JIA 2020-09期 发布
欢迎使用JIA编辑部润色服务
↑ 点击查看详情
点击文章题目将跳转到SD平台阅读
全文 Open Access
Review
The untold story between enhancers and skeletal muscle development
增强子对骨骼肌生长发育的调控
✺ ZHANG Yong-sheng, LU Dan, LIU Yu-wen, YI Guo-qiang, TANG Zhong-lin目前，增强子在肌肉发育中具有关键的转录调控作用。骨骼肌形成涉及各种分子。在动物中，增强子是转录调控区的主要类型之一，对调节肌源性基因表达具有重要意义。在肌肉发育中，增强子可以产生参与基因转录调控的增强子RNA(eRNAs)。通过eRNAs调控基因表达，为改善动物生产性状提供了巨大的潜力。在此，我们全面回顾了增强子在肌肉形成中的作用及其在骨骼肌发育中的潜在功能。本文将介绍增强子在骨骼肌发育中的潜在应用，并讨论增强子在未来农业、生物技术和动物育种提供的应用前景。
↑ 向上滑动查看更多| Cite this article: |
| ZHANG Yong-sheng, LU Dan, LIU Yu-wen, YI Guo-qiang, TANG Zhong-lin. 2020. The untold story between enhancers and skeletal muscle development. Journal of Integrative Agriculture, 19(9): 2137-2149. |
Crop Science
水稻叶片淀粉积累早衰突变体ossac4的鉴定和基因定位
✺ ZHU Mao-di, CHEN Xin-long, ZHU Xiao-yan, XING Ya-di, DU Dan, ZHANG Ying-ying, LIU Ming-ming, ZHANG Qiu-li, LU Xin, PENG Sha-sha, HE Guang-hua, ZHANG Tian-quan
水稻突变体ossac4来源于EMS (ethyl methane sulfonate)诱变籼型三系保持系西农1B的突变体库。从四叶期开始，ossac4的叶片中上部表现出早衰现象。生理生化分析和细胞学分析结果显示ossac4表现出叶片衰老的特征。与野生型相比，ossac4在四叶期叶片淀粉含量极显著增加。基因差异表达量分析显示，ossac4叶片中光合色素合成相关基因表达量极显著下调，糖代谢相关基因表达量异常。遗传分析结果显示，突变体受一对隐性核基因控制，被精细定位在第11染色体SSR标记XYH11-90和SNP标记SNP5300之间，物理距离约322.7Kb，该定位区间内包含20个注释基因。基于以上研究，我们发现了一个新的水稻叶片淀粉积累早衰突变体ossac4，本研究为OsSAC4基因的克隆和功能分析奠定了基础。↑ 向上滑动查看更多| Cite this article: |
| ZHU Mao-di, CHEN Xin-long, ZHU Xiao-yan, XING Ya-di, DU Dan, ZHANG Ying-ying, LIU Ming-ming, ZHANG Qiu-li, LU Xin, PENG Sha-sha, HE Guang-hua, ZHANG Tian-quan. 2020. Identification and gene mapping of the starch accumulation and premature leaf senescence mutant ossac4 in rice. Journal of Integrative Agriculture, 19(9): 2150-2164. |
Functional polymorphism among members of abscisic acid receptor family (ZmPYL) in maize玉米脱落酸受体家族成员ZmPYL的功能多样性 ✺ LU Feng-zhong, YU Hao-qiang, LI Si, LI Wan-chen, ZHANG Zhi-yong, FU Feng-ling
PYL蛋白（PYLs）是脱落酸（ABA）的直接受体，PYL家族的某些成员与其他信号通路的组成部分相互作用使其具有功能冗余和多样性。本研究中，从玉米cDNA文库中筛选出253个阳性克隆作为与ZmPYL家族成员相互作用的蛋白质。通过这253个阳性菌落测序及所编码基因的功能注释后，经酵母双杂交实验（Y2H）验证了28个相互作用组合中的17个。拟南芥PYL基因四缺突变体的发芽势、主根长度和脯氨酸含量在碱性胁迫（pH 8.5）和100μmolL-1茉莉酸甲酯（MeJA）诱导下与野生型相比显著降低，而丙二醛（MDA）含量较野生型显著上升。在黑暗条件下发芽后，四缺突变体幼苗的暗形态建成特征比野生型更明显。突变体中光形态发生相关基因的差异表达远高于野生型。在AtPYL1和AtPYL2基因的启动子序列中鉴定出三个光响应原件和两个茉莉酸（JA）响应元件。这些结果表明，ZmPYL家族成员具有功能多样性。在响应生长发育及环境刺激过程中，它们不仅作为ABA的直接受体，而且还与介导茉莉酸（JA）、油菜素类固醇（BR）、生长素等其他信号通路的成分相互作用，甚至直接调节下游应激作用相关的蛋白。这些信号通路中的基因可以与复杂网络中的不同交叉点和不同表达水平的基因相互作用。
↑ 向上滑动查看更多| Cite this article: |
| LU Feng-zhong, YU Hao-qiang, LI Si, LI Wan-chen, ZHANG Zhi-yong, FU Feng-ling. 2020. Functional polymorphism among members of abscisic acid receptor family (ZmPYL) in maize. Journal of Integrative Agriculture, 19(9): 2165-2176. |
