【目的】ERF转录因子在调控植物非生物胁迫反应中发挥重要作用。研究小麦ERF转录因子基因TaERF1-A的耐盐功能，为小麦耐盐品种的培育提供有价值的基因资源和理论依据。【方法】使用qRT-PCR检测盐胁迫下TaERF1-A的表达模式；采用PlantCARE预测TaERF1-A启动子的顺式作用元件；利用烟草瞬时表达技术对TaERF1-A蛋白亚细胞定位进行分析；构建TaERF1-A小麦沉默载体和过表达载体，通过农杆菌介导的方法，获得小麦过表达和瞬时沉默株系；对转基因植株进行耐盐性鉴定和生理指标测定；通过酵母双杂交筛选TaERF1-A的互作蛋白，利用双分子荧光互补（BiFC）和荧光素酶互补（LCA）试验进一步验证互作关系；应用双荧光素酶（LUC）试验研究互作蛋白和TaERF1-A对胁迫相关基因启动子的影响。【结果】TaERF1-A启动子中含有多种与非生物胁迫相关的顺式调控元件，编码蛋白定位于细胞核。在盐胁迫下，TaERF1-A显著上调表达，沉默TaERF1-A小麦株系的MDA含量上升，而脯氨酸含量和抗氧化酶（POD、CAT和SOD）的活性均降低，胁迫响应（TaDREB1和TaERF3）和抗氧化酶基因（TaPOD、TaCAT和TaSOD）的表达被抑制；过表达TaERF1-A植株的MDA含量降低，而脯氨酸水平升高，POD、CAT和SOD活性增强，TaDREB1、TaERF3、TaPOD、TaCAT和TaSOD的表达水平上调，结果表明，在盐胁迫下，小麦TaERF1-A正向调控小麦耐盐性。通过酵母双杂交（Y2H）、双分子荧光互补（BiFC）和荧光素酶互补（LCA）试验，证实在酵母和烟草细胞中TaERF1-A和TaNAC48存在互作关系。TaNAC48的表达受到盐胁迫诱导，TaNAC48与TaERF1-A的共表达提高了胁迫相关基因启动子的激活活性。【结论】小麦TaERF1-A在盐胁迫过程中发挥正向调控作用，过表达和沉默TaERF1-A分别增强和减弱了转基因小麦的耐盐性；TaERF1-A可能与TaNAC48蛋白协作，调控胁迫相关基因表达，提高小麦耐盐性。

【目的】株高是棉花重要的农艺性状，对其产量、纤维品质和机械化采收效率具有直接影响。在多种植物中，氨酰-tRNA合成酶参与发育调控过程。在全基因组水平鉴定陆地棉Ⅰ类氨酰-tRNA合成酶家族成员，解析其进化特征与表达模式，并重点探究GhAARS Ⅰ-17在株高调控中的功能，发掘可用于辅助育种的优异等位变异，为培育适宜机械化生产的棉花品种提供基因资源与理论依据。【方法】基于棉花多组学数据库及多个植物基因组数据库，利用隐马尔可夫模型（HMM）鉴定陆地棉和其他9个物种的AARS Ⅰ家族成员。采用最大似然法构建系统进化树，结合共线性、基因结构、保守基序和启动子顺式作用元件分析，揭示该家族的进化历程与结构特征。利用组织特异性RNA-seq数据和RT-qPCR分析基因表达模式，筛选与株高相关的候选基因。通过病毒诱导基因沉默（virus induced gene silencing，VIGS）技术在陆地棉中对候选基因进行功能验证，观察植株表型。基于已发表的陆地棉种质资源的基因组数据，对其编码区进行SNP鉴定和关联分析，验证其与株高的遗传关联，并分析优异等位变异在不同生态棉区的分布频率，开发KASP（kompetitive allele-specific PCR）标记。【结果】在陆地棉中共鉴定出18个GhAARS Ⅰs，系统进化分析将其分为3个亚族，各含6个成员，且按催化氨基酸类型可进一步分为缬氨酸、异亮氨酸、亮氨酸和甲硫氨酸相关亚类，其中，缬氨酸与异亮氨酸成员数量较多。共线性分析表明，该家族基因在棉属间保守性较高，且在陆地棉中的扩张主要源于片段复制事件。基因结构与保守基序分析显示，同一亚族成员结构相似。启动子区域富含光响应、激素响应元件，提示其在棉花生长发育过程中参与多种调控途径。RNA-seq数据和RT-qPCR分析表明，GhAARS Ⅰ-17在根、茎和花萼中高表达，且在高秆品种中高表达。利用VIGS对GhAARS Ⅰ-17进行功能鉴定，结果表明，与对照相比，GhAARS Ⅰ-17沉默植株株高降低5.45 cm，茎粗减少0.78 mm。育种演化分析发现，GhAARS Ⅰ-17中C基因型为优异等位变异，且在陆地棉育种过程中受到选择；在此基础上，开发了可用于区分该等位变异位点的KASP分子标记。【结论】GhAARS Ⅰ-17参与株高调控，其功能缺失会导致植株矮化、叶绿素含量降低和生物量积累不足，该基因的优异等位变异与株高性状密切相关。

