中国农业科学

2026年第59卷第21期中英文目录

中国农业科学. 2026, 59(21): 0.

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基于uORF编辑的作物精准育种研究进展与展望

虞布卡, 谭瑗瑗, 舒庆尧

中国农业科学. 2026, 59(21): 4697-4709. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2026.21.001

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上游开放阅读框（upstream open reading frame，uORF）是位于真核生物mRNA 5′非翻译区（5′UTR）的关键顺式作用元件，在基因翻译和性状形成调控中发挥重要作用。uORF主要通过漏扫描、翻译重起始、核糖体停滞或触发无义介导的衰变等机制拦截扫描中的核糖体，进而抑制下游主阅读框（mORF）的翻译。这种抑制作用的强度高度依赖于uORF起始密码子两侧序列及RNA二级结构等特定的基因组结构特征。该机制赋予了植物在不改变转录的前提下，敏锐响应外部环境信号的能力，在维持正常生长发育和逆境适应的动态平衡中发挥着独特作用。进化分析表明，具有适应性优势的uORF在正向自然选择驱动下往往被保留并呈现高度保守性，同时，植物群体中自然发生的变异uORF序列能够显著微调目标基因的翻译效率，是驱动作物群体抗逆响应和农艺表型多样性分化的重要遗传基础。随着高通量组学技术的发展，大量潜在功能性uORF的翻译图谱被精准解析，为后续的靶向编辑奠定了坚实的数据基础。相较于启动子或3′UTR等其他区域的编辑，靶向uORF具有多效性低、预期性强且无需引入外源序列的显著优势。可通过CRISPR/Cas9、引导编辑（prime editing）等基因编辑技术实现uORF长度的改变、Kozak序列修饰，以及偶联环境响应型uORF等多种工程化策略。这些微调基因表达的策略能够突破传统强启动子过表达引发的负面多效性瓶颈，实现目标基因表达量的适当上调。通过编辑uORF精准调控内源目标蛋白丰度在改良作物广谱抗病性、耐逆性，优化生育期等发育性状，以及提升维生素含量等营养品质方面存在巨大的潜力。本文以建立基于uORF编辑的高效作物精准育种技术体系为目标，阐述了uORF的主要特征特性及其分子调控机制，梳理了uORF编辑的策略及其在性状改良应用中取得的进展，探讨了uORF编辑在作物精准育种中的应用前景和面临的挑战，提出了结合深度学习模型提升uORF编辑效果及其可预见性的策略和途径。

小麦耐高温优异资源鉴定及其与农艺性状的关联分析

尹晓康, 冯佳宜, 李栩慷, 张朝旭, 马驰, 王若禹, 白佳乾, 蓝罗冰, 张良凤, 刘易科, 朱展望, 丁富功, 刘大同, 王书平, 方正武, 张迎新

中国农业科学. 2026, 59(21): 4710-4728. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2026.21.002

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【目的】针对小麦灌浆期高温胁迫造成的小麦减产问题，明确不同基因型小麦品种灌浆期高温胁迫对植株表型、农艺性状、产量及其构成因素的影响，构建一套适合长江中下游冬麦区的小麦耐高温综合评价体系，筛选耐高温小麦品种，为小麦耐高温育种提供鉴定方法和优异的种质资源。【方法】以30个冬小麦品种为供试材料，在花后第7天分别设置高温处理组（日温38 ℃/夜温20 ℃处理7 d）和对照组（日温25 ℃/夜温20 ℃处理7 d），测定旗叶叶绿素相对含量（旗叶SPAD值）、丙二醛（MDA）、过氧化氢（H₂O₂）和超氧阴离子自由基（O₂^-·）含量，以及抗坏血酸过氧化物酶（APX）、过氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）活性，收获后，测定粒长、粒宽、穗粒重、千粒重和单株产量。利用方差分析剔除无显著差异的指标，随后，利用耐高温系数（HTC）对原始数据进行标准化，采用主成分分析和隶属函数法计算综合评价值D，以评价小麦耐高温能力。最后，利用冗余分析（RDA）和逐步回归建立预测模型。【结果】灌浆期，高温胁迫对不同基因型小麦品种均造成了不同程度的叶片枯黄和籽粒皱缩。高温处理下各指标的变幅为-66.82%—210.07%，O₂^-·含量升幅最大（210.07%），APX活性降幅最大（-66.82%）。不同品种各指标的耐高温系数存在显著差异，变异系数为9.522%—115.003%，APX活性的变异系数最大（115.003%），粒宽的变异系数最小（9.522%）。对满足MSA值>0.5、KMO值≥0.6的7个指标进行主成分分析，生成4个新的相互独立的综合指标，包含82.814%的原始信息。进一步将隶属函数分析获得的综合评价值D进行聚类分析，将30个品种划分为3个类型，即耐高温型（5个）、中等耐高温型（12个）和高温敏感型（13个）。采用冗余分析和逐步回归建立小麦耐高温评价最优回归模型：D=-0.111+0.259X₈+0.136X₁₂+0.186X₂+0.111X₁+0.137X₁₁+0.12X₁₀，各品种的回归值（RV）与D值高度相关（r=0.996），确定了旗叶叶绿素相对含量（X₈）、单株产量（X₁₂）、POD活性（X₂）、APX活性（X₁）、千粒重（X₁₁）和穗粒重（X₁₀）可用于小麦耐高温性的重要评价指标。【结论】灌浆期高温胁迫显著影响了小麦的生长发育。采用主成分分析和聚类分析，筛选出5个耐高温型小麦品种。构建了适合于长江中下游麦区的小麦耐高温综合评价模型，可用于评价不同小麦品种灌浆期的耐高温特性。

