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2026年, 第25卷, 第8期
刊出日期：2026-08-20 上一期   

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深入理解生长素响应因子以改良禾谷类作物 Linyi Qiao, Huifang Li, Jun Zheng, Xueyong Zhang 2026, 25(8): 3103-3117.  DOI: 10.1016/j.jia.2024.09.035 摘要 ( )   PDF   生长素响应因子（auxin response factor, ARF）是生长素信号途径的关键组分，在植物生命周期诸多环节中发挥重要作用。模式植物拟南芥ARFs的结构和功能已经有大量报道，但小麦、水稻和玉米等禾谷类作物的ARFs还需深入研究。本文对上述三种禾谷类作物中ARF家族研究进展进行了综述，包括四个部分：（1）对小麦、水稻和玉米全基因组中的23、25和33个ARF家族成员的结构域分别进行了表征；（2） 通过序列比对，将已报道的ARFs按家族编号统一命名，并总结了这些ARFs在调控农艺性状和响应生物/非生物胁迫方面的功能；（3）归纳了ARF在营养生长和生殖生长阶段的调控模型，包括miRNA-ARFs、IAA-ARF-LBD、IAA-ARF-生长素下游响应基因和IAA-ARF-ERF；（4）展望了利用ARF改良农艺性状的前景。本综述将有助于深入理解ARF在三种禾谷类作物中的功能并促进其在分子育种中的应用，以实现更理想的植株结构、更高的产量和广泛的适应性。

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非洲稻驯化过程中长护颖的遗传调控 2026, 25(8): 3118-3125.  DOI: 10.1016/j.jia.2024.11.031 摘要 ( )   PDF   水稻的花序和小穗结构单元对籽粒发育有着显著影响。在禾本科植物中，护颖是水稻特有的一种小穗器官。由于大多数关于护颖基因的研究主要集中在亚洲栽培稻（Oryza sativa L.）上，影响非洲稻护颖表型的基因尚未见报道。本研究鉴定出了一个位于第 7 号染色体短臂上的基因 lsl3，该基因控制着非洲稻护颖的长度。进一步研究发现，在非洲稻中引起长护颖的 lsl3 关键突变和亚洲稻中不同。对 lsl3 的研究不仅为非洲栽培稻的分子进化提供了参考，还为水稻的平行驯化提供了新的证据。

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两个与春小麦赤霉病抗性相关的QTL位点的定位与验证 Cong Li, Lei Wu, Xinyao He, Yi He, Peng Jiang, Jian Ma, Pawan K. Singh, Xu Zhang 2026, 25(8): 3126-3138.  DOI: 10.1016/j.jia.2024.12.021 摘要 ( )   PDF   赤霉病（FHB）是全球小麦生产中极具破坏性的重要病害，严重威胁粮食安全与保障。本研究利用南京8611/Ocoroni 重组自交系（RIL）群体的269个F6株系进行赤霉病抗性QTL位点鉴定。所有株系连续3年分别在南京以单花滴注法、在墨西哥以孢子喷雾法进行田间赤霉病抗性鉴定，同时利用小麦55K 单核苷酸多态性（SNP）芯片构建高密度遗传图谱。共检测到13个QTL，分别位于1B, 2D, 3B, 5D, 6D和 7A染色体，其中两个主效QTL位点qfhb.CIM-2D.1 和qdon.CIM-3B.1得到稳定表达。条件QTL分析表明，位点qfhb.CIM-2D.1通过降低FHB严重度进而减少DON含量，而qdon.CIM-3B.1则通过直接控制DON积累提高赤霉病抗性。聚合qfhb.CIM-2D.1 和qdon.CIM-3B.1位点可以显著提高小麦对赤霉病和DON的抗性。此外，成功开发了与qfhb.CIM-2D.1 和qdon.CIM-3B.1分别紧密连锁的竞争性等位基因特异性PCR（KASP）标记KASP-1369 和 KASP-8394，并在相关的遗传群体中得到有效验证。本研究结果拓宽了赤霉病抗性研究遗传基础，开发的分子标记将有效应用于小麦标记辅助育种。

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全基因组关联分析揭示GmRGD14正向调控大豆根干重 Kaili Ren, Jialuo Chen, Xuan Cui, Xiao Li, Dezhou Hu, Zhongyi Yang, Yu’e Zhang, Yuming Yang, Deyue Yu, Hui Wang 2026, 25(8): 3139-3152.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.03.007 摘要 ( )   PDF   根系对作物的生长发育、产量形成及逆境适应具有重要作用。尽管已有研究鉴定出多个与大豆根系形态特征相关的遗传位点，但相关调控基因发掘不足。本研究通过全基因组关联分析鉴定出7个包含与大豆根干重显著相关的稳定SNP的数量性状位点（QTL），其中qRDW14-2位点显著性最高。在该位点中，编码溶血磷脂酸酰基转移酶LPAT4的GmRGD14基因被确定为候选基因，该基因位于显著SNP S14_6521715所在的block63区域。GmRGD14在大豆根组织中高表达，其拟南芥同源基因突变体lpat4侧根数目高于对照Col-0。GmRGD14主要定位于细胞膜和内质网。在拟南芥中异源过表达GmRGD14可显著增加侧根数量，与atlpat4突变体表型一致。在大豆毛状根中过表达GmRGD14可显著增加总根长、根尖数、根表面积和根体积，而通过RNA干扰敲低该基因的表达量则呈现相反表型。GmRGD14在野生大豆中具有丰富的遗传变异，并在大豆驯化过程中被逐渐利用。总之，本研究揭示了一个新的调控大豆根系生长的关键基因GmRGD14，为培育强根系的优异大豆品种提供了新的分子靶标。

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2个参与油菜素内酯合成的细胞色素P450同源基因协同调控油菜株高 Qianqian Zheng, Xinhua Wang, Zhenzhen Wang, Yi Zhang, Hao Wang, Kangxi Du, Shaohong Fu, Wanzhuo Gong, Hua Yuan, Weilan Chen, Bin Tu, Jin Yang, Yun Li, Ting Li 2026, 25(8): 3153-3168.  DOI: 10.1016/j.jia.2024.12.016 摘要 ( )   PDF   油菜，作为全球重要的油料作物之一，是食用植物油的重要来源。现有研究表明优化油菜株型是提高油菜单位面积产量的关键因素之一，但其遗传基础和分子调控机制研究尚未明确。为了创制油菜矮杆新种质挖掘控制株高的新基因，我们利用EMS诱变技术对油菜品种“中双11”进行诱变筛选，获得一份矮杆突变体dm1。形态学分析显示发现dm1矮化表型是由于细胞长度显著减少导致的。结合BSA-seq进行定位分析，鉴定到参与dm1株高调控的基因是BnaA10.CYP90A1和BnaC09.CYP90A1。上述2个基因编码细胞色素酶P450，与拟南芥中的AtCPD/AtCYP90A1同源。AtCPD/AtCYP90A1对油菜素内酯（BR）的生物合成至关重要，在本文研究中，我们也发现dm1中具有生物活性油菜素内酯（CS）及其前体6-脱氧CS水平显著降低，并导致下游参与细胞扩张相关基因表达下调。此外，BR水平的降低还通过负反馈机制促进了BR生物合成基因的表达。最后，我们分离获得BnaA10.CYP90A1的单突突变体，发现BnaA10.CYP90A1基因的单一突变导致了植株呈现出半矮化表型，这种表型有望应用于未来的半矮杆育种，以实现产量和机械收获的平衡。综上所述，以上研究表明BnaCYP90A1s参与油菜中油菜素内酯生物合成，并证实它们在调控油菜植株高度中的重要作用，为油菜株型改良提供了新的基因资源和遗传材料。

