JIA 2018-12期 发布
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Crop Science
Analysis of three types of resistance gene analogs in PmU region from Triticum urartu
乌拉尔图小麦中抗白粉病基因PmU区段内3类RGA分析
ZHANG Lei, ZHENG Xing-wei, QIAO Lin-yi, QIAO Ling, ZHAO Jia-jia, WANG Jian-ming, ZHENG Jun
本文利用信息学工具和表达实验对PmU区段内的NBS序列、蛋白激酶（protein kinase）序列和ATP结合盒（ATP-binding cassette）序列3个类型的抗病相关基因家族进行了分析。基因组分析结果表明在7AuL上分布有上述三类RGA共126个，其中有30个RGA以及Pm60位于PmU区段；转录组分析结果表明有14个PmU-RGA具有表达数据，并且3个PmU-NBS在受到白粉菌小种E09侵染后表达差异显著：TRIUR3_14879表现为上调, 而TRIUR3_00450和TRIUR3_06270则为下调；聚类分析显示这3个PmU-NBS与已克隆的其他小麦抗病基因关系较远。此外，白粉病菌种E09诱导条件下对PmU区段内的14个PmU-RGA和Pm60序列进行qRT-PCR验证，表明Pm60在PmU的载体材料UR206中特异表达, 而在感病材料UR203不表达；UR206接种E09后，TRIUR3_14879和TRIUR3_00450分别显著上调和下调，推测PmU即为Pm60, 而TRIUR3_14879和TRIUR3_00450也可能参与了对相关抗性反应。
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ZHANG Lei, ZHENG Xing-wei, QIAO Lin-yi, QIAO Ling, ZHAO Jia-jia, WANG Jian-ming, ZHENG Jun. 2018. Analysis of three types of resistance gene analogs in PmU region from Triticum urartu. Journal of Integrative Agriculture, 17(12): 2601-2611.
Overexpression of the Suaeda salsa SsNHX1 gene confers enhanced salt and drought tolerance to transgenic Zea mays
过量表达碱蓬SsNHX1基因提高了转基因玉米的抗盐性和耐旱性
HUANG Ying, ZHANG Xiao-xia, LI Yi-hong, DING Jian-zhou, DU Han-mei, ZHAO Zhuo, ZHOU Li-na, LIU Chan, GAO Shi-bin, CAO Mo-ju, LU Yan-li, ZHANG Su-zhi
在本研究中，编码碱蓬（Suaeda salsa）液泡膜 Na+/H+转运蛋白的SsNHX1基因通过农杆菌介导法转入玉米自交系18-599。过量表达SsNHX1基因的转基因玉米在盐胁迫条件下受到的生长抑制更小，表现出更强的耐盐能力。在盐胁迫条件下，转基因玉米植株耐盐能力的提高还表现在具有更高的种子发芽率（79%）和平均根长及更低的生理损伤。过量表达SsNHX1的转基因玉米比野生型(WT)植株在叶片中积累了更多的Na+和K+，在盐胁迫下叶片中K+/Na+的比例更高。这个结果表明，SsNHX1转基因玉米植株的耐盐性可能是由于SsNHX1介导的Na+的转运及随后的细胞质离子平衡的维持。此外，SsNHX1过量表达也提高了转基因玉米植株的耐旱能力，干旱复水后转基因植株能恢复正常生长，而野生型植株则不能。通过这种基因工程方法，我们发现SsNHX1是一种可用于改善玉米和其他作物耐盐性和耐旱性的候选基因。
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HUANG Ying, ZHANG Xiao-xia, LI Yi-hong, DING Jian-zhou, DU Han-mei, ZHAO Zhuo, ZHOU Li-na, LIU Chan, GAO Shi-bin, CAO Mo-ju, LU Yan-li, ZHANG Su-zhi. 2018. Overexpression of the Suaeda salsa SsNHX1 gene confers enhanced salt and drought tolerance to transgenic Zea mays. Journal of Integrative Agriculture, 17(12): 2612-2623.
Effects of planting methods on yield and quality of different types of japonica rice in northern Jiangsu plain, China
种植方式对苏北不同类型粳稻产量与稻米品质的影响
BIAN Jin-long, XU Fang-fu, HAN Chao, QIU Shi, GE Jia-lin, XU Jing, ZHANG Hong-cheng, WEI Haiyan
【目的】探明毯苗机插和机械直播条件下杂交粳稻、普通常规粳稻及软米稻米品质的变化规律。【方法】以3种类型粳稻品种为材料，研究毯苗机插与机械直播条件下稻米加工品质、外观品质、营养品质、RVA谱特征值和蒸煮食味品质的变化。【结果】（1）种植方式对糙米率无显著影响，精米率、整精米率毯苗机插显著大于机械直播，常规粳稻加工品质变化最稳定；（2）毯苗机插米粒长宽比显著小于机械直播，垩白粒率、垩白大小和垩白度毯苗机插显著大于机械直播；（3）直链淀粉含量毯苗机插小于机械直播，胶稠度毯苗机插大于机械直播，差异性不显著；（4）蛋白质含量毯苗机插大于机械直播；（5）峰值黏度、崩解值毯苗机插＞机械直播，消减值毯苗机插＜机械直播；（6）食味值于种植方式间无显著性差异，不同类型水稻米饭食味值表现为软米＞普通常规粳稻＞杂交粳稻。【结论】与毯苗机插相比，机械直播显著改善了稻米外观品质，加工品质和营养品质变劣。蒸煮食味品质无显著差异。不同种植方式下，普通常规粳稻外观品质变化最大，加工品质最稳定。软米的营养品质和蒸煮食味品质变化最小。因此，根据不同种植方式和需求，选择适合的品种，有利于减小风险获得理想的稻米品质。
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BIAN Jin-long, XU Fang-fu, HAN Chao, QIU Shi, GE Jia-lin, XU Jing, ZHANG Hong-cheng, WEI Hai-yan. 2018. Effects of planting methods on yield and quality of different types of japonica rice in northern Jiangsu plain, China. Journal of Integrative Agriculture, 17(12): 2624-2635.