国审玉米品种株高与穗位高构成特征及不同生态区差异分析

杨扬, 常诗惠, 曾波, 李煜铭, 张如养, 徐田军, 孙轩, 陈传永, 曹强, 王凤格, 赵久然

中国农业科学. 2026, 59(21): 4729-4745. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2026.21.003

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【目的】株高和穗位高是玉米最直观和重要的性状之一，通过分析其构成特征和变化趋势，以及在不同生态区间的差异表现，为进一步认识品种更替对株型结构的影响和不同环境对株型的塑造作用提供理论依据。【方法】搜集整理2000—2025年国家审定玉米品种信息共7 502个品次，对不同品种类型的株高、穗位高构成特征和相关性进行统计，并在株高等级和对应数据的基础上推导穗位高等级阈值，从不同生态区和同一品种跨区2个角度分析这两个性状的适应性表现和变异来源，并揭示二者的年际演变规律。【结果】6 379个品次的大田籽粒玉米株高平均为284.6 cm，穗位高平均为109.0 cm；898个品次的鲜食（甜、糯）玉米株高平均为228.2 cm，穗位高平均为89.9 cm；183个品次的青贮玉米株高平均为302.0 cm，穗位高平均为130.0 cm；42个品次的爆裂玉米株高平均为245.9 cm，穗位高平均为112.8 cm。穗位高分为5个等级：超高穗位、高穗位、中穗位、低穗位和超低穗位，其分割线分别为138、108、87和51 cm。根据株高、穗位高等级划分，籽粒玉米以高秆和中秆、高穗位和中穗位为主，鲜食玉米以中秆和矮秆、中穗位和低穗位为主，青贮玉米以高秆、高穗位为主，爆裂玉米以中秆、高穗位为主。国家区试组不同生态区的株高统计分布均呈现由东南春播区向东华北中熟区递增、再向北方极早熟区递减的趋势，穗位高则呈现由东南春播区向西南、西北春播区递增的趋势，其中，品次数量最多的黄淮海夏播区株高和穗位高均值分别为268.5和101.0 cm，并以中秆和中穗位为主；排名第二的东华北春播区则分别为293.3和113.7 cm，并以高秆和高穗位为主。2个性状的聚类分组结果相似，东南春播区、黄淮海夏播区、京津冀早熟区、北方早熟区和北方极早熟区株型较小，西北春播区、东华北春播区、东华北中熟区和东华北中早熟区株型较大。同一品种通过审定对应的2个生态区地理位置的距离越大，其跨区表型差异越大，其中，东南春播区和东华北春播区的跨区表型差异最大，后者比前者平均高54.6（株高）和35.8 cm（穗位高），且穗位高更易受环境变化影响。近26年内，籽粒玉米株高年际波动幅度小，并以年均增加0.79 cm的速度上升，穗位高则以年均减少0.19 cm的速度下降。【结论】由于育种目标、环境条件不同，各类型玉米的株型结构差异较大。籽粒玉米作为我国玉米的主要构成品种，其株型较高大，这与通过增大生物量积累以实现高产的育种理念密不可分。而鲜食玉米为保障果穗品质表现株型较为矮小，其蕴含丰富的矮秆种质资源以待充分挖掘。同时，光温匹配度、生长期内降水量大小等可能影响表型分化的因素值得进一步关注。

药隔期倒春寒对小麦强、弱势籽粒形态与代谢组学的影响

翁颖, 王豪, 刘泽昊, 郭一婷, 唐雅婷, 刘柳, 郑宝强, 李金才, 陈翔

中国农业科学. 2026, 59(21): 4746-4764. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2026.21.004

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【目的】倒春寒是制约中国黄淮麦区小麦大面积单产提升的重要农业气象灾害，不仅影响着小麦的穗花发育，还影响其粒重大小。结合籽粒表型测定和非靶向代谢组学分析，系统探究药隔期不同程度倒春寒下强、弱势籽粒的形态、粒重及代谢响应，旨在从籽粒库容形成和代谢调控层面揭示不同抗倒春寒性小麦强、弱势籽粒灌浆差异的内在机制。【方法】以抗倒春寒性强的烟农19（YN19）和抗倒春寒性弱的新麦26（XM26）为试验材料，于幼穗分化的药隔期在人工气候室中进行低温处理以模拟田间倒春寒情况，设置3个温度梯度（CK：10 ℃；T1：2 ℃；T2：-2 ℃）。于成熟期调查小麦主要农艺性状；花后7、14、21、28和35 d动态测定籽粒形态和粒重，分析不同温度处理下籽粒库容和粒重变化。分别于花后14和21 d采集小麦强、弱势籽粒，采用液相色谱-质谱联用技术（LC-MS）进行非靶向代谢组学分析，结合多变量统计分析筛选差异代谢物，比较不同品种、胁迫强度、灌浆时期和粒位间代谢物的共有与特异响应，并通过KEGG进行代谢通路富集分析。【结果】倒春寒显著抑制籽粒库容增加并降低了成熟期籽粒体积，两小麦品种强、弱势粒千粒重均随胁迫强度的增加而显著下降，且弱势粒降幅更大。通过代谢组学分析，共鉴定出了2 474种代谢物，其中已知物1 118种。差异代谢物数量随倒春寒胁迫强度的增强而显著增多，且XM26的差异代谢物多于YN19。不同处理与品种间共有差异代谢物数量较少，花后21 d强势粒中L-苯丙氨酸在多个比较组中表现为共同显著差异代谢物。KEGG通路富集结果显示，倒春寒下小麦强势粒差异代谢物主要富集于柠檬酸循环、糖酵解/糖异生等能量代谢通路，而弱势粒则更多富集于淀粉和蔗糖代谢、氧化磷酸化及谷胱甘肽代谢等与能量补偿和抗氧化相关的代谢通路。【结论】倒春寒通过影响籽粒灌浆期能量代谢与物质同化过程，加剧了强、弱势粒的灌浆差异。研究结果可为阐明小麦倒春寒致灾机理及抗逆品种选育提供代谢组学依据。

