中国农业科学

2025年第58卷第21期中英文目录

中国农业科学. 2025, 58(21): 0-0.

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荞麦的起源、进化与传播

魏益民, 周美亮, 唐宇

中国农业科学. 2025, 58(21): 4305-4316. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2025.21.001

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中国是世界四大农业起源中心之一，分别形成了以长江中下游为代表的稻作农业系统和以黄河流域为代表的旱作农业系统。历史文献和考古证据均表明，早在殷商时期的甲骨文中，已出现黍、稷、麦、稻、菽等作物的名称，在先秦时期确立了“五谷”概念，而《诗经》中也出现了“百谷”这一泛指粮食作物的称谓。但令人关注的是，在上述“五谷”或主粮体系中，荞麦这一源于中国的作物却长期未被明确记载。这一缺位现象，与荞麦作为我国特有的原产作物、拥有极高遗传多样性和地方变异类型、并在冷凉山区长期栽培驯化的事实不符。本文通过对荞麦起源、进化与传播相关文献的系统梳理，结合植物考古学最新发现与遗传多样性数据分析，遵循作物起源中心判定原则，综合历史文献、生物学特征、分布规律等多元证据，系统论证了中国西南地区（尤其是云南、四川、贵州、青藏高原南缘）作为荞麦属植物的起源地、遗传多样性中心和驯化中心的科学依据。研究指出，中国境内荞麦属植物共23个种，其中包括甜荞麦、苦荞麦、金荞麦3个栽培种，及20个野生种，绝大多数集中分布于中国西南部。这一区域不仅是甜荞和苦荞2个栽培种的祖先类型（亚种）——F. esculentum ssp. ancestrale和F. tataricum ssp. potanini的自然分布地，也是荞麦属多样性最丰富的区域，体现出强烈的原产地特征。同时，分子标记和系统发育学研究也证实，中国西南部的野生荞麦与栽培种在遗传上具有密切亲缘关系，为驯化路径的建立提供了明确线索。随着现代研究的深入，荞麦不仅以其短生育期、广适性、耐瘠耐寒等生物学优势在边远冷凉山区得到广泛推广，更因其籽粒富含蛋白质、黄酮类化合物与功能性糖醇，成为极具开发潜力的功能性杂粮作物。荞麦特别适合发展中西部特色农业，兼具生态价值与营养保健潜能，未来在国家营养战略、粮食多样性保护及高附加值农业发展中具有重要作用。本研究为科学认定中国作为荞麦起源与驯化中心提供了理论支撑与实证依据，亦为后续开展荞麦种质资源保护、品种改良与产业发展奠定基础。

小豆种质资源苗期耐盐性综合评价及耐盐种质筛选

陈天晓, 曹榕, 宋倩楠, 胡亮亮, 王素华, 王丽侠, 程须珍, 陈红霖

中国农业科学. 2025, 58(21): 4317-4332. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2025.21.002

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【目的】小豆（Vigna angularis）是我国重要的食用豆类作物，但土壤盐渍化严重制约其生产。通过对大规模小豆种质资源进行系统的苗期耐盐性鉴定与评价，为小豆耐盐品种的遗传改良提供优异的种质材料和理论依据。【方法】以398份小豆种质资源为材料，采用水培法，在预先筛选的100 mmol·L^-1 NaCl胁迫浓度下进行处理。测定盐胁迫后的盐害指数和10项根系形态指标，并结合主成分分析和隶属函数法计算各种质的综合耐盐评价值（D值），据此对所有种质的苗期耐盐性进行系统评价与等级划分，比较育成品种、地方品种及野生种等不同类型种质的耐盐性差异。最后，通过逐步回归分析筛选评价小豆苗期耐盐性的核心指标，构建简化评价模型。【结果】盐胁迫显著抑制了小豆幼苗的根系生长，但不同种质间存在广泛的遗传变异。通过主成分分析将10个根系形态指标降维为3个独立的综合主成分，累计贡献率达88.76%。依据综合耐盐评价值（D值）和耐盐等级标准，筛选出B552、B533等一批苗期高耐盐种质。群体比较分析表明，野生种和地方品种较育成品种具有更强的苗期耐盐潜力，其中，野生种耐盐性尤为突出。通过逐步回归分析，明确了根体积、根鲜重、根干重、根平均直径和根交叉点这5个指标的耐盐系数是评价小豆苗期耐盐性的关键指标，并据此建立了最优回归方程。【结论】系统评价了大规模小豆种质资源的苗期耐盐性，不仅发掘了一批优异耐盐种质，还建立了一套基于5个关键根系指标的简化、高效的小豆苗期耐盐性综合评价体系。

油菜品种、越冬调控和病虫害防控对直播油菜产量的影响

杨龙, 张学昆, 陈爱武, 李莓, 程泰, 马伍慧, 许本波, 徐劲松

中国农业科学. 2025, 58(21): 4333-4345. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2025.21.003

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【目的】油菜是我国第一大油料作物，提高油菜单位面积产量是增加油菜籽有效供给和提高种植效益的关键途径。在机械化直播条件下，进一步明确品种、越冬调控、病虫害防控等主要技术因素对单产的影响，可为我国油菜单产提升提供理论依据。【方法】选用9个高产优质油菜品种，于2021—2023年开展2年共22个试验点（主产县）的机械化直播种植试验，系统研究减量追施氮肥条件下，油菜品种、种子处理、越冬调控、新型菌核病防控等因素对单产的影响。【结果】采用种子处理（迈舒平包衣防虫，D1）、越冬调控（D2）和新型菌核病防控（氟唑菌酰羟胺，D3）3种组合处理技术均能显著提高减氮追肥（尿素45 kg·hm^-2）下油菜的单产，与传统减损技术模式（种子不包衣+不越冬调控及咪鲜胺防治菌核病+追施尿素，CK）的112.5 kg·hm^-2相比，分别显著增产6.2%、6.4%和10.9%，产量分别达2 594.2、2 600.4、2 708.9 kg·hm^-2，但菌核病发病率仅D3极显著降低49.1%。不同技术组合后对单产提升具有显著的互作效应，种子处理和越冬调控分别与新型菌核病防控技术结合后，比传统技术分别显著增产15.7%和16.1%，产量达2 820.0和2 834.2 kg·hm^-2，菌核病发病率分别下降55.6%、55.3%。油菜品种基因型与技术间也存在显著的互作效应，采用新技术能超过该品种的国家区试产量，如阳光131、大地199、中油杂39 3个品种区试产量分别为2 341.2、3 085.5、2 982.0 kg·hm^-2，在优化调控技术组合下分别比该品种区试产量增产11.7%、5.0%、3.5%。将油菜品种区试产量和抗病性、不同技术组合等因素与试验产量进行多元逐步回归分析，结果显示品种的区试千粒重、区试产量、新型菌核病防控和减少冬季尿素追肥量是决定产量水平的最关键因素。典型相关分析进一步证实，品种区试产量、区试千粒重和区试角果数决定产量水平，而氟唑菌酰羟胺和迈舒平对增产率具有非常重要的作用，新型菌核病防控技术和越冬抗逆调控与降低菌核病发病率有关。【结论】在油菜机械化生产中，品种的区试产量是影响油菜产量水平的关键因素，利用氟唑菌酰羟胺防治菌核病是当前降低菌核病损失的有效因素，种子处理、越冬调控与菌核病新型防控技术相组合能进一步发挥油菜品种的产量潜力。建议生产上选择高产优质品种，配套种子处理和越冬调控、氟唑菌酰羟胺等减损技术，实现油菜单产显著提升。