【目的】解析大豆R6期籽粒氨基酸含量的遗传多样性，综合评价营养品质并挖掘优异育种材料；定位调控氨基酸含量的关键遗传位点与候选基因，为菜用大豆分子育种提供理论基础。【方法】采用氨基酸自动分析仪测定133份大豆种质R6期籽粒17种氨基酸含量；结合主成分分析与隶属函数法构建氨基酸品质综合评价体系，对供试材料进行系统评价，并结合聚类分析筛选优异种质。进一步整合高密度基因型数据，通过限制性两阶段多位点全基因组关联分析（RTM-GWAS）对总氨基酸含量（TAA）和综合评价值（F值）开展关联分析，鉴定显著遗传位点，并筛选候选基因。基于QTL-allele矩阵预测群体杂交组合TAA的育种潜力，并筛选最优组合。【结果】133份大豆种质具有丰富的遗传多样性，测定的17种氨基酸中，谷氨酸含量最高，甲硫氨酸和半胱氨酸含量最低。主成分分析表明，前3个主成分累计贡献率为95.92%，能够代表17种氨基酸绝大部分的遗传变异信息。基于综合评价值（F值），通过聚类分析可将供试材料分为3个类群，并筛选出9份综合表现优异的种质材料。通过RTM-GWAS，共检测到55个与氨基酸含量显著关联的位点，其中8个位点与前人已定位的区域重叠，7个位点在至少2个环境下被重复鉴定。Chr.17_3312682为F值与TAA共定位的稳定位点，进一步在该位点附近挖掘到29个候选基因。其中，Glyma.17g044500编码的蛋白具有天冬氨酸酯酶活性，且在种子中表达量较高，推测该基因为调控氨基酸含量的关键候选基因。基于QTL-allele矩阵，对群体所有可能杂交组合的TAA育种潜力进行预测，并筛选出10个最优杂交组合，其纯系后代TAA含量高达29.36%。【结论】系统解析了大豆R6期籽粒氨基酸含量的遗传多样性，构建了氨基酸品质综合评价体系，将133份材料分为3个类群，并筛选出9份优异种质资源；通过RTM-GWAS鉴定到一个稳定关联位点，最终确定Glyma.17g044500为调控大豆R6期籽粒氨基酸含量的关键候选基因。

【目的】甜椒轻斑驳病毒（paprika mild mottle virus，PaMMV）属于烟草花叶病毒属（Tobamovirus），近年来在多个国家的辣椒上相继检出，但目前尚无国内分离物全基因组序列报道。本研究旨在探究PaMMV国内分离物的序列详情、遗传进化，并构建病毒基因组cDNA全长侵染性克隆，为病毒研究和防治提供基础材料和技术支撑。【方法】使用RT-PCR和RACE相结合的方法扩增PaMMV的全基因组序列，使用DNAMAN 8.0、SDTv 1.2和MEGA 6.0软件对序列进行一致性分析和遗传进化分析；利用同源重组方法进行基因组全长cDNA克隆构建，并构建基于侵染性克隆改造的GFP蛋白表达载体；利用农杆菌介导法和摩擦接种法验证PaMMV基因组全长cDNA克隆的系统侵染性。【结果】拼接获得一株PaMMV山东分离物（PaMMV-CN）的基因组全长序列（GenBank登录号：OR365081），全长6 524 nt，基因组由5′末端非编码区（untranslated region，UTR），4个分别编码复制相关蛋白（Rep）、RNA依赖的RNA聚合酶（RdRp）、运动蛋白（MP）、外壳蛋白（CP）的开放阅读框（open reading frame，ORF）以及3′末端非编码区（3′ UTR）组成；序列分析显示，PaMMV-CN与已报道的4个PaMMV分离物核苷酸序列一致性较高，为98.3%—99.6%；系统发育分析显示，PaMMV-CN和其他4个PaMMV分离物形成明显聚类，与同属的多种辣椒常发病毒聚在群体较大的group III；构建的PaMMV全长cDNA克隆（pCB301-PaMMV）可以系统侵染本氏烟，在本氏烟系统叶引起卷叶症状，系统叶提取的病毒粒子在电镜下可以观察到明显的杆状粒子；pCB301-PaMMV能侵染‘茄门’甜椒、‘天宇’朝天椒、‘8819’长线椒和‘好农11’泡椒，在‘茄门’甜椒上症状最为明显，表现斑驳症状和叶面坏死性斑点，在‘天宇’朝天椒、‘8819’长线椒和‘好农11’泡椒上引起不同程度的皱缩、花叶或疱斑症状；构建的携带GFP报告基因的表达载体（pCB301-PaMMV-GFP）能高效、系统侵染本氏烟和‘茄门’甜椒，在本氏烟上引起卷叶症状且在紫外下能观察到明显的绿色荧光，在‘茄门’甜椒上能引起斑驳症状，系统叶在紫外下能观察到绿色荧光。【结论】成功获得了一条PaMMV山东分离物PaMMV-CN全基因组序列，进而构建了侵染性克隆pCB301-PaMMV，能够系统、高效侵染本氏烟和辣椒，且能用于稳定表达外源蛋白GFP。明确了山东省PaMMV的序列详情，可为该病毒后续研究提供有力工具。

