JIA 3月优先上线文章（一）
Journal of Integrative Agriculture
1
棉花品种选育弱化了菌根共生体
WANG Xin-xin, ZHANG Min, SHENG Jian-dong, FENG Gu, Thomas W. KUYPER
棉花（Gossypium hirsutum L.）是一种重要的纤维经济作物，以往对于棉花获取磷（P）相关的根系性状（包括菌根根系性状）的研究较少。我们采用1950年至2013年在中国西北地区使用的8个棉花品种在3种磷供应水平下（分别为0、50和300 mg KH2PO4 kg-1），研究了接种或者不接种丛枝菌根真菌Funneliformis mosseae棉花的生长和11个根系性状特征。结果表明：与老品种相比，新品种的根系直径更细，地上部吸收的磷更少，苗期生物量更低。这表明育种过程选择了更细的根系，菌根真菌定殖的皮层空间更少，因而增加了对供磷强度的更高需求。在两个低磷水平下，菌根植物比非菌根植物吸收更多的磷，产生更多的生物量（在P0时，3.2 mg对0.9 mg，1.8 g对0.9 g；在P50时，14.5 mg对1.7 mg， 4.7 g对1.6 g）。在最高磷水平下，菌根植物比非菌根植物获得更多的磷（18.8 mg对13.4 mg ），但生物量没有差异（6.2 g对6.3 g）。在中等供磷（P50）水平下，根系直径与菌根植物地上部生物量、磷浓度和磷含量呈显著正相关。我们的结果支持了植物获取磷的外包模式（即借助菌根途径）在根系经济学空间框架中的重要性。在过去的几十年里，育种使得棉花的根系更细、从菌根途径获益更低，这导致了在中等磷供应并有菌根侵染条件下，老品种的生物量显著大于新品种的生物量。未来棉花品种选育的策略要考虑到在根系自身吸收磷的能力和发挥菌根吸磷能力之间的权衡（即根系性状与菌根性状的权衡），以便选育出在中等磷肥投入条件下实现高产的品种。
向上滑动查看更多
引用本文 >>>
WANG Xin-xin, ZHANG Min, SHENG Jian-dong, FENG Gu, Thomas W. KUYPER. 2022. Breeding against mycorrhizal symbiosis: modern cotton (Gossypium hirsutum L.) varieties perform more poorly than older varieties except at very high phosphorus supply. Journal of Integrative Agriculture, in press.
2
真菌生物农药持续控制苜蓿害虫提升饲草品质研究
PAN Fan, GAO Li-jie, ZHU Kai-hui, DU Gui-lin, ZHU Meng-meng, ZHAO Li, GAO Yu-lin, TU Xiong-bing, ZHANG Ze-hua
探究真菌生物农药、化学农药对苜蓿主要害虫（蚜虫、蓟马）防治效果以及对苜蓿干草生产及品质的影响。在我国苜蓿主栽区河北省、宁夏回族自治区、新疆维吾尔自治区分别选取典型试验点，采用五点取样法、高效液相色谱法以及近红外线检测法分别测定了真菌生物农药及化学农药对蚜虫、蓟马的防治效果，农药残留程度以及苜蓿干草酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维、蛋白质、相对饲喂价值等品质指标。化学农药在短时间内对蚜虫和蓟马的防治效果显著优于真菌生物农药，真菌生物农药的持效期显著高于化学农药，施药后14天各地区的蚜虫校正死亡率均在50%以上。农药残留分析表明，各类药剂安全间隔期后的残留剂量均在允许范围之内。在河北地区，真菌生物农药处理后的苜蓿干草中酸性洗涤纤维以及中性洗涤纤维的含量显著低于化学药剂处理，蛋白质含量高于化学药剂处理。各处理中，绿僵菌处理下苜蓿干草相对饲喂价值最高。在产量方面，各地区真菌生物农药处理下的苜蓿干草产量高于化学农药处理。在苜蓿防治过程中可采用真菌生物农药+化学农药混用的防治模式，既可以在短时间内对苜蓿虫害防治起到较好的防治效果，又可以提高苜蓿干草产量、相对饲喂价值，降低农药使用安全风险。该研究探究了真菌生物农药以及化学农药对蚜虫、蓟马的防治效果以及不同农药处理下农药残留程度以及苜蓿干草品质及产量的变化，为探索不同区域苜蓿害虫综合防控模式、减施化学农药、提升饲草品质提供了较为全面的数据支撑。
向上滑动查看更多
引用本文 >>>
PAN Fan, GAO Li-jie, ZHU Kai-hui, DU Gui-lin, ZHU Meng-meng, ZHAO Li, GAO Yu-lin, TU Xiong-bing, ZHANG Ze-hua. 2022. Regional selection of insecticides and fungal biopesticides to control aphids and thrips and improve forage quality of alfalfa crops. Journal of Integrative Agriculture, in press.
