JIA 11月优先上线文章(四)

文摘   2024-11-14 17:09   北京  

 Journal of Integrative Agriculture

(《农业科学学报》(英文),JIA)
11月优先上线文章(四
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Dietary β-hydroxybutyrate sodium alters rumen microbiome and nutrient metabolism in the rumen epithelium of young goats

饲粮中添加β-羟基丁酸钠对幼龄山羊瘤胃微生物群落和瘤胃上皮营养代谢的影响

Yimin Zhuang, Guanglei Liu, Chuyun Jiang, Mahmoud M ABDELSATTAR, Yuze Fu, Ying Li, Naifeng Zhang, Jianmin Chai

  β-羟基丁酸(β-Hydroxybutyric acid, BHBA)在宿主中具有提供能量、调节信号通路以及改善肠道微生物群等多种功能。然而,BHBA在促进幼龄反刍动物瘤胃上皮发育方面的营养机制尚不明确。本研究旨在通过饲粮中添加β-羟基丁酸钠(BHBA-Na)来探讨其对幼龄山羊瘤胃发育的影响。

  试验选用12只30日龄的雌性海门山羊,随机分为两组:对照组(CON)饲喂基础日粮,处理组饲喂基础日粮并额外添加6克/天的BHBA-Na。试验周期30天,所有山羊在60日龄时屠宰。通过多组学联合分析,包括瘤胃微生物群、瘤胃上皮转录组和瘤胃上皮代谢组,系统研究了BHBA-Na对瘤胃发育的影响。

  研究结果表明,BHBA-Na显著提高了幼龄山羊的生长性能,包括体重、平均日增重(ADG)和干物质采食量(DMI)(P < 0.05)。同时,BHBA-Na促进了瘤胃重量的增加和瘤胃上皮的发育(P < 0.05)。在微生物群方面,处理组瘤胃中多种有益细菌的丰度显著提高,如纤维杆菌属(Fibrobacter)、琥珀弧菌属(Succinivibrio)和梭菌目(Clostridiales)。瘤胃上皮转录组学和代谢组学的分析表明,补充BHBA-Na对瘤胃上皮的营养代谢产生了显著影响,激活了“脂肪酸代谢”、“胆固醇稳态”、“活性氧(ROS)通路”和“过氧化物酶体”通路(P < 0.05)。此外,与这些通路相关的基因(如HMGCS2ECSH1ACAA2ECH1ACADS)和代谢物(如琥珀酸、α-酮异戊酸等)也呈现出显著上调(P < 0.05),表明瘤胃上皮通过挥发性脂肪酸(VFA)分解获得能量,以促进其发育。此外,研究发现生长表型、瘤胃微生物群、宿主基因表达和上皮代谢物之间存在紧密的相关性。

  综上所述,BHBA-Na可能通过增强DMI、调节瘤胃微生物群及瘤胃上皮的VFA和氨基酸代谢,促进幼龄山羊的生长及瘤胃发育。这项研究揭示了BHBA-Na在反刍动物营养代谢中的新作用,为幼龄反刍动物的瘤胃发育提供了新的调控策略。


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Yimin Zhuang, Guanglei Liu, Chuyun Jiang, Mahmoud M ABDELSATTAR, Yuze Fu, Ying Li, Naifeng Zhang, Jianmin Chai. 2024. Dietary β-hydroxybutyrate sodium alters rumen microbiome and nutrient metabolism in the rumen epithelium of young goats. Journal of Integrative Agriculture, Doi:10.1016/j.jia.2024.11.016



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Managing forage for grain: Strategies and mechanisms for enhancing forage production to ensure feed grain security

化草为粮:保障饲料粮安全的饲草策略与机制

Ruixuan Xu, Zheng Pu, Shuangxin Han, Hongqian Yu, Chuan Guo, Qingsheng Huang, Yingjun Zhang

  中国仅有全球9%的耕地、6%的淡水资源,却生产粮食养育了全球近20%的人口。进入新世纪,从更好满足人民美好生活需要出发,顺应人民群众食物结构变化趋势,树立大食物观,不仅“米袋子”守得牢,“菜篮子”拎得稳,更要“奶罐子”装得满,“肉盘子”沉甸甸。然而,从现实情况看,尽管我国口粮供给已经安全,但从食物供给角度看,我国粮食仍然处于总量不足,尤其随着畜牧业快速发展,饲料粮成为影响粮食安全的主因。饲草作为草食家畜生产的物质基础,将在保障我国饲料粮安全中发挥何种作用?

