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2025年, 第24卷, 第12期
刊出日期：2025-12-20 上一期    下一期

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改善肌内脂肪沉积：提高猪肉品质的关键 Qi Han, Xingguo Huang, Jun He, Yiming Zeng, Jie Yin, Yulong Yin 2025, 24(12): 4461-4483.  DOI: 10.1016/j.jia.2024.03.005 摘要 ( )   PDF   肌内脂肪（IMF）是衡量猪肉品质的一个重要经济性状，它可以影响肉的风味、多汁性和嫩度。因此，提高IMF含量已成为近年来动物科学领域研究的热点之一。众所周知，IMF沉积主要由受脂肪生成和脂解的平衡调节。在本文中，我们确实发现大多数IMF相关基因在脂质代谢过程中显著富集，包括脂肪酸转运和摄取、脂肪酸β氧化、脂质合成、脂质储存和脂解。另外还发现PPAR和AMPK信号通路与IMF沉积密切相关。同时遗传和非遗传因素（如饮食、肠道微生物群、年龄、性别、管理）对猪的IMF含量也存在着正向或反向调节。IMF性状是一种由多种基因调控的复杂性状。因此，我们应该选择IMF沉积较高的亲本动物（如中国本土品种），以促进有利遗传性状向后代的传递。另外，合理的营养策略对于促进猪IMF沉积而不损害生长性能至关重要。鉴于肠道微生物群对脂质代谢有很大贡献，但是改善IMF沉积的特定益生菌需要进一步筛选，其潜在机制仍有待充分阐明。近年来，随着高通量测序技术的发展，包括转录组、蛋白质组、表观基因组学、代谢组学和脂肪组学在内的组学以及这些组学技术的整合已成为分析农场动物IMF等农业复杂性状分子机制的极其有效的工具和手段。因此，这些多组学技术可用于育种计划，同时优化饲料配方和实施良好的饲养管理，从遗传和营养角度提高IMF沉积。总之，这篇综述加深了我们对影响猪IMF沉积的遗传因素和非遗传因素的了解，并为适度改善IMF含量提供了有价值的信息。

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P型三角状五肽重复蛋白YGS对水稻叶绿体的发育至关重要 Zhennan Qiu, Dongdong Chen, Peiliang Zhang, Chunmiao Wang, Guihong Liang, Chunyang Jiao, Shuo Han, Cuiping Wen, Xiliang Song, Peiyan Guan, Yan Li, Shiyong Wen, Li Zhu 2025, 24(12): 4484-4495.  DOI: 10.1016/j.jia.2024.02.022 摘要 ( )   PDF   三角状五肽重复序列（Pentatricopeptide repeat，PPR）蛋白在植物细胞器基因表达的转录后调控发挥着至关重要的作用，特别是 RNA 编辑和 RNA 剪接中。尽管对叶绿体的研究由来已久，但大多数 PPR 基因在水稻（Oryza sativa）叶绿体生物发生和发育过程中的作用仍不清楚。在本研究中，我们鉴定了一种新的 P 型 PPR 蛋白 YELLOW-GREEN LEAF AND SEEDLING LETHAL （YGS），它定位于水稻叶绿体中。YGS基因在叶片中高表达。通过使用 CRISPR/Cas9 介导的基因组编辑技术敲除 YGS 基因，获得了 ygs 突变体；这些突变体表现出黄绿色叶片和幼苗致死表型。与野生型相比， ygs 突变体的色素含量较低，叶绿体超微结构异常，这与突变体的表型相符。此外，ygs 突变体中与叶绿体发育和叶绿素生物合成相关的基因的表达水平显著改变。另外，YGS 的功能丧失损害了叶绿体基因组中 rpl2 的 RNA 编辑和 ycf3-1 的内含子剪接。最后，酵母双杂交和双分子荧光互补试验证实YGS与叶绿体信号识别颗粒蛋白 OscpSRP54b 相互作用。这些发现表明 YGS 参与叶绿体中的 RNA 编辑和 RNA 剪接，从而在水稻叶绿体发育中起关键作用。

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全基因组关联和基因共表达分析发掘ZmMYB71调控玉米籽粒淀粉合成 Jienan Han, Ran Li, Ze Zhang, Shiyuan Liu, Qianqian Liu, Zhennan Xu, Zhiqiang Zhou, Xin Lu, Xiaochuan Shangguan, Tingfang Zhou, Jianfeng Weng, Zhuanfang Hao, Degui Zhang, Hongjun Yong, Jingyu Xu, Mingshun Li, Xinhai Li 2025, 24(12): 4496-4514.  DOI: 10.1016/j.jia.2024.03.013 摘要 ( )   PDF   淀粉是籽粒的主要贮藏物质，对玉米（Zea mays L.）的产量和品质至关重要。为满足未来粮食生产需求，了解玉米籽粒淀粉含量（SC）自然变异的遗传基础对于玉米育种意义重大。通过全基因组关联分析（GWAS），基于2年籽粒SC表型值分别发现84个和96个显著关联位点，关联区间包含185个候选基因。其中，ZmMYB71编码MYB转录因子，与淀粉合成基因共表达频数表现最高。本研究表明ZmMYB71是定位于细胞核的转录抑制因子，突变体籽粒SC增加幅度大于2.32%，但直链淀粉含量或百粒重基本不受影响。相较于野生型，zmmyb71突变体Sh1、Sh2和GBSSI表达量分别提高了1.56倍、1.45倍和1.32倍，与RNA测序结果一致。进一步研究表明ZmMYB71可能通过GATATC和TTAGGG基序直接抑制淀粉合成基因的启动子活性。此外，我们发现ZmMYB71优异单体型Hap1在高淀粉BSSS和PB类群占比超过55％，而在低淀粉PA类群中仅为7.14％。比较不同育种阶段Hap1单体型出现频率，在1980~1990年和2000年自交系中分别占28.57％和27.94％，而2010年后显著增加至40.28％。本研究为玉米籽粒淀粉的自然变异提供了宝贵信息，同时我们认为ZmMYB71作为负调控因子有潜力应用于玉米籽粒SC遗传改良。

