoSMC5对病菌侵染相关的发育和致病性至关重要 2024, 23(6): 1956-1966.  DOI: 10.1016/j.jia.2024.01.010 摘要 ( )   PDF   在酵母和动植物中，保守的DNA损伤修复复合物MMS21-SMC5/6已经被广泛研究。然而，在植物病原真菌中，尤其是在对水稻极具破坏性的稻瘟病菌（Magnaporthe oryzae）中，该复合物的功能尚不清楚。本文对MMS21-SMC5在稻瘟病菌中的同源物MoMMS21和MoSMC5进行了功能研究。首先，我们发现DNA损伤诱导剂（腐草霉素）能显著抑制稻瘟病菌营养生长、侵染相关发育（孢子产生、孢子萌发和附着胞形成）和致病性，表明DNA损伤修复对稻瘟病菌至关重要。其次，利用酵母双杂交、双分子荧光以及共定位实验发现，MoMMS21和MoSMC5在稻瘟病菌细胞核中互作，表明它们在稻瘟病菌中也作为复合物行使功能。最后，基因敲除实验表明，MoMMS21和MoSMC5对稻瘟病菌侵染相关发育和致病性都至关重要，而只有MoMMS21参与了病菌的营养生长和对腐草霉素的响应，MoSMC5的敲除对病菌的营养生长和腐草霉素敏感性没有影响。综上，该研究揭示了DNA损伤修复复合物MMS21-SMC5在稻瘟菌中的作用机制，突出了它们除DNA损伤修复之外的生物学功能差异。

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细菌蛋白Rhp-PSP通过核酸内切酶活性抑制植物病毒增殖 2024, 23(6): 1967-1978.  DOI: 10.1016/j.jia.2024.03.051 摘要 ( )   PDF   植物病毒病的发生在全球范围内造成巨大的作物损失。然而，目前没有非常有效的措施来控制植物病毒病。此前，我们鉴定了一种由沼泽红假单胞菌JSC-3b菌株产生的抗病毒蛋白Rhp-PSP。本研究中，我们发现Rhp-PSP的抗病毒活性依赖于其核酸内切酶活性。将129位的精氨酸（R）残基转化为丙氨酸（A），降低了对烟草花叶病毒（TMV）外壳蛋白（CP）RNA的核糖核酸内切酶活性，从而损害了Rhp-PSP的抗病毒活性。进一步的研究表明，突变体Rhp-PSPR129A不能像野生型那样形成同源三聚体，这说明了四级连接对核糖核酸内酶活性的重要性。Rhp-PSP在本氏烟草中的过表达显著增强了幼苗对TMV的抗性，而Rhp-PSPR129A过表达则没有，这证实了核糖核酸内切酶活性是Rhp-PSP抗病毒活性的原因。此外，Rhp-PSP喷施在番茄和辣椒叶面上，显著降低了病毒性疾病的发病指数，表明Rhp-PSP在实践中显示出开发抗病毒药物的潜力。

