农业科技 52019年 6月 4日 星期二主编 /李晨 编辑 /郭勉愈 校对 /何工劳 Tel：（010）62580690 E-mail押agriweekly＠stimes.cn

草地贪夜蛾春夏两季迁飞轨迹被揭示

金壳金瑶柱扇贝新品种

本报讯 转录暂停指遗传信息从 DNA 流向RNA 的延伸过程中 RNA 聚合酶暂时停止转录，以利于基因表达的精细调控。近日，植物学期刊《分子植物》发表了山东农业大学作物生物学国家重点实验室教授卢从明课题组的最新发现：叶绿体蛋白mTERF5 就是一个转录暂停因子，它介导了叶绿体 psbEFLJ 操纵子的转录暂停，并促进其转录。

在转录暂停过程中，RNA 聚合酶依然与新生 RNA 以及模板 DNA 结合，一旦条件具备，转录仍会继续进行。转录暂停对于生命体的生长、发育及环境适应性等诸多生物学过程有着重要的调节作用。细菌、后生动物与植物细胞核都普遍存在着转录暂停现象，但是此前的研究没有发

现植物中的转录暂停因子，也不清楚叶绿体中是否普遍存在转录暂停现象。植物中有关转录暂停的研究还比较少，是一个新的研究方向。

研究人员通过叶绿素荧光成像技术，把筛选好的拟南芥 T-DNA 插入突变体库后发现，mTERF5 缺失导致植物生长发育迟缓和光系统PSII 活 性 显 著 下 降 。 进 一 步 的 研 究 揭 示 ，mTERF5 的缺失特异性导致叶绿体 psbEFLJ 转录效率大幅度降低。psbEFLJ 操纵子转录效率下降导致了 mterf5 突变体中 PSII 活性的降低。

研究者进一步对 mTERF5 在转录水平调控叶绿体 psbEFLJ 操纵子的分子机制进行了系统性研究。他们发现 mTERF5 是一个 DNA 结合蛋白，

通过特异地结合到 psbEFLJ 操纵子转录起始位点，导致叶绿体编码的 RNA 聚合酶(PEP)在 psbEFLJ操纵子转录过程中产生暂停，助力 mTERF5 招募PEP 复合体中的关键组分 pTAC6 组装到 PEP 复合体中，从而形成更高活性的 PEP 复合体，进而促进 psbEFLJ 操纵子的转录效率。

该研究对转录暂停因子 mTERF5 调节叶绿体 psbEFLJ 操纵子的分子机制进行了精细解析，并证明叶绿体中普遍存在转录暂停现象，这一发现为植物转录调控的分子机制研究提供了新的思路。该论文系与中国科学院植物研究所合作完成。 （李晨丁佳翟荣惠）相关论文信息：

我国科学家发现植物转录暂停因子

本报讯 近日，农业农村部渔业渔政管理局、全国水产原种和良种审定委员会在珠海举行 2019 水产新品种证书颁发仪式。由青岛农业大学海洋科学与工程学院教授王春德团队选育的扇贝“青农金贝”

（品种登记号：GS-01-009-2018）获水产新品种证书，该品种由青岛农业大学、中国科学院海洋研究所和烟台海之春水产种业科技有限公司联合选育。

扇贝“青农金贝”是该团队在此前选育新品种扇贝“渤海红”过程中选育出来的。他们从紫扇贝与海湾扇贝杂交一代的第三代选育群体中，挑选出闭壳肌和贝壳均呈金黄色的 500 枚个体为基础群体，以闭壳肌金黄色为目标性状，采用群体选育技术，经连续 4 代选育而成。在相同养殖条件下，“青农金贝”的生长速度与“渤海红”扇贝没有显著差别，闭壳肌金黄色比

例为 97%，适宜在我国渤海、黄海沿岸吊笼养殖。

这是王春德团队利用紫扇贝与海湾扇贝杂交所选育出的第三个国家级杂交扇贝新品种。此前，团队选育的扇贝“渤海红”和“青农 2 号”先后于 2016 年和 2018年获得国家水产新品种证书，目前已成为我国北方海域主要养殖品种。

“青农金贝”的闭壳肌和贝壳均为金黄色，干品为鲜艳的橘红色，富含类胡萝卜素，而胡萝卜素具有抗氧化、抗肿瘤、抗炎症和抗疲劳等保健功效。闭壳肌干制后即是“干贝”，也称“瑶柱”，被列入海八珍之一，素有海鲜极品的美誉。

