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四川三台县麦冬//玉米间作体系根际微生物多样性及功能分析

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微生物学通报 2024年

作者：孙小芳曾华兰刘勇何炼况再银代顺冬华丽霞蒋秋平四川省农业科学院经济作物研究所

【背景】麦冬//玉米间作是麦冬产区最主要的种植模式，解析该模式根际土壤微生物群落及功能，为利用栽培措施改良土壤生态环境及从土壤微生态学角度揭示麦冬//玉米间作生态种植机理提供理论依据。【目的】明确麦冬//玉米间作体系下根际... 详细信息

【背景】麦冬//玉米间作是麦冬产区最主要的种植模式，解析该模式根际土壤微生物群落及功能，为利用栽培措施改良土壤生态环境及从土壤微生态学角度揭示麦冬//玉米间作生态种植机理提供理论依据。【目的】明确麦冬//玉米间作体系下根际土壤微生物群落结构及功能。【方法】分别采集单作与间作麦冬、玉米根际土壤，采用Illumina-NovaSeq高通量测序技术对根际土壤中微生物群落结构和功能进行分析。【结果】间作显著提高麦冬株高及产量，而对玉米则影响较小。间作条件下，麦冬、玉米根际土壤细菌多样性与单作无显著差异，但麦冬根际真菌多样性提高，玉米根际真菌多样性降低。与单作相比，间作使麦冬根际放线菌门(Actinobacteriota)、被孢霉门(Mortierellomycota)、Xenomyrothecium和赤霉属(Gibberella)的相对丰度降低，而富集了子囊菌门(Ascomycota)、毛霉门(Mucoromycota)、拟棘壳孢属(Pyrenochaetopsis)、根霉属(Rhizopus)、镰刀菌属(Fusarium)、链格孢属(Alternaria)、溶杆菌属(Lysobacter)和罗河杆菌属(Rhodanobacter)等。间作使玉米根际子囊菌门、脱硫杆菌门(Desulfobacterota)、粘菌门(Myxococcota)、小鬼伞属(Coprinellus)、镰刀菌属的相对丰度增加，枝孢菌科(Cladosporiaceae)等10个科和Xenomyrothecium以及赤霉属的数量则显著减少。在3种KEGG水平上，单、间作麦冬和玉米根际微生物各代谢通路的相对丰度均无显著性差异。间作使植物病原菌、土壤腐生生物和木质腐生生物共存功能群显著富集在麦冬和玉米根际，间作显著降低了寄生真菌功能群在玉米根际的相对丰度，而在麦冬根际中则显著提高。此外，间作条件下，植物病原菌功能群相对丰度在玉米根际显著降低，在麦冬根际则显著提高。【结论】麦冬//玉米间作促进麦冬生长，提高麦冬产量，对麦冬、玉米根际细菌群落结构和功能的影响较小，大部分菌属均无显著性差异，而真菌群落结构和功能则受种间互作的影响较大，大多数菌属表现出趋同和趋异显著性变化。

关键词：麦冬玉米间作根际微生物高通量测序

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大豆种质抗旱性评价及抗旱候选基因的挖掘

中国农业科学 2024年第10期57卷 1857-1869页

作者：李盛有王昌陵闫春娟张立军孙旭刚曹永强王文斌宋书宏辽宁省农业科学院作物研究所

【目的】综合运用不同抗旱评价指标，筛选大豆优异抗旱种质，发掘重要抗旱基因，为大豆抗旱分子育种提供理论基础。【方法】利用188份大豆种质资源，于2018、2019、2020和2021年测定正常供水和干旱胁迫下的单株荚数、单株生物量和单株... 详细信息