The role of rhizobacteria in rice plants: Growth and mitigation of toxicity
Marcela C F Rêgo, Aline F Cardoso, Thayná da C Ferreira, Marta C C de Filippi, Telma F V Batista, Rafael G Viana, Gisele B da Silva
Allelopathic compounds reduce the growth and productivity of upland rice plants, especially in consecutive plantations. The rhizobacteria Pseudomonas fluorescens BRM-32111 and Burkholderia pyrrocinia BRM-32113 have been recorded as growth promoters in rice. This study was developed to understand the effect of the application of rhizobacteria on upland rice plants in consecutive plantations. Experiments were conducted in a completely randomized design with four replications of four treatments: rice seed inoculated with P. fluorescens BRM-32111, rice seed inoculated with B. pyrrocinia BRM-32113 (both sown on soil with rice residue), non-inoculated plants sown on soil with rice residue (control with residue (WR)), and non-inoculated plants on soil with no residue (NR). Roots and seedling growth were adversely affected by allelopathic compounds in control WR plants. Plants inoculated with rhizobacteria P. fluorescens BRM-32111 or B. pyrrocinia BRM-32113 induced an increase of 88% in biomass, 3% in the leaf area, 40% in length, 67% in root biomass, 21% in chlorophyll a, 53% in chlorophyll (a+b), 50% in rate of carbon assimilation (A), 227% in A/rubisco carboxylation efficiency (Ci) and 63% in water use efficiency (WUE) compared to control WR plants. These results indicate that rhizobacteria P. fluorescens BRM-32111 and B. pyrrocinia BRM-32113 increase the tolerance of rice plants to stress from allelochemicals. There are possible practical agricultural applications of these results for mitigating the effects of environmental allelochemistry on upland rice.
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Marcela C F Rêgo, Aline F Cardoso, Thayná da C Ferreira, Marta C C de Filippi, Telma F V Batista, Rafael G Viana, Gisele B da Silva. 2018. The role of rhizobacteria in rice plants: Growth and mitigation of toxicity. Journal of Integrative Agriculture, 17(12): 2636-2647.
Postponed and reduced basal nitrogen application improves nitrogen use efficiency and plant growth of winter wheat
降低基肥用量推迟基肥施用时期可提高小麦氮素利用效率和植株生长
TIAN Zhong-wei, LIU Xiao-xue, GU Shi-lu, YU Jin-hong, ZHANG Lei, ZHANG Wei-wei, JIANG Dong, CAO Wei-xing, DAI Ting-bo
本研究采用大田试验，设置240、180、150 kg N ha-1 3个施氮水平和播种前（L0）、4叶期（L4）、6叶期（L6）3个基肥施用时期，研究了减施基肥和推迟基肥施用时期对小麦产量、氮素利用效率和土壤-小麦系统氮素平衡的影响。结果表明，N180L4处理的籽粒产量、叶面积指数、旗叶光合速率、旗叶硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶活性与常规施氮方式（N240L0）无显著差异，而氮肥农学效率和氮肥表观回收率显著提高。减施基肥降低了0–60 cm土层无机氮含量，同一施氮水平下L6处理的土壤无机氮含量最高。减量施氮和基肥后移降低了土壤氮素盈余。因此，降低基肥用量并推迟基肥施用时期可提高小麦的光合生产能力、促进氮素吸收利用、降低土壤-小麦系统氮素盈余从而保持小麦产量稳定提高氮素利用效率。
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TIAN Zhong-wei, LIU Xiao-xue, GU Shi-lu, YU Jin-hong, ZHANG Lei, ZHANG Wei-wei, JIANG Dong, CAO Wei-xing, DAI Ting-bo. 2018. Postponed and reduced basal nitrogen application improves nitrogen use efficiency and plant growth of winter wheat. Journal of Integrative Agriculture, 17(12): 2648-2661.
Effects of variety and chemical regulators on cold tolerance during maize germination
玉米苗期不同品种和化控调节剂对低温的响应
WANG Li-jun, ZHANG Ping, WANG Ruo-nan, WANG Pu, HUANG Shou-bing
本研究选用两个玉米品种郑单958和丹玉39，分别在10℃和25℃条件下进行处理。采用化控调节剂KCl、GA3、DCPTA和复配剂KGD处理，研究玉米苗期药剂浸种对低温的响应。在10℃条件下，不同品种差异显著，低温严重抑制了叶片和根系生长。低温下根/叶比与MDA含量呈显著负相关关系（R=-0.8），该指标可用于评价玉米的耐寒性。与对照相比，GA3处理使玉米出苗时间提前2天。GA3和DCPTA处理降低了叶片MDA含量，提高了叶面积、根系面积和根/叶比。KCl处理下玉米株高整齐度最大。KGD对提高玉米形态和生理方面的耐寒性效果最佳。采用育种和化控调节剂措施提高玉米耐寒性，有利于增加玉米产量，在高纬度地区效果更好，该策略对确保粮食安全具有重大意义。
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WANG Li-jun, ZHANG Ping, WANG Ruo-nan, WANG Pu, HUANG Shou-bing. 2018. Effects of variety and chemical regulators on cold tolerance during maize germination. Journal of Integrative Agriculture, 17(12): 2662-2669.