河南省冬小麦成熟期-收获期连阴雨灾害穗发芽率评估模型

彭记永, 商东耀, 李军玲, 薛昌颖, 胡莉婷, 余卫东

中国农业科学. 2026, 59(21): 4765-4783. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2026.21.005

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【目的】冬小麦成熟期-收获期是保障籽粒品质稳定和产量收获的关键阶段，此时发生连阴雨灾害，易造成冬小麦穗发芽（Pre-harvest sprouting，PHS）和霉变，对产量、品质和种源产生不可逆转的影响。通过定量评估成熟期-收获期连阴雨灾害对冬小麦穗发芽的影响，为穗发芽风险区划、灾害预警、定量评价、趋势预估及田间管理措施的制定提供理论与科学依据。【方法】于2024—2025年选择河南省主栽的3个冬小麦品种（新麦26、矮抗58、扬麦15），开展大田和室内穗发芽试验；利用室内穗发芽试验数据明确冬小麦穗发芽率随天数的变化规律；结合2023年河南省冬小麦穗发芽大田调查数据，进行相关分析和层次分析（analytic hierarchy process, AHP），确定影响冬小麦穗发芽率的主要气象因子；在此基础上，构建冬小麦穗发芽的评估模型（pre-harvest sprouting rate，PHSR），并对模型进行误差分析。【结果】穗发芽试验表明，冬小麦穗发芽率随天数变化符合Logistic增长规律；穗发芽率与累计降水量、日平均气温和日平均日照时数显著相关，相关系数分别为0.416（P<0.01）、0.318（P<0.05）、-0.303（P<0.05）；PHSR模型模拟值与实测值相关系数为0.85（P<0.01），平均绝对误差为1.91%，平均相对误差为4.98%，典型灾害年份模拟穗发芽率与文献记载吻合度高。总体上，受连阴雨灾害影响，河南省冬小麦成熟期-收获期穗发芽率呈现南高北低的空间分布特征；1991年为穗发芽率最高年份，其次为2023年。【结论】耦合穗发芽试验规律和关键气象影响因子两部分构建的PHSR模型，建立了一种连阴雨灾害下冬小麦穗发芽率定量评价和预估方法，可支撑河南省冬小麦成熟期-收获期连阴雨灾害导致的穗发芽风险区划、灾前预警与灾后定量评价。

新疆棉花产业现状及其影响因素分析与对策

田立文, 张胜, 田聪华, 马婷, 崔建平, 房彦飞, 罗宏海, 娄善伟

中国农业科学. 2026, 59(21): 4784-4801. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2026.21.006

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本文系统梳理了新疆棉花产业的发展现状与关键影响因素，旨在为产业转型升级与高质量发展提供决策参考。基于2014—2025年统计数据与权威公开资料，从棉花种植、加工、纺织等全产业链多维度剖析，涵盖自然资源、技术进步、政策制度、市场环境、社会经济等因素，明确各维度核心因素及作用机制。结果表明，2025年新疆棉花总产量616.5×10⁴ t，优质棉占比达72.3%，形成“规模不断扩张、空间格局稳定、质量同步跃升”的产业发展格局。依托“东纺疆移”的集聚效应，新疆已建成集种植、纺纱、织造、印染、服装等完整棉产业链，全产业链总产值超2 200亿元，纺织产业规模持续扩大、生产的棉花疆内转化率不断提升。影响因素间相互依存、相互制约，虽水资源刚性约束了产业规模，但新疆具有光、土等独特资源优势，且科技支撑和政策扶持深度助力，其中棉花目标价格补贴已形成了“三年一定”的稳定机制，促进产业转型；当前新疆棉花产业在国际市场中仍缺乏定价主导权与行业话语权，面临国际竞争与贸易环境机遇与挑战，植棉成本持续上升。新疆棉花产业处于从“规模扩张型”向“质量效益型”深度转型的关键阶段，为实现2026年新疆棉花种植规模（240±3.3）×10⁴ hm²的调控目标，在优先保障基本农户利益的前提下，重点调减低质低效棉田、地下水超采区域及非法开垦土地，同时建议强化科技赋能、完善政策体系、推动绿色转型、拓展国际市场等方面协同发力，努力建成全球规模最大、产业链最全、质效领先的现代化棉花种植与纺织服装的全产业体系，推动新疆棉花产业向更高质量、更可持续方向发展。