“青农金贝”是我国选育出的第一个雌雄同体型富含类胡萝卜素的扇贝。这一新品种的成功选育，为我国扇贝养殖良种化和产业提质增效开辟了新途径。（廖洋周维维）

金壳金瑶柱扇贝新品种选育成功

环球农业

大话农科

一直以来，抗生素在治疗细菌性感染、预防疾病传播和将感染的严重并发症减少至最低程度等方面发挥着重要作用，它曾经挽救了无数生命，但也会因使用不当增加耐药细菌的种类和数量。在这场细菌与抗生素的“战斗”中，“知己知彼”成为科学家对付各类新型疾病的不二法门。

近日，中国工程院院士、中国农业大学动物医学院教授沈建忠团队发现了新型替加环素高水平耐药机制，间接地对四环素类药物，尤其是金霉素和土霉素作为抗菌促生长剂在畜禽养殖业中的使用起到了警示作用。相关研究日前发表在《自然—微生物学》上。

筑造健康防御塔

土霉素片、金霉素眼膏，这些名词大家可能都不陌生。作为抗生素药物四环素类的一种，它们的新兄弟替加环素来得可不算早，直到 2011 年才走入国人的生活。

不过，好戏总是在后头。“姗姗来迟”的替加环素刚出场就展现了惊人的实力，对抑制一些高适应性细菌生长发挥着良好的功效。世界卫生组织（WHO）将其列为治疗临床多重耐药菌感染极其重要的抗菌药物，用于皮肤和皮肤组织感染及腹腔内复杂感染的治疗。

“当前医学临床中多重耐药革兰氏阴性菌对碳青霉烯类的耐药性日益严峻，细菌的

‘反击’能力远远超出了人类的想象。多重耐药菌、超级细菌不断击破抗生素为人类健康筑起的‘防御塔’。”论文作者之一、中国农业大学动物医学院教授沈建忠团队核心骨干汪洋博士告诉《中国科学报》，他们开展动物源病原菌耐药性监测已持续多年，“实力显著”的替加环素就是其中的重点监测对象。

“监测工作就像机体防御一样，你需要时刻关注细菌的升级变化，以便及时反应与控制。我们在山东、广东等重点畜禽养殖地区都设有耐药监测点。长期监测结果发现，大肠杆菌对替加环素耐药性都较低，仅需 1mg/L 的抗生素浓度就可抑制其生长。”他说。

发现新型耐药机制

然而，一切在 2017 年发生了变化。汪洋介绍，在某次试验中，他们发现一些

动物源细菌对替加环素的最小抑菌浓度由原先 的 1 mg/L 提 升 到 了 32 mg/L 甚 至 64mg/L，这意味着细菌提高了对抗生素的“战斗能力”。

鉴于这惊人发现，他们决定继续对病原菌的替加环素耐药性进行监控。为此，课题组联合江苏省农科院研究人员展开了试验。在猪源样本中，研究人员发现了携带 tet（X）基因变异体的鲍曼不动杆菌和大肠杆菌各 1株，其编码蛋白分别与已发现的野生型 TetX具有 85.1% 和 93.8%的氨基酸同源性，因此命名为 tet（X3）和 tet（X4）。

随后，课题组运用功能性克隆、蛋白三级结构预测、分子对接，并辅以蛋白酶动力学、质谱及核磁共振等多种技术方法验证了两类新型变异体对四环素类药物的修饰功能。

在基因可转移性研究中，科研人员发现，tet（X3）和 tet（X4）均位于细菌的多重耐药质粒上，可通过接合转移进入肺炎克雷伯菌、鲍曼不动杆菌和大肠杆菌等临床重要病原菌中。更重要的是，动物试验模型证实了 tet（X）变异体可导致临床上替加环素对携带该类耐药基因病原菌感染治疗的失败。

流行病学回溯性调查表明，tet（X3）和 tet（X4）在国内动物源和食品源细菌中的平均检出率为 6.9%，其中某些地区猪源大肠杆菌的检出率达到了 66.7%，且有 5 株牛源不动杆菌同时携带了碳青霉烯耐药基因 blaNDM-1 和tet（X3）。另外，课题组还从 3 株人医临床感染源大肠杆菌和 1 株鲍曼不动杆菌中检出了 tet

