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2025年 第58卷 第12期 刊出日期：2025-06-16

  

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作物遗传育种·种质资源·分子遗传学

耐盐南粳品种苗期盐胁迫应答的生理特性及其耐盐相关基因分析

邓立成, 李程, 赫磊, 安红强, 王才林, 张亚东, 赵长江, 路凯

中国农业科学. 2025, 58(12):  2275-2290.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2025.12.001

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【目的】盐胁迫是制约水稻生产的主要环境胁迫之一，研究耐盐水稻品种响应盐胁迫的生理特征，分析耐盐基因等位变异及表达，为耐盐水稻品种选育提供重要的基因资源和遗传材料。【方法】首先对南粳系列优质水稻品种（系）的苗期耐盐性进行鉴定，以盐处理条件下的存活率作为指标，筛选耐盐性强的品种。分析其在盐胁迫下的生理指标变化，包括叶绿素、Na⁺、K⁺、MDA、H₂O₂、可溶性糖等含量。通过基因组测序解析强耐盐性品种中耐盐基因的变异类型，以及通过检测耐盐基因的表达水平，解析强耐盐品种响应盐胁迫的分子机制。【结果】在140 mmol·L^-1 NaCl处理6 d条件下，南粳9108、南粳5718、南粳盐1号的存活率大于60%，在供试品种中的存活率最高；与对照品种日本晴相比，盐胁迫下，南粳9108、南粳5718、南粳盐1号幼苗含有较高的叶绿素含量、较低的MDA含量，表明盐胁迫对这3个品种造成的细胞损伤较低；南粳9108、南粳5718和南粳盐1号的根系Na⁺/K⁺明显高于日本晴，而地上部Na⁺/K⁺明显低于日本晴，表明这3个耐盐品种根系吸收或者储存的Na⁺较多，但向上运输的Na⁺少，有利于维持细胞离子平衡，对地上部造成的离子毒害和渗透胁迫影响较小；这3个耐盐品种有23个耐盐基因存在94个SNP或InDel位点，分布于外显子、内含子、5′UTR和3′UTR，11个基因的24个变异位点发生在外显子上，其中，有7个基因发生移码突变或错义突变，分布于Os02g0813500（OsGR2）、Os05g0343400（OsWRKY53）、Os06g0685700（OsRST1）、Os07g0685700（OsEIL2）、Os10g0431000（OsPQT3）、Os11g0446000（OsRSS3）、Os12g0150200（P450）；盐胁迫显著诱导耐盐品种中耐盐基因OsSKC1、OsBAG4、OsGPX1、OsCCX2、OsGR3、OsDREB2a、OsRAB21、OsP5CS、OsbZIP23、OsAPX37、OsLEA3等的表达，可增强水稻对盐胁迫的耐受性，减少盐害对水稻生长的不利影响。【结论】南粳9108、南粳5718和南粳盐1号3个品种具有较强的苗期耐盐性，这与盐胁迫下的钠钾离子平衡、多个耐盐基因的等位变异、基因表达水平等密切相关。南粳9108、南粳5718和南粳盐1号聚合了多个耐盐优质基因，可作为耐盐品种选育的骨干亲本进行遗传改良和育种应用研究。

抗虫与耐草甘膦转基因棉花株系的抗性评价与遗传稳定分析

文晋, 宁艳芳, 秦欣, 刘圆, 张晓玲, 朱永红, 田时敏, 马燕斌

中国农业科学. 2025, 58(12):  2291-2302.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2025.12.002