我国玉米籽粒的菌群构成及优势镰孢菌产毒能力分析

成明鑫, 陈稳产, 魏凯巍, 张赛, 左愉婕, 苏前富, 刘宁, 曹志艳, 董金皋

中国农业科学. 2026, 59(21): 4802-4814. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2026.21.007

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【目的】明确我国玉米主产区籽粒中的病原组成、区域分布特征及其年度演替规律，系统分析玉米籽粒中优势病原的产毒特性，为储藏期玉米毒素污染控制及质量安全保障提供科学依据与数据支撑。【方法】2022—2025年连续4年在我国14个省（自治区）41个地区采集玉米籽粒样品并进行病原分离纯化，采用形态学和分子生物学方法对污染菌进行鉴定，统计病原种类和分离频率，分析其分布特征及动态变化；测定拟轮枝镰孢（Fusarium verticillioides）和禾谷镰孢（Fusarium graminearum）产毒能力，分析比较不同玉米产区拟轮枝镰孢和禾谷镰孢的产毒能力差异。【结果】共分离得到真菌5 885株，主要包括镰孢菌、青霉、黑曲霉（Aspergillus niger）、木霉、黄曲霉（Aspergillus flavus）和其他真菌，分离频率分别为67.82%、17.72%、7.31%、2.97%、2.70%和1.48%，其中镰孢菌分离频率最高，拟轮枝镰孢为优势真菌，4年累计分离获得3 061株，分离频率为52.01%，其次为禾谷镰孢、层出镰孢（Fusarium proliferatum）、尖孢镰孢（Fusarium oxysporum），分离频率分别为11.03%、3.14%、1.58%，黄色镰孢（Fusarium culmorum）仅在2022年检出3株。霉菌中青霉、黑曲霉为主要污染菌，分离频率分别为17.72%和7.31%。对分离获得的拟轮枝镰孢和禾谷镰孢进行产毒能力测定，结果显示，拟轮枝镰孢伏马毒素FB₁产量范围在0.07—4 916.92 μg·g^-1，FB₂产量范围在0.02—5 573.14 μg·g^-1，不同产区菌株产毒能力存在明显差异，黄淮海玉米产区菌株产毒能力较高，FB₁和FB₂最大值分别为4 916.92和5 573.14 μg·g^-1；东北玉米产区次之，FB₁和FB₂最大值分别为2 070.29和468.51 μg·g^-1；西北玉米产区整体产毒能力偏低、分布集中，高产毒菌株占比少，FB₁和FB₂最大值分别为20.91和30.76 μg·g^-1；禾谷镰孢脱氧雪腐镰孢菌烯醇（呕吐毒素，DON）产量介于1.24—3.43 μg·g^-1，东北、西北、黄淮海三大产区产毒区间分布相近，仅小幅变化，无显著地域性差异。【结论】拟轮枝镰孢是我国玉米籽粒的主要污染菌，区域间和年度间种群存在差异；不同产区间拟轮枝镰孢产伏马毒素能力存在差异，黄淮海与东北产区存在强产毒菌株。

贝莱斯芽孢杆菌C1-17对桃褐腐病的生防潜力及防病机制

覃英, 阴伟晓, 罗朝喜

中国农业科学. 2026, 59(21): 4815-4830. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2026.21.008

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【目的】桃褐腐病是由链核盘菌（Monilinia spp.）引起的一种真菌性病害，常年对桃产业造成严重经济损失。本研究旨在探究贝莱斯芽孢杆菌（Bacillus velezensis）C1-17菌株对桃褐腐病的防治潜力及其抑菌机制，为该病害的绿色防控提供新的菌株资源。【方法】前期获得一株贝莱斯芽孢杆菌C1-17，通过平板对峙培养法、菌液浸泡果实法及无菌培养滤液法，分别测定其对桃褐腐病优势致病菌实生链核盘菌（Monilinia fructicola）的离体抑菌活性和活体防病效果，评估其生防潜力。进一步利用光学显微镜、扫描电镜及透射电镜，逐级观察C1-17无菌培养滤液处理后病原菌菌丝的表面形态与细胞超微结构变化；并采用PI染色和DCFH-DA荧光探针，分别检测菌丝质膜完整性和胞内活性氧（ROS）水平的变化；通过特异性培养基检测C1-17产生蛋白酶、纤维素酶及嗜铁素等胞外抗菌活性物质的能力。同时，采用实时荧光定量PCR（RT-qPCR）分析单独喷施C1-17及在病原菌侵染背景下进行预处理后，桃果实中相关防御基因（PpPR1、PpNPR1、PpMYC2、PpJAZ5、PpPAL1、PpPOD）的相对表达量变化。桃果实分别用10% C1-17菌液和戊唑醇喷雾处理后，接种甾醇脱甲基酶抑制剂类（DMI）杀菌剂抗性菌株和敏感菌株孢子悬浮液，随后调查发病情况并计算防治效果，评估C1-17对不同菌株的防治效果。【结果】C1-17发酵菌液在2%（V/V）低浓度下对桃褐腐病的防效达93.25%。其无菌培养滤液在1%（V/V）添加量下可抑制95.93%实生链核盘菌菌丝生长，并使孢子萌发率降至3%。1%（V/V）C1-17无菌培养滤液处理下，病原菌菌丝出现膨大、空泡化、皱缩破损及质壁分离、线粒体等细胞器溶解现象；PI染色和DCFH-DA检测证实质膜完整性受损、胞内ROS大量积累，提示膜损伤与氧化爆发是其重要抑菌机制，同时C1-17能产生蛋白酶、纤维素酶及嗜铁素等活性物质并释放到胞外。单独喷施C1-17未显著诱导桃果实防御基因表达，但在实生链核盘菌侵染背景下，C1-17预处理于侵染后期（48 h）特异性上调水杨酸通路基因（PpPAL1、PpPR1）以及PpPOD的表达。10% C1-17菌液对DMI抗性和敏感桃褐腐病菌株均表现出良好的防治效果，防效不低于94.50%，其中对DMI抗性菌株的防效优于20 μg·mL^-1戊唑醇，且与DMI类杀菌剂无交互抗性。【结论】贝莱斯芽孢杆菌C1-17对桃褐腐病展现出良好的生防应用潜力。C1-17通过分泌抗菌物质直接破坏实生链核盘菌菌丝形态与质膜完整性、诱导胞内ROS积累，同时在病原侵染后期选择性激活水杨酸信号通路及苯丙烷代谢途径，从而实现对桃褐腐病的高效防治。