基于¹³C脉冲标记揭示施氮对牧草光合碳分配的影响

徐修远, 张洪志, 徐丽君, 薛玮, 聂莹莹, 郭明英, 李金霞, 赵雅茹, 史明江

中国农业科学. 2025, 58(21): 4346-4356. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2025.21.004

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【目的】研究施氮对苜蓿和燕麦的生物量、¹³C丰度和¹³C固定量的影响，揭示植物-土壤系统碳分配规律，探究提升土壤碳固存和改善土壤质量的有效方法，为北方农牧交错带土地利用与生态环境治理提供理论依据。【方法】试验采用¹³C脉冲标记法，以苜蓿和燕麦为研究对象，设置施加氮肥（75 kg·hm^-2）和对照（不施氮）处理。通过对苜蓿和燕麦地上、地下生物量以及不同器官¹³C丰度分析，研究施氮对作物光合碳分配的影响。【结果】与不施氮相比，施氮提升燕麦土壤有机碳含量，对苜蓿土壤有机碳含量无明显影响；施氮处理显著提高苜蓿茎叶和根系生物量，分别增加117.5%和97.8%。燕麦对氮肥响应较小，地上和地下生物量分别增加19.1%和9.6%；施氮处理显著提高苜蓿植株整体¹³C丰度，提高效果优于燕麦，两者分别提高54.36‰和28.6‰；施氮处理提升了¹³C在苜蓿根系中的分配比例，从5.0%提升至11.5%，而在燕麦-土壤系统中，施氮对¹³C在茎叶、根系和根际土壤中分配比例影响不显著，根系¹³C的分配比例由46.1%增至47.1%。【结论】施氮均可提升苜蓿与燕麦土壤有机碳含量，对苜蓿生物量有促进作用，对燕麦生物量影响不显著；施氮能有效提高苜蓿植株¹³C固定量，并提升¹³C在苜蓿根系中分配比例，促进光合碳向地下部分转移，但施氮对燕麦¹³C固定量及¹³C 在燕麦各组分中分配比例影响不显著。

豇豆“两虫一病”绿色防控研究与实践创新

吴圣勇, 谢文, 史彩华, 潘慧鹏, 陈俊谕, 孔祥义

中国农业科学. 2025, 58(21): 4357-4360. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2025.21.005

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豆大蓟马不同地理种群线粒体CO1的遗传多样性

刘晓旭, 钟泽鑫, 邱佳仁, 杨春晓, 张永军, 谢文, 张友军, 潘慧鹏

中国农业科学. 2025, 58(21): 4361-4371. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2025.21.006

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【目的】豆大蓟马（Megalurothrips usitatus）是我国重要的蔬菜害虫，对豆类经济作物造成严重危害。本研究旨在比较不同地理种群豆大蓟马遗传多样性，明确其遗传分化现状，为豆大蓟马精准防控提供理论依据。【方法】通过采集广东省内6个地级市、省外9个地级市共18个地理种群豆大蓟马样本，基于聚合酶链式反应（PCR)获得线粒体DNA（mitochondrial DNA，mtDNA）细胞色素c氧化酶亚基1（cytochrome c oxidase subunit 1，CO1）基因序列，分析不同地理种群豆大蓟马的单倍型多样性（Hd）、核苷酸多样性（π）并进行Tajima’s D中性检验，评估种群遗传结构；计算种群间分化指数（F_ST）和基因流（Nm），分析不同地理种群间的遗传分化程度。【结果】在18个地理种群豆大蓟马样本中检测得到111条mtCO1基因序列，共检测到617个保守位点及24个变异位点，变异位点占序列总长的3.68%。检测到单倍型（haplotype，H）共20种（H1—H20），其中H4为优势单倍型，占序列总数的48.6%，分布于17个种群。豆大蓟马单倍型多样性（Hd=0.677）和核苷酸多样性（π=0.00425）较高，但不同遗传类型之间的核苷酸序列差异不明显；Tajima’s D中性检验不显著，表明群体大小保持稳定，未发生明显扩张。此外，种群间分化指数（F_ST=0.04973<0.05）和基因流（Nm=9.55>1）分析表明，不同地理种群间基因交流充分，遗传分化程度低。分子方差分析结果表明，引起种群总体变异的主要因素为种群内变异。【结论】不同地理种群豆大蓟马遗传多样性较高，地理种群之间的基因交流频繁，遗传分化较小，总群体大小保持相对稳定状态。研究结果可为不同地区的豆大蓟马田间种群综合防治提供理论依据。

声频干扰对美洲斑潜蝇求偶行为的影响

邢光涛, 吕宝乾, 吴圣勇, 吴建涛, 周瀛, 葛瑨, 张起恺

中国农业科学. 2025, 58(21): 4372-4381. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2025.21.007

