JIA 3月优先上线文章（二）
Journal of Integrative Agriculture
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Integrated pest management programme for cereal blast fungus Magnaporthe oryza
ZHANG Hai-feng, Tofazzal ISLAM, LIU Wen-de
Magnaporthe oryzae, the causal agent of blast diseases, is a destructive filamentous fungus that infects many plants including most economically important food crops, rice, wheat, pearl millet and finger millet. M. oryzae has numerous pathotypes because of its high host-specificity in the field. The Oryza pathotype (MoO) of M. oryzae is the most devastating pathogen of rice, which causing 10-30% yield loss in the world. On the other hand, the Triticum pathotype (MoT) causes blast disease in wheat, which is now a serious threat to wheat production in some South American countries, Bangladesh and in Zambia. Because of low fungicide efficacy against the blast diseases and lack of availability of resistant varieties, control of rice and wheat blast diseases is difficult. Therefore, an integrated management programme should be adopted to control these two diseases in the field. Here, we introduced and summarized the classification, geographical distribution, host range, disease symptoms, biology and ecology, economic impact, and integrated pest management (IPM) programme of both rice and wheat blast diseases.
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ZHANG Hai-feng, Tofazzal ISLAM, LIU Wen-de. 2022. Integrated pest management programme for cereal blast fungus Magnaporthe oryza. Journal of Integrative Agriculture, in press.
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Chinese herbal formulae defend against Mycoplasma gallisepticum infection
复方中草药制剂对鸡毒支原体诱导的呼吸道炎症的拮抗作用
WANG Ying-jie, LIANG Ya-xi, HU Fu-li, SUN Ying-fei, ZOU Meng-yun, LUO Rong-long, PENG Xiu-li
鸡毒支原体（Mycoplasma gallisepticum，MG）是引起鸡慢性呼吸道病（Chronic respiratory disease，CRD）的病原体，通过自身黏附蛋白吸附于宿主呼吸道上皮细胞，造成炎症损伤。MG 感染率极高，且常与其他病原微生物混合或继发感染，给家禽业造成巨大的经济损失。目前主要使用抗生素防治MG的感染，但抗生素的长期使用和滥用，极易引起大量耐药菌株产生，且造成产品中药物残留，严重威胁人类健康。近年来，新兴的中草药(CHM)被用于治疗CRD。中草药具有清热解毒、抗菌、提高机体抵抗力、毒副作用小以及不产生耐药性的独特优势，在临床实践中有很好的疗效。本试验使用的复方中药制剂(CHMF)由黄芩、鱼腥草、甘草等10种中草药组成。试验组共分10组，分别为：空白对照组，生理盐水对照组，MG感染组，泰妙菌素治疗组，中药预防和治疗高（1 g d-1）、中（0.75 g d-1）、低（0.5 g d-1）剂量组。通过体外抑菌试验和MG感染的防治试验确定其防治CRD的有效性，并在一定程度上探究其作用机制，为中药复方制剂防治CRD提供理论依据。在预防效果方面，CHMF能有效减轻MG引起的体重和饲料系数下降。组织病理学切片结果表明，预防和治疗CHMF均能明显缓解MG感染引起的严重呼吸道炎症。此外，与MG感染组相比，CHMF预防组和治疗组均能有效降低MG粘附蛋白(pMGA1.2)的表达，抑制MG的增殖和黏附，从而有效抑制MG诱导的炎症因子白介素1β (IL-1β)和肿瘤坏死因子-α (TNF-α)的表达。综上所述，上述结果证实了CHMF能够保护雏鸡免受MG感染引起的组织损伤，且在短期内对雏鸡生产性能无不良影响。并且我们还发现CHMF对MG的疗效与泰妙菌素相当或优于泰妙菌素。综合本研究结果，该复方中药通过直接抑制或杀灭MG，阻断MG的黏附，能有效缓解由MG感染引起的生产性能下降，抑制MG感染引起的炎症反应。推荐该中药制剂预防和治疗MG感染的剂量为1g d-1，连用 7天。
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WANG Ying-jie, LIANG Ya-xi, HU Fu-li, SUN Ying-fei, ZOU Meng-yun, LUO Rong-long, PENG Xiu-li. 2022. Chinese herbal formulae defend against Mycoplasma gallisepticum infection. Journal of Integrative Agriculture, in press.