Evaluation of drought tolerance in ZmVPP1-overexpressing transgenic inbred maize lines and their hybrids
转ZmVPP1玉米自交系及其杂交种的耐旱性评价
✺ JIA Teng-jiao, LI Jing-jing, WANG Li-feng, CAO Yan-yong, MA Juan, WANG Hao, ZHANG Deng-feng, LI Hui-yong
| Cite this article: |
JIA Teng-jiao, LI Jing-jing, WANG Li-feng, CAO Yan-yong, MA Juan, WANG Hao, ZHANG Deng-feng, LI Hui-yong. 2020. Evaluation of drought tolerance in ZmVPP1-overexpressing transgenic inbred maize lines and their hybrids. Journal of Integrative Agriculture, 19(9): 2177-2187. |
Quantifying key model parameters for wheat leaf gas exchange under different environmental conditions
不同环境条件下小麦叶片气体交换模型关键参数的量化分析
✺ ZHAO Fu-nian, ZHOU Shuang-xi, WANG Run-yuan, ZHANG Kai, WANG He-ling, YU Qiang
将光合生化模型与Ball-Berry气孔导度模型进行耦合可以用来模拟植物与大气间气体交换过程。而光合生化模型中的最大羧化速率（Vcmax）和最大电子传递速率（Jmax），及Ball-Berry气孔导度模型中的斜率（m）是3个非常关键的参数，它们的数值变化会对模拟结果产生重要影响。然而，不同环境条件下一年生作物这3个参数的变化规律如何目前还缺乏详细的观测分析。本研究设置不同的环境条件（水分、温度及大气相对湿度等），观测获得不同生育期冬小麦和春小麦叶片光响应和CO2响应曲线数据。研究结果表明：相同环境条件下春小麦和冬小麦叶片Vcmax 、Jmax及m之间无显著差异；春小麦叶片Vcmax、Jmax及m除生育期末期快速降低外，其他季节随生育期变化无明显变化规律；春小麦叶片Vcmax和Jmax在水分胁迫初期随供水减少保持相对稳定，直至饱和光强下的气孔导度（gssat）降至0.15 mol m-2 s-1时才开始迅速降低；同时，以gssat 0.15 mol m-2 s-1为界，m的数值变化存在显著差异；此外，错估Vcmax和Jmax会对净光合速率的模拟造成很大误差，而低估m则引起气孔导度和蒸腾速率的低估，并最终导致高估叶片水分利用效率。本研究结果说明在不利的环境条件以及特殊的生育期，需要考虑模型关键参数的变化对作物叶片气体交换模拟的影响，而且依据水分胁迫程度顺次修正模型关键参数Vcmax （和Jmax）和m的数值可能能够提高干旱条件下植物与大气间气体交换的模拟精度。↑ 向上滑动查看更多| Cite this article: |
ZHAO Fu-nian, ZHOU Shuang-xi, WANG Run-yuan, ZHANG Kai, WANG He-ling, YU Qiang. 2020. Quantifying key model parameters for wheat leaf gas exchange under different environmental conditions. Journal of Integrative Agriculture, 19(9): 2188-2205. |
Calibration and validation of SiBcrop Model for simulating LAI and surface heat fluxes of winter wheat in the North China Plain
华北平原冬小麦叶面积指数和地表水热通量的SiBcrop模型校准和验证
✺ CHEN Ying, LIU Feng-shan, TAO Fu-lu, GE Quan-sheng, JIANG Min, WANG Meng, ZHAO Feng-hua准确表达地表特征是陆地-大气边界层中地表水热通量模拟的重要过程。农田生态系统中陆面过程模型耦合作物生长模型是准确表达地表动态和生物物理过程的重要方法。但是，先前的工作主要关注一熟制系统，对多熟制系统的研究工作较少。本文描述了如何调整SiBcrop模型中作物生长子程序，准确模拟华北平原二熟制系统中冬小麦的叶面积指数、潜热通量和感热通量等过程。首先根据华北平原冬小麦的实际生长环境，重新设定冬小麦的播种期。然后利用山东省禹城站2004-2006年的物候期、叶面积指数和水热通量数据对模型进行校准，最后利用禹城站2007-2010年和河北省馆陶站2009-2010年的潜热和感热通量数据对模型进行验证。结果表明，校准后的模型比原始模型更好的模拟了上述参数，决定系数、均方根误差和符合指数等统计变量有明显的提升。对播种期敏感性的分析进一步解释了SiBcrop模型的模拟误差。研究结果表明，修改后的SiBcrop模型可以用于模拟华北平原二熟制系统中冬小麦的生长和通量过程。
↑ 向上滑动查看更多
| Cite this article: |
