JIA 1月优先上线文章(一)

文摘   2025-01-07 17:13   北京  

 Journal of Integrative Agriculture

(《农业科学学报》(英文),JIA)
1月优先上线文章(一
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1

Paired nitrogen management for improving wheat yields while minimizing nitrogen losses

配对的氮管理提高小麦产量同时减少氮损失

Xiaotian Mi, Wanyi Xie, Lei Fan, Tianli Zhang, Yaru Liu, Gang He

优化氮肥管理技术能够提高作物产量,同时减少活性氮损失。其中,配对氮肥管理技术的协同效应对设计最佳氮肥管理技术具有重要意义,但目前对交互效应的评估仍然不足。因此,我们进一项荟萃分析,量化优化氮肥管理技术(优化氮肥用量、优化追肥和施用增效肥料)对小麦产量、氮肥利用效率(NUE)和氮损失的影响,以及配对的氮肥管理技术(优化氮肥用量和优化追肥或应用增效肥料相结合)的交互效应。结果表明,优化氮肥用量减少活性氮损失28-31,同时降低小麦产量2%;然而,当氮肥减少量小于20%时,小麦增产2%。此外,优化追肥或应用增效肥料显著提高小麦产量4-8%,提高氮肥利用效率8-14%,同时减少活性氮素损失28-40%;高频次追肥和应用硝化抑制剂对小麦产量的积极影响更强。配对的氮管理技术提高小麦产量3-4%,增加氮肥利用效率37-38%,具有叠加或协同效应;尽管它降低活性氮损失5-66%,但表现出拮抗效应。这种非叠加效应促进了对小麦产量的积极影响,但减弱了降低环境风险方面的益处。总之,这项研究强调了创新氮管理的协同效应对于解决作物产量和活性氮损失之间权衡问题的重要性。

                 


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Xiaotian Mi, Wanyi Xie, Lei Fan, Tianli Zhang, Yaru Liu, Gang He. 2024. Paired nitrogen management for improving wheat yields while minimizing nitrogen losses. Journal of Integrative Agriculture, Doi:10.1016/j.jia.2024.12.030



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Genome-wide characterization of soybean lysophosphatidic acid acyltransferases and functional characterization of the role of GmLPAT11 in salt stress

大豆溶血磷脂酸酰基转移酶的全基因家族特征及GmLPAT11在盐胁迫中的功能验证

Zhiyang Wang, Peiyan Liu, Haitong Sun, Wenying Suo, Ziqian Cheng, Mingliang Yang, Qingshan Chen, Ying Zhao

溶血磷脂酸酰基转移酶(LPAT)是一种广泛表达的酶,在植物的生长发育和胁迫响应中起着关键作用。然而,关于大豆基因组中的LPAT基因的信息却十分有限。通过全基因组分析,鉴定了15个大豆LPAT家族成员,并分析了保守蛋白基序的存在。根据其系统发育关系,将这些基因分为三个聚类。通过共聚焦显微镜在拟南芥叶肉原生质体上测定了6GmLPATs的胞内定位。顺式调节元件分析和实时定量聚合酶链反应(qRT-PCR)的结果显示,非生物胁迫(干旱、盐和碱度)和激素处理显著增加了GmLPATs的转录本。GmLPATs在不同的大豆组织中表现出独特的表达模式。我们发现,一个soiLPAT亚型GmLPAT11)在各个处理下的表达水平较高,这可能表明它在大豆对盐胁迫的响应中起了关键作用。GmLPAT11在大肠杆菌中的表达表明,重组酶具有LPAT活性。我们还发现过表达LPAT降低了转基因大豆活性氧(ROS)的形成,显著提高了抗盐胁迫性。基因关联分析表明,GmLPAT11的变异与幼苗的耐盐性密切相关。在GmLPAT11CDS区发现了一种可能与耐盐性相关的多态性。这些发现不仅提高了我们对LPAT基因家族的理解,还确定了大豆未来增强耐盐性的潜在候选基因。




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Zhiyang Wang, Peiyan Liu, Haitong Sun, Wenying Suo, Ziqian Cheng, Mingliang Yang, Qingshan Chen, Ying Zhao. 2024. Genome-wide characterization of soybean lysophosphatidic acid acyltransferases and functional characterization of the role of GmLPAT11 in salt stress. Journal of Integrative Agriculture, Doi:10.1016/j.jia.2024.12.031



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Transcriptome-based analysis of lignin accumulation in the regulation of fruit stone development and endocarp hardening in Chinese jujube

基于转录组分析的木质素积累对枣果核发育和内果皮硬化的调控分析

Xinyi Mao, Xuan Zhao, Zhi Luo, Ao He, Meng Yang, Mengjun Liu, Jin Zhao, Ping Liu

核果类进化出一种极其坚硬的木质外壳,称为“果核”,用以保护种子。如今,无核栽培品种的市场价值急剧上升,这就提出了培育无核果实的需求。因此,迫切需要了解果核的内在机理。我们利用中国大枣的一个有核栽培品种有核和两个无核栽培品种无核丰大果无核,对枣果核发育机理进行了全面研究。通过解剖分析和木质素染色检测发现,有核栽培品种有核的内果皮木质素积累量远高于其他两个无核栽培品种。木质素积累可能是形成果核的关键原因。通过分析转录组数据并识别其中的差异表达基因(DEGs),发现有核无核丰以及有核大果无核之间有49个重叠的DEGs。其中,参与木质素合成的ZjF6H1-3ZjPOD被鉴定出来。在野生酸枣幼苗上过表达和沉默ZjF6H1-3ZjPOD进一步验证了它们在木质素合成中的作用。此外,在这49个重叠的DEGs中还包括两个bHLH转录因子,并且在ZjF6H1-3ZjPOD的启动子中发现了bHLH转录因子基序,这表明bHLH转录因子也参与了木质素的合成。