Horticulture
Abscisic acid induces differential expression of genes involved inwound-induced suberization in postharvest tomato fruit
脱落酸诱导采后番茄果实损伤木栓化相关基因差异表达
HAN Xue-yuan, MAO Lin-chun, LU Wen-jing, TAO Xiao-ya, WEI Xiao-peng, LUO Zi-sheng
本论文主要研究在番茄果实损伤木栓化期间，脱落酸（ABA）对损伤木栓化的调节作用，和损伤木栓化相关基因转录水平的变化。通过测定损伤果实的重量损失率和伤口表面的果实硬度，结果暗示损伤木栓化开始于伤后第2天。通过对木栓质多酚类（SPP）和多聚脂类（SPA）的积累过程进行自发荧光和苏丹IV染色显微观察，发现ABA促进了SPP和SPA的积累。分别在损伤后第4和8天，与SPP合成相关的基因SlPAL5和Sl4CL的转录水平在ABA处理组中达到最高值。与SPA合成相关的基因SlLACS1和SlLACS2分别在损伤后第8和6天，在ABA处理组中显示最高的转录丰度。其它相关基因的转录水平，包括SlKCSs, SlCYP86B1, SlFAR3, SlGPATs，都在损伤后第2天被ABA处理迅速上调。损伤木栓化期间，ABA处理也使多酚氧化酶和脂氧合酶的活性增强。此论文研究结果证明，ABA可能通过提高相关基因的转录水平，促进采后番茄果实的损伤木栓化进程。
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HAN Xue-yuan, MAO Lin-chun, LU Wen-jing, TAO Xiao-ya, WEI Xiao-peng, LUO Zi-sheng. 2018. Abscisic acid induces differential expression of genes involved in wound-induced suberization in postharvest tomato fruit. Journal of Integrative Agriculture, 17(12): 2670-2682.
Effects of short-term heat stress on PSII and subsequent recovery for senescent leaves of Vitis vinifera L. cv. Red Globe
短时高温胁迫对衰老红地球葡萄叶片PSII的影响与恢复
ZHANG Kun, CHEN Bai-hong, HAO Yan, YANG Rui, WANG Yu-an
本研究以三年生延后栽培（DC）的红地球葡萄为试材，研究短时间高温胁迫对处于衰老中的红地球葡萄叶片PSII的影响与恢复。11月，老叶光合功能下降，随着热处理时间延长叶片蒸腾速率（E）下降增大了受到热损伤的几率。7月，高温胁迫主要抑制相对可变荧光的J点，而在11月变为K点。对老叶，5 min（40℃）高温处理会使相对可变荧光0.3 ms（WK）显著上升，热处理时间超过10 min会使单位面积有活性反应中心数量（RC/CSo），捕获的激子将电子转移到电子传递链之外QA–的概率（Ψo）（t=0），用于电子传递的量子产额（φEo）（t=0）均发生显著降低（P<0.05），表明老叶PSII的反应中心、供体侧和受体侧均受到不同程度抑制以及光合器官的热稳定性降低。11月老叶相比7月健康叶片，能量流动受抑制的时间早而且更严重，当前期热处理时间超过15 min（40℃）造成的伤害很难在室温下2 h内得到恢复。
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ZHANG Kun, CHEN Bai-hong, HAO Yan, YANG Rui, WANG Yu-an. 2018. Effects of short-term heat stress on PSII and subsequent recovery for senescent leaves of Vitis vinifera L. cv. Red Globe. Journal of Integrative Agriculture, 17(12): 2683-2693.
Molecular cloning and functional identification of an apple flagellin receptor MdFLS2 gene
苹果鞭毛蛋白受体MdFLS2基因的分子克隆和功能鉴定
QI Chen-hui, ZHAO Xian-yan, JIANG Han, LIU Hai-tao,WANG Yong-xu, HU Da-gang, HAO Yu-jin
本研究以皇家嘎啦为模板克隆得到一个富含亮氨酸的受体激酶对鞭毛蛋白敏感的基因2(MdFLS2; Gene ID: MDP0000254112) 。这个基因包含一个完整的3474 bp开放阅读框并且编码1158氨基酸。进化树表明白梨FLS2与MdFLS2亲缘关系最近。PlantCare数据库表明MdFLS2启动子含有几种典型的顺式作用元件，包括乙烯、赤霉素、水杨酸和干旱响应元件。定量实时PCR分析发现MdFLS2能在苹果的不同组织中表达，并且主要在叶片中表达。此外，MdFLS2能被鞭毛蛋白诱导子多肽flg22所诱导。随着flg22处理苹果幼苗叶片时间的延长，叶片的胼胝质沉积增加、 O2-产量增加、疾病相关的基因表达增加。相比于对照，被处理的幼苗氧化迸发可以被检测到，表明flg22能促进MdFLS2及下游靶基因的表达。此外，MdFLS2异源表达能够互补拟南芥fls2的功能，并且增强flg22的耐受性，表明MdFLS2在苹果中能作为一个正调控因子响应病原菌。
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HUANG Ying, ZHANG Xiao-xia, LI Yi-hong, DING Jian-zhou, DU Han-mei, ZHAO Zhuo, ZHOU Li-na, LIU Chan, GAO Shi-bin, CAO Mo-ju, LU Yan-li, ZHANG Su-zhi. 2018. Overexpression of the Suaeda salsa SsNHX1 gene confers enhanced salt and drought tolerance to transgenic Zea mays. Journal of Integrative Agriculture, 17(12): 2612-2623.
