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    2026年, 第25卷, 第9期
    刊出日期:2026-09-20
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    犊牛腹泻病因及益生菌治疗作用的最新研究进展
    Shuyao Zhu, Shuhao Bian, Liangliang Li, Mudassar Iqbal, Faisal Ayub Kiani, Abdul Asim Farooq, Haiju Dong, Xiangqian Zhang, Hongyu Dai, Fang Liu, Aoyun Li
    2026, 25(9): 3511-3526.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.07.028
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    新生犊牛因胃肠道屏障功能未成熟和免疫系统发育不全,极易受到各种肠道病原体的感染,由此引发的新生犊牛腹泻已成为畜牧业的重大健康挑战。这不仅导致犊牛生长受阻,且会造成严重的经济损失。犊牛腹泻的致病机制复杂,涉及感染性与非感染性因素。病毒(如牛轮状病毒、冠状病毒)、细菌(如肠毒素性大肠杆菌、沙门氏菌)和寄生虫(如隐孢子虫)等病原微生物通过破坏肠绒毛上皮细胞、分泌毒素或侵袭淋巴组织引发肠道损伤。非感染性因素包括母体营养失衡、初乳摄入不足、环境应激及饲养管理不当等。尽管抗生素长期用于临床治疗,但滥用现象已引发细菌耐药性增强、肉品抗生素残留等公共卫生问题,因此探索安全有效的替代疗法迫在眉睫。近年来,益生菌凭借改善肠道微环境、增强机体免疫力等优势,已被开发为提升动物健康与生产性能的新型制剂。通过补充益生菌维持肠道菌群稳态以防治犊牛腹泻,正成为该领域的新兴研究方向。研究发现,益生菌可通过多途径发挥治疗作用:在抑制病原体方面,可竞争黏附位点、分泌抗菌物质以降低病原体丰度;在增强肠屏障功能方面,能调节紧密连接蛋白表达,减少肠黏膜通透性;免疫调节方面,可抑制促炎因子释放,促进免疫球蛋白分泌;在代谢调节中,其发酵产生的短链脂肪酸为肠上皮细胞供能,并调节肠道 pH 值,同时促进营养物质转运蛋白表达以改善吸收。综上,本综述系统整合了多因素致病路径,揭示益生菌通过 “抑制病原 - 修复屏障 - 调节免疫 - 改善代谢” 的多维度协同机制,展现出优于传统抗生素的安全性与有效性,证实单一或复合益生菌在调节菌群多样性及缩短病程中的优势。未来研究可聚焦菌株特异性筛选及作用靶点的分子机制解析,推动益生菌在犊牛腹泻防治中的精准应用。

    蚜虫相关微生物在多营养级互作中的功能
    Jiahui Liu, Lallie Glacet, Yong Liu, Julian Chen, Guangwei Ren, Pengjun Xu, Frederic Francis
    2026, 25(9): 3527-3536.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.12.047
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    蚜虫是全球农业生产中的重要害虫。尽管越来越多的研究表明,蚜虫相关微生物在害虫综合治理中具有潜在应用价值,但其在多营养级互作中的功能仍有待深入认识。本文系统综述了蚜虫共生菌及蚜虫分泌物相关微生物的研究进展,重点阐述其对蚜虫生理与行为特性,以及蚜虫与寄主植物和天敌之间相互作用的调控作用。首先,总结了共生菌在改善蚜虫营养状况、增强耐热性,以及提高其对病原物、寄生蜂和杀虫剂抗性等方面的功能多样性。其次,探讨了蚜虫唾液和蜜露中的微生物如何作为分子信号,诱导植物防御反应,并调控捕食性和寄生性天敌的行为。特别关注了蜜露相关微生物中的挥发性有机物在调控捕食者和寄生蜂行为中的作用。最后,讨论了基于共生菌和微生物挥发物的新型生物防治策略,并展望了将微生物生态学融入蚜虫可持续治理体系的未来研究方向。

    通过全基因组关联分析挖掘小麦抗叶锈病新基因TaRLK-1B
    Shujuan Liu, Li Zhao, Chenyang Hao, Yuxue Pan, Mengjiao Guo, Yilin Huang, Haixia Liu, Jian Hou, Zaifeng Li, Tian Li, Xinhong Chen, Xueyong Zhang
    2026, 25(9): 3537-3547.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.02.028
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    叶锈病是一种对小麦极具破坏性的叶部病害,对全球小麦生产造成了严重威胁。在本研究中,对来自回交-互交-巢式关联作图(AB-NAMIC)群体的590份材料进行了成株期抗叶锈病表型鉴定,结合660K基因型数据进行全基因组关联分析(GWAS),鉴定到位于1B、2A、2B和7D染色体上的显著数量性状位点(QTL),并定位了位于1B染色体上的候选基因TaRLK-1B。基于TaRLK-1B单倍型开发的CAPS标记能够有效区分抗病和感病品种。该基因编码一种膜定位的富含亮氨酸重复序列的类受体蛋白激酶(LRR-RLK),受到叶锈菌侵染诱导表达。在小麦中敲除该基因导致抗叶锈病能力降低,进一步证实了其作为正向调控因子在防御叶锈病中的作用。此外,TaRLK-1B可能与类受体胞质激酶TaRLCK1B相互作用,从而促进免疫信号转导。研究结果还表明,聚合多个抗病QTL可以显著提高小麦的叶锈病抗性。本研究为抗病基因提供了新的见解,并提供了有价值的QTL信息,有助于小麦抗病分子标记辅助育种。

    小麦粒长新位点的遗传鉴定与特征分析
    Qian Liu, Qijing Xuan, Yuxin Lan, Xinlin Xie, Bin Chen, Jianing You, Longxing Su, Md Nahibuzzaman Lohani, Lei Wu, Xinrong Hu, Li Yin, Yanlin Liu, Tongzhu Wang, Qiantao Jiang, Yuming Wei, Youliang Zheng, Chunji Liu, Hongwei Geng, Jian Ma
    2026, 25(9): 3548-3558.  DOI: 10.1016/j.jia.2024.10.005
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    粒长是决定小麦粒重的组成因素之一。在本研究中,我们首先利用群体分离分析法和小麦60 K液相SNP芯片快速确定了小麦长粒突变体BLS2中2B染色体长臂可能含有粒长调控位点,然后进一步利用连锁图谱确定该位点是一个主效且稳定的QTL,即Qkl.sau-BC-2B.1,其定位于0.4 cM的遗传区间内,在不同环境下能解释17.01%-30.53 %的表型变异,其遗传效应和真实性在另一个群体中也得到进一步验证。Qkl.sau-BC-2B.1的正效应位点可以显著增加百粒重并延长开花期,但不影响植株高度、分蘖数、穗长和每穗小穗数。表达量和测序分析表明,基因TraesCS2B02G478100的编码区有个导致氨基酸变化的碱基变异,推测它很可能是该粒长位点的候选基因。另外,我们提出了一个新的解析产量相关性状遗传基础的模型。综上,本研究结果为后续开展粒长基因的挖掘和育种利用提供了基础。

