Please wait a minute...

过刊目录

    2025年, 第24卷, 第8期
    刊出日期:2025-08-20
    上一期    下一期

    全选选: 隐藏/显示图片
    锻炼缓解了灌浆期干旱胁迫对小麦籽粒淀粉和蛋白质品质的负面影响
    Liulong Li, Zhiqiang Mao, Pei Wang, Jian Cai, Qin Zhou, Yingxin Zhong, Dong Jiang, Xiao Wang
    2025, 24(8): 2888-2901.  DOI: 10.1016/j.jia.2024.05.008
    摘要 ( )   PDF  
    干旱胁迫对作物产量和品质的负面影响十分显著。已有研究表明,植物在生长阶段早期进行干旱锻炼可以提高其在生殖阶段对干旱胁迫的耐受性,但干旱锻炼对籽粒品质的影响尚不清楚。本研究旨在探讨干旱胁迫下,干旱锻炼对籽粒灌浆期淀粉和蛋白质含量的影响。研究结果表明,干旱胁迫导致淀粉含量及其组分显著减少,同时增加了谷蛋白大聚合物和蛋白质组分的含量。值得注意的是,与未经锻炼植株相比,经过干旱锻炼的植物在干旱胁迫下(PD)表现出淀粉含量及其组分下降程度的明显缓解,从而改善了淀粉的膨胀力和糊化特性。此外, PD总蛋白质含量的上升幅度显著低于未锻炼植株。总之,本研究明确了干旱锻炼作为一种有效策略,主要通过减少淀粉损失和控制蛋白质含量上升等来抵消干旱胁迫对籽粒品质负面影响。
    时序转录组信息揭示了干旱锻炼提高小麦耐旱性的机制
    Qing Li, Zhuangzhuang Sun, Zihan Jing, Xiao Wang, Chuan Zhong, Wenliang Wan, Maguje Masa Malko, Linfeng Xu, Zhaofeng Li, Qin Zhou, Jian Cai, Yingxin Zhong, Mei Huang, Dong Jiang
    2025, 24(8): 2902-2919.  DOI: 10.1016/j.jia.2024.03.081
    摘要 ( )   PDF  
    频发的干旱事件,尤其是发生在生殖生长阶段的干旱,严重限制了全球作物生产力。在生长前期进行适度的干旱锻炼是提高植物应对反复出现的重度干旱胁迫的有效策略,然而,其潜在的机制仍不清楚。 在本研究中,我们在营养生长阶段对小麦施加干旱锻炼,并在花后10天对其进行干旱胁迫, 随后利用在干旱锻炼结束时、恢复阶段以及干旱胁迫结束时采集的叶片样本进行转录组测序,同时结合植株表型和生理指标测定。研究发现,与未锻炼的植株相比,经干旱锻炼的小麦植株能保持较低的植株温度,较高的气孔开度和光合作用,从而导致后期干旱胁迫下小麦的千粒重和籽粒产量损失较少。有趣的是,动态转录组学分析发现了416个基因,其中27个转录因子(如MYB、NAC、HSF),可能都与锻炼诱导的小麦耐旱性的提升密切相关。此外,响应干旱锻炼的候选基因呈现出六种时间表达模式,并显著富集于植物激素信号转导、淀粉和蔗糖代谢、精氨酸和脯氨酸代谢、肌醇磷酸代谢以及蜡质合成等几种与胁迫响应密切相关的通路中。总之,该研究结果为揭示前期干旱锻炼可有效提升小麦长期耐旱性的生理和分子机制提供了新见解,为应对全球变暖背景下日益增加的非生物胁迫和确保粮食安全提供了潜在的方法。
    油菜素甾醇通过改善低氮胁迫下小麦小花的氧化还原状态缓解小花退化
    Zimeng Liang, Juan Li, Jingyi Feng, Zhiyuan Li, Vinay Nangia, Fei Mo, Yang Liu
    2025, 24(8): 2920-2939.  DOI: 10.1016/j.jia.2024.03.035
    摘要 ( )   PDF  
    减少施氮量可以缓解环境退化和资源浪费等问题。然而,减少施氮量也会加剧小麦小花退化的问题,导致产量下降。因此,研究低氮胁迫下小麦小花退化机制,明确缓解措施,有利于实现小麦高产和可持续发展。为了探讨低氮胁迫影响小麦小花退化的生理机制以及外源油菜素甾醇是否可以缓解该胁迫,本研究设置了氮肥梯度试验(N0,不施氮;N1,120 kg ha-1纯氮;N2,240 kg ha-1纯氮)和外源叶面喷施试验(N0CK,不施氮+外源喷施纯水;N0BR,不施氮+外源喷施 24-表油菜素内酯(一种有活性的油菜素甾醇类激素);和N1,120kg ha-1纯氮+外源喷施纯水)。结果表明,低氮胁迫诱导小麦产生了大量活性氧。尽管小麦穗通过合成黄酮类化合物来对抗氧化应激,但它们的能量代谢(糖酵解和三羧酸循环)和抗坏血酸谷胱甘肽循环被抑制,使穗内的活性氧水平仍处于较高水平,从而诱导细胞死亡,加剧小花退化。此外,油菜素甾醇在低氮胁迫下对小麦小花退化具有调控作用。外源叶面喷施24-表油菜素内酯促进了穗的能量代谢和抗坏血酸-谷胱甘肽循环,增加了能量电荷,有效消除了部分由低氮胁迫诱导生产的活性氧,从而缓解了由低氮应激引起的小花退化。总之,低氮胁迫破坏了小麦穗的氧化还原稳态,导致小花退化。油菜素甾醇通过改善低氮下小麦穗的氧化还原状态缓解了小花退化。本研究为解决高产与可持续发展之间的矛盾提供了理论支持,有利于小麦生产中的“减氮高效”。
    长期综合农艺优化协同提高冬小麦产量和氮素利用率并使土壤质量最大化
    Xinhu Guo, Jinpeng Chu, Yifan Hua, Yuanjie Dong, Feina Zheng, Mingrong He, Xinglong Dai
    2025, 24(8): 2940-2953.  DOI: 10.1016/j.jia.2024.08.010
    摘要 ( )   PDF  