（X4），虽然检出率较低（0.07%），但其风险不容忽视。

尤其值得注意的是，这两类新型 tet（X）变异体还存在交叉耐药性，可介导对传统的一、二代四环素类药物耐药。

“当前，以金霉素、土霉素和多西环素为代表的一、二代四环素类药物是畜禽养殖业中用量最大的抗菌药物，广泛应用于畜禽促生长与感染性疾病的预防治疗。较强的药物选择压力可能会促使 tet（X）变异体及其携带菌在畜禽体内及养殖环境中的富集与转移，增加其通过食物链或环境传播的可能性。”汪洋说。

抗生素使用需合理谨慎

尽管替加环素尚未应用到畜禽动物养殖中，但是此项研究对四环素类药物，尤其是金霉素和土霉素作为促生长剂在畜禽养殖业中的使用起到了警示作用。

据统计，世界范围内四环素类药物在养殖动物中的使用占所有兽用抗生素总量的48％，尤其在欧洲、美洲和非洲地区市场占有率排名第一，在亚洲地区仅次于磺胺类药物。

汪洋介绍，多数西方国家仅用四环素类药物治疗和预防动物细菌感染性疾病，明令禁止用作促生长剂，然而在我国却暂未禁止。

“不过这是普遍的现象，世界上超过 25 个国家包括美国在内，都将四环素类药物用作抗菌促生长剂。”

他指出，药物使用最重要的原则是遵守其使用规定。畜禽等在进入市场前需有一定时间的休药期，以便抗生素的代谢排出。不过鉴于层出不穷的抗生素污染，国家农业农村部拟计划在 2020 年取缔包括四环素类在内的抗菌药物用作促生长剂，仅保留中药类饲料添加剂，以保证畜禽的健康养殖。

“不过这会出现一个问题，即在健康状况下中药可保持养殖动物的稳定生长，但在疾病暴发时，中药类添加剂无法彻底替代抗生素。”汪洋表示，在这种情况下抗生素更应合理谨慎地使用，比如选择只对特定细菌发挥药效而不影响其它正常菌群的药物。未来团队将针对畜禽感染性疾病的精确诊断与治疗开展进一步研究；同时继续评估四环素类抗生素在食品动物中使用的风险。

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替加环素高耐药机制警示

畜禽养殖业应谨慎使用四环素类姻本报见习记者 程唯珈

苹果是世界上最常见的水果。它生长在全球各地的温带环境中，其历史与人类息息相关。古典文艺中对这种大型水果作物的描绘表明，驯化的苹果至少两千多年前就出现在南欧。考古遗址中的古代种子也证明，人们在欧洲和西亚收集野生苹果已有一万多年的历史。

事实很明显，人类社会近千年来一直保有野生苹果的数量，但苹果树的驯化过程或人类栽培下的进化尚不清楚。

德国马克斯·普朗克研究所的人类历史科学家 Robert Spengler 结合历史学、古生物学和最新发布的遗传基因数据，对欧洲和西亚保存的古代苹果种子进行了新的研究。相关成果日前发表于

《植物科学前沿》。Spengler 追溯了苹果的野生起源，并指出苹

果最初是由古代大型动物传播的，后来加入丝绸之路沿线贸易过程。这些经历使人们今天所知道的苹果品种得以发展。

了解苹果树是如何以及何时进化出更大果实的，对研究人员来说是一个重要问题，因为果树似乎没有像其它人们更为了解的作物如谷类或豆类那样，遵循同样的驯化道路。苹果不是通过从最受欢迎的树上选择和繁殖种子的漫长过程而发展起来的，而是通过杂交和嫁接。

那么，苹果在驯化的道路上究竟经历了些什么？

大多数研究驯化的学者关注的是人类第一次开始培育植物的时期，但在这项研究中，Spengler 探索了在野外为苹果驯化创造条件的过程。

苹果属蔷薇科，这个科的许多果树都有小果实，如樱桃、覆盆子。这些小果实很容易被鸟类吞食，然后传播它们的种子。然而，这个家族中的某些树，如苹果，在野外进化而成，果实对于鸟来说太大了，不能分散它们的种子。

“鉴于果实是对种子传播的进化适应，理解水果进化的关键在于理解过去动物吃它的方式。”Spengler 发现，肉质型甜水果通过进化来吸引动物吃，然后传播它们的种子；大型水果进化则吸引大型动物，如熊、野马、鹿来分散种子。

上一个冰河时代结束之前，欧洲有更多诸如此类的大型哺乳动物，但自从许多动物灭绝以来，在过去一万年里，苹果的大型野生亲缘果树中的种子扩散一直很弱。研究进一步表明，这些植物在最初没有种子撒播机的情况下，并没有长距离移动或在新的地区定居。