3
ZNF2基因的启动子区一段314bp的SINE插入可能是与猪脂肪沉积相关的抑制因子
GU Hao, DU Zhan-yu, Eduard MURANI, Enrico D'ALESSANDRO, CHEN Cai, WANG Xiao-yan, MAO Jiu-de, Klaus WIMMERS, SONG Cheng-yi
反转录转座子是一种可以在基因组上移动的DNA片段，是引起遗传变异的重要来源，而基于其插入多态性可以用于开发分子标记。锌指蛋白(ZNFs)是真核生物中含量最丰富的蛋白质之一，其功能极其多样。本研究通过生物信息学方法，在6个锌指蛋白基因(ZNF2、ZNF3、ZNF7、ZNF8、ZNF10和ZNF12)中进行了反转录转座子插入多态性标记的预测，进而通过PCR实验进行验证，然后进一步研究ZNF2基因第1个内含子区的SINE转座子插入对基因活性的影响，借助双荧光素酶系统在3种细胞系（HeLa、PEF和PK15）中进行了检测分析，同时在大白猪群体中对这一位点开展了基因分型并分析了其对猪相关生产性能的影响。实验结果表明，上述ZNFs基因中存在6个反转录转座子多态性位点，它们分别是：ZNF2基因第1内含子中的SINE介导的1个多态位点和第3内含子中L1介导的1个多态位点;ZNF3基因5’侧翼区中SINE介导的1个多态位点和第2内含子中SINE介导的1个多态位点;ZNF7基因3’非翻译区中SINE介导的1个多态位点以及ZNF12基因第2内含子中L1介导的1个多态位点。在HeLa和PEF细胞中，ZNF2基因第1内含子区中的SINE插入极显著(P<0.01)的抑制了其核心启动子的活性，进而推测该位点的SINE可能是ZNF2基因的一种抑制因子，该SINE插入多态标记也显著(P<0.05)影响了大白猪的校正背膘厚，表现为该位点存在SINE插入的个体的校正背膘厚显著(P<0.05)高于无SINE插入的个体。综上所述，我们的数据表明，反转录转座子插入多态在这些锌指蛋白基因的遗传变异中扮演着重要的角色，ZNF2基因第1内含子区中的SINE插入多态标记有望成为在猪育种中进行脂肪沉积筛选的新型分子标记。
向上滑动查看更多
引用本文 >>>
GU Hao, DU Zhan-yu, Eduard MURANI, Enrico D'ALESSANDRO, CHEN Cai, WANG Xiao-yan, MAO Jiu-de, Klaus WIMMERS, SONG Cheng-yi. 2022. A 314-bp SINE Insertion in the ZNF2 promoter region may act as a repressor related to regulation of fat deposition in pigs. Journal of Integrative Agriculture, in press.
4
Study on PCR rapid molecular detection technique of Meloidogyne vitis
葡萄根结线虫PCR快速分子检测技术研究
YANG Yan-mei, LIU Pei, LI Hong-mei, PENG Huan, DU Xia, DONG Ye, HU Xian-qi
葡萄根结线虫（Meloidogyne vitis）是在云南省葡萄根部发现的一种新的根结线虫种类，该线虫在侵染地高密度存在，已对葡萄造成严重损害。葡萄根结线虫病的发生可能对我国葡萄产业发展构成威胁，为了建立一种快速、可靠的葡萄根结线虫特异性分子检测方法，本研究以葡萄根结线虫核糖体DNA内转录间隔区(ribosomal DNA-internal transcribed spacer，rDNA-ITS)基因片段为靶标，设计筛选葡萄根结线虫种特异性检测引物，通过优化反应体系，并对所设计引物的可靠性、特异性及灵敏性进行检测验证，建立了葡萄根结线虫PCR快速分子检测技术体系。结果表明，优化后的引物最佳退火温度为53℃，该引物能够对不同龄期葡萄根结线虫进行检测；特异性检测结果表明，本研究建立的PCR分子检测技术能够从葡萄根结线虫中扩增获得长度为174 bp的特异性片段，选用的5种非靶标根结线虫则无任何扩增条带，从而将葡萄根结线虫和其他5种非靶标根结线虫有效区分开；灵敏度检测结果表明，该PCR分子检测技术能够有效的检测单头2龄幼虫和10-4头雌虫的DNA；此外，该PCR分子检测技术能够从混合线虫种群中特异性地检测出葡萄根结线虫，并能够有效检测出土壤中的葡萄根结线虫，检测灵敏度为0.5 g土壤中可检测出2头2龄幼虫或一头雄虫。本研究建立的快速、灵敏、特异的PCR分子检测技术可用于葡萄根结线虫单头2龄幼虫的直接鉴定、混合线虫群体中葡萄根结线虫的检测及0.5 g土壤中2头2龄幼虫或一头雄虫的直接检测。本研究建立的PCR分子检测技术能够准确、快速地检测出葡萄根结线虫，将为葡萄根结线虫的发生危害调查和高效绿色防控策略的制定提供技术支撑。
向上滑动查看更多
引用本文 >>>
YANG Yan-mei, LIU Pei, LI Hong-mei, PENG Huan, DU Xia, DONG Ye, HU Xian-qi. 2022. Study on PCR rapid molecular detection technique of Meloidogyne vitis. Journal of Integrative Agriculture, in press.