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尤力克柠檬锌指蛋白ClDOF3.4与柑橘黄化脉明病毒外壳蛋白互作抑制病毒侵染 2024, 23(6): 1979-1993.  DOI: 10.1016/j.jia.2024.03.049 摘要 ( )   PDF   柑橘黄化脉明病毒（citrus yellow vein clearing virus，CYVCV）是一种新型柑橘病毒，该病毒已对印度、伊朗、土耳其、中国、美国和韩国的柠檬、酸橙和部分宽皮等柑橘品种的种植生产造成了严重的损失。CYVCV外壳蛋白（CP）具有RNA沉默抑制子活性，与病毒致病性和症状密切相关。DOF（DNA-binding with one finger）是高等植物特有的锌指蛋白，在植物生长发育和抗病原物侵染的过程中扮演着重要作用。然而，目前尚未开展尤力克柠檬锌指蛋白ClDOF与CYVCV的互作研究。因此，本研究通过一系列体内和体外互作验证实验，以及基因瞬时表达、基因瞬时沉默和尤力克柠檬遗传转化等手段，验证了ClDOF3.4和CYVCV CP之间的互作关系及其对尤力克柠檬响应CYVCV免疫应答的影响。试验结果表明，ClDOF3.4蛋白在体内和体外均与CP存在相互作用关系，且ClDOF3.4蛋白N端的104-280个氨基酸序列是与CP相互作用的关键区段。在尤力克柠檬叶片中瞬时表达ClDOF3.4可以诱导水杨酸通路相关基因和超敏反应标记基因的上调表达，造成接种部位活性氧爆发和离子渗透坏死、并引起H2O2和水杨酸积累；而ClDOF3.4基因瞬时沉默尤力克柠檬叶片中的水杨酸和超敏反应相关基因下调表达。此外，该研究进一步通过农杆菌接种分别在瞬时表达及沉默ClDOF3.4基因的尤力克柠檬叶片中瞬时表达CP，结果表明ClDOF3.4负向调控CP在尤力克柠檬中的表达和积累。接种CYVCV六个月后，ClDOF3.4转基因尤力克柠檬植株的CYVCV含量约为对照植株的69.4%，与对照植株相比，转基因植株感病后的症状明显减轻，仅出现轻度的叶片斑驳症状。上述研究表明，ClDOF3.4不仅与CYVCV-CP存在相互作用，还可以通过水杨酸信号通路诱导尤力克柠檬对CYVCV的免疫应答。这是首次关于锌指蛋白参与柑橘抗病毒病的报道，该研究结果为进一步研究柑橘抗CYVCV的分子机制奠定了基础。

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草地贪夜蛾瞬时受体电位通道基因的鉴定及TRPA1的功能研究 2024, 23(6): 1994-2005.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.09.023 摘要 ( )   PDF   草地贪夜蛾是一种极具破坏性的害虫，由于其强大的繁殖和迁飞能力，已成为一种全球性害虫。瞬时受体电位（Transient Receptor Potential，TRP）通道是一个庞大的阳离子通道家族，在昆虫感知外界环境和维持内部稳态中发挥着举足轻重的作用。近年来，TRP通道在昆虫行为调控中的重要作用得到了广泛的研究。本研究从草地贪夜蛾的基因组中鉴定了15个TRP基因座共编码26个转录本，并分析了其在不同发育阶段的表达谱。结果表明，草地贪夜蛾含有4个TRPC基因、6个TRPA基因、1个TRPM基因、2个TRPV基因、1个TRPN基因和1个TRPML基因，但并未鉴定到TRPP基因。此外，利用爪蟾卵母细胞表达系统对SfruTRPA1的功能进行了鉴定，SfruTRPA1能被20 ~ 45℃范围内的升高温度激活，而在相同温度范围内重复刺激后无明显脱敏现象。另外，SfruTRPA1能被天然化学物质异硫氰酸烯丙酯（allyl isothiocyanate, AITC）和肉桂醛（cinnamaldehyde, CA）激活。本研究对草地贪夜蛾的TRP通道基因进行了鉴定，为开发针对TRP通道的新型农药提供了靶标，也为全面解析TRP通道在昆虫生理功能中的作用奠定了基础。