    利用扩大的基因型数据鉴定新的玉米抗黄曲霉QTL
    Jianxin Li, Lianglei Zhang, Xiang Guo, Jihong Zhang, Shiwei Wang, Xinyu Sun, Haiyang Duan, Huiling Xie, Dong Ding, Jihua Tang, Xuehai Zhang
    2026, 25(9): 3559-3571.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.01.002
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    玉米作为重要的全球性作物,是主要的食品和饲料来源。然而,其籽粒易受黄曲霉菌侵染,该真菌因其能够产生高毒性且致癌的黄曲霉毒素而闻名,对人类及动物健康构成严重威胁。因此,鉴定与抗黄曲霉毒素相关的数量性状位点(QTL)并培育抗黄曲霉毒素的玉米品种,对于降低黄曲霉毒素污染风险具有重要意义。本研究致力于通过提升基因型标记密度,深入探索玉米抗黄曲霉性的遗传基础。对一个包含311个玉米自交系的群体在受控环境下进行黄曲霉接种试验并收集其黄曲霉抗性表型数据。利用这些丰富的表型与基因型,进行全基因组关联分析(GWAS),旨在鉴定与黄曲霉抗性紧密相关的遗传位点。结果显示,黄曲霉抗性表型呈现出正态分布特征,且温带自交系相较于热带/亚热带材料展现出更强的黄曲霉抗性。通过GWAS分析,成功鉴定出15个新的QTL,这些QTL能够解释8.22%至27.71%的表型变异,并覆盖了47个高表达基因。这一发现表明,基因型标记密度的增加显著提升了GWAS的统计功效。进一步的功能注释分析,包括GO和KEGG富集分析表明,这些基因与脂肪酸合成、糖苷分解和根系生长发育密切相关。位于ZmAFR16上的基因Zm00001d021197呈现簇状峰,平均可解释10.21%的表型变异,发现该基因在细胞膜形成过程中发挥作用,并具有α-L-岩藻糖苷酶活性,可促进糖代谢,有助于多糖降解。单倍型分析显示,Zm00001d033637和Zm00001d021197的不同单倍型对黄曲霉抗性存在显著差异。携带这两个基因的有利单倍型组合的玉米自交系表现出对黄曲霉较强的抗性。选择扫描分析结果显示,在大刍草(Zea mays ssp. mexicana)驯化为现代玉米过程中,以及热带/亚热带玉米适应温带玉米过程中,Zm00001d021197受到了选择。更为重要的是,我们在Zm00001d021197启动子区域开发了分子标记,能够有效鉴定出具有抗黄曲霉优异单倍型的玉米种质资源。这些研究结果不仅深化了我们对于影响玉米籽粒抗黄曲霉抗性遗传因子的理解,还为改良现有种质、培育具有更强抗病性的玉米新品种提供了宝贵的理论依据和技术支持。

    大豆溶血磷脂酸酰基转移酶的全基因家族特征及GmLPAT11在盐胁迫中的功能验证
    Zhiyang Wang, Peiyan Liu, Haitong Sun, Wenying Suo, Ziqian Cheng, Mingliang Yang, Qingshan Chen, Ying Zhao
    2026, 25(9): 3572-3584.  DOI: 10.1016/j.jia.2024.12.031
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    溶血磷脂酸酰基转移酶(LPAT)是一种广泛表达的酶,在植物的生长发育和胁迫响应中起着关键作用。然而,关于大豆基因组中的LPAT基因的信息却十分有限。通过全基因组分析,鉴定了15个大豆LPAT家族成员,并分析了保守蛋白基序的存在。根据其系统发育关系,将这些基因分为三个聚类。通过共聚焦显微镜在拟南芥叶肉原生质体上测定了6个GmLPATs的胞内定位。顺式调节元件分析和实时定量聚合酶链反应(qRT-PCR)的结果显示,非生物胁迫(干旱、盐和碱度)和激素处理显著增加了GmLPATs的转录本。GmLPATs在不同的大豆组织中表现出独特的表达模式。我们发现,一个soiLPAT亚型(GmLPAT11)在各个处理下的表达水平较高,这可能表明它在大豆对盐胁迫的响应中起了关键作用。GmLPAT11在大肠杆菌中的表达表明,重组酶具有LPAT活性。我们还发现过表达LPAT降低了转基因大豆活性氧(ROS)的形成,显著提高了抗盐胁迫性。基因关联分析表明,GmLPAT11的变异与幼苗的耐盐性密切相关。在GmLPAT11的CDS区发现了一种可能与耐盐性相关的多态性。这些发现不仅提高了我们对LPAT基因家族的理解,还确定了大豆未来增强耐盐性的潜在候选基因。

    全基因组关联分析及全转录组关联分析揭示甘蓝型油菜种子棕榈酸含量的遗传基础
    Haijiang Liu, Yongheng Yuan, Yunshan Tang, Ruoshui Li, Kaijie Ye, Mengzhen Zhang, Kun Lu, Nengwen Yin, Huiyan Zhao, Yuanyuan Liu, Taocui Huang, Rui Wang, Lei Shi, Hai Du, Cunmin Qu
    2026, 25(9): 3585-3594.  DOI: 10.1016/j.jia.2024.11.015
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    油菜是世界上最重要的油料作物之一。培育优质油菜品种是一个长期的育种目标。降低菜籽油中的主要饱和脂肪酸棕榈酸的含量,可以极大的改善菜籽油的品质。本研究对393份甘蓝型油菜种子中的棕榈酸含量进行全基因组关联分析和全转录组关联分析,确定4个(BnaA08.DAP、BnaA08.PAA1、BnaAO8.DUF106和BnaC03.DAP)影响种子棕榈酸含量的候选基因。以上候选基因在开花后20和40天的基因表达量与SPAC呈显著相关。基于以上候选基因内的遗传变异,我们结合候选基因关联分析和单倍型分析,鉴定出4种低棕榈酸单倍型。携带低棕榈酸单倍型的油菜种子中的棕榈酸含量要显著低于携带高棕榈酸单倍型的油菜品种,但不影响种子含油量、蛋白质含量和产量。基于BnaA08.DUF106启动子上的与棕榈酸含量显著关联的功能SNP chrA08_9529850(C/A),开发了一个可用于甘蓝型油菜低棕榈酸的选育的分子标记Bn_A8_SPAC_Marker。本研究结果为解析甘蓝型油菜种子棕榈酸含量的遗传基础提供了有价值的信息。此外,本研究中确定的候选基因、优异单倍型和分子标记将为低棕榈酸油菜品种的选育提供参考。

    轻干湿交替灌溉与生物炭联合应用协同提升水稻产量和品质
    Haotian Chen, Yunyi Gu, Shengkai Yang, Xiaohan Zhong, Meijie Jia, Wei Cai, Kuanyu Zhu, Junfei Gu, Kaifeng Huang, Hao Zhang, Zhiqin Wang, Zujian Zhang, Lijun Liu, Jianhua Zhang, Weiyang Zhang
    2026, 25(9): 3595-3608.  DOI: 10.1016/j.jia.2026.02.015
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    为应对水资源短缺与优质稻米需求增长的双重挑战,本研究探讨了轻干湿交替(Mild AWD)灌溉与小麦秸秆生物炭联合应用对水稻产量及籽粒品质的协同效应。本研究于2023−2024年开展了为期两年的大田试验,供试材料为杂交稻品种“甬优2640”。设置两种灌溉模式:传统水层灌溉(CF)和轻干湿交替灌溉(在土壤15−20 cm深处水势为−10到−15 kPa时复水),每种灌溉模式下设施用生物炭(10 t ha−1)一次性施用与不施用处理。结果表明,与CF相比,Mild AWD与生物炭联合应用使2023年和2024年的产量分别显著提高了18.7%和13.4%。同时,该联合处理还系统改善了稻米品质,体现为加工品质提升(整精米率提高23.1%−24.6%)、外观品质改善(垩白度降低36.4%−38.2%)、蒸煮食味品质优化(峰值黏度更高、糊化温度与糊化焓降低)及营养品质增强(谷蛋白含量增加、醇溶蛋白含量以及淀粉消化率降低)。这些改善主要归因于根系活力与叶片光合速率的协同增强,促进了光合同化物在营养器官的积累以及向籽粒的转运。此外,关键淀粉合成酶活性的提高进一步促进了淀粉的生物合成与积累,为产量和品质的协同改善提供了生理基础。本研究还明确了土壤15−20 cm深度水势在−10至−15 kPa是实施Mild AWD灌溉的最佳阈值。该研究为高产优质水稻协同栽培提供了一项具有规模化应用潜力的种植方案。