【目的】综合运用不同抗旱评价指标，筛选大豆优异抗旱种质，发掘重要抗旱基因，为大豆抗旱分子育种提供理论基础。【方法】利用188份大豆种质资源，于2018、2019、2020和2021年测定正常供水和干旱胁迫下的单株荚数、单株生物量和单株产量，利用抗旱指数、改进抗旱指数、加权抗旱系数和加权抗旱指数等参数鉴定大豆种质的抗旱性，通过全基因组关联分析（genome-wide association study,GWAS）检测与大豆抗旱参数显著相关的SNP(single nucleotide polymorphisms)标记，并结合干旱胁迫下大豆幼苗叶片基因表达谱分析，筛选抗旱候选基因。【结果】188份大豆种质资源的抗旱指数、改进抗旱指数、加权抗旱系数和加权抗旱指数存在广泛变异，分别利用逐级分类法将供试材料划分为5个等级。其中，辽豆15、辽豆69、辽豆14、金杖子黄豆、中黄606、科新3号、Koreane 4等7份种质在不同评价方法中均被鉴定为一级抗旱。对抗旱指数、改进抗旱指数、加权抗旱系数和加权抗旱指数进行GWAS分析，共定位到15个显著关联的SNP位点能够在多环境下稳定表达，这些位点对表型变异的贡献率为12.46%—25.60%。在显著SNP位点上、下游各200 kb区间内共有注释基因226个。通过对抗旱品种辽豆14和干旱敏感型品种辽豆21在干旱胁迫下进行转录组测序和实时荧光定量PCR分析，鉴定出32个注释基因受干旱胁迫诱导显著差异表达。其中，Glyma.02G182900、Glyma.04G012400、Glyma.06G258900、Glyma.15G100900、Glyma.01G172600、Glyma.04G012300、Glyma.01G172200和Glyma.04G010300等8个候选基因分别编码钙依赖性蛋白激酶、通用应激蛋白A、G型凝集素S受体样丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶、蛋白磷酸酶2C、异黄酮还原酶、异黄酮还原酶同源物、生长素蛋白和b ZIP转录因子。【结论】综合运用不同抗旱参数，在188份大豆种质资源中筛选出7份抗旱种质资源，鉴定了15个与抗旱参数显著关联的SNP位点，并鉴定出抗旱候选基因8个。

关键词：大豆种质资源抗旱性评价全基因组关联分析候选基因

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香菇工厂化生产研究进展

北方园艺 2024年

作者：孙波赵会长周洪英刘启燕吴建志王卓仁湖北省农业科学院经济作物研究所

香菇是我国食用菌中年产量最大的单品。随着产业的发展，集约化、工厂化生产逐渐成为一种趋势。“集中制棒，分散出菇”成为我国香菇栽培的主流模式。相关研究和生产应用取得了较大进步，该文从品种选育、生产过程调控等方面对此进行了... 详细信息

香菇是我国食用菌中年产量最大的单品。随着产业的发展，集约化、工厂化生产逐渐成为一种趋势。“集中制棒，分散出菇”成为我国香菇栽培的主流模式。相关研究和生产应用取得了较大进步，该文从品种选育、生产过程调控等方面对此进行了综述，以期为香菇工厂化生产提供参考依据。

关键词：香菇工厂化生产品种选育生产过程调控研究进展

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两种买麻藤种仁形态及营养品质分析与评价

中国油脂 2024年

作者：姜太玲李月仙白丽娜肖明昆严炜沈绍斌段春芳车彬张林辉云南省农业科学院热带亚热带经济作物研究所

为合理开发利用买麻藤种仁，本试验以云南省两种买麻藤种仁为研究对象，对形态指标、营养品质指标进行差异性分析及评价，并对基本营养成分、氨基酸、脂肪酸、矿物质元素等60项营养品质指标进行相关性分析。结果表明，垂子买麻藤种仁在... 详细信息

为合理开发利用买麻藤种仁，本试验以云南省两种买麻藤种仁为研究对象，对形态指标、营养品质指标进行差异性分析及评价，并对基本营养成分、氨基酸、脂肪酸、矿物质元素等60项营养品质指标进行相关性分析。结果表明，垂子买麻藤种仁在长、宽、长宽比、千粒重等形态指标均最大，分别是小叶买麻藤种仁的1.78倍、1.58倍、1.12倍和4.15倍。在营养品质指标含量中存在差异，具有不同的营养特征。垂子买麻藤种仁的粗蛋白（13.53 g/100g）、可溶性糖（6.25 g/100g）、总黄酮（1.09 g/100g）、γ-氨基丁酸（1.98 mg/g）、硬脂酸（25.42%）、亚麻酸（1.49%）、γ-亚麻酸（2.63%）、Ca（607.30 mg/kg）、Mn（46.44 mg/kg）、Ni（5.48 mg/kg）含量均极显著高于小叶买麻藤（P＜0.01），干物质（59.56%）、淀粉（53.49%）、粗脂肪（2.48%）、粗纤维（2.50%）、花生酸（1.78%）、油酸（17.41%）、P（2812.73 mg/kg）、Mg（1619.95 mg/kg）、Na（8.41 mg/kg）、Zn（11.87 mg/kg）及亮氨酸（15.13 mg/g）等10种氨基酸含量均极显著低于小叶买麻藤（P＜0.01）。相关性分析结果显示多数营养品质指标间呈弱相关，有约40%的指标间具有极强的相关性。综上，两种买麻藤种仁在形态指标和营养指标中均差异性明显，可为后续买麻藤属种仁的资源化利用提供一定理论依据。