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Xinyi Mao, Xuan Zhao, Zhi Luo, Ao He, Meng Yang, Mengjun Liu, Jin Zhao, Ping Liu. 2024. Transcriptome-based analysis of lignin accumulation in the regulation of fruit stone development and endocarp hardening in Chinese jujube. Journal of Integrative Agriculture, Doi:10.1016/j.jia.2024.12.032



4

The miR164a targets CsNAC1 to negatively regulate cold tolerance of tea plants (Camellia sinensis)

miR164a靶向CsNAC1负调控茶树耐寒性

Siya Li, Lu Cao, Ziwen Zhou, Yaohua Cheng, Xianchen Zhang, Yeyun Li.

冷胁迫对茶产量的减少和品质的降低广泛影响。miR164家族及其靶基因NAC转录因子已被确定为植物应对冷胁迫的关键调节因子之一。然而,人们对miR164CsNAC在茶树抗寒中的作用知之甚少。研究发现csn-miR164a的表达量在冷胁迫下显著降低,且与CsNAC1的表达量呈显著负相关。5 ' RACE和GUS组织定位实验清晰地表明csn-miR164a特异性切割CsNAC1茶树叶片中csn- miR164a沉默处理后,CsNAC1CsCBFs的表达水平得以提高,并表现出更强的耐寒性;同时CsNAC1过表达也通过提高AtCBFs的表达水平增强了转基因拟南芥的耐寒性。相反,拟南芥中csn-miR164a异源过表达减少AtNACsAtCBFs的表达水平,进而降低了耐寒性。此外,茶树叶片中CsNAC1的沉默降低CsCBFs的表达水平,导致其表现出显著的冷敏感性。综上所述,研究表明miR164a-CsNAC1模块可能通过CsCBFs依赖途径负调控茶树耐寒性。


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Siya Li, Lu Cao, Ziwen Zhou, Yaohua Cheng, Xianchen Zhang, Yeyun Li. 2024. The miR164a targets CsNAC1 to negatively regulate cold tolerance of tea plants (Camellia sinensis). Journal of Integrative Agriculture, Doi:10.1016/j.jia.2024.12.033



5

Functional analysis of xyloglucan endotransglycosylase/hydrolase gene MdXTH2 in apple fruit firmness formation

苹果木葡聚糖内糖基转移/水解酶基因MdXTH2在果实硬度形成中的功能研究

Li Liu, Yifeng Feng, Ziqi Han, Yaxiao Song, Jianhua Guo, Jing Yu, Zidun Wang, Hui Wang, Hua Gao, Yazhou Yang, Yuanji Wang, Zhengyang Zhao

苹果果实硬度作为衡量果实内在品质的重要指标之一,不仅影响果实适口性,还决定了果实贮运能力。目前果实发育过程中硬度的形成机制仍不清楚,细胞壁多糖的水解是果实发育过程中硬度下降的主要原因。木葡聚糖内糖基转移/水解酶(XTH)作为解聚细胞壁多糖的关键酶,在果实硬度形成中发挥重要作用。我们通过代谢组和转录组数据联合分析鉴定了一个与果实硬度形成相关的基因MdXTH2,并对MdXTH2在苹果果实硬度形成中的功能及分子机制进行解析。结果表明,果实硬度和细胞壁各组分含量在发育期果实中整体呈下降趋势。细胞壁物质、纤维素和半纤维素含量在不同品种中均与硬度显著正相关,总相关性系数分别为0.871、0.904和0.75,这表明,纤维素和半纤维素含量的降低可能是果实发育过程中硬度下降的普遍原因。过表达MdXTH2显著增加苹果和番茄果实的硬度,并抑制了愈伤组织的生长。MdXTH2基因的上游转录因子MdNAC72可以促进果实成熟相关基因的表达。此外,双荧光素酶、酵母单杂交和凝胶阻滞迁移试验表明,MdNAC72通过与MdXTH2启动子上的NACRS元件结合并下调MdXTH2的转录水平。本研究为果实品质调控机理提供新见解,也为通过遗传改良培育硬度适中的苹果品种提供了理论依据。


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Li Liu, Yifeng Feng, Ziqi Han, Yaxiao Song, Jianhua Guo, Jing Yu, Zidun Wang, Hui Wang, Hua Gao, Yazhou Yang, Yuanji Wang, Zhengyang Zhao. 2024. Functional analysis of xyloglucan endotransglycosylase/hydrolase gene MdXTH2 in apple fruit firmness formation. Journal of Integrative Agriculture, Doi:10.1016/j.jia.2024.12.034





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