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【目的】棉铃虫和田间杂草是制约大田棉花高产的重要因素，现有单一抗虫或耐除草剂品种难以满足高效生产需求，培育兼具抗虫与耐除草剂复合性状的转基因棉花品种，为棉花抗逆育种提供高效种质资源。【方法】通过农杆菌介导法将抗虫融合基因cry1Ac-vip3Da与耐草甘膦基因g10-epsps导入棉花品种R15中，利用PCR鉴定再生株系，对阳性株系持续多代自交纯合，筛选抗性优良的稳定株系；利用qRT-PCR、ELISA分析转基因株系不同组织中目标基因的表达情况；并通过生物活性测定和草甘膦耐受试验分别鉴定不同转基因株系T₄—T₆代际间抗虫与耐草甘膦抗性的遗传稳定性；同时，综合分析不同转基因株系的农艺性状。【结果】PCR鉴定获得8个抗虫耐草甘膦转基因株系，其中，3个转基因株系CA-6、CA-7、CA-17的抗性表现较优；qRT-PCR分析发现cry1Ac-vip3Da和g10-epsps在3个转基因株系各组织中均高表达，且在同株系不同组织中的表达量有所差异；经ELISA检测，在3个转基因株系各组织之间，Cry1Ac-Vip3Da和G10-EPSPS蛋白的含量差异显著，其中，叶片中的蛋白含量最高，且随生育期（四叶期至吐絮期）逐渐下降，但T₄—T₆代际间蛋白表达稳定；生物活性测定和草甘膦耐受试验表明，3个转基因棉花株系T₄—T₆代的校正死亡率为65.12%—82.75%，可耐受4倍以上推荐剂量的草甘膦，且抗性在世代间无衰减；农艺性状分析表明，与对照相比，转基因株系在株高、果枝数、单株铃数、铃重、衣分和籽棉、皮棉产量等农艺性状方面无显著差异。【结论】外源基因cry1Ac-vip3Da和g10-epsps在转基因株系CA-6、CA-7和CA-17中稳定遗传，协同赋予抗虫性与草甘膦耐受性，且农艺性状未受外源基因影响。

322份花生种质资源黄曲霉侵染抗性的评价

崔梦杰, 孙子淇, 齐飞艳, 刘华, 徐静, 杜培, 黄冰艳, 董文召, 韩锁义, 张新友

中国农业科学. 2025, 58(12):  2303-2315.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2025.12.003

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【目的】黄曲霉毒素污染是制约花生产业良性发展的重要因素之一，评价国内外育种材料抗性水平，发掘新的抗性材料，为抗性新品种培育及遗传学研究提供种质资源。【方法】2020—2021年连续2年对国内外322份花生种质进行繁殖和收获，以强侵染力、高产毒的黄曲霉As 3.4408为接种用菌株，采用室内接种法，对3个“环境”繁殖的花生籽仁进行黄曲霉侵染抗性鉴定，并对其植物学类型、株型、籽仁营养品质等进行测定与分析，综合评价和筛选性状优异的抗性材料。【结果】从供试材料中筛选出13份抗黄曲霉侵染材料，占鉴定资源总数的4.04%，且大部分属于普通型花生，其中，包含2份稳定高抗材料（C203和C206），未获得对黄曲霉侵染免疫的种质。统计分析表明，322份花生种质黄曲霉侵染指数表现为连续变异，广义遗传力大于0.80，表明花生对黄曲霉菌的抗性受基因型和“环境”的显著影响，且表型变异主要由遗传因素控制。相关性分析表明，不同“环境”繁殖种质的侵染指数之间均呈极显著正相关关系（P<0.001），同一份种质在不同“环境”收获后的侵染抗性表型较为一致。籽仁营养品质与抗性之间的相关性分析发现，供试花生种质的黄曲霉侵染指数与其营养品质性状无显著相关关系。对不同植物学类型和株型花生种质的侵染抗性分析表明，抗黄曲霉菌侵染的材料在普通型/蔓生型花生种质中占比更高。【结论】不同“环境”繁殖花生种质响应黄曲霉侵染的表型较为稳定，种质之间侵染抗性的差异主要受基因型控制，遗传较为稳定。鉴定获得的稳定高抗材料C203和C206，可作为优异抗源用于黄曲霉抗性基因挖掘和抗黄曲霉花生品种改良。

耕作栽培·生理生化·农业信息技术

氮素穗肥对南方香粳稻南粳9108产量、品质和香气的影响

王睿智, 李涛, 钱相玲, 张丫, 杨晓琢, 李光彦, 魏海燕, 张洪程, 刘国栋

中国农业科学. 2025, 58(12):  2316-2332.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2025.12.004