    干旱锻炼促进小麦拔节期干旱胁迫下的幼穗发育的生理机制
    Mengting He, Hanxiao Li, Zhuangzhuang Sun, Xiangnan Li, Qing Li, Jian Cai, Qin Zhou, Yingxin Zhong, Xiao Wang, Dong Jiang
    2026, 25(9): 3609-3618.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.02.033
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    干旱胁迫是制约小麦产量的关键环境因子,其中拔节期干旱对穗分化的抑制作用尤为突出。本研究基于作物逆境胁迫记忆理论,系统解析了三叶期干旱锻炼对拔节期穗发育的生理调控机制。研究通过对三叶期小麦施加干旱锻炼与拔节期干旱胁迫试验,揭示了干旱锻炼通过碳代谢重编程稳定幼穗分化的生理机制。研究表明:干旱锻炼显著提升植株的生理适应能力。在拔节期干旱胁迫下,经过锻炼植株旗叶光合速率较未锻炼植株提高25.7%,叶片水势增加17.4%,并有效缓解氧化损伤(过氧化氢和丙二醛含量分别降低30.6%和11.1%)叶片碳代谢关键酶活性分析发现,己糖激酶和果糖激酶的活性分别增加了170%和236%,驱动了碳代谢流稳态建立,从而增加了小穗和可育小花的形成,最终实现穗粒数13.8%的显著提升。本研究创新性地揭示了干旱锻炼通过“碳代谢稳态和穗器官建成”协同调控增强小麦耐逆性的生理机制,为作物抗逆栽培理论提供了重要补充,也为粮食安全生产提供了创新性解决方案。

    根冠生长的基因型优势缓解了土壤紧实胁迫下的玉米减产效应
    Lu Liang, Zhuohan Gao, Zaisong Ding, Wenchao Zhen, Zheng Liu, Congfeng Li, Ming Zhao, Xinbing Wang, Baoyuan Zhou
    2026, 25(9): 3619-3628.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.02.040
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    土壤紧实是制约华北平原玉米进一步增产的重要因素。然而,不同品种玉米产量形成对土壤紧实胁迫的响应存在明显差异。为探究不同类型玉米品种对不同土壤紧实胁迫条件下的生理响应,我们对17个玉米品种进行了为期两年的田间试验。试验设置了三种土壤紧实胁迫处理:无紧实胁迫(NC,土壤容重SBD=1.0-1.3 g cm-³)、中度紧实胁迫(MC,SBD=1.4-1.5 g cm-³)和重度紧实胁迫(HC,SBD>1.6 g cm-³)。在试验过程中,我们测定了玉米根和茎的形态、干物质积累以及产量。与NC相比,MC和HC分别造成玉米减产0.9-26.7%和5.9-41.1%。在HC条件下,高耐紧实胁迫品种(H)比中耐紧实胁迫品种(M)和低耐紧实胁迫品种(L)产量更高,主要是因为其根系和地上部生长更有优势。H类品种表现出较高的根长、根表面积和根重以及根系活性、吸收能力和抗氧化能力,从而增加了叶面积指数和干物质积累。此外,HC条件下H类品种根系生长指标的增幅大于地上部指标,因此其根冠比增加。由此可知,土壤紧实对玉米根系和地上部生长的影响因基因型而异,H类品种的根系生长优势比地上部更明显,因此能在重度紧实条件下获得较高的产量。

    通过播种后及时滴水出苗提高玉米密植群体整齐度及产量

    Zhenhua Yan, Yi Liu, Shang Gao, Hongye Yang, Dayun Feng, Kexin Gao, Yuan Lu, Bo Ming, Keru Wang, Zhiguo Zhou, Ruizhi Xie, Shaokun Li
    2026, 25(9): 3629-3638.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.05.014
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    作物出苗不均是由出苗时间的自然差异造成的,这种差异受播种后不同灌溉措施的影响。在追求高产玉米群体的过程中,玉米出苗率和整齐度是关键因素。本研究探讨了不同灌溉方式以及播种后不同天数的滴灌对夏玉米出苗整齐度和产量的影响。试验设置六种处理方式:播种后第0天、第3天、第6天、第9天和第12天滴灌(DAS0、DAS3、DAS6、DAS9和DAS12),以及播种后第0天喷灌(SI0)。在关键生长阶段测定主要农艺性状、收获期果穗性状及产量以及群体整齐度。结果表明,及时滴灌处理(DAS0-3)出苗率和收获穗数分别较喷灌处理显著增加9.57%(8621.61 株 ha-1)和10.54%(8017.05 穗 ha-1)。DAS0-3处理的穗长和穗粒重分别较喷灌处理显著增加13.50%和24.85%。随着玉米的生长发育,延迟滴灌(DAS6-12)处理玉米群体质量逐渐下降。在吐丝期,植株高度和穗位高度的整齐度分别较DAS0-3处理显著降低47.19%和44.85%。在收获期,玉米干物质量和叶面积指数整齐度分别较DAS0-3处理显著降低28.24%和41.83%。相关性分析表明,穗粒重整齐度与产量的相关性最为显著,相关系数为 0.90**。DAS0-3处理的产量较SI处理显著提高23.71%。DAS6-12处理的产量较DAS0-3处理显著降低13.18%-23.97%,与SI处理的产量相当。玉米播种后若不及时滴水出苗,将无法充分发挥滴灌的增产潜力。播种后第三天起,每延迟一天进行滴水出苗,产量平均降低 0.32 t ha-1。玉米播种后及时进行滴灌能显著提高出苗率和群体整齐度,增加收获穗数和单穗粒重,进而提高最终产量。播种后三天内利用滴灌进行滴水出苗,能充分发挥滴灌的增产潜力。

    外源调环酸钙通过调节离子平衡、抗坏血酸-谷胱甘肽防御和光合作用来提高盐碱胁迫下的大豆产量
    Minglong Yu, Lu Huang, Aaqil Khan, Naijie Feng, Dianfeng Zheng
    2026, 25(9): 3639-3655.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.04.005
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    调环酸钙(Pro-Ca)可以积极调节作物对盐碱胁迫的耐受性。然而,施用Pro-Ca的最佳浓度及其增强大豆耐盐碱性和产量的机制仍不清楚。本研究旨在确定外源施用Pro-Ca的最佳浓度,并揭示Pro-Ca对盐碱胁迫下大豆修复和产量响应的潜在机制。结果表明,盐碱胁迫通过触发活性氧(ROS)产生,导致Na+过度积累对基粒片层造成氧化损伤,从而对大豆幼苗的形态和生理特性产生负面影响。施用100 mg L−1 Pro-Ca为最佳,通过显著降低盐碱胁迫下的Na+吸收来改善干物质积累和归一化植被指数(NDVI)。此外,综合生理、超微结构和转录组数据表明,Pro-Ca显著增强了抗坏血酸-谷胱甘肽(AsA-GSH)循环,通过上调相关基因的表达来增强抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)、脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)和单脱氢抗坏血酸还原酶(MDHAR)的活性以及AsA/DHA和GSH/GSSG的比率以淬灭ROS,从而保护内囊体膜和线粒体膜免受降解。编码抗坏血酸和醛酸代谢的差异表达基因(DEGs)在膜的组成部分中显著富集(P<0.05)。此外,Pro-Ca处理上调了盐碱胁迫下编码光系统的基因表达,降低了光抑制和气孔限制(Ls),并减轻了盐碱胁迫引起的光系统损伤和产量下降。总之,叶片喷施Pro-Ca可通过抑制Na+内流、增强AsA-GSH循环、维持生物膜系统和提高光合效率来有效增强大豆幼苗对盐碱胁迫的耐受性。

    6-BA介导的‘咸恒1号'苹果砧木休眠解除的分子和代谢机制

    Zohaib Asghar, Asad Shehzaib, Muhammad Atal Shah, Dantong Shao, Le Du, Xinyue He, Muhammad Mobeen Tahir, Namozov Ikhtiyor, Hongjuan Ge, Jin Lü, Rongxin Chen, Aimin Han, Dong Zhang, Juanjuan Ma, Jiangping Mao, Yawen Shen, Na An
    2026, 25(9): 3656-3672.  DOI: 10.1016/j.jia.2026.06.001
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    芽休眠是多年生植物为应对不利环境条件、确保自身存活而形成的一种关键适应性策略。然而,这一策略对园艺作物(尤其是苹果等果树)构成了难题:芽萌发的整齐一致性是稳定生长和产量的关键,但休眠会干扰这种整齐性。人工合成细胞分裂素——6-苄氨基嘌呤(6-BA)能够促进休眠解除,但其分子和代谢机制尚不明确。本研究以‘咸恒1号’苹果砧木苗为材料,对休眠芽施用6-BA,随后在30 d内进行植株形态指标和激素含量测定,并结合转录组和代谢组分析,探究6-BA处理对芽休眠解除的调控作用。研究结果表明,6-BA处理提高了‘咸恒1号’苹果砧木的株高和叶片萌发数,其机制在于提高了细胞分裂素类,如二氢玉米素核苷(DHZR)、异戊烯基腺苷(IPA)等内源激素水平,同时降低了脱落酸(ABA)水平。转录组分析共鉴定到7,009个响应6-BA处理的差异表达基因(DEGs)。细胞分裂素响应基因A-ARR8表现出独特的表达模式:在处理后1、3和6 d保持上调,而11 d转为下调。相比之下,ABA相关基因SnRK2a/b、PP2C和ABF3在整个处理期间均持续下调。代谢组分析鉴定出2,053种代谢物,处理早期苯丙烷类和黄酮类代谢物占主导,后期转向以ABC转运蛋白介导的养分动员为主。联合分析揭示了次生代谢物生物合成与细胞分裂素信号转导之间存在着协同激活关系。以上结果表明,6-BA诱导芽休眠解除,依赖于细胞分裂素与脱落酸的拮抗关系,以及代谢从胁迫保护向生长促进的分阶段重编程。本研究可为苹果栽培中休眠调控技术的优化提供系统的理论支撑,为优化苹果栽培中的休眠管理提供了系统的理论依据,同时证实6-BA是一种可有效促进温带水果生产的植物生长调节剂。