    根据当地生态条件,在常规农户管理措施基础上通过优化播期、种植密度和肥水管理方案而设计的综合农艺管理模式(IAO),可以实现作物产量和资源利用率的协同提高。然而,在长期集约化生产和高氮素利用效率(NUE)条件下,IAO对土壤质量影响的强度和幅度需要进一步明确。基于在中国山东泰安市大汶口镇开展的13年定位试验,于2020-2022年研究了4种综合栽培模式对冬小麦籽粒产量、氮素利用效率、土壤团聚体结构、有机质(SOM)含量和土壤综合肥力指数(IFI)的影响。4种栽培模式分别为当地农户模式(T1)、农户基础上的改良模式(T2)、不计生产成本的高产更高产模式(T3)和土壤-作物系统综合管理模式(T4)。综合农艺优化采用适宜的作物品种、和先进的养分管理,根据当地环境重新设计整个生产系统,与T1和T3相比,作为IAO模式的T2和T4均分别具有增加种植密度、推迟播种日期和减少氮肥投入等特点。在本长期试验中, IAO模式能够维持麦田土壤团聚体稳定性,通过增加轻组有机质(LF)和颗粒有机质(POM)中的有机碳和全氮)进而提高SOM含量,并通过提高LF和POM在SOM中的比例以及有机碳与全氮的比值来改善SOM的质量。与T1相比,T2、T3和T4在0-20和20-40 cm土层的IFI分别增加了10.91、23.38、25.55%和17.78、6.41、28.94%。T4的籽粒产量较T1提高22.52%,并达到了T3模式的95.98%。T4的NUE比T1和T3高35.61%。综上,T4模式在长期应用过程中可协同提高冬小麦的籽粒产量和NUE,同时最大限度地提高土壤质量。

    轻度亏缺灌溉通过调节内源激素来延缓滴灌春小麦旗叶衰老并提高产量
    Ziqiang Che, Shuting Bie, Rongrong Wang, Yilin Ma, Yaoyuan Zhang, Fangfang He, Guiying Jiang
    2025, 24(8): 2954-2973.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.03.009
    摘要 ( )   PDF  

    干旱是影响中国干旱区小麦生长发育过程的重要胁迫因子之一,严重制约着产量。探讨干旱区生育期间亏缺灌溉对滴灌春小麦旗叶保护系统及籽粒产量的影响,明确滴灌条件下高效生产的水分供给模式,为滴灌小麦节水高产栽培提供技术支撑。采用裂区设计,以水分敏感品种新春 22 (XC22) 和耐旱品种新春 6 (XC6)为主区充分灌溉对照 (CK75%80%FC,FC为田间持水量)分蘖期轻度亏缺 (T160%65% FC)、中度亏缺 (T245%50% FC)拔节期轻度亏缺 (J160%65% FC)、中度亏缺 (J245%50% FC) 为副区。深入研究分蘖期和拔节期亏缺灌溉对春小麦旗叶保护性物质、膜脂代谢、内源激素及产量形成调控效应。与T2J2处理相比,T1J1处理有利于提高超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性和脯氨酸(Pro)、吲哚乙酸(IAA)、玉米素核苷(ZR)含量、IAA/ABA, ZR/ABA, IAA/ZR(IAA+ZR)/ABA,而降低了过氧化氢(H2O2)、超氧阴离子自由基(O2-)、丙二醛(MDA)、磷脂酸(PA)、游离脂肪酸(FFA脱落酸(ABA含量和磷脂酶DPLD)、脂氧合酶(LOX)活性,缓解了旗叶衰老,提高了产量;T1处理下XC6旗叶SODPODCATProCK平均高11.14%8.08%12.98%3.66%J1处理下依次较CK平均高6.43%4.49%7.36%2.50%T1处理下XC6旗叶IAAZR、穗数、穗粒数、千粒重和产量较CK平均高10.50%5.79%3.10%8.84%3.78%10.52%J1处理下依次较CK平均高5.36%3.94%2.40%3.72%1.37%4.46%;与XC22相比,XC6更有利于促进旗叶保护性物质、IAAZR、各器官干物质重、产量构成因子和产量的提高。相关分析表明,IAAZRSODPODCATPro、产量呈显著的正相关关系,IAAZR通过促使保护性酶活性增强,进而清除活性氧物质,以应对干旱引起的氧化应激,达到延缓衰老的效果。主成分分析得出,产量构成因子、各器官干物质重,对产量的影响具有直接效应。分蘖期轻度亏缺(T160%65% FC),其他阶段不受水分胁迫,可有效优化产量构成要素,提高各器官干物质重,不仅在提高保护性物质的同时获得高产,还能降低活性氧含量,可推荐为新疆滴灌春小麦节水高产的生产模式。

    微喷灌和播后镇压对淮北平原冬小麦产量及水分利用效率的影响
    Jinpeng Li, Siqi Wang, Zhongwei Li, Kaiyi Xing, Xuefeng Tao, Zhimin Wang, Yinghua Zhang, Chunsheng Yao, Jincai Li
    2025, 24(8): 2974-2988.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.02.020
    摘要 ( )   PDF  

    提高淮北平原冬小麦的产量(GY)和水分利用效率(WUE)至关重要。然而,微喷灌和播后镇压对小麦产量和水分利用效率的影响尚不清楚。因此,本研究于2021-2023年冬小麦生长季开展了为期两年的大田试验,共设置六个处理:雨养(RF)、常规灌溉(CI)和微喷灌(MI),以及三种灌溉方式下播种后镇压处理(RFCCICMIC)。试验结果表明,与CIRF相比,微喷灌显著提高了小麦GY,平均增产幅度分别为17.9%42.1%MI产量提高是由于其显著增加了穗数、穗粒数和粒重。MI处理下冬小麦花后旗叶叶绿素含量显著高于CIRF处理,RF下叶绿素含量最低。这是因为MI显著提高了旗叶花后过氧化氢酶和过氧化物酶活性,降低丙二醛含量。与RFCI相比,MI显著促进了花后干物质转运和积累及其对籽粒产量的贡献率。此外,MI显著促进了小麦根系生长,且灌浆期根系活力显著高于CIRF处理。在2021-2022年,MIRFWUE之间无显著差异,但在2022-2023年,RFWUE显著低于MI。然而,与CI相比,MIWUE显著提高,两年平均提高了15.1%17.6%。在雨养条件下,播后镇压显著提高了小麦GYWUE,这主要是由于播后镇压显著增加穗数和干物质积累量。综上所述,在淮北平原地区,雨养条件采用播后镇压可以作为一种提高小麦产量和水分利用效率的有效措施;而采用微喷灌可同时实现该地区小麦高产和水分高效利用的生产目标