Plant Protection
Effects of UV-B radiation intensity and timing on epidemiological components of wheat stripe rust
不同时间进行强度不同的UV-B照射处理对小麦条锈病流行学组分的影响
WANG Hui, QIN Feng, CHENG Pei, MA Zhan-hong, WANG Hai-guang
本研究通过室内试验探讨了在条锈病菌接种前后不同时期利用不同强度UV-B照射小麦苗对条锈病各个流行学组分（包括潜育期、侵染概率、产孢量和病情指数）的影响。结果表明，接种前进行UV-B照射会使条锈病的潜育期缩短，侵染概率提高，产孢量增加，病情指数升高，有利于病害发生；接种后进行UV-B照射以及接种前和接种后均进行UV-B照射会使小麦条锈病的潜育期延长，侵染概率下降，产孢量减少，病情指数降低，不利于病害发生。将从接受UV-B照射（包括接种后和接种前后均照射两种情况）的小麦条锈病病叶上采集的夏孢子再次接种到健康小麦上时，侵染概率下降，产孢量减少，病情指数降低，同样不利于病害发生，但是接种前后均进行UV-B照射的情况下，不同UV-B照射强度下的潜育期与对照相比未发生变化。结果表明，总体来看，UV-B照射对小麦条锈病流行学组分的生物学效应随着UV-B照射强度的增加而逐渐增强。本研究系统地探讨了在不同时间利用强度不同的UV-B照射处理小麦对条锈病流行学组分的影响，为该病害的监测和预测以及病原菌毒性变异研究打下了一定基础。
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WANG Hui, QIN Feng, CHENG Pei, MA Zhan-hong, WANG Hai-guang. 2018. Effects of UV-B radiation intensity and timing on epidemiological components of wheat stripe rust. Journal of Integrative Agriculture, 17(12): 2704-2713.
Non-target-site and target-site resistance to AHAS inhibitors in American sloughgrass (Beckmannia syzigachne)
菵草对AHAS抑制剂的靶标抗性和非靶标抗性
WANG Jing-jing, LI Xiang-ju, LI Dan, HAN Yu-jiao, LI Zheng, YU Hui-lin, CUI Hai-lan
菵草是中国稻麦轮作区小麦田最具竞争力的恶性杂草之一。在中国江苏省因多年重复不合理使用AHAS抑制剂，部分田块菵草对AHAS抑制剂的敏感性显著降低。整株生物测定法检测田间采集的两个抗性种群（R1和R2）对AHAS抑制剂的抗性水平，结果表明：R1对甲基二磺隆（3.32倍）、甲咪唑烟酸（2.84倍）和啶磺草胺（1.55倍）产生低水平抗性，对嘧啶肟草醚（7.41倍）和啶嘧磺隆（4.67倍）产生中等水平抗性，对氟唑磺隆（11.73倍）产生高水平抗性，施用细胞色素P450抑制剂—马拉硫磷后，可降低R1对甲基二磺隆的抗性水平；R2对啶嘧磺隆（34.90倍）、甲咪唑烟酸（11.30倍）、氟唑磺隆（49.20倍）和嘧啶肟草醚（12.94倍）产生高水平抗性，对甲基二磺隆（9.77倍）和啶磺草胺（6.26倍）产生中等水平抗性，在施用马拉硫磷后，R2对甲基二磺隆的抗性水平没有发生改变。扩增R1和R2的AHAS全长，并测定了AHAS的离体活性，结果表明，R2的AHAS发生了Pro-197-Ser突变，其AHAS在离体条件下对6种AHAS抑制剂的敏感性降低；R1的AHAS没有发生突变，其AHAS在离体条件下与敏感种群的活性无显著差异。综上所述，推测靶标突变是R2对AHAS抑制剂产生抗性的主要原因，而P450的代谢能力增强可能是R1对AHAS抑制剂产生抗性的主要原因。
Cite this article:
WANG Jing-jing, LI Xiang-ju, LI Dan, HAN Yu-jiao, LI Zheng, YU Hui-lin, CUI Hai-lan. 2018. Non-target-site and target-site resistance to AHAS inhibitors in American sloughgrass (Beckmannia syzigachne). Journal of Integrative Agriculture, 17(12): 2714-2723.