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全基因组关联分析定位苦荞FtAUR3增强植物的抗盐性 Xiang Lu, Qian Zuo, Md. Nurul Huda, Yaliang Shi, Guangsheng Li, Xiangru Wang, Yawen Xiao, Muhammad Khurshid, Tanzim Jahan, Namraj Dhami, Dhurva Prasad Gauchan, Md. Arfan Ali, Jianping Cheng, Yu Meng, Jingjun Ruan, Meiliang Zhou 2025, 24(12): 4515-4527.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.04.008 摘要 ( )   PDF   荞麦（Fagopyrum tataricum）是一种未充分利用的孤儿作物，具有重要的营养和药用价值，且对逆境有较好的耐受性。然而，这种环保作物对盐胁迫敏感，盐胁迫会导致水分流失、气孔关闭，影响光合作用和代谢，降低荞麦的产量和质量。因此，了解荞麦的盐胁迫耐受机制至关重要。在本研究中，我们通过全基因组关联分析（GWAS）确定了在第2号染色体上包含35个候选基因的位点，这个位点与荞麦的盐耐受性显著相关。转录组分析表明，丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶 Aurora-3（FtAUR3） 家族基因在盐胁迫下上调表达。在 FtAUR3 启动子中单核苷酸的缺失会导致 FtAUR3 表达增加，从而增强荞麦对盐的耐受性。FtAUR3 在荞麦毛状根中的过表达导致了类黄酮的积累，包括芦丁和肉桂酸，并在盐胁迫下诱导了类黄酮生物合成基因 （如PAL、C4H、F3H和F3’H） 的表达。此外，过表达 FtAUR3 的拟南芥相较于野生型拟南芥增强了盐耐受基因 （SOS1、AVP1等） 的表达，增强了植物对盐胁迫的耐受性。同时，在盐胁迫下，FtAUR3 显著提高了 ROS 通路成分的水平，包括超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和过氧化物酶，进而改善植物的盐耐受性。另外，我们证明了 FtAUR3 与 ROS 通路中的关键酶 FtGAPB 相互作用，提出了 FtAUR3 参与 ROS 信号的潜在机制。综合这些结果，证实了 FtAUR3 在荞麦耐盐胁迫中可能发挥重要的积极作用。

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抗裂和易裂箭筈豌豆种质的裂荚特性差异与木质素生物合成有关 Xueming Dong, Jiwei Chen, Qiang Zhou, Dong Luo, Longfa Fang, Wenxian Liu, Zhipeng Liu 2025, 24(12): 4528-4545.  DOI: 10.1016/j.jia.2024.03.032 摘要 ( )   PDF   箭筈豌豆是一种自花授粉的一年生豆科牧草，分布于世界各地。它具有广泛的适应性和高营养价值，常被用作牲畜饲料的重要蛋白质来源。然而，箭筈豌豆的荚果破裂严重限制了其产量。为了阐明箭筈豌豆荚果破裂的机制，我们选择了3个抗裂（SR）种质（B65、B135和B392）和3个易裂（SS）种质（L33、L170和L461）的荚皮进行转录组测序。在盛花期后5、10、15、20和25天的B135和L461箭筈豌豆荚皮中共鉴定到17190个差异表达基因（DEGs）。KEGG分析显示，“苯丙烷生物合成”是最显著富集的通路，并且在B135和L461荚皮中鉴定出40个与木质素生物合成相关的结构基因，并在两者之间差异表达。此外，我们分析了盛花期后15天的3个SR和3个SS箭筈豌豆种质荚皮的DEGs，大部分DEGs的功能与在B135和L461箭筈豌豆不同发育时期中鉴定的富集通路一致。SR种质的总木质素含量显著低于SS种质。本研究为揭示箭筈豌豆裂荚特性与木质素生物合成相关的分子调控机制奠定了基础，并为育种家进一步培育抗裂荚箭筈豌豆提供了可参考的功能基因。

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利用转录组学和代谢组学综合分析外源亚精胺缓解玉米渍涝胁迫的机制 Xiuling Wang, Li Niu, Huaipan Liu, Xucun Jia, Yulong Zhao, Qun Wang, Yali Zhao, Pengfei Dong, Moubiao Zhang, Hongping Li, Panpan An, Zhi Li, Xiaohuan Mu, Yongen Zhang, Chaohai Li 2025, 24(12): 4546-4560.  DOI: 10.1016/j.jia.2024.03.041 摘要 ( )   PDF   渍涝胁迫会影响植物的生发发育，进而降低作物产量。亚精胺(Spd)作为第二信使，在渍涝胁迫下对植物的生长有缓解作用。然而，外源施加Spd缓解渍涝胁迫的分子机制尚不清楚。本研究利用生理学分析和多组学联合分析以揭示施加Spd对渍涝胁迫的影响。施加Spd使参与捕光复合体(LHC)、光合作用和淀粉合成相关途径的基因上调表达，同时抑制了叶绿素降解，因此保持了较高的光合速率，从而增加了淹水胁迫下生物量的积累；海藻糖和Spd生物合成相关基因的上调表达引起海藻糖和内源性Spd的积累；抑制1-氨基环丙烷-1-羧酸氧化酶(ACO)基因的表达有助于减少乙烯排放。这些变化增加了玉米对渍涝的抗性。外源施加Spd后，生长素相关的基因发生上调表达，同时IAA含量增加，有利于玉米细胞伸长，能够使玉米在涝渍胁迫下保持相对正常的生产。在渍涝胁迫下施加外源Spd使大部分参与脂质合成相关的基因发生上调表达，引起脂质的积累，保护了细胞膜的完整性和稳定性。这些改变均有利于抵抗涝渍胁迫。本研究的发现扩宽了我们对外源施用Spd缓解渍涝损害机制的理解，并为培育耐涝玉米品种提供证据。