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【目的】探究声频刺激对美洲斑潜蝇（Liriomyza sativae）求偶行为的干扰效应及其在害虫绿色防控中的应用潜力。【方法】通过定向扬声器发射不同频率声频信号，结合激光测振技术与行为录像手段，测定豇豆叶片振动响应及美洲斑潜蝇求偶交配行为参数（潜伏期、频次、持续期、交配成功率）；利用200 Hz声频开展室内美洲斑潜蝇幼虫种群控制试验，并通过田间设置声源距离梯度与时空动态监测，分析美洲斑潜蝇种群密度变化与对豇豆品质（可溶性糖、可溶性蛋白、维生素C含量）的影响。【结果】外界声频刺激下，叶片受到不同程度的振动响应进而干扰美洲斑潜蝇求偶行为。其中不同豇豆叶片对200—300 Hz声频响应最强，振速峰值达±4 mm·s^-1；200 Hz声频显著延长雄虫求偶潜伏期（（15.92±3.99）min，对照组（5.24±1.63）min，P<0.05）和持续期（（44.50±2.68）s，对照组（20.22±1.97）s，P<0.05），增加雄虫求偶尝试频次（（13.20±2.58）次，对照组（5.40±1.21）次，P<0.05），交配成功率降至20%（对照组60%）；马尔科夫链模型分析表明，中频段（200—300 Hz）对求偶行为的干扰最为显著，该频段显著阻断“求偶→雌虫回应”关键行为路径；室内试验中，200 Hz声频使幼虫数量减少42.14%（（57.67±3.18）头，对照组（99.67±9.61）头，P<0.05）；田间试验显示，随着声频播放时间的延长，近源区（0—25 m）潜道密度显著降低，但远源区（25—70 m）控制效果较弱；豇豆品质（可溶性糖、蛋白、维生素C含量）未受声频干扰造成显著不良影响。【结论】200 Hz声频通过引发豇豆叶片最大振动响应，干扰美洲斑潜蝇求偶信号传递，从而有效抑制其交配行为与种群增长，且对豇豆品质无明显负面影响。该技术为开发环境友好型害虫防控策略提供了新视角。

基于豆大蓟马暴发与豇豆花发育动态耦合下的物理防控新技术研发与应用

史彩华, 金杰, 华登科, 胡静荣, 张友军, 黄圣琳, 吴明月, 孔祥义, 谢文

中国农业科学. 2025, 58(21): 4382-4392. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2025.21.008

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【目的】豆大蓟马（Megalurothrips usitatus）是豆科作物的重要害虫，尤其偏好危害豇豆（Vigna unguiculata）。本研究旨在明确豆大蓟马田间种群数量与豇豆花之间的关系，并研发新型绿色防控技术。【方法】调查豆大蓟马在豇豆不同生育时期和不同器官上的种群动态，以及花朵绽放与脱落时间对其活动规律的影响；筛选最佳施药时间，并比较5种脱花方法（自然脱落、吹风机脱落、摇杆脱落、摇攀爬网脱落、吹风机与摇杆协同脱落）的脱花效率；同时测试不同吸花载体（银灰地膜、遮阳网、防草布、百结网、裸露土壤）对吸花效果的影响；在此基础上构建“三位一体、内外兼杀”新型绿色防控技术，评估其对豆大蓟马的防治效果，以及对豇豆品质和产量的影响。【结果】豆大蓟马的种群数量从豇豆苗期至末花期呈先升高后降低的趋势，其中苗期的种群数量最少，初花期明显增加，盛花期达到高峰。成虫偏好藏匿于花内；若虫则更喜欢豆荚，其次是花朵和嫩梢。随着花苞破口至绽放，花内成虫的数量不断增加；10：00后花朵闭合将虫体包裹在内。闭合的花朵通常在次日逐渐脱落，但是大量虫体仍然藏匿在脱落的花内，甚至带花托的花朵内虫体数量显著高于无花托的花朵，直到6：00后才开始出现大量虫体逃离花器官转向新的器官。防治豆大蓟马以晚间或清晨花朵开放期间施药效果最佳；吹风机与摇杆协同的脱花效率最高，而且百结网能够显著提高吸花效率。另外，应用“三位一体、内外兼杀”技术后，豇豆黑头黑尾、包尾和畸形分别减少93.71%、96.87%和91.55%，使产量提升20.40%。【结论】“三位一体、内外兼杀”技术不仅打破了依赖化学药剂的传统防控理念，而且能够高效降低豆大蓟马的种群数量，提升豇豆品质和产量，同时为其他作物害虫绿色防控技术研发提供理论支持和实践参考。

新型驱虫网对豆大蓟马的防控效果和对田间小气候的影响

赵瀚洋, 李奕宏, 许曙光, 吴跃民, 吴圣勇

中国农业科学. 2025, 58(21): 4393-4404. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2025.21.009

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【目的】评价新型驱虫网对豆大蓟马（Megalurothrips usitatus）的防控效果，并明确其对田间小气候环境的影响，为防控豇豆蓟马提供新的技术支持。【方法】在室内和田间测定新型驱虫网和普通防虫网对豆大蓟马的阻隔效果，并采用光照计、风速仪和温湿度记录仪分别测定驱虫网、普通防虫网和露地3种处理下的光照强度、通风和温湿度变化，分析驱虫网对田间小气候的影响。驱虫网田间应用2个月后，利用气相色谱-质谱（GC-MS）检测其驱虫挥发物的种类、含量及挥发量。【结果】室内结果表明，在一个月内，新型驱虫网笼对豆大蓟马成虫的阻隔率总体呈现缓慢下降的趋势，其对蓟马的阻隔率（52.81%—67.11%）显著高于普通防虫网笼的阻隔率（46.32%—51.23%）。田间结果表明，在豇豆开花结荚期调查的一个月内，驱虫网、普通防虫网（透孔率均为69.40%）和露地豇豆的豆大蓟马成虫数量分别为4.3—7.4、6.2—11.1和7.8—14.2头/花。驱虫网内豆大蓟马种群数量总体上处于较低水平，且显著低于普通防虫网和露地豇豆蓟马数量。驱虫网、普通防虫网和露地3种处理下的光照强度（分别为11 900—73 800、11 400—73 100、12 000—73 900 lx）、风速（分别为0.16—1.38、0.12—1.39和0.20—1.47 m·s^-1）、日环境温度（分别为18.73—25.75、19.50—25.62、19.51—26.00 ℃）和日平均相对湿度（分别为65.00%—72.15%、66.32%—73.78%、62.10%—69.66%）均无显著差异。在豇豆开花盛期的1 d内，驱虫网、普通防虫网和露地的温度和相对湿度变化趋势分别呈现倒“U”形和正“U”形，其中，3种处理下的温度在午后（13:00—16:00）达到最高值，相对湿度在午后（14:00—15:00）降至最低。GC-MS分析显示，驱虫网挥发物成分中含有与薄荷脑和柠檬烯高匹配度的化合物，其匹配度分别为79.50%和80.00%，应用2个月后的挥发率分别为98.47%和92.86%。【结论】新型驱虫网对豆大蓟马阻隔效果优于普通防虫网，表现出物理阻隔与生物驱避的双重效果，同时对田间小气候环境几乎无影响。新型驱虫网的开发和应用为豇豆蓟马防控提供了新的手段。