CHEN Ying, LIU Feng-shan, TAO Fu-lu, GE Quan-sheng, JIANG Min, WANG Meng, ZHAO Feng-hua. 2020. Calibration and validation of SiBcrop Model for simulating LAI and surface heat fluxes of winter wheat in the North China Plain. Journal of Integrative Agriculture, 19(9): 2206-2215. |
Effects of post-silking water deficit on the leaf photosynthesis and senescence of waxy maize
吐丝后干旱胁迫对糯玉米叶片光合和衰老的影响
✺ YE Yu-xiu, WEN Zhang-rong, YANG Huan, LU Wei-ping, LU Da-lei糯玉米生长主要依赖自然降雨，生育后期经常会遭遇干旱胁迫。利用盆栽试验，研究吐丝后干旱胁迫对糯玉米叶片光合和衰老的影响及其对籽粒产量的作用。供试材料为苏玉糯5号和渝糯7号，2016~2017年设置了吐丝后不同水分处理，对照和干旱胁迫下的土壤相对含水量分别为70~80%和50~60%。结果表明，吐丝后干旱胁迫显著减少籽粒数量、降低籽粒重量，导致产量损失。干旱胁迫下渝糯7号和苏玉糯5号籽粒产量分别降低了11.1%和15.4%，吐丝后干物质积累量分别降低了27.2%和26.3%，吐丝前干物质转运量对籽粒产量贡献率分别增加了15.6%和10.2%。干旱胁迫增加了叶片丙二醛含量，但降低了叶片水分、可溶性蛋白、叶绿素和类胡萝卜素含量。光合代谢酶（核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶和磷酸烯醇丙酮酸羧化酶）和抗氧化酶（过氧化氢酶、过氧化物酶和超氧化物歧化酶）活性降低，导致光合速率降低，叶片衰老加速。总体上，吐丝后干旱胁迫下较高的丙二醛含量、降低的过氧化氢酶活性和光合速率是引起吐丝后干物质积累量降低，最终导致产量损失的重要因素。↑ 向上滑动查看更多
| Cite this article: |
YE Yu-xiu, WEN Zhang-rong, YANG Huan, LU Wei-ping, LU Da-lei. 2020. Effects of post-silking water deficit on the leaf photosynthesis and senescence of waxy maize. Journal of Integrative Agriculture, 19(9): 2216-2228. |
Utilizing comprehensive decision analysis methods to determine an optimal planting pattern and nitrogen application for winter oilseed rape
基于深度学习方法的多种情景和尺度下小麦籽粒检测与计数
✺ DU Ya-dan, CUI Bing-jing, ZHANG Qian, SUN Jun, WANG Zhen, NIU Wen-quan籽粒数量是评价品种产量潜力和栽培措施效果的基本数据，籽粒计数又是测量穗粒数和千粒重的重要环节。在目前的几种籽粒计数方法中，人工计数费时费力，已有的图像处理算法无法适用不同背景和尺寸的图像。本文利用深度学习方法解决现有图像处理算法的局限性。研究中收集了3个品种、6种背景、2个设备以及不同高度、角度和籽粒数量的小麦谷物籽粒图像数据集，共1748张图像。手工进行目标籽粒矩形标注工作，对图像进行颜色空间的转换、图像翻转、旋转等预处理，并将数据集分为训练集、验证集和测试集。利用TensorFlow框架构建了Faster R-CNN网络模型，使用迁移学习方法，训练了小麦谷物籽粒检测与计数的深度模型。模型总损失低于0.5，平均精度（mAP）为0.91。将该模型与现有籽粒计数算法对比，错误率小于3%。运行时间小于2 s。该模型可以在多种背景、图像尺寸、籽粒大小、拍摄角度、拍摄高度和不同籽粒拥挤程度下应用，是一种有效的小麦籽粒检测与计数工具。本研究为其他谷物检测与计数应用提供参考。↑ 向上滑动查看更多
| Cite this article: |
DU Ya-dan, CUI Bing-jing, ZHANG Qian, SUN Jun, WANG Zhen, NIU Wen-quan. 2020. Utilizing comprehensive decision analysis methods to determine an optimal planting pattern and nitrogen application for winter oilseed rape. Journal of Integrative Agriculture, 19(9): 2229-2238. |
Horticulture
超表达StCYS1基因增强了转基因马铃薯植株对盐胁迫的抗性
✺ LIU Min-min, LI Ya-lun, LI Guang-cun, DONG Tian-tian, LIU Shi-yang, LIU Pei, WANG Qing-guo
盐胁迫严重制约马铃薯的生长发育进而降低其产量。植物半胱氨酸蛋白酶抑制子（CYS）在植物响应生物胁迫和发育过程中发挥重要作用，而其在马铃薯盐胁迫中的作用尚不明确。本文通过扩增马铃薯StCYS1基因并在在大肠杆菌（E. coli）和二倍体马铃薯中进行超表达，体外实验证实StCYS1属于半胱氨酸蛋白酶抑制子；在E. coli及马铃薯植株中过表达StCYS1均可显著提高耐盐性。通过对转基因马铃薯植株取样分析，转基因马铃薯植株在盐胁迫条件下积累了较多的脯氨酸和叶绿素且转基因植株对H2O2的清除能力和细胞膜完整性均高于野生型马铃薯。结果表明，StCYS1与盐胁迫密切相关，过表达StCYS1基因可以显著增强马铃薯对盐胁迫的抗性。