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氮钾肥配施对糯玉米养分积累、转运和产量的影响 Guanghao Li, Qijian Zhang, Weiping Lu, Dalei Lu 2025, 24(12): 4561-4572.  DOI: 10.1016/j.jia.2024.04.010 摘要 ( )   PDF   近年来，玉米生产中重氮肥而轻钾肥的不均衡施肥现象导致土壤肥力逐年下降。均衡施肥是减少肥料施用量而且能提高玉米产量和效率的一种有效栽培措施。本试验设置2个氮肥水平：N12(180 kg N ha−1)、N15(225 kg N ha−1)，4个钾肥处理K0(不施钾)、K5(75 kg K2O ha−1)、K10(150 kg K2O ha−1)、K5+5(播种时基施75 kg K2O ha−1、拔节期追施75 kg K2O ha−1)，研究氮钾肥配施对糯玉米干物质和养分积累与转运特性的影响。结果表明：相同氮肥水平下，籽粒产量随钾肥施用量增加而增加，与K0比较，籽粒产量平均增加1254.8 kg ha−1(2020)和727.3 kg ha−1(2021)。氮肥和钾肥用量相同时，K5+5处理通过提高粒重提高籽粒产量。K5+5处理下，N12处理的干物质和养分积累量与N15无显著差异。与K10处理相比，K5+5不仅提高了平均干物质转运量，而且提高了氮、磷、钾的转运量。此外，K5+5处理下平均干物质、氮、磷和钾的转运率分别提高3.3%、4.6%、10.6%和4.2%。追施钾肥处理提高了干物质、氮、磷和钾转运对籽粒的贡献率，促进了籽粒中营养物质的积累，进而提高了收获指数。从产量和肥料利用效率的角度考虑，我们建议南方春播糯玉米生产中优化钾肥施用方式(分别基施和追施75 kg K2O ha−1)、适当减少氮肥施用量(从225 减少到180 kg N ha−1)，以实现高产高效。

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优化播期增加太阳辐射缓解玉米倒伏和产量变异 Xinglong Wang, Fan Liu, Nan Zhao, Xia Du, Pijiang Yin, Tongliang Li, Tianqiong Lan, Dongju Feng, Fanlei Kong, Jichao Yuan 2025, 24(12): 4573-4587.  DOI: 10.1016/j.jia.2024.03.078 摘要 ( )   PDF   优化播期（SDs）是调整玉米生产以适应气候变化和提高产量的潜在策略。然而，目前关于倒伏、产量与气候因子变化相关的研究鲜见报道。因此，本研究旨在探讨不同播期下玉米生长季重要气候变量的变化规律和分布，及其对产量和倒伏的影响，以及玉米生长期影响倒伏的关键气候因素。本研究通过为期5年（2015年、2016年、2019年、2020年、2021年）的大田试验，评估不同播期条件下气候因子对四川盆地产量和倒伏的影响。结果表明，延迟播期倒伏率对玉米产量变异系数（3.31~10.50%）有显著影响。倒伏率每增加1%，产量降低58.05 kg hm-1。拖迟播期降低了苗期至吐丝期的太阳辐射（Sr），太阳辐射变化解释了34.7%的倒伏率变异。历史气象资料分析表明，1990-2021年太阳辐射年际变化幅度为-8.7763 MJ m-2 yr-1，其中5月下旬至7月上旬的降低幅度尤为明显。VPA分析表明，出苗期到生理成熟期和苗期至吐丝期的气候变量对不同SDs下产量的贡献率分别为43.9%和53.2%，对倒伏率的贡献率分别为56.0和45.4%。RF分析表明，SDs的变化主要影响基部节间形态的建成从而增加倒伏率的发生，并解释了69.79%的倒伏变异。本研究阐明获得高产和稳产的最佳播种日期为3月下旬至4月中旬，这归因于苗期至吐丝期较高的太阳辐射。综上所述，研究结果不仅为了解气候变化对玉米茎秆倒伏的影响提供重要见解，还为调整播期缓解玉米倒伏提供栽培理论依据。

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基于转录-代谢和组织解剖的不同干旱处理下谷子光合差异因子解析 Jing Wang, Zexin Sun, Lei Tian, Wei Sun, Xinning Wang, Zhihao Wang, Zhiying Wang, Zhao Li, Wei Liu, Qianchi Ma, Chuanyou Ren, Xinning Gao, Yue Li, Liwei Wang, Xiaoguang Wang, Chunji Jiang, Chao Zhong, Xinhua Zhao, Haiqiu Yu 2025, 24(12): 4588-4612.  DOI: 10.1016/j.jia.2024.04.001 摘要 ( )   PDF   极端气候变化引起的干旱越来越严重且不可预测性增强，干旱会对谷子叶片光合作用产生潜在的影响。为深入探究不同干旱强度对谷子光合作用的损伤差异，本文在拔节期（Y）和孕穗期分别进行了轻度干旱（LD）和重度干旱（HD）处理，并从形态特征、解剖结构、生理特性、转录组和代谢组水平进行综合分析。干旱胁迫下，两个生育时期的谷子叶片长度和面积均减少，但孕穗期HD处理显著下降。孕穗期LD和HD处理，叶肉细胞和大维管束面积显著减少，维管束和花环解剖结构逐渐模糊。拔节期Y-LD和Y-HD处理，叶肉细胞数量和维管束面积均下降，但无显著性差异。孕穗期不同干旱胁迫处理，叶片净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、细胞间CO2浓度和光系统II（PS II）的电子转移效率显著降低，表明孕穗期干旱胁迫对叶片光合功能损伤严重。利用转录组和代谢组联合分析探索孕穗期不同干旱胁迫下光合作用变化的分子机制。结果表明， LD处理，转录组和代谢组中无共同差异富集通路，但HD处理，转录组和代谢组中共有32条通路富集；其中，精氨酸、脯氨酸代谢、酪氨酸代谢、泛醌和其他萜类醌生物合成途径在转录组和代谢组中差异富集。干旱胁迫， Homogentisate、Salidroside、Homoprotocatechuate、L-DOPA、Tyramine和L-Tyrosine积累量增加。虽然LD处理下调控PSII和卡尔文循环基因的表达量略有上调，但在HD处理下均下调。LD和HD处理，Ribose-5P、Glycerate-3P、D-Fructosel 1,6P2和D-Fructose-6P代谢物均下降，特别是D-Fructose-6P降幅较大，表明干旱胁迫对光合作用中的卡尔文循环影响较大。因此，无论干旱程度强弱，谷子叶片不仅在形态特征和组织解剖水平上发生变化，并且ATP合酶受损和光合CO2同化受到抑制，最终导致其光合功能受损。

