JIA 2022-5期 发布

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剪接因子Prp6是剪接三聚体U4/U6.U5中的关键蛋白，在人类细胞和裂殖酵母中，它也是调控前体mRNA剪接的激酶Prp4的底物。前期研究发现引起小麦赤霉病的禾谷镰孢菌FgPrp6蛋白序列的自发突变（角突变）可以部分恢复Fgprp4突变体的表型。禾谷镰孢菌FgPrp4激酶调控剪接效率，其敲除突变体生长缓慢且丧失产孢、有性生殖和致病能力。为了进一步探索FgPrp6与激酶FgPrp4的关系，本研究通过对随机收集的240株Fgprp4角突变子的FgPRP6基因进行PCR产物测序，鉴定了20个角变子中的12个突变。其中3个突变位点在FgPrp6蛋白的N端结构域和HAT重复结构域的连接处，7个突变位点位于前两个HAT重复区域。对角变子的转录组数据分析结果表明FgPrp6上不同位置的角突变对Fgprp4突变体前体mRNA剪接缺陷的恢复程度不同。通过在野生型菌株中转入FgPrp6^E308K-GFP载体或在内源FgPrp6上原位引入R230H突变，同时敲除FgPRP4的方法证实FgPrp6上的E308K或R230H都可以抑制Fgprp4。本研究利用co-IP和BiFc的方法证明禾谷镰孢菌的FgPrp6和激酶FgPrp4可以在体内互作，并进一步利用磷酸化抗体检测体内FgPrp6磷酸化水平的方法实验证明FgPrp6为FgPrp4的底物。通过将FgPrp6上保守的Prp4磷酸化位点和预测的磷酸化位点突变为A的方法验证这些位点的功能，结果表明T261，T219&T221和T199&T200对FgPrp6在菌落生长和有性生殖中的功能无关紧要，但是对其在侵染植物阶段的功能至关重要。扫描电镜和共聚焦显微镜观察发现它们主要在禾谷镰孢菌侵染生长，如侵染垫的形成和在植物细胞间的扩展中发挥作用。通过对野生型禾谷镰孢菌、Fgprp6/FgPRP6^Δ199-221-GFP或Fgprp6/FgPRP6^Δ250-262-GFP侵染三天的小麦麸片的转录组数据分析禾谷镰孢菌的前体mRNA剪接缺陷发现Fgprp6/FgPRP6^Δ199-221-GFP和Fgprp6/FgPRP6^Δ250-262-GFP菌株中各有28%和35%的内含子剪接具有缺陷，推测这种剪接缺陷是突变体侵染生长缺陷的原因。该研究为将来进一步解析禾谷镰孢菌前体mRNA剪接调控及剪接与致病性的关系奠定了基础。

本研究旨在明确侵染广东省瓜类作物病毒种类，为瓜类作物病毒病防控提供理论依据。2018-2020年，我们针对黄瓜、南瓜、葫芦、冬瓜、丝瓜等5种广东主要瓜类作物的病毒病进行了调查与监测，并采集了357个疑似病毒侵染的瓜类作物样品。将采集的样品提取总RNA后进行小RNA深度测序与组装分析，然后根据小RNA测序分析结果设计病毒特异引物进行RT-PCR验证，得出每个瓜类样品中的病毒种类，最后对结果进行统计分析。广东瓜类作物病毒病的田间病株率一般为5%-30%，在一些发病严重地块的病株率高达60%，甚至100%。在采集的5种瓜类作物样品中总共鉴定出归属于10个病毒属的17种病毒，其中检出率最高的病毒是番木瓜环斑病毒 (PRSV)、小西葫芦虎纹花叶病毒 (ZTMV)、小西葫芦黄花叶病毒 (ZYMV)、西瓜银斑驳病毒 (WSMoV)，检出率分别是24.4%、19.0%、17.1%、14.3%。5种瓜类作物样品中病毒种类不同，且优势病毒也明显不同，黄瓜上检出率最高的病毒是甜瓜黄化斑点病毒 (MYSV)，南瓜上是PRSV，葫芦上是黄瓜绿斑驳花叶病毒 (CGMMV)，冬瓜上是WSMoV，丝瓜上是ZYMV。一个样品中检测出多种病毒的复合侵染很普遍，不同的瓜类作物样品中复合侵染的形式也不一样。进一步分析发现CGMMV、西瓜绿斑驳花叶病毒 (WGMMV)、西瓜病毒A (WVA) 在葫芦上的复合侵染率很高。我们克隆了CGMMV、WGMMV、和WVA的基因组全长序列，遗传进化分析表明WGMMV与CGMMV的亲缘关系较近。本研究首次在中国大陆发现了WGMMV。广东最流行的瓜类作物病毒是马铃薯Y病毒属病毒 (potyvirus)、正番茄斑萎病毒属病毒 (orthotospovirus)、烟草花叶病毒属病毒 (tobamovirus)，其主要传播途径分别是蚜虫、蓟马及种子带毒。本研究为瓜类作物病毒病防控策略及防控措施的制订奠定了理论基础。