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轻度土壤落干通过增加光温敏核不育系水稻浆片中茉莉酸类物质缓解高温导致的开颖障碍 2026, 25(8): 3169-3183.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.07.026 摘要 ( )   PDF   本研究探讨了茉莉酸类物质（JAs）在适度土壤落干（MD）缓解高温胁迫诱导的光温敏核不育系（PTGMS）水稻开颖障碍中的作用。通过多年控温盆栽与露天田间试验，对两种PTGMS水稻品种在正常温度与高温条件下分别采用充分灌溉（WW）和MD策略进行系统对比。研究发现，与传统WW处理相比，MD处理显著提升了浆片中JAs的积累，有效缓解了高温诱导的开颖障碍及杂交制种产量损失。其保护机制主要通过以下途径实现：（1）促进淀粉水解为可溶性糖，（2）上调水通道蛋白基因表达，（3）增强抗氧化能力，从而维持浆片细胞的渗透压与氧化还原平衡。通过JAs缺陷突变体、不同JAs合成能力的转基因水稻以及外源JAs处理，进一步验证了JAs在这一机制中的核心作用。研究结果表明，MD通过调控JAs水平维持浆片的渗透压与氧化还原平衡，是一种比传统WW更有效的栽培策略，能够在高温胁迫下显著改善PTGMS水稻的开颖能力，提高杂交制种产量。

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耕作和秸秆管理对土壤镉生物有效性和水稻镉吸收的影响：一项长期大田试验研究 Shuai Yuan, Pingping Chen, Songyuan Guo, Wenxin Zhou, Kaikai Cheng, Hongmei Liu, Xiaoping Xiao, Haiming Tang, Zhenxie Yi 2026, 25(8): 3184-3193.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.04.011 摘要 ( )   PDF   土壤耕作会改变土壤与水稻秸秆之间的相互作用，从而影响土壤质量和镉（Cd）动态变化。然而，土壤耕作与水稻秸秆管理对土壤Cd积累和水稻Cd吸收的影响尚不明确。本研究探讨了耕作与秸秆方式如何通过改变土壤Cd迁移和生物有效性来影响水稻Cd吸收。设置了长期田间定位试验，包含四种处理：免耕+秸秆还田（NTS）、旋耕+秸秆还田（RTS）、翻耕+秸秆还田（PTS）和翻耕+秸秆不还田（PT）。结果表明，不同耕作方式下水稻各器官（根、茎、叶和稻米）Cd含量表现为NTS>RTS>PTS，其中仅有PTS处理稻米Cd含量低于0.2 mg kg⁻¹。PTS处理稻米平均Cd含量较NTS和RTS处理分别显著降低了56.76%和25.88%。偏最小二乘路径模型显示，土壤有效Cd（Avail-Cd）和弱酸可提取态Cd（Aci-Cd）的降低以及水稻根表铁膜（IP）的形成，是减少稻米Cd含量的关键因素。PTS处理通过降低土壤容重，提升土壤有机质含量、pH值和Nitrospirota和Bacteroidota菌门的相对丰度，使得土壤Avail-Cd和Aci-Cd含量降低。此外，PTS处理通过提高土壤养分和Fe2+含量、改善水稻根系形态、增强根系抗氧化活性促进水稻IP的形成，从而抑制水稻Cd吸收。尽管PTS处理较PT处理增加了土壤总Cd和Avail-Cd含量，但因其促进IP形成而有效降低了水稻对Cd的吸收，最终两者间稻米Cd含量没有差异。因此，长期实施翻耕结合秸秆还田是稻作系统中既能提高土壤质量，又能有效降低水稻Cd吸收的有效措施。

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微喷灌促使源-库协同调控：一种提升中国淮北平原小麦粒重的有效策略 Siqi Wang, Mengyu Sun, Kaiyi Xing, Xin Cheng, Le Wang, Limeng Zhang, Chunsheng Yao, Yinghua Zhang, Zhimin Wang, He Song, Jinpeng Li 2026, 25(8): 3194-3207.  DOI: 10.1016/j.jia.2026.01.024 摘要 ( )   PDF   提高小麦粒重是促进淮北平原小麦增产的关键途径。然而，不同灌溉模式对该区域小麦籽粒建成的影响及调控机制尚不明确。本研究通过为期两年的田间试验，设置三种灌溉处理：雨养处理（RI，不灌溉，播前基施氮肥202.5 kg·hm⁻²）、传统漫灌处理（CI，拔节期灌溉 60 mm，播前基施氮肥112.5 kg·hm⁻²，灌溉时追施氮肥90 kg·hm⁻²）、微喷灌处理（MI，依据0~40 cm土层墒情亏缺状况，分别于拔节期、孕穗期和开花期灌溉；播前基施氮肥112.5 kg·hm⁻²，每次灌溉时追施氮肥30 kg·hm⁻²），探究不同灌溉模式对小麦源库关系及籽粒建成的调控效应。结果表明：与RI和CI相比，MI显著提高小麦花后4天（DAA 4）旗叶叶绿素含量和蔗糖磷酸合成酶活性，且CI的上述指标均高于RI。在DAA 4时，MI籽粒蔗糖和可溶性糖含量显著最高。此外，与RI相比，CI和MI均显著提高了该时期籽粒吲哚丙酸+玉米素核苷（IPA+ZR）和赤霉素（GA）含量，同时降低生长素（IAA）和脱落酸（ABA）含量，其中MI籽粒胚乳细胞数量最多。灌浆期时，MI处理小麦旗叶叶绿素降解速率最慢，核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶（Rubisco）与蔗糖磷酸合成酶活性最高，促进叶片与籽粒的糖分积累；同时，MI籽粒中IAA含量最高、ABA含量最低，且淀粉合成酶活性维持在较高水平，有利于淀粉积累。两年试验结果显示，与CI和RI相比，MI处理的小麦千粒重分别显著提高4.99%~5.55%和7.33%~11.51%，籽粒产量分别显著提高4.99%~11.60%和15.60%~39.14%。综上，微喷灌能够优化小麦的水氮供应，有效增强籽粒发育早期源能力与在后期库能力，从而提高粒重，实现淮北平原小麦高产的目标。

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基于三维点云的玉米株形可塑性及群体透光率的密度响应研究 Guangtao Wang, Guanmin Huang, Weiliang Wen, Sheng Wu, Xianju Lu, Bo Chen, Xinming Ma, Xinyu Guo, Chunjiang Zhao 2026, 25(8): 3208-3217.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.05.011 摘要 ( )   PDF   传统的二维分析在研究不同种植密度下玉米（Zea mays. L）株形可塑性及冠层透光率时，由于难以捕捉空间异质性而存在局限性。本研究利用运动恢复结构技术和多视角三维（three-dimensional，3D）表型平台探究不同玉米品种和种植密度下的株形可塑性。开发了7种新的3D结构参数，并构建了3D冠层模型用于光分布仿真。在V9时期，与低密度（37500株/公顷，LD）相比，中密度（67500株/公顷，MD）使植株侧宽和凸包体积分别增加7.2%和11.4%，高密度（97500株/公顷，HD）较MD增加4.2%和17.8%。在V13时期，保持了一致的变化。在吐丝期，体素体积（number of voxel volume plant，NVP）和投影面积（projected area，PJA）下降6.2%和11.9%（从LD到MD）以及4.9%和3.6%（从MD到HD）。不同密度下，MC812和JNK728的PJA比ZD958分别低17.2-20.0%和6.2-7.6%，NVP分别低20.0-26.5%和15.4-21.1%。结合点云参数和支持向量回归构建的底部透光率估算模型具有较高预测精度（R²=0.76，RMSE=2.89%）。3D冠层模型能较好地模拟群体光分布（R²=0.83，RMSE=8.53%）。NVP和PJA是影响冠层底部透光率的关键参数，可作为玉米耐密性育种的3D选择指标。这些发现深入揭示了特定阶段的结构可塑性和光截获，为耐密玉米的分子设计育种提供了支持。