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褐飞虱繁殖和免疫介导的生活史性状的权衡 2024, 23(6): 2018-2032.  DOI: 10.1016/j.jia.2024.03.062 摘要 ( )   PDF   繁殖和免疫防御均具有高昂的适合度代价，两者之间的权衡往往推动进化。褐飞虱隶属于半翅目，飞虱科，是一种全球性超级害虫，主要危害水稻作物。类酵母共生体（YLS）存在于褐飞虱的腹部脂肪体中，与褐飞虱的生长、发育和繁殖密切相关。我们之前的研究表明，交配行为会促进褐飞虱将YLS从脂肪体释放到血淋巴中，从而引发免疫反应。此外，褐飞虱生命史特征（如存活率）相关的适合度代价与 YLS 的相对丰度密切相关。然而，褐飞虱的繁殖和免疫可能存在的模式尚未确定。本研究采用组学的方法对羽化后72 h交配和未交配的褐飞虱脂肪体组织的转录组进行分析，从中筛选出了两个在褐飞虱交配后高表达的抗菌肽基因NlDefensin A (NlDfA)和NlDefensin (NlDfB)。随后，克隆并分析了NlDfA和NlDfB基因的全长CDs序列。qPCR 结果表明，与未交配的褐飞虱相比，交配后的褐飞虱体内NlDfA和NlDfB基因显著上调。时空表达分析表明，NlDfA和NlDfB基因在所有组织和发育阶段均有表达，且在羽化后24 h的脂肪体中表达量最高。NlDfA和NlDfB蛋白的体外表达对褐飞虱中的共生菌有明显的抑制作用。此外，通过RNA干扰技术沉默NlDfA和NlDfB基因的表达，显著增加了脂肪体中YLS的相对丰度，而血淋巴中的YLS则明显减少，与适合度代价相关的生物学参数（如存活率、繁殖力、孵化率等）均显著下降，同时，YLS从血淋巴到卵的垂直传递也受到抑制。我们的研究结果表明，交配行为可以通过上调NlDfA和NlDfB基因的表达来提高褐飞虱的免疫力，从而保护宿主在繁殖过程中免受病原体的攻击，然而，YLS含量的降低可能会成为褐飞虱生命史性状的一个不利因素。这项工作对于以关键靶基因为导向的褐飞虱精准绿色防控技术以及昆虫的"以菌治虫"策略的提出具有重要的理论和实践意义。

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肠道微生物组学与血清代谢组学揭示脆弱拟杆菌Bacteroides fragilis提高就巢鹅羟色胺激素水平并促进催乳素分泌 2024, 23(6): 2033-2051.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.12.031 摘要 ( )   PDF   就巢行为是一种在家禽上常出现的母性行为，其受垂体分泌的催乳素的调控。这种就巢行为存在于大多数中国鹅品种中，并严重影响了母鹅的产蛋数量。大量研究表明动物行为受到特定肠道微生物与宿主之间通过脑-肠-微生物轴的动态双向反馈的调节。然而，肠道微生物如何影响鹅就巢行为鲜有报道。在本研究中，我们检测了产蛋期与就巢期浙东白鹅相关激素水平，并进行了盲肠微生物宏基因组、16S rRNA与血清代谢组测序，以期鉴定出影响鹅就巢的关键肠道微生物，并阐明肠道微生物调控鹅催乳素分泌影响鹅就巢机制。 宏基因组与16S rRNA测序结果鉴定发现了产蛋鹅与就巢鹅存在十种丰度差异的关键菌群（P < 0.05），并确定了脆弱拟杆菌（Bacteroides fragilis）是鹅就巢的关键驱动因子。此外，血清代谢组发现产蛋鹅与就巢鹅之间存在313种差异代谢物，这些差异代谢物主要富集在色氨酸代谢途径中。Pearson相关分析表明，脆弱拟杆菌的丰度与就巢鹅中11种色氨酸代谢相关代谢物（如5-羟色胺等）的含量之间存在显著正相关，提示这些色氨酸代谢物可能由脆弱拟杆菌产生或驱动产生的。最后，我们检测了产蛋鹅与就巢鹅血清激素水平，发现脆弱拟杆菌的丰度与5-羟色胺含量呈正相关。此外，就巢鹅中垂体分泌的催乳素比产蛋鹅多，其也与脆弱拟杆菌的丰度高度相关。这一结果表明脆弱拟杆菌可能会促进垂体分泌更多的催乳素。综上所述，本研究发现脆弱拟杆菌为促进鹅就巢行为的关键驱动因子，脆弱拟杆菌可以通过提高血清中5-羟色胺水平来刺激垂体分泌催乳素，从而促进鹅就巢的行为发生。本研究为就巢行为的产生提供了新的视角，并为干预家禽就巢行为提供了新途径。