    优化综合管理策略提升气候变化背景下华北平原小麦的生产力
    Baohua Liu, Ganqiong Li, Yongen Zhang, Ling Zhang, Dianjun Lu, Peng Yan, Shanchao Yue, Gerrit Hoogenboom, Qingfeng Meng, Xinping Chen
    2025, 24(8): 2989-3003.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.03.004
    摘要 ( )   PDF  
    准确估算气候变化背景下小麦的产量潜力对于评估粮食生产能力至关重要。然而,基于不完全优化的田间试验校验的作物机理模型往往低估了小麦的产量潜力。本研究基于CERES-Wheat模型和管理良好的十年长期定位试验数据,定量评估了华北平原小麦的产量潜力,并明确了影响产量潜力及缩小产量差的关键限制因素。结果表明,近十年华北平原小麦的平均产量潜力为10.8 t/ha-1,冬前积温(592)和生育季太阳辐射(3036 MJ/m2)不足是限制产量潜力的关键气候因素。在不考虑CO2浓度升高的情况下,预计2040-2059年间,华北平原小麦的产量潜力在RCP4.5和RCP8.5情景下将分别下降1.8%和5.1%。然而,CO2的施肥效应足以抵消气候变暖和太阳辐射下降的负面影响,最终使2040-2059年间小麦的产量潜力在RCP4.5和RCP8.5情景下分别提高7.5%和9.8%。此外,10月5日播种以及每平米400株的播种密度能最佳匹配华北平原的光热资源,最大化小麦的产量潜力;优化灌溉制度(3次,270 mm)和根层土壤氮素管理措施可以有效缩小产量差。本研究强调了基于气候-作物-土壤协同的综合管理策略对提高华北平原小麦产量潜力和缩小产量差的重要性。
    辣椒中 CaYABBY 家族的全基因组分析以及 CaYABBY5 在花决定性和果实形态调控中的功能鉴定
    Ke Fang, Yi Liu, Zhiquan Wang, Xiang Zhang, Xuexiao Zou, Feng Liu, Zhongyi Wang
    2025, 24(8): 3024-3039.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.03.025
    摘要 ( )   PDF  

    辣椒果实因其辛辣的口感、多样的风味和较高的营养价值而备受青睐。花器官和果实的发育直接决定了辣椒果实的品质。YABBY 基因家族在植物生长发育过程中发挥着多种重要功能,对花器官的发育具有至关重要的作用,但其在辣椒中的具体功能尚不明确。本研究系统鉴定了辣椒基因组中9个CaYABBY基因,发现其成员在生殖器官中呈现差异表达特征。其中,特异性表达于花瓣和心皮的CaYABBY5基因,通过辣椒基因沉默和番茄异位表达双重验证,揭示了该基因通过调控心皮形态发生影响花器官决定性与果实形态建成。蛋白互作分析发现,CaYABBY5与SEPALLATA3同源蛋白(SEP3)存在相互作用,且两者在辣椒花器官中呈现高度一致的表达模式,表明二者可能通过协同作用调控花-果形态建成。该研究首次解析了辣椒YABBY基因家族的功能特征,为茄科作物花器官发育调控网络研究提供了新视角。

    CaBBX9作为自噬调节蛋白CaATG8c的相互作用伴侣, 对辣椒的耐热性具有负调控作用
    Li Zhang, Yuling Guo, Sitian Wang, Zhenze Wang, Qiaomin Yang, Ying Li, Yue Zhao, Haiyan Li, Lijun Cao, Minghui Lu
    2025, 24(8): 3040-3054.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.03.022
    摘要 ( )   PDF  

    为了探索自噬对辣椒耐热性贡献的分子机制,在之前的研究中,我们鉴定了锌指蛋白B-BOX 9/CONSTANS-LIKE 13(CaBBX9/CaCOL13)作为自噬调节蛋白(ATG)CaATG8c的相互作用伴侣,其中CaATG8c是自噬的核心组分之一。然而,CaBBX9在自噬和耐热性中的作用尚不清楚。在这项研究中,我们进一步证实了CaBBX9与CaATG8c之间的相互作用,并定义了CaBBX9的相互作用区域是CCT结构域以及特定片段区域。热处理可以诱导CaBBX9的表达,并发现CaBBX9与CaATG8c在细胞核中共定位且表现出转录活性。当沉默CaBBX9时,辣椒的耐热性增强,表现为MDA含量、H2O2、死细胞和相对电解质渗漏的减少以及叶绿素含量和热胁迫相关基因表达水平的增加。在番茄中过表达CaBBX9则显示出相反的效果。综上所述,我们的研究表明,CaBBX9通过加剧氧化损伤和抑制热相关基因的表达来负向调节辣椒的耐热性。我们的发现为指导作物对不利环境的耐受性育种提供了新的线索。

    生理学和转录组学分析揭示五个葡萄品种在高温下的抗旱性差异
    Xuehao Zhang, Qiuling Zheng, Yongjiang Hao, Yingying Zhang, Weijie Gu, Zhihao Deng, Penghui Zhou, Yulin Fang, Keqin Chen, Kekun Zhang
    2025, 24(8): 3055-3072.  DOI: 10.1016/j.jia.2024.11.006
    摘要 ( )   PDF  

    高温与干旱复合胁迫下植物的抗逆性评价和关键调控基因的筛选对植物抗逆性机制的研究具有重要意义。本研究对5个葡萄品种在高温条件下的抗旱性进行了评价,筛选关键基因,进一步探索抗旱机制。通过比较和分析葡萄品种对干旱胁迫响应相关的形态特征和生理指标,并用隶属函数法对其抗旱能力进行综合评价,发现抗旱性的顺序如下:420A>110R> Cabernet Sauvignon>Fercal>188-08。为了进一步分析抗旱性差异的机制,对抗旱品种420A、干旱敏感品种188-08和对照品种CS进行了转录组测序。差异代谢途径的功能分析表明,差异表达的基因主要集中在生物过程类别中,且420A具有更高的抗氧化活性。此外,还对5个葡萄品种的差异表达的转录因子进行了分析,发现VvAGL15VvLBD41VvMYB86等基因与耐旱性密切相关,表明其在耐旱性调控中的潜在作用和研究意义。

    miR164a靶向CsNAC1负调控茶树耐寒性
    Siya Li, Lu Cao, Ziwen Zhou, Yaohua Cheng, Xianchen Zhang, Yeyun Li
    2025, 24(8): 3073-3086.  DOI: 10.1016/j.jia.2024.12.033
    摘要 ( )   PDF  

    冷胁迫对茶产量的减少和品质的降低广泛影响。miR164家族及其靶基因NAC转录因子已被确定为植物应对冷胁迫的关键调节因子之一。然而,人们对miR164CsNAC在茶树抗寒中的作用知之甚少。研究发现csn-miR164a的表达量在冷胁迫下显著降低,且与CsNAC1的表达量呈显著负相关。5 ' RACEGUS组织定位实验清晰地表明csn-miR164a特异性切割CsNAC1茶树叶片中csn- miR164a沉默处理后,CsNAC1CsCBFs的表达水平得以提高,并表现出更强的耐寒性;同时CsNAC1过表达也通过提高AtCBFs的表达水平增强了转基因拟南芥的耐寒性。相反,拟南芥中csn-miR164a异源过表达减少AtNACsAtCBFs的表达水平,进而降低了耐寒性。此外,茶树叶片中CsNAC1的沉默降低CsCBFs的表达水平,导致其表现出显著的冷敏感性。综上所述,研究表明miR164a-CsNAC1模块可能通过CsCBFs依赖途径负调控茶树耐寒性。