↑ 向上滑动查看更多
| Cite this article: |
LIU Min-min, LI Ya-lun, LI Guang-cun, DONG Tian-tian, LIU Shi-yang, LIU Pei, WANG Qing-guo. 2020. Overexpression of StCYS1 gene enhances tolerance to salt stress in the transgenic potato (Solanum tuberosum L.) plant. Journal of Integrative Agriculture, 19(9): 2239-2246. |
内源激素与开花基因表达协同诱导枇杷的开花
✺ CHI Zhuo-heng, WANG Yong-qing, DENG Qun-xian, ZHANG Hui, PAN Cui-ping, YANG Zhi-wu
开花是高等植物繁殖的重要时期。目前，对于开花的研究主要集中于模式植物拟南芥，对果树成花的机制还有待了解。而枇杷花期的多样性，使它成为了研究植物花期调控的理想材料。本研究中，首先对两种开花时间不同的枇杷品种（系）,即秋季开花的‘大五星’枇杷和春季开花的‘春花’枇杷，进行了花芽分化的观察，并发现分化开始的时间和花序发育的速度是导致两者开花时间不同的主要原因。通过HPLC对内源激素进行测定发现，ABA、ZT和GA3促进枇杷的开花，而IAA主要参与了‘春花’枇杷的花芽分化。转录水平的分析表明，多个开花相关基因可以响应不同的信号，并整合到TFL1、AP1和FT基因，再协同调控枇杷的成花。因此，本研究为探究枇杷开花调控机制提供了新的思路。
↑ 向上滑动查看更多| Cite this article: |
CHI Zhuo-heng, WANG Yong-qing, DENG Qun-xian, ZHANG Hui, PAN Cui-ping, YANG Zhi-wu. 2020. Endogenous phytohormones and the expression of flowering genes synergistically induce flowering in loquat. Journal of Integrative Agriculture, 19(9): 2247-2256. |
Plant Protection
Diversity in metagenomic sequences reveals new pathogenic fungus associated with smut in Job’s tears
宏基因组序列多样性揭示薏苡黑穗病相关致病菌群
✺ LI Xiang-dong, SHI Ming, PAN Hong, LU Xiu-juan, WEI Xin-yuan, LU Ping, LIAN Qi-xian, FU Yu-hua黑穗病是薏苡最严重的系统性病害之一，发病植株的茎、叶和子房正常结构被破坏、组织弯曲变形、组织内充满黑色粉状物，导致薏苡大面减产并严重影响薏苡加工品质。为了有效揭示薏苡黑穗病瘿的菌群祖成，并寻找黑穗病相关的致病菌群，为黑穗病的绿色防控提供新思路。本研究利用ITS高通量测序技术对薏苡黑穗病瘿的真菌进行检测，并以宏基因组分析方法解析了来自4个地域（贵州兴仁、贵州兴义、贵州晴隆、贵州安顺）共22个薏苡黑穗病瘿组织样品的菌群组成和群落多样性。研究结果表明，薏苡黑穗病瘿中存在多种真菌菌群，总共聚类得到4986条物种OTU，4个采样地域共享145条物种OTU，22个样品共享6条物种OTU；所有样品总共注释得到9门、20纲、45目、90科和119属。菌群多样性分析显示，不同样品的Shannon多样性指数和Simpson指数范围分别为0.137～1.629和0.357～0.970，而且4个地域的菌群多样性顺序为AS（安顺）>QL（晴隆）>XR（兴仁）>XY（兴义）；不同样品间和地域区组之间均表现出比较明显的多样性差异，但是其菌群多样性并未表现出绝对的地理相关性。另外，通过菌群的分类解析发现，在属分类水平发现与黑穗病相关的2个近缘真菌属Sporisorium和Ustilago，其中Sporisorium为优势菌群。本研究通过对黑穗病瘿菌群的分类解析和多样性分析，有效揭示了2个与黑穗病相关的2个真菌属，可为薏苡的黑穗病的绿色防治和产量品质的提升提供理论指导。
↑ 向上滑动查看更多
| Cite this article: |
LI Xiang-dong, SHI Ming, PAN Hong, LU Xiu-juan, WEI Xin-yuan, LU Ping, LIAN Qi-xian, FU Yu-hua. 2020. Diversity in metagenomic sequences reveals new pathogenic fungus associated with smut in Job’s tears. Journal of Integrative Agriculture, 19(9): 2257-2264. |
Effects of different rotation patterns on the occurrence of clubroot disease and diversity of rhizosphere microbes
不同轮作方式对油菜根肿病发生及根际土壤微生物群落的影响
