JIA 3月优先上线文章（三）

Journal of Integrative Agriculture

（《农业科学学报》(英文)，JIA）

3月优先上线文章（三）

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OsDXR interacts with OsMORF1 to regulate chloroplast development and RNA editing of chloroplast genes in rice

OsDXR与OsMORF1互作调控水稻叶绿体发育及叶绿体基因RNA编辑

CAO Peng-hui, WANG Di, GAO Su, LIU Xi, QIAO Zhong-ying, XIE Yu-lin, DONG Ming-hui, DU Tan-xiao, ZHANG Xian, ZHANG Rui, JI Jian-hui

植物叶绿素生物合成和叶绿体发育是两个受外源和内源因子调控的极其复杂过程。在本研究中，我们鉴定了一个正调控水稻叶绿素生物合成和叶绿体发育的还原异构酶基因OsDXR。OsDXR基因敲除突变体表现为白化致死表型，不能完成整个生命周期。OsDXR在水稻叶片中高表达，亚细胞定位表明OsDXR是一种叶绿体蛋白。与野生型相比，在OsDXR敲除突变体中许多参与叶绿素生物合成和叶绿体发育的基因表达存在差异。我们发现在OsDXR敲除突变体中叶绿体基因ndhA-1019和rpl2-1的RNA编辑效率显著降低。此外，酵母双杂交和双分子荧光互补实验证实，OsDXR与RNA编辑因子OsMORF1有相互作用。我们证实质体2-C-甲基-去甲三醇-4-磷酸途径的破坏导致叶绿体发育和叶绿体基因的RNA编辑存在缺陷。

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CAO Peng-hui, WANG Di, GAO Su, LIU Xi, QIAO Zhong-ying, XIE Yu-lin, DONG Ming-hui, DU Tan-xiao, ZHANG Xian, ZHANG Rui, JI Jian-hui. 2022. OsDXR interacts with OsMORF1 to regulate chloroplast development and RNA editing of chloroplast genes in rice. Journal of Integrative Agriculture, in press.

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Auxin response factor gene MdARF2 is involved in ABA and salt stress response in apple

植物生长素响应因子MdARF2基因介导苹果对ABA和盐胁迫的响应

WANG Chu-Kun, ZHAO Yu-Wen, HAN Peng-Liang, YU Jian-Qiang, HAO Yu-Jin, XU Qian, YOU Chun-Xiang, HU Da-Gang

植物生长素响应因子(Auxin response factors, ARF) 通过与生长素响应元件(Auxin response element, AuxREs)直接结合介导生长素响应基因的转录，在整个植物生长发育过程中发挥着关键作用。然而，ARFs在植物尤其是苹果中对非生物胁迫中的作用研究较少。本研究从“Royal Gala” (Malus× domestica Borkh.)皇家嘎啦苹果品种中克隆了一个生长素应答因子基因MdARF2 (HF41569)。系统发育分析表明，ARF2蛋白在不同物种间高度保守，MdARF2与PpARF2的亲缘关系最接近，但两者在DNA水平上存在差异。MdARF2蛋白包含三个典型的保守结构域:B3-DNA结合结合域、Auxin_resp结构域和AUX_IAA结构域。亚细胞定位分析表明，MdARF2定位于细胞核。蛋白质的三维结构预测表明，MdARF2与AtARF2高度相似，包含螺旋、折叠和无规则卷曲。MdARF2启动子含有顺式作用元件，用于响应各种胁迫、环境和激素信号。表达分析表明，MdARF2广泛表达于苹果各组织中，在根部表达量最高。通过对MdARF2转基因苹果愈伤组织的功能分析表明，MdARF2可以降低苹果对ABA信号的敏感性，增强其耐盐性。综上所述，本研究为研究arf对非生物胁迫的调控提供了新的依据。

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WANG Chu-Kun, ZHAO Yu-Wen, HAN Peng-Liang, YU Jian-Qiang, HAO Yu-Jin, XU Qian, YOU Chun-Xiang, HU Da-Gang. 2022. Auxin response factor gene MdARF2 is involved in ABA and salt stress response in apple. Journal of Integrative Agriculture, in press.