    禾谷镰孢Rpd3复合体亚基Sin3的错义突变回复fng1突变体缺陷的机制
    Huaijian Xu, Ruoxuan Jiang, Xianhui Fu, Qinhu Wang, Yutong Shi, Xiaofei Zhao, Cong Jiang, Hang Jiang
    2025, 24(8): 3087-3094.  DOI: 10.1016/j.jia.2024.01.006
    摘要 ( )   PDF  
    由禾谷镰孢(Fusarium graminearum)引发的小麦赤霉病是一种重要的农作物真菌病害。禾谷镰孢不仅能够侵染小麦,造成产量降低,还会产生多种毒素,威胁人畜健康,对食品安全构成巨大威胁。禾谷镰孢整个生活史,包括生长、致病、产毒及有性生殖等生命活动都受到了组蛋白乙酰化等修饰的调控。组蛋白乙酰化状态由组蛋白乙酰化复合体(HAT)和去乙酰化复合体(HDAC)共同调节。其中Rpd3复合体作为最重要的组蛋白去乙酰化复合体之一而受到广泛关注。Sin3是Rpd3复合体中最大的亚基,对其关键功能位点及作用机制尚缺乏认识。在本研究中,我们鉴定到位于第810位的谷氨酸残基(E810)是禾谷镰孢FgSin3上的关键位点。研究发现,FgSin3的E810位点突变会引起禾谷镰孢菌丝生长、有性生殖、致病力及DON毒素合成的缺陷。此外,E810K的错义突变能够提高因FNG1(人类生长抑制基因ING1的同源基因)缺失而降低的H4乙酰化水平,从而部分回复fng1突变体的表型缺陷。经序列比对和进化分析,发现FgSin3的同源基因在真核生物中普遍存在,并且其E810功能位点在真菌、动物和植物中表现出高度保守性。基于Alphafold2预测的结构,E810位于FgRpd3-FgSin3的互作界面上,并与FgRpd3的R317位点形成氢键。E810的模拟突变会破坏该氢键的形成,进而影响FgRpd3和FgSin3间的蛋白互作。综上,FgSin3的E810位点可能通过影响Rpd3复合体亚基的组装,与Fng1共同维系真菌组蛋白H4乙酰化平衡,并介导复杂的生物学过程。鉴于FgSin3功能及序列的保守性,以及E810位点周围残基在不同物种中的偏好性差异,未来有望作为药物研发的候选靶标。本研究鉴定到Sin3中的关键功能位点,并从生物学功能、结构基础和进化模式等方面对其参与Rpd3复合体组装的机制和途径进行了解析。
    胁迫调控因子FgWhi2和磷酸酶FgPsr1在调控禾谷镰孢菌次生代谢物生物合成和对杀菌剂的响应中具有至关重要的作用
    Jie Zhang, Han Gao, Fuhao Ren, Zehua Zhou, Huan Wu, Huahua Zhao, Lu Zhang, Mingguo Zhou, Yabing Duan
    2025, 24(8): 3095-3111.  DOI: 10.1016/j.jia.2024.01.003
    摘要 ( )   PDF  

    在酵母中,胁迫应答蛋白Whi2与磷酸酶Psr1相互作用并以复合体形式调控生长、繁殖、侵染和胁迫应答,但它们在禾谷镰孢菌中的调控作用尚不明确。为了明确Whi2Psr1在禾谷镰孢菌调控作用本文鉴定了Whi2Psr1禾谷镰孢菌中的同源基因,并通过构建缺失突变体探究其功能结果表明FgWHI2FgPSR1缺失突变体∆Fgwhi2∆Fgpsr1及双缺失突变体∆Fgwhi2-Fgpsr11.2 M NaCl1.2 M KCl0.01% H2O20.05%刚果红及0.05% SDS敏感性显著降低,表明FgWHI2FgPSR1对禾谷镰菌响应外界渗透压胁迫、氧化胁迫、细胞壁胁迫有重要作用。通过对突变体麦角甾醇产量及三唑类药剂敏感性测定,我们发现FgWHI2FgPSR1不调控禾谷镰菌对三唑类杀菌剂药敏性,但调控禾谷镰菌麦角甾醇生物合成。通过对禾谷镰FgCYP51s基因转录水平的测定,我们发现FgWHI2FgPSR1正调控FgCYP51-C的转录表达FgWHI2FgPSR1过表达能够提高FgCYP51-A的转录水平,但FgWHI2FgPSR1的缺失对FgCYP51-A的转录水平没有影响;FgWHI2FgPSR1不调控FgCYP51-B的转录表达。同时,我们发现FgWHI2FgPSR1参与禾谷镰孢菌的有性生殖和无性生殖通过研究发现FgWHI2FgPSR1缺失突变体脱氧雪腐镰刀烯醇毒素DON)产量降低超90%,且DON产量与FgWHI2FgPSR1转录水平呈正相关。此外,我们还观察到FgWHI2FgPSR1参与调控禾谷镰孢菌对百菌清、氟啶胺、嘧菌酯、氰烯菌酯和寡霉素的敏感性,并发现百菌清与氟啶胺之间存在交互抗性,且百菌清和氟啶胺通过抑制FgWHI2表达来阻碍DON毒素的生物合成。有趣的是,百菌清和氟啶胺处理后,FgWhi2FgPsr1的亚细胞定位显著改变,并且共定位比例增加。综上所述,这些结果表明FgWHI2FgPsr1在禾谷镰菌胁迫应激反应、生殖过程、次生代谢产物合成和对百菌清和氟啶胺的响应中起着至关重要的作用。通过本文的研究,首次明确了FgWhi2与FgPsr1对禾谷镰DON毒素生物合成的调控作用,拓展了禾谷镰DON毒素合成调控网络,为小麦赤霉病防控过程中兼顾防病降毒及开发有效的杀菌剂组合提供了潜在靶标、理论依据及技术参考。

    植物益生贝莱斯芽孢杆菌SF305通过降解橡胶灵芝菌的菌丝体来减轻橡胶树红根病的严重程度
    Min Tu, Zhongfeng Zhu, Xinyang Zhao, Haibin Cai, Yikun Zhang, Yichao Yan, Ke Yin, Zhimin Sha, Yi Zhou, Gongyou Chen, Lifang Zou
    2025, 24(8): 3112-3126.  DOI: 10.1016/j.jia.2024.09.027
    摘要 ( )   PDF  