关键词：买麻藤种仁形态营养品质

花生干旱诱导型启动子Ah MYB44-11-Pro的克隆与功能分析

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作物学报 2024年第9期50卷 2157-2166页

作者：刘永惠沈一沈悦梁满沙琴张旭尧陈志德江苏省农业科学院经济作物研究所江苏南京210014

干旱是严重威胁我国花生产量与品质的主要环境因素之一。为阐明干旱胁迫响应基因AhMYB44-11的调控机制,揭示其启动子的功能,本研究从花生基因组中扩增获得该基因的启动子序列AhMYB44-11-Pro,分别构建全长及5'端部分缺失启动子的GUS融合... 详细信息

干旱是严重威胁我国花生产量与品质的主要环境因素之一。为阐明干旱胁迫响应基因AhMYB44-11的调控机制,揭示其启动子的功能,本研究从花生基因组中扩增获得该基因的启动子序列AhMYB44-11-Pro,分别构建全长及5'端部分缺失启动子的GUS融合表达载体,利用农杆菌介导的遗传转化体系,分析启动子的活性和表达模式。结果显示,相比于同源基因AhMYB44-01的启动子,AhMYB44-11-Pro具有更多的MBS、Myb-bindingsit等响应干旱胁迫的顺式作用元件;同时其拟南芥转基因阳性植株经脱水处理后GUS染色加深,GUS酶活性显著增加;表明启动子的活性受干旱胁迫诱导表达,证实AhMYB44-11-Pro是一个干旱诱导型启动子。此外, AhMYB44-11-Pro含有种子胚乳特异表达元件和赤霉素响应元件, GUS染色显示在角果发育过程中其活性呈上调趋势,由此推测AhMYB44-11可能在种子发育尤其是干物质积累过程中发挥重要作用。本研究结果将为全面解析AhMYB44的生物学功能奠定基础,也为作物抗旱遗传改良提供参考依据。

关键词：花生 AhMYB44 启动子干旱胁迫 GUS活性

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等带宽间作模式下不同玉米花生行比对花生光合特性和系统产量的影响

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四川农业大学学报 2024年第1期42卷 39-45页

作者：梁满沈一刘永惠沈悦张旭尧陈志德江苏省农业科学院经济作物研究所南京210014

【目的】明确相同带宽条件下不同玉米花生种植行比对花生光合特性和系统产量的影响,为构建适宜行比的玉米花生带状间作模式提供理论参考和技术支持。【方法】以玉米花生带状间作系统为对象,设置玉米单作,花生单作,玉米花生间作(3.6 m的... 详细信息

【目的】明确相同带宽条件下不同玉米花生种植行比对花生光合特性和系统产量的影响,为构建适宜行比的玉米花生带状间作模式提供理论参考和技术支持。【方法】以玉米花生带状间作系统为对象,设置玉米单作,花生单作,玉米花生间作(3.6 m的总带宽,行比分别为2∶6、4∶4、6∶2),研究不同行比对间作花生干物质积累、叶面积指数、叶片光合参数、产量构成和玉米花生系统产量的影响。【结果】3种间作模式的干物质量和叶面积指数均小于单作,其中2∶6种植模式在花生生育后期的叶面积指数较4∶4和6∶2分别提高30.07%和44.19%,等带宽间作体系下相对较少的玉米行比可以增加间作花生的叶绿素含量和光合速率,保持花生叶片较高的光合能力,从而获得产量优势。间作显著降低了玉米的穗数、穗粒数和百粒重以及花生的单株饱果数和百果重,系统产量以2行玉米6行花生的种植模式最高,为13749.9 kg/hm^(2),3种间作模式的土地当量比均大于1,且综合产量均显著高于单作玉米和单作花生。【结论】在玉米花生等带宽间作模式下,花生行比的增加缓解了玉米的荫蔽效应,改善了花生的光合能力,同时提高土地利用率,实现稳粮增油、均衡生产。