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【目的】氮素穗肥是影响水稻产量与品质的关键因素之一，研究氮素穗肥对南方香粳稻产量、品质与香气的影响，拟为南方香粳稻优质丰产栽培提供理论依据。【方法】试验于2022—2023年进行，以南方香粳稻代表品种南粳9108为材料，设置不施氮肥（N0）、仅施基蘖肥（N1）和常规施用穗肥（N2，施用70%基蘖肥+30%穗肥）3种施氮模式，分别在不同叶龄时期倒六叶、倒五叶、倒四叶、倒三叶、倒二叶和倒一叶期叶尖刚抽出叶鞘时一次性施用穗肥，依次记为L6、L5、L4、L3、L2和L1，研究氮素穗肥对南粳9108产量、品质和香气的协同调控机制。【结果】与不施氮肥和不施穗肥相比，施用穗肥可显著增加香粳稻单位面积穗数与每穗粒数，从而提高产量；随着穗肥施用时期的后移，产量呈先增后降趋势，在倒四叶处理达到最大值。穗肥施用及施用时期会对香粳稻加工、外观、食味与香气品质产生影响。随着穗肥施用时期的后移，南粳9108整精米率呈现上升趋势，但垩白度升高，外观品质变劣；同时直链淀粉含量降低，蛋白质含量升高，导致食味值下降，食味品质降低。稻米香气主成分2-乙酰基-1-吡咯啉（2-AP）含量也随着穗肥施用期的后移而降低。施用穗肥使籽粒脯氨酸含量与脯氨酸脱氢酶活性显著提高；穗肥施用时期的前移，对于水稻结实期脯氨酸积累具有显著的促进作用，脯氨酸脱氢酶活性也随之升高，有利于成熟期籽粒中保持较高的脯氨酸含量与脯氨酸脱氢酶活性，进而促进水稻籽粒中2-AP的合成。基于实产、整精米率、垩白度、食味值与籽粒2-AP含量等指标综合评价穗肥施用时期的影响，发现倒四叶处理综合评分最高。【结论】本试验条件下，施用穗肥有助于实现南方香粳稻产量、品质协同提升，在保证稳产的基础上，倒四叶期时施用穗肥，南方香粳稻产量、食味和香气等综合效益最佳。

复种绿肥协同不同水平氮肥对春小麦产量及品质的影响

李蓉, 李正鹏, 严清彪, 郭冉冉, 韩梅, 徐珂

中国农业科学. 2025, 58(12):  2333-2345.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2025.12.005

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【目的】探明麦后复种绿肥协同不同水平氮肥对春小麦产量和籽粒品质的影响，对构建青海省基于绿肥的化肥减施与优质生产模式提供理论指导。【方法】于2023—2024年在青海大学农林科学院试验地进行裂区试验，主区为麦后复种绿肥（W-G）和麦后休闲（W）2种种植模式；副区为不施氮（N0）、氮肥减施30%（N1，157.5 kg N·hm^-2）、当地习惯施氮（N2，225 kg N·hm^-2）3个施氮水平，测定小麦产量及籽粒品质（籽粒蛋白、沉降值、形成时间、稳定时间、湿面筋等）。【结果】2023和2024年,W-GN1处理籽粒产量较WN1分别增加5.5%和13.4%，较WN2处理增加了2.0%和5.3%；W-GN1处理生物产量较WN1分别增加5.1%和10.6%，较WN2处理增加1.5%和4.6%。W-G较W处理能获得较高的收获指数。复种绿肥补偿效应在不施氮水平下呈负值，在施氮水平下为2.0%—14.0%，复种绿肥结合氮肥减施30%对增加作物产量的贡献最佳。同时，W-GN1处理可通过增加籽粒蛋白含量、沉降值、形成时间和稳定时间改善籽粒品质，其籽粒蛋白含量较WN1分别增加10.62%和9.48%；籽粒沉降值分别增加25.05%和18.13%；籽粒形成时间分别增加34.70%和8.66%；籽粒稳定时间分别增加41.30%和13.68%。通过主成分分析可知，麦后复种绿肥对籽粒蛋白含量、沉降值、形成时间和稳定时间的提升更为显著。【结论】麦后复种绿肥协同氮肥减施30%（N1，157.5 kg N·hm^-2）显著提高了小麦籽粒产量，改善了籽粒品质，可作为青海省减施化肥条件下小麦提质稳产的适宜种植模式和施氮水平。

播种方式对种子萌发环境及棉花出苗、生长的影响

董明, 祁虹, 张谦, 王燕, 王树林, 冯国艺, 梁青龙, 郭宝生

中国农业科学. 2025, 58(12):  2346-2357.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2025.12.006