    芒果中 MiCOL14B-GQ 与 MiCOL14B-JH 在开花和非生物胁迫中的拮抗与协同作用
    Junjie Zhong, Ruoyan Li, Yuan Liu, Shuquan Chen, Huibao Wen, Teng Tang, Cong Luo, Xinhua He
    2026, 25(9): 3673-3691.  DOI: 10.1016/j.jia.2026.01.012
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    CONSTANS /CONSTANS-LIKE(CO/COL)基因家族在植物开花调控和逆境响应中发挥重要作用。本研究在两个不同芒果品种中鉴定到 MiCOL14B 基因的两个变异体,分别命名为 MiCOL14B-GQ 和 MiCOL14B-JH,二者在序列和结构域上存在显著差异。这两个基因在芒果各组织中均有表达,定位于细胞核,且对干旱和盐胁迫均有响应。在转基因拟南芥中,MiCOL14B-GQ 延迟开花,而 MiCOL14B-JH 促进开花。这种表型差异源于二者的分子调控特异性,酵母单杂交(Y1H)和双荧光素酶报告基因实验表明,两个变异体均能直接结合成花素基因(MiFTs)的启动子,其中 MiCOL14B-GQ 抑制其转录,MiCOL14B-JH 则促进其转录。转基因芒果根系中 MiFTs 基因的表达水平变化进一步验证了该机制。此外,在转基因拟南芥和转基因芒果根系中,MiCOL14B-GQ 和 MiCOL14B-JH 均能提高植株对干旱和盐胁迫的耐受性。它们通过提高脯氨酸(Pro)含量和超氧化物歧化酶(SOD)活性,同时降低丙二醛(MDA)和过氧化氢(H₂O₂)的积累,显著增强了逆境耐受性。酵母双杂交(Y2H)和双分子荧光互补(BiFC)实验表明,MiCOL14B-GQ 和 MiCOL14B-JH 能与多个逆境相关蛋白相互作用。本研究首次揭示了 MiCOL14B 基因序列变异在调控芒果开花和逆境响应中的潜在功能,为芒果分子育种提供了宝贵的遗传资源。

    光合系统的抑制与光合色素降解增强协同导致茶树叶片的杂色表型
    Yifan Li, Huiyan Jia, Yafei Guo, Zuguo Xi, Yufei Wang, Mengqian Lu, Wei Tong, Qianying Dai, Weiwei Deng
    2026, 25(9): 3692-3702.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.10.012
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    近期研究发现,具有稳定叶色变异表型的杂色茶树表现出独特的生理特征。与传统绿叶茶树品种相比,其叶片氨基酸含量显著提升,多酚类物质含量则呈下降趋势。本研究以‘黄山种’茶树的杂色叶片与绿色叶片为实验材料,系统开展光合色素含量测定及转录组比较分析。研究结果表明,杂色叶片的叶绿素总量较绿色叶片显著降低,而Chl a/Chl b比值显著升高。进一步分析显示,多个参与葡萄糖代谢的基因(CsrpiA、CsGAPDH、CsgpmI、CsPK、CsOGDH)在杂色叶片中呈现表达上调。光系统Ⅱ复合体基因(CspsbP、CspsbW)及光捕获蛋白复合体基因(CsLhca1、CsLhca4、CsLhcb1、CsLhcb3)等光合通路关键基因的表达水平在杂色叶片中显著下调。同时,参与叶绿素分解代谢的相关基因(CsSGR、CsCLH1)在杂色叶片中表达显著上调。与野生型相比,CsCLH1和CsCLH2转基因植株叶绿素含量无显著变化。体外酶活性测定证实,CsCLH1具有降解叶绿素的酶活性。经亚细胞定位结果证实CsCLH1与CsCLH2蛋白均定位于细胞质与细胞核内。因此,CsCLH1在体内不具有降解叶绿素的能力。综上,茶树叶片杂色表型的形成与光合系统功能损伤、碳水化合物合成抑制及光合色素降解加速的协同作用有关。该研究成果不仅深化了对植物叶片变异分子机制的认知,也为解析植物叶色调控网络提供了新的理论依据。

    质子响应的SlSTOP1-SlFRDL1调控通路介导番茄根部柠檬酸依赖性的铁吸收

    Huihui Zhu, Liqiong Jia, Yuzhi Bai, Junqiang Xu, Xulu Luo, Wei Fan, Weiwei Chen, Jianli Yang
    2026, 25(9): 3703-3714.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.12.072
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    在根际铁活化过程中,环境pH条件对根系分泌物的组成与功能具有决定性影响。尽管有机酸在铁溶解过程中的作用已得到广泛证实,但其pH依赖性的分子调控机制仍存在认知空白。本研究揭示了弱酸性环境(pH 5.0-6.0)下根系铁活化的新机制。研究发现,在该pH范围内,根系分泌的质子单独作用难以有效溶解难溶性铁,必须依赖pH敏感的有机配体协同作用。比较分析显示,柠檬酸相较于草酸和苹果酸具有显著更高的铁溶解效率。分子机制研究表明,质膜定位的柠檬酸转运蛋白SlFRDL1是这一过程的关键执行者。缺铁胁迫显著诱导SlFRDL1基因表达,其敲除突变体Slfrdl1因柠檬酸分泌缺陷而表现出加重的缺铁黄化表型。进一步研究发现,转录因子SlSTOP1通过特异性结合SlFRDL1启动子区域来激活其表达。遗传证据显示,Slstop1突变体与Slfrdl1突变体具有高度相似的缺铁敏感表型,证实二者在功能上存在协同关系。特别值得注意的是,与FER介导的广谱pH适应型铁吸收系统不同,SlSTOP1-SlFRDL1模块表现出严格的pH依赖性调控特征——仅在酸性条件下被缺铁信号特异性激活。这一发现不仅阐明了酸性土壤中铁活化的分子基础,也为作物适应不同pH环境的铁营养调控机制提供了新的理论依据。

    大白菜突变体lic86的激素组与转录组整合分析揭示生长素参与叶片卷曲的调控机制
    Xiaomeng Zhang, Xu Zheng, Shukang Bai, Yuanyuan Miao, Shixiong Deng, Leiguo Min, Yin Lu, Xiaocong Chang, Qiong Jia, Jianjun Zhao, Lisong Ma, Wei Ma
    2026, 25(9): 3715-3724.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.12.059
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    叶片卷曲是结球类蔬菜作物的重要农艺性状,促进叶球的形成。然而,生长素调控大白菜叶片卷曲的机制尚不清晰。本研究鉴定出一份大白菜叶片内卷突变体(lic86),其叶片明显向内卷曲。与野生型(WT)相比,lic86突变体横轴方向的叶片曲率指数显著增加。激素含量检测发现,lic86叶片中只有IAA含量显著降低。在野生型和突变体中,外源喷施IAA均导致叶片外卷,而喷施生长素运输抑制剂(TIBA)则引起叶片内卷。lic86中BrAS1基因的两个拷贝表达水平显著升高,而生长素内向转运载体基因BrLAX1的表达显著降低。在野生型中通过病毒诱导的基因沉默(VIGS)技术抑制BrLAX1表达可导致叶片内卷,而在lic86突变体中沉默BrAS1基因则使叶片恢复平展表型。这些结果表明,生长素与BrAS1基因在大白菜叶片卷曲过程中发挥重要作用,为解析大白菜叶片卷曲和叶球发育的分子机制提供新见解。

