JIA 2022-8期 发布

为了研究软腐病的抗性基因，我们筛选出了一份易感软腐病大白菜A03、一份抗软腐病小白菜华冠以及一份抗软腐病突变体sr。本研究以感病大白菜A03与抗软腐病小白菜华冠为亲本进行杂交，获得F₂代分离群体来定位大白菜抗软腐病数量性状位点（QTLs）。利用构建的高密度遗传图谱检测到3个QTL位点，共包含166个基因。基于已有的转录组数据，在大白菜受Pc侵染的重要防御调控期，我们对这166个基因在感病大白菜A03和抗病突变体sr内的表达量进行了分析，共筛选出6个候选基因与白菜软腐病防御反应相关。其中，基因TIFY10B (JAZ2，BraA07g038660.3C) 位于A07连锁群的主效QTL位点DRQTL-3上，推测可能是白菜软腐病防御机制中起主效作用的关键基因之一。本研究为进一步研究白菜类作物中软腐病抗性机理奠定了基础。

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本研究鉴定并研究了苹果轮纹病菌的细胞自噬关键基因BdATG8。研究结果发现，BdATG8能够恢复酿酒酵母ATG8缺失突变体对氮源饥饿的耐受性缺陷。我们建立了检测轮纹病菌细胞自噬过程发生的有效标记（GFP-BdAtg8）。BdATG8的靶向敲除阻断了细胞自噬过程，敲除突变体（ΔBdAtg8）的气生菌丝减少且生长速率下降，无性及有性生殖能力完全丧失。此外，ΔBdAtg8对植保素和氧化压力的敏感度显著上升，表明BdATG8在抵御植保素及活性氧（ROS）介导的植物免疫过程中发挥重要作用。苹果枝干及果实致病力测定结果表明，BdATG8缺失突变体的致病力严重下降。综上所述，BdATG8在苹果轮纹病菌的发育、压力响应和致病过程中发挥重要作用。本研究首次在苹果轮纹病菌中系统地研究了BdATG8介导的细胞自噬所调控的生命活动，研究结果有助于全面了解细胞自噬在真核生物中的功能，同时为发掘防治苹果轮纹病的药剂靶标提供了新的思路。

本研究首先通过室内生物测定，对114个埃塞俄比亚春小麦品种（系）和22个中国春小麦品种（系）进行了对麦蚜优势种荻草谷网蚜（Sitobion miscanthi）抗生性筛选及鉴定，并利用刺吸电位图谱技术（EPG）和高效液相色谱（HPLC）分别对抗蚜小麦品种上蚜虫取食行为、酚类物质含量进行检测与分析。结果表明，供试小麦品种中，对荻草谷网蚜表现抗性的品种（系）共64个，其中高抗2个，中抗27个、低抗35个。与感蚜品种北京837相比，荻草谷网蚜在轮选145，Wane，轮选6，轮选103及5215等抗蚜品种（系）上，其成蚜前期及生殖前期显著延长，生殖历期缩短，繁殖力、内禀增长率（r_m）与周限增长率（λ）显著下降；EPG结果表明，在抗蚜品种（系）上蚜虫取食行为受到显著影响，蚜虫口针穿刺历期及唾液分泌历期显著增加，而在韧皮部取食历期显著缩短，表明抗蚜性可能发生在韧皮部取食阶段，并与蚜虫口针穿刺叶肉细胞困难有关。酚类物质含量测定结果表明，与感蚜品种北京837相比，轮选145，轮选103与轮选6叶片中阿魏酸含量较高；轮选145中p-香豆酸含量较高；轮选145，Wane及轮选6中香草酸含量较高；轮选103与5215分别含有较高的紫丁香酸与咖啡酸含量。相关性分析表明，小麦叶片中的一些酚类物质含量如香草酸与香豆酸与蚜虫发育历期呈显著正相关，而与蚜虫繁殖力呈负相关。因此，推测酚类物质含量是小麦对荻草谷网蚜产生抗生性的主要原因。本研究鉴定的抗蚜春小麦品种（系）将有助于春小麦抗蚜品种的培育及利用。