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基于新城疫病毒载体的H7N9亚型禽流感疫苗诱导的补体应答解析 2024, 23(6): 2052-2064.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.11.007 摘要 ( )   PDF   【背景】H7N9亚型禽流感病毒（Avian influenza virus, AIV）是家禽养殖业的重大威胁。基于新城疫病毒载体的H7N9亚型禽流感疫苗（NDVvecH7N9）的保护效力高，且可通过群体免疫方式（如喷雾、饮水等）进行投放，为提高H7N9亚型禽流感的防控效率提供了有效措施。NDVvecH7N9疫苗不能诱导鸡产生H7N9特异性的血凝抑制（Hemagglutination-inhibition, HI）抗体，却可以诱导高水平的IgG抗体。但是，NDVvecH7N9疫苗抗体应答的分子基础和抗体保护机制尚不清楚。【目的】解析NDVvecH7N9疫苗抗体免疫的分子基础与抗体的免疫保护机制。【方法】制备NDVvecH7N9疫苗免疫鸡血清并测定血清的HI、病毒中和（Virus neutralization, VN）与IgG抗体滴度；基于被动免疫模型评价NDVvecH7N9免疫血清对H7N9亚型AIV的保护力；利用竞争酶联免疫吸附试验鉴定NDVvecH7N9免疫血清识别的优势抗原表位；基于建立的抗体依赖的补体介导的细胞毒试验与补体介导的病毒中和试验，评价NDVvecH7N9免疫血清诱导的补体应答。【结果】NDVvecH7N9疫苗诱导鸡产生较低的HI、VN抗体与较高的血凝素（Hemagglutinin, HA）特异性IgG抗体。经被动免疫方式接种NDVvecH7N9免疫血清可对鸡提供针对H7N9病毒攻击的完全保护。位于HA蛋白抗原位点A区的S150、G151与 S152位点是NDVvecH7N9免疫血清识别的优势抗原表位。此外，NDVvecH7N9免疫血清能够介导表达HA蛋白的细胞或H7N9病毒感染细胞的裂解，并显著抑制H7N9病毒的感染性。加热灭活或补体抑制剂处理显著降低血清介导的细胞裂解与病毒中和效应，说明补体发挥了重要作用。将HA蛋白S150、G151与 S152位点突变后，NDVvecH7N9免疫血清介导突变病毒感染细胞的裂解与对突变病毒的中和活性均显著下降，说明血清抗体与抗原的结合对于补体活性是必须的。【结论】NDVvecH7N9疫苗诱导的抗体能够激活补体系统，介导对H7N9病毒感染细胞的细胞毒作用，以及对H7N9亚型AIV的中和作用。【创新性】研究结果揭示了补体系统激活是NDVvecH7N9疫苗抗体免疫的重要机制，提示激活补体系统对H7N9亚型禽流感疫苗的设计具有潜在意义。

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施用有机肥缓解大豆根际和非根际土壤微生物资源限制的潜在策略 2024, 23(6): 2065-2082.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.10.021 摘要 ( )   PDF   本研究基于长期定位试验，分析了有机肥施用量（低、中、高）对大豆根际和非根际土壤酶化学计量特征以及微生物群落结构的影响，强调根际在减轻微生物资源限制方面的关键作用。试验共设置不施肥（CK）、仅施用化肥（NPK）、低有机肥施用量(7.5 Mg ha−1 yr−1)加化肥（NPKO1）、中有机肥施用量（15 Mg ha−1 yr−1）加化肥（NPKO2）和高有机肥施用量（22.5 Mg ha−1 yr−1）加化肥（NPKO3）5个处理。研究结果表明，与非根际土壤相比，根际土壤的微生物量碳（MBC）、氮（MBN）和磷（MBP）分别显著增加了54.19%-72.86%，47.30%-48.17%和17.37%-208.47%。与未施用有机肥处理相比，施用有机肥处理的根际（增加了22.80%-90.82%）和非根际土壤（增加了10.57%-60.54%）的总微生物量均有所增加，其中根际土壤微生物量高于非根际土壤微生物量。与非根际土壤相比，根际土壤在高有机肥施用量下的C、N和P酶活性分别增加了22.49%、14.88%和29.45%。通过对酶计量散点图的分析，发现无论是根际还是非根际土壤均受到碳、磷共同限制。偏最小二乘路径模型分析表明，根际土壤受到有机肥施用量的影响更为显著。上述研究结果表明长期施用有机肥对根际土壤的影响大于非根际土壤。相比于非根际土壤，根际土壤具有更好的养分获取能力。与低量和高有机肥施用量相比，中有机肥施用量可以最大限度地缓解根际土壤微生物资源的限制，且不会导致有机肥的过度施用而产生的负面影响。