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EARLY BUD BREAK 和SHORT VEGETATIVE PHASE 4 基因整合ABA植物激素信号转导通路调控葡萄芽休眠 Yang Dong, Muhammad Khalil-Ur-Rehman, Yi Zhang, Liyuan Huang, Haoran Li, Lina Yang, Huan Zheng, Jianmin Tao 2025, 24(12): 4613-4629.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.05.003 摘要 ( )   PDF   芽休眠是多年生果树的重要适应性特征，使其能够抵御不利的生长环境。该适应策略在植物的生存和繁殖过程中起着重要作用，但其分子机制尚不清楚。本研究鉴定并分析了葡萄中两个转录因子，EARLY BUD BREAK（VvEBB）和SHORT VEGETATIVE PHASE 4（VvSVP4）。研究结果表明，在杨树中过表达VvSVP4后，其作为萌芽负调控因子发挥作用，而VvEBB则作为正调控因子在芽萌发过程中发挥作用。转录组分析显示，与对照植株相比，植物激素信号通路，特别是涉及脱落酸（ABA）、吲哚乙酸（IAA）和细胞分裂素（CK）的信号通路，在VvSVP4（VvSVP4oe）和VvEBB（VvEBBoe）过表达植株中显著富集。此外，ABA、IAA和CK的内源激素水平变化与转录组数据呈正相关。在内休眠阶段，VvSVP4直接促进ABA受体基因VvPYL9的表达，从而维持芽的休眠状态。相反，在生态休眠阶段，VvEBB基因迅速上调表达，并负向调控与蔗糖非发酵-1-相关蛋白激酶亚家族2基因（VvSAPK2）的表达，促进芽休眠的解除。综上所述，本研究全面阐释了VvSVP4 和 VvEBB 基因在休眠和芽萌发中的作用，整合了细胞周期调控和多种激素信号通路的见解。

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PpMYB114促进梨花青苷的合成部分依赖于PpMYB10 Jiage Li, Rongling Qin, Yongchen Fang, Yuhao Gao, Yang Jiao, Jia Wei, Songling Bai, Junbei Ni, Yuanwen Teng 2025, 24(12): 4630-4642.  DOI: 10.1016/j.jia.2024.12.036 摘要 ( )   PDF   红（皮）梨的形成主要源于果皮中花青苷的积累，PpMYB10和PpMYB114是正调控梨果皮花青苷合成的关键R2R3-MYB转录因子。我们前期研究发现乙烯通过抑制PpMYB10和PpMYB114的表达抑制红梨花青苷合成，且PpERF9-PpTPL1共抑制复合体介导乙烯通过组蛋白去乙酰化作用抑制PpMYB114的表达，但PpMYB10的表达不受该复合体直接调控。因此，乙烯抑制PpMYB10表达的分子机制尚未阐明。本研究发现响应乙烯信号的条件下，PpMYB114和PpMYB10 的表达模式高度相关。进一步研究表明PpMYB114通过直接结合PpMYB10 启动子区域上的MBS（MYB结合位点）元件促进其表达。在成熟梨果实中瞬时过表达PpMYB114显著促进了PpMYB10的表达，瞬时沉默PpMYB114则显著抑制了PpMYB10的表达。进一步，我们发现‘茄梨’愈伤组织中过表达PpMYB114显著诱导了PpMYB10的表达和花青苷合成，而在PpMYB114-OX愈伤组织中瞬时沉默PpMYB10则显著减弱了PpMYB114促进花青苷生物合成的作用，表明PpMYB114诱导梨花青苷合成至少部分依赖于转录激活PpMYB10。综上所述，以上结果表明乙烯可能通过抑制PpMYB114的表达进而抑制PpMYB10的表达。我们的研究结果为乙烯抑制PpMYB10表达的潜在机制提供了新的见解，并揭示了参与花青苷生物合成的R2R3-MYB转录因子之间的调控关系。

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柑橘PR4A参与柑橘对溃疡病的防御反应 Chenxing Hao, Jian Han, Peihan Yan, Jia Ouyang, Ling Sheng, Guiyou Long, Ziniu Deng, Yunlin Cao, Xianfeng Ma 2025, 24(12): 4643-4655.  DOI: 10.1016/j.jia.2024.11.011 摘要 ( )   PDF   柑橘溃疡病是由黄单胞菌属柑橘致病亚种Xanthomonas citri subsp. citri（Xcc）引起的一种毁灭性病害，几乎会感染所有柑橘栽培品种。值得注意的是，我们前期研究鉴定到枸橼C-05（Citrus medica L.）对Xcc的侵染表现出稳定的抗病性，然而其抗病机理仍不明晰。本研究中，我们在甜橙基因组的第8号染色体上发现了一个病程相关蛋白Pathogenesis-related 4-likes（PR4s）基因簇，由5个PR4s基因组成。其中，PR4A在枸橼C-05叶片中响应Xcc侵染后上调表达最高，且不同抗病种质的叶片中PR4A的表达量均高于感病种质，表明PR4A的表达可能与柑橘对溃疡病的抗性有关。双分子荧光互补及Split-Luc试验表明，CmPR4A的正调控因子CmWRKY75与Xcc的主要致病效应子pthA4具有相互作用，且pthA4正调控CmPR4A的表达，进一步证明了CmPR4A的上调表达与Xcc侵染的关联性。GUS染色结果显示，PCmPR4A-P-516是受Xcc诱导PR4A表达的主要启动子区段。与此同时，瞬时过表达CmPR4A提高了甜橙对Xcc的抗性，而且OE-CmPR4A拟南芥转基因系也表现出对Pseudomonas syringae pv. tomato DC3000更强的抗性。此外，以CmPR4A为诱饵，通过酵母双杂交文库鉴定到CmSMU2与CmPR4A具有相互作用，并通过BiFC及Split-Luc验证了它们之间的相互作用。甜橙中瞬时过表达CmSMU2增加了其对Xcc的抗性，值得一提的是，与CmSMU2或CmPR4A单独过表达相比，二者共表达会增强枸橼C-05叶片中活性氧积累，这些结果表明它们可能会协同增强柑橘对Xcc的抗性。本文为解析枸橼C-05对溃疡病的抗病机制奠定了理论基础，为柑橘抗病育种提供了重要的基因资源。