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籽粒建成期昼/夜高温对糯玉米淀粉结构和品质的影响 Jing Li, Xiaotian Gu, Lingling Qu, Guanghao Li, Jian Guo, Dalei Lu 2026, 25(8): 3218-3227.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.03.008 摘要 ( )   PDF   高温是影响全球玉米产量和品质的关键环境因子。尽管已有较多研究关注玉米关键生长阶段的高温胁迫效应，但昼夜不同高温胁迫类型对糯玉米淀粉理化特性的影响差异仍未可知。研究以两个糯玉米品种为材料，以常温（NN）为对照，在籽粒建成期（授粉后1-15天）设置了昼高温（DH）、夜高温（NH）和昼夜高温（DNH）处理，系统分析了昼夜高温胁迫类型对糯玉米淀粉理化性质的影响。结果表明，三种高温胁迫类型均显著抑制了淀粉的合成与积累，导致淀粉颗粒表面孔隙数量增多、粒径增大、相对结晶度升高以及支链淀粉链长和分支度缩短，其中以DNH的影响最为显著，其次为DH。DNH和DH下较大的淀粉粒径、较高的相对结晶度和较低的支链淀粉链长共同导致淀粉糊化黏度和热焓值降低，回生值增加；而NH则主要通过缩短支链淀粉链长，提高了淀粉热焓值和回生值，并降低了淀粉糊化黏度。本研究明确了昼、夜高温对糯玉米淀粉理化性质的不同影响，为应对气候变化挑战下的糯玉米生产提供了新的科学依据。

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EjRabF2b 通过调控抗氧化系统增强枇杷的耐寒性 Hao Fu, Qian Chen, Shunyuan Yong, Toru Fujiwara, Jiangbo Dang, Danlong Jing, Di Wu, Guolu Liang, Qigao Guo 2026, 25(8): 3228-3239.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.10.018 摘要 ( )   PDF   枇杷（Eriobotrya japonica）是一种常绿果树，原产于中国，其花期通常在冬季（10月至次年1月），使其在关键的生殖阶段易受低温胁迫。然而，枇杷耐寒性的分子机制尚不清楚。本研究基于多个枇杷品种的转录组数据，采用加权基因共表达网络分析（WGCNA），鉴定出两个与低温处理高度相关的基因模块（brown 模块和 turquoise 模块）。在多个低温响应候选基因中，Rab5 家族 GTP 酶 EjRabF2b 在低温条件下持续上调。功能验证显示，EjRabF2b 在拟南芥和番茄中过表达显著增强了植物的耐寒性，而在枇杷中沉默该基因则削弱了其抗寒能力。在机制上，EjRabF2b 有助于维持细胞膜的完整性并增强抗氧化酶活性。启动子分析与互作验证进一步证实，C2H2 型转录因子 EjZAT10 可直接结合 EjRabF2b 启动子并在低温胁迫下激活其转录。综上，本研究揭示了一个由 EjZAT10 和 EjRabF2b 构成的调控模块，其通过囊泡介导的抗氧化防御与膜保护机制参与枇杷的低温适应过程，为耐寒品种的分子育种提供了理论基础和潜在靶点。

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根系特异上调的Na+/K+转运基因可缓解蓝莓盐敏感性 Huifang Song, Bingshuai Du, Xinyan Zhao, Kaiyue Feng, Lingyun Zhang, Yibo Cao 2026, 25(8): 3240-3253.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.12.004 摘要 ( )   PDF   土壤盐渍化日益成为限制高丛蓝莓（Vaccinium corymbosum）生产的重要因素，但其在盐胁迫下的生理与分子应答机制仍缺乏系统认识。为此，本研究以耐盐品种‘Duke’与盐敏感品种‘Sweetheart’的根和叶为材料，对差异表达基因进行了基因功能富集（GO）分析和加权基因共表达网络分析（WGCNA）。GO分析结果表明，盐胁迫下根部的离子转运及细胞离子稳态相关通路显著富集。WGCNA 结果显示，Na⁺与K⁺含量与核心基因 VcHAK5、VcNHX1、VcNHX2 的表达呈高度相关，这些基因在耐盐品种根部显著上调。功能上，VcHAK5 编码质膜上的K⁺选择性转运蛋白，VcNHX1 和 VcNHX2 编码液泡膜上的Na⁺/K⁺-H⁺ 逆向转运蛋白。在蓝莓愈伤组织中分别沉默这些基因，转基因愈伤表现为盐敏感。此外，耐盐差异品种间的互换枕木嫁接试验表明，降低根部Na⁺含量及Na⁺/K⁺比值是实现耐盐性的关键。本研究首次系统揭示了蓝莓对盐胁迫的响应机制，鉴定了耐盐相关的关键靶基因，并强调了耐盐根系在整体耐盐性形成中的重要作用。

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热激转录因子SlHSFA3通过调控APX酶活性和SlAPX1的表达正调控番茄耐热性 Chunrui Chen, Licheng Xiao, Yaling Wang, Rong Huang, Sunan Gao, Wenran Su, Jiajun Ran, Lei Song, Taotao Wang, Jie Ye, Yongen Lu, Zhibiao Ye, Jinhua Li, Junhong Zhang 2026, 25(8): 3254-3268.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.12.071 摘要 ( )   PDF   全球气候变暖与极端高温事件对作物生长、发育及经济产量产生显著影响。植物通常通过调控热激转录因子（HSFs）和抗氧化酶系统来增强耐热性，从而减轻高温胁迫的损害。然而，HSFs介导番茄耐热性的具体调控机制仍有待阐明。本研究揭示了热诱导转录因子SlHSFA3在番茄耐热性中的关键作用，发现敲除SlHSFA3后使番茄植株对热胁迫更敏感，而超量表达SlHSFA3可以提升抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性并促进活性氧（ROS）清除，从而增强植株耐热性。同样地，过表达SlAPX1可通过减少ROS积累提高番茄耐热性，而其敲除则会增加热胁迫的敏感性。此外，SlHSFA3与SlAPX1相互作用能进一步增强APX酶活性。分子实验分析表明，SlHSFA3可直接结合SlAPX1启动子区域并上调其表达。本研究解析了SlHSFA3-SlAPX1调控通路在番茄耐热性中的分子机制，为开发耐高温作物的基因工程或育种策略提供了理论依据。

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番茄SlPP2C-A亚家族基因功能鉴定以及SlPP2C7调控盐碱胁迫耐受性的作用机制 Songshen Hu, Yixuan Shang, Ruoxi Ding, Junxiao Li, Xiaohui Hu 2026, 25(8): 3269-3281.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.11.003 摘要 ( )   PDF   A型蛋白磷酸酶2C（PP2C-A）基因家族在调控脱落酸信号通路及植物胁迫响应中具有关键作用。本研究在番茄基因组中鉴定出14个SlPP2C-A基因，分布于6条染色体上。多数SlPP2C-A基因含有与生长发育、光照、激素及胁迫响应相关的顺式作用元件。共线性分析显示，番茄与拟南芥的PP2C-A基因家族具有高度同源性。组织特异性表达分析表明，SlPP2C7在花、叶及成熟果实中高表达，且受盐碱胁迫显著诱导。对盐碱胁迫处理后的SlPP2C7基因编辑敲除突变体研究证实，SlPP2C7负调控番茄的盐碱耐受性。转录组与代谢组联合分析显示，盐碱胁迫下，类黄酮生物合成、异黄酮生物合成、黄酮和黄酮醇生物合成、苯丙烷类生物合成及苯丙氨酸代谢等代谢通路显著富集。这些结果表明，SlPP2C7可能通过调控类黄酮生物合成通路增强番茄对盐碱胁迫的耐受性。本研究为解析SlPP2C7介导番茄盐碱胁迫耐受性的生理及分子机制提供了理论基础。