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A fragment of a 70 kDa Heterodera glycines heat shock protein (HgHSP70) interacts with soybean cyst nematode-resistant protein GmSHMT08

LIU Zhi, ZHANG Liu-ping, ZHAO Jie, JIAN Jin-zhuo, PENG Huan, HUANG Wen-kun, KONG Ling-an, PENG De-liang, LIU Shi-ming

大豆孢囊线虫（SCN, Heterodera glycines）严重制约大豆生产。大豆抗线虫数量性状遗传位点Rhg4上的丝氨酸羟甲基转移酶编码基因（GmSHMT08）对大豆孢囊线虫有显著的抗性，但该基因如何介导了对大豆孢囊线虫的抗性机制仍不明晰，GmSHMT08能否与大豆孢囊线虫产生的蛋白发生互作仍不明确。本研究以GmSHMT08作为诱饵，通过酵母双杂交体系在线虫中筛选出了与GmSHMT08互作的一个热休克蛋白70片段（HgHSP70p）。通过GST pull-down和荧光双分子互补，进一步验证了HgHSP70p与GmSHMT08之间存在互作关系。本研究发现的HgHSP70基因可以作为关键候选基因，用于进一步探究GmSHMT08介导的对大豆孢囊线虫的抗性机制。

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LIU Zhi, ZHANG Liu-ping, ZHAO Jie, JIAN Jin-zhuo, PENG Huan, HUANG Wen-kun, KONG Ling-an, PENG De-liang, LIU Shi-ming. 2022. A fragment of a 70 kDa Heterodera glycines heat shock protein (HgHSP70) interacts with soybean cyst nematode-resistant protein GmSHMT08. Journal of Integrative Agriculture, in press.

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Development of new aromatic rice lines with high eating and cooking quality

Kanokwan Kaewmungkun, Keasinee Tongmark, Sriprapai Chakhonkaen, Numphet Sangarwut, Thiwawan Wasinanon, Natjaree Panyawut, Khanittha Ditthab, Kannika Sikaewtung, QI yong-bin, Sukanya Dapha, Atikorn Panya, Natthaporn Phonsatta, Amorntip Muangprom

This work aims to identify rice germplasm lines having good grain quality and to develop new varieties with desirable traits.  Thirty-six out of 188 germplasm lines were identified to have betaine aldehyde dehydrogenase 2 (badh2) controlling aroma and were determined for their 2-acetyl-1-pyrroline (2AP) contents.  Then, 17 of these lines were identified to have alleles for low amylose content and low gelatinization temperature, controlled by waxy and starch synthase IIa (SSIIa) respectively, suggesting that they were aromatic rice lines with high cooking and eating quality.  A total of 158 F₇ recombinant inbred lines (RILs) generated from five crosses of selected germplasm lines were planted for phenotypic and yield observation, resulting in 27 F₈ RILs selected for yield evaluation and genotyping.  Finally, four out of the seven F₉ aromatic RILs showed high yield, high 2AP production, and low amylose content, in agreement with their genotypes.  The other 3 F₉ RILs were aromatic rice lines with high amylose content and high yield.  Because consumers’ preference for grain quality varies depending on regions and ethnic groups, the high-yielding aromatic RILs generated from this study can be used to increase yield of Thai rice and to raise market value and farm profit.

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Kanokwan Kaewmungkun, Keasinee Tongmark, Sriprapai Chakhonkaen, Numphet Sangarwut, Thiwawan Wasinanon, Natjaree Panyawut, Khanittha Ditthab, Kannika Sikaewtung, QI yong-bin, Sukanya Dapha, Atikorn Panya, Natthaporn Phonsatta, Amorntip Muangprom. 2022. Development of new aromatic rice lines with high eating and cooking quality. Journal of Integrative Agriculture, in press.