气味结合蛋白OBP4介导的烟粉虱对寄主挥发物驱避行为

姬媛, 孙宇翔, 龚成, 刘航玮, 罗晨

中国农业科学. 2026, 59(21): 4831-4840. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2026.21.009

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【背景】烟粉虱（Bemisia tabaci）是全球范围内危害严重的多食性农业害虫，其对寄主植物表现出明显的选择性。气味结合蛋白（odorant-binding protein，OBP）能特异性地结合环境中的气味分子，在昆虫寄主定位、产卵场所选择及逃避天敌等行为中发挥着至关重要的作用。【目的】深入解析OBP在烟粉虱化学感受及行为调控中的分子机制，揭示其寄主适应性的生理基础，并为开发基于嗅觉干扰的新型绿色防控技术提供理论依据。【方法】采用实时荧光定量PCR（qRT-PCR）方法检测BtabOBP4在烟粉虱不同发育阶段（卵、1—4龄若虫、成虫）及成虫不同组织（头、胸、腹）中的表达谱；克隆BtabOBP4基因全长，诱导表达并纯化BtabOBP4重组蛋白；利用荧光竞争结合试验筛选其与植物挥发物和次生代谢物的结合能力；通过Y型嗅觉仪测定候选配体对烟粉虱的行为趋向性；采用饲喂法介导的RNA干扰（RNAi）技术沉默BtabOBP4，验证其对烟粉虱化学感受行为的调控作用。【结果】BtabOBP4在烟粉虱3龄若虫期表达量最高，成虫期呈性别二型性（雄虫表达量约为雌虫的4倍），且在头部特异性富集；BtabOBP4能特异性结合月桂烯、β-紫罗兰酮及α-蒎烯（K_i值分别为25.68、43.95和33.65 μmol·L^-1），其中100 mg·L^-1月桂烯、100 mg·L^-1 β-紫罗兰酮及1 000 mg·L^-1 α-蒎烯对烟粉虱的驱避率分别达33%、43%和44%；饲喂dsRNA干扰24 h后，BtabOBP4在雌、雄虫中的沉默效率分别达55%和51%，且烟粉虱对月桂烯和α-蒎烯的驱避反应消失，对β-紫罗兰酮的驱避能力减弱。【结论】BtabOBP4在烟粉虱3龄若虫和雄性成虫中高表达，且呈头部特异性富集，提示其在化学生态通讯过程中具有重要功能。BtabOBP4蛋白能够特异性结合月桂烯、β-紫罗兰酮和α-蒎烯，且沉默该基因可显著消除或减弱烟粉虱对上述化合物的驱避行为。BtabOBP4为参与烟粉虱寄主植物识别与选择的关键嗅觉分子，通过介导对特定植物挥发物的感知来调控其驱避行为。

南方丘陵区红壤综合治理的“井冈山模式”理论与实践

彭新华, 郭自春, 黄尚书, 熊鹏, 刘明, 柳开楼, 刘佳, 黄太庆, 钟义军, 张会民, 何铁光, 邓绍勇, 聂军, 赵小敏, 张佳宝

中国农业科学. 2026, 59(21): 4841-4853. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2026.21.010

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南方红壤区是我国热带和亚热带粮经果的主要生产基地，其面积约占全国土地面积的23%，承载着全国40%的人口，在保障国家粮食安全中占有重要的战略地位。然而，长期不合理的高强度利用导致红壤酸化加剧、肥力衰退、土壤板结、水土流失和季节性干旱等问题并存，制约了南方红壤丘陵区农业高质量发展。针对南方红壤多障碍并存、种植模式单一和综合效益低等问题，中国农业科学院农业资源与农业区划研究所、中国科学院南京土壤研究所联合江西、湖南、广西等多家科研院所协同攻关，经过20余年的实践与探索，逐步构建了“耕地质量提高、粮食产能提升和生态保护利用”协同的“井冈山模式”。该模式以“丘谷种粮、丘上经作、山腰挂果、山顶护林”四位一体为立体生态布局，构建稻田土壤质量提升与绿色丰产增效、旱地多障碍消减与产能提升、果园培肥提质与生态保护协同、山顶生态防护与林下经济四大技术体系，形成有较强连通性、功能多样的生态廊道，并建立覆盖从种到收的农业种植精准管理智能决策系统。本文系统阐述了该模式的历史发展过程、内涵及其技术体系、推广机制与成效，并提出了模式面临的挑战与未来发展的方向。“井冈山模式”是新时期南方红壤区耕地质量提高、产能提升和生态保护协同综合治理模式的实践探索，可为区域绿色农业高质量发展提供科技支撑。