    【目的】本研究旨在探索一种有效的防治橡胶树红根病生物防治策略。橡胶树红根病由橡胶灵芝菌(Ganoderma pseudoferreum)引起,对中国橡胶树产区构成较大的威胁。通过筛选具有抗真菌活性的细菌菌株,以期找到一种能够显著降低红根病严重程度的生防菌剂。【方法】我们从全国23个省份的248个根际土壤样本中分离出223株候选细菌菌株,并采用双重培养试验评估这些菌株对橡胶灵芝菌的拮抗作用。经过筛选,发现贝莱斯芽孢杆菌Bacillus velezensis)SF305菌株橡胶灵芝菌具有显著的拮抗活性。进一步,我们对SF305进行了基因组测序和比较基因组学分析,以确定其潜在的生防机制和植物促生长特性。此外,还通过预防和治疗试验,评估了SF305在橡胶树红根病防治上的实际应用效果。【结果】结果表明,在预防试验中,B. velezensis SF305对红根病的保护效果超过90%;而在治疗试验中,其防病效果接近70%。深入分析显示,SF305通过降解G. pseudoferreum的菌丝体来降低病害严重程度。基因组测序揭示,SF305含有15个与次生代谢产物合成相关的基因簇,其中两个为独特基因簇,分别预测为合成罗克霉素(locillomycin)和新型非核糖体肽合成酶的基因簇。另外SF305含有与运动性、趋化性、生物膜形成、抗逆性、产生挥发性有机化合物以及吲哚-3-乙酸合成相关的基因,表明其具定殖在植物根际和促进植物生长的潜力。【结论】本研究首次报道贝莱斯芽孢杆菌作为防治橡胶树红根病的潜力生防剂。创新性本研究为橡胶树红根病的生物防治提供了新的微生物资源防治策略,也扩展了贝莱斯芽孢杆菌在林业病害生物防治领域的应用范围B. velezensis SF305的鉴定具有重要的科学意义和应用价值。

    鳞翅目害虫四次跨膜蛋白TspC5的物种特异性进化与Bt毒素Cry1Ac显性抗性
    Chenyang Wang, Yinuo Zhang, Qiming Sun, Lin Li, Fang Guan, Yazhou He, Yidong Wu
    2025, 24(8): 3127-3140.  DOI: 10.1016/j.jia.2024.09.022
    摘要 ( )   PDF  

    Bt蛋白是苏云金芽孢杆菌Bacillus thuringiensis(Bt)在生长阶段产生的杀虫蛋白,已被广泛应用于转基因作物中,有效控制了多种重要的鳞翅目和鞘翅目害虫。然而,这些害虫Bt蛋白的抗性进化对转基因作物的长期可持续性构成了挑战棉铃虫Helicoverpa armigera是一种重要的鳞翅目农业害虫。之前的研究发现棉铃虫一个四次跨膜蛋白基因HarmTspC5HaTSPAN1L31S突变赋予了棉铃虫Bt蛋白Cry1Ac的显性抗性。然而,L31S突变在其他鳞翅目物种中的作用尚不明确。本研究的分析表明,鳞翅目昆虫TspC5基因的进化具有物种特异性。为探究鳞翅目昆虫TspC5基因赋予Cry1Ac显性抗性中的作用,本研究基于piggyBac遗传转化系统构建了四个转基因棉铃虫品系这些品系表达了携带L31S同源突变的TspC5蛋白,它们分别来自与棉铃虫近缘美洲棉铃虫Helicoverpa zea烟青虫Helicoverpa assulta烟芽夜蛾Heliothis virescens,以及相对远缘小菜蛾Plutella xylostella生物测定显示,与背景品系SCD相比,表达HzeaTspC5-L31SHassTspC5-L31S或HvirTspC5-L31S的转基因品系对Cry1Ac表现出显著抗性,抗性倍数分别为10.0倍、21.4倍和81.1倍,而表达PxylTspC5-L27S的品系Cry1Ac仍然敏感。此外,三个转基因品系的Cry1Ac抗性表型常染色体显性的方式遗传,并与外源TspC5突变体紧密连锁。这些发现揭示了棉铃虫近缘物种的TspC5基因在介导Cry1Ac显性抗性的保守作用,并为评估与四次跨膜蛋白突变相关的抗性风险和制定适应性抗性治理策略提供了重要依据

    粘虫幼虫聚集增强了免疫能力且有利于成虫迁飞
    Hailong Kong, Dong Guo, Lei Zhang, Dianjie Xie, Kenneth Wilson, Xingfu Jiang
    2025, 24(8): 3141-3154.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.02.003
    摘要 ( )   PDF  

    迁飞性昆虫害虫通常会在短时间内迁入到新的栖息地,很快同步产卵导致幼虫聚集,对作物造成严重为害。聚集幼虫能很好地适应新栖息地的天敌或病原物,但它们如何增强抗病性和免疫的生物学意义尚不清楚。本文研究了病原物和寄生蝇的感染,如何影响群居型和散居型粘虫幼虫的免疫反应和成虫的迁飞行为。结果表明,与散居型幼虫相比,群居型幼虫对白僵菌和伞裙追寄蝇的抵抗能力明显提高。白僵菌侵染后,群居型幼虫的酚氧化酶活性和溶菌酶活性比散居型的明显增强,同时群居型幼虫的多巴胺和5-羟色胺水平也明显增加。注射外源多巴胺(或5-羟色胺)后,幼虫的酚氧化酶活性、溶菌酶活性、抗菌活性和幼虫存活率均明显提高。同时,被白僵菌感染的群居型幼虫发育的成虫飞行能力显著提高,然而,被感染的散居型幼虫发育的成虫飞行能力无明显变化。另外,被感染的群居型和散居型幼虫发育的成虫产卵前期、产卵历期和产卵量均无显著影响。这些结果为阐明成虫迁飞与幼虫免疫之间的关系以及免疫后行为学后果提供了新的见解。

    桔小实蝇快速形成长期记忆需要的不同能量途径
    Jinxin Yu, Jiayi He, Xuefeng Zhang, Chuxiao Lin, Shiyan Liu, Xin Gong, Xinnian Zeng, Jiali Liu
    2025, 24(8): 3155-3168.  DOI: 10.1016/j.jia.2024.12.015
    摘要 ( )   PDF  

    为了确保获取的信息的可靠性,大多数昆虫在将信息存储为长期记忆之前需要经历多个间隔的体验,这一观点在昆虫的行为和分子层面上均得到证实。近期的研究表明,一些昆虫在一次经历后就能形成长期记忆。然而,单次经历形成长期记忆的机制尚不清楚。因此,了解昆虫快速学习和随后形成偏好的机制至关重要。我们在这里发现了农业害虫桔小实蝇能够迅速形成依赖于蛋白质合成的长期记忆,并且形成长期记忆需要高能量的支持,代价是降低了存活率。此外,我们采用液相色谱-质谱代谢组学方法发现,与长期记忆相关的过程依次与两种能量生成过程相关联,即三羧酸循环和氧化磷酸化。通过阻断这些能量生成过程进一步证实了这一点。我们的研究结果为针对桔小实蝇的能量生成中间代谢物的行为调节剂的开发提供了理论依据,同时也为昆虫快速形成长期记忆提供了新的视角。