✺ YANG Xiao-xiang, HUANG Xiao-qin, WU Wen-xian, XIANG Yun-jia, DU Lei, ZHANG Lei, LIU Yong 十字花科作物根肿病是由芸薹根肿菌（Plasmodiophora brassicae）侵染引起的一种最具破坏性的世界性土传病害。鉴于目前缺乏有效的抗病品种和化学防治手段，迫切需要探索和寻找新的根肿病防治策略。前期我们研究发现，与十字花科作物连作相比，大豆-油菜轮作显著降低了油菜根肿病的发生，其发病率和病情指数分别下降了50%和40%。为明确不同轮作方式影响油菜根肿病发生的微生物机制，本研究采用高通量测序技术分析豆科植物（大豆、三叶草）、禾本科作物（水稻、玉米）和十字花科作物（油菜、白菜）作为前茬作物对后茬油菜根际土壤微生物群落结构的影响。结果表明，大豆作为前茬作物时，油菜根际可显著积累能抑制根肿菌侵染的微生物群落（如鞘脂单胞菌、芽孢杆菌、链霉菌、木霉等）。而十字花科作物连作则造成根肿菌、油壶菌、炭疽菌等植物病原菌含量显著积累 (P<0.05)。研究结果提示了大豆-油菜轮作防治油菜根肿病可能的微生物机制，并为根肿病防治提供了一些潜在的生物防治资源，同时对于合理选择轮作方式和有效的耕作制度来减轻根肿病危害具有参考意义。↑ 向上滑动查看更多
| Cite this article: |
YANG Xiao-xiang, HUANG Xiao-qin, WU Wen-xian, XIANG Yun-jia, DU Lei, ZHANG Lei, LIU Yong. 2020. Effects of different rotation patterns on the occurrence of clubroot disease and diversity of rhizosphere microbes. Journal of Integrative Agriculture, 19(9): 2265-2273. |
Two farnesyl pyrophosphate synthases, GhFPS1–2, in Gossypium hirsutum are involved in the biosynthesis of farnesol to attract parasitoid wasps陆地棉法尼基焦磷酸合成酶GhFPS1–2参与法尼醇的生物合成以吸引寄生蜂✺ ZHANG Hong, HUANG Xin-zheng, JING Wei-xia, LIU Dan-feng, Khalid Hussain DHILOO, HAO Zhi-min, ZHANG Yong-jun倍半萜类化合物在植物的直接或间接防御中发挥重要作用。法尼基焦磷酸合成酶（FPSs）能够催化焦磷酸法尼酯的生物合成，焦磷酸法尼酯是法尼醇和（E）-β-法尼烯的重要前体。在我们的研究中，首先对陆地棉中的两个FPS基因GhFPS1和GhFPS2进行了克隆和功能鉴定，GhFPS1和GhFPS2的开放阅读框分别含有1029个核苷酸，编码342个氨基酸，氨基酸分子量为39.4 kDa。序列分析结果表明，陆地棉GhFPS1-2氨基酸序列与其它植物的FPS1-2氨基酸序列具有很高的同源性。实时荧光定量PCR检测表明，GhFPS1和GhFPS2基因在陆地棉的叶片中高表达，茉莉酸甲酯（MeJA）、水杨酸甲酯（MeSA）和蚜虫侵染处理的棉花植株中GhFPS1和GhFPS2的表达量明显上调。在体外酶催化试验中，重组GhFPS1和GhFPS2在小牛肠碱性磷酸酶的催化条件下可将二磷酸香叶酯（GPP）和二磷酸异戊烯酯（IPP）转化为法尼醇。触角电位反应和Y型嗅觉仪趋向试验结果表明，法尼醇对蚜虫的重要寄生天敌烟蚜茧蜂雌虫具有明显的吸引作用。以上研究结果表明，陆地棉法尼基焦磷酸合成酶GhFPS1-2参与了法尼醇的生物合成，对棉蚜的间接防御具有重要调控作用免疫抑制素能提高血液促卵泡素（FSH）和活化素（activin）水平，进而促进卵泡发育，提高排卵率。但是activin有抑制人黄体化颗粒细胞（LGCs）孕酮（P4）分泌的作用，因此免疫抑制素可能影响黄体功能和受胎率。本研究旨在利用动物和细胞试验探讨一种新的繁殖调控技术，即免疫抑制素促进卵泡发育结合人绒毛膜促性腺激素（hCG）处理促进黄体功能，用于提高母猪繁殖性能的可行性。在动物试验中，162头母猪于断奶前7天分别免疫抑制素抗原（n=106）和生理盐水（n=56）；在断奶后约5天，发情母猪进行人工配种；在配种后5天，50头抑制素免疫母猪肌肉注射1000 IU hCG。结果表明，免疫抑制素有提高（P=0.068）产仔数的趋势，并且显著提高（P=0.044）活仔数。三组母猪分娩率和活仔数的差异趋于显著（P=0.10），而产仔数差异不显著（P=0.18）。在细胞试验中，分别用activin或（和）hCG处理猪LGCs，检测培养液P4水平和细胞P4合成酶基因和蛋白表达。结果表明，activin和hCG分别剂量依赖性的抑制（P<0.001）和促进（P<0.001）猪LGCs P4分泌，并且hCG可以逆转activin对P4分泌的抑制作用。Activin通过下调（P<0.001）StAR、Cyp11a1和3β-HSDII的表达抑制P4分泌，而hCG则可以逆转（P<0.001）activin的抑制作用。以上结果表明，断奶前免疫抑制素结合配种后hCG处理可以作为一种提高母猪繁殖性能的新技术。
↑ 向上滑动查看更多
| Cite this article: |
| ZHANG Hong, HUANG Xin-zheng, JING Wei-xia, LIU Dan-feng, Khalid Hussain DHILOO, HAO Zhi-min, ZHANG Yong-jun. 2020. Two farnesyl pyrophosphate synthases, GhFPS1–2, in Gossypium hirsutum are involved in the biosynthesis of farnesol to attract parasitoid wasps. Journal of Integrative Agriculture, 19(9): 2274-2285. |