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马铃薯块茎膨大过程中代谢和转录动态变化的多组学分析 Jiangyue Long, Wei Tan, Chunzhi Zhang, Guangtao Zhu, Zhong Zhang 2026, 25(8): 3282-3294.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.12.070 摘要 ( )   PDF   马铃薯作为全球重要的粮食作物，为人类提供关键的膳食能量与营养。然而，块茎发育过程中的代谢动态变化及其潜在的转录调控机制尚未明确。本研究整合野生与栽培马铃薯块茎的时序代谢组和转录组分析，鉴定出 849 种代谢物呈现 10 种不同的时序积累模式，其中 6 种为两种基因型共有的积累模式，4 种为基因型特异模式。野生种质块茎膨大早期脂质含量显著减少，后期酚酸含量显著增加；栽培种质则在膨大早期酚酸含量显著增加，后期酚酸、氨基酸及类黄酮含量显著减少。代谢物差异比较分析进一步显示，与野生种质相比，栽培种质块茎的甾体糖苷生物碱（SGA）含量显著降低，类黄酮含量显著提高，这与栽培种质苦味减轻、薯肉着色增强的性状表现一致。共表达网络分析鉴定出 35 个与 SGA 含量、57 个与苯丙烷类代谢物含量高度相关的候选基因。转基因功能验证表明，候选转录因子 MYB113 可通过调控关键合成基因（PAL、C3H 和 HCT）的表达，促进块茎中酚酸的生物合成。本研究阐明了块茎发育过程中的代谢与转录动态规律，为通过分子育种改良块茎代谢品质提供了理论依据。

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多组学分析揭示WRKY31和MATE是基于类黄酮化合物调控大葱耐涝性的关键调控因子 Yueting Li, Pengtao Yang, Yu Yuan, Chao Yan, Yue Jia, Yongqin Wang, Yue Liu, Zhonghua Zhang, Bingsheng Lü 2026, 25(8): 3295-3306.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.12.068 摘要 ( )   PDF   淹水胁迫对大葱（Allium fistulosum L.）的生产构成了重大挑战，且气候变化引发的极端天气使这一问题更加严重。揭示耐涝性分子机制对于培育抗涝品种至关重要。本研究对比了两种大葱品种：BJQC（耐涝品种）和YZDC（涝敏感品种）。淹水处理结果表明，YZDC在淹水胁迫下表现出较高的活性氧（ROS）积累，包括过氧化氢（H2O2）、超氧阴离子（O2⁻）和丙二醛（MDA），死亡率较高。相比之下，BJQC表现出较强的耐涝性，这归因于其能够上调类黄酮生物合成基因，导致淹水胁迫下类黄酮积累增加。转录组学分析发现，BJQC中类黄酮代谢途径相关基因的激活是其耐涝反应的核心。此外，茉莉酸和赤霉素信号通路的相关基因也被激活。加权基因共表达网络分析（WGCNA）揭示，WRKY31和MATE可能在淹水条件下调控类黄酮生物合成过程中发挥关键作用。使用自然群体的全基因组关联分析（GWAS）结果进一步支持了这些基因在耐涝性中的重要性。我们综合多组学分析，包括表型学、生理学、转录组学和基因组学方法，为揭示大葱水涝反应的分子机制提供了新视角。这些发现突出了WRKY31和MATE作为提高作物耐涝性的关键候选基因，在作物育种项目中具有潜在应用价值。

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中国西南地区致病疫霉群体基因型和毒性多样性研究 Xinjie Zhang, Jinbin Wu, Xiao Wang, Fan Zhang, Lina Yang, Luyao Wang, Yaoyao Wu, Zhenzhen Wang, Weilin Chen, Guoyu Yin, Shengping Song, Mingqing Dang, Juan Zeng, Han Chen, Suomeng Dong 2026, 25(8): 3307-3317.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.02.021 摘要 ( )   PDF   由致病疫霉引起的马铃薯晚疫病是一种毁灭性病害，长期肆虐我国各马铃薯主产区，严重威胁马铃薯产业的发展。致病疫霉的快速变异驱动着其群体结构持续演变，使得现有防控手段失效，进而引发晚疫病的爆发与流行，给农业生产等领域带来极大挑战。本研究旨在明确我国西南地区致病疫霉的群体结构，阐明致病疫霉的毒性演化。研究团队自2019到2022年从我国西南地区6个马铃薯产区收集了218株致病疫霉。利用SSR分子标记技术对上述菌株进行群体分析，发现我国西南地区致病疫霉群体可分为EU、US及SIB三个谱系，其中EU谱系为优势谱系。接种马铃薯近等基因系结果显示西南地区菌株已克服R3a、R3b和Rpi-blb3介导的抗性，并且克服Rpi-blb2、R8、Rpi-blb1和Rpi-vnt1.1抗性的菌株比例逐年上升。EU谱系菌株分为19种不同多位点基因型（MLGs），其中优势基因型MLG24菌株的毒性多样性最丰富。MLG24基因型的两株强毒性菌株CQ-22-16-1和CQ-22-20-1已克服7种抗病基因的抗性，并可侵染30种供测的马铃薯主栽品种。为应对强毒性菌株引发的潜在病害威胁，本研究筛选到可有效防控强毒性菌株的2个马铃薯野生种和3种药剂。综上所述，本研究揭示了我国西南地区致病疫霉的群体结构和毒性多样性，并通过品种及药剂筛选为防控未来可能的菌株提供指导方案。

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贝莱斯芽孢杆菌zm026通过原位修复控制玉米真菌病害发生并阻控伏马毒素合成 Shan Geng, Zhimeng Zhang, Yuwei Zhao, Ruixue Zhao, Jiaqi Li, Yingchao Liu, Zhiyan Cao, Bin Zhao, Jingao Dong 2026, 25(8): 3318-3329.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.02.029 摘要 ( )   PDF   真菌病害不仅会降低玉米产量，还会产生霉菌毒素威胁人畜健康，其在秸秆还田后愈加严重。本研究通过微生物组技术获得了秸秆还田前后的根系微生物群落变化，并从根际土壤中分离出对拟轮枝镰孢和玉米大斑病菌高度拮抗贝莱斯芽孢杆菌zm026；该菌株可定殖在玉米根表面并激活植物免疫系统，显著增加ZmGST、ZmZHD、ZmPR-1、ZmPR-2和ZmPR-3等防御基因的表达；通过高分辨质谱技术鉴定了高效抗菌物质bacillomycin D；台盼蓝、DAPI（4'，6-二脒基-2-苯基吲哚）和PI（碘化丙啶）等染色结果表明，bacillomycin D通过诱导细胞凋亡导致孢子局部膨胀或破裂，进而破坏真菌细胞膜的完整性、抑制孢子萌发；室内盆栽试验表明，zm026显著促进了玉米的生长，降低了真菌病害的发生率和伏马毒素污染水平，并有效降低了玉米籽粒中镰孢菌丰度。本研究为秸秆还田后玉米病害的生态调控提供了原位修复菌株。

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CRISPR/Cas9介导的serpin15基因敲除对小菜蛾繁殖和免疫的影响 Yanbo Jia, Hongxin Wu, Yuting Huang, Yifan Liu, Shaojie Zhu, Zhantao Zhang, Junlin Huang, Junaid Zafar, Rui Pang, Xiaoxia Xu, Fengliang Jin 2026, 25(8): 3330-3340.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.09.004 摘要 ( )   PDF   小菜蛾（Plutella xylostella）是一种危害全球十字花科作物的毁灭性害虫。对化学合成杀虫剂的过度依赖导致了生态污染和抗药性的产生，这促使研究者探索环境友好型生物农药。丝氨酸蛋白酶抑制剂（serpins）在先天免疫中的黑化作用、繁殖以及变态发育中发挥着关键作用。基于我们实验室对小菜蛾不同发育阶段进行的蛋白质组学分析，serpin15被确定为典型抑制性serpin家族的关键成员，但其在小菜蛾中的具体功能仍不明确。在本研究中，通过对不同组织和发育阶段的基因表达模式进行RT-qPCR分析发现，serpin15在雄性成虫的性腺中高表达，且在血淋巴中的丰度最高。值得注意的是，在被粘质沙雷氏菌（PS-1）感染后，中肠内serpin15的mRNA水平呈现动态变化，先下降后上调。利用CRISPR/Cas9技术在纯合品系中敲除serpin15后，产卵率和后代的胚胎孵化率均有所降低。功能实验证实，serpin15能抑制酚氧化酶（PO）的活性，外源性补充重组serpin15蛋白可有效抑制血淋巴的黑化，从而确立了其通过免疫黑化作用对抗PS-1的调控功能。综上所述，这些研究结果强调了serpin15在小菜蛾中具有调节繁殖力和对抗PS-1免疫力的双重功能。这一发现为开发针对昆虫免疫和发育系统的生物防治策略提供了理论基础。