施用不同有机肥对贝莱斯芽孢杆菌SD13防控豇豆枯萎病的影响

谢海鹏, 林俊旭, 刘勇, 麦贤俊, 罗丰, 王学武, 谢文, 李少卡, 孔祥义, 吴小燕

中国农业科学. 2025, 58(21): 4405-4420. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2025.21.010

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【目的】研究不同有机肥对贝莱斯芽孢杆菌（Bacillus velezensis）SD13防控豇豆枯萎病效果的影响，为豇豆枯萎病生物防控技术应用提供理论依据。【方法】通过盆栽试验，评价添加10%羊粪肥、10%蚯蚓粪肥及羊粪肥+蚯蚓粪肥各5%混合有机肥作为肥料载体对贝莱斯芽孢杆菌SD13防控豇豆枯萎病的影响，具体包括空白对照（CK）、病原菌对照（F）、病原菌+SD13（FB）、病原菌+10%蚯蚓粪肥（FW）、病原菌+SD13+10%蚯蚓粪肥（FBW）、病原菌+10%羊粪肥（FS）、病原菌+SD13+10%羊粪肥（FBS）、病原菌+SD13+5%蚯蚓粪肥+5%羊粪肥（FBWS）共8个处理。每处理设3次重复，每重复3盆。于设施大棚中培养45 d后，测定各处理豇豆枯萎病发病率、植株生物量（地上与地下部干重）及防御酶（过氧化氢酶）活性，并采集根区土壤样品，利用16S rRNA高通量测序分析土壤细菌群落结构、多样性及关键微生物类群组成情况。【结果】羊粪肥、蚯蚓粪肥及混用有机肥联合贝莱斯芽孢杆菌菌株SD13对豇豆枯萎防治效果均达75%以上；羊粪肥联合SD13显著增加土壤全氮（30%），土壤优势菌以厚壁菌门（Firmicutes）为主，且与其他菌群呈负相关关系；蚯蚓粪肥联合SD13显著提高罹病豇豆植株地上部干重29%和地下部干重30%，提升豇豆过氧化氢酶（CAT）活性10%，并显著增加土壤细菌丰富度和多样性，使群落结构恢复至健康水平；混合有机肥联合SD13显著增加了罹病豇豆植株地下部干重155%，土壤群落结构被蚯蚓粪肥及羊粪肥微生物群落互相影响。【结论】有机肥类型影响贝莱斯芽孢杆菌SD13在土壤中对枯萎病的防控，蚯蚓粪肥较羊粪肥更适合与SD13联用，在保障较高防治效果下其进一步提高豇豆生物量、过氧化氢酶活性以及土壤细菌丰富度与多样性，增加有益菌群丰度，细菌群落结构和组成恢复到豇豆健康土壤水平，可作为生防菌SD13土壤防控豇豆枯萎病应用的配套有机肥。

四种小花蝽对豆大蓟马、二斑叶螨和豆蚜的捕食能力比较

代晓彦, 赵金凤, 王瑞娟, 苏龙, 王瑜, 成文华, 徐倩倩, 赵珊, 郑礼, 刘艳, 翟一凡

中国农业科学. 2025, 58(21): 4421-4428. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2025.21.011

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【目的】明确商品小花蝽（明小花蝽Orius nagaii、东亚小花蝽Orius sauteri、微小花蝽Orius minutus和南方小花蝽Orius strigicollis）防治豇豆主要害虫豆大蓟马（Megalurothrips usitatus）、二斑叶螨（Tetranychus urticae）和豆蚜（Aphis craccivora）的优势种，为小花蝽在田间的示范推广及商品化生产提供科学依据。【方法】在室内条件下，通过测试单头雌成虫在24 h内对不同密度害虫（豆大蓟马：10、20、30、40头/管；二斑叶螨：5、10、15、20头/皿；豆蚜低龄若虫：5、10、15、20头/皿）下的捕食量、捕食功能反应和搜寻效应，应用Holling II圆盘方程分析4种小花蝽对3种害虫的捕食能力和生物防治潜力。【结果】4种小花蝽的日捕食量均随害虫（豆大蓟马、二斑叶螨和豆蚜）密度的增加而提高，其捕食功能反应均符合Holling II模型方程，且4种小花蝽其搜寻效应均随猎物密度增加而逐渐降低；在捕食豆大蓟马时，明小花蝽表现出更强的捕食能力，其瞬时攻击率（a′）为0.861，捕食能力（a′/Th）为661.932头，日捕食量上限（1/Th）为769.231头，处理单头猎物时间（Th）为0.001 d，均高于其他3种小花蝽；在捕食二斑叶螨时，明小花蝽处理单头猎物时间是0.004 d，捕食能力为260.617头，日捕食量上限为285.714头，同样优于其他3种小花蝽；而对豆蚜的捕食能力，4种小花蝽之间差异不显著。【结论】在常温条件下，与其他3种小花蝽相比，明小花蝽对豆大蓟马和二斑叶螨具有更强的捕食能力，但4种小花蝽对豆蚜捕食功能差异较小。

不同寄主植物对豆大蓟马体内消化酶活性及营养物质含量的影响

王欢廷, 黄立飞, 曹雪梅, 龚芮, 苏国连, 郑霞林, 吴明月, 杨朗

中国农业科学. 2025, 58(21): 4429-4438. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2025.21.012