【目的】病毒介导的基因编辑（virus-induced genome editing，VIGE）技术在植物中已得到广泛应用，但在柑橘上的研究仍处于起步阶段。本研究旨在建立基于柑橘叶斑驳病毒（citrus leaf blotch virus，CLBV）的VIGE体系，以期为柑橘提供一种方便快速的基因编辑工具。【方法】基于病毒表达载体pCLBV202构建靶向烟草PDS的系列含或不含tRNA元件的gRNA递送载体，农杆菌介导注射接种本氏烟（Nicotiana benthamiana）转Cas9株系KQ334，通过表型观察、靶位点扩增及限制性内切酶酶切（PCR/RE）、Hi-TOM高通量测序分析编辑事件，明确tRNA元件的数量及位置对编辑效率的影响；针对四川胜红蓟曲叶病毒（ageratum leaf curl Sichuan virus，ALCScV）基因组不同功能区设计特异性sgRNA并利用所建VIGE体系进行递送，接种ALCScV侵染性克隆并通过qPCR检测病毒积累量，评估其抗病毒效果；以转Cas9锦橙为材料，通过发根农杆菌（Agrobacterium rhizogenes）K599介导的真空浸润法导入靶向柑橘PDS的VIGE载体，筛选阳性毛状根并进行基因编辑验证。【结果】pCLBV202-tRNA-NbPDS sgRNA-tRNA处理后4周引起了明显的白化表型，PCR/RE检测到特异性目标片段，测序显示靶标位点处出现了多种类型的碱基突变，包括单碱基插入、单或多碱基缺失，表明本氏烟KQ334发生了基因编辑事件；Hi-TOM高通量测序结果表明，pCLBV202-tRNA-NbPDS sgRNA诱导的突变率为13.54%—20.84%，显著优于不含tRNA元件的处理组（1.10%—2.94%）。ALCScV防控试验中，所有处理组均检测到病毒靶基因编辑事件；qPCR检测结果显示，各处理组的病毒积累量较对照组均有不同程度的下降，其中pCLBV202-tRNA-AL sgRNA1-tRNA在处理后3、5、7 d的病毒积累量较对照组均显著下降(P≤0.05)。利用转Cas9锦橙，通过发根农杆菌介导的真空浸润转化法获得pCLBV202-tRNA-CsPDS sgRNA阳性植株，PCR/RE检测结果初步验证已发生基因编辑。【结论】建立了基于柑橘叶斑驳病毒的VIGE体系，实现对烟草的高效基因编辑，并在柑橘中得到初步验证。该系统不依赖组织培养，具有应用于DNA病毒防控的潜力，并有望用于柑橘新种质创制。

【目的】探究氮（N）、磷（P）、钾（K）添加对温性草甸草原植物群落及多样性的影响。【方法】于内蒙古呼伦贝尔温性草甸草原典型退化割草地，采用“3414”正交试验设计，设置14个不同N、P、K配比的施肥处理，通过样方调查与统计分析相结合的方法，系统分析其对植物群落结构、生产力及物种多样性的影响。并进一步探讨不同养分因子及其交互作用在群落调控中的相对重要性。【结果】（1）N、P、K配施显著影响地上部生物量，N₂P₂K₁处理（N 183 kg·hm^-2，P₂O₅ 350 kg·hm^-2，K₂O 28 kg·hm^-2）总生物量及优势种羊草生物量最高，表明中等氮水平与磷、钾协同输入更有利于生产力提升。（2）施肥显著改变群落结构，氮添加大幅提升禾本科优势度（重要值最高达88.8%），抑制豆科、菊科及杂类草，导致群落趋向单一化。功能群组成由多类型共存向禾本科主导转变。（3）长期过量施肥在提升群落高度、盖度、密度及生物量的同时，显著降低了物种丰富度与多样性，高氮处理物种数最低，存在明显的“生产力-多样性”权衡。地上部生物量与多样性指数整体呈负相关关系。（4）多变量分析表明，氮肥是驱动生态系统变化的最主要因子，其增产效应以牺牲多样性为代价；磷肥效应显著，钾肥主效应不显著，但在特定配比下可能对群落结构稳定性产生调节作用。【结论】温性草甸草原对养分添加敏感，适量平衡施肥可提升生产力，但过量施氮会导致群落单一化与多样性丧失。草地管理应控制氮肥用量并注重N、P、K配施，以协调生产与生态保护。因此，在温性草甸草原的施肥管理与退化草地恢复实践中，应以控制氮肥投入强度为核心，并通过合理配置磷、钾投入，实现牧草生产与生态保护的协同优化。

【目的】通过中长期定位试验探究猪粪配合秸秆替代部分化肥菜地土壤固碳特征及养分增效效应，为菜地土壤有机质管理与养分协同固碳方案的制定提供科学支撑。【方法】选取定位试验前期所得蔬菜生产较适宜有机替代模式—猪粪配合秸秆替代50%化肥氮，对比分析设施和露地栽培下种植9—10年土壤有机质含量和碳储量的变化，剖析外源碳施入土壤后的固存效率，探究中长期蔬菜产量、土壤养分供应及盈余状况。【结果】在0—20 cm土层，采用猪粪配合秸秆替代部分化肥能显著提高土壤有机质含量，种植9—10年土壤有机质含量升至接近（露地）或超过（设施）中等肥力水平阈值（20 g·kg^-1），有机质含量随外源碳累积施入量的增加呈非线性增长（P<0.05），累积施入碳 48.5 t·hm^-2（露地）和80.3 t·hm^-2（设施）时有机质变幅趋缓；各季土壤有机碳储量均显著高于单施化肥模式，其中露地栽培在种植7年后有机碳储量趋于稳定；9—10年外源碳净固存速率为1.5 t·hm^-2·a^-1（露地）和1.9 t·hm^-2·a^-1（设施），外源碳净固存效率为14.8%（设施）和18.4%（露地）；净固存效率随有机质含量的增加呈二次函数响应（P<0.05），当有机质含量为16.5 g·kg^-1（露地）和19.6 g·kg^-1（设施）时，净固存效率达到峰值。在20—40 cm土层，9—10年后猪粪配合秸秆替代部分化肥处理的土壤有机质含量显著增加，设施栽培下有机质含量与外源碳累积施入量间呈二次函数响应（P<0.05）；设施栽培有机碳储量总体呈现积累，而露地栽培较基础水平无显著变化。综合0—40 cm土体，种植5—6年外源碳净固存速率和净固存效率显著高于9—10年，9—10年外源碳净固存效率为20.7%（设施）和22.9%（露地），栽培方式间无显著差异。猪粪配合秸秆替代化肥处理能显著提升0—20 cm土层有效磷含量，显著降低20—40 cm土层硝态氮含量。蔬菜产量与氮、磷吸收改善，尤其露地栽培促进养分吸收效果显著，每形成1 000 kg产量氮素盈余0.87 kg（露地）和2.47 kg（设施），露地栽培氮素盈余较单施化肥下降显著，设施栽培施氮量下调潜力较大。【结论】两种栽培方式下猪粪配合秸秆替代部分化肥均能实现土壤固碳、氮磷供应与利用改善及稳产增产。设施栽培较好地协同了SOM提升目标（至中肥力水平）与高效固碳，但施氮量仍有下调空间。露地栽培SOM随外源碳的持续施入过早进入平台期，外源碳净固存效率对SOM的响应更敏感，土壤固碳潜力受限。有机替代方案的制定应兼顾长期与短期目标，以协同长期稳定高效固碳与短期养分平衡供应。