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【目的】黄河流域棉区现行播后覆膜技术依赖人工放苗定苗，制约全程机械化发展。探究西北内陆棉区干播湿出技术在黄河流域的适应性，通过比较不同播种方式对种子萌发环境及棉花出苗率、苗期生长的影响，揭示关键环境制约因素，为机械化种植棉花技术优化提供理论支撑。【方法】于2023—2024年以冀863为供试材料，设置露地单粒直播（T1）、单粒播后覆膜（T2）、干播湿出单粒播种（T3）、干播湿出双粒播种（T4）4个试验处理，在河北省曲周县研究不同播种方式对土壤环境、棉花出苗、棉花地上部和根系生长变化的影响。【结果】相较于露地单粒直播，单粒播后覆膜、干播湿出单粒播种的土壤5 cm处地温、土壤含水量、出苗率、株高、地上部干物质重、根系长度、表面积、体积和根系活力显著增加，土壤紧实度、出苗天数和根系直径显著降低；相较于单粒播后覆膜，2023和2024年干播湿出单粒播种的播种30 d内土壤5 cm处地温日较差分别显著降低3.67和1.58 ℃，播种10 d内土壤紧实度分别显著降低9.36%和27.06%，出苗天数在2024年显著降低0.6 d，根系长度、表面积、体积和根系活力在2023和2024年显著增加；相较于干播湿出双粒播种，2023和2024年单粒播种的出苗时间显著增加、出苗率显著降低，但地上部干物质重显著增加13.98%和55.00%。结构方程模型结果表明，不同播种方式通过改变土壤5 cm处地温、5 cm处地温日较差、土壤含水量和土壤紧实度影响棉花出苗率，而苗期干物质重则主要受到土壤含水量、株高和土壤紧实度的直接影响。【结论】在黄河流域棉区，干播湿出通过降低土壤5 cm处地温日较差和土壤紧实度来提高出苗速度和出苗率，促进苗齐、苗壮，以每穴播种1粒种子为最优。

植物保护

李细菌性穿孔病病原菌鉴定及其室内药剂毒力测定

赵雨萌, 李广旭, 戴启东, 刘家成, 赵海娟, 张玉君, 杨华, 刘硕

中国农业科学. 2025, 58(12):  2358-2370.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2025.12.007

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【目的】李种植业是辽宁地区重要产业，李细菌性穿孔病的大面积流行制约了李种植业的绿色、健康和持续发展。本论文旨在明确引起辽宁地区李细菌性穿孔病的病原菌种类，探究不同药剂对病原菌的毒力，为李细菌性穿孔病防控提供理论依据。【方法】2023—2024年，从辽宁省李产区调查10个果园李细菌性穿孔病发生的情况，采集具有典型症状的叶片、果实和枝干病样20份，共分离纯化获得细菌30株。观察并记录其菌落形态、颜色、大小及边缘形态等特征，通过透射电镜观察其形态，并进行革兰氏染色。利用细菌16S rDNA通用引物27F/1492R以及多基因位点进行扩增，登录NCBI数据库对测序结果进行BLASTn比对分析并下载对应属的参考序列，通过网站GIPRES Science Gateway利用最大似然法构建多基因联合系统发育树。通过刺伤接种菌悬液的方式对‘秋姬’李离体叶片进行病原菌接种，28 ℃高湿条件下培养，定期观察和记录叶片发病情况，针对叶片的病健交界处进行病原菌再分离，完成整个科赫氏法则验证。采用抑菌圈法测定病原菌对0.15%梧宁霉素、80%乙蒜素、3%噻霉酮、1.8%辛菌胺醋酸盐、3%中生菌素和6%春雷霉素的敏感性。【结果】经形态学观察和分子生物学鉴定，明确引起李细菌性穿孔病的病原菌种类为树生黄单胞菌李致病变种（Xanthomonas arboricola pv. pruni，Xap）（36.67%，11株）和瓦氏泛菌（Pantoea vagans）（63.33%，19株）。敏感性测定结果表明，0.15%梧宁霉素和80%乙蒜素的抑制效果最好，其中0.15%梧宁霉素对树生黄单胞菌李致病变种、瓦氏泛菌的EC₅₀分别为0.026、0.502 μg·mL^-1；80%乙蒜素对二者的EC₅₀分别为1.162、25.643 μg·mL^-1；其次为3%噻霉酮，EC₅₀分别为5.200、96.075 μg·mL^-1；1.8%辛菌胺醋酸盐、3%中生菌素对树生黄单胞菌李致病变种、瓦氏泛菌的EC₅₀分别为176.008、273.072和621.697、72.270 μg·mL^-1；6%春雷霉素对瓦氏泛菌的EC₅₀为886.467 μg·mL^-1，对树生黄单胞菌李致病变种抑制效果较差。【结论】引起辽宁地区李细菌性穿孔病的病原菌为树生黄单胞菌李致病变种和瓦氏泛菌，0.15%梧宁霉素和80%乙蒜素对这两种病原菌具有较好的抑制效果。研究结果可为李细菌性穿孔病的田间精准防控提供理论依据。