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【背景】豆大蓟马（Megalurothrips usitatus）可在豇豆（Vigna unguiculata）、四季豆（Phaseolus vulgaris）和白豆（Vigna cylindrica）等寄主植物上完成发育和繁殖，其中豇豆是最适宜的寄主；而在冬瓜（Benincasa hispida）上，豆大蓟马的发育和繁殖能力明显受限。【目的】测定豆大蓟马取食不同寄主后体内消化酶活性及营养物质含量，探讨豆大蓟马对不同寄主植物的适应机制。【方法】将豇豆饲养3 d的F₁代豆大蓟马成虫分别接入豇豆豆荚、四季豆豆荚、白豆豆荚和冬瓜果实中，每个处理4次重复，于0、3、6、12、24、48、72 h分别取样，系统测定不同取食时间段下豆大蓟马体内多种关键消化酶活性的动态变化，包括α-淀粉酶、海藻糖酶、胰蛋白酶和糜蛋白酶等；同时，分析其体内主要营养物质含量的响应规律，包括糖原、可溶性蛋白和脂肪等指标。【结果】豆大蓟马取食不同寄主植物后，其体内消化酶活性和营养物质含量均发生显著变化。豆大蓟马取食豇豆、四季豆和白豆，其各类消化酶活性普遍高于取食冬瓜的个体。具体而言，取食豇豆的蓟马α-淀粉酶活性最高（1.33 mg·min^-1·mg^-1 protein），海藻糖酶也处于较高水平（469.80 nmol·min^-1·mg^-1 protein），胰蛋白酶与糜蛋白酶活性分别为20.42和24.86 U·mg^-1 protein；取食四季豆的蓟马α-淀粉酶活性最高（1.49 mg·min^-1·mg^-1 protein），但海藻糖酶（304.81 nmol·min^-1·mg^-1 protein）及两种蛋白酶活性略低于豇豆组；白豆组海藻糖酶活性显著降低（175.61 nmol·min^-1·mg^-1 protein），而胰蛋白酶活性升高（21.15 U·mg^-1 protein）。相比之下，取食冬瓜的豆大蓟马各项酶活性均处于最低水平，如海藻糖酶活性仅为152.89 nmol·min^-1·mg^-1 protein。在营养物质方面，取食豇豆的豆大蓟马体内糖原含量（1.61 mg·mg^-1 protein）和脂肪含量（5.54 μg/头）最高，而取食冬瓜组的相应值最低（糖原含量0.79 mg·mg^-1 protein，脂肪含量3.37 μg/头）。【结论】不同寄主植物显著影响豆大蓟马的消化酶活性和营养物质含量，豆大蓟马在取食豇豆、四季豆和白豆后能较快调整消化酶活性和营养物质，取食冬瓜后调整较慢，表明豆大蓟马在豇豆、四季豆和白豆上具有更高的适应性，而在冬瓜上的适应性较差。

海南豇豆豆大蓟马周年种群动态分析

黄圣琳, 许怡博, 孔祥义, 史彩华, 焦晓国, 张友军, 吴明月, 谢文

中国农业科学. 2025, 58(21): 4439-4450. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2025.21.013

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【目的】豆大蓟马（Megalurothrips usitatus）是海南等南方豇豆主产区顽固性害虫，其持续危害导致豇豆减产与品质降低，已成为制约产业可持续发展的关键生物因子。本文通过系统监测海南三亚豇豆主产区豆大蓟马周年消长规律，旨在为我国热带亚热带豇豆蓟马灾害预警与防控决策提供理论支撑。【方法】通过色板诱捕法调查海南省三亚市崖州区2021年8月至2022年7月（第一年度）、2023年10月至2024年10月（第二年度）豆大蓟马在豆科、葫芦科及禾本科等寄主植物中的种群数量，基于调查数据绘图分析豆大蓟马的种群动态，并通过对比不同年度、季节豆大蓟马的种群动态变化以分析其在豇豆等寄主植物中的发生规律及寄主转移规律。【结果】（1）豆大蓟马在豇豆上全年全生育期可发生危害，第一年度豆大蓟马在豇豆和非豇豆寄主植物上发生高峰都在冬春季12月和次年1月（豇豆集中种植期）；第二年度豆大蓟马在豇豆上的发生高峰在夏秋季6月和9月（豇豆零星种植时期），其在非豇豆寄主植物上的发生高峰在3月上旬至4月下旬（豇豆大面积拉秧时期）。（2）豆大蓟马的寄主广泛，在豆科寄主植物上的种群数量（例如豇豆、四季豆、花生和田菁等）明显高于非豆科寄主植物。（3）蓟马转移规律研究发现，豆大蓟马在豇豆集中种植时期主要危害豇豆，待豇豆大面积拉秧后，很可能转移到周围茄子和田菁等寄主植物地块中隐藏危害。【结论】豆大蓟马在三亚地区豆科寄主植物上的种群数量明显高于非豆科寄主植物，在豇豆、茄子及杂草等田块中可以全年发生且表现出转移危害的特性，其在豇豆等不同植物上的种群动态存在年度间和季节性差异。基于豇豆田蓟马周年种群动态规律，建议在豇豆种植之前清洁田源，清除周边豆科作物和杂草。

2020—2025年海南冬春季豇豆害虫种类调查及其发生危害规律

吴明月, 甫秋梅, 黄圣琳, 罗丰, 刘勇, 史彩华, 张友军, 孔祥义, 谢文

中国农业科学. 2025, 58(21): 4451-4466. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2025.21.014

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【目的】明确海南豇豆主产区主要害虫种类及发生危害规律，揭示不同种植模式和管理措施对害虫群落结构的影响，为制定精准防控策略提供理论依据。【方法】通过植株目测法与色板诱集法，于2020—2025年对海南豇豆种植区冬春季豇豆上害虫种类及优势种进行系统调查，并对比不同管理模式（施药与未施药）及不同种植模式（露地、半围网、全围网）下害虫的种群动态。【结果】（1）共发现海南豇豆害虫16种，隶属6目9科，其中未施药豇豆田害虫种类丰富（6目9科16种），以豆大蓟马、花蓟马、三叶草斑潜蝇、甜菜夜蛾、豆蚜为主；常规施药田害虫种类减少（4目5科10种），仅蓟马和斑潜蝇为主要害虫。（2）无论施药与否，蓟马和斑潜蝇在豇豆全生育期均有发生，蓟马种群数量显著较高，在苗期少、爬蔓期持续增长、开花期伴随花期高峰呈现多个蓟马种群高峰；斑潜蝇于2021年1—3月大量发生，2024—2025年仅零星发生危害。（3）露地和半围网种植模式下，害虫种类相近，均以蓟马和斑潜蝇为主，其中蓟马以豆大蓟马为优势种，斑潜蝇以三叶草斑潜蝇为优势种，蓟马一般在次年1月左右暴发，半围网模式偶有年份叶螨暴发；相比露地和半围网种植模式，全围网种植模式下害虫种类相对较少，仅蓟马占比高达约66%，温度较高的生长后期（即次年1—3月）烟粉虱和二斑叶螨种群数量上升明显。总之，蓟马在豇豆整个生育期危害最重，影响其产量与品质，偶有年份斑潜蝇和二斑叶螨亦造成较重危害，其他害虫危害较轻。【结论】海南豇豆害虫种类较多，以蓟马类害虫危害最重，露地种植模式害虫发生较重，围网田块害虫危害相对较轻；围网可有效阻隔部分害虫，但全围网种植模式受高温高湿等微环境影响，烟粉虱、叶螨等害虫在豇豆生育后期暴发概率较大。