松嫩平原旱地土壤有机质组分空间分异特征及其影响因素

姚益, 张思宇, 郝思祺, 李双异, 孙良杰, 陈晶瑜, 安婷婷, 汪景宽

中国农业科学. 2026, 59(21): 4854-4864. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2026.21.011

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【目的】明确松嫩平原旱地土壤有机质（SOM）组分的空间分布特征及其影响因素，以期为东北地区土壤有机质提升和黑土地保护提供依据。【方法】以旱地土壤为研究对象，于2023年6月在松嫩平原区采集200个旱地表层（0—20 cm）土壤样品，利用粒径分组方法将土壤有机质分为颗粒态有机质（POM）和矿物结合态有机质（MAOM）。结合经典统计学方法、随机森林等方法研究SOM组分的分布情况，探讨气候、地形、土壤属性以及植被对其的影响。【结果】MAOM和POM平均含量分别为24.7和5.71 g·kg^-1，占土壤有机质比例的平均值分别为70.9%和17.1%。在松嫩平原区，两组分均呈现由东北向西南降低的趋势。MAOM（r分别为0.93、0.66和0.51）和POM（r分别为0.75、0.25和0.36）含量均与SOM、黏粒和海拔呈极显著（P<0.01）正相关关系。MAOM（r分别为-0.33、-0.57、-0.79、-0.73和-0.40）和POM（r分别为-0.21、-0.26、-0.55、-0.58和-0.24）含量均与pH、容重、年均温、有效积温和归一化植被指数呈极显著（P<0.01）负相关关系。随机森林模型分析表明，有效积温、年均温和黏粒含量极显著（P<0.01）影响MAOM变化，其解释度分别为33.7%、32.7%和23.8%；有效积温、年均温和有效磷极显著（P<0.01）影响POM变异，其解释度分别为26.1%、25.2%和22.8%。【结论】松嫩平原区旱地土壤有机质组分呈明显的东北部高、西南部低空间分布格局，且年均温和有效积温是驱动其空间分异的关键因子。

分层施氮肥改善土壤氮组分提高玉米氮素利用和产量

王宾, 王艳群, 付鑫, 门杰, 王洋, 宁鹏, 彭正萍

中国农业科学. 2026, 59(21): 4865-4881. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2026.21.012

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【目的】为确定夏玉米高产高效氮肥施用深度及比例，揭示其氮素高效利用机制。【方法】通过两年田间微区和一年机械化大区试验，以夏玉米为供试作物，微区条件下设置6个处理：不施氮肥（N_0﹕0）;只在0—20 cm土层施氮肥（N_1﹕0）；0—20 和20—40 cm土层均施氮肥，且两土层施氮比例分别为4﹕1（N_4﹕1）、3﹕2（N_3﹕2）、2﹕3（N_2﹕3）和1﹕4（N_1﹕4）。综合分析玉米关键生育阶段土壤氮组分、微生物群落结构、植株干物质与氮素累积、氮素回收率及产量，确定优势处理为N_4﹕1和N_3﹕2；进一步采用田间机械化大区试验，设置N_4﹕1、N_3﹕2、N_1﹕0与N_0﹕0处理，验证优势处理的氮肥效率及产量。【结果】（1）与N_1﹕0比，分层施氮肥提高玉米地上部干物质与氮素积累量，优化同化产物向籽粒分配，N_3﹕2处理最优。（2）分层施氮肥有效促进20—40 cm土层的氮素供应，提高该层土壤全氮、无机氮、颗粒有机氮和微生物量氮含量，N_3﹕2处理可在保持表层土壤养分含量不降低的同时，增强深层土壤氮素的稳定性。（3）分层施氮肥改变土壤微生物群落结构，N_3﹕2处理提高真菌群落物种丰富度，促进有益菌门（如被孢霉门、担子菌门）相对丰度。N_3﹕2处理在保证表层土壤酶活性不降低的前提下，20—40 cm土层脲酶、N-乙酰氨基葡萄糖苷酶活性分别提高10.6%—33.4%、2.1%—34.6%。（4）两年田间微区的N_3﹕2处理平均产量、百粒重及穗粒数分别较N_1﹕0提高6.6%、14.4%、7.6%，氮素回收率、农学效率、偏生产力及累积利用率显著提升。机械化大区试验N_3﹕2较N_1﹕0处理显著增产与增效。【结论】N_3﹕2处理（0—20与20—40 cm分层施氮肥且比例为3﹕2）有效协调土壤供氮与作物需氮，改善土壤微生物环境，显著提高植株干物质与氮素积累，实现增产增效双赢。

灌溉水平与营养液浓度对椰糠袋培番茄产量、品质及水肥利用效率的影响

强小嫚, 刘胜星, 张现波, 王景雷, 王春婷, 朱恬恬, 王博娟, 刘浩

中国农业科学. 2026, 59(21): 4882-4903. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2026.21.013