关键词：间作花生行比光合特性系统产量

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花生-棉花间作田蚜虫的发生及其对新烟碱类杀虫剂抗性水平评价

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农药 2024年第5期63卷 376-381页

作者：薛超王爱玉张芸张建华杨媛雪赵鸣山东省农业科学院经济作物研究所济南250100

[目的]旨在明确花生-棉花间作模式下蚜虫的发生情况,评价其对吡虫啉、噻虫嗪、噻虫胺和呋虫胺这4种新烟碱类农药的抗性水平,指导该种植模式下蚜虫防控的合理用药。[方法]采用目测法对山东省临清市花生-棉花间作田中花生蚜(Aphis cracciv... 详细信息

[目的]旨在明确花生-棉花间作模式下蚜虫的发生情况,评价其对吡虫啉、噻虫嗪、噻虫胺和呋虫胺这4种新烟碱类农药的抗性水平,指导该种植模式下蚜虫防控的合理用药。[方法]采用目测法对山东省临清市花生-棉花间作田中花生蚜(Aphis craccivora Koch)和棉蚜(Aphis gossypii Glover)种群进行田间调查;通过浸叶法测定花生蚜和棉蚜田间种群及室内敏感品系对4种新烟碱类杀虫剂的生物活性;通过喷雾法测定4种杀虫剂对龟纹瓢虫(Propylaea japonica Thunberg)幼虫和成虫的毒力。[结果]棉蚜的发生较花生蚜严重,棉蚜具有苗蚜期和伏蚜期2个发生高峰期,而花生蚜只有1个发生高峰期,与棉蚜的苗蚜期相近;临清花生蚜种群对吡虫啉、噻虫嗪、噻虫胺、呋虫胺的抗性倍数依次为3.89、1.58、6.55、1.46,分别处于敏感、敏感、低抗及敏感水平,而临清棉蚜种群对吡虫啉、噻虫嗪、噻虫胺、呋虫胺的抗性倍数依次为105.56、29.57、117.33、7.99,分别处于高抗、中抗、高抗和低抗水平;4种新烟碱类杀虫剂对龟纹瓢虫与花生蚜的选择毒力比大于1,都具有正向及以上的选择性;而吡虫啉和噻虫胺对龟纹瓢虫与棉蚜、噻虫嗪对龟纹瓢虫幼虫与棉蚜的选择毒力比小于1,都具有负向选择性,只有呋虫胺对龟纹瓢虫与棉蚜均具有正向选择性。[结论]对花生-棉花种植模式蚜虫防控,可在5月下旬适时使用呋虫胺,同时为减缓蚜虫对新烟碱类杀虫剂抗药性的升高,应轮换使用对天敌安全性较高的其他种类的杀虫剂。

关键词：花生-棉花间作花生蚜棉蚜龟纹瓢虫新烟碱类杀虫剂抗药性选择毒力比

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一株人参细菌性软腐病致病假单胞菌的基因组特征与毒力基因分析

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微生物学通报 2024年

作者：刘坤孙文松张天静沈宝宇李晓丽辽宁省经济作物研究所辽宁省农业科学院药用植物研究所

【背景】细菌性软腐病是植物根部主要病害之一，可在作物生长期和储藏期造成巨大损失。2023年本团队首次发现并报道了由Pseudomonas glycinae引起的人参细菌性软腐病。【目的】探索Pseudomonas glycinae XJFL-1菌株的基因组特征，并通... 详细信息