    西瓜黄绿植株基因Clygp编码叶绿体信号识别颗粒54kD亚基蛋白负责调控叶绿体发育和光合作用
    Shixiang Duan, Yaomiao Guo, Lin Deng, Qishuai Kang, Changbao Shen, Xiaohang Xue, Junling Dou, Dongming Liu, Sen Yang, Xingping Zhang, Yun Deng, Huayu Zhu, Yongdong Sun, Luming Yang
    2026, 25(9): 3725-3735.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.11.013
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    光合作用作为高等植物营养物质合成的主要来源,提高光合效率有助于显著提高作物的产量和果实品质。叶色突变体作为研究高等植物叶绿体发育和光合作用机制的理想材料,在大田作物中被广泛研究,但其在西瓜中的研究与应用十分有限。本研究从西瓜EMS诱变突变体库中筛选获得一个黄绿表型突变体PKH352,其叶绿素含量和最大光化学效率显著降低。遗传分析表明该突变体的黄绿性状受隐性单基因调控,命名为Clygp(Citrullus lanatus yellow-green plant)。通过在440株的F2群体中进行MutMap和连锁分析,我们鉴定出ClG42_04g0106300基因上的单核苷酸多态性(SNP)突变为PKH352黄绿表型变异的原因,该基因编码一个叶绿体信号识别颗粒54kD亚基蛋白。利用CRISPR/Cas9基因编辑体系验证,敲除ClG42_04g0106300基因导致西瓜出现黄绿表型,进一步验证了该基因的功能。此外,转录组分析显示,ClG42_04g0106300基因突变显著影响叶绿体发育和光合作用中相关基因的表达,充分表明其在这些生物学通路中起重要作用。综上所述,本研究为解析西瓜叶绿体发育和光合效率的分子机制提供了新的基因资源,为培育高光合效率西瓜品种奠定了理论基础。

    岩藻糖苷酶MoFco1调控稻瘟病菌侵染的机制研究
    Chang’an Ji, Zhao Hu, Yifang Zhang, Xia Song, Lei Su, Jintao Wang, Linxun Wu, Muxing Liu, Gang Li, Haifeng Zhang, Leiyun Yang, Xinyu Liu, Zhengguang Zhang
    2026, 25(9): 3736-3745.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.06.004
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    病原真菌与寄主互作时,病原物释放细胞壁降解酶降解植物细胞壁以促进侵染。木葡聚糖侧链的岩藻糖基化修饰是植物半纤维素中常见的糖基化形式之一,但稻瘟病菌是否通过分泌岩藻糖苷酶调控水稻木葡聚糖的岩藻糖基化水平,尚不清楚。有研究报道,禾谷镰刀菌α-L-岩藻糖苷酶FgFco1对豌豆木葡聚糖寡糖XXFG具有活性。本研究聚焦于FgFco1在稻瘟病菌中的同源蛋白MoFco1,探讨其在致病过程中的功能。通过序列比对和系统发育分析,我们发现稻瘟病菌中存在三个FgFco1同源基因,其中MoFco1与FgFco1最为相似,并在序列和结构上均高度保守。酶活检测表明,MoFco1可水解α-1,2连接的岩藻糖修饰寡糖,如2’-FL和XXFG。进一步通过定位观察发现MoFco1在侵染过程中分泌到质外体空间。进一步对MoFco1的功能进行解析,发现其调控稻瘟病菌的致病力,并且其功能依赖于其酶活。在此基础上,以AlphaFold3构建的MoFco1结构进行虚拟筛选,获得了化合物0989,采用微量热泳动技术明确0989与MoFco1结合关系,进一步实验证实,0989可显著抑制稻瘟病菌的致病力。综上,本研究揭示了MoFco1在稻瘟病菌致病过程中的关键作用,并提出靶向其酶活的抑制剂作为潜在的植物保护手段,拓展了结构生物学在病害防控中的应用前景。

    基于稗草疏水表面特性制备适配植保无人机低容量喷雾的噁嗪草酮纳米悬浮剂以提高对直播水稻田稗草的除草活性
    Xuejian Cheng, Chengying Ding, Aiping Wang, Lidong Cao, Chong Cao, Pengyue Zhao, Manli Yu, Li Zheng, Qiliang Huang
    2026, 25(9): 3746-3761.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.08.003
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    植保无人机的爆发式增长对农药制剂提出了新的要求,亟需基于靶标界面特性开发靶向、精准且高效的农药制剂以满足植保无人机低容量喷雾的需求。本研究基于稗草表面疏水特性,开发了适用于植保无人机低容量喷雾的噁嗪草酮纳米悬浮剂。OWRK法表明稗草2到3叶期近轴面和远轴面的固体表面自由能介于23.73 mJ m-2至28.00 mJ m-2之间,且以色散分量为主。稗草叶片表面覆盖着长度约为1μm的无序致密蜡片,将稗草叶片表面划分为不同大小的微纳米结构,其尺寸介于251.7 nm至266.8 nm之间。噁嗪草酮纳米悬浮剂中的纳米颗粒可以嵌入稗草表面的微纳米结构中。雾化试验表明,噁嗪草酮纳米悬浮剂可以显著降低细雾滴比例,进而降低飘移潜能。噁嗪草酮纳米悬浮剂具有良好的稀释稳定性和热储稳定性,可以改善雾滴在稗草表面的润湿、铺展和粘附性能,且显著提高了噁嗪草酮在稗草植株体内的内吸和传导性能。此外,噁嗪草酮纳米悬浮剂可以显著提高对直播水稻田稗草的除草活性,且不会增加对水稻的药害风险。本研究为基于靶标界面特性开发适配植保无人机低容量喷雾的纳米农药制剂提供了一种新颖、有前景且可行的策略,对于提高植保无人机的剂量输送效率和改善对有害生物的防治效果具有重要意义。

    唾液蛋白NlSP6935影响稻飞虱生存和调控宿主防御的机制研究
    Zelong Zhang, Xiaojing Wang, Xinye Xu, Tangbin Hu, Chuanxi Zhang, Haijian Huang
    2026, 25(9): 3762-3774.  DOI: 10.1016/j.jia.2026.02.013
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    唾液在植物-昆虫互作中扮演关键角色,然而其蛋白的功能多样性尚未被充分解析。本研究鉴定到一个唾液腺特异高表达的蛋白NlSP6935,该蛋白在取食水稻的三种稻飞虱中高度保守,但在取食竹子的近缘种中缺失。干扰NlSP6935表达可导致褐飞虱(Nilaparvata lugens)出现存活率下降、取食困难与繁殖不育等系列表型,且上述效应不依赖于寄主植物的抗性。功能分析表明,在本氏烟中瞬时表达NlSP6935能够抑制植物体内H₂O₂积累;而在水稻中过表达该蛋白则会抑制萜类化合物合成,并增强寄主对昆虫的吸引性。然而,在转基因水稻中表达NlSP6935仅能部分挽救由RNAi引起的褐飞虱死亡,说明该蛋白除调控植物防御外,对昆虫自身的生理功能也具有不可或缺的作用。本研究揭示了一个在稻飞虱生存与寄主适应中均起关键作用的唾液效应子,为探索新型害虫防控策略提供了理论依据与基因靶点。