目前关于农田耕作管理措施下，cbbL细菌对不同水平土壤碳饱和亏缺（SCSD）的响应机制仍不清楚。因此我们研究了长期免耕秸秆还田（NT）和常规耕作（CT）措施下，SCSD对cbbL细菌丰度和多样性的影响。结果表明，相比于CT，NT降低了SCSD，降低了cbbL细菌的丰度和香农指数，改变了cbbL细菌的群落结构。另外，土壤碳饱和和cbbL基因数量存在显著正相关关系，但是与cbbL基因多样性之间不存在相关关系。综上，低SCSD限制了cbbL细菌的丰度，但是对cbbL细菌的多样性没有影响。因此，关于cbbL细菌固碳速率和能力的研究，应该建立在耕作措施对cbbL细菌丰度和多样性影响的基础上。我们的研究揭示了土壤固定CO₂过程中生物机制和物理化学机制之间存在的关系，对于CO₂的固定机制研究具有重要意义。

本研究构建了一个可直接估计空间不确定性的集合式机器学习模型，即分位数回归森林，定量土体深度与环境条件之间的关系。将该模型与丰富的环境协同变量结合，预测了位于我国西北地区、面积为14万km²的黑河流域的土体深度空间分布，估算了制图结果的空间不确定性。使用了275个土体深度观测样本和26个环境协同变量数据。结果显示，模型预测精度R²为0.587，RMSE为2.98 cm（平方根尺度），可解释近60%的土体深度变异。土体深度图清晰地展示了土体深度的区域分布模式和局部细节。谷底、平原等低平低洼景观部位土体深度较大，而山坡、山脊、台地等高陡景观部位土体深度较小；绿洲内土体深度明显大于绿洲之外的荒漠地区，冲积平原中部土体深度明显大于边缘地带，而湖泊平原中部土体深度明显小于边缘地带。高的预测不确定性主要出现在可达性差、缺少样本的区域。分析发现，土壤发生过程和地貌过程共同塑造了该流域土体深度的空间模式，但地貌过程起主导作用。这一点可能也适用于世界上其它寒旱地区类似的“高寒山地-平原绿洲-荒漠戈壁”流域。

本研究首先通过高水分挤压工艺和装备创新，成功制备了与动物肉质地相当的新型植物基肉制品产品。进一步，采集加工过程中75组不同原料特性（X）和工艺参数（W）条件下，蛋白质多尺度结构变化（Y^n´）、系统响应参数（S）和产品品质（Z）等数据共8000余条，采用分层增广主成分分析方法（FA-PCA），建立高水分挤压过程纤维结构品质控制模型6套。结果表明，FA-PCA建模方法的R²优于传统主成分分析法（PCA），可实现蛋白质纤维结构的有效调控。相比原料和工艺参数，通过高水分挤压过程中蛋白质梯次性多尺度结构变化预测产品品质效果最佳，证明了蛋白质多尺度结构对于纤维结构控制的重要性。此外，将数学模型与虚拟仿真技术结合，创建了涵盖数据库系统、动态仿真系统和虚拟现实系统等的高水分挤压可视化软件，将错综复杂的挤压过程进行了数字化关联，为实现精准调控和智能制造建立奠定了基础。

本研究调查了葡萄籽提取物（GSE）对高氧气调包装（HiOx-MAP）肉饼的生鲜肉色、熟制肉色和提前褐变的影响。GSE在肉饼中的添加量为0、0.1、0.25、0.5和0.75 g kg^-1。本研究测定了生肉饼在4℃贮藏10天过程中的表面肉色、pH值、脂肪氧化和菌落总数（TVC），测定了加热至66℃或71℃时肉饼的中心肉色和pH值。与对照组（0 g kg^-1 GSE）相比，GSE改善了5-10天生肉饼的肉色稳定性 (P<0.05)，并且显著抑制了脂肪氧化和肌红蛋白氧化，但对TVC没有显著影响 (P>0.05)。添加0.5和0.75 g kg^-1 GSE的肉饼在贮藏后期熟制至66℃时，中心红度比对照组高(P<0.05)，并且减少了熟肉饼的PMB程度。以上结果表明，0.5和0.75 g kg^-1 GSE的添加可以改善HiOx-MAP肉饼的生鲜肉色并减少PMB的发生。