苜蓿耐盐碱抗旱基因挖掘与育种

李明娜, 龙瑞才, 杨青川

中国农业科学. 2025, 58(21): 4467-4470. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2025.21.015

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紫花苜蓿育种历史、现状与展望

张帆, 杨青川

中国农业科学. 2025, 58(21): 4471-4481. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2025.21.016

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紫花苜蓿（Medicago sativa subsp. sativa L.）作为全球最重要的豆科牧草，因其高产、优质及良好的适应性，在现代畜牧业和生态系统中扮演着不可替代的角色。然而，我国的紫花苜蓿产业长期面临着“种业卡脖子”的困境，其核心在于种质资源创新能力不足、优良自主品种供给率不高等问题。这一挑战的根源，不仅在于我国苜蓿育种工作起步较晚，技术体系相对薄弱，更深层次的原因在于紫花苜蓿本身复杂的遗传特性——其同源四倍体的高度杂合性与自交不亲和机制。系统梳理紫花苜蓿的育种历史，剖析当前研究现状，并展望未来生物技术育种方向，对加速我国苜蓿遗传改良具有重要的借鉴意义。紫花苜蓿的驯化与传播历史悠久，起源于外高加索地区，经“丝绸之路”引入我国，并在全球范围内扩散。其遗传多样性的极大丰富，得益于历史上不同地理来源种质的引入与种间/亚种间杂交，特别是与抗逆性优良的亚种黄花苜蓿（M. sativa subsp. falcata）的遗传渗入，为培育适应不同生态区的品种奠定了坚实的遗传基础。以美国为代表的发达国家，在苜蓿育种领域已建立起一套涵盖种质资源搜集、评价及新品种选育的完整体系，其发展历程已逾百年。然而，即便是育种强国，在1990年后其苜蓿产量提升也进入了平台期，显示出传统育种策略的潜力瓶颈。我国的苜蓿育种工作虽取得了长足进步，成功培育出如“中苜系列”“甘农系列”等一批适应性良好的品种，但整体仍面临严峻挑战。首先，品种数量相对匮乏（截至2024年登记品种128个，远少于美国的1 738个），这在很大程度上限制了针对我国多样化生态环境筛选最优品种的能力。其次，传统育种策略本身也限制了杂种优势的有效利用。以往，育种家常将不同地理来源的品种进行群体混合与轮回选择，这虽然在一定程度上聚合了优良基因，但也导致不同育种群体间的遗传背景趋于相似，从而削弱了通过杂交产生强优势后代的潜力。因此，突破传统育种方法的局限，引入高效的现代生物技术手段，已成为当前苜蓿育种的必然选择。近年来，以基因组学为核心的现代生物技术为破解紫花苜蓿育种难题带来了前所未有的机遇。我国在苜蓿基因组学基础研究领域已取得显著成就，完成了种质资源遗传分析、基因组图谱绘制、关键分子标记鉴定、优质种质资源开发等工作。这些基因组资源为从分子层面解析产量、品质、抗逆性等复杂性状的遗传调控网络提供了可能。展望未来，我国紫花苜蓿的育种工作应采取传统育种与现代生物技术相结合的策略，从源头创新走向精准设计的育种4.0阶段。整合基因组学、分子标记辅助选择、基因编辑等现代生物技术，开展精准、高效的分子设计育种，是解决我国苜蓿种业“卡脖子”问题、实现跨越式发展的核心路径。

5‑AzaC缓解紫花苜蓿盐碱胁迫的生理效应及其对DNA甲基化酶基因表达的影响

高荣, 李恒宇, 陈丽娟, 马晖玲

中国农业科学. 2025, 58(21): 4482-4496. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2025.21.017

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【背景】土壤盐碱化是全球农业生产面临的主要生态问题之一，严重限制了作物的正常生长、产量形成及品质提升。紫花苜蓿（Medicago sativa）作为重要的多年生豆科牧草，生产力受到盐碱胁迫的严重制约，其应对盐碱胁迫的表观遗传学调控机制尚不清楚。DNA甲基化作为一种关键的表观遗传修饰，在植物适应非生物胁迫中发挥重要作用。【目的】在系统鉴定紫花苜蓿中DNA甲基化相关基因家族成员，解析其在盐碱胁迫下表达特征的基础上，通过施用DNA甲基化抑制剂5-氮杂胞苷（5-AzaC），探讨DNA甲基化在苜蓿耐盐碱性形成过程中的作用机制，以期为耐盐碱苜蓿种质改良提供理论依据。【方法】基于紫花苜蓿参考基因组，对DNA甲基转移酶和去甲基酶基因进行全基因组鉴定，并结合系统发育分析与保守结构域注释推测其功能。采用RT-qPCR检测这些基因在盐碱胁迫下的表达模式。以甘农3号为材料，在水培条件下设置不同浓度的5-AzaC预处理，筛选最佳浓度后，进一步测定植株的生长、生理和光合相关指标，以评价5-AzaC对紫花苜蓿耐盐碱性的调控作用。【结果】共鉴定出紫花苜蓿中13个DNA甲基转移酶基因和4个DNA去甲基酶基因，相关蛋白均定位于细胞核，且保守结构域完整。表达分析表明，MsCMT4、MsCMT6、MsCMT8和MsDML2在盐碱胁迫下显著上调，表明DNA甲基化与去甲基化过程均参与胁迫响应。生理测定结果显示，100 μmol·L^-1 5-AzaC显著缓解了盐碱胁迫造成的植株生长抑制，株高、鲜重和干重分别较对照提高12.62%、23.50%和18.67%。在光合色素代谢方面，5-AzaC有效抑制了叶绿素降解相关基因PAO、CAO和NYC的表达，减缓了色素降解。光合参数分析表明，5-AzaC处理显著提升了净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、蒸腾速率（Tr），并增强了光系统II的量子效率（YII）和光化学猝灭系数（qP），表明其有助于维持光系统稳定性和高效性。在渗透调节方面，5-AzaC促进了可溶性糖的积累（增加37.21%），而对可溶性蛋白无显著影响。活性氧（ROS）分析显示，5-AzaC处理显著降低了H₂O₂和O₂^-·含量（分别下降22.8%和35.8%），同时超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）活性分别提高13.58%和21.82%，表明其能够通过增强抗氧化系统缓解氧化损伤。【结论】本研究系统解析了紫花苜蓿中DNA甲基化相关基因的家族组成及其在盐碱胁迫下的响应特征，揭示了DNA甲基化在紫花苜蓿耐盐碱性形成中的关键作用。外源施用5-AzaC可通过维持光合系统稳定、提升光合效率、促进渗透调节物质积累并增强ROS清除能力，从而有效改善紫花苜蓿的盐碱耐性。为阐释牧草应对非生物胁迫的表观遗传学机制提供了新的试验证据，并为耐盐碱苜蓿种质改良与利用提供了理论参考。

