JIA 2022-7期 发布

本研究在2017年使用12个玉米品种进行了两个播期的田间试验，2019年使用10个玉米品种进行了田间试验。2017年早播的玉米产量在6.5 到14.6 t ha^-1之间，晚播的玉米产量在9.3 到12.7 t ha^-1之间，2019年玉米产量在5.9 到7.4 t ha^-1之间，收获时的籽粒含水量分别在29.8-34.9%, 29.4-34.5%和31.9-37.1% 范围内。较大的最大叶面积有利于高产，叶片衰老速度快有利于后期籽粒脱水，根系结构紧凑有利于高产和籽粒快速脱水。较强壮的茎秆提高了玉米的抗倒伏能力，但在收获时却保持了较高的籽粒含水量，这对玉米高产低含水量是一个挑战。高产低籽粒含水量的玉米品种具备灌浆速率快，灌浆时间长，灌浆后期籽粒脱水速率快的特点。灌浆后期较高的日间温度可以通过影响籽粒灌浆和脱水进而提高玉米产量和降低籽粒含水量，说明调整播期可能可以作为达到籽粒机械收获的一个策略。

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前期研究表明，在玉米大斑病菌中存在9个漆酶样多铜氧化酶，其中漆酶基因StLAC2敲除导致黑色素含量降低，不能产生分生孢子，直接影响侵染能力。为进一步研究漆酶基因家族基因在生物学功能上的差异，本文利用同源重组技术创制StLAC6基因敲除突变体并对其对玉米大斑病菌生长发育、致病、杀菌剂抗性等方面的作用进行研究。结果表明通过同源重组技术成功创制了2株StLAC6基因敲除突变体，分析发现StLAC6基因缺失后对玉米大斑病菌的生长、菌丝形态和侵染能力没有显著影响，而且突变体细胞壁及细胞膜功能均正常。进一步对其超微结构进行分析发现，StLAC6基因敲除突变体菌丝中的过氧化物酶体形态异常，影响了菌丝内脂滴合成，同时敲除突变体中的酚类化合物和黑色素的合成增加。通过比较野生型和突变体的EC50值，发现StLAC6敲除导致病菌对嘧菌环胺、三环唑、吡唑醚菌酯等多种常见杀菌剂的敏感性增加，表明漆酶参与了玉米大斑病菌对杀菌剂的抗性。为了明确漆酶基因家族成员的关系，对StLAC6敲除突变体中其他漆酶基因的表达进行分析，发现StLAC1等多个玉米大斑病菌漆酶基因的表达水平发生了显着变化，说明漆酶基因家族成员间存在功能互补。本文为研究植物病原真菌中漆酶基因家族的功能和相互关系提供了新的见解。

苹果茎沟病毒 (apple stem grooving virus, ASGV) 是一种重要的潜隐类果树病毒，对柑橘、梨和苹果等多种果树的生产构成了严重的威胁。2018年，在中国南方广泛种植的黄金蜜柚 (Citrus grandis cv. Huangjinmiyou) 上观察到了严重的黄化、斑驳和花叶症状，推测其可能由病毒引起。取5株表现相关症状果树的叶片样品构建混库并送高通量测序分析，从其中鉴定到了3个ASGV变异体，通过RT-PCR和RACE技术验证了其基因组序列。序列分析显示，这3个变异体的基因组核苷酸序列一致性为81.03%–82.34%，其基因组结构与过往报道的侵染其它果树的变异体类似。基于病毒全基因组核苷酸序列和外壳蛋白氨基酸序列的系统发育分析显示，3个黄金蜜柚ASGV变异体分别与来自不同寄主和地区的ASGV变异体聚在一枝。重组分析显示，3个ASGV变异体可能来自于ASGV不同株系间的重组。在全国11个主要柑橘种植省份采集了507份黄金蜜柚样品进行RT-PCR检测发现，在每个省份表现上述相关症状的样品中，ASGV的检出率均在92.7%以上，而在40份没有症状的样品中，均未检测到ASGV。将其中6个省份的感病样品嫁接到ASGV的指示植物——Rusk枳橙上，新生的系统叶表现出典型的碎叶症状，进一步验证了黄金蜜柚中ASGV的侵染。进一步探究了病毒和症状与温度的关系，发现嫁接的感病黄金蜜柚样品在30°C–35°C条件下症状消失，同时RT-PCR也检测不到ASGV的存在。而后，再将其置于20°C–24°C的条件下一段时间后，黄金蜜柚症状恢复，且ASGV可以由RT-PCR检测到。本文揭示了黄金蜜柚黄化斑驳花叶病与ASGV侵染的相关性，并提示了该病害大面积流行的风险，为进一步的病害防控提供了相应参考。