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长期猪粪/秸秆替代化肥对设施蔬菜土壤氮形态及微生物特性的影响 2024, 23(6): 2083-2098.  DOI: 10.1016/j.jia.2024.02.017 摘要 ( )   PDF   有机肥/有机物料替代化肥是一种重要的农业管理措施。本文通过11年（22季）的田间试验，分析不同有机替代模式对设施蔬菜土壤氮形态转化的影响。选取长期定位试验等氮等磷等钾投入的4个处理：1）全部施用化肥氮（CN）；2）50%化肥氮+50%猪粪氮（CPN）；3）50%化肥氮+25%猪粪氮+25%秸秆氮（CPSN）；4）50%化肥氮+50%秸秆氮（CSN）。结果表明，在长期试验开始时，各模式产量之间没有显著差异，CPSN 模式从第4年开始呈现稳定增产趋势，CPN模式从第10年开始出现稳定增产趋势，而CSN模式在11年试验期间的增产趋势不稳定。经过11年的施肥，与CN模式相比，有机替代显著增加土壤中的无机氮和酸解态氮（AHN）含量，增幅分别为43.6-66.1%和73.3-92.5%。冗余分析表明土壤有机碳（OC）和C/N显著正影响土壤氮形态分布。CPSN模式土壤NO3--N、酸解铵态氮（AHAN）、氨基酸态氮（AAN）、酸解未知态氮（AHUN）含量均是最高。与CN模式相比，有机替代模式显著提高土壤β-葡萄苷酶、β-纤维二糖苷酶、乙酰氨基葡萄糖苷酶、亮氨酸氨基肽酶和磷酸酶活性，并缓解了微生物C、N养分限制。与CN模式相比，有机替代模式土壤PLFA总量增幅为109.9-205.3%；并提高革兰氏阳性菌和放线菌相对丰度，降低革兰氏阴性菌和丛枝菌根真菌相对丰度。总体而言，长期的有机替代提高了土壤OC含量和C/N，土壤OC和C/N显著正影响土壤微生物量，土壤OC和C/N和土壤微生物量显著正影响胞外酶活性，而土壤微生物量与胞外酶活性共同显著正影响AHN组分的含量，显著负影响NAHN含量，进而增加了土壤N固存和供应能力，从而提高了蔬菜产量。化肥、粪肥和秸秆配施（CPSN）是更有利于设施蔬菜可持续和高效生产的施肥模式。

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不同覆盖作物种植下微生物群落特征对旱地红壤多功能性的调控 2024, 23(6): 2099-2111.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.11.050 摘要 ( )   PDF   覆盖作物是调控土壤微生物群落的一种可持续措施，而土壤微生物群落对于多种土壤功能(即土壤多功能性)的实现至关重要。然而，在不同覆盖作物种植条件下，关于土壤微生物群落在调节土壤多功能性中的作用知之甚少。基于此，本研究评估了不同覆盖作物种植条件下（CK，冬闲；RD，肥田萝卜单播；HV，毛叶苕子单播；RDHV，肥田萝卜-毛叶苕子混播）土壤多功能性的变化；研究了土壤微生物丰富度、网络复杂度和生态集群对土壤多功能性的贡献。结果表明，与主作物植株化学性质差异较大的覆盖作物具有更高的土壤多功能性，且肥田萝卜-毛叶苕子混播下土壤多功能性最高。覆盖作物驱动的土壤微生物丰富度和网络复杂性的变化与土壤多功能性的提高有关。值得注意的是，土壤微生物网络中关键生态集群（生态集群2）中的特定微生物对于维持土壤的多功能性尤为重要。本研究结果强调了覆盖作物诱导的重要功能分类群的变化对于提升旱地红壤多功能性的重要性。