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IIe组WRKY转录因子PlWRKY29调控芍药木质素生物合成的作用研究 Yanqing Wu, Zhanyu Dong, Yuehan Yin, Jun Tao, Daqiu Zhao, Yuhan Tang 2025, 24(12): 4656-4669.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.09.018 摘要 ( )   PDF   茎秆强度是关键的农艺性状之一，对增强植株抗倒伏能力、减少弯曲变形，进而提高产量与品质具有重要作用。尽管已有研究报道多个转录因子参与植物茎秆强度的调控，但其形成的分子机制尚未完全阐明，尤其在观赏植物中研究仍较为有限。本研究在芍药中鉴定出一个IIe类WRKY转录因子PlWRKY29。在烟草中异源过表达PlWRKY29能够显著增强茎秆机械强度，并促进木质部发育、细胞壁增厚以及木质素积累；而在芍药中沉默该基因则导致相反表型。进一步机制研究表明，PlWRKY29直接结合木质素聚合基因PlLAC15的启动子区域。这些结果表明PlWRKY29正向调控植株木质素生物合成和茎秆强度，为理解植物木质素生物合成调控机制提供了新见解。

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蛋白质二硫键异构酶MoPdi1调控稻瘟病菌的发育、毒力及内质网稳态 Yu Wang, Xiaoru Kang, Xinyue Cui, Jinmei Hu, Yuemin Pan, Yizhen Deng, Shulin Zhang 2025, 24(12): 4670-4689.  DOI: 10.1016/j.jia.2024.03.054 摘要 ( )   PDF   由稻瘟病菌侵染水稻引起的稻瘟病严重威胁水稻安全生产。在稻瘟病菌侵染寄主的过程中，病原菌通过分泌效应蛋白以克服寄主免疫反应。在效应蛋白分泌至寄主细胞之前，效应蛋白需在内质网中合成、修饰以及成熟。由蛋白质二硫键异构酶Pdi1催化形成的二硫键在蛋白质折叠和成熟过程中发挥重要作用。然而，其在稻瘟病菌中的功能尚不清楚。鉴于此，本研究在稻瘟病菌中鉴定到一个内质网定位蛋白MoPdi1，生物信息学分析显示，其含有a, b, b’, a’和c结构域，并且在a和a’结构域中具有CGHC保守基序。为了明确MoPDI1在稻瘟病菌中的生物学功能，本研究采用同源重组策略对该基因进行敲除，获得敲除突变体∆Mopdi1。表型分析结果表明，MoPDI1参与调控稻瘟病菌产孢、细胞壁完整性、寄主活性氧清除和致病力。同时，本研究获得了CGHC保守基序的突变体，研究结果显示，该保守基序突变导致稻瘟病菌产孢和致病力显著下降。此外，我们发现， MoPdi1影响稻瘟病菌对内质网胁迫因子的敏感性，并且正向调控内质网自噬，表明MoPdi1参与维持稻瘟病菌内质网稳态。在此基础上，本研究通过蛋白互作技术证实了在稻瘟病菌中MoPdi1与MoHut1互作，并且MoPDI1缺失导致MoHut1不能够形成二聚体。我们也提供证据表明，当MoPDI1或MoHUT1缺失后，稻瘟病菌胞质效应子AVR-Pia的分泌异常。进一步通过基因缺失和表型分析显示， MoHUT1影响稻瘟病菌的营养生长、产孢和致病力。综上所述，本研究揭示了MoPdi1通过调控内质网稳态、底物二硫键形成以及胞质效应蛋白的分泌从而影响稻瘟病菌的发育和致病力，同时可为环境友好型杀菌剂的研发提供新的参考靶点。

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一种快速检测和定量小麦叶片中潜伏侵染白粉病菌的方法 Aolin Wang, Ru Jiang, Meihui Zhang, Hudie Shao, Fei Xu, Kouhan Liu, Haifeng Gao, Jieru Fan, Wei Liu, Xiaoping Hu, Yilin Zhou, Xiangming Xu 2025, 24(12): 4690-4702.  DOI: 10.1016/j.jia.2024.06.004 摘要 ( )   PDF   由禾布氏白粉菌小麦专化型（Blumeria graminis f. sp. tritici）引起的小麦白粉病在世界范围内广泛发生，对小麦安全生产构成严重威胁。明确小麦白粉病菌的秋苗菌源量对于预测和评估其春季病害流行风险具有重要意义。然而，在晚秋或冬季进行秋苗调查时，如遇温度较低情况，小麦白粉病菌常以潜伏侵染的形式寄生在叶片组织内，而不显示肉眼可见的症状。本研究开发了一种快速检测和定量小麦叶片中潜伏侵染白粉病菌的新方法。该方法基于重组酶聚合酶扩增反应（RPA）并通过侧向流试纸条（LFD）进行终点检测。小麦白粉病菌DNA的检出下限为100 ag μL-1，且不受其他常见小麦病原真菌或其寄主小麦（Triticum aestivum）DNA的干扰。在小麦幼苗上对该法检测小麦白粉病菌潜伏侵染进行了试验验证，结果显示其准确性高、灵敏性强。在此基础上，将RPA-LFD检测技术与图像分析技术相结合，开发了用于定量估计小麦白粉病菌潜伏侵染量的分析方法。试验结果显示，该分析方法和实时荧光定量PCR技术估计的小麦白粉病菌DNA量之间存在极显著的相关性（P ≤ 0.01），说明所建立的新方法能够快速准确地定量测定小麦叶片中潜伏侵染小麦白粉病菌的含量，并有望进一步发展成为能够直接用于田间现场监测小麦白粉病菌潜伏侵染水平的工具。本研究建立的方法还可为小麦其他叶部病原真菌（如小麦锈菌）潜伏侵染的检测和定量提供借鉴，并有潜力结合空气中的病原菌孢子捕捉技术提供孢子浓度的定量信息。