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通过虚拟筛选发现N-苯基-异吲哚-1,3-二酮衍生物作为强效昆虫几丁质酶OfChi-h抑制剂 Jiahao Zhang, Shenmeng Bai, Jiaxin Chu, Baokang Ding, Bohou Li, Yanzhu Li, Jingwen Guo, Fengyue Suo, Shujie Ma, Jingao Dong, Lihui Zhang, Shengqiang Shen, Lili Dong 2026, 25(8): 3341-3351.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.08.019 摘要 ( )   PDF   亚洲玉米螟是一种极具破坏性的鳞翅目害虫，可导致全球玉米减产 30%，其幼虫蛀食组织、传播病害，加剧粮食安全风险。目前防治以合成杀虫剂为主，但长期使用也导致了昆虫的抗药性。靶向几丁质代谢是绿色农药开发的重要方向，OfChi-h作为亚洲玉米螟蜕皮及生存所必需的关键几丁质酶，已成为潜在的防治靶点。本研究通过虚拟筛选策略，成功获得了一类新型OfChi-h抑制剂—N-苯基-异吲哚-1,3-二酮（PI）骨架化合物。其中，化合物PI-17对OfChi-h 表现出强效抑制活性，其抑制常数（Ki）为2.3 μM。同时PI-17对鳞翅目害虫亚洲玉米螟也展现出与对照药剂氟铃脲相当的杀虫活性。此外，本研究利用扫描电子显微镜（SEM）观察了经PI系列化合物处理后的亚洲玉米螟幼虫的表皮形态变化。通过静电势（ESP）及密度泛函理论（DFT）计算，从原子和电子层面探究了PI系列化合物生物活性的差异。同时，这些化合物也对天敌昆虫玉米螟赤眼蜂及非靶标生物具有很高的安全性。研究结果表明，N-苯基-异吲哚-1,3-二酮衍生物作为一类新型先导化合物，有望开发成为作用于几丁质酶的环境友好型昆虫生长调节剂。

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联合全基因组关联和转录组分析为绵羊生长速度提供分子见解 Liming Zhao, Fadi Li, Xiaoxue Zhang, Lüfeng Yuan, Huibin Tian, Dan Xu, Deyin Zhang, Yukun Zhang, Yuan Zhao, Kai Huang, Xiaolong Li, Jiangbo Cheng, Zongwu Ma, Quanzhong Xu, Xiaobin Yang, Kunchao Han, Xiuxiu Weng, Weimin Wang 2026, 25(8): 3352-3367.  DOI: 10.1016/j.jia.2024.08.011 摘要 ( )   PDF   利用综合多组学分析方法研究与绵羊生长速度相关的关键基因和遗传标记可以为养羊业提供有价值的见解。在本研究中，基于平均日增重（ADG），我们选择快生长型（Ncase=70）和慢生长型（Ncontrol=70）湖羊用于全基因组关联分析（GWAS）；并选择10只湖羊（快生长型，n = 5；慢生长型，n = 5）和10只杜泊羊（快生长型，n = 5；慢生长型，n = 5）用于比较转录组分析（RNA-Seq）。分别利用加权基因共表达网络分析（WGCNA）和来自10种组织的转录组测序数据鉴定了核心基因（Hub genes）和组织特异性基因（TSGs）。研究结果表明，GWAS分析共鉴定到10个与绵羊生长速度显著关联的基因（LOC106990525, BRINP3, DSCAML1, CEP164, TOX, BMP1, PHYHIP, SFTPC, LGI3, REEP4）；基于比较转录组分析，在HF vs. HS 与DF vs. DS比较对中分别鉴定出501和441个差异表达基因（DEGs）。功能富集分析显示，一些重要的信号通路与脂肪代谢和能量代谢相关，如“脂肪细胞中脂肪分解的调节（regulation of lipolysis in adipocytes）”、“氧化磷酸化（Oxidative phosphorylation）”、“产热（Thermogenesis）”；一些与脂肪沉积（如ADRB3, PDE3B, FABP4, SERPINE1, PLIN1, FOXO6）和肌肉发育（如MYL3）相关的DEGs也被鉴定到。使用WGCNA分析鉴定到了15个被认为是与绵羊平均日增重（ADG）相关的核心基因（INPP5K, ZNF692, MAN2C1, PPP1R12C, SLC27A5, LRP3, PPP6R1, BRF1, EN1, AMBRA1, LITAF, PARVA, TGFBR3, YWHAQ, DCN）。联合GWAS和RNA-Seq数据表明，BRINP3和PENK基因可能通过调节绵羊的摄食行为而进一步影响其生长速度。进一步在1071只湖羊群体中进行关联分析，结果显示，BRINP3 g.16903465 T>C与PENK g.39289926 T>C突变位点均与湖羊生长性状显著相关（P < 0.05）。因此，BRINP3和PENK基因可能是与绵羊生长速度相关的潜在关键候选基因，我们的研究为理解绵羊生长性状相关的分子机制提供了新的见解。

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骨骼肌纤维的精确量化揭示了肉鸡生长速度差异的生理基础 Shuang Gu, Chaoyi Wang, Qiang Huang, Qiulian Wang, Junying Li, Congjiao Sun, Chaoliang Wen, Ning Yang 2026, 25(8): 3368-3378.  DOI: 10.1016/j.jia.2024.08.008 摘要 ( )   PDF   肌纤维作为骨骼肌的基本结构和功能单位，其组织特性对于畜禽产肉量和肉品质的提升，以及肌肉发育研究具有重要意义。传统肌肉发育研究中通常以切片局部图像测得的肌纤维横截面积和密度等指标来评估肌纤维组织学特性，然而骨骼肌内肌纤维的总数是衡量其发育水平的关键。对于肌纤维总数来说，传统的定量方法通常是以局部数据代替或推算整体，这存在精度不高、效率低等局限。针对这一难题，本课题组前期建立了一套成熟的切片制作流程，并基于深度学习技术开发了肌纤维自动量化工具MyoV，能够对骨骼肌肌纤维进行大批量且精准的量化分析。基于此，本研究旨在精确测定不同生长速度肉鸡胸大肌中肌纤维总数，探索家禽肌肉发育的生理基础，并为畜禽肌肉研究提供宝贵数据。 试验选取慢速生长型（SL）、中速生长型（ML）和快速生长型（FL）肉鸡的种蛋进行孵化，从14胚龄开始，每日测量三组鸡胚的体重、胸重和腿重，直至19胚龄。孵化完成后，在出雏当天、7日龄和35日龄分别选取公母各20、10、20只鸡进行生长性能测定，并在7日龄和35日龄进行肌纤维组织学测定。结果发现，从胚胎期至生长期，FL组肉鸡比ML和SL生长更快，胸大肌的全景切片结果表明，FL和ML组的肌纤维总数显著高于SL组（P < 0.01）。在7日龄时，FL、ML和SL组的胸大肌肌纤维总数分别是693,568.00 ± 54,169.80、652,122.00 ± 65,822.60、539,778.57 ± 40,722.94根；在35日龄时三组肉鸡的胸大肌肌纤维总数分别是663,014.93 ± 58,801.11、645,784.76 ± 80,204.34和507,280.29 ± 98,092.16根。肌纤维横截面积的组间差异结果与肌纤维总数的结果一致。生长性能与肌纤维组织学特性的相关性分析显示，肉鸡体重与胸大肌肌纤维总数的相关系数为0.73-0.89，与胸大肌肌纤维横截面积的相关系数为0.78-0.87。 快速生长型肉鸡骨骼肌包含的肌纤维数量更多，且出雏后肌纤维肥大速度更快，这是肉鸡快速发育的生理基础。本研究首次实现了对不同生长速度肉鸡生长性能及肌纤维总数的精确量化，填补了家禽肌纤维总数测定数据的空白，也为进一步深入研究肌纤维发育提供了重要数据支持。