    整合分析基因组和转录组学数据揭示华西牛胴体性状相关的候选变异
    Yapeng Zhang, Wentao Cai, Qi Zhang, Qian Li, Yahui Wang, Ruiqi Peng, Haiqi Yin, Xin Hu, Zezhao Wang, Bo Zhu, Xue Gao, Yan Chen, Huijiang Gao, Lingyang Xu, Junya Li, Lupei Zha
    2025, 24(8): 3169-3184.  DOI: 10.1016/j.jia.2024.01.028
    摘要 ( )   PDF  
    牛的胴体性状在肉牛产业中具有重要的经济意义。本研究基于华西牛资源群体,获得胴体性状表型、基因组和转录组数据,运用全基因组关联分析、表达数量性状基因座分析等策略,解析胴体性状功能变异的潜在分子机制。基于千牛计划公共数据对1566头华西牛芯片数据进行填充获得填充基因型数据,分别胴体重、胴体长、胴体深、胴体胸深、屠宰率、净肉重和净肉率性状表型数据进行全基因关联分析,共鉴定到239个显著变异位点,注释到184个显著基因。采集资源群体中227头华西牛背最长肌组织进行转录组测序分析,获得背最长肌组织中基因的表达量,综合考虑性别、批次、年龄校正后与对应的227头华西牛填充数据进行表达数量性状基因座分析,共鉴定到1,370,681个顺式调控变异和5,860个顺式调控基因,42,823个反式调控变异和734个反式调控基因,对顺式变异进一步精细定位发现,共有410潜在因果变异。通过整合全基因组关联分析、顺式表达数量性状基因座分析和精细定位共鉴定到13个变异调控相同的基因,其中chr8:41889516为调控VLDLR基因的潜在因果变异。此外,我们利用227头背最长肌转录组数据、填充数据和全基因组关联分析的结果进行全转录组关联分析,鉴定出TTC30BHMGA1PRKD3FXN基因分别与胴体胸深、胴体长、胴体重和屠宰率性状显著相关。本研究通过全基因组关联分析、表达数量性状基因座分析、精细定位和全转录组关联分析揭示了胴体性状的遗传特征鉴定到与肉牛胴体性状相关的候选基因和变异,这些发现有助于深入了解胴体性状的遗传结构,并最终确定潜在基因和变异。
    18S核糖体RNA甲基转移酶METTL5介导CDX2翻译调控猪早期胚胎发育
    Tengteng Xu, Mengya Zhang, Qiuchen Liu, Xin Wang, Pengfei Luo, Tong Liu, Yelian Yan, Naru Zhou, Yangyang Ma, Tong Yu, Yunsheng Li, Zubing Cao, Yunhai Zhang
    2025, 24(8): 3185-3198.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.10.013
    摘要 ( )   PDF  

    目的探究18S核糖体RNA m6A甲基转移酶METTL5在早期胚胎发育及细胞谱系分化中的功能及调控机制。方法:利用荧光定量PCR(qPCR)、免疫荧光染色(IF)及蛋白免疫印迹(WB)分析METTL5在猪早期胚胎中的动态表达,利用显微操作技术分别在孤雌激活(PA)和体外受精(IVF)胚胎中敲低和过表达METTL5,观察对猪早期胚胎发育效率的影响。收集对照组、METTL5敲低或过表达胚胎,利用qPCR、IF及WB分析METTL5缺失或过表达对细胞谱系分化标志物表达与定位的影响,利用OP-Puro试剂盒检测METTL5缺失及过表达对整体翻译效率的影响。结果:METTL5在猪早期胚胎中持续表达,METTL5敲低不影响卵裂率,但显著降低了猪早期胚胎发育效率(PA囊胚率:对照组 vs METTL5敲低=58.8±1.92% vs 38.34±1.28%,P<0.05;IVF囊胚率:对照组 vs METTL5敲低=23.27±3.08% vs 9.69±3.08%,P<0.05)。此外,METTL5过表达也显著降低了囊胚发育效率(对照组 vs METTL5过表达=59.3±3.9% vs 37.5±2.6%,P<0.05)。METTL5敲低不影响mRNA m6A水平,也不影响紧密连接的形成,但METTL5敲低降低了CDX2蛋白的表达水平,并升高了NANOGOCT4 mRNA水平。METTL5敲低及过表达分别降低及升高了整体mRNA的翻译水平。值得注意的是,CDX2过表达可以挽救METTL5缺失胚胎的发育效率,并部分挽救了整体mRNA的翻译效率。结论:METTL5对猪囊胚形成及细胞谱系分化至关重要,METTL5通过调节CDX2的翻译进而调控猪早期胚胎发育。创新性:本研究率先揭示了METTL5在猪早期胚胎发育中的功能及调控机制,为加速畜禽繁殖及早期胚胎发育效率的提高提供科学依据。