Morphological and molecular characterization of the rice root-knot nematode, Meloidogyne graminicola, Golden and Birchfeild, 1965 occurring in Zhejiang, China
中国浙江水稻上的拟禾本科根结线虫的形态学和分子特征分析
TIAN Zhong-ling, Munawar Maria, Eda Marie Barsalote, Pablo Castillo, ZHENG Jing-wu
本研究在浙江省水稻种植区发现了水稻根结线虫，通过使用ITS和coxII-16S rRNA基因的分子分析以及形态学特征（包括雄虫和二龄幼虫的扫描电镜形态观察特征）对其进行了鉴定；并对在中国发生的所有拟禾本科根结线虫群体的形态测量数据和分子序列进行了比较分析；基于coxII的系统发育归类所有中国拟禾本科根结线虫群体都属于B型。在浙江发现水稻上拟禾本科根结线虫群体的形态与模式标本基本相符，尽管雄虫体长和口针稍长，尾部稍短，以及二龄幼虫也略长；这是浙江省拟禾本科根结线虫的首次报道，系浙江省重要植物病原线虫的新记录种。本研究结果为进一步了解中国发生的拟禾本科根结线虫的分布、种群多样性和系统发育关系等有重要意义。
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TIAN Zhong-ling, Munawar Maria, Eda Marie Barsalote, Pablo Castillo, ZHENG Jing-wu. 2018. Morphological and molecular characterization of the rice root-knot nematode, Meloidogyne graminicola, Golden and Birchfeild, 1965 occurring in Zhejiang, China. Journal of Integrative Agriculture, 17(12): 2724-2733.
Chemical mutagenesis and soybean mutants potential for identification of novel genes conferring resistance to soybean cyst nematode
化学诱变与用于鉴定抗大豆孢囊线虫新基因的潜在大豆突变体
GE Feng-yong, ZHENG Na, ZHANG Liu-ping, HUANG Wen-kun, PENG De-liang, LIU Shi-ming
大豆孢囊线虫是大豆生产上危害非常严重的一种病原物，每年在世界范围内发生并造成大量的产量损失。因在长期的相互作用和驯化过程中大豆对大豆孢囊线虫的抗性可发生变化，为防控大豆孢囊线虫，鉴定更多新的大豆遗传资源用于鉴定新的抗大豆孢囊线虫基因尤现重要。在本研究中，首先用甲基磺酸乙酯（ethane methylsulfonate）诱变开发了2个大豆突变群体，包括一个对几乎所有大豆孢囊线虫生理小种表现广谱抗性的PI 437654的突变群体和一个抗倒伏的中国大豆栽培品种中黄13的突变群体，从中观察到了许多具有形态表型如4叶和5叶的突变体；第二，从PI 437654 M2（第二代突变体）突变群体的400个突变体中鉴定并验证了13个突变体对大豆孢囊线虫4号生理小种的侵染发生了表型变化，突变体的大豆孢囊线虫侵染表型变化率为3.25%；第三，进一步的验证分析表明上述鉴定的突变体在3个已知的抗大豆孢囊线虫基因（GmSHMT08，GmSNAP18及GmSNAP11）的基因组序列上没有发生任何变化，并且这些突变体仍如野生型大豆PI 437654一样对大豆孢囊线虫3号生理小种表现抗性。由此可得出结论：本研究鉴定的13个突变体携带有PI 437654抗大豆孢囊线虫4号生理小种基因的突变，是进一步鉴定大豆抗大豆孢囊线虫新基因潜在的大豆遗传资源。
Cite this article:
GE Feng-yong, ZHENG Na, ZHANG Liu-ping, HUANG Wen-kun, PENG De-liang, LIU Shi-ming. 2018. Chemical mutagenesis and soybean mutants potential for identification of novel genes conferring resistance to soybean cyst nematode. Journal of Integrative Agriculture, 17(12): 2734-2744.
Assessment of suitable reference genes for qRT-PCR analysis in Adelphocoris suturalis
中黑盲蝽内参基因的筛选及稳定性评价
LUO Jing, MA Chao, LI Zhe, ZHU Bang-qin, ZHANG Jiang, LEI Chao-liang, JIN Shuang-xia, J. Joe Hull, CHEN Li-zhen
中黑盲蝽是一类重要的农业害虫，目前尚未有文献对其内参基因的稳定性进行描述。为了促进该虫功能基因组学研究，我们评价了12个半翅目昆虫常用的内参基因（GAPDH、ACT、βACT、TBP、SDH、βTUB、EF1γ、EF1α、EF1d、RPL32、RPS15 和 RPL27）在三种生物（发育阶段和性别，组织类型和在不同发育阶段和性别的雌性胸腺腺体）和一种非生物（RNA干扰注射）实验条件下的表达稳定性。BestKeeper、geNorm、NormFinder、ΔCt 和被用于计算各候选内参基因的稳定值，最后RefFinder提供了这些候选基因稳定性的总排名。本研究首次提供了可用于基因表达分析的合适参考基因的综合列表，该结果可以促进该物种在相关生物学过程中基因表达研究。
Cite this article:
LUO Jing, MA Chao, LI Zhe, ZHU Bang-qin, ZHANG Jiang, LEI Chao-liang, JIN Shuang-xia, J. Joe Hull, CHEN Li-zhen. 2018. Assessment of suitable reference genes for qRT-PCR analysis in Adelphocoris suturalis. Journal of Integrative Agriculture, 17(12): 2745-2757.