【背景】细菌性软腐病是植物根部主要病害之一，可在作物生长期和储藏期造成巨大损失。2023年本团队首次发现并报道了由Pseudomonas glycinae引起的人参细菌性软腐病。【目的】探索Pseudomonas glycinae XJFL-1菌株的基因组特征，并通过与属内和种内代表性菌株的比较基因组学分析，初步探讨P. glycinae的遗传特性以及菌株XJFL-1基因组中可能编码的致病相关的毒力因子和Ⅱ型、Ⅲ型分泌系统效应因子。【方法】通过基因组注释、比较基因组学分析和基因家族分析等探索基因组的特征、遗传特性及毒力基因。【结果】基因组注释发现编码了碳水化合物、氨基酸和蛋白质代谢相关酶类，以及与鞭毛运动、膜形成和群体感应相关的重要基因；平均核苷酸一致性（average nucleotide identity，ANI）和DNA数字杂交分析（digital DNA-DNA hybridization，dDDH）以及共线性分析结果确认该菌株为P. glycinae，且P. glycinae物种的直系同源基因集具有较高的种内保守性；植物细胞壁降解酶系(plant cell wall degrading enzyme， PCWDE)分析结果显示，菌株XJFL-1可编码37种PCWDEs，主要为水解酶(GHs)、酯酶(CEs)和裂解酶(PLs)；预测到的Ⅱ型分泌系统效应因子基因主要有编码脂肪酶的lapA、lapB和lapC基因，碱性磷酸酶phoA2基因，磷脂酶plcA基因和编码几丁质酶的cbpD基因；Ⅲ型分泌系统中E3泛素连接酶效应因子是XJFL-1编码的优势基因，包括IpaH家族的ipaH9.8、ipaH7.8、ipaH4.5、ipaH3和ipaH1.4基因，SLRP家族的slrP基因，以及sspH2、sspH1和NGR＿a03640基因，但未注释到编码果胶酶的相关基因。果胶酶活力测定结果显示，菌株XJFL-1确实不能分泌果胶酶类。【结论】比较基因组学和基因家族分析结果明确了菌株XJFL-1与Pseudomonas属内代表性菌株的亲缘关系，以及P. glycinae的种内遗传特性；毒力基因预测结果发现，菌株编码了丰富的PCWDEs基因和独特的与致病相关的Ⅱ型和Ⅲ型分泌系统效应因子。

关键词：基因组比较基因组学分析效应因子植物细胞壁降解酶 Pseudomonas glycinae XJFL-1

亚麻LuWRI1a在旱盐胁迫响应中的功能分析

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作物学报 2024年第7期50卷 1750-1761页

作者：李闻娟王利民齐燕妮赵玮谢亚萍党照赵丽蓉李雯徐晨梦王琰张建平甘肃省农业科学院作物研究所甘肃兰州730070

AP2/ERF转录因子家族参与植物对生物和非生物胁迫响应的调控。前期我们从亚麻中克隆了一个WRINKLED1的同源基因LuWRI1a,蛋白序列分析发现,LuWRI1a包含2个AP2的DNA结合域,属于AP2/ERF转录因子家族。对LuWRI1a的顺式作用元件进行分析发现,... 详细信息

AP2/ERF转录因子家族参与植物对生物和非生物胁迫响应的调控。前期我们从亚麻中克隆了一个WRINKLED1的同源基因LuWRI1a,蛋白序列分析发现,LuWRI1a包含2个AP2的DNA结合域,属于AP2/ERF转录因子家族。对LuWRI1a的顺式作用元件进行分析发现,pLuWRI1a包含响应光、干旱、低温和激素等多个非生物胁迫应激元件。本研究以亚麻栽培品种陇亚10号和LuWRI1a过表达转基因纯合株系为试验材料,用200 mmol L^(-1)NaCl营养液和25%PEG营养液模拟盐胁迫和干旱胁迫处理。结果表明,在盐胁迫和干旱胁迫处理后,转基因植株的相对株高、主根长度、侧根数目及叶片数均升高;3种抗氧化酶的活性均显著高于对照,而MDA含量低于对照;非生物胁迫响应基因LuAREB、LuDREB、LuLEA和LuNCED的表达水平均上调。通过探究LuWRI1a在逆境胁迫下的生物学功能发现,LuWRI1a通过抵抗盐胁迫和干旱胁迫对亚麻生长的抑制,增强活性氧清除能力、减轻膜脂的氧化损伤,激活逆境胁迫响应基因的表达等途径,增强了亚麻的耐逆性。综上所述,LuWRI1a可能是一个多功能基因,它不仅参与脂肪酸合成代谢途径,还有可能参与植物非生物胁迫信号途径。本研究为亚麻耐逆品种改良提供了新的基因资源。

关键词：亚麻 LuWRI1a 盐胁迫干旱胁迫功能分析

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