【目的】探究非可见波段远红光（FR）和近紫外光（UVA），以及光周期对日光温室基质栽培草莓生长、产量和品质的影响，构建日光温室草莓高效补光策略，为我国设施草莓高效生产提供技术支撑。【方法】以‘红颜’草莓品种为试验材料，于2024年9月至2025年2月在北京市顺义区中国农业科学院科研基地日光温室内开展试验。采用高架基质栽培模式，于花芽分化前期（2024年11月18日）开始LED补光处理，补光灯距冠层顶部20 cm。试验设置不同光质（红蓝9/1、红蓝9/1+FR、白光、白光+UVA）和光周期（10和16 h）处理，所有补光处理采用120 W的LED补光灯（长240 cm，宽5 cm），冠层光子通量密度均为270—290 μmol·m^-2·s^-1，其中，FR和UVA的添加剂量分别为25—30和15—20 μmol·m^-2·s^-1。补光灯开关由传感器和智能控制系统自动决策，即温室内自然光光子通量密度低于300 μmol·m^-2·s^-1时补光灯开启，高于500 μmol·m^-2·s^-1时补光灯关闭，以不补光处理为对照，各处理设置3个重复，每个重复为1个栽培垄（长10 m）。测定指标包括：植株形态（地上部干重、叶面积、比叶面积、叶柄长度）、叶片光合特性（光响应曲线、最大净光合速率、气孔导度日变化）、叶绿素指数（SPAD值）、花芽分化（各花序花芽数量、开花时数、坐果率）、产量（单株产量、单株果数、单果重、单位面积产量）、果实品质（含水率、可溶性糖、滴定酸、可溶性蛋白、糖酸比），并计算电能利用效率。【结果】红蓝9/1+FR处理显著改善了植株形态结构，促进光截获，增加花芽分化数量，产量较对照提升45%，较红蓝9/1处理提升11.8%，其电能利用效率最高，较红蓝9/1处理提升51.5%。白光+UVA虽促进营养生长（地上部干重和叶面积较对照分别增加144%和112%），但最大净光合速率、花芽总数和坐果率较白光处理分别下降29.5%、15.0%和21.2%，产量与对照无显著差异，而较白光下降23.2%。延长光周期至16 h，植株形态呈现出避荫反应特征，群体光截获能力大幅提升，叶面积和地上部干重较对照分别增加167%和163%，花芽总数较对照提升110.7%，产量较对照提升60.2%，较10 h光周期处理提升45.6%，电能利用效率较10 h光周期处理提升142.5%。所有补光处理均提升了果实的滴定酸和可溶性蛋白含量，而红蓝9/1和红蓝9/1+FR处理的可溶性糖含量显著高于其他处理。【结论】在日光温室草莓补光生产中，应考虑应用远红光，避免使用近紫外光，并适当延长光照时间来有效提升草莓产量、品质和电能利用效率。

除鲜食、榨汁与精油提取等用途外，柑橘也是重要的传统中药基原植物。药用柑橘栽培与应用历史已有2 000多年，其功效归因于富含的类黄酮、挥发性成分、生物碱、香豆素、类柠檬苦素及多糖等多种生物活性物质，共同构成了抗氧化、抗炎、抗癌等药理作用的物质基础。然而药用柑橘活性成分的组成及含量受到种质、生境、生长发育阶段及组织特异性等因素的显著影响，导致不同基因型、产地及生长期的药用柑橘在药效上呈现显著差异。尽管药用和保健价值已获广泛认同，但目前针对药用柑橘基原植物正本清源、药效成分系统鉴定、法定质量评价指标确立以及新种质资源发掘等方面的研究仍较为有限。因此，本文系统梳理了药用柑橘的入药种质资源、组织器官及其主要功效成分，并对其药效物质基础、基本评价指标的研究成果进行总结，进一步对品质评价体系优化、入药种质精准鉴别、新资源发掘及个性化使用规范等方面提出展望，以期为科学评价与提升药用柑橘药效成分、推动药用新种质的发掘利用与创新以及产业上相关规范性标准的建立提供理论参考。