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PLCD1可能调控鸡肉中亚油酸和挥发性物质的含量
LIU Xiao-jing, WANG Yong-li, LIU Li, LIU Lu, ZHAO Gui-ping, WEN Jie, JIA Ya-xiong, CUI Huan-xian
ω-3（亚麻酸、二十二碳六烯酸、二十碳五烯酸）和ω-6（亚油酸、花生四烯酸）多不饱和脂肪酸对人体的健康和正常生理功能至关重要。我们对鸡肉中亚油酸的含量进行了全基因组关联分析 (Genome-wide association study, GWAS)。本研究共鉴定到19个重要SNPs (Single nucleotide polymorphisms, SNPs)，注释到绒毛蛋白样蛋白 (villin like, VILL)、磷脂酶C delta 1 (phospholipase C delta 1, PLCD1) 和氧化应激反应1 (oxidative stress responsive 1, OXSR1) 基因，这些SNPs形成了一个高度连锁的单倍型区间，并解释了亚油酸含量4.5%的表型变异。本研究发现，PLCD1基因表达与亚油酸含量呈负相关，即亚油酸含量低的鸡基因表达量高于含量高的鸡。通路富集分析结果表明PLCD1富集到代谢等通路。同时本研究发现亚油酸含量与挥发性物质（如辛醛等）相关，但与鸡肉中的肌内脂肪和甘油三酯无关。结果表明，PLCD1中存在调节亚油酸含量的关键SNP，它对脂肪沉积没有显著影响，但可能会影响挥发性物质的含量。
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LIU Xiao-jing, WANG Yong-li, LIU Li, LIU Lu, ZHAO Gui-ping, WEN Jie, JIA Ya-xiong, CUI Huan-xian. 2022. Regulation of linoleic acid and volatile organic compound contents in meat of chickens possibly by PLCD1. Journal of Integrative Agriculture, in press.
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TIMP2 promotes intramuscular fat deposition by regulating the extracellular matrix in chicken
TIMP2通过调节细胞外基质促进鸡肌内脂肪的沉积
YANG Yan-mei, LIU Pei, LI Hong-mei, PENG Huan, DU Xia, DONG Ye, HU Xian-qi
肌细胞与肌内脂肪细胞之间的相互作用是一个热门的科学论题。本研究采用共培养体系，通过肌细胞和脂肪细胞的相互作用来研究对鸡肌肉组织的肌内脂肪沉积的调控，并找出重要的中间调节因子。本研究使用7日龄的北京油鸡进行肌内脂肪细胞和肌卫星细胞的提取，将肌内脂肪细胞与肌卫星细胞进行共培养，收取共培养体系和单独培养的肌内脂肪细胞、单独培养的肌卫星细胞的细胞培养液进行蛋白组学的测序。同时，在数据库下载不同日龄的鸡胸肌和腹脂组织的表达谱及高肌内脂肪和低肌内脂肪的转录组数据进行验证。我们的蛋白质组学数据显示，在共培养体系的培养液中，金属蛋白酶组织抑制因子2 (tissue inhibitor of metalloproteases 2, TIMP2)的蛋白表达显著增加，共培养的肌内脂肪细胞中脂滴含量较多。此外，TIMP2在肌内脂肪含量高的个体肌肉组织中显著上调(P<0.01)。基因加权共表达网络分析显示，TIMP2主要参与细胞外基质受体相互作用信号通路，其表达与甘油三酯、肌内脂肪、C14:0、C14:1、C16:0、C16:1、C18:1n9C水平显著相关。此外，TIMP2与多种脂质代谢相关的代表性基因 (如ADIPOQ、SCD、ELOVL5、ELOVL7、LPL) 以及某些参与细胞外基质受体相互作用的基因(如COL1A2、COL4A2、COL5A1、COL6A1、COL6A3)共表达，在肌内脂肪含量高的个体肌肉组织中也显著或极显著上调 (P<0.05或P<0.01)。我们的研究结果表明，TIMP2通过细胞外基质受体相互作用信号通路促进肌内脂肪沉积。本研究是第一次对TIMP2在脂质沉积方面的报道，本研究结果为鸡脂质沉积的分子机制以及肌内脂肪细胞与肌卫星细胞之间的相互作用提供了新的研究思路，为今后禽肉的优质生产提供了理论依据。
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YANG Yan-mei, LIU Pei, LI Hong-mei, PENG Huan, DU Xia, DONG Ye, HU Xian-qi. 2022. TIMP2 promotes intramuscular fat deposition by regulating the extracellular matrix in chicken. Journal of Integrative Agriculture, in press.