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Grain yield and nitrogen use efficiency of an ultrashort-duration variety grown under different nitrogen and seeding rates in direct-seeded and double-season rice in central China

华中地区双季稻双直播模式下超短生育期品种在不同氮肥和密度下的农艺表现

WANG Xin-yu, YANG Guo-dong, XU Le, XIANG Hong-shun, YANG Chen, WANG Fei, PENG Shao-bing

氮肥和密度是影响水稻产量和资源利用效率的重要因素，通过合理调控密度可以在不减产的前提下降低氮肥投入并提高氮肥利用效率。不过，对于传统的移栽稻模式，增加种植密度意味着需要投入更多的劳动力。在当前农村劳动力短缺的背景下，这种措施无疑会加剧劳动力的供需矛盾。双季稻双直播模式是一种省工、节本的轻简化栽培措施，在该模式下调整播种密度简单易行。然而，目前关于不同氮肥和密度调控对双季稻双直播模式下超短生育期品种的产量和氮肥利用效率的影响尚不明确。因此，本研究旨在揭示氮肥和密度对产量和氮肥利用效率的影响，并探明这些影响在早、晚季之间的差异。大田试验于2018和2019年分别在湖北省武穴市和蕲春县进行，设置四个氮肥和三个播种密度处理，选用超短生育期水稻品种湘早籼6号为供试材料。结果表明，在施氮处理下，早、晚稻生育期和产量的变化范围分别为85-97天和6.32-8.23 t ha^-1。水稻产量对氮肥的响应高于对播种密度的响应。早、晚稻的最适施氮量分别为100-150 kg N ha^-1和70-120 kg N ha^-1。此外，在双季稻双直播模式中，早稻产量对氮肥的响应比晚稻更大，这主要由于早稻土壤背景氮的供应能力低于晚稻。因此，考虑早、晚季间土壤背景氮供应能力的差异对于优化双季稻双直播模式的氮肥管理策略、提高氮肥利用效率有重要的意义。

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WANG Xin-yu, YANG Guo-dong, XU Le, XIANG Hong-shun, YANG Chen, WANG Fei, PENG Shao-bing. 2022. Grain yield and nitrogen use efficiency of an ultrashort-duration variety grown under different nitrogen and seeding rates in direct-seeded and double-season rice in central China. Journal of Integrative Agriculture, in press.

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MiR164-TaNAC14 module regulates root development and abiotic-stress tolerance of wheat seedlings

miR164-TaNAC14模块调节小麦幼苗根系发育和非生物胁迫耐性

CHI Qing, DU Lin-ying, MA Wen, NIU Ruo-yu, WU Bao-wei, GUO Li-jian, MA Meng, LIU Xiang-li, ZHAO Hui-xian

前人研究已经揭示出水稻和拟南芥中 miR164家族和mir164靶向的转录因子基因在发育过程和胁迫应答中扮演着多种角色。我们在小麦中发现的9个tae-miR164遗传位点 (tae-mir164a to i) 能生成两个miR164成熟序列，它们通过切割各自靶标mRNA的方式使新鉴定的靶基因TaNACs (TaNAC1, TaNAC7, TaNAC11和TaNAC14)下调表达。小麦tae-miR164或其调控靶基因TaNAC14过表达表明，miR164-TaNAC14模块对小麦幼苗的根系生长发育和非生物胁迫 (干旱和盐碱)耐性有显著影响，TaNAC14促进小麦幼苗根系生长发育，增强耐旱性；而miR164通过下调TaNAC14的表达抑制小麦幼苗根系发育，降低耐旱性和耐盐性。我们研究发现的miR164-TaNAC14模块以及其它tae-miR164调控靶基因，为抗旱小麦育种提供了新的遗传资源。

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CHI Qing, DU Lin-ying, MA Wen, NIU Ruo-yu, WU Bao-wei, GUO Li-jian, MA Meng, LIU Xiang-li, ZHAO Hui-xian. 2022. MiR164-TaNAC14 module regulates root development and abiotic-stress tolerance of wheat seedlings. Journal of Integrative Agriculture, in press.

Journal of Integrative Agriculture (《农业科学学报》(英文), JIA) 由中华人民共和国农业农村部主管，中国农业科学院与中国农学会主办，中国农业科学院农业信息研究所承办。综合性英文学术期刊，月刊。创刊于2002年，主编为中国农业科学院副院长、中国工程院院士王汉中。JIA主要栏目有作物学、园艺、植物保护、动物科学、动物医学、资源环境、食品科学、农业经济与管理等，刊稿类型有综述、研究论文、简报以及评述等。全部论文在Elsevier-ScienceDirect (SD)平台OA出版。最新SCI影响因子2.848，位于SCI-JCR农业综合学科Q1区，中科院分区农林类期刊二区。2016年以来先后获得中国科协等部委 “提升计划”“登峰计划”“卓越计划”项目支持。

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