【目的】系统解析甘肃特色秋子梨品种后熟过程中香气物质的变化规律及其与果实软化的关联，筛选品种特征标志香气成分，为采后品质调控提供理论依据。【方法】以5个品种秋子梨（‘临洮麻软儿’‘武山香水梨’‘兰州软儿梨’‘东乡黄软儿’‘临洮黄软儿’）采后0、4、8、12、16和20 d共6个后熟阶段的果实为材料（每品种、每阶段3次重复），采用顶空固相微萃取（45 ℃萃取60 min）结合气相色谱-质谱联用（HS-SPME-GC-MS）技术定量分析挥发性香气物质种类及含量；通过主成分分析（PCA）、偏最小二乘判别分析（PLS-DA）及香气活性值（OAV）等方法探明各品种香气物质代谢差异，并筛选关键标志香气；同步测定果实硬度、可溶性固形物含量及色差参数。【结果】共鉴定出161种挥发性组分，包括酯类（68种）、醇类（23种）、烯类（15种）等9大类。总香气含量排序为：‘临洮麻软儿’>‘兰州软儿梨’>‘东乡黄软儿’>‘临洮黄软儿’>‘武山香水梨’，前4个品种的香气以酯类为主，占比78.88%—85.36%，己酸乙酯为核心标志物；‘武山香水梨’则以醛类（正己醛为主）和烯类（紫罗烯为主）为主，占比达30.02%，酯类仅21.94%，呈现独特的“青草”风味。后熟过程中，酯类含量呈先升后降趋势，峰值集中于后熟中期（采后8—12 d）；‘武山香水梨’酯类持续维持低位，而烯和醛类在后熟后期激增。己酸乙酯、丁酸乙酯、2-甲基丁酸乙酯、紫罗烯、己醛和β-大马酮的香气活性值（OAV）在部分品种中高于100，是甘肃秋子梨中的关键香气成分。后熟20 d内，5个品种单果重下降4.47%—7.60%，硬度显著降低，‘武山香水梨’保持最高硬度，为2.45 kg·cm^-2；‘临洮黄软儿’最低，为1.15 kg·cm^-2。可溶性固形物含量均值最高的是‘东乡黄软儿’，为14.89%；最低的是‘兰州软儿梨’，为11.66%。随后熟时间延长，‘武山香水梨’失重率最高，但硬度最大，‘临洮黄软儿’硬度最小；果皮颜色向黄色调转变，明度除‘临洮黄软儿’外均上升，‘武山香水梨’色调变化最显著。【结论】后熟中期（采后8—12 d）是酯类合成积累的关键阶段。甘肃秋子梨可分为以己酸乙酯为标志的“酯类主导型”和以正己醛、紫罗烯为特征的“醛烯主导型”两种香气代谢模式，‘武山香水梨’代谢通路显著区别于其他品种。明确了己酸乙酯、丁酸乙酯、2-甲基丁酸乙酯、紫罗烯、己醛和β-大马酮为甘肃秋子梨标志性香气物质。

【目的】探究聚乙烯微塑料（polyethylene microplastics，PE-MPs）对冷鲜肉优势腐败菌莓实假单胞菌（Pseudomonas fragi）生理行为、表面定殖能力及致腐能力的影响，揭示其在微生物与食品相关界面互作的潜在作用机制。【方法】以一株具有强致腐潜力的腐败菌P. fragi NMC25为研究对象，依据前期在肉类加工场景下的实际检测数据，设置肉类迁移浓度（35 μg·mL^-1）和案板残留浓度（700 μg·mL^-1）作为环境相关处理组。通过生长曲线测定、运动性实验、生物被膜定量与微观成像，以及腐败指标分析，系统评估微塑料对特定腐败菌从浮游到定殖再到致腐的全过程影响。【结果】结果显示，即使在案板残留浓度下，PE-MPs对P. fragi的基础生长能力也无显著影响，表明微塑料不直接干预其增殖能力，但显著增强了其swimming、swarming和twitching三种运动能力（P<0.05），并促进其在不锈钢表面的粘附与定殖；相比之下的肉类迁移浓度中，twitching运动显著增强（P<0.05），表明PE-MPs存在可诱导菌体局部迁移行为，且该效应呈现浓度依赖性。扫描电镜和激光共聚焦显微镜观察证实，菌粘附在微塑料颗粒周围，并分泌大量胞外聚合物包裹菌体，形成复杂的立体网状结构，案板残留浓度诱导形成的生物被膜结构胞外聚合物明显增多，结构更加致密，且呈聚集分布。在腐败功能方面，案板残留浓度的PE-MPs显著增强了P. fragi胞外蛋白酶活性，导致冷鲜肉中总挥发性盐基氮（total volatile basic nitrogen，TVBN）和pH的上升程度显著高于对照组，加速了感官腐败进程。【结论】案板残留浓度的PE-MPs并非通过影响细菌生物量，而是通过调控其运动行为、增强表面附着能力及蛋白酶活性，间接促进致密生物被膜的形成并加速蛋白质类基质的腐败。这一发现表明案板表面高负荷的微塑料残留可能成为加速腐败菌定殖与食品腐败的关键环境因子，为理解微塑料在实际食品加工环境中的微生物生态功能调控及其在食品安全风险评估中的作用提供了依据。

农食系统是全球温室气体排放的重要来源，也是农业绿色低碳转型的关键领域。我国农业源温室气体排放以甲烷和氧化亚氮为主，其中反刍动物肠道发酵、畜禽粪污管理、稻田和农业土壤是主要排放来源。反刍动物甲烷排放既关系农业甲烷减排，也反映饲料能量损失和瘤胃代谢分配，是畜牧业低碳转型的重要切口。本文系统梳理了全球及我国农食系统温室气体排放格局，重点分析了反刍动物甲烷排放监测方法、评价指标、我国奶牛和肉羊甲烷排放特征，以及日粮营养调控和前沿减排技术。现有研究表明，干物质采食量、日粮碳水化合物结构、生产阶段和单位产品产出效率是影响反刍动物甲烷排放强度的关键因素；优化精粗比、提高饲料效率、应用小分子化合物、硝酸盐、脂肪、植物次生代谢物和海藻类添加剂等均具有一定减排潜力，但其应用需综合评价减排效果、生产性能、瘤胃健康、安全性和长期稳定性。当前我国反刍动物甲烷减排仍面临本土实测数据不足、排放因子精细化程度不高、减排技术场景适配性不清和减排量核证体系不完善等问题。未来应加强本土化甲烷排放数据库建设，完善以单位产品排放强度为核心的评价体系，推动低碳日粮、精准营养、瘤胃调控剂和场级温室气体核算协同发展，为我国农食系统减排和畜牧业高质量发展提供科技支撑。