Design and selection of an artificial diet for the coconut black-headed caterpillar, Opisina arenosella, based on orthogonal array analysis
利用正交设计法筛选椰子织蛾幼虫人工饲料
JIN Tao, LIN Yu-ying, JIN Qi-an, WEN Hai-bo, PENG Zheng-qiang
椰子织蛾是自2013年后，发生于我国南方棕榈科植物上的重要入侵性害虫。为研究和制定相应的防治方法，适用于该虫饲养的方法须亟待解决。本文配置11个因素和3个水平处理的正交设计法，对椰子织蛾2–4龄和5–6龄的幼虫进行了室内饲养试验，以观察幼虫存活时间、幼虫到蛹的发育时间，化蛹率和羽化率等生物学参数，筛选适用于椰子织蛾幼虫饲养的人工饲料配方。结果显示啤酒酵母、蔗糖、抗坏血酸和麦胚粉对椰子织蛾幼虫的生物学有较大影响。并通过统计分析，在不同配方组分中筛选得出最适用于饲养2–4龄和5–6龄的椰子织蛾幼虫人工饲料配方，并以该配方再次饲养2–4龄和5–6龄的椰子织蛾幼虫，进行验证。结果表明了该配方有利于椰子织蛾幼虫的人工大量饲养，并能在今后开展繁育寄生蜂进行生物防治产生较高的应用价值。
Cite this article:
JIN Tao, LIN Yu-ying, JIN Qi-an, WEN Hai-bo, PENG Zheng-qiang. 2018. Design and selection of an artificial diet for the coconut black-headed caterpillar, Opisina arenosella, based on orthogonal array analysis. Journal of Integrative Agriculture, 17(12): 2758-2757.
Animal Science • Veterinary Medicine
Influence of lactic acid bacteria, cellulase, cellulase-producing Bacillus pumilus and their combinations on alfalfa silage quality
添加乳酸菌、纤维素酶、产纤维素酶短小芽孢杆菌及其复合对苜蓿青贮品质的影响
LI Dong-xia, NI Kui-kui, ZHANG Ying-chao, LIN Yan-li, YANG Fu-yu
本文研究了乳酸菌、纤维素酶、产纤维素酶短小芽孢杆菌及其复合对苜蓿青贮发酵特性、化学成分、细菌菌群结构及体外消化率的影响。试验采用8（青贮添加剂）×3或2（青贮天数）两因子析因处理设置的完全随机试验设计。八种青贮添加剂处理分别为：无添加处理（对照）；两种商业添加剂（GFJ和Chikuso-1）；从苜蓿青贮饲料中分离筛选的植物乳杆菌（a214）；从苜蓿新鲜样品中分离筛选的产纤维素酶芽孢杆菌（CB）；纤维素酶（C）；以及复合添加剂（a214+C和a214+CB）。各处理在青贮第30天、60天及65天后（60天青贮结束后有氧暴露5天）开封取样，并分析发酵品质，化学成分及微生物菌群。对青贮30天和60天的样品进行体外消化率的检测。试验结果表明，与其他处理相比，添加a214、a214+C、214+CB或商业添加剂Chikuso-1可以降低pH值（P<0.001），增加乳酸浓度（P<0.001），且这四组处理之间没有显著差异（P>0.05）；添加C或CB的处理没有降低纤维成分（P≥0.054）；与其他处理组相比，添加a214的处理组体外消化率最高（595.0 g kg-1 DM, P=0.009），且在第60天及65天的乳杆菌菌群丰度最高（分别为69.42%、79.81%）。总体而言，乳酸菌a214可以改善苜蓿青贮品质，在青贮添加剂方面具有良好的应用潜力。
Cite this article:
LI Dong-xia, NI Kui-kui, ZHANG Ying-chao, LIN Yan-li, YANG Fu-yu. 2018. Influence of lactic acid bacteria, cellulase, cellulase-producing Bacillus pumilus and their combinations on alfalfa silage quality. Journal of Integrative Agriculture, 17(12): 2768-2782.
Pharmacokinetics of oral ethanamizuril solution in chickens
沙咪珠利溶液剂在鸡体内的药代动力学研究
CHENG Pei-pei, HU Xing-xing, WANG Chun-mei, LIU Ying-chun, WANG Mi, ZHANG Ke-yu, FEI Chen-zhong, ZHANG Li-fang, WANG Xiao-yang, ZHENG Wen-li, XUE Fei-qun
沙咪珠利是一种新型三嗪类抗球虫化合物，对鸡球虫病具有良好的效果。为了将沙咪珠利合理的应用于临床，我们建立了鸡血浆中沙咪珠利的检测方法，并对沙咪珠利溶液剂在鸡体内的药代动力学进行了研究。沙咪珠利按照低（0.67 mg kg-1），中（1.33 mg kg-1），高（6.67 mg kg-1）三个剂量分别单次给鸡灌服给药，其中，中剂量是推荐剂量。采用超高相液相色谱法检测鸡血浆中沙咪珠利的浓度；按照非房室模型对血药浓度-时间数据进行分析。低、中、高剂量组分别在5.17±1.80，4.60±2.12和4.60±2.12 h达到峰浓度2.16±0.57，3.91±0.71和23.71±5.02 mg L-1；消除半衰期（t1/2λz）分别为10.84±2.59，10.66±2.47和13.34±3.10 h；药时曲线下面积（AUC0-t）分别为37.68±6.87，73.19±9.18和485.76±125.10 mg L-1×h；平均滞留时间（MRT0-t）分别14.79±3.03，15.57±3.69和20.22±4.01 h。沙咪珠利溶液剂中沙咪珠利在鸡体内吸收快，消除缓慢。低、中、高剂量组中沙咪珠利在鸡体内的达峰时间相似，最大血药浓度（Cmax）和药时曲线下面积（AUC0-t）和给药剂量呈正相关关系。对沙咪珠利溶液剂在鸡体内的药代动力学研究为其能够合理的应用于临床提供理论依据。
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CHENG Pei-pei, HU Xing-xing, WANG Chun-mei, LIU Ying-chun, WANG Mi, ZHANG Ke-yu, FEI Chenzhong, ZHANG Li-fang, WANG Xiao-yang, ZHENG Wen-li, XUE Fei-qun. 2018. Pharmacokinetics of oral ethanamizuril solution in chickens. Journal of Integrative Agriculture, 17(12): 2783-2789.