    点蜂缘蝽OR23h与OR109d在聚集信息素检测中的性别特异性与功能分化
    Xiaotong Zhang, Jiahang Wei, Xuanpu Luan, Ian W. Keesey, Xin Chen, Qi Yan, Shuanglin Dong, Jin Zhang
    2026, 25(9): 3775-3785.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.11.009
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    点蜂缘蝽(Riptortus pedestris)是东亚国家大豆的主要害虫。雄虫释放的聚集信息素能够吸引成虫和若虫,这为开发环境友好型害虫防控方法提供了潜力。然而,聚集信息素识别的分子机制尚不明确。本研究利用非洲爪蟾卵母细胞表达系统进行功能分析,发现两个气味受体(OR23h 与 OR109d)负责感知聚集信息素,其中主要组分  (E)-2-己烯基 (E)-2-己烯酸酯可被这两个受体共同识别。进一步的 qPCR 表达谱分析表明,OR109d 仅在雄虫触角中表达,而 OR23h 在雌雄个体中的表达水平相近。RNA干扰实验显示,dsOR23h 处理能显著降低雌雄个体对 (E)-2-己烯基 (Z)-3-己烯酸酯的触角电位反应。此外,同时干扰两个受体基因可显著降低雄虫对 (E)-2-己烯基 (E)-2-己烯酸酯的触角电位反应,并完全抑制雄虫对该化合物的趋向行为。这些结果与性别表达谱一致,揭示了两受体在功能及性别间的分化机制。本研究明确了调控该类信息素所引发聚集行为的关键气味受体,深化了对半翅目昆虫嗅觉信号传导机制的理解,并为优化害虫治理策略提供了重要理论依据。

    MFAP5通过促进脂肪细胞祖细胞向成纤维细胞谱系转变 增强仔猪抗寒性
    Xiangfei Ma, Mengting Li, Shengda Qiu, Di Liu, Hong Ma, Wei Wei, Lifan Zhang, Zan Huang, Jie Chen
    2026, 25(9): 3786-3799.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.09.006
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    猪缺乏典型的棕色脂肪组织,但有研究表明猪脂肪细胞具有不依赖UCP1产热的能力,然而目前对这些产热脂肪细胞的发育过程和调控机制仍然缺乏了解。本研究探究了二花脸仔猪背部皮下脂肪组织在冷刺激下的适应性反应机制,重点关注纤维/脂肪生成祖细胞(FAPs)的分化命运转变及其调控分子微纤维相关蛋白5(MFAP5)的作用,揭示了冷刺激条件下脂肪组织纤维化与产热功能的关联。本文以4对体重相近的6-8周龄雄性全同胞二花脸仔猪为试验材料,将全同胞二花脸仔猪随机分为室温组(28±0.5℃)和冷刺激组(11±0.5℃)进行30天试验。采集10个部位脂肪组织进行分析,发现背部皮下脂肪组织在冷刺激下表现出显著的产热潜力,同时观察到背部皮下脂肪组织发生组织结构重塑。综合分析背部皮下脂肪组织转录组测序和单细胞测序数据,发现冷刺激促进FAPs向非脂肪成纤维细胞分化,且MFAP5是冷刺激背部皮下脂肪组织可塑性的潜在调节因子。体外细胞试验证实,过表达MFAP5或添加MFAP5条件培养基抑制了前脂肪细胞分化为成熟脂肪细胞,促进其向非脂肪成纤维细胞分化,并显著增强非脂肪成纤维化细胞的线粒体生物合成。进一步研究表明,MFAP5主要通过Hippo-YAP1信号通路发挥作用。综上所述,本研究发现冷刺激通过上调二花脸仔猪背部皮下脂肪组织中MFAP5表达,激活Hippo-YAP1信号通路,促使FAPs分化为非脂肪成纤维细胞,进而抑制脂肪生成并促进脂肪组织纤维化和产热适应。这一发现揭示了MFAP5作为冷适应调控因子的新功能,为理解哺乳动物脂肪组织可塑性提供了新视角。

    scRNA-seq揭示山羊排卵过程中卵泡微环境的分子特征
    Conghui Guo, Guangbin Liu, Jie Liu, Kaihao Chen, Ming Deng, Baoli Sun, Yongqing Guo, Dewu Liu, Yaokun Li
    2026, 25(9): 3800-3813.  DOI: 10.1016/j.jia.2024.09.029
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    哺乳动物的排卵是一个高度复杂且精密调控的生物过程,涉及多种细胞类型、信号分子和细胞因子的协同作用。卵巢卵泡液为排卵提供了适宜的微环境,排卵的顺利进行与雌性动物的生育能力以及农场的经济效益紧密相关。因此,深入了解排卵过程及其分子机制具有重要意义。本研究旨在通过绘制山羊卵泡液的单细胞图谱,探讨排卵的时间动态。我们对hCG刺激后0 h、6 h、12 h、18 h、24 h的山羊卵泡液进行了单细胞转录组测序,鉴定出其中四种细胞类型:颗粒细胞、髓系细胞、T细胞和B细胞,并进一步划分出3个颗粒细胞亚群(生长卵泡颗粒细胞;排卵卵泡颗粒细胞;闭锁卵泡颗粒细胞)和6个髓系细胞亚群(促炎巨噬细胞a;促炎巨噬细胞b;抑炎巨噬细胞;新增巨噬细胞;单核细胞;中性粒细胞)。此外,我们还解析了排卵过程中颗粒细胞的基因表达和功能变化。尤其值得注意的是,我们发现LH峰后的6小时内,大量免疫细胞,特别是巨噬细胞,迅速浸入卵泡液。同时,我们还揭示了颗粒细胞与巨噬细胞之间密切的相互作用,提示颗粒细胞可能在免疫细胞浸润的调节中发挥作用,巨噬细胞可能促进卵母细胞的成熟。总体而言,我们的研究构建了山羊卵泡排卵的单细胞转录组图谱,揭示了排卵过程中细胞类型及基因表达的变化、细胞互作关系,为深入探索排卵机制及排卵障碍的治疗提供了重要基础,为山羊繁殖力的提升、经济效益的扩大提供新思路。

    饲粮中的萝卜硫素通过REV-ERBα和组蛋白修饰调节猪肝脏抗氧化基因
    Yiting Wang, Shicheng Li, Yufei Kan, Yanli Zhu, Kaiqi Li, Haoyu Liu, Tadelle Dessie Alemayehu, In Ho Kim, Mohammad D. Obeidat, Rui Zhang, Zhaojian Li, Demin Cai
    2026, 25(9): 3814-3828.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.02.019
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    萝卜硫素(SFN)是一种在十字花科蔬菜中天然存在的异硫氰酸酯,因其在体内的抗炎和抗氧化效应而受到广泛关注。尽管SFN的健康益处已被广泛认可,但其在动物饲料中添加对猪肝脏健康的影响及其作用机制尚未完全明了。为了探究这一问题,本研究在猪的饲粮中添加了1g kg-1的SFN,并在50天的饲养周期后对猪的肝脏和血清样本进行了深入分析。研究发现萝卜硫素的添加显著提升了猪的生长性能和肝细胞的增殖能力。此外,SFN还显示出对肝脏健康具有积极影响,它降低了肝脏和血清中的丙二醛(MDA)水平,这是氧化应激的一个重要生物标志物。同时,SFN还增加了肝脏中谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)的活性,这是一种关键的抗氧化酶。转录组和蛋白质组学研究表明,SFN下调了包括氧化磷酸化、炎症反应、IL-6-JAK-STAT3信号传导和通过NFκB的TNFα信号传导在内的多个途径。这些途径的下调有助于减轻炎症和氧化应激。同时,它上调了NRF2/GPX4/HO-1的表达,并减少了IL-6和TNFα的表达。这些都是与炎症和氧化应激相关的关键分子。机制研究进一步揭示了SFN可能通过影响NR1D1和NRF2这两个转录因子来调节肝脏中GPX4和HO-1基因的表达。这些基因与抗氧化防御机制密切相关。此外,代谢组分析显示,SFN给药后血清中β-羟丁酸水平下降,这可能与SFN增强了肝脏中赖氨酸β-羟丁酰化(Kbhb)这种表观遗传修饰有关。Kbhb是一种新型的蛋白质修饰方式,其在调控代谢和炎症反应中的作用逐渐受到重视。综上所述,SFN在抵御肝脏炎症和氧化损伤中发挥着保护作用,而且可能通过NRF2和NR1D1的协同作用以及促进肝脏Kbhb的形成来实现这些效果。这些发现为SFN在动物营养和健康领域的应用提供了新的科学依据,但SFN如何促进肝脏Kbhb的形成及其具体机制仍需进一步的研究和探索。