【目的】大豆及豆粕在中国的饲料工业中举足轻重。通过系统评估中国大豆产业的碳足迹特征，明确中国主产区大豆及豆粕生产的碳足迹，分析其时空演变规律与关键排放源构成，以期为从饲料源头制定减排策略提供依据，进而，为推进动物生产系统的低碳转型提供关键的基础数据与科学支撑。【方法】基于生命周期评价法，核算2014—2023年中国大豆主产省生产的碳足迹，采用经济价值分配法核算豆粕碳足迹并分析其构成，系统识别关键排放源与区域分异特征。【结果】（1）中国大豆生产碳足迹呈现明显的时空分异与下降趋势。2014—2023年中国主要产区大豆单位面积碳足迹均值为1 011.23 kg CO₂-eq/hm²，单位产量碳足迹均值为0.222 kg CO₂-eq/kg。空间上，华北地区单位面积碳足迹高，河北省最高（1 674.58 kg CO₂-eq/hm²）；单位产量碳足迹则在东北与华北部分地区偏高，山西省最高（0.38 kg CO₂-eq/kg）。时序上，全国大部分产区碳足迹呈下降趋势，山西（单位产量碳足迹年均降0.028 kg CO₂-eq/kg）和河北（单位面积碳足迹年均降59.13 kg CO₂-eq/hm²）降幅最大。（2）豆粕碳足迹主要源于种植阶段，且省级差异明显。全国豆粕碳足迹平均值为0.129 kg CO₂-eq/kg，各省范围在0.049—0.379 kg CO₂-eq/kg之间。大豆种植阶段贡献了豆粕全生命周期95%以上的碳排放。（3）碳足迹构成具有鲜明地域特征，关键排放源明确。全国碳排放构成中，农田N₂O直接排放（19.96%）与复合肥生产（17.81%）是前两大贡献源。区域分异明显，东北及内蒙古地区以农机柴油（10.00%—17.19%）和复合肥生产（20.47%—28.31%）为主；河北、山东地区灌溉电力消耗占比最高（20.14%—36.54%）；安徽、河南等地农药生产排放突出（27.09%—30.15%）。运输与加工环节合计贡献不足5%。【结论】优化大豆田间管理是降低豆粕碳足迹的关键。为实现全产业链协同减排，需推动以化肥增效、节水灌溉、绿色防控为核心的农业生产系统转型，并同步构建低碳供应链，从源头引导减排。在具体实施中，应结合不同地区的排放结构特征进行精准侧重，在东北及内蒙古地区，可重点推广新能源农机与缓控释肥；在河北、山东等地，优先发展节水灌溉技术；在安徽、河南等农药排放较高的区域，着力强化病虫害绿色防控体系。推动大豆产业绿色转型，需构建从“田间生产”到“饲料消费”的全链条低碳路径，也为从饲料源头降低动物生产碳排放提供明确方向。

甲烷是仅次于二氧化碳对全球变暖产生重要影响的温室气体。反刍动物瘤胃发酵产生的甲烷不仅加剧畜牧业温室气体排放，还会造成饲粮能量损失，降低饲料能量利用效率和动物生产性能。因此，阐明瘤胃甲烷生成与排放的调控机制，建立科学、规范且适用于不同生产场景的减排评价方法，对于推动畜牧业绿色低碳发展和实现“双碳”目标具有重要意义。文章围绕反刍动物甲烷减排技术机理与检测方法，对近年来相关研究进展进行了系统综述。首先，根据瘤胃产甲烷过程及其调控环节，将甲烷抑制剂分为调控挥发性脂肪酸生成、减少氢积累的饲料添加剂，靶向产甲烷菌及其关键酶的抑制剂，以及促进甲烷氧化的相关物质，并重点总结了3-硝基氧基丙醇、海藻、硝酸盐、精油、单宁、脂肪和复合添加剂等的减排效果及其对反刍动物采食量、日增重、产奶量和甲烷排放强度等指标的影响。其次，结合拉丁方试验、交叉试验和连续试验等设计，讨论不同生理阶段、日粮组成、饲养模式和试验周期对减排效果评价的影响，强调短期试验与长期监测相结合的重要性。再次，从微生物学、细胞与分子、瘤胃发酵与生态系统、动物代谢及多层次交叉研究等方面，系统归纳甲烷抑制剂作用机制的研究路径，包括调节产甲烷菌群落、抑制甲基辅酶M还原酶和辅酶M甲基转移酶活性、改变氢代谢和挥发性脂肪酸生成、影响电子受体利用及促进甲烷氧化等。与此同时，本文比较了基于经验筛选和基于作用靶点设计的生物活性物质发现策略，介绍了高通量筛选、分离纯化、质谱与核磁共振结构鉴定、分子对接及计算模拟等技术。针对甲烷排放检测，重点评述呼吸室、六氟化硫示踪技术、GreenFeed系统、呼吸面罩、便携式蓄积室、房屋通量法、开路激光检测、无人机和卫星遥感等方法的原理、适用条件、优势与局限，并指出检测方法应根据研究目的、动物生产系统、设备条件和所需测量精度合理选择。最后，概述经验模型、机理模型和机器学习模型在甲烷排放量及减排效果预测中的应用，提出应加强高质量数据整合、添加剂剂量与添加方式标准化、短期效应与长期适应性评价，以及减排效果、动物生产性能、产品安全性和生命周期环境效应的协同评估。文章可为反刍动物甲烷抑制剂的筛选、作用机制解析、试验设计、排放检测和减排潜力预测提供理论依据与技术参考。