李属坏死环斑病毒RT-RAA-CRISPR/Cas12a可视化检测方法的建立与应用

张晓琪, 沈建国, 廖富荣, 李为民, 金雨洁, 沙依旦·吾甫尔, 郑璐平

中国农业科学. 2025, 58(12):  2371-2381.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2025.12.008

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【目的】利用逆转录重组酶介导的核酸等温扩增技术（reverse transcriptase recombinase-aided amplification，RT-RAA）结合CRISPR/Cas12a系统，建立李属坏死环斑病毒（prunus necrotic ringspot virus，PNRSV）的RT-RAA-CRISPR/ Cas12a可视化检测方法。【方法】依据PNRSV外壳蛋白（coat protein，CP）编码基因的保守序列，设计并筛选扩增效率高、特异性强的引物；针对引物和探针的浓度、扩增体系、反应温度和时间等条件进行优化，建立PNRSV的RT-RAA-CRISPR/Cas12a可视化检测方法。利用该方法对PNRSV、李痘病毒（plum pox virus，PPV）、苹果花叶病毒（apple mosaic virus，ApMV）、黄瓜花叶病毒（cucumber mosaic virus，CMV）、马铃薯X病毒（potato virus X，PVX）、马铃薯Y病毒（potato virus Y，PVY）等李属植物常见病毒进行检测，验证方法的特异性；将PNRSV的总RNA进行10倍梯度稀释，分别采用RT-PCR、RT-RAA以及RT-RAA-CRISPR/Cas12a方法进行检测，比较3种方法的灵敏度；对口岸收集的31份疑似感染病毒的桃果实试验样品进行RT-RAA-CRISPR/Cas12a和RT-PCR方法检测，验证该可视化检测方法的实用性。【结果】成功建立了用于检测PNRSV的RT-RAA-CRISPR/Cas12a可视化检测方法。最终体系优化结果为引物RT-RAA-PNRSV-F2/R2、荧光报告基因FQ、CRISPR-Cas12a、PNRSV-crRNA（CRISPR RNA，crRNA）的工作浓度分别为0.4 μmol·L^-1、800、200、240 nmol·L^-1，反应条件为41 ℃下反应45 min。该方法可特异性检测PNRSV，与李属植物常见病毒无交叉反应。对携带PNRSV的桃果实样品RNA的检测灵敏度，RT-RAA和RT-RAA-CRISPR/Cas12a分别可达3.06 pg·μL^-1和306 fg·μL^-1，RT-RAA-CRISPR/Cas12a灵敏度是RT-RAA和RT-PCR的10倍。口岸收集的31份桃果实试验样品中，RT-PCR检出14份阳性样品，RT-RAA-CRISPR/Cas12a检出15份阳性样品，两者检测结果一致率基本一致。【结论】建立了PNRSV的RT-RAA-CRISPR/Cas12a可视化检测方法，该方法具有简便、快速、高灵敏度、高特异性和直观的特点，适用于现场快速检测PNRSV。

土壤肥料·节水灌溉·农业生态环境

长期施肥小麦根际与非根际土壤的磷组分及其有效性

路鹏, 冯佳, 李莉, 杨莉, 杨雷, 吕德智, 薛彦飞

中国农业科学. 2025, 58(12):  2382-2396.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2025.12.009