本研究旨在探讨circEDC3对鸡骨骼肌卫星细胞SMSCs增殖、分化和凋亡的调控功能，从而揭示circEDC3在鸡骨骼肌发育中的作用。我们构建了circEDC3的小干扰RNA (siRNA) 及过表达载体(pCD2.1-circEDC3)来调控体外培养的鸡原代骨骼肌卫星细胞中circEDC3的表达水平，通过运用Quantitative Real-Time PCR (qPCR)，Western Blot (WB)，Cell counting kit 8 (CCK-8)，5-Ethynyl-2’-Deoxyuridine (EdU)，flow cytometry，以及immunofluorescence等功能分析方法，检测发现circEDC3能抑制SMSCs增殖、分化相关基因的表达，阻滞细胞周期进程，降低增殖细胞比率，抑制分化相关蛋白的表达，抑制肌管形成，但对SMSCs的凋亡没有明显影响。circRNA通常可以通过靶向微小RNA (miRNAs) 来调控靶基因的表达，然而我们发现circEDC3并未直接靶向肌肉发育相关的miRNAs。此外有研究表明，circRNA可通过直接编码蛋白来调节骨骼肌发育，为了进一步探索circEDC3调控鸡骨骼肌发育的潜在机制，我们对circEDC3的编码能力进行了预测。通过对circEDC3序列信息进行分析，我们发现circEDC3在物种间 (鸡、人、小鼠、大鼠、猪) 保守，且具有不同的开放阅读框、内部核糖体进入位点 (IRES) 和N⁶-甲基腺苷 (m⁶A) 基序，表明circEDC3满足编码蛋白质的前提条件，具备一定程度的编码能力，但这仍需进一步的研究论证。总的来说，我们的研究发现了一个在物种间保守的环状RNA circEDC3，通过分析circEDC3的序列信息，预测该circRNA具有一定的蛋白质编码潜力，通过功能分析试验证明circEDC3是一种新的鸡肌肉发育的负调节因子，提示circEDC3可作为肉鸡分子育种的一个重要候选靶标，为肉鸡的育种改良提供新的切入点。

基于分布于全省的8637个耕层（0-20 cm）土壤样品有机碳含量和土壤、气象以及农田分布等空间数据，本研究采用随机森林模型的方法绘制了云南省农田1 km分辨率的土壤有机碳分布图，并估算了土壤有机碳总储量。结果表明，云南省农田平均土壤有机碳密度和总储量分别为4.86 kg m^-2和337.5 Mt。从空间分布来看，西北与东北地区的土壤有机碳密度相对较高。海拔高度、大气温度、年降水量以及地形湿度指数是影响土壤有机碳密度空间分布最主要的因素，其预测重要性指数分别达19.5%、17.3%、14.5%和9.9%。改善农田管理措施，如推广秸秆还田、优化肥料运筹等，可为提高作物产量、增加土壤固碳、实现云南省农田可持续生产提供有效保障。

土壤微生物生物量氮（MBN）在土壤中包含了最大比例的生物活性氮（N），是土壤氮循环的重要参与者。农业活动（例如作物轮作和单作）极大地影响了农业生态系统中的MBN。但是，目前农业生态系统中作物轮作和单作对MBN影响的研究极其缺乏。因此，本文基于203个已发表的文献进行整合分析（Meta 分析），以量化在合成氮肥施用下轮作和单作系统对MBN的影响。本研究发现，作物轮作显著提高了MBN的响应比（RR），并在旱地轮作条件下达到最高水平。然而，旱地作物单作并没有改变MBN的响应比，但是，水稻单作中MBN的响应比有所增加。作物轮作和单作系统之间的差异可能是由于不同的种植管理方式、氮素添加的方式、添加量和施肥年限所致。与作物单作系统相比，作物轮作对土壤总氮（TN）的增加幅度更大，对土壤pH的降低幅度较小。MBN的RR与矿质N的RR仅在作物轮作系统中正相关，MBN的RR与土壤pH的RR仅在单作系统中正相关。随机森林和结构方程模型的结果表明，MBN变化的主要驱动因素在作物轮作系统中是土壤矿质N和TN，在单作系统中是土壤pH。总之，本研究表明，轮作由于改善了土壤氮源，可以作为提高MBN的有效途径，从而提高MBN对由于大量施用化学氮肥导致的低pH的抵抗力。

我国华北地区萝卜生产中施肥过量导致了较低的养分利用率，并造成了严重的环境问题。养分专家系统（Nutrient Expert, NE）是一个基于科学的、实地的施肥决策支持系统，但对于萝卜养分专家系统田间适用性的评价鲜有报道。本研究旨在从农学、经济和环境效益方面验证萝卜养分专家系统的可行性。于2018年4月-2019年11月在我国华北萝卜主产区共实施了46个田间试验。结果表明，与农民习惯施肥（FP）处理相比，NE处理显著降低了氮、磷和钾肥施用量分别为98 kg N/ha、110 kg P₂O₅/ha和47 kg K₂O/ha；与土壤测试（ST）相比，NE处理显著降低了氮肥和磷肥施用量分别为48 kg P₂O₅/ha和44 kg K₂O/ha，而钾肥施用量无显著性差异。与FP和ST处理相比，NE处理显著提高了萝卜产量分别为2.7和2.6 t/ha，提高了经济效益分别达5951和3071元/ha。就全部试验的平均值而言，与FP和ST处理相比，NE处理显著提高了氮、磷和钾肥的农学效率分别为42.4和31.0、67.4和50.9以及20.3和12.3 kg/kg，显著提高了氮、磷和钾肥的回收利用率分别为11.4和7.0、14.1和7.5以及11.3和6.3个百分点，显著提高了氮、磷和钾肥的偏生产力分别为162.9和96.8、488.0和327.3以及86.9和22.4 kg/kg。此外，与FP处理相比，NE处理显著降低了氮肥和磷肥盈余量分别为105.1 kg N/ha和115.1 kg P₂O₅/ha，降低表观氮素损失达110.8 kg N/ha。综上所述，养分专家系统是一种有效的、可行的推荐施肥方法，可提高我国华北地区萝卜养分利用率和降低环境风险。

✺ LIU Li-ling, YANG Huan-liang, GUO Fu-sheng, WANG Xiu-rong, DENG Guo-hua, SHI Jian-zhong, TIAN Guo-bin, ZENG Xian-ying