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母羊铬补充改善子代LPS应激羔羊抗氧化、免疫功能及肠道形态 Yujuan Li, Chengcheng Dai, Fang Xiao, Jerry W Spears, Yanhua Gao, Fei Jiang, Haitao Shi, Yanling Huang 2026, 25(8): 3379-3386.  DOI: 10.1016/j.jia.2024.08.025 摘要 ( )   PDF   本试验研究了母羊铬补充对子代脂多糖（lipopolysaccharide, LPS）应激羔羊抗氧化、免疫功能及肠道形态的影响。选取40只妊娠90天（90±3.53天）的乐至黑山羊，按体重（52.36±8.24 kg）随机分为4个处理，每组10个重复，每个重复1只母羊，单栏单饲。对照组饲喂基础日粮（实测铬含量为0.29 mg kg-1），铬补充组在饲喂基础日粮的基础上，每头母羊每日以丙酸铬（Cr propionate, CrPro）的形式补充0.4、1.2或2.0 mg的铬，直至子代羔羊21日龄。羔羊出生当日，采集母羊初乳和脐带样品，测定初乳中免疫球蛋白含量及初乳和脐带中铬含量。羔羊哺乳至21日龄，每重复选取一只雄性羔羊，LPS注射2 h后采血、屠宰，测定羔羊血清及肝脏抗氧化指标、血清免疫球蛋白含量、肝脏铬含量及十二指肠、空肠、回肠肠道形态。结果表明：1）母羊铬补充对子代羔羊的初生重、窝重及21日龄体重、窝重无影响（P>0.05）。2）母羊初乳、脐带及子代羔羊肝脏铬含量随母羊铬补充量的提高线性增加（P<0.05）。3）随母羊铬补充量提高，子代羔羊血清总超氧化物歧化酶（Total Superoxide dismutase, T-SOD）活性呈二次曲线升高、丙二醛（Malondialdehyde, MDA）含量线性降低，谷胱甘肽过氧化物酶（Glutathione peroxidase, GSH-Px）活性线性升高（P<0.05）。4）随母羊铬补充量的增加，初乳中免疫球蛋白A（Immunoglobulin A, IgA）、免疫球蛋白G（Immunoglobulin G, IgG）和免疫球蛋白M（Immunoglobulin M, IgM）含量线性增加；子代羔羊血清IgG和IgM含量随母羊铬补充量的增加呈二次曲线增加，均在铬补充量为每头每日0.4 mg时达到最高（P<0.05）。5）随母羊铬补充量的增加，子代羔羊十二指肠绒毛高度（Villus height, VH）和绒毛高度/隐窝深度（Villus height to crypt depth ratio, V/C）呈二次曲线升高，且均在铬补充量为每头每日1.2 mg时达到最高；回肠隐窝深度（Crypt depth, CD）线性降低（P<0.05）。本试验范围内，每头母羊每日补充0.4-2.0 mg（实测值0.47-2.41 mg）来源于丙酸铬的铬可改善子代LPS应激羔羊抗氧化、免疫功能及肠道形态。本研究首次发现铬补充可提高母羊初乳免疫球蛋白含量及初乳和脐带铬沉积，并改善了子代LPS应激羔羊的抗氧化、免疫功能及肠道形态，研究结果为铬在妊娠动物中的应用提供了理论依据。

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布鲁氏菌效应蛋白BspF通过乙酰化修饰SNAP29调控宿主细胞自噬 Ruitong Shen, Yuqi Wang, Qiao Dong, Jinying Zhu, Yukai Xing, Ang Li, Gen Lu, Sijiao Wu, Ze Yu, Fangyuan Du, Jingbo Gao, Qingqing Wei, Xiaoyue Chen, Jinling Liu , Huan Zhang, Zeliang Chen 2026, 25(8): 3387-3399.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.02.011 摘要 ( )   PDF   胞内细菌通过调控宿主信号通路以促进其胞内存活，这一策略在病原菌与宿主的相互作用中具有普遍性。布鲁氏菌（Brucella spp.）作为一种典型的胞内寄生菌，依赖其IV型分泌系统（T4SS）调控宿主信号通路，从而维持其在细胞内的生存和复制。然而，这一过程中涉及的分子机制尚未完全阐明。蛋白质翻译后修饰是调控蛋白质功能的关键机制之一，其中赖氨酸乙酰化修饰作为一种可逆、动态且高度保守的修饰类型，在细胞信号转导、代谢调控及免疫应答中发挥重要作用。研究表明，布鲁氏菌效应蛋白BspF能够通过抑制反式高尔基体网络的逆向运输，特异性促进布鲁氏菌液泡（Brucella-containing vacuoles, BCVs）内的细菌复制，从而增强其胞内生长能力。基于此，本研究通过对BspF蛋白的结构域分析，发现其含有Gcn5相关N-乙酰转移酶（GNAT）家族的特征性乙酰转移酶结构域，提示布鲁氏菌可能通过乙酰化修饰宿主蛋白来干扰宿主免疫通路，进而促进其胞内存活与复制。为验证这一假设，本研究利用大肠杆菌表达系统对BspF蛋白进行高效表达与纯化，并建立了体内外实验体系，系统评估了BspF对宿主蛋白的乙酰化修饰活性。通过布鲁氏菌胞内存活实验，我们发现宿主细胞的乙酰化修饰显著促进了布鲁氏菌的胞内存活。进一步研究表明，布鲁氏菌效应蛋白BspF能够通过与宿主细胞蛋白的相互作用，调控宿主蛋白的乙酰化修饰。为全面解析乙酰化修饰对宿主蛋白的影响，本研究采用液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）技术鉴定了由BspF介导的宿主蛋白乙酰化修饰。蛋白质组学数据分析显示，BspF能够特异性触发SNAP29蛋白K103位点的乙酰化修饰。进一步的实验验证表明，乙酰化修饰的SNAP29抑制了其与STX17的相互作用，从而调控自噬过程，为布鲁氏菌的胞内存活提供了有利环境。这是首次报道细菌效应蛋白通过乙酰化修饰影响宿主SNAP29-STX17-VAMP8 SNARE复合物，进而抑制宿主免疫防御系统的机制。 本研究通过对布鲁氏菌T4SS效应蛋白BspF的组学分析，揭示了其在宿主先天免疫应答中的关键作用，为阐明布鲁氏菌效应蛋白BspF调控先天免疫应答的分子机制提供了新的理论依据。同时，本研究为布鲁氏菌感染相关疾病的治疗策略提供了潜在靶点，并为蛋白质乙酰化修饰在宿主-病原体相互作用中的功能研究提供了重要参考。这些发现不仅拓展了对布鲁氏菌致病机制的理解，也为其他胞内病原菌的研究提供了新的思路。