   “大食物观”的提出,改变了“以粮为纲”的旧观念,同时也突显出我国传统作物生产和畜牧业生产解耦合(种养分离)的困境,随着畜牧业规模化的发展,农田生产的粮食被更多地应用于畜产品生产,导致我国饲料粮安全风险增大,尤其是优质蛋白饲料供给面临着“卡脖子”困境。要将饭碗端稳端牢,必须立足于国内农业生产的有效供给,但我国耕地资源紧张,粮食安全压力大,降低草食家畜的饲料用粮,通过化草为粮,提高草食家畜畜产品生产效率,是解决这一困境的根本措施。

  本文以“化草为粮-保障饲料粮安全的饲草策略和机制”为题,分析了我国饲料粮安全风险形成的历史与现实原因,以“人畜分粮”作为突破口,基于我国饲草产业现状和发展潜力,提出了“大食物观”下化解饲料粮安全风险的饲草方案:(1)种草增效-拓展饲草种植空间和种植模式,发挥饲草蛋白和能量供给能力;(2)种草肥田-提高耕地质量、固碳减排,实现藏粮于草;(3)改良草原-提高草地生产力,从草原要食物;(4)以草代粮-提高饲草在家畜日粮中的应用及转化效率,减少饲料粮消耗。该方案为种养耦合提供了技术路径,在我国饲料粮产需中长期紧平衡的情况下,减法节粮与加法增草需要一起做,才能切实保障我国饲料粮安全。

  2022年,我国颁布了第一个专门针对饲草产业发展的规划《“十四五”全国饲草产业发展规划》,为增草增效提供了指南:饲草是草食畜牧业发展的物质基础,饲草产业是现代农业的重要组成部分,是调整优化农业结构的重要着力点;该指南为我国未来一段时间的饲草产业高质量发展确定了目标、内容和发展模式。随着优质饲草的巨大需求和农业绿色发展的紧迫要求,在政策保障和饲草产业技术进步的推动下,饲草产业将在我国粮食安全、生态文明和乡村振兴等重要战略建设上发挥更加积极的重要作用。


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Ruixuan Xu, Zheng Pu, Shuangxin Han, Hongqian Yu, Chuan Guo, Qingsheng Huang, Yingjun Zhang. 2024. Managing forage for grain: Strategies and mechanisms for enhancing forage production to ensure feed grain security. Journal of Integrative Agriculture, Doi:10.1016/j.jia.2024.11.017



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On-site visual detection of Nipah virus combining a reverse transcription recombinase-aided amplification with a lateral-flow dipstick assay

尼帕病毒RT-RAA-VF核酸可视化检测方法的建立

KaiKai Jin, JunJie Zhao, Huanxin Chen, Zimo Zhang, Zengguo Cao, Zanheng Huang, Hao Li, Yongsai Liu, Lisi Ai, Yufei Liu, Changqi Fan, Yuanyuan Li, Pei Huang, Hualei Wang, Haili Zhang

尼帕病毒(NiV)是一种新兴的人畜共患病毒,具有广泛的宿主范围,以果蝠为主要自然宿主,可感染人类及猪、马、狗等多种动物。NiV可通过多种途径感染人类和其他动物,包括接触被感染的动物及其体液,食用被污染的食物或水源等途径传播,且存在人与人之间传播的可能性。NiV感染的人类和动物会出现严重的呼吸系统和中枢神经系统症,尤为严重的是,NiV感染人类的致死率高达40-75%,这也使其成为全球公共卫生领域的一大挑战。鉴于目前尚没有针对NiV感染人类或动物的有效治疗手段和疫苗,研发一种能够实现NiV早期检测的方法显得尤为迫切,这对于控制疫情的爆发和传播至关重要。在本研究中,我们比对了55个不同NiV毒株的P基因序列,选择了 P 基因的高度保守区作为靶标,设计了特异性的重组酶介导等温核酸扩增技术(RAA)引物和探针。结合侧向免疫层析试纸条(VF),建立了一种快速、特异、灵敏的NiV核酸可视化检测方法(RT-RAA-VF)。该方法有效减少了气溶胶污染的风险,并能够在42 ℃下,在20分钟检测到低至5 copies μL-1的尼帕病毒RNA转录本,具有较高的灵敏度。该检测方法对NiV具有高度特异性,与亨德拉病毒(HeV)、狂犬病病毒(RABV)、单纯疱疹病毒1型(HSV-1)以及猪链球菌等其他可引起NiV感染类似临床症状的病原体无交叉反应。此外,在模拟临床样本的检测中,本方法与世界动物卫生组织(WOAH)推荐的实时RT-PCR方法显示出100 % 的符合率。以上结果表明,本研究建立的针对NiV P 基因的RT-RAA-VF检测方法有望成为NiV感染早期和现场诊断的有效工具。

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KaiKai Jin, JunJie Zhao, Huanxin Chen, Zimo Zhang, Zengguo Cao, Zanheng Huang, Hao Li, Yongsai Liu, Lisi Ai, Yufei Liu, Changqi Fan, Yuanyuan Li, Pei Huang, Hualei Wang, Haili Zhang. 2024. On-site visual detection of Nipah virus combining a reverse transcription recombinase-aided amplification with a lateral-flow dipstick assay. Journal of Integrative Agriculture, Doi:10.1016/j.jia.2024.11.018



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Marek’s disease virus inhibits the JAK-STAT signaling pathway to evade the innate immune response