5
WANNAPORN Thepbandit, NARENDRA Kumar Papathoti, JAYASIMHA Rayulu Daddam, Nguyen Huy HOANG, Toan LE THANH, CHANON Saengchan, NATTHIYA Buensanteai
Salicylic acid (SA) is an effective elicitor to promote plant defenses and growth. This study aimed to investigate rice (Oryza sativa L.) cv. Khao Dawk Mali 105 treated with SA-Ricemate as an enhanced plant protection mechanism against bacterial leaf blight (BLB) disease caused by Xanthomonas oryzae pv. oryzae (Xoo). Results indicated that the use of SA-Ricemate as a foliar spray at concentrations of more than 100 ppm can reduce the severity of BLB disease by 71%. SA-Ricemate treatment also increased the hydrogen peroxide (H2O2) content of rice leaf tissues over untreated samples by 39-61%. Malondialdehyde (MDA) in rice leaves treated with SA-Ricemate also showed an increase of 50-65% when comparing to non-treated samples. The differential development of these defense compounds was faster and distinct when the SA-Ricemate treated rice was infected with Xoo, indicating plant-induced resistance. Besides, SA-Ricemate elicitor at a concentration of 50-250 ppm was correlated with a substantial increase in the accumulation of total chlorophyll content at 2.53-2.73 mg g-1 of fresh weight which suggests that plant growth is activated by SA-Ricemate. The catalase and aldehyde dehydrogenase binding sites were searched for using the CASTp server, and the findings were compared to the template. Chemsketch was used to design and optimize SA, which was then docked to the catalase and aldehyde dehydrogenase binding domains of the enzymes using the GOLD 3.0.1 software. SA is shown in several docked conformations with the enzymes catalase and aldehyde dehydrogenase. All three catalase amino acids (GLN7, VAL27, and GLU38) were discovered to be involved in the creation of a strong hydrogen bond with SA when SA was present. In this mechanism, the aldehyde dehydrogenase amino acids LYS5, HIS6, and ASP2 were all implicated, and these amino acids created strong hydrogen bonds with SA. In field conditions, SA-Ricemate significantly reduced disease severity by 78% and the total grain yield was significantly increased which was an increase of plant height, tiller per hill, and panicle in three field trials during Aug-Nov 2017-2018. Therefore, SA-Ricemate can be used as an alternative elicitor on replacing harmful pesticides to control BLB disease with a high potential of increasing rice defenses, growth, and yield components.
向上滑动查看更多
引用本文 >>>
WANNAPORN Thepbandit, NARENDRA Kumar Papathoti, JAYASIMHA Rayulu Daddam, Nguyen Huy HOANG, Toan LE THANH, CHANON Saengchan, NATTHIYA Buensanteai. 2022. In vitro and in silico studies of salicylic acid on systemic induced resistance against bacterial leaf blight disease and enhancement of crop yield. Journal of Integrative Agriculture, in press.
6
Different genotypes regulate the microbial community structure in the soybean rhizosphere
不同基因型大豆调控了其根际微生物群落结构
QU Zheng, LI Yue-han, XU Wei-hui, CHEN Wen-jing, HU Yun-long, WANG Zhi-gang
大豆根际具有特定的微生物群落，但不同基因型大豆之间微生物群落结构的差异尚未得到解释。本研究分析了三种基因型大豆根际微生物群落结构。通过多样性和群落结构分析，证明了不同基因型大豆根际微生物群落间的差异，且每种基因型都由特定的根际微生物群落组成。共现网络分析发现，不同基因型大豆具有不同的根际微生物网络，网络中根瘤菌和根际微生物之间的关系在不同基因型的植物宿主之间表现出显著差异。生态功能预测发现，不同基因型的大豆招募了特定功能的根际微生物。研究结果表明，大豆基因型调控了根际微生物群落结构的差异，为大豆微生物菌剂的开发提供了参考和理论支持。
向上滑动查看更多
引用本文 >>>
QU Zheng, LI Yue-han, XU Wei-hui, CHEN Wen-jing, HU Yun-long, WANG Zhi-gang. 2022. Different genotypes regulate the microbial community structure in the soybean rhizosphere. Journal of Integrative Agriculture, in press.
欢迎加入JIA交流群
欢迎添加微信号(syy956281054)，加入JIA交流群。
星标我们🌟，记得分享、点赞+在看