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信息技术在农业社会化服务和氮肥管理中的应用：基于中国小麦种植的案例研究
DING Ji-ping, LI Jing-han, LIU Jia-huan, ZHANG Wei-feng, JIA Xiang-ping
氮肥在中国的过度使用及其对农业生产的不利影响已在国内和国际引起关注。除公共机构推动的多种促进农业可持续发展的实践外，借助信息通讯技术或数字服务手段推动可持续农业实践的私人部门创新和创业正在崭露头角。本研究探讨了一个创业企业依托信息技术提供农业技术推广服务对农户采用可持续农业实践的影响。结果表明，依托信息技术的农业社会化服务并没有显著减少小麦种植中的氮肥使用量。然而，信息技术在农业社会化服务的使用却促使农民的氮肥施用趋向于可持续和精准施肥。创业企业的此种创业模式在农户参与性和财务可持续性方面面临巨大挑战。
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DING Ji-ping, LI Jing-han, LIU Jia-huan, ZHANG Wei-feng, JIA Xiang-ping. 2022. ICT-based agricultural advisory services and nitrogen management practices: A case study of wheat production in China. Journal of Integrative Agriculture, in press.
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1964至2014年间中国育成玉米单交种的籽粒灌浆特性演变规律研究
GAO Xing, LI Yong-xiang, YANG Ming-tao, LI Chun-hui, SONG Yan-chun, WANG Tian-yu, LI Yu, SHI Yun-su
灌浆是籽粒形成的重要生理过程，直接决定最终产量。本研究以1964至2014年间在中国育成的50个代表性玉米单交种为试验材料，在多环境下对玉米籽粒灌浆特性演变规律进行研究。结果表明，籽粒灌浆快增期（Effective grain filling phase）的灌浆速率（43.40%）与灌浆持续时间（54.46%）对百粒重的形成具有重要作用。同时发现，随着不同时期育成单交种百粒重的显著增加，实际灌浆期（Actual grain filling period duration，AFPD）表现为持续上升，每10年有效积温平均增加23.41 ℃day。但对生理成熟期（Days from sowing to physiological maturity，DPM）而言，每10年有效积温仅平均增加19.76°C d，播种至吐丝的天数（Days from sowing to silking, DTS）占整个生理成熟期的比例则明显降低，由上世纪60年代的53.24%降至本世纪初的49.78%（2010s）。另外，还发现不同年代间中国育成单交种的各阶段籽粒灌浆速率均不存在显著差异，但籽粒灌浆相关性状的稳定性明显改善。对本土育种家选育单交种与国外种子企业选育单交种的灌浆特性进行比较，发现外来品种的籽粒快增期灌浆持续时间更长、灌浆相关性状的稳定性更高。根据本研究的结果，认为缩短播种至吐丝的天数，延长籽粒灌浆持续时间，提高籽粒灌浆速率，并继续提升籽粒灌浆相关性状的稳定性将有利于未来玉米品种产量的进一步提高。
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GAO Xing, LI Yong-xiang, YANG Ming-tao, LI Chun-hui, SONG Yan-chun, WANG Tian-yu, LI Yu, SHI Yun-su. 2022. Changes in grain filling characteristics of single-cross maize hybrids released in China from 1964 to 2014. Journal of Integrative Agriculture, in press.
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Advances in studies on physiological and molecular regulation of barley tillering
大麦分蘖生理与分子调控研究进展
Asad Riaz, Ahmad M. Alqudah, Farah Kanwal, Klaus Pillen, YE Ling-zhen, DAI Fei, ZHANG Guo-ping
分蘖是影响禾谷类作物产量潜力和环境适应性的一个重要性状，它既受内源（遗传）因子的控制，也受外源（环境）条件的影响。水稻与小麦分蘖的生理与分子调控已有大量研究，但相应的研究大麦上仍较少报导。作者在本综述中基于近年来生物信息学的研究成果将所有已知的大麦分蘖相关基因全部绘制在染色体物理图谱上，其中一些为首次在染色体上定位。本文还从遗传、生理和环境层面上讨论了分蘖的调控机理，构建了激素与糖代谢调控分蘖的遗传网络。同时，还阐述了环境因子与种植制度影响分蘖发生的原因。本综述可加深对大麦分蘖与相关发育特性生理与遗传调控机制的理解。
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Asad Riaz, Ahmad M. Alqudah, Farah Kanwal, Klaus Pillen, YE Ling-zhen, DAI Fei, ZHANG Guo-ping. 2022. Advances in studies on physiological and molecular regulation of barley tillering. Journal of Integrative Agriculture, in press.
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