上一个冰河时代结束之后，野生苹果种群被隔离，直到人类开始在欧亚大陆，特别是沿着丝绸之路运输水果。一旦人类把这些树重新联系起

来，蜜蜂和其他传粉者就完成了剩下的工作。交换过程引起杂交事件，由此产生的杂交后代果实较大，这正是杂交的常见结果。

最近几项基因组研究表明，现代苹果是至少4 个野生苹果种群的杂交种。研究人员假设丝绸之路贸易负责将这些水果聚集在一起并导致它们的杂交。苹果与丝绸之路渊源匪浅。不仅现代苹果的许多遗传物质起源于贸易路线的核心，而且研究人员也已经从欧亚大陆各地遗址中发现了苹果的考古遗迹，支持了水果是早期贸易路线上的商品之一的观点。

事实上，苹果树是杂交的，不能“适当”驯化。这就是为什么我们种植苹果种子，却常常以收获海棠树而告终。在 Spengler 看来，这项研究挑战了“驯化”的定义，并证明了在人类栽培条件下，没有一个完全适合的模式来解释植物的进化。

“对某些植物来说，驯化需要几千年的培育和人类诱导的选择性压力，而对其他植物来说，杂交导致了形态的快速变化。”Spengler 表示，“地球上还有成百上千的其他驯化植物，其中许多都走上了不同的驯化道路。最终，你厨房里的苹果似乎是由于已灭绝的大型动物光顾和丝绸之路商人而存在的。” （王方编译）

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千年苹果挑战驯化定义

动态

本报讯 近日，中国农业科学院农业资源与农业区划研究所科研团队在有机肥替代提高土壤有机质含量机制方面取得新进展，发现有机肥部分替代化肥可以显著降低秸秆对土壤原有有机质降解的激发效应。该研究为通过施用有机肥实现化肥减施，促进农业绿色发展提供了理论基础。相关研究成果在线发表在

《土壤生物学与生物化学》上。近年来，微生物群落被发现是凋落物分解的另一

个重要调控因子，而且施肥是农业管理的重要措施之一，长期定位施肥可显著改变微生物的群落结构和多样性。前人研究表明，长期施用氮磷钾和氮磷钾 + 有机肥可显著增加土壤碳含量养分与土壤 pH 值变化。

该研究以祁阳长期不同施肥红壤为试验土壤，将碳 13 秸秆加入到不同施肥处理的长期定位红壤中，采用碳 13 稳定同位素技术，结合土壤化学和酶学测定分别研究长期施用氮磷钾和氮磷钾 + 有机肥对短期秸秆降解和对土壤原有有机碳矿化的激发效应。

结果表明，长期施用氮磷钾和氮磷钾 + 有机肥显著增加了秸秆的短期降解，秸秆降解的增加与微生物降解纤维素的能力密切相关。施用氮磷钾并没有改变秸秆诱导的激发效应，而氮磷钾 + 有机肥则显著降低了激发效应。 （李晨）

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有机肥替代部分化肥有利于稳定土壤有机质

实验人员在现场采样 中国农大供图

本报讯 近日，中国农业科学院植物保护研究所研究员、中国工程院院士吴孔明研究团队利用历史气象数据，对中国热带和南亚热带地区草地贪夜蛾春、夏两季的迁飞轨迹以及主要降落和波及地区进行了模拟预测。研究分析已定殖中国热带和南亚热带地区草地贪夜蛾的迁飞路径，对指导监测预警和防控工作有重要的意义。相关研究结果 5 月 28 日在线发表在《植物保护》（Plant Protection）上。

研究结果表明，由于中国东部地区春季与夏季盛行偏南风或西南季风，热带和南亚热带地区的草地贪夜蛾主要向东北方向迁移，长江以南是其北进的必经之地和主要的降落地区。如果连续迁飞 2 个夜晚，便可入侵长江以北至黄河以南地区。在夏季 6-7 月东部西南季风最强时期，草地贪夜蛾连续迁飞 3 个夜晚可以到达黄河以北至内蒙古与东北南部的广大区域。该研究结果为中国热带与南亚热带地区草地贪夜蛾迁出虫源的监测预警提供了科学依据。

下一步，研究团队将结合草地贪夜蛾的入侵数据动态，利用更长时间、更大空间尺度的轨迹分析，定性定量地分析其北迁规律，以达到精准模拟和预测的目的，为异地预测与治理提供技术支撑。 （李晨）

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