    PDCoV nsp14通过自噬和蛋白酶体途径降解MAVS、MyD88和TRAF3蛋白抑制干扰素通路
    2026, 25(9): 3829-3841.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.04.015
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    猪δ冠状病毒(PDCoV)是一种新发的猪肠道冠状病毒,可引起哺乳仔猪急性腹泻、呕吐、脱水和死亡。该病毒不仅严重危害养猪业的健康发展,其潜在的跨物种传播风险更值得关注。PDCoV的非结构蛋白14(nsp14)抑制β干扰素(IFN-β)的机制不清。在本研究中,我们发现PDCoV的nsp14蛋白能够通过泛素-蛋白酶体和自噬-溶酶体途径,特异性靶向降解干扰素信号通路中的关键接头蛋白MAVS、MyD88和TRAF3。PDCoV nsp14通过招募E3泛素连接酶MARCH8介导MAVS、MyD88和TRAF3蛋白的泛素化修饰。泛素化后的蛋白被货物受体NDP52识别,并转运至溶酶体降解,有效抑制IFN-β的表达。这一过程揭示了PDCoV nsp14在抑制天然免疫和促进病毒复制中的重要作用。我们还发现:宿主细胞中的MAVS、MyD88和TRAF3蛋白也能够通过激活NDP52介导的选择性自噬途径降解PDCoV的nsp14蛋白,抑制nsp14拮抗天然免疫。本研究揭示了PDCoV nsp14与宿主蛋白之间的相互博弈机制。一方面,PDCoV nsp14通过选择性自噬途径降解宿主蛋白,抑制宿主的天然免疫,为病毒的复制和增殖创造有利条件;另一方面,宿主细胞通过选择性自噬途径降解PDCoV nsp14蛋白,试图清除病毒并维持自身的免疫防御功能。这种双向蛋白降解机制的发现,不仅阐明了PDCoV免疫逃逸的核心策略,更为理解冠状病毒与宿主的协同进化提供了新视角。本研究为开发靶向病毒免疫逃逸机制的广谱抗冠状病毒药物奠定了理论基础。

    内膜蛋白TolA促进禽致病性大肠杆菌耐药性、环境适应性、生物被膜形成及毒力
    Shuangyang Li, Jiangang Hu, Chang Liu, Zizhu Lin, Haoheng Peng, Beibei Zhang, Xinyu Wang, Weiqi Guo, Jingjing Qi, Mingxing Tian, Yanqing Bao, Guangdong Zhang, Yuxiang Shi, Shaohui Wang
    2026, 25(9): 3842-3852.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.02.012
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    禽致病性大肠杆菌(Avian pathogenic Escherichia coli, APEC)可引起禽大肠杆菌病,给养禽业造成重大经济损失。细胞膜是细菌赖以生存的重要结构,其对细菌的环境适应性和毒力至关重要。Tol-pal系统是革兰阴性菌中由五种蛋白组成的动态复合体,其中内膜蛋白TolA有助于维持细胞膜的完整性。然而,内膜蛋白TolA在APEC环境适应性和致病性中的作用尚不完全清楚。因此,本研究构建APEC菌株tolA基因缺失株和互补株,分析TolA对APEC生物学特性及毒力的影响。结果发现,缺失tolA基因导致APEC形态显著变化、鞭毛减少、运动性降低、外膜囊泡产量增加。tolA基因缺失株的细胞膜完整性受损,从而降低其对抗生素耐受性和环境压力适应性。通过荧光定量PCR分析发现tolA基因缺失引起生物被膜相关基因及VI型分泌系统基因转录水平下调,导致生物被膜形成能力和细菌间竞争能力均下降。与野生株和互补株相比,tolA基因缺失株的抗血清杀菌能力、细胞黏附入侵能力、胞内存活能力、体内定植能力均显著降低,且导致宿主产生较少的炎症及致死率。结果表明,内膜蛋白TolA在APEC的抗生素耐受性、环境适应能力、生物被膜形成及致病性等方面发挥重要作用,为阐明APEC的环境适应性及致病机制提供参考。

    综合氮肥管理阻控亚热带蔬菜轮作系统的氮素淋洗与灰水足迹
    Fen Zhang, Xiaopeng Gao, Xiao Ma, Hailing Cao, Fabo Liu, Tao Liang, Xinping Chen, Xiaozhong Wang
    2026, 25(9): 3853-3867.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.11.008
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    氮素淋洗是亚热带作物生产系统中氮损失的主要途径,不仅导致地下水污染,还对人类健康构成严重威胁。然而,目前对亚热带露地蔬菜系统周年氮淋洗特征及综合氮肥管理措施的减排效果仍缺乏系统认知。本研究以我国西南亚热带地区的露地大白菜-辣椒轮作系统为对象,通过两组田间试验,定量评估了周年氮淋洗特征及综合氮肥管理的减排与增效作用。试验一比较了常规尿素施用下的五个施氮水平的效果;试验二在优化施氮量基础上,对比了常规尿素、有机肥、含硝化抑制剂的增效肥料和控释尿素等不同氮源的效果。结果表明,在农民习惯施氮(FNP)模式下,周年氮淋洗量高达251 kg N ha−1,其中辣椒季、大白菜季和休耕期分别贡献55、31和14%。氮淋洗总量随施氮量增加呈指数增长。FNP处理中辣椒季和大白菜季的氮淋洗因子分别为32%和17%。与FNP相比,基于作物需求与土壤供氮能力优化氮肥用量使氮淋洗量显著降低68%,灰水足迹减少66–75%,同时将氮肥利用率从35%提升至54%。试验二结果表明,在优化施氮量基础上,有机无机配施、含硝化抑制剂的增效肥料和控释尿素分别较常规尿素进一步降低周年氮淋洗量27、54和25%,并且增产2–11%,氮肥利用率提升10–13%,灰水足迹降低28–58%。研究结果表明,综合氮肥管理措施,尤其是基于优化施氮量并配合硝化抑制剂的施肥策略,能够有效减少氮淋洗,实现氮肥高效利用与蔬菜高产的双赢,为亚热带地区蔬菜可持续生产提供了可行途径。
    秸秆覆盖农田肥料氮回收与土壤有机碳稳定过程和组分构成的关系:基于15N示踪及13C自然丰度法分析
    Cong Xu, Ziqi Yang, Jing Wang, Roland Bol, Weijie Li, Cheng Ji, Jie Yuan, Lei Wang, Dong Liang, Hanshen Zhu, Jidong Wang, Yongchun Zhang, Yuchun Ai
    2026, 25(9): 3868-3881.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.12.046
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    秸秆覆盖还田是消减集约化农田中肥料氮损失的重要途径。然而,覆盖还田土壤中有机碳(SOC)如何在团聚体和剖面尺度上调控肥料氮去向仍不明确。本研究在为期四年的田间定位试验中设置微区,结合15N示踪和13C自然丰度法,评估秸秆覆盖土壤中肥料氮的去向及其与SOC组分和稳定化过程的关系。试验共设置三个处理,分别为(i)常规施氮(FN)、(ii)减量施氮(RN)和(iii)减量施氮配合秸秆覆盖(RS)。结果显示,与FN相比,RN处理下的作物产量显著降低,而RS处理则在保持与FN相当产量的同时,实现肥料氮回收率提升7.71%(P<0.05)。在团聚体尺度上,>2 mm及<0.053 mm粒径中的δ13C分馏值与肥料氮含量呈显著正相关,表明氮素固持与SOC稳定化过程紧密关联;与RN相比,RS处理下SOC向<0.053 mm团聚体的转化概率提高了2−3.4倍,同时团聚体结合的肥料氮含量增加了1.4倍。在剖面尺度上,不同SOC组分对肥料氮的分布具有差异化调控作用,表现为稳定性SOC与肥料氮含量呈正相关,而可溶性有机碳呈负相关,但后者提高了植株对肥料氮的利用率;相较于RN处理,RS处理显著增加了24%的SOC储量,减少了37%的NO₃⁻-N累积,并提升了36%的微生物氮固持量(P<0.05)。通过以上分析可知,秸秆覆盖可通过介导SOC组分、稳定化过程及微生物氮利用,有效提高氮素回收效率。研究结果有望为深入理解土壤SOC与氮素间的相互作用、优化土壤碳氮管理策略提供依据。