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异丙氧苯胍：一种对抗肠球菌感染的新武器 Jianxin Hu, Yongxiang Zhang, Jinyu Yang, Sujuan Wu, Weiqi Liu, Yixing Lu, Wenguang Xiong, Dongping Zeng, Zhenling Zeng 2026, 25(8): 3400-3411.  DOI: 10.1016/j.jia.2024.12.026 摘要 ( )   PDF   【目的】探究异丙氧苯胍（Isopropoxy benzene guanidine，IBG）对肠球菌的抗菌活性及抗菌机制，并在体内验证IBG的抗肠球菌活性。【方法】利用琼脂稀释法测定IBG对猫源、犬源和猪源肠球菌的最小抑菌浓度（Minimal inhibitory concentration，MIC）。使用ECOFFinder建立IBG对粪肠球菌和屎肠球菌的流行病学临界值。评估IBG对粪肠球菌和屎肠球菌的体外杀菌活性，并利用棋盘试验评估IBG与不同抗生素联用的效果。通过结晶紫法研究IBG亚抑菌浓度对粪肠球菌生物膜形成的影响。利用体外连续传代诱导试验，观察IBG对肠球菌抗菌作用的变化。为探究IBG的抗菌机制，利用不同荧光探针分别检测IBG作用下菌株膜电势、胞内pH、膜通透性和活性氧的变化；用分光光度法测定IBG作用下肠球菌胞内核酸和蛋白质泄露的水平；通过外源添加磷脂成分探讨其对IBG抗菌作用的影响。通过大蜡螟及小鼠皮肤感染模型，评估IBG的体内抗肠球菌活性。【结果】IBG对肠球菌的MIC范围为1-16 μg/mL，对粪肠球菌和屎肠球菌的流行病学临界值均为16 μg/mL。IBG的抗菌活性与其浓度呈正相关，4×MIC的IBG在8-12 h内能显著抑制肠球菌的生长，且IBG不易产生诱导耐药性。棋盘法试验表明IBG与所测抗生素联用均无协同作用。1/2×MIC的IBG可抑制粪肠球菌生物膜的形成。荧光探针试验表明，处理组的DiSC3（5）及PI的荧光强度与IBG浓度呈正相关。随IBG浓度增加，胞内核酸和蛋白质的泄漏水平也显著增加。外源添加128μg/mL的心磷脂，IBG对肠球菌的MIC值增加大于8倍。32μg/mL的IBG可显著提高大蜡螟的存活率，以及第10天小鼠皮肤的相对伤口面积率。【结论】IBG通过与磷脂酰甘油或心磷脂相互作用从而破坏细菌细胞膜，造成核酸及蛋白质的泄露，从而进一步加快细菌死亡。IBG具有体内外抗肠球菌活性，且不易产生诱导耐药，是治疗肠球菌感染的新武器。

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化肥与石灰调控下铁铝氧化物和土壤有机碳组分的变化及其对红壤旱地碳储量的影响 Mahmoud Abdelaziz, Zhe Shen, Dongchu Li, Lu Zhang, Dong Ai, Jun Yan, Kiya Adare Tadesse, Imtiaz Ahmed, Chu Zhang, Chunhong Wu, Jiwen Li, Huimin Zhang 2026, 25(8): 3412-3426.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.10.005 摘要 ( )   PDF   施石灰是常见的土壤酸化改良措施，深入理解其对铁铝氧化物和土壤有机碳（SOC）组分的影响，对于促进红壤旱地碳固存和农业可持续发展具有重要意义。本研究旨在探究长期施化肥和石灰改良下铁铝氧化物与有机碳组分之间的相互关系，及其对有机碳储量的影响。基于红壤旱地长期定位试验，本研究选取CK（不施肥）、N（化学氮肥）、NCa（化学氮肥+石灰）、NPK（化学氮磷钾肥）和NPKCa（化学氮磷钾肥+石灰）共5个田间处理，采集0-0、10-20和20-30 cm三个土层的土壤样品。结果表明，在N处理下，施石灰（NCa）使SOC平均增加了20.84%；但在NPK处理下，施石灰（NPKCa）则使SOC平均降低了9.97%。在0–10 cm土层，NCa和NPKCa的溶解性有机碳（DOC）显著高于CK；而NPK和NPKCa处理的颗粒有机碳（POC）和矿物结合有机碳（MAOC）含量在各土层均显著高于CK。DOC与络合态和游离态铝氧化物含量呈显著正相关（P≤0.05），表明铝氧化物在碳循环中发挥关键作用。与CK相比，SOC储量分别在NPK和NPKCa处理下显著增加了43.49%和36.82%（P≤0.05）。结构方程模型分析显示，施石灰减弱了游离态铝氧化物对有机碳储量的负影响，而增强了游离态铁氧化物对有机碳储量的正向作用。DOC对有机碳固存速率（CSR）无显著影响，而易氧化有机碳（EOC）与CSR呈负相关。综上所述，石灰通过调控铁铝氧化物与SOC组分的相互作用，改善了酸性土壤的碳固存潜力，但其效应受到施肥方式的显著调节。

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作物轮作驱动土壤团聚体重构增强了中国黄土高原肥料氮的保持能力 Haidi Wang, Bin Yan, Xingkang Ma, Yuhong Gao, Zhengjun Cui, Bing Wu, Yifan Wang, Jing Han, Mingli Wan 2026, 25(8): 3427-3439.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.12.061 摘要 ( )   PDF   土壤团聚体高度调控氮（N）循环过程，但其在长期轮作条件下调节氮素固持的功能尚不明确。本研究通过15N标记肥料试验，探究长期轮作系统中不同粒径土壤团聚体如何调节肥料氮的保持与再分配。结果表明，大团聚体对肥料氮的贫化作用（富集因子（Ef）：0.73−0.95）较全氮（Ef：0.93−1.00）更为显著；相反，小团聚体和微团聚体均表现出对肥料氮的富集作用（Ef：1.00−1.16）。至关重要的是，我们发现了团聚体在时间尺度上的功能分异：在作物收获后（伴随新的15N标记肥料施入），小团聚体优先固持新施用的氮肥（当季肥料氮），而在2024年未施15N标记肥料条件下，微团聚体则主导旧氮（上一年施用的肥料氮）稳定。这种功能分异由团聚体周转过程驱动，即崩解的小团聚体释放旧氮并转移至微团聚体中稳定，而新形成的小团聚体则富集新氮。作物种植期间小团聚体中肥料氮加速释放为作物供应氮素，其再形成过程又富集新氮，揭示了小团聚体在“供应氮素”与“富集氮素”方面的双重功能。最终，轮作通过重构土壤团聚体结构强化了这一过程，显著增加了土壤氮库。与连作相比，轮作系统下肥料氮储量提升27.11%−111.68%，全氮储量增加2.94%−14.22%。本研究阐明了土壤团聚体功能异质性作为长期肥料氮固持与稳定的关键机制，为优化轮作系统下的氮素管理提供了理论依据。

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耦合数字土壤制图与过程模型的水稻土有机碳时空动态模拟 Zheng Wang, Songchao Chen, Ruiying Zhao, Jie Xue, Qiangyi Yu, Danqing Wei, Wei Chen, Qichun Zhang, Zhou Shi 2026, 25(8): 3440-3452.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.11.006 摘要 ( )   PDF   土壤有机碳（SOC）作为养分触发器起着至关重要的作用，直接影响土壤健康和农业生产。当前，中国正在进行的高标准农田建设（WFC）项目是一项综合农业管理策略，这将改变农田土壤环境，进而影响SOC的时空动态变化。然而，在高标准农田建设背景下，SOC时空变化并不明晰。为了解决这个问题，本研究选取了中国东南地区2022年建成的高标准农田为研究区，在2023年采集了202个表层土样本（0-20cm），利用数字土壤制图（DSM）技术和CENTURY模型，绘制了土壤关键属性时空分布，并模拟了SOC密度（SOCD）的时空变化。结果表明，2023年SOCD的范围是1.23至6.35 kg m-2，平均值为3.68 kg m-2；研究区内土壤pH、粘土和含沙量是影响SOCD空间分布的主要因素。CENTURY模型模拟结果表明，从2010年到2021年，即WFC项目开始之前，SOCD呈下降趋势，在WFC实施后，预计从2022年到2030年将有所增加，这可能是由于合理灌溉和秸秆还田增加了有机碳的固存和输入。此外，我们假设了未来不进行WFC项目的情景，结果表明，从2022年到2030年，SOCD将持续下降，这突显了WFC在防止SOC流失方面具有重要的作用。空间模拟结果表明，2021年和2030年SOCD的空间格局相似，低值区域的增长率高于高SOCD水平的区域，表明SOCD水平较低的特定田间地块可以通过改善土壤管理来固定更多的碳。总之，WFC项目有可能增加水稻土中的有机碳固存和粮食产量，确保粮食安全和应对气候变化。