本研究通过抗原性分析发现，2020年至2021年在野鸟或家禽中分离的一些H5N6、H5N8和H5N1病毒与我国大规模应用的H5疫苗种毒株(H5-Re11株和H5-Re12株)的抗原性存在较大差异，部分2021年分离的H7N9病毒也与我国使用的H7-Re3株疫苗毒株存在抗原性差异。为保持疫苗株与监测毒株之间良好的抗原匹配性，本研究利用反向遗传学操作技术，构建出针对抗原变异毒株的3株重组疫苗种毒（H5-Re13、H5-Re14和H7-Re4），用于疫苗的更新。其中，H5-Re13疫苗株的HA和NA基因来自于2.3.4.4h分支的H5N6病毒（DK/FJ/S1424/20），H5-Re14疫苗株的HA和NA基因来自于2.3.4.4b分支的H5N8病毒（WS/SX/4-1/20），H7-Re4疫苗株的HA和NA基因来自于2021年分离的H7N9病毒（CK/YN/SD024/21）。进一步使用上述3株重组病毒制备新型H5+H7三价灭活疫苗，进行鸡、鸭和鹅的免疫效力研究。结果显示，H5+H7三价灭活疫苗接种鸡、鸭和鹅后均可诱导出良好的HI抗体反应；SPF鸡接种疫苗后3周时，用2020年和2021年分离到的5株不同H5和H7病毒攻击，包括3株2.3.4.4b分支病毒（H5N1、H5N6和H5N8病毒各1株）、1株2.3.4.4h分支的H5N6病毒和1株H7N9病毒，攻毒后所有对照组鸡均出现高滴度的排毒，并在攻毒后4天内全部死亡，而疫苗接种组鸡则完全抵御病毒的感染；接种疫苗的鸭和鹅在攻击2.3.4.4h或2.3.4.4b分支H5病毒后也获得完全免疫保护。本研究结果表明，新型H5+H7三价疫苗具有良好的免疫原性,对于近期监测到的H5N1、H5N6、H5N8和H7N9病毒的攻击可提供完全的免疫保护作用。鉴于不同H5病毒和H7N9病毒对家禽的威胁，本研究建议我国广泛使用该H5+H7三价灭活疫苗，并推荐该疫苗在其他受到H5和H7病毒威胁的国家应用。

在湖南农业大学实验基地进行了长达5年的长期定位实验，研究施用90天释放期的聚乙烯包膜尿素对双季稻产量、氮肥利用率、土壤残留无机氮、土壤-植株系统氮平衡和经济效益的影响。本研究共设置了四个不同的施氮肥处理，包括CK（不施氮肥）、U（全量施用普通尿素）、CRU1（全量施用聚乙烯包膜尿素）、CRU2（减氮20%施用聚乙烯包膜尿素）。研究结果表明相比较全量施用普通尿素而言，全量施用控释肥能够分别提高作物产量和氮肥利用率11.0、13.5%。CRU1在晚稻上的产量和氮肥利用率的应用效果要优于早稻。研究结果表明全量施用控释肥可以提高早稻产量6.0%，可以提高早稻氮肥利用率10.2%；提高晚稻产量15.4%；，提高晚稻氮肥利用率13.8%。除此之外，CRU1与CRU2的双季稻产量和氮肥利用率没有明显的差异。此外施用控释肥处理（包括CRU1和CRU2）相较于U有较高的表观土壤残留率和作物表观氮素回收率，同时有较低的表观氮素损失，且CRU2相比较CRUI呈现出较好的的效果。在收获后，控释肥处理（包括CRU1和CRU2）能够维持土壤耕层（0-20 cm）较高的铵态氮和硝态氮浓度，并且能够减少深层土层（40-60 cm）的铵态氮和硝态氮浓度。此外，据估算施用控释肥处理还能获得较好的经济效益。总得来说，施用控释肥要比施用普通肥料在水稻产量、氮肥利用率、土壤-植株氮素平衡、经济效益上表现得更加优越，并且其中减氮施用20%控释肥处理有最优的综合效益。因此，我们认为施用控释肥能够有效解决水稻生产中的氮素管理所面临的挑战。