Animal Science • Veterinary Medicine
一种新的母猪繁殖调控技术：断奶前免疫抑制素结合配种后hCG处理
✺ GUO Ri-hong, He Pei-yuan, Mai Yan-long, DAI Zi-cun, CHEN Fang, SHI Zhen-dan
免疫抑制素能提高血液促卵泡素（FSH）和活化素（activin）水平，进而促进卵泡发育，提高排卵率。但是activin有抑制人黄体化颗粒细胞（LGCs）孕酮（P4）分泌的作用，因此免疫抑制素可能影响黄体功能和受胎率。本研究旨在利用动物和细胞试验探讨一种新的繁殖调控技术，即免疫抑制素促进卵泡发育结合人绒毛膜促性腺激素（hCG）处理促进黄体功能，用于提高母猪繁殖性能的可行性。在动物试验中，162头母猪于断奶前7天分别免疫抑制素抗原（n=106）和生理盐水（n=56）；在断奶后约5天，发情母猪进行人工配种；在配种后5天，50头抑制素免疫母猪肌肉注射1000 IU hCG。结果表明，免疫抑制素有提高（P=0.068）产仔数的趋势，并且显著提高（P=0.044）活仔数。三组母猪分娩率和活仔数的差异趋于显著（P=0.10），而产仔数差异不显著（P=0.18）。在细胞试验中，分别用activin或（和）hCG处理猪LGCs，检测培养液P4水平和细胞P4合成酶基因和蛋白表达。结果表明，activin和hCG分别剂量依赖性的抑制（P<0.001）和促进（P<0.001）猪LGCs P4分泌，并且hCG可以逆转activin对P4分泌的抑制作用。Activin通过下调（P<0.001）StAR、Cyp11a1和3β-HSDII的表达抑制P4分泌，而hCG则可以逆转（P<0.001）activin的抑制作用。以上结果表明，断奶前免疫抑制素结合配种后hCG处理可以作为一种提高母猪繁殖性能的新技术。↑ 向上滑动查看更多| Cite this article: |
GUO Ri-hong, He Pei-yuan, Mai Yan-long, DAI Zi-cun, CHEN Fang, SHI Zhen-dan. 2020. A novel method to improve sow reproductive performance: Combination of pre-weaning immunization against inhibin and post-insemination hCG treatment. Journal of Integrative Agriculture, 19(9): 2286-2293. |
Protective efficacy of an H5/H7 trivalent inactivated vaccine produced from Re-11, Re-12, and H7-Re2 strains against challenge with different H5 and H7 viruses in chickens✺ ZENG Xian-ying, CHEN Xiao-han, MA Shu-jie, WU Jiao-jiao, BAO Hong-mei, PAN Shu-xin, LIU Yan-jing, DENG Guo-hua, SHI Jian-zhong, CHEN Pu-cheng, JIANG Yong-ping, LI Yan-bing, HU Jing-lei, LU Tong, MAO Sheng-gang, GUO Xing-fu, LIU Jing-li, TIAN Guo-bin, CHEN Hua-lanWe developed an H5/H7 trivalent inactivated vaccine by using Re-11, Re-12, and H7-Re2 vaccine seed viruses, which were generated by reverse genetics and derived their HA genes from A/duck/Guizhou/S4184/2017(H5N6) (DK/GZ/S4184/17) (a clade 2.3.4.4d virus), A/chicken/Liaoning/SD007/2017(H5N1) (CK/LN/SD007/17) (a clade 2.3.2.1d virus), and A/chicken/Guangxi/SD098/2017(H7N9) (CK/GX/SD098/17), respectively. The protective efficacy of this novel vaccine and that of the recently used H5/H7 bivalent inactivated vaccine against different H5 and H7N9 viruses was evaluated in chickens. We found that the H5/H7 bivalent vaccine provided solid protection against the H7N9 virus CK/GX/SD098/17, but only 50–60% protection against different H5 viruses. In contrast, the novel H5/H7 trivalent vaccine provided complete protection against the H5 and H7 viruses tested. Our study underscores the importance of timely updating of vaccines for avian influenza control.