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如何强化中国农业塑料废弃物管理？来自公众参与的启示 2024, 23(6): 2127-2143.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.10.033 摘要 ( )   PDF   农业塑料在农业生产中发挥着至关重要的作用。然而，由于管理成本高昂，农业塑料废弃物管理（APWM）面临巨大的资金缺口。作为利益相关者之一，社会公众理应为APWM作出适当的贡献。据此，确定公众是否愿意为APWM付费、明确驱动其付费决策的路径，以探索提高公众付费意愿的举措，对于解决APWM面临的资金短缺困境至关重要。为此，本研究应用计划行为理论（TPB）扩展模型，基于中国北方四省（自治区）1288个社会公众样本进行实证研究。结果表明：a）受访者普遍持有积极且较强烈的付费意愿；b）受访者的态度（AT）、主观规范（SN）和知觉行为控制（PBC）正向影响其付费意愿（INT）；c）环境认知（EC）和环境情感（EE）正向调节AT与INT间、以及SN与INT间的关系，对INT产生重要的间接影响。结果表明，多方合作，尤其是公众参与，有助于提升农业面源污染管理水平，这为相关政策制定带来了一定的启示。

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基于RAA等温扩增技术的克里米亚-刚果出血热病毒核酸可视化检测方法的建立 2024, 23(6): 2149-2153.  DOI: 10.1016/j.jia.2024.03.050 摘要 ( )   PDF   为建立针对克里米亚-刚果出血热病毒（Crimean-Congo hemorrhagic fever virus, CCHFV）的简单、快速、适用于现地使用的核酸检测方法，本研究首先比对了20株来自不同国家不同时间分离的CCHFV毒株基因序列，筛选出保守的S基因作为检测靶标，并以中国分离株（YL16070）的S基因保守序列为模板，设计、合成和筛选出反转录重组聚合酶介导恒温扩增（RT-RAA）特异性引物和探针。为实现检测结果的可视化，将四氢呋喃（THF）取代探针3' 端附近的胸腺嘧啶，在探针3' 端引入了阻断基团三碳间隔（C3 spacer），同时对探针和下游引物的5' 端分别使用FAM和生物素标记，最后结合胶体金免疫层析试纸，建立了一种针对CCHFV S基因的可视化快速检测方法CCHFV RT-RAA-VF。为了提高方法的敏感性，对反应温度、反应时间和引物浓度进行了优化，结果显示该方法以浓度为10μM的引物在42 ℃恒温条件下扩增30 min时敏感性最高，最低可检出20 copies μL-1的阳性质粒和2 copies μL-1的CCHFV RNA转录本。克里米亚-刚果出血热症状与许多出血热病毒感染症状类似，因此将CCHFV与其他可引起出血热的病毒区分开来非常重要。为了评估所建立方法的特异性，分别检测了登革热病毒（DENV）、日本脑炎病毒（JEV）、埃博拉病毒（EBOV）、亨德拉病毒（HeV）、尼帕病毒（NIV）及CCHFV的核酸，结果表明，该方法仅能识别 CCHFV的核酸，与其他病原无交叉反应。最后为评估该方法的准确性和临床适用性，本研究将所建立的方法与已有的RT-qPCR方法对模拟样品进行平行检测，结果显示两者检测符合率为100%。综上表明，本研究建立的CCHFV RT-RAA-VF快速检测方法敏感性高、特异性好、准确性高，且操作简单、无需特殊仪器，可应用于野外或基层单位的CCHFV快速筛查检测工作，在一定程度上响应了世界卫生组织在2018年提出的CCHF研究路线图草案。