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【目的】通过研究长期不同施肥对小麦根际、非根际土壤中各组分有机磷和无机磷的影响，揭示各组分有机磷和无机磷对土壤有效磷的贡献，为合理培肥土壤，有效利用土壤磷提供理论依据。【方法】采集不同施肥处理（对照，不施任何肥料（CK）、氮钾肥配施（NK）、氮磷钾肥配施（NPK）、有机肥配施氮磷钾（MNPK））的小麦根际、非根际土壤样品，采用蒋柏藩-顾益初改进的Chang和Jackson石灰性土壤无机磷分级方法和Bowman-Cole有机磷分级方法分别对土壤中各无机磷组分（二钙磷（Ca₂-P）、八钙磷（Ca₈-P）、铝结合态磷（Al-P）、铁结合态磷（Fe-P）、闭蓄态磷（O-P）和十钙磷（Ca₁₀-P））和有机磷组分（活性有机磷（L-OP）、中度活性有机磷（ML-OP）、中稳性有机磷（MR-OP）、高稳性有机磷（HR-OP））含量进行测定。【结果】长期平衡施肥（NPK,MNPK），尤其是有机肥的施用(MNPK)，显著提高了土壤有机磷水平，降低了土壤pH，显著提高了土壤有机磷中的L-OP、ML-OP和MR-OP和无机磷中的Ca₂-P、Ca₈-P、Al-P、Fe-P、O-P含量。有机磷主要以ML-OP存在，其次依次为MR-OP、L-OP和HR-OP，在根际土中占有机磷总量的73.4%、15.6%、5.4%和5.6%，在非根际土中占有机磷总量的72.1%、15.8%、6.0%和6.1%；无机磷平均含量为Ca₁₀-P>Ca₈-P>Al-P>O-P>Fe-P>Ca₂-P，在根际土中分别占无机磷总量的51.2%、15.7%、12.3%、11.4%、7.2%、2.2%，在非根际土中分别占无机磷总量的53.2%、15.4%、11.6%、10.9%、6.7%、2.2%。在根际土壤中，影响磷活化系数（PAC）的磷组分排序为ML-OP>Al-P>Ca₂-P>L-OP>Ca₈-P>MR-OP>Fe-P>O-P>Ca₁₀-P>HR-OP。在非根际土壤，影响PAC的磷组分排序为Ca₂-P>L-OP>Ca₈-P>Al-P>ML-OP>Fe-P>MR-OP>Ca₁₀-P>HR-OP>O-P。【结论】长期平衡施肥，尤其是施用有机肥，显著提高了根际土壤中中等活性有机磷、缓效态无机磷的有效性，非根际土壤中活性有机磷、活性无机磷的有效性也显著提高。根际土壤中有效磷主要来源于ML-OP、Al-P，非根际土壤中的有效磷则主要来源于L-OP、Ca₂-P。这表明合理培肥土壤可以有效的提高土壤磷素的有效性。

秸秆还田方式和施氮量对土壤有机碳组分及酶活性的影响

马玉洁, 李旭, 翟英芳, 李敬宇, 付鑫, 彭正萍

中国农业科学. 2025, 58(12):  2397-2410.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2025.12.010

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【目的】开展不同秸秆还田方式和施氮量对土壤有机碳组分及酶活性影响的研究，为华北地区秸秆的适宜还田方式和合理的氮肥施用量提供理论依据。【方法】开展两年田间试验，设不同的秸秆还田方式（旋耕秸秆不还田（CK）、旋耕秸秆还田（RT）、深翻秸秆还田（DT））和不同氮肥施用量（180 kg N·hm^-2（N1）、240 kg N·hm^-2（N2）、300 kg N·hm^-2（N3））双因素试验，分析不同秸秆还田方式和氮肥施用量下土壤有机碳及其活性组分含量和酶活性的变化特征。【结果】2021—2022年和2022—2023年，与CK处理相比，秸秆还田处理可显著提高0—20和20—40 cm土层土壤有机碳（SOC）含量，提高幅度分别为5.6%—20.8%和10.1%—18.8%，并提高土壤颗粒有机碳（POC）、可溶性有机碳（DOC）、易氧化有机碳（ROC）等活性有机碳组分含量。与RT处理相比，DT处理可显著提高20—40 cm土层POC含量、0—40 cm土层ROC含量。在不同秸秆还田方式下，施氮量对SOC的影响并未达到显著水平，但施氮量提高了部分活性碳组分含量，N2施氮水平更有利于提高0—20 cm土层POC含量，而N3施氮水平更有利于提高0—20 cm土层微生物量碳（MBC）和DOC含量。2022—2023年，与CK处理相比，秸秆还田处理0—20和20—40 cm土层各酶活性分别显著提高2.3%—30.3%和5.1%—50.3%。与RT处理相比，0—20 cm土层DT处理N-乙酰氨基葡萄糖苷酶（N-AG）活性显著提高，但脲酶（UG）和β-葡萄糖苷酶（β-G）活性显著降低。在RT处理下，N2处理的UG和N-AG活性显著高于其他施氮量处理；在DT处理下，N2处理可显著提高UG、β-G活性。在0—20 cm土层，SOC、DOC与过氧化氢酶（CG）活性呈正相关关系，ROC与CG、N-AG活性呈正相关。在20—40 cm土层，ROC和MBC与大多数酶活性呈正相关。【结论】秸秆还田可提升表层和亚表层土壤有机碳及其活性组分含量和酶活性，深翻秸秆还田配施240 kg N·hm^-2氮肥更有利于提高土壤颗粒有机碳和易氧化有机碳的积累及酶活性的提高，促进土壤肥力和耕地质量的提升。