    小反刍兽疫病毒中国现地分离株山羊感染模型的建立及疫苗效力评估
    Xue Wang, Hefeng Chen, Xianfeng Zhang, Zhengshuang Wu, Shuai Zhang, Lei Shuai, Lulu Wang, Weijie Li, Jinliang Wang, Wenxing Liu, Xijun Wang, Zhiyuan Wen, Jinying Ge, Yuntao Guan, Xijun He, Weiye Chen, Zhigao Bu
    2025, 24(8): 3199-3211.  DOI: 10.1016/j.jia.2024.02.016
    摘要 ( )   PDF  
    2013年,中国再次爆发小反刍兽疫(peste des petits ruminants, PPR)疫情,并传播至全国大部分省份,导致巨大经济损失。虽然通过全国强制接种减毒活疫苗使得疫情得到了有效控制,但目前仍然有局部疫情发生,危害依然巨大。我国和FAO都制定了小反刍兽疫净化和根除计划,但目前仍然缺乏能够区分自然感染疫苗免疫的DIVA疫苗(differentiating infected from vaccinated animals),导致净化根除难度大、成本高,研制PPR DIVA疫苗势在必行。目前对中国现地小反刍兽疫病毒(peste des petits ruminants virus,PPRV)分离株的生物学特性研究非常有限,疫苗评价缺乏稳定可靠的动物模型,这是制约我国PPR疫苗研发和防控政策制定的关键瓶颈。本研究利用表达山羊信号淋巴细胞激活分子(signalling lymphocyte activation molecule,slam)的Vero易感细胞,从中国现地的临床样本中分离出了一株PPRV(HLJ/13)。对HLJ/13全基因组进行测序并进行遗传进化分析,结果表明其属于PPRV Ⅳ系。随后,在山羊上通过鼻腔和皮下联合途径感染了2×106 TCID50剂量的HLJ/13,所有羊均出现典型的PPR临床症状,包括发热、眼部和鼻腔分泌物、口腔炎和腹泻等,致死率为100%,成功建立PPRV山羊感染模型。为了进一步了解病毒在体内的复制情况,开展了病毒载量、病理学检查和免疫组织化学分析,结果表明HLJ/13的主要靶标为呼吸系统、消化道和淋巴等器官的上皮和免疫细胞。本文作者之前研发了可作为DIVA(differentiating infected from vaccinated animals)疫苗的PPR重组山羊痘病毒载体疫苗,但由于一直缺乏动物模型导致疫苗研发进度停滞。本研究利用上述建立的PPRV山羊感染模型系统评价了该疫苗对HLJ/13的攻毒保护效力,结果表明疫苗免疫能够提供针对HLJ/13充分的攻毒保护,保护率为100%。该研究为PPRV中国现地分离株的生物学特性、致病特性和动物感染模型的首次全面的报告,突破了我国小反刍兽疫防控的重要瓶颈,对于PPR相关的应用和基础研究均具有重要意义。
    鸡源阿尔伯蒂埃希氏菌中共携带blaCTX-M-55blaTEM-141基因多重耐药质粒的鉴定特性
    Weiqi Guo, Di Wang, Xinyu Wang, Zhiyang Wang, Hong Zhu, Jiangang Hu, Beibei Zhang, Jingjing Qi, Mingxing Tian, Yanqing Bao, Na Li, Wanjiang Zhang, Shaohui Wang
    2025, 24(8): 3212-3221.  DOI: 10.1016/j.jia.2023.12.038
    摘要 ( )   PDF  
    抗生素的不合理使用导致细菌耐药性日趋严重,已成为全球严重的公共卫生问题。产超广谱β-内酰胺酶(ESBL)细菌因具有耐药性强、耐药谱广、散播快等特点,倍受关注。为了解肉鸡中阿尔伯蒂埃希氏菌的耐药特征及耐药质粒携带情况,本研究从养禽场采集50份病鸡脾脏和肝脏样品,通过选择性培养基、PCR方法分离鉴定阿尔伯蒂埃希氏菌。然后测定阿尔伯蒂埃希氏菌分离株的耐药性及耐药基因,并对多重耐药分离株进行接合试验全基因组测序分析耐药基因的可转移性及耐药质粒特征。经过选择性培养基分离、PCR检测共鉴定4株阿尔伯蒂埃希氏菌。药物敏感性敏结果显示,4株分离株对四环素类、氯霉素类、β-内酰胺类、氨基糖苷类、多粘菌素B、磺胺类、喹诺酮类等7类抗生素具有耐药性。其中,EA04菌株携带ESBL基因blaCTX-MblaTEM。基于ST4638型阿尔伯蒂埃希氏菌的核心基因组多位点序列分型(cgMLST)构建系统进化树,推断EA04菌株与人源阿尔伯蒂埃希氏菌分离株处于相近进化分支。全基因组测序表明,ESBL基因blaCTX-M-55blaTEM-141共存于大小约为75 kbIncFII型质粒pEA04.2比较基因组分析表明,blaCTX-M-55blaTEM-141基因位于IS15-blaCTX-M-55-wbuC-blaTEM-141-IS26区域,其他多种细菌中发现高度同源序列接合试验显示,质粒pEA04.2可转移至大肠杆菌EC600,并介导对第三代头孢菌素类抗生素产生耐药性。本研究分离到一株多重耐药阿尔伯蒂埃希氏菌,并首次揭示了阿尔伯蒂埃希氏菌携带的blaCTX-M-55blaTEM-141基因位于可转移质粒pEA04.2IS15-blaCTX-M-55-wbuC-blaTEM-141-IS26区域中,可导致其对第三代头孢菌素药物产生耐药性。研究结果表明,鸡可能会作为多重耐药阿尔伯蒂埃希氏菌的储藏库,从而增加了耐药基因在人类、动物和环境之间横向传播的风险,具有潜在的公共卫生学意义。
    多维地形梯度下农业用地转型及其对生态系统服务相互作用的影响
    Sinan Li, Junwei Pu, Xiaodong Deng
    2025, 24(8): 3222-3241.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.02.005
    摘要 ( )   PDF  

    农业用地的变化会影响生态系统服务及其相互作用。然而,人们对不同地形梯度下农业用地转型对生态系统服务相互作用的不同影响仍知之甚少。这限制了农业系统的综合管理。我们的目标是分析不同地形梯度上主要农业用地类型的转型趋势,并探究这些转型对生态系统服务相互作用的不同影响。以杭州为研究区域,重点分析了四种主要的农业用地类型(耕地、果园、茶园和废弃地)。利用GTWR模型研究了它们的转型对生态系统服务权衡/协同作用的影响的时空非平稳性。结果表明,在2010-2020年期间,平原地区的农用地利用格局变得更加多样化和分散化,而丘陵和山地地区的农用地利用格局则转向更加单一和连片。在2010-2015年和2015-2020年期间,农业用地转型的主要输出类型是耕地。平原地区的主要输入类型从耕地转变为果园,而丘陵和山地地区则为果园和茶园。生境质量与其他生态系统服务之间较强的协同作用主要在平原地区。随着时间的推移,碳固存和土壤保持之间较强的协同作用主要从山地地区转移到平原地区。不同地形梯度上各种废弃类型通过削弱各类生态系统服务的供给能力,进而促进了它们之间的协同效应。在丘陵和山地地区,生态系统服务之间的权衡可通过将耕地转化为果园和茶园来缓解。这些发现强调了在不同地形梯度的生态系统管理中采取差异化、动态化和系统化的农业空间发展措施的重要性。

    施用生物炭主要通过影响特定水盐条件下的土壤物理结构来改善土壤质量在中国西北干旱地区
    Yang Chen, Xuyu Feng, Xiao Zhao, Xinmei Hao, Ling Tong, Sufen Wang, Risheng Ding, Shaozhong Kang
    2025, 24(8): 3242-3263.  DOI: 10.1016/j.jia.2024.12.014
    摘要 ( )   PDF  