Agro-Ecosystem & Environment
Suitability of the DNDC model to simulate yield production and nitrogen uptake for maize and soybean intercropping in the North China Plain
基于DNDC模型模拟华北平原玉米与大豆间作种植产量和吸氮量的适用性研究
ZHANG Yi-tao, LIU Jian, WANG Hong-yuan, LEI Qiu-liang, LIU Hong-bin, ZHAI Li-mei, REN Tian-zhi, ZHANG Ji-zong
本研究首次证明了DNDC模型模拟华北平原玉米与大豆间作种植及其后茬效应的适用性。在冬季统一种植冬小麦的情况下，夏播季设置了五种处理：玉米单作、大豆单作、玉米与大豆间作且玉米不追肥（N0）、玉米与大豆间作且玉米追施氮肥75 kg ha–1（N75）、玉米与大豆间作且玉米追施氮肥180 kg ha–1（N180）；同时，所有夏播季处理均施用45 kg ha–1的氮肥作为基肥。然后，经过校准和验证的DNDC模型被用于模拟长期（1955年至2012年）间作种植对作物产量的影响。结果表明，DNDC模型可以很好的模拟所有间作种植模式施氮处理的产量和吸氮量，但其对N0和N75处理的后茬小麦产量和吸氮量有所低估。长期间作种植模式模拟结果表明，所有处理中，玉米与大豆间作且玉米追施氮肥75 kg ha–1可使单位播种面积的间作玉米和大豆产量达到最高，相对作物单作处理，间作玉米和间作大豆产量分别提高了59%和24%，土地利用率也提高了42%。本研究结果表明，在华北平原采取玉米与大豆间作种植模式促进大豆生产的潜力很大，这也将有助于满足我国对大豆的巨大需求。
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ZHANG Yi-tao, LIU Jian, WANG Hong-yuan, LEI Qiu-liang, LIU Hong-bin, ZHAI Li-mei, REN Tian-zhi, ZHANG Ji-zong. 2018. Suitability of the DNDC model to simulate yield production and nitrogen uptake for maize and soybean intercropping in the North China Plain. Journal of Integrative Agriculture, 17(12): 2790-2801.
Sunflower response to potassium fertilization and nutrient requirement estimation
向日葵施钾效应与养分需求估算
LI Shu-tian, DUAN Yu, GUO Tian-wen, ZHANG Ping-liang, HE Ping, Kaushik Majumdar
在油葵和食葵上开展田间试验研究施用钾肥对向日葵籽粒产量和品质的影响，估算养分的内在效率和向日葵生产中的养分需求量。结果表明，食葵上所有试验和油葵上75%的试验施钾增产。与不施钾相比，施钾平均增加油葵籽粒产量406 kg ha–1，平均增加食葵产量294 kg ha–1，提高油葵和食葵的千粒重和出仁率。施钾提高油葵籽粒含油量和油酸、亚油酸和亚麻酸含量，增加食葵含油量、不饱和脂肪酸和蛋白质含量。油葵和食葵施用钾肥的农学效率平均分别为4.0 和3.0 kg籽粒kg–1 K2O，油葵的N、P、K内效率（IE）平均分别为 22.9、82.8和9.9 kg kg–1，食葵的N、P、K内效率（IE）平均分别为27.3、138.9和14.3 kg kg–1。每生产1吨油葵籽粒地上部需要吸收的N、P、K分别为 45.5、14.1和108.1 kg，每生产1吨食葵籽粒地上部需要吸收的N、P、K分别为39.0、8.0、71.7 kg。N、P、K的收获指数油葵分别为0.47、0.56 、0.05 kg kg–1, 食葵分别为0.58、0.58 、0.14 kg kg–1 。
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LI Shu-tian, DUAN Yu, GUO Tian-wen, ZHANG Ping-liang, HE Ping, Kaushik Majumdar. 2018. Sunflower response to potassium fertilization and nutrient requirement estimation. Journal of Integrative Agriculture, 17(12): 2802-2812.
High potassium to magnesium ratio affected the growth and magnesium uptake of three tomato (Solanum lycopersicum L.) cultivars
高钾镁比例影响不同番茄品种生长及镁吸收
LI Hui-xia, CHEN Zhu-jun, ZHOU Ting, LIU Yan, ZHOU Jian-bin
本研究采用选择3个番茄品种（中杂9号（ZZ）、改良毛粉（MF）和金棚朝冠（JP））在3个不同钾镁供应比例（4:0, 4:1和8:1, 分别用K/Mg4:0, K/Mg4:1和K/Mg8:1表示）配施条件下评价了不同番茄品种间对不同钾镁比例响应的差异。结果表明，与K/Mg4:1相比，K/Mg4:0处理叶片叶绿素含量、光合速率、总生物量分别减少69.7%、89.1%及53.1%，地上部与根系中镁含量显著下降；当地上部镁含量小于4‰时，叶片出现缺镁黄化症状。K/Mg8:1处理番茄生物量减少21.6%，地上部、根系镁含量分别减少10.4%及21.8%，番茄对镁的吸收量减少34.1%。不同钾镁比例处理后3个番茄品种间生物量、镁吸收量均有显著差异，3个品种镁吸收量均表现为中杂1号>金棚朝冠>改良毛粉。可见不平衡钾镁供应比例均显著影响番茄生长、镁吸收及地上部镁分配。3个番茄品种相比，中杂1号和金棚朝冠为镁高效品种。
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LI Hui-xia, CHEN Zhu-jun, ZHOU Ting, LIU Yan, ZHOU Jian-bin. 2018. High potassium to magnesium ratio affected the growth and magnesium uptake of three tomato (Solanum lycopersicum L.) cultivars. Journal of Integrative Agriculture, 17(12): 2813-2821.