甲烷（CH₄）为全球第二大温室气体，因其短期增温效应强，对全球气候快速变暖具有显著贡献。近年来，全球大气CH₄浓度持续攀升，2024年较工业革命前增长了1.6倍。CH₄排放导致的全球变暖，威胁了全人类的生存环境与身体健康，每吨CH₄排放的社会成本高达数千美元。反刍动物养殖是农业领域主要的人为CH₄排放源之一，其CH₄减排至关重要。反刍动物排放的CH₄主要由瘤胃微生物通过氢营养途径、甲基营养途径和乙酸裂解途径生成，其中利用氢气（H₂）还原二氧化碳（CO₂）生成CH₄的氢营养途径占主导地位。所以H₂是瘤胃产CH₄过程至关重要的前体物质，合理地减少或消耗瘤胃微生物发酵过程中的H₂产量，是最直接的CH₄减排策略。H₂由各类产氢微生物（原虫、细菌、真菌）生成，其中原虫以全毛类为主，细菌以Firmicutes门的Clostridia纲为优势菌群，部分真菌也可产氢。原虫、细菌、真菌通过瘤胃碳水化合物发酵生成挥发性脂肪酸的过程生成H₂，然而其产氢能力存在差异。具体而言，原虫的产氢能力与体长、体内氢酶体的数量等因素有关，其中全毛类原虫和大型原虫为高产氢菌群；细菌则与其介导的产氢途径有关，其中可产生乙酸及H₂的细菌产氢能力较高；真菌报道较少。上述高产氢微生物可作为减少H₂向产CH₄途径传递，促进CH₄减排的关键靶点。尽管产氢微生物的产氢能力存在差异，但多需体内氢化酶参与产氢途径，产氢微生物体内的氢化酶能利用瘤胃发酵过程中产生的还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NADH）和还原型铁氧还蛋白（Fd_red），还原H⁺生成H₂。此外，产氢微生物的产氢途径受微生物群落组成、饲粮营养结构、功能性添加剂的影响，可分别通过调控瘤胃产氢发酵类型、氢分压及氢化酶的表达、产氢微生物的活性影响产氢效率。可基于此产氢特征，减少产氢微生物的H₂产量，促进CH₄减排：可优化瘤胃产氢微生物的群落组成，促进低产氢微生物主导瘤胃发酵，如饲喂枯草芽孢杆菌；也可调控产氢微生物体内氢化酶的表达，如通过饲粮营养调控实现；还可直接抑制产氢微生物的活性，如在饲粮中添加单宁、中药复方等。在维持瘤胃正常氢分压的基础上，减少用以产CH₄的H₂产量，是有效的CH₄减排策略。文章就瘤胃内产氢微生物的种类及产氢特征进行综述，为从源头上制定CH₄减排措施提供理论依据。

【目的】可溶性蛋白（soluble protein，SP）能够在瘤胃中被迅速降解及被微生物利用，进而影响机体生长发育。研究通过调控日粮中可溶性蛋白的水平，探究可溶性蛋白对荷斯坦犊牛生长性能、甲烷排放和瘤胃微生物的影响。为可溶性蛋白在反刍动物日粮评价中的研究和应用提供理论依据和技术参考。【方法】选取30头平均体重为（94.55±6.27）kg健康荷斯坦后备公牛为试验动物，随机分为3组，每组10头。3组日粮的精料与粗料之比均为60﹕40。Diet 1组可溶性蛋白为总日粮干物质的6.00%，Diet 2组可溶性蛋白为总日粮干物质的6.48%，Diet 3组可溶性蛋白为总日粮干物质的6.96%。饲养试验8周，最后3 d进行甲烷采集，同时采集瘤胃液样品。【结果】（1）试验牛在29—56 d内Diet 3组的日增重显著高于Diet 2和Diet 1组（P<0.05)，干物质采食量（DMI）在整个试验周期内无显著差异（P>0.05），3组间甲烷排放量无显著差异（P>0.05)，而甲烷与体重比值中，Diet 2组显著高Diet 1组（P<0.05)；氨态氮含量随着可溶性蛋白含量呈先上升后下降的趋势，挥发性脂肪酸均在Diet 3组中的含量最高。（2）3组间的ACE、Chao1、Shannon、指数无显著差异（P>0.05）;在门水平上，Diet 3组拟杆菌门低于Diet 2和Diet 1组。在属水平上，Diet 2组普雷沃氏菌丰度高于其他两组；LEfSe 分析结果显示，在Diet 3组中LDA值大于4.5的微生物有：Pseudoruminococcus（假瘤胃球菌）、Streptococcaceae（链球菌科）、Veillonellales（韦荣氏菌目）、Streptococcus_mutans、Ruminiclostridium_josui、Prevotella_histicola、Prevotella_veroralis。（3）Diet 1组与Diet 3组对比，共有240个显著差异代谢物，Diet 2组与Diet 1组对比，共有109个显著差异代谢物，Diet 3与Diet 2组对比，显著差异代谢物最低共有60个；其中差异代谢物主要在有机酸及其衍生物、脂质和类脂分子上显著富集，琥珀酸、23-脱甲脱氧胆酸、亚精胺、组氨酸、苏氨酸、谷氨酰胺随着SP含量上升，其代谢物显著升高。D-赤藓糖-4-磷酸、异柠檬酸、亮氨酸等代谢物而在Diet 1组中富集。（4）相关性分析结果显示，韦荣氏球菌与丙酸存在显著正相关；Ruminiclostridium_josui、Prevotella_veroralis、Streptococcus_mutans与组氨酸、苏氨酸、谷氨酰胺呈现显著正相关。【结论】随着日粮中可溶性蛋白水平的增加，后备牛的日增重得到提高，且对单位体重甲烷排放有一定的抑制作用；日粮中可溶性蛋白水平有利于普雷沃氏菌等利于挥发性脂肪酸生成的有益菌定植；还能够通过瘤胃代谢促进能量、氨基酸的合成，对于机体免疫有一定促进作用。