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【目的】探究灌溉水平和营养液浓度对椰糠袋培番茄生长特性、产量、品质及水肥利用效率的影响，明确椰糠袋培番茄适宜的营养液水肥管理模式，为设施椰糠袋培番茄水肥精准管理提供参考依据。【方法】设置灌溉下限和营养液浓度2个因素，灌溉下限设3个水平，椰糠袋持水量（FC）的60%（W1）、70%（W2）和80%（W3）；营养液浓度设3个水平，霍格兰配方的0.8倍剂量（F1）、1.0倍剂量（F2）和1.2倍剂量（F3）。系统分析不同处理对番茄生长发育、光合特性、养分积累与利用、产量、品质、水分利用效率及肥料偏生产力的影响，结合熵权法、层次分析法（AHP）和TOPSIS法构建综合评价体系，优化灌溉和营养液管理指标。【结果】灌溉水平和营养液浓度均显著影响番茄株高、叶面积指数、地上部生物量、光合参数及氮磷钾养分积累。提高灌溉水平可显著促进植株生长与光合能力提升；在中高灌溉条件下适当提高营养液浓度有利于养分吸收和生物量积累。两年试验中，W3F3、W3F2和W2F2处理产量均处于较高水平，且处理间差异不显著（P>0.05），其中，W2F2处理在保持较高产量的同时，水分利用效率两年均达到最高，肥料偏生产力和综合品质表现较优。TOPSIS综合评价表明，W2F2处理两年的相对贴近度分别为0.7654和0.8177，排名第一。【结论】本试验条件下，灌溉下限为70%FC并配施1.0倍剂量霍格兰营养液的W2F2处理，能够较好协调番茄产量、品质和资源利用效率，可作为设施椰糠袋培番茄较优的营养液灌施管理模式。

二倍体、四倍体不结球白菜耐盐碱性的分阶段综合评价与四倍化效应

汤伟华, 张志林, 颜志明, 刘同坤, 侯喜林

中国农业科学. 2026, 59(21): 4904-4923. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2026.21.014

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【目的】阐明同遗传背景二倍体、四倍体不结球白菜在不同盐型和发育阶段下的耐盐碱响应差异，明确四倍化对耐盐碱性的影响及其遗传背景依赖性，筛选兼具耐性、产量和育种利用价值的优异材料，为不结球白菜耐盐碱种质鉴定和倍性改良提供依据。【方法】以15对同遗传背景二倍体、四倍体（2X/4X）不结球白菜为材料，在萌发期和苗期分别设置NaCl、NaHCO₃胁迫，在大田全生育期设置NaCl滴灌胁迫。萌发期设置NaCl和NaHCO₃浓度梯度，苗期分别施加450 mmol·L^-1NaCl和80 mmol·L^-1 NaHCO₃，大田期采用200 mmol·L^-1 NaCl滴灌并以土壤EC_1:5监测盐分强度。测定萌发、形态、生理、光合和产量相关性状，计算耐盐系数（STC），采用主成分分析结合隶属函数法计算综合耐盐指数（D值），并结合MGIDI指数、Fernandez四象限法、配对t检验、相关分析和回归分析评价材料耐性、产量表现及倍性效应。【结果】不结球白菜耐盐碱性具有明显的盐型差异和发育阶段特异性。萌发期NaHCO₃胁迫对材料的抑制总体强于NaCl胁迫；NaCl 250 mmol·L^-1可扩大材料间差异，NaHCO₃ 40 mmol·L^-1已能显示材料分化，60 mmol·L^-1下综合离散度和D值分布范围更大，更适于萌发期综合评价。苗期材料对NaCl和NaHCO₃的响应并不完全一致，部分萌发期优势材料在苗期耐性下降，说明萌发期结果不能直接替代苗期和大田全生育期评价。大田期D值与MGIDI排序基本一致（Spearman ρ=-0.775，P=4.87×10^-7），表明多性状D值评价具有较好稳健性；但Fernandez产量校正显示，多数高D值材料未进入高产耐盐A组，提示综合耐性高并不等同于高产耐盐。倍性效应具有显著条件依赖性，仅萌发期NaHCO₃胁迫下4X材料D值显著高于2X（ΔD=0.149±0.164，P=0.004），其余4个条件下4X与2X差异均未达显著水平；跨5个条件合并分析显示，ΔD与二倍体耐性D_2X呈显著负相关关系（r=-0.601，P=1.15×10^-8），提示四倍化增益总体上更易出现在二倍体耐性较弱的遗传背景中。经大田产量校正，LXRC 2X、PPQ 4X和L060 2X兼具较好的综合耐盐性、潜在产量和胁迫产量表现。【结论】不结球白菜耐盐碱性受盐型、发育阶段和遗传背景共同调控，四倍化不能稳定提高耐盐碱性。采用萌发期初筛-苗期复筛-大田全生育期验证并结合产量校正的分阶段评价策略，可兼顾筛选效率和育种利用准确性。

云南干/湿热区香水柠檬果实不同组织生物活性成分分析

朱银潇, 张碧蓉, 闫素云, 史文斌, 刘伟杰, 段敏仙, 程运江, 周先艳

中国农业科学. 2026, 59(21): 4924-4936. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2026.21.015