Tong Zhou, Peidong Guo, Li Gao, Rui Liu, Changjun Liu, Yanping Zhang, Hongyu Cui, Xiaole Qi, Yongzhen Liu, Suyan Wang, Yuntong Chen, Yulu Duan, Xiaomei Wang, Yulong Gao, Kai Li

The Janus kinase (JAK)–signal transducer and activator of transcription (STAT) signaling pathway plays a crucial role in innate immunity by inducing antiviral proteins in response to interferon signals. Marek’s disease virus (MDV), a member of the alpha-herpes virus family, exerts potent tumorigenic and immunosuppressive effects. Recent studies have primarily focused on the tumorigenic mechanisms of MDV, and the mechanism of immune evasion has not been fully understood. In this study, we showed that MDV reduced the production of interferon-stimulated gene (ISGs) by inhibiting the phosphorylation and nuclear translocation of STAT1. Using a dual-luciferase reporter system, we screened for viral proteins that significantly suppress interferon-stimulated response element (ISRE) promoter activity. Meq overexpression markedly reduced ISRE promoter activity and ISG expression, whereas infection with Meq-deficient MDV induced higher ISG production in vitro and in vivo than infection with wild-type MDV. Meq also inhibited the phosphorylation and nuclear translocation of STAT1. Further experiments showed that Meq interacted with JAK1 and tyrosine kinase 2 (TYK2) and thereby inhibited JAK1–STAT1 interactions. Meq degraded TYK2 via a caspase-mediated pathway. The Meq-deficient MDV mutant replicated less efficiently than the wild-type MDV, both in vitro and in vivo. Collectively, these findings demonstrate that Meq played an immunosuppressive role in MDV by attenuating the JAK–STAT signaling pathway, which facilitated escape from innate immune-surveillance mechanisms.



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Tong Zhou, Peidong Guo, Li Gao, Rui Liu, Changjun Liu, Yanping Zhang, Hongyu Cui, Xiaole Qi, Yongzhen Liu, Suyan Wang, Yuntong Chen, Yulu Duan, Xiaomei Wang, Yulong Gao, Kai Li. 2024. Marek’s disease virus inhibits the JAK-STAT signaling pathway to evade the innate immune response. Journal of Integrative Agriculture, Doi:10.1016/j.jia.2024.11.019



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Preparation and characterization of monoclonal antibodies against the pp62 protein of African swine fever virus

非洲猪瘟病毒pp62蛋白单克隆抗体的制备与表征

Zhiyong Xiang, Huan Ye, Peng Gao, Lei Zhou, Xinna Ge, Xin Guo, Jun Han, Yongning Zhang, Hanchun Yang

非洲猪瘟病毒(ASFV)是一种核质大DNA病毒,其基因组庞大、编码蛋白众多以及病毒结构复杂。作为ASFV核心壳的主要成分之一,多聚蛋白pp62不仅对ASFV的组装至关重要,而且具有良好的抗原性和诊断潜力。因此,制备针对pp62蛋白的单克隆抗体(简称单抗)不仅有利于其功能研究,也有利于开发性能更好的ASFV检测方法。本研究通过原核表达pp62蛋白的截短体(1−180个氨基酸)作为免疫原免疫BALB/c小鼠,成功制备了两株单抗4B5-19-7和4C5-11-6。间接免疫荧光试验表明,两株单抗不仅可以识别重组的pp62蛋白,还可以识别ASFV感染的野猪肺细胞(WSL)中的天然pp62蛋白。通过变性Western blot分析进一步发现,两株单抗识别的抗原表位为线性表位。有趣的是,除了识别全长pp62多聚蛋白外,4B5-19-7和4C5-11-6还能够分别识别pp62的成熟蛋白p15和p35。单抗亚型鉴定结果表明,4B5-19-7和4C5-11-6分别为IgG2b/κ和IgG1/κ。重链和轻链可变区测序表明,两株单抗的重链互补决定区(CDR)序列完全不同,而它们的轻链CDR序列完全相同。通过构建pp62(1−180)蛋白的系列截短体,借助Western blot检测两株单抗以及GST标签抗体与各截短体的反应情况,结果表明,4B5-19-7识别95−105位氨基酸(SYTGVKLEVEK),4C5-11-6识别171−180位氨基酸(YTPRTRIAI)。通过分析GenBank数据库中目前可用的不同基因型ASFV代表性毒株的pp62蛋白的氨基酸序列,发现两株单抗所识别的抗原表位高度保守。pp62蛋白单抗的成功制备不仅有助于该蛋白的功能研究,而且为将来研发检测性能更佳的ASFV检测方法提供了宝贵材料。

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Zhiyong Xiang, Huan Ye, Peng Gao, Lei Zhou, Xinna Ge, Xin Guo, Jun Han, Yongning Zhang, Hanchun Yang. 2024. Preparation and characterization of monoclonal antibodies against the pp62 protein of African swine fever virus. Journal of Integrative Agriculture, Doi:10.1016/j.jia.2024.11.020



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