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反应调节蛋白GlrR和ArcA在嗜线虫致病杆菌CB6菌株中调控xenocoumacins生物合成的研究 Xiaohui Li, Xiaobing Zheng, Yijie Dong, Youcai Qin, Fenglian Jia, Baoming Yuan, Jiaqi Duan, Beibei Li, Guangyue Li 2025, 24(12): 4703-4714.  DOI: 10.1016/j.jia.2024.02.014 摘要 ( )   PDF   Xencoumacins（Xcns）是嗜线虫致病杆菌产生的主要抗菌活性天然产物，在植物病害防治领域具有广阔的应用前景。目前，关于Xcns生物合成的调控研究取得了一些进展，双组分调控系统EnvZ/OmpR和CpxA/CpxR中的反应调节蛋白OmpR和CpxR被报道参与调控Xcns的生物合成，但是对Xcns生物合成的调控机制仍缺乏系统深入的认知。在本研究中，我们首先利用生物信息学方法从嗜线虫致病杆菌CB6菌株的基因组中识别了21个双组分调控系统，通过基因敲除和回补实验表明反应调节蛋白GlrR和ArcA参与调控Xcns的生物合成。RT-qPCR和融合报告基因技术研究表明GlrR和ArcA通过正向调控Xcns生物合成基因簇相关基因的表达来调控Xcns的生物合成，进一步通过生物信息学分析、凝胶阻滞实验（EMSA）和DNase I足迹实验解析了GlrR和ArcA的具体调控机制，实验结果表明GlrR间接调控Xcns的生物合成，ArcA通过直接结合在xcnA和xcnB基因的启动子区域来调控Xcns的生物合成。ArcA在xcnA基因启动子区域的具体结合位点为5′-TCTGATGTTAATGTTTTGTCG-3′，ArcA在xcnB基因启动子区域的具体结合位点为5′-TTTATTAAAAATGAATTGTTACG-3′。此外，研究了基因glrR和arcA的缺失对细胞的形态和生长的影响。扫描电镜结果表明GlrR不影响细胞的形态，但arcA的缺失导致细胞长度明显变长，CB6菌株、ΔglrR和ΔarcA的细胞长度分别为3.23 μm、3.53 μm和7.98 μm。基因glrR和arcA的缺失导致菌株的生长受到了抑制，CB6菌株、ΔglrR和ΔarcA在96 h的OD600光密度值分别为17.03、12.23和11.94，表明GlrR和ArcA影响细胞的生长。本研究首次揭示了反应调节蛋白GlrR和ArcA参与调控嗜线虫致病杆菌Xcns的生物合成，并解析了其调控机制，为构建Xcns高产菌株提供理论指导。

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甜菜夜蛾胱天蛋白酶-5可变剪切参与调控苜蓿丫纹夜蛾核多角体病毒侵染诱导的宿主细胞凋亡 Qianlong Yu, Xinyu Wu, Minghui Wang, Jie Li, Guiling Zheng, Changyou Li 2025, 24(12): 4715-4731.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.03.001 摘要 ( )   PDF   胱天蛋白酶（Caspase）是调控细胞凋亡的关键基因，其能够通过可变剪切形成不同的可变剪切体，进而调控细胞凋亡过程。鳞翅目昆虫Caspase也有可变剪切现象，然而它们形成的剪切体的功能尚不清楚。我们通过克隆甜菜夜蛾胱天蛋白酶-5（SeCaspase-5）基因，获得了四种具有不同基因序列和蛋白功能结构域的剪切体，分别命名为SeCaspase-5a、SeCaspase-5b、SeCaspase-5c和SeCaspase-5d。这些剪切体分别在甜菜夜蛾Se-3细胞中过表达表明，SeCaspase-5a具有促凋亡功能，而SeCaspase-5b、SeCaspase-5c和SeCaspase-5d则没有。半定量PCR分析显示，SeCaspase-5的不同剪切体在苜蓿丫纹夜蛾核多角体病毒（Autographa californica multiple nucleopolyhedrovirus, AcMNPV）感染期间的表达存在显著差异。进一步将SeCaspase-5的不同剪切体构建到AcMNPV 的基因组bacmid中并转染Se-3细胞，发现SeCaspase-5a促进了细胞凋亡并导致病毒的产量下降，而SeCaspase-5b、SeCaspase-5c和SeCaspase-5d没有促进细胞凋亡，反而增加了病毒的产量。此外，SeCaspase-5的不同剪切体之间的互作分析表明，SeCaspase-5a能够与其自身及SeCaspase-5b、SeCaspase-5c和SeCaspase-5d发生直接的蛋白互作。而且，将这些剪切体在Se-3细胞中共表达，表明SeCaspase-5b、SeCaspase-5c和SeCaspase-5d在一定程度上抑制了SeCaspase-5a的促凋亡功能，相比SeCaspase-5a单独表达导致凋亡细胞的百分比降低了约20%。这些结果表明，SeCaspase-5具有可变剪切现象，并且参与调控杆状病毒侵染诱导的细胞凋亡。这些发现加深了对鳞翅目昆虫胱天蛋白酶功能的理解，并为研究杆状病毒诱导宿主细胞凋亡的机制提供了新的见解。

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一种表皮碳氢类信息素对大灰优蚜蝇交配行为的调控作用 Wenbiao Liu, Chenxi Cai, Jinan Wu, Bing Wang 2025, 24(12): 4732-4743.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.04.013 摘要 ( )   PDF   交配行为作为昆虫繁衍的重要环节，有助于后代种群的延续。表皮碳氢化合物（Cuticular Hydrocarbons, CHCs）是调控昆虫交配行为的一类重要化学信号分子。然而，目前对天敌昆虫大灰优蚜蝇（Eupeodes corollae）的交配行为及其CHCs的化学通讯机制仍缺乏系统研究。本研究通过行为试验系统解析大灰优蚜蝇的交配动态，利用气相色谱-质谱联用技术（GC-MS）鉴定大灰优蚜蝇雌、雄虫CHCs组成，并采用气相色谱-触角电位联用技术（GC-EAD）和触角电位技术（EAG）筛选触角活性组分，进一步通过行为试验测定活性组分对其行为选择及交配的调控作用。结果表明，大灰优蚜蝇交配过程划分为五个行为阶段：定向、靠近、振翅、爬背和求偶。其中，5日龄个体展现出最高的求偶率和交配成功率，同时雄虫求偶前所用搜寻时间最短，求偶持续时间稳定。表皮化合物分析显示，雌、雄个体CHCs呈现单态性化学特征，其中顺-9-二十三烯和正二十三烷均能显著引起雌、雄虫触角电生理反应。行为试验表明，顺-9-二十三烯对大灰优蚜蝇雌、雄个体均有显著吸引作用，并能有效调控雄虫求偶行为。以上研究不仅为深入解析食蚜蝇化学通讯机制提供了新视角，更为开发基于信息素的行为调控技术提供了科学依据，对实现害虫防控具有重要应用价值。