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【目的】系统探究云南干/湿热区香水柠檬不同组织生物活性成分差异特征，明确干湿热区香水柠檬（Citrus medica）不同组织（黄皮层、白皮层、果肉、中心柱及囊衣）的活性成分分布规律，为香水柠檬生物活性成分进一步开发利用提供理论参考。【方法】分别选取云南巍山干热区和瑞丽湿热区的香水柠檬果实为试材，采用超高效液相色谱-四极杆-飞行时间高分辨质谱（UPLC-Q-TOF）技术对样品进行检测分析，通过单因素方差分析（ANOVA）、主成分分析（PCA）和正交偏最小二乘法判别分析（OPLS-DA）进行综合评价，筛选能够区分产区和组织的特征性生物活性成分。【结果】两个产区香水柠檬果实中共鉴定出31种生物活性成分，包括12种酚酸、18种类黄酮和1种柠檬苦素。巍山干热区香水柠檬中生物活性成分的含量大于瑞丽湿热区香水柠檬。果实不同组织中酚酸类物质含量为黄皮层>白皮层>果肉>中心柱及囊衣；而类黄酮含量为黄皮层>果肉>中心柱及囊衣>白皮层；柠檬苦素含量为中心柱及囊衣>果肉>白皮层>黄皮层。多元统计分析结果显示，PCA模型可有效区分两个产区的样品，进一步采用OPLS-DA分析两个产区不同组织代谢数据，以VIP≥2筛选两个产区不同组织的特征差异代谢物，在黄皮层、白皮层、果肉和中心柱及囊衣中分别筛选出4种、3种、2种和2种差异代谢物。两产区以VIP≥2筛选出巍山干热区4个组织的特征差异物质是圣草次甙和芹菜素-C-五碳糖苷-C-阿拉伯糖苷异构体，这2个物质分别在中心柱及囊衣和黄皮层中积累；瑞丽湿热区4个组织特征差异代谢物为圣草次甙。【结论】巍山干热区因独特的干热河谷气候条件，果实中生物活性成分总含量显著高于瑞丽湿热区，香草酸仅存在于巍山干热区果实中。果实不同组织中活性成分分布具有特异性，黄皮层是酚酸和类黄酮的主要富集部位，中心柱及囊衣是柠檬苦素的主要富集部位。

128份茶树种质农艺性状和生化成分多样性分析及综合评价

杨春, 梁思慧, 汪安然, 郭燕, 乔大河, 陈娟, 密孝增, 李燕, 林开勤, 陈正武

中国农业科学. 2026, 59(21): 4937-4956. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2026.21.016

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【目的】挖掘保存茶树种质利用潜力，选育优良茶树新品种，为贵州茶树新品种选育和茶树种质资源高效鉴定利用提供参考依据。【方法】以资源圃内保存的128份茶树种质为材料，系统测定其6个农艺性状（耐寒性、物候期、芽叶形态等）与14个生化成分（儿茶素类、生物碱类、茶氨酸等），结合遗传多样性分析、相关性分析、聚类分析、主成分分析和灰色关联分析开展综合评价。【结果】128份茶树种质的20个性状指标变异系数为13.33%—114.10%，遗传多样性指数为0.92—2.08，农艺性状平均变异系数（31.66%）与遗传多样性指数（1.63）均低于生化性状（49.80%、1.86）。一芽三叶长、3-没食子酰基奎宁酸、咖啡碱、表没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG）、表儿茶素没食子酸酯（ECG）和茶氨酸含量呈正态分布，而没食子儿茶素没食子酸酯（GCG）和1,2,6-三没食子酰葡萄糖（1,2,6-TGGP）分布高度集中。相关性分析显示，冻害指数与芽叶茸毛呈显著正相关（P<0.05），与芽叶颜色、可可碱、咖啡碱和表儿茶素（EC）呈显著或极显著负相关（P<0.05；P<0.01）；一芽一叶期与一芽三叶长、芽叶茸毛、咖啡碱和EGCG呈显著或极显著正相关（P<0.05；P<0.01），与3-没食子酰基奎宁酸、没食子酸、EC、ECG、茶氨酸呈极显著负相关（P<0.01）。不同物候期种质差异较大，在芽叶茸毛、咖啡碱、EGCG等8个性状上存在显著差异（P<0.05）。聚类分析将128份种质划分为7个类群，物候期、产量指标等农艺性状和咖啡碱、EGCG、茶氨酸等主要生化成分是区分不同类群种质的关键性状。主成分分析提取7个主成分，累计贡献率为69.35%，EGCG、咖啡碱、表没食子儿茶素（EGC）、EC等生化性状是影响种质综合得分F值的核心指标。以特早生、强耐寒性和高含量茶氨酸为基准构造理想品种开展灰色关联度分析，128份种质与理想品种间的加权关联度为0.51—0.73，GT-GY-05、HJY-F1-55、GT-AS-41、GT-LP-01和JAL1的加权关联度超过0.7。【结论】128份茶树种质表现出丰富的遗传多样性，生化性状的变异水平与多样性指数整体高于农艺性状。咖啡碱、EGCG、ECG等核心组分遗传稳定性较高，甲基化儿茶素、3-没食子酰葡萄糖等稀有次生代谢成分变异丰富，具备较高的特异性选育潜力。高加权关联度种质GT-AS-41（0.71）兼具特早生、强耐寒性和较高茶氨酸含量，有望育成特早生优质茶树品种。

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