园艺

桃园绿肥连续还田后中微量元素释放特征及对土壤有效养分的影响

郭磊, 张斌斌, 沈志军, 严娟, 许建兰, 蔡志翔, 俞明亮, 王发林, 宋宏峰

中国农业科学. 2025, 58(12):  2411-2426.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2025.12.011

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【目的】模拟生草桃园在实际生产中对绿肥的管理，研究绿肥还田后中微量元素释放规律及连续生草对桃园土壤有效养分的影响，为桃园合理生草和科学制定养分管理措施提供参考。【方法】生草试验在2016年开始种草的桃园内进行，设置行间种植黑麦草还田（RG）和种植毛叶苕子还田（HV），以覆盖园艺地布（BF）为对照，2021—2022年连续两年测定绿肥地表还田前和翻埋还田前共4个时期的桃园土壤有效态中微量元素含量变化；绿肥养分释放特征研究采用尼龙网袋法，头茬绿肥进行100 d地表还田和350 d翻埋还田腐解试验，二茬绿肥进行100 d地表还田腐解试验，连续两年研究绿肥残体内中微量元素释放规律和单位面积绿肥残体中相关元素的残留量变化。【结果】两种绿肥中Fe的初始含量差异不显著，毛叶苕子中Ca、Mg、Cu等元素初始含量总体显著高于黑麦草。头茬绿肥在地表还田阶段，黑麦草中Ca、Mg、Mn、Cu、Zn的累计释放率范围为2.65%—55.43%，均显著高于毛叶苕子。绿肥翻埋后，残体内Mn、Cu、Zn的累计释放率总体上升，至还田结束，毛叶苕子内Mn和Zn的累计释放率分别达82.59%和90.02%，显著高于黑麦草。两种绿肥残体内Fe元素表现为持续富集，至还田450 d，Fe累计释放率范围为-371.63%—-360.78%；二茬绿肥在还田过程中，Ca、Mg和Zn仅在毛叶苕子内出现富集，而Fe、Mn、Cu在两种绿肥中均出现富集。各元素释放程度的差异造成单位面积绿肥中Ca和Mg的残留量在二茬绿肥还田前达到最高值，而Fe、Mn、Cu的残留量在绿肥还田结束时仍有继续上升的趋势。多年生草还田后，毛叶苕子和黑麦草地块土壤交换性Ca含量增幅超13.13%和23.56%，交换性Mg含量提升13.85%和20.51%以上。相较于地布覆盖，至试验结束，毛叶苕子地块土壤有效Mn含量提升63.16%，黑麦草地块土壤有效Zn含量提升134.16%，但毛叶苕子和黑麦草地块土壤有效Fe含量分别仅为地布覆盖地块的46.87%和34.61%，有效Cu含量分别降低37.90%和36.06%。【结论】长期来看，多年生草还田可提升桃园土壤交换性Ca和Mg含量，但降低有效Fe和Cu含量。短期来看，绿肥固定的中微量元素在还田450 d后仍无法彻底释放，且Fe持续富集的时间最长。桃园在生草和建园初期，宜选择行内或树盘下覆盖地布、行间种植绿肥的混合覆盖模式，在绿肥生长期宜追施中微量元素肥料，以缓解桃树和绿肥对相关元素的竞争并促进桃园土壤肥力缓慢提升。