↑ 向上滑动查看更多
| Cite this article: |
| ZENG Xian-ying, CHEN Xiao-han, MA Shu-jie, WU Jiao-jiao, BAO Hong-mei, PAN Shu-xin, LIU Yan-jing, DENG Guo-hua, SHI Jian-zhong, CHEN Pu-cheng, JIANG Yong-ping, LI Yan-bing, HU Jing-lei, LU Tong, MAO Sheng-gang, GUO Xing-fu, LIU Jing-li, TIAN Guo-bin, CHEN Hua-lan. 2020. Protective efficacy of an H5/H7 trivalent inactivated vaccine produced from Re-11, Re-12, and H7-Re2 strains against challenge with different H5 and H7 viruses in chickens. Journal of Integrative Agriculture, 19(9): 2294-2300. |
Agro-Ecosystem & Environment
Phosphorus fertilization alters complexity of paddy soil dissolved organic matter
施用磷肥改变了水稻田土壤溶解性有机质的复杂性
✺ ZHANG Zhi-jian, WANG Xian-zhe, LIANG Lu-yi, HUANG En, TAO Xing-hua土壤溶解性有机质（DOM）的结构复杂性及其化学特性可以反映诸多土壤生物地球化学的过程变化。然而，在长期施用磷肥（P）情况下，水稻田土壤DOM的结构复杂性表征及其分子特性变化的研究目前知之甚少，这制约了我们深入探究与营养元素相关的土壤碳（C）循环。为此，我们利用已有的水稻田施磷长期定位试验（施磷处理为：0、30、60、90 kg P ha-1），采取耕作层土壤样品，阐述磷肥对土壤DOM结构复杂性及其分子特性的影响。主要采用三维荧光光谱技术（3D-EEM）和酶组活性测试技术揭示DOM的分子结构及其相关的生化作用。结果显示：1）施用磷肥增强了土壤DOM的生物降解，从而增加了低分子量的DOM组分和降低了DOM的腐殖化水平；2）施用磷肥降低了DOM的结构复杂度，并伴随其荧光光谱蓝移，荧光指数与 β/α指数随施磷水平的增加分别增加了4-5%和3-11%，而腐殖化指数下降了8-13%；3）施磷提高了土壤细菌丰度34-167%和真菌丰度159-964%，β-1, 4-葡萄糖苷酶活性增强了29-54%。以上研究可以看出：尽管DOM的结构复杂性下降，但施用磷肥加快了稻田土壤DOM的循环，这可能有利于土壤C库保持。↑ 向上滑动查看更多
| Cite this article: |
| ZHANG Zhi-jian, WANG Xian-zhe, LIANG Lu-yi, HUANG En, TAO Xing-hua. 2020. Phosphorus fertilization alters complexity of paddy soil dissolved organic matter. Journal of Integrative Agriculture, 19(9): 2301-2312. |
Spatial variability of soil properties in red soil and its implications for site-specific fertilizer management红壤特性的时空变异及对精准点位施肥管理的启示✺ SONG Fang-fang, XU Ming-gang, DUAN Ying-hua, CAI Ze-jiang, WEN Shi-lin, CHEN Xian-ni, SHI Wei-qi, Gilles COLINET评价土壤特性的空间变异及其制图，是农业地区土壤和作物管理上重要的先决条件之一。为了解土壤空间特性和土地管理之间的联系，选取中国南方红壤区江西省余江县，在不同土地利用类型和成土母质上随机采集256个土壤样品（分为表层0-20 cm和表下层20-40 cm）。对土壤pH, 有机质，全氮，阳离子交换量以及盐基饱和度进行空间分析并制图。结果表明，余江县土壤发生酸化，表层和表下层土壤pH平均值分别为4.87（4.03-6.46）和4.99（4.03-6.24）。土壤有机质和全氮含量表层（均值分别为27.6和1.50 g kg-1）分别显著高于表下层（12.1和0.70 g kg-1）,而阳离子交换量和盐基饱和度在表层和表下层均较低（分别为9.0和8.0 cmol kg-1, 29和38%）。不管在表层还是表下层，水田土壤pH较旱地和林地高，平均为4.99，而河流冲积物发育的土壤pH比其他三种成土母质的高，平均为5.05。地统计空间分析显示，在两个土层上，pH和全氮最优的半方差函数模型是指数型，盐基饱和度是球形，而有机质和阳离子交换量在表层呈现球形，在表下层呈现高斯分布。空间独立性因土壤层次和土壤特性而异，呈现较弱、中等和较强的特点。通过回归分析筛选每个土壤特性的主要影响因子，并进行空间分布预测。结果表明，有机质，全氮和阳离子交换量在县域整体为中等水平分布。本研究强调了精准农业管理的重要性并对合理的土地管理决策给予建议。
↑ 向上滑动查看更多
| Cite this article: |
| SONG Fang-fang, XU Ming-gang, DUAN Ying-hua, CAI Ze-jiang, WEN Shi-lin, CHEN Xian-ni, SHI Wei-qi, Gilles COLINET. 2020. Spatial variability of soil properties in red soil and its implications for site-specific fertilizer management. Journal of Integrative Agriculture, 19(9): 2313-2325. |
圆形喷灌机水量分布均匀性对华北地区冬小麦产量及水氮利用效率的影响
✺ CAI Dong-yu, YAN Hai-jun, LI Lian-hao近年来，随着华北地区圆形喷灌机水肥一体化技术的快速发展，综合考虑水分和氮素分布均匀性对冬小麦产量、水分利用效率（WUE）和氮素利用效率（NUE）的影响研究成为学术界关注的热点。本文通过2016-2018年连续两年的田间试验评估了圆形喷灌机配置两种典型低压喷头（第一跨安装R3000喷头，RS；第二跨安装D3000喷头，DS）及悬臂末端安装P85A摇臂式喷头（EG）下水量分布均匀性及其对冬小麦产量、WUE和NUE的影响。研究结果表明：RS、DS和EG处理相应的沿着机组径向水量分布均匀系数（CUH）分别为87.5%, 79.5% 和65%，沿着机组行走方向的水量分布均匀系数（CUC）均高于85%。RS和DS处理相应产量差异不显著(P>0.05)，但EG处理产量显著低于RS和DS处理 (P＜0.05)，平均低9.4%和11.1%。冬小麦产量分布变异系数和水量分布均匀系数呈负相关性。三个处理的水量分布均匀性对WUE的变异系数的影响均大于对WUE的影响。RS处理的冬小麦NUE比DS和EG处理分别高6.1%和4.8%，但两年试验中三个处理之间差异并不显著(P>0.05)。综合来看，尽管D3000喷头的CUH低于R3000喷头，但其对冬小麦的产量、WUE和NUE的影响与R3000喷头相比差异并不显著(P>0.05)。考虑到D3000喷头的价格低于R3000喷头，因此推荐D3000喷头可用于华北地区冬小麦灌溉及水肥一体化施肥。