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MiR-21-5p改善白消安诱导的睾丸功能障碍并维持精子发生 Mengfei Zhang, Shicheng Wan, Wenbo Chen, Donghui Yang, Congliang Wang, Balun Li, Aierken Aili, Xiaomin Du, Yunxiang Li, Wenping Wu, Yuqi Wang, Fangde Xie, Xuan Luo, Na Li, Xueling Li, Lei Yang, Ahmed Hamed Arisha, Jinlian Hua 2025, 24(12): 4744-4759.  DOI: 10.1016/j.jia.2024.02.004 摘要 ( )   PDF   近年来，精子质量下降、男性不育和繁殖障碍已成为国际关注的问题，发病率高达15%。精原干细胞（SSCs）位于雄性动物睾丸曲精管的基膜中，是维持精子发生、产生精子并将遗传信息从父母传递给后代的祖细胞。SSCs在动物遗传学、家畜育种和繁殖、治疗生殖损伤和不孕不育方面至关重要。因此，研究精原干细胞的调控机制对寻找治疗雄性不育的靶点和家畜育种均具有重要意义。然而，目前缺乏关于某些miRNA是否在SSC的自我更新、分化和凋亡过程中调节其表达的相关信息，也尚不清楚山羊的SSCs中保守表达的重要miRNA的功能。为了探索参与SSCs自我更新调控的miRNA、研究miRNA的靶基因和miRNAs在疾病治疗中的作用，我们进行了本研究，并得到以下发现： （1）两步酶消化法分离了三月龄关中奶山羊的睾丸原代细胞，随后通过MACS纯化了CD49f阳性和CD49f阴性的睾丸细胞，并使用Illumina高通量测序技术对miRNA的表达进行了深入分析。发现在已鉴定的新的和已知的miRNA中，933个miRNA在CD49f阳性细胞中上调，916个miRNAs在CD49f阴性细胞中上调。富集的miRNA和被认为属于精原细胞的基因在奶山羊的CD49f阳性睾丸细胞中高度表达，包括miR-221、miR-23a、miR-29b、miR-24、miR-29a、miR-199b、miR-199a、miR-27a、miR-21等。 （2）白消安诱导的小鼠生殖损伤模型显示出miR-21-5p对于生殖损伤具有很好的治疗效果。多物种的序列比对，证实miR-21-5p在山羊和小鼠的SSCs中都高度富集。EdU染色、CCK8检测和流式细胞术显示miR-21-5p可以增强SSCs的增殖和抗凋亡能力。因此miR-21-5p可以作为SSCs多物种保守的一个标志性miRNA。 （3）RNA-seq和双荧光素酶分析表明，miR-21-5p抑制SPRY1活性，参与MAPK/ERK、PI3K-AKT等信号通路，增加Cyclin E表达，抑制P21表达，促进细胞周期，加速SSCs的细胞增殖。另一方面，miR-21-5p靶向并抑制FASLG的表达，以降低RHOB和P53的表达水平，从而增加BCL2的表达，降低活化型Caspase3/9的表达，抑制细胞凋亡，并降低SSC对白消安的敏感性。  总之，miR-21-5p在SSC的自我更新、增殖和治疗生殖损伤有着重要作用，这一发现扩展了miRNA调节精原干细胞的机制，为治疗生殖损伤、不孕不育、少精症、其他繁殖障碍疾病和生物育种提供了新的方法。

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猪链球菌2型DnaK通过降低RAW264.7巨噬细胞内吞受体LRP1蛋白水平参与抗吞噬 Qing Wang, Guangbin Bao, Shinuo Fan, Xiaomeng Pei , Hongjie Fan 2025, 24(12): 4760-4775.  DOI: 10.1016/j.jia.2024.07.009 摘要 ( )   PDF   猪链球菌血清型2（Streptococcus suis serotype 2, SS2）是一种重要的人畜共患病病原，可引起猪败血症和人链球菌中毒性休克样综合征（STSLS）等急性感染，这表明SS2可逃避先天免疫。巨噬细胞能够直接吞噬和杀死病原体，在先天免疫系统中发挥重要的功能。前期，本实验室从SS2转座子突变文库中筛选到一株抗吞噬能力减弱的dnaK突变株，但dnaK参与抗吞噬的具体机制尚不清楚。本研究旨在明确DnaK在SS2抗吞噬中的作用，从而拓展对DnaK功能的认知，并有助于阐明SS2的抗吞噬机制。在本研究中，通过构建dnaK基因缺失株和互补株，我们进一步证明了DnaK是SS2抗巨噬细胞吞噬和在恶劣环境下存活所必需的。小鼠攻毒实验表明，DnaK促进了菌血症和SS2的全身系统性传播，增强了SS2的致病性。Western blot、免疫荧光实验和透射电镜观察结果显示，DnaK可由SS2分泌，并能进入RAW264.7巨噬细胞中。然后，通过RNA测序技术（RNA- seq）鉴定了DnaK调控的内吞受体LRP1。我们发现，DnaK降低了LRP1的mRNA和蛋白水平。敲低LRP1 β链（LRP1β）可显著降低巨噬细胞RAW264.7对SS2菌株ZY05719的吞噬率，提示LRP1是SS2的吞噬受体。此外，抑制剂处理实验显示，DnaK通过转录因子PPARγ和泛素-蛋白酶体系统两种途径降低LRP1蛋白水平。由于DnaK蛋白序列在链球菌中高度保守，我们推测在其他链球菌中可能存在类似的抗吞噬机制。综上所述，DnaK通过降低巨噬细胞中LRP1蛋白水平参与了SS2的抗吞噬。本研究为SS2的抗吞噬机制提供了新的见解，有助于进一步阐明SS2的致病机制。

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农田相关术语的学科与区域差异分析研究 Gehui Jin, Yanbing Wei, Qiangyi Yu, Wenbin Wu 2025, 24(12): 4776-4786.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.04.020 摘要 ( )   PDF   农田通常被定义为适宜或实际用于种植作物的土地，其应用术语种类多样，包括“farmland”“arable land”“cultivated land”等。然而，科学文献中常忽视这些术语的细微差异。术语使用的不一致易引发研究结论与政策讨论的歧义，阻碍了耕地领域的研究对比与数据应用。本研究通过对5214篇科学论文进行文献综述，结合独立性检验、聚类分析与相关性方法，系统性地揭示了六类农田相关术语的应用差异。结果表明：（1）耕地术语在学科偏好上具有显著差别。生物多样性与保护领域倾向使用“farmland”以强调人类活动影响，地质学与计算机科学则偏好“cropland”；地理学研究为明确地理边界多采用“cultivated land”，而工程类文献更关注“arable land”；（2）耕地术语应用具有突出的区域差异。中国学者与“cultivated land”呈现强关联性，美国研究则多使用“agricultural land”。这种区域差异同时受到农业机械化水平、殖民历史及移民模式等多因素驱动。本研究首次系统解析了农田术语的学科与区域异质性，提出术语标准化对促进跨学科数据融合、提升全球农业环境政策协调性的重要意义。