本研究基于10年（2009-2019）的定位试验，探究有机肥/秸秆替代化肥模式对土壤磷库、磷酸酶和微生物活性的影响，并明确调节土壤磷转化特征的因素。4个施肥处理包括：100%化肥（4CN），50%的猪粪（2CN+2MN）、秸秆（2CN+2SN）、猪粪配合秸秆替代化肥（2CN+1MN+1SN）。有机替代处理显著提高芹菜和番茄的产量，较单施化肥处理分别提高6.9-13.8%和8.6-18.1%，其中，2CN+1MN+1SN处理的产量最高。有机肥/秸秆替代化肥模式持续10年后，与4CN处理相比，有机替代处理减少总磷和无机磷的累积；显著提高土壤速效磷、有机磷和微生物量磷；促进酸性和碱性磷酸单酯酶、磷酸二酯酶、植酸酶和微生物的活性。此外，偏最小二乘路径模型（PLS-PM）分析表明，土壤的C/P比显著并直接影响磷酸酶活性和微生物群落结构，进而对蔬菜产量和土壤磷库产生积极的影响。偏最小二乘（PLS）回归表明，丛枝菌根真菌对磷酸酶活性有积极影响。该研究结果表明，有机肥部分替代化肥施肥模式能够提高微生物活性，促进土壤磷的转化和有效性。综合考虑土壤磷库，微生物活动和蔬菜产量，猪粪与秸秆配合施用对于开发可持续的磷管理措施更为有效。

The primary objectives of this study were to investigate the effect of long-term (since 1981) fertilizer application on the soil P fractions and microbial community and to evaluate correlations between the microbial community structure and P distribution.  The following treatments were implemented in a long-term field trial: no fertilization (CK), inorganic N and K (NK), inorganic P and K (PK), inorganic N, P and K (NPK) and manure+NPK (MNPK) fertilization.  The study showed that the soil pH, soil organic carbon and total and available N and P concentrations were considerably higher in the MNPK treatment than in the CK treatment.  The soil microbial biomass C, N and P concentrations were also significantly higher in the MNPK treatment than in the CK treatment.  Among fertilization treatments, the β-1,4-glucosidase, α-1,4-glucosidase, urease, acid phosphatase and phosphodiesterase activities were the highest in the MNPK treatment.  Compared to inorganic fertilization, the MNPK treatment increased the labile soil P fractions and decreased the residual soil P concentration.  Continuous fertilization significantly affected the soil microbial composition.  The total phospholipid fatty acid (PLFA) concentrations in the NK, PK, NPK and MNPK treatments were 23.3, 43.1, 48.7 and 87.7% higher, respectively, than in the CK treatment.  A significant correlation was observed between the microbial community and soil P fractions.  Moreover, the aggregated boosted tree (ABT) model showed that among the various soil biochemical properties, the total PLFA concentration was the factor that most influenced the active P pool, accounting for 35.4% of the relative influence of all soil biochemical properties examined.  These findings reveal that combined manure and inorganic fertilizer application is a better approach than applying inorganic fertilizer alone for sustaining long-term P fertility by mediating soil biological activity.