↑ 向上滑动查看更多| Cite this article: |
| CAI Dong-yu, YAN Hai-jun, LI Lian-hao. 2020. Effects of water application uniformity using a center pivot on winter wheat yield, water and nitrogen use efficiency in the North China Plain. Journal of Integrative Agriculture, 19(9): 2326-2339. |
Food Science
An optimized industry processing technology of peanut tofu and the novel prediction model for suitable peanut varieties
花生豆腐产业化生产工艺优化与花生加工豆腐适宜性评价新模型
✺ CHEN Bing-yu, LI Qi-zhai, HU Hui, MENG Shi, Faisal SHAH, WANG Qiang, LIU Hong-zhi
花生饼粕中富含蛋白质，易被人体吸收且不含胀气因子。但是目前没有以花生饼粕为原料制备豆腐的产业化方法，并且不同花生原料品种制备的豆腐品质差异显著。本研究优化了花生豆腐生产工艺，建立了产业化生产技术。与现有方法相比，生产时间减少了53.80％，日产量增加了183.33％。在测定26个花生原料品种化学特性及其制备的豆腐品质基础上，采用层次聚类分析（HCA）对花生品种进行分类，筛选出7个适合制备花生豆腐的品种，并建立了花生豆腐品质评价标准。相关性分析表明，花生原料的6个化学特性指标与豆腐品质相关（P <0.05）。利用逻辑回归方法建立了花生豆腐品质预测模型并进行了外部验证。本研究有助于丰富花生蛋白食品种类，并为育种专家花生加工专用品种选育提供理论依据。
↑ 向上滑动查看更多| Cite this article: |
| CHEN Bing-yu, LI Qi-zhai, HU Hui, MENG Shi, Faisal SHAH, WANG Qiang, LIU Hong-zhi. 2020. An optimized industry processing technology of peanut tofu and the novel prediction model for suitable peanut varieties. Journal of Integrative Agriculture, 19(9): 2340-2351. |
Evaluation of sugar and organic acid composition and their levels in highbush blueberries from two regions of China中国两个地区高丛蓝莓的糖和有机酸组成及其含量评价
✺ ZHANG Jia, NIE Ji-yun, LI Jing, ZHANG Hui, LI Ye, Saqib FAROOQ, Syed Asim Shah BACHA, WANG Jie
甜味和酸味是蓝莓最重要的味道，分别由糖和酸产生。水果的甜酸风味不仅取决于糖和酸的含量水平，还取决于其种类和比例。蓝莓的糖和酸组成与含量评价是蓝莓风味研究的重要内容。区域差异和品种多样性也对水果的糖酸特性产生影响。本研究选择中国北方两个蓝莓主要产区（威海和营口），对11个常见高丛蓝莓品种果实的糖和有机酸组分及其含量进行了研究，测试指标包括可溶性糖组分、有机酸组分、可溶性固形物含量、可滴定酸含量。研究显示，蓝莓中的糖主要是葡萄糖和果糖，有机酸主要是柠檬酸和奎宁酸。相关分析表明，葡萄糖、果糖、蔗糖与总糖含量呈正相关，柠檬酸含量与可滴定酸、总有机酸含量呈正相关。两个地区之间蓝莓葡萄糖、果糖、蔗糖、可滴定酸、柠檬酸、莽草酸等的含量均存在显著差异（P<0.05）。总体上，较之威海地区，营口地区蓝莓含糖量更高，而含酸量更低。本研究结果可为蓝莓甜酸风味评价和品种选择提供有益参考。
↑ 向上滑动查看更多
| Cite this article: |
| ZHANG Jia, NIE Ji-yun, LI Jing, ZHANG Hui, LI Ye, Saqib FAROOQ, Syed Asim Shah BACHA, WANG Jie. 2020. Evaluation of sugar and organic acid composition and their levels in highbush blueberries from two regions of China. Journal of Integrative Agriculture, 19(9): 2352-2361. |
Commentary
Reducing environmental risk of nitrogen by popularizing mechanically dense transplanting for rice production in China
发展密植机插栽培，降低水稻生产氮素环境风险
✺ HUANG Min, ZOU Ying-bin中国作物生产中氮肥的大量施用不仅导致了产量收益的递减，而且付出了巨大的环境代价。据估算，2011–2015年中国水稻生产的年均氮素损失高达2.6×109 kg。本文提出发展密植机插栽培是一条既能减少稻田氮素损失，又能保证水稻高产的有效途径。
↑ 向上滑动查看更多
| Cite this article: |
| HUANG Min, ZOU Ying-bin. 2020. Reducing environmental risk of nitrogen by popularizing mechanically dense transplanting for rice production in China. Journal of Integrative Agriculture, 19(9): 2362-2366. |
推荐阅读：
JIA 2020-07期 发布
JIA 2020-06期 发布
JIA 2020-05期 发布
JIA 2020-04期 发布
JIA 2020-03期 发布JIA 2020-02期 发布
JIA 2020-01期 发布
Journal of Integrative Agriculture
长按识别二维码关注：为您提供更多精彩