A joint use of emergy evaluation, carbon footprint and economic analysis for sustainability assessment of grain system in China during 2000–2015
基于能值分析、碳足迹和经济分析的中国粮食系统可持续性综合评价
WANG Xiao-long, WANG Wei, GUAN Yue-shan, XIAN Yuan-ran, HUANG Zhi-xin, FENG Hai-yi, CHEN Yong
本研究基于我国粮食生产2000–2015年间的国家统计数据，采用能值分析、碳足迹、经济分析方法对粮食系统的经济和环境可持续性进行了综合分析。结果表明，从2000年至2015年间，我国玉米、小麦、水稻、大豆的种植成本已经增长了252%–346%，导致了近年来粮食生产利润的持续下行。这一结果反映出我国粮食生产系统具有较低的经济可持续性。但是，在2000至2015年间，我国小麦、玉米、水稻和大豆种植过程的能值可持续性指数表现出持续增高的趋势，作物单位产量碳足迹也下降了10%–30%。这一结果说明我国粮食系统在近十五年间的环境可持续性有所改善。尽管如此，我国粮食种植的工业源能值投入在此期间提高了4%–22%，工业投入品导致的碳足迹排放也提高了16%–23%。这说明我国粮食生产系统对源于石化产业的农资投入的依赖性在逐步提高。此外，通过对我国粮食生产成本、能值投入、碳足迹排放的关键点分析，本研究建议，提高劳动生产率、改进农艺措施和优化作物结构将是我国未来进一步提升粮食生产系统经济和环境可持续性的有效途径。
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WANG Xiao-long, WANG Wei, GUAN Yue-shan, XIAN Yuan-ran, HUANG Zhi-xin, FENG Hai-yi, CHEN Yong. 2018. A joint use of emergy evaluation, carbon footprint and economic analysis for sustainability assessment of grain system in China during 2000–2015. Journal of Integrative Agriculture, 17(12): 2822-2835.
Short Communication
Soil tillage methods by years interaction for dry matter of plant yield of maize (Zea mays L.) using additive main effects and multiplicative interaction model
Jan Bocianowski, Piotr Szulc, Kamila Nowosad
The objective of this study was to assess soil tillage methods by years interaction for dry matter of plant yield of maize (Zea mays L.) grown in West Poland by the additive main effects and multiplicative interaction model. The study comprised four soil tillage methods, analysed in 12 years through field trials arranged in a randomized complete block design, with four replicates. Dry matter of plant yield of the tested soil tillage methods varied from 86.7 dt ha–1 (for no-plough tillage in 2005) to 246.4 dt ha–1 (for complete conventional tillage in 2012), with an average of 146.6 dt ha–1. In the variance analysis, 49.07% of the total dry matter of plant yield variation was explained by years, 12.69% by differences between soil tillage methods, and 10.53% by soil tillage methods by years interaction. Dry matter of plant yield is highly influenced by soil tillage methods by years factors.
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Jan Bocianowski, Piotr Szulc, Kamila Nowosad. 2018. Soil tillage methods by years interaction for dry matter of plant yield of maize (Zea mays L.) using additive main effects and multiplicative interaction model. Journal of Integrative Agriculture, 17(12): 2836-2839.
News
China launches the “IAS1000 Project”
中国启动IAS1000计划
QIAN Wan-qiang, WAN Fang-hao
组学技术的迅速发展为生物入侵的研究提供了新技术与新方法。为了更好地阐明生物入侵的生态学过程与分子机制，深度挖掘组学数据，颠覆性创新入侵生物防控新技术与新产品，2018年11月14日，中国农业科学院农业基因组研究所与植物保护研究所在深圳启动了IAS1000计划（1000种入侵物种基因组计划），成立了IAS1000联盟（目前有40余家科研院所、大学与企业单位参与），组建了多学科参与的组学研究团队。
IAS1000计划将致力于：（1）构建入侵生物组学研究的国际合作平台，深度阐明生物入侵的分子机制与过程；（2）共同创新入侵生物防控新技术与新产品（包括RNA干扰技术、基因编辑技术、利用新型物理/化学材料开发特定靶标分子农药、智能识别分子气味、利用分子诱导免疫、创制新型疫苗和土壤生态网络修复剂等）；(3) 培养组学与入侵生物学/昆虫学/植物学等学科交叉融合的新型精英人才。
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QIAN Wan-qiang, WAN Fang-hao. 2018. China launches the “IAS1000 Project”. Journal of Integrative Agriculture, 17(12): 2840-2841.
Journal of Integrative Agriculture
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