    农田土壤异源性有机组分分解特征及微生物底物利用策略的调控作用
    Wanqi Wang, Xuefeng Zhu, Yuzhu Li, Shuhan Dong, Yan Liu, Kaikai Min, Huijie Lü, Wei Zhang, Hongbo He, Xudong Zhang
    2026, 25(9): 3882-3892.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.12.063
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    土壤有机碳的积累与稳定是维持陆地碳汇与生态系统功能的关键。保护性耕作有利于东北农田退化土壤有机质的积累。然而,不同有机组分对培肥土壤有机质稳定性的贡献以及微生物调控机制并不清楚。本研究利用免耕土壤(对照)和经过12年全量秸秆还田的土壤进行室内矿化培养试验并定期取样。通过测定培养过程中土壤木质素、中性糖和氨基糖的含量变化,并同步分析磷脂脂肪酸和胞外酶活性的动态特征,从而明确微生物的响应及其对土壤有机碳矿化的调控作用。研究结果表明,培养1年后,培肥土壤有机碳下降比例显著低于对照(12.3 vs. 14.5%),表明长期秸秆归还提高了土壤有机质的稳定性。在培养过程中,木质素的下降幅度(20.8-26.3%)大于土壤有机碳和氨基糖(10.6-12.3%),表明植物残体分解主导了土壤有机碳的矿化,而微生物残体主要贡献于土壤有机质的稳定性。此外,中性糖和木质素的分解动态受到碳可利用性的显著影响。在对照土壤中,中性糖和木质素分解动态相似且总体下降幅度无显著差异,表明两种生物化学稳定性不同的组分存在共代谢过程,该过程主要和放线菌丰度增加直接相关;在培肥土壤中,中性糖优先于木质素被微生物分解利用,这种底物选择性不仅受到碳水化合物水解酶的调控,也与微生物群落从细菌主导向真菌贡献增加的转变密切相关。综上,本研究揭示了土壤肥力提高对微生物底物利用策略的影响及其对土壤有机质分解过程的调控作用,并明确了不同组分在土壤有机碳周转与稳定化中的差异性贡献。

    大团聚体放大营养级联对碳积累的正向反馈作用
    Lele Jin, Xiaoyue Wang, Yu Luo, Jie Zheng, Francisco Dini-Andreote, Chao Liang, Yuji Jiang
    2026, 25(9): 3893-3903.  DOI: 10.1016/j.jia.2026.01.005
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    线虫与真菌之间的相互作用对土壤碳循环具有重要意义。然而,它们对于土壤有机碳(SOC)累积的级联效应尚不明确,特别是土壤团聚体和有机肥添加在调节营养级联中的作用。基于一项为期19年的施肥试验,我们探究了线虫捕食如何影响真菌残体碳(FNC)和球囊霉素相关土壤蛋白(GRSPs),并在不同有机肥添加处理下,量化了它们对不同团聚体组分中SOC的贡献。研究发现,线虫捕食显著提高了真菌生物量,并促进了真菌群落的确定性组装。这些效应强烈依赖于团聚体组分,其中在大团聚体(LA)组分中观察到最显著的影响。一项微宇宙实验证实,线虫捕食使真菌生物量增加了6%以上,尤其是在LA组分中。有机肥的添加进一步刺激了真菌生长,强化了群落的确定性组装过程,从而增强了营养级联驱动下的FNC和GRSPs积累。在这两种真菌来源的碳组分中,FNC对SOC的贡献(40%)显著高于GRSPs(17%),且LA组分中的贡献最大。路径分析进一步揭示,线虫诱导的真菌群落变化介导了有机肥添加对真菌源碳积累的正向效应。总体而言,这些发现强调了线虫在驱动正向营养级联效应对SOC积累中的关键作用。本研究为理解团聚体尺度的碳动态以及生物介导的土壤碳管理策略提供了新的见解。

    贝莱斯芽孢杆菌接种对熏蒸处理的连作障碍土壤中外源有机碳矿化及细菌群落组成的影响
    Yixian Liu, Runa Zhang, Shuai Ding, Shuang Wang, Liang Wei, Cuiyan Wu, Wensheng Fang, Qiuxia Wang, Dongdong Yan, Aocheng Cao, Jianping Chen, Tida Ge, Zhenke Zhu
    2026, 25(9): 3904-3916.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.12.076
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    化学熏蒸剂如棉隆(DZ)和二甲基二硫(DMDS)能够有效抑制土传病害,但熏蒸后的连作障碍土壤生态功能恢复存在不确定性,例如由微生物介导的有机碳循环。然而,微生物修复措施如何增强熏蒸后连作土壤微生物碳矿化活性的作用机制仍不明确。本研究通过土壤培养实验,探究了接种贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)对连作障碍土壤熏蒸后外源有机碳(EOC)矿化以及细菌群落组成和互作的影响。与化学熏蒸处理相比,额外接种B.velezensis使DZ熏蒸处理土壤的EOC累积矿化量提高了27%,DMDS熏蒸处理土壤提高了22%。贝莱斯芽孢杆菌接种促进外源碳矿化主要是因为核心类群和关键种的富集, 增强了土壤微生物碳代谢活性。结构方程模型分析进一步表明,核心微生物类群(如OTU56,属于Bacillus)能够与土著细菌产生积极互作,从而促进EOC 矿化。研究表明B.velezensis通过选择性地重塑细菌群落并增强细菌协作网络,促进了熏蒸后连作障碍土壤微生物碳代谢功能的快速恢复。本研究为化学熏蒸后连作障碍土壤生态功能恢复提供了理论支撑,并为化学胁迫农田生态系统发展可持续管理措施提供了科学依据。

    籼稻与粳稻苗期耐旱性分化的表型、生理及遗传基础研究
    La Geng, Wei Yang, Mengxi Li, Yaozhou Long, Wu Feng, Jing Wang, Yi Zhang, Fan Zhang, Liyu Huang
    2026, 25(9): 3917-3920.  DOI: 10.1016/j.jia.2026.04.038
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    干旱是限制水稻生产的主要非生物胁迫之一,严重威胁全球粮食安全。籼稻和粳稻作为亚洲栽培稻的两个亚种,在长期驯化过程中形成了对不同生态环境的适应性分化。籼稻主要分布于低纬度热带和亚热带地区,具有较强的高温适应能力,因而在耐旱性方面较粳稻可能具有潜在优势。然而,目前针对籼粳亚种间耐旱性差异的研究仍较为匮乏,其遗传基础尚不清晰。本研究基于292份水稻种质资源材料(含籼稻144份、粳稻148份),通过系统评价其在干旱胁迫下的表型和生理响应,证明了籼稻的苗期耐旱性显著强于粳稻,具体表现为较晚的叶片卷曲和较高的存活率,并且多项生理指标优于粳稻。基于253个已报道抗旱相关基因的群体分化与单倍型分析,发现74个基因在籼粳亚种间存在显著遗传分化,其中37个基因具有耐旱优势单倍型,并且多数耐旱优异等位基因通过在籼稻中较高的表达水平贡献了较强的耐旱性。本研究从表型、生理及遗传层面揭示了籼稻与粳稻苗期耐旱性差异的遗传和分子基础,为深入解析水稻亚种间抗旱性分化机制提供了新证据,并为水稻抗旱和耐高温协同遗传改良提供了理论参考。

    小麦中ACC1基因突变提高对精喹禾灵除草剂的抗性:拓展与中国小麦品种的整合应用
    Wenqiang Wang, Yong Gan, Jifa Zhang, Qunqun Hao, Zhigang Wang, Chunhao Zou, Daolin Fu
    2026, 25(9): 3921-3924.  DOI: 10.1016/j.jia.2026.03.010
    摘要 ( )   PDF  

    小麦是人类饮食中约20%蛋白质和热量的重要来源。禾本科杂草对小麦生长与产量危害极大,其有效防控一直是麦田管理的难点,在制种田中尤为突出。本研究鉴定获得10个抗精喹禾灵(quizalofop-p-ethyl, QPE)小麦突变体,其中9个为乙酰辅酶 A 羧化酶(ACCase/ACC1)已知的A1992V位点突变,另1个为全新的 G2084S 位点突变。通过聚合不同亚基因组的突变位点,显著提升了中国小麦品种对精喹禾灵的抗性。本研究建立了高效的麦田杂草防控技术路径,为构建非转基因小麦可持续生产体系提供了重要支撑。