【目的】在规模化牧场条件下，通过设置不同梯度的替代比例，探讨以膨化尿素与双低菜粕、菜粕组合替代日粮中豆粕对奶牛生产性能、乳成分指标、甲烷排放特征及养殖经济效益的综合影响，以期为奶牛养殖产业的节本减排提供科学可行的技术方案。【方法】 试验设置3种日粮处理：对照组（全豆粕组）饲喂以豆粕为单一蛋白补充料的基准日粮；50%替代组（50%豆粕组）利用膨化尿素、双低菜粕及菜粕组合替代日粮中50%的豆粕；全替代组（0豆粕组）则完全利用双低菜粕与菜粕组合替代日粮中的全部豆粕。试验包含7 d预试期与35 d正试期。记录各组每日的干物质采食量、个体产奶量，测定其乳成分和甲烷排放量，最终结合饲料与牛奶市场价格核算各组产出的经济效益。【结果】①生产性能：在等能等氮的前提下，全豆粕组平均产奶量最高，0豆粕组最低，50%豆粕组介于两者之间，50%豆粕组在试验期内呈上升趋势。在对胎次和泌乳天数进行模型校正后，各处理组在试验期的周平均产奶量之间未见显著差异（P>0.05）。②乳成分：在满足能量和可代谢蛋白供给的前提下，试验后，各处理组乳脂率和乳蛋白率与试验前的指标相比均呈现出下降的趋势，但各处理组之间的乳脂率与乳蛋白率并无显著差异（P>0.05），从处理组内的周平均值来看，波动范围较小；试验前后牛奶尿素氮的含量变化随替代豆粕比例增加而增加，试验后全豆粕组和0豆粕组的尿素氮水平均较试验前呈显著性升高（P<0.05）。③甲烷排放：50%豆粕组的排放量最高，0豆粕组甲烷排放量最低，并且极显著的低于其他两组的排放量。④经济效益：试验前后相比较，3个处理组的经济效益均有所提高。50%豆粕组经济效益差值最大，提升幅度最大，综合经济效益最好，其次为 0豆粕组，全豆粕组增幅相对较小。【结论】从生产与环境两个维度来说，低豆粕日粮在本研究中表现出较好的综合效益提升。就生产稳定性而言，在合理调控瘤胃氮素释放速率和能量供应同步性的前提下，两种替代方案均能有效维持产奶量，说明豆粕替代方案的可行性。在环境效益方面，全替代方案表现出显著的甲烷减排潜力，但是甲烷减排并非与豆粕减少量呈线性关系。牧场需根据实际的环保要求与经济效益目标，权衡选择适宜的豆粕替代策略，就目前的市场与政策环境下，单纯的环境效益优势目前尚不能直接转化为经济效益，因此生产性能仍是决定牧场盈利的核心。

【背景】牦牛是青藏高原特有的气候智慧型反刍家畜，但冷季牧草营养供给不足，易导致牦牛掉膘、健康状况下降和生产性能受限。采取适宜的冷季补饲措施，改善营养供给，提高牦牛冷季生产性能并降低甲烷（CH₄）排放强度，是促进高原畜牧业健康高效和绿色低碳发展的重要途径。【目的】通过系统探究冷季补饲对放牧牦牛生长性能、营养物质表观消化率、瘤胃发酵参数、CH₄排放量及经济效益的影响，以期为推动我国畜牧业绿色低碳转型、助力“双碳”目标实现以及保障生态安全与粮食安全提供科学依据。【方法】采用单因素完全随机试验设计，选取20头年龄相同、体重相近的健康公牦牛（3岁，（278±9.4）kg），随机分为对照组（CON）和补饲组（GSG），每组10头。GSG组牦牛每天归牧后单独补饲精料1.0 kg·头^-1·d^-1；CON组不进行额外补饲，仅采食天然牧草。试验期共40 d，其中预试期10 d，正试期30 d。采用SF₆示踪技术连续测定7 d的牦牛CH₄排放量，并于试验末期采集瘤胃液和粪便样品，用于营养物质表观消化率和瘤胃发酵参数的测定；同时结合试验期CH₄排放量、体重和采食量计算CH₄排放强度。【结果】与CON组相比：（1）补饲精料显著提高了放牧牦牛的总增重和平均日增重（P<0.001），使其体重基本维持稳定；同时显著提高了干物质（DM）、有机物（OM）、粗蛋白（CP）和中性洗涤纤维（NDF）的表观消化率（P<0.05）。（2）补饲精料显著提高了瘤胃液微生物蛋白（MCP）含量、总挥发性脂肪酸（TVFA）、丙酸、异丁酸、丁酸和异戊酸浓度（P<0.05）。（3）补饲精料对放牧牦牛CH₄日排放量和单位代谢体重CH₄排放强度（CH₄/BW^0.75）无显著影响（P>0.10），但显著降低了每单位干物质采食量CH₄排放强度（CH₄/DMI）（P<0.05）。（4）经济效益分析表明，补饲精料可使冷季放牧牦牛养殖损失降低79.1%。【结论】冷季条件下，放牧牦牛每头每天补饲1.0 kg精料可提高饲草营养物质利用效率，改善其生产性能，并通过调节瘤胃发酵模式降低单位干物质采食量CH₄排放强度，从而实现生产、经济与生态效益的协同提升。