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无需生成耕地地块图即可识别耕地地块变化：一种轻量化结构变化检测方法 Shiyao Li, Qiangyi Yu, Yulin Duan, Huibin Li, Wenjuan Li, Zhanli Sun, Daniel Müller, Baofeng Su, Wenbin Wu 2026, 25(8): 3469-3482.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.10.014 摘要 ( )   PDF   耕地地块是农业生产的基本单元，其面积与形状可能因土地整治等人类活动的影响而发生变化。虽然遥感技术已广泛应用于耕地地块制图，但基于全域覆盖制图来检测地块变化，成本高、耗时长。为此，本文提出一种无需生成完整地块图的轻量化结构变化检测算法，以边缘像素数量作为地块结构变化的代理指标，快速判定是否发生变化及其空间位置。具体步骤包括：首先，应用Sobel算子从双时相影像中提取地块的总边缘像素；其次，采用连通区域标记法识别并剔除田间建筑、输电塔等造成的伪边缘；随后通过形态学膨胀与骨架提取进行拓扑优化，消除冗余边缘像素，保留地块的主要结构骨架；最后，通过统计并比较双时相影像中的边缘像素数量，判断地块是否发生变化。本文在东亚五个土地整治显著区域开展实验验证，结果表明该方法检测效果稳健：准确率、精确率、召回率及F1分数均超过0.85。通过有效筛除冗余边缘像素，降低了噪声干扰，提升了检测效率和精度。该方法将遥感中的语义变化检测拓展至结构变化检测，可在不生成完整耕地地块图的前提下快速、精准地识别耕地地块变化，为大尺度识别变化热点与土地整治项目监测提供新的技术路径。

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非共生固氮对青藏高原未施肥高寒草地氮平衡的重要贡献 Ke Zhang, Feng Zhang, Yaoming Li, Anna Du, Qingpu Wang, Zilong Liu, Fengcai He, Shengnan Wu, Shengmei Li, Chunhui Ma, Xianqi Zhou, Juejie Yang, Huaiying Yao, Richard D Bardgett, Shikui Dong 2026, 25(8): 3483-3494.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.09.031 摘要 ( )   PDF   青藏高原草地的氮限制已经得到了充分的证实，这对未来气候变化情景下青藏高原草地植物生长和固碳潜力的预测具有重要影响。除了大气氮沉降，由于缺乏人工施肥和豆科植物，非共生固氮可能成为青藏高原高寒草地氮输入的关键途径。然而，非共生固氮对青藏高原氮输入的贡献鲜为人知。为填补这一知识空白，我们通过样带采样、DNA稳定性同位素探针、扩增子测序、随机森林算法建模和数字制图等多种方法，系统研究了青藏高原高寒草地固氮菌的群落组成、多样性及固氮活性。研究发现Skermanella和Mesorhizobium是最主要的固氮菌属，土壤pH值和全磷浓度是驱动其群落组成与多样性的主导因素。稳定性同位素探针技术揭示Mesorhizobium是活性最高的固氮菌。这些固氮菌潜在固氮速率的范围为0-18.1 kg N ha-1 yr-1，据此估算青藏高原高寒草地的年固氮量约为0.50 Tg，约占年氮输入总量的25%。影响非共生固氮速率的最关键因素是土壤微量元素钼，可解释其24.64%的变异。这些发现表明非共生固氮菌在维持青藏高原草地氮平衡中发挥着重要作用，并拓展了我们对Mesorhizobium属微生物超越传统共生关系的生态功能认知。

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基因编辑SiYABBY1调控谷子闭花授粉及籽粒大小和数量 Lingqian Zhang, Xuan Zhou, Jiaxuan Hu, Hejing Wu, Xiangyang Yuan, Xiaoqian Chu, Jiagang Wang 2026, 25(8): 3495-3497.  DOI: 10.1016/j.jia.2026.03.007 摘要 ( )   PDF   由于全球人口的持续增长、气候变化的加剧和农业用地面积的持续减少，提高作物产量已成为一项紧迫任务。谷子作为一种起源于中国的古老作物，与主要粮食作物相比，其产量仍有较大的提升空间。但目前关于调控谷子花序发育相关基因的研究仍较为有限。本研究结果表明，过表达SiYABBY1显著抑制了谷子的发育；而敲除该基因则可影响浆片大小，使72.8%的小穗表现为闭花授粉，同时引起穗部形态变化，最终使粒长增加11.27%–14.02%，小穗粒数增加31.16%–33.67%。本研究不仅为SiYABBY1在谷子花序发育中的作用提供了新的见解，也为优化谷子产量性状的遗传改良策略提供了重要的理论依据。

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全球NADC34-like猪繁殖与呼吸综合征病毒的遗传多样性与重组演化模式分析 Zhengqin Ye, Wenqiang Wang, Zhenbang Zhu, Wei Wen, Hu Suk Lee, Xiangdong Li 2026, 25(8): 3503-3507.  DOI: 10.1016/j.jia.2026.01.006 摘要 ( )   PDF   猪繁殖与呼吸综合征（PRRS）是威胁全球养猪业的重要疫病。近年来，NADC34-like毒株因其复杂的重组背景和多变的致病性备受关注。本研究旨在通过全球视野下的全基因组分析，明确NADC34-like毒株的遗传多样性、时空分布特征及重组规律，为该毒株的精准防控提供理论依据。本研究从GenBank数据库中检索并筛选了截至2025年6月的1,598条PRRSV全基因组序列，最终聚焦于来自中国、美国和韩国的176条NADC34-like毒株序列。利用IQ-TREE软件构建最大似然系统发育树进行分类研究；采用RDP4（集成7种算法）及Simplot软件对重组事件进行系统鉴定与验证；并结合时间与地理信息，分析了不同国家毒株重组热点的演化趋势。遗传分类显示，NADC34-like毒株内平均核苷酸距离为5.68%，而与其他谱系距离均超过14.89%。重组分析发现，在176条毒株中，重组毒株占比56.82%（100/176），已成为该亚群的主要存在形式。研究界定了12种重组模式（R1–R12），其中NADC34-R1是美国最流行的模式，且具有明显的地域聚集性。发现中国NADC34-like毒株的重组热点存在显著的时空转移：2017-2019年重组多发生于结构蛋白区（ORFs 2-7），而2020年后则主要集中在ORF1a区域，这与美国和韩国毒株持续集中于ORF1ab的特征显著不同。谱系1.8（Lineage 1.8）被鉴定为全球范围内最主要的次要亲本贡献者（占比54.84%），是驱动该毒株遗传多样化的核心引擎。NADC34-like PRRSV在全球范围内呈现高度的遗传多样性和复杂的区域演化特征。虽然重组模式与毒株毒力间的直接联系尚待明确，但重组株的广泛流行及其演化热点的漂移提示该毒株具有极强的环境适应性。首次在全球尺度下对NADC34-like毒株进行了系统的全基因组重组模式分类，确立了R1-R12评价框架。揭示了中国毒株重组热点从结构基因向非结构基因区转移的独特演化规律。明确了Lineage 1.8作为“通用亲本”在驱动全球NADC34-like毒株多样性中的关键作用。

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冠状病毒粒子包裹病毒负链基因组 Xinyu Yang, Wenzhen Qin, Ning Kong, Yuchang Liu, Guangzhi Tong, Tongling Shan 2026, 25(8): 3508-3510.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.12.042 摘要 ( )   PDF   冠状病毒是单链正义 RNA 病毒。在 PEDV 吸附和内化后及病毒负链 RNA 合成前，我们同时检测到了冠状病毒的正链和负链序列。为解释上述发现，本研究证实α、β和δ冠状病毒属的冠状病毒病毒粒子中包裹病毒的负链基因组。通过蔗糖密度梯度离心纯化，并经抗体和核酸酶处理的 PEDV 颗粒中，约 20% 至 46% 含有负链基因组，且这些病毒颗粒具备吸附和内化的能力。该研究解释了冠状病毒在吸附和内化后检测到病毒的负链RNA的发现，也表明了冠状病毒在组装过程中不仅包装病毒正链基因组，也会同时包装了病毒负链基因组。