紫花苜蓿MsKTI3基因克隆及耐盐功能分析

吕缓缓, 李如月, 刘青松, 许蕾, 徐嫣然, 于浩洁, 郭长虹, 龙瑞才

中国农业科学. 2025, 58(21): 4497-4511. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2025.21.018

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【目的】盐胁迫会对植物细胞造成严重损害，抑制植物生长发育，从而导致产量大幅下降。Kunitz型胰蛋白酶抑制剂（kunitz trypsin inhibitor，KTI）是一类具有代表性的丝氨酸蛋白酶抑制剂，在植物中主要参与调控生长发育、抵抗病虫害和非生物胁迫等生理过程。挖掘并解析紫花苜蓿KTI调控盐胁迫响应的分子机制，有助于为紫花苜蓿耐盐分子育种提供新的候选基因。【方法】从紫花苜蓿‘中苜4号’中克隆一个盐诱导KTI，命名为MsKTI3；利用生物信息学方法，深入分析MsKTI3及其编码蛋白的结构特征，并与其他物种的同源基因开展序列比对与进化分析；采用实时荧光定量PCR（RT-qPCR）方法分析MsKTI3在不同组织和胁迫下的表达模式；利用烟草瞬时表达系统对MsKTI3蛋白亚细胞定位进行分析；构建MsKTI3过表达载体，利用根癌农杆菌介导方法，成功获得过表达的转基因拟南芥株系；利用发根农杆菌介导法，获得根中过表达的紫花苜蓿植株，对相关株系进行盐胁迫条件下的表型分析和生理指标测定。【结果】生物信息学分析发现MsKTI3编码区序列（CDS）全长为627 bp，编码208个氨基酸，相对分子量为23 220.81Da，理论等电点为8.57。系统进化树分析表明MsKTI3与蒺藜苜蓿（Medicago truncatula）MtKTI3的氨基酸序列具有较高的同源性，达到97%。表达模式进行分析结果表明MsKTI3在根中表达量最高，在NaCl（200 mmol·L^-1）和ABA（150 μmol·L^-1）胁迫初期表达量总体呈现上调趋势。亚细胞定位结果表明MsKTI3蛋白定位于质膜中。利用农杆菌介导的方法获得12个过表达拟南芥株系。盐胁迫条件下，过表达MsKTI3拟南芥株系发芽率高于野生型，幼苗损伤程度低于野生型，过表达植株相对电导率（relative electrolyte leakage，REL）和丙二醛（malondialdehyde，MDA）含量显著低于野生型（P<0.05），叶绿素（chlorophyll，Chl）含量和过氧化氢酶（catalase，CAT）活性显著高于野生型（P<0.05）。通过发根农杆菌将MsKTI3转入紫花苜蓿根中，表型分析发现根中过表达MsKTI3能增强紫花苜蓿耐盐性，根系过表达植株的CAT活性高于对照植株。【结论】MsKTI3在盐胁迫过程中发挥正向调控作用，过表达MsKTI3可提高植物耐盐性。

盐碱胁迫下的紫花苜蓿幼苗蛋白组差异分析

杨永念, 曾祥翠, 刘青松, 李如月, 龙瑞才, 陈林, 王雪, 何飞, 康俊梅, 李明娜

中国农业科学. 2025, 58(21): 4512-4527. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2025.21.019

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【目的】土壤盐碱化是紫花苜蓿（Medicago sativa L.）生长和产量的重要限制因素。为解析紫花苜蓿幼苗响应盐碱胁迫的分子机理，通过蛋白质组学分析，揭示盐碱胁迫下关键差异蛋白及其参与的代谢通路，为其耐盐碱机制研究提供理论依据。【方法】以中苜4号紫花苜蓿为材料，对其种子分别进行盐（30 mmol·L^-1NaCl和30 mmol·L^-1 Na₂SO₄）和碱（10 mmol·L^-1 Na₂CO₃和10 mmol·L^-1 NaHCO₃）处理，利用TMT标记结合液相色谱-质谱联用技术，对胁迫后的幼苗进行了蛋白组差异分析。【结果】蛋白组共鉴定到6 829个蛋白，其中碱、盐胁迫下分别有489个（274个上调，215个下调）和376个差异蛋白（218个上调，158个下调）。GO注释分析发现，差异蛋白主要注释于细胞代谢、有机物代谢、胁迫响应等生物过程，以及细胞内细胞器、细胞质和膜等细胞组分。KEGG通路富集分析发现，碱胁迫下差异蛋白显著富集于光合作用、苯丙烷生物合成和异黄酮生物合成等通路，盐胁迫下差异蛋白主要富集于光合作用、异黄酮生物合成及谷胱甘肽代谢等通路。对富集到的蛋白进一步分析发现，紫花苜蓿幼苗通过上调异黄酮生物合成途径关键酶（HI4OMT和CYP81E），增强抗氧化能力和渗透调节能力，从而抵御盐碱胁迫。HI4OMT和CYP81E等关键酶的上调显著促进了异黄酮类化合物的积累，帮助植物清除活性氧并维持细胞稳态。此外，苯丙烷生物合成途径关键酶（PAL、CAD和COMT）在碱胁迫下显著上调，促进了木质素和类黄酮的合成，增强了细胞壁强度和抗氧化能力，帮助植物适应高pH环境，以应对碱胁迫。在盐胁迫下，紫花苜蓿幼苗通过上调谷胱甘肽代谢途径关键酶（PRDX6、GPX和GST），维持氧化还原稳态并清除活性氧，增强对盐胁迫的耐受性。【结论】通过蛋白组学分析，揭示了紫花苜蓿幼苗响应盐碱胁迫的关键蛋白及代谢通路，为解析紫花苜蓿耐盐碱分子机制提供了重要的理论依据，同时也为紫花苜蓿的耐盐碱育种提供了潜在的候选蛋白和代谢通路。后续可进一步验证这些关键蛋白的功能，并通过一系列生物育种的技术手段，培育具有更高耐盐碱性的紫花苜蓿新品种，以应对土壤盐碱化对苜蓿生产带来的挑战。