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氮吸收和碳氮协同转运提高dep1近等基因系水稻产量和氮利用效率 Guohui Li, Yan Zhang, Jiwei Xu, Changjin Zhu, Qiuqian Hu, Ke Xu 2025, 24(12): 4787-4809.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.02.050 摘要 ( )   PDF   提高水稻产量和氮利用效率是协调粮食生产和环境健康的关键挑战，然而水稻高产与氮高效协同的生理机制尚不明确。本研究以两个近等基因系水稻（DEP1和dep1）为材料，在三个氮水平（0、120和270 kg ha-1）下进行了为期两年的田间试验，探究其碳氮转运的农艺和生理特征。结果表明，dep1相较于DEP1具有更高的产量、结实率、氮吸收和氮利用效率。灌浆期dep1茎中非结构性碳水化合物（NSCs）和氮向籽粒的转运显著高于DEP1，并且茎中NSCs转运与产量显著正相关，氮转运与氮利用效率也显著正相关。进一步分析发现，dep1的关键碳代谢酶活性（包括茎中α-淀粉酶、β-淀粉酶和蔗糖磷酸合成酶，以及籽粒中蔗糖合成酶、ADP-葡萄糖焦磷酸化酶和淀粉合成酶）显著高于DEP1，且其茎中蔗糖转运相关基因（OsSUT1和OsSWEET13）表达显著上调，这些特征促进了茎中NSCs的高效转运。同时，dep1茎中OsNPF2.4的高表达显著增强了氮的转运。对根系分析表明，dep1具有更优的根系形态特征（根干重、根表面积、根长和体积）和结构特征（中柱直径、皮层厚度和导管截面积），这解释了其较高的氮吸收能力，而且籽粒中OsNADH-GOGAT1和OsGS1.3的高表达促进了铵的同化，进一步增强了dep1的氮吸收效率。增加施氮量减少了碳的转运，但通过调节氮代谢酶活性和基因表达提高了氮的转运。总之，本研究结果强调了氮吸收以及茎中碳氮转运是dep1近等基因系水稻实现产量和氮利用效率协同提高的关键生理特征。

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通过CRISPR/Cas9编辑OsFAD2-1高效培育高油酸水稻品种 Yingying Wu, Zhihui Chen, Chan Wang, Yang Xu, Xia Li, Jianping Zhu, Xiaoli Tan, Jie Yang 2025, 24(12): 4810-4814.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.04.037 摘要 ( )   PDF   随着人们对大米营养品质关注度的提升，米糠油作为稻米副产品的高附加值开发方向日益受到重视。水稻种子中油酸含量偏低，限制了米糠油的营养价值和氧化稳定性。已有研究证实脂肪酸去饱和酶基因OsFAD2在油酸代谢中发挥关键作用，但目前在水稻中对其育种利用仍较少，尤其对其农艺性状影响研究有限。本研究以主栽粳稻品种苏垦118为材料，应用CRISPR/Cas9技术敲除OsFAD2-1基因，构建高油酸突变体。通过脂肪酸组分检测发现，突变体中油酸含量显著升高，亚油酸含量下降，脂肪酸组成得到优化。同时，对T₂代材料进行农艺性状与RVA指标分析，结果显示突变体主要农艺性状保持稳定，部分指标表现优于对照。本研究明确了OsFAD2-1对水稻籽粒脂质组成的调控作用，为功能型稻米的分子育种提供了新思路，也为米糠油品质提升及水稻副产物的高值化利用奠定了基础。

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猪胸膜肺炎放线杆菌实时荧光和试纸条重组酶介导的等温扩增快速检测方法的建立 Haoran Kang, Deyu Li, Cheng Song, Yongning Zhang, Lei Zhou, Xinna Ge, Jun Han, Xin Guo, Hanchun Yang 2025, 24(12): 4815-4820.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.05.023 摘要 ( )   PDF   猪传染性胸膜肺炎（PCP）是由猪胸膜肺炎放线杆菌（A. pleuropneumoniae）引起的猪的高度传染性、接触性呼吸道疾病，严重制约着我国生猪产业持续健康的发展。早期的快速诊断和实时监测对于该病的防控至关重要。目前常用的诊断方法存在操作复杂、耗时长、对仪器设备要求较高等问题，难以满足临床上早期、快速诊断以及临床基层和现场检测的实际需求。本研究旨在建立快速、便捷、结果可视化的A. pleuropneumoniae重组酶介导的等温扩增（RAA）快速检测方法，以期为该病的防控提供技术手段。通过比对分析GenBank中1~18血清型A. pleuropneumoniae apxIVA基因序列设计了exo探针和nfo探针并系统性筛选了RAA引物对，分别建立了A. pleuropneumoniae实时荧光和试纸条（LFD）RAA快速检测方法。实时荧光RAA方法不仅可以通过荧光定量PCR仪进行检测（real-time RAA）还可以借助便捷式蓝光成像仪对结果进行肉眼可视化判定（visual RAA）。该方法在42°C等温条件下30 min内即可完成扩增，反应快速、简单；该方法能够检测到所有血清型A. pleuropneumoniae，与其他常见的临床致病菌没有交叉反应，特异性好；real-time RAA和RAA-LFD方法的检测敏感性为17.9 copies/µL（95%置信区间），visual RAA方法的检测敏感性为203.5 copies/µL（95%置信区间），敏感性强；通过对85份临床样品进行检测，real-time RAA方法与qPCR方法的检测符合率为97.6%，RAA-LFD和visual RAA方法与qPCR方法的检测符合率为100%，临床检测性能好。本研究建立了A. pleuropneumoniae RAA快速检测方法，能够借助便捷式蓝光成像仪和LFD实现结果的可视化，特异性好、敏感性强、临床检测性能好，可作为临床基层和现场快速检测A. pleuropneumoniae可靠的诊断工具。