    探索生物炭在不同水盐条件下改善土壤质量的适用性,对于维护中国西北干旱地区的土壤健康和生产力至关重要。因此,在甘肃省进行了为期两年的玉米田覆膜滴灌试验研究在不同灌溉水质和水量下施用生物炭对土壤质量的影响。试验共设8种处理组合包括0 t ha-1B0)和60 t ha-1B1的两种生物炭添加率,充分灌溉W1)和亏缺灌溉W2W2=1/2 W1的两种灌溉量,以及淡水(S00.71 g L-1)和微咸水(S14.00 g L-1)的两种水盐度水平。我们比较了不同灌水量和水盐度水平下施用生物炭对土壤物理、化学和生物特性的影响。最后采用最小数据集方法计算不同处理下的土壤质量指数(SQI)。结果表明,与淡水充分灌溉相比,亏缺和微咸水灌溉通过降低一些土壤物理化学和生物特性,SQI显著降低了3.80-9.80%。仅在淡水和微咸水充分灌溉的情况下,生物炭施用使SQI分别显著提高了6.1310.40%。同时,生物炭对改变微生物群落结构显示出积极作用,例如增加了所有水盐处理下土壤中有益细菌门(如Proteobacteria, Patescibacteria)的相对丰度。最后,偏最小二乘路径模型表明,在特殊的水盐条件下,施用生物炭主要通过改善土壤团聚体和孔隙结构来显著提高SQI。本研究为利用生物炭改善西北干旱区不同水盐条件下的土壤质量提供了重要的研究依据。

    编辑AP2/ERF转录因子改善水稻种子落粒性及品质
    Saisai Xia, He Liu, Ying Liu, Guangheng Zhang, Deyong Ren, Qian Qian
    2025, 24(8): 3282-3286.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.02.022
    摘要 ( )   PDF  

    种子的落粒性和品质是维持稳定产量及确保优良食用品质的关键因素。本研究成功鉴定了一个AP2/ERF转录因子SHAT2,该基因正向调控种子落粒性和品质。shat2突变体由于离层发育异常,导致成熟期种子难落粒。同时,与野生型相比,shat2突变体的淀粉颗粒排列松散淀粉以及直链淀粉含量蛋白质含量显著降低,可溶性糖含量显著增加。qRT-PCR 的检测结果显示大部分与种子落粒性以及品质相关基因在shat2突变体中表达显著下调表明了SHAT2在水稻种子落粒性和品质中起重要作用。此外,EMSA结果显示SHAT2可以结合GCC-box,暗示SHAT2可能通过调控下游基因表达来影响种子发育。本研究不仅丰富了遗传资源,还突显SHAT2在培育具有理想落粒特性和优良稻米品质的水稻品种中的巨大潜力。

    利用CRISPR/Cas9文库批量创制葡萄MYB突变体
    2025, 24(8): 3287-3290.  DOI: 10.1016/j.jia.2024.12.038
    摘要 ( )   PDF  
    葡萄(Vitis vinifera L.)是全球性重要经济果树,在栽培生产中极易遭受各种病虫害和干旱、高温等非生物逆境的威胁。究其原因,广泛用于栽培的欧亚种葡萄中抗性种质资源缺乏,而且传统杂交育种周期较长,严重影响葡萄抗逆育种进程。利用CRISPR-Cas9基因编辑技术能实现对全基因组范围类目标基因的高效突变(功能失活),从而加速抗性基因挖掘、功能鉴定与抗性种质创新。目前,全球范围内已有利用CRISPR-Cas9在一次转化过程中实现葡萄中1个基因编辑或2个基因同时编辑的研究报道,但能否利用该体系快速、批量创制葡萄基因功能失活突变体尚不清楚。该研究针对葡萄MYB转录因子家族的138个成员,在基因保守区域与特异区域分别设置靶位点,共设计了265个sgRNA。采用分组混合的方法构建到基因编辑载体上,将所有重组质粒混合后转化农杆菌,通过对混池文库高通量测序,发现文库sgRNA覆盖率达67.17%,基因覆盖率高达90.58%,可用于遗传转化。将农杆菌混池文库与’赤霞珠’葡萄原胚团共培养,最终获得了1354株再生植株,其中有341株为转基因阳性植株,67株为基因编辑植株,共有8个MYB转录因子发生突变。通过表型分析,发现GSVIVT01026481001突变体对干旱胁迫的抗性显著增强。本研究为利用基因编辑技术创制木本植物突变体库提供了参考。
    山羊中的新型博卡病毒:遗传特征、系统发育分析与流行病学意义
    Kegu Ji’e, Falong Yang, Ai Ran, Yang Su, Taichun Gao, Lanmuyi Gou, Shenglin Li, Zihan Xia, Keha-mo Abi
    2025, 24(8): 3291-3296.  DOI: 10.1016/j.jia.2024.12.006
    摘要 ( )   PDF  
    Bocaparvovirus(博卡病毒)是细小病毒科博卡病毒属的成员,可能会引起新生动物严重腹泻等胃肠道症状。目的:本研究目的在于鉴定一株新的博卡病毒—山羊博卡病毒,并对其进行全基因组和系统发育分析,了解流行病学意义。方法:利用PCR的方法从腹泻粪便样本中扩增山羊博卡病毒的全基因组。利用ORFfinder在线软件,对其全基因组序列进行病毒开放阅读框的预测,并使用BioAider和BioEdit软件对全基因组序列、NS1、NP和VP1基因进行同源性分析。RDP4.0 and SimPlot 3.5.1软件用于分析山羊博卡病毒与其他博卡病毒的重组情况。利用IQ-TREE(1.6.12)软件,以最大似然法构建基于全基因组、NS1以及VP1基因的系统发育树。基于全基因组序列建立检测山羊博卡病毒的特异性PCR方法,并使用SPSS软件以卡方检验法对腹泻和非腹泻粪便样本的阳性率进行统计分析。结果:在腹泻山羊的粪便样本中,通过PCR成功获得了一株全长为5351个核苷酸的完整基因组,暂命名为CapBOV-SWUN,具有标准的博卡病毒基因组结构。与在野生动物Elaphodus cephalophus中发现的新型博卡病毒ECBOV-tdf70毒株具有87.77%的相似性。根据国际病毒分类委员会(ICTV)的标准,该毒株的NS1与ECBOV-tdf70毒株的氨基酸一致性为91.2%,应共同归类为一个新物种。系统发育分析表明, CapBOV-SWUN与ECBOV-tdf70毒株聚为一个分支,遗传关系最近。山羊粪便样本的总体阳性率为32.2%(132/410)。四川、湖南和重庆的山羊粪便样本阳性率分别为30.0%(95/317)、40.0%(16/40)和39.6%(21/53),且腹泻山羊的感染率显著高于无症状山羊(P<0.05)。结论:本研究在山羊粪便样本中鉴定了一种新型博卡病毒,在中国三个省份中均被检测到,且腹泻粪便样本中的阳性率显著高于非腹泻粪便样本。创新性:本研究首次在山羊中鉴定了山羊博卡病毒。发现山羊博卡病毒可能与山羊的腹泻相关,且该毒株在山羊与野生动物Elaphodus cephalophus中具有跨物种传播的潜在可能性。证实山羊博卡病毒已在山羊中广泛流行,为该病毒的流行病学和遗传多样性提供了宝贵的见解。