基于转录组和WGCNA的直立型花苜蓿抗旱关键基因识别

穆赢通, 路景诗, 张雨桐, 石凤翎

中国农业科学. 2025, 58(21): 4528-4543. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2025.21.020

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【背景】干旱胁迫是限制全球农业生产力的主要非生物因子之一。系统解析植物在干旱及复水过程中的转录调控机制，对于提升作物抗旱性及实现分子育种具有重要理论与实践意义。花苜蓿作为多年生豆科牧草，具有优良的生态适应能力和抗旱潜力。【目的】通过基于转录组分析与共表达网络构建，识别直立型花苜蓿对干旱胁迫及复水响应的关键调控模块及核心功能基因，解析其潜在分子机制。【方法】设置4个处理阶段，包括正常水分处理（A组）、干旱胁迫中期（B组）、干旱胁迫后期（C组）和复水处理阶段（D组），以模拟花苜蓿在干旱-复水过程中的生理响应状态。利用高通量转录组测序获取基因表达数据，结合加权基因共表达网络分析（weighted gene co-expression network analysis，WGCNA）构建基因共表达模块。通过主成分分析（principal component analysis， PCA）和KEGG通路富集分析揭示基因表达的变异趋势与功能富集规律，进一步筛选与抗旱性密切相关的模块及核心基因。最终选取MEmagenta与MEdarkgreen模块中的6个核心基因进行qRT-PCR验证，以评估转录组数据的表达一致性与模块的生物学可信度。【结果】PCA分析显示，不同处理组样本在PC1与PC2维度上明显分离，表明干旱及复水处理对花苜蓿基因表达具有阶段性影响。差异表达分析结果显示，干旱中期（B组）诱导的上调与下调基因数量最多，反映出植物在早期迅速激活应答机制；干旱后期（C组）差异表达数量有所下降，但脂肪酸降解、糖代谢等代谢路径显著富集，提示植物向稳态调控方向转变；复水阶段（D组）大部分基因表达水平趋于恢复，部分信号转导和防御通路仍保持活跃状态，反映其持续的调节能力。WGCNA分析识别出4个与处理条件显著相关的模块（|r| > 0.6），其中MEdarkgreen模块（r = 0.93）在干旱后期高表达，富集于MAPK信号通路、内质网应激、脂质代谢与黄酮类合成等路径。模块核心基因BZIP17与IRE1B分别调控蛋白质折叠、转录重编程及内质网稳态，可能在长期胁迫适应中发挥重要作用。MEmagenta模块（r = 0.82）在正常水分状态下高度表达，富集于ABA与JA信号通路、黄酮代谢等路径，核心基因ABF4与MYC2分别参与气孔调控与次生代谢调节，是干旱应答启动阶段的重要调控因子。此外，NAC072、CLPD等基因亦参与叶绿体蛋白稳态与活性氧清除等过程，进一步增强植物的胁迫缓冲能力。KEGG功能富集结果与模块功能保持高度一致性，验证了模块生物学注释的可靠性。qRT-PCR验证结果表明，所选6个核心基因在干旱中后期（B、C组）显著上调，复水后（D组）表达普遍下降，整体表达趋势与转录组数据一致，进一步支持模块识别与功能预测的准确性。【结论】本研究揭示了花苜蓿在干旱胁迫及复水过程中转录水平的动态调控特征。通过共表达网络分析，识别出两个与抗旱适应性密切相关的关键模块MEmagenta与MEdarkgreen，筛选得到ABF4、MYC2、BZIP17和IRE1B等关键调控因子。这些基因在信号转导、代谢调控与胁迫适应中发挥核心作用，代表了花苜蓿在应对干旱过程中的潜在分子机制。研究为进一步解析牧草的抗旱分子基础及其分子育种提供了理论支撑与候选靶标。

磷转运蛋白MsPT5调控紫花苜蓿磷吸收利用

黄红梅, 王思琦, 杨青川, 郭长虹, 王雪

中国农业科学. 2025, 58(21): 4544-4556. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2025.21.021

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【目的】探究紫花苜蓿磷转运体MsPT5的功能，为解析苜蓿响应低磷胁迫及培育磷营养高效紫花苜蓿提供理论依据和基因资源。【方法】以紫花苜蓿为材料分别进行足磷和低磷胁迫处理,选取根系进行转录组测序，利用加权基因相关性网络分析筛选苜蓿低磷胁迫响应关键基因MsPT5；克隆获得MsPT5的CDS序列，利用DNAMAN和TMHMM在线网站对MsPT5蛋白跨膜结构域进行分析；以Super1300:GFP植物表达载体为骨架，通过同源重组法构建过表达载体Super1300:MsPT5-GFP；采用冻融法将重组载体Super1300:MsPT5-GFP转化至农杆菌GV3101，将农杆菌注射到烟草中进行亚细胞定位观察；通过农杆菌介导的花序侵染法将Super1300:MsPT5-GFP转入拟南芥，筛选纯合株系进行无机磷含量测定、生物量统计和砷酸盐表型检测；利用组织培养的方法获得MsPT5转基因紫花苜蓿，筛选阳性植株进行生物量统计、磷含量和蛋白质含量测定。【结果】MsPT5为PHT1家族成员，具有12个跨膜结构域，定位于细胞质膜；拟南芥生理指标测定显示，MsPT5过量表达株系无机磷含量分别为23.02和22.30 nmol·mg^-1，野生型对照无机磷含量为19.97 nmol·mg^-1。MsPT5过量表达株系生物量分别为0.047 和0.054 g/plant，野生型对照生物量为0.026 g/plant。MsPT5过量表达能够提高拟南芥无机磷含量和生物量；砷酸盐表型检测结果显示，MsPT5过表达材料具有明显砷毒害表型；紫花苜蓿生理指标测定显示，MsPT5转基因紫花苜蓿生物量分别为19.39 g/plant、18.62 g/plant、16.65 g/plant，野生型对照生物量为15.14 g/plant。MsPT5转基因紫花苜蓿磷含量分别为0.37%、0.39%、0.38%，野生型对照磷含量为0.30%。MsPT5转基因紫花苜蓿蛋白质含量分别为21.37%、21.54%、19.91%，野生型对照蛋白质含量为18.04%。MsPT5转基因紫花苜蓿生物量显著提高，同时磷含量和蛋白质含量显著高于对照。【结论】MsPT5是苜蓿应对低磷胁迫过程中的重要基因，过量表达MsPT5可提高植物磷吸收能力和磷含量，提高苜蓿产量和品质，MsPT5在培育高产优质苜蓿品种中具有重要应用价值。

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