茶树‘英红9号’乙胺合成关键酶基因CsAlaDC转录因子的筛选

阮桥君, 毛苗苗, 张媛媛, 林晓蓉, 陈忠正

中国农业科学. 2025, 58(12):  2427-2438.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2025.12.012

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【目的】茶氨酸是由底物乙胺和谷氨酸经茶氨酸合成酶催化合成。乙胺是茶树茶氨酸生成的主要限制因子，其由丙氨酸脱羧酶（CsAlaDC）催化丙氨酸脱羧而来。通过酵母单杂交从茶叶文库中筛选获得调控CsAlaDC的转录因子，从转录因子角度探究茶树体内乙胺合成调控的分子机制，为茶氨酸合成和后续开展茶树遗传改良提供理论基础和技术参考。【方法】以‘英红9号’茶树为材料，通过PCR克隆CsAlaDC启动子，以其为诱饵，利用酵母单杂交从文库中筛选获得候选转录因子，克隆候选转录因子的CDS，并回转验证。利用生物信息学方法对候选转录因子进行蛋白结构域、蛋白大小及可溶性分析，借助双荧光素酶试验探究候选转录因子对CsAlaDC的表达调控作用，并用亚细胞定位技术测定候选转录因子在细胞内的分布情况。【结果】克隆获得‘英红9号’茶树CsAlaDC启动子，包含真核生物基本的TATA-box和CAAT-box等启动子核心元件，I-box、G-Box、TCT-motif、TCCC-motif、Box4等光响应相关元件，CAT-box分生组织表达相关顺式作用元件，以及ABRE脱落酸响应元件、TC-rich repeats防御和压力反应顺式作用元件，还有MYB、MYC和WRKY等转录因子家族识别结合位点。以CsAlaDC启动子为诱饵进行酵母单杂交，从‘英红9号’cDNA文库中筛选获得17个结合蛋白，经初筛，获得5个候选转录因子，克隆CDS，并回转验证，获得3个转录因子：CsFBX、CsBBX和CsASR。双荧光素酶试验表明，CsBBX和CsASR对CsAlaDC具有转录激活作用，CsFBX无显著调控活性。亚细胞定位表明，CsFBX和CsBBX定位于细胞核，CsASR定位于细胞核和细胞质。【结论】从‘英红9号’cDNA文库中筛选获得3个调控乙胺合成关键酶基因CsAlaDC的转录因子：CsFBX、CsBBX和CsASR，均能结合CsAlaDC启动子，且CsBBX和CsASR对CsAlaDC具有转录激活作用。

食品科学与工程

糙米淀粉消化特征及降糖活性

余静, 朱大伟, 郑欣, 徐清宇, 董会颖, 陈铭学, 邵雅芳

中国农业科学. 2025, 58(12):  2439-2452.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2025.12.013

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【目的】阐述不同颜色稻米品种的淀粉消化特征，明确其生物活性成分在蒸煮和体外模拟消化过程中α-葡萄糖苷酶和二肽基肽酶-Ⅳ抑制能力等降糖活性的差异性，为全谷物糙米饮食的膳食优化和功能性稻米产品的开发提供依据。【方法】以普通糙米、红米和黑米为研究材料，采用体外消化法测定大米和糙米的淀粉消化速率，同时系统比较不同颜色稻米品种间的糠层占比、总淀粉、表观直链淀粉、总蛋白、蛋白组分（清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白）和米粉糊化特性间的差异性，通过相关分析挖掘各指标间的相关性。采用INFOGEST法对高压饭煲蒸煮的普通糙米和有色米（红米和黑米）进行体外消化模拟，测定糙米、糙米饭及其体外消化产物中活性物质的α-葡萄糖苷酶和二肽基肽酶-Ⅳ抑制能力。【结果】糙米具有更低的淀粉消化程度，其淀粉消化特性与其化学组成有关。稻米淀粉最终消化程度和快速消化速率无相关性，但它们分别与消化系数呈负相关和正相关（P<0.05）。淀粉消化速率常数与醇溶蛋白含量呈显著正相关；快速淀粉消化速率与总淀粉含量、糙米糠层占比和清蛋白含量呈显著正相关，与球蛋白含量和表观直链淀粉含量呈显著负相关；最终淀粉消化程度与糙米糠层占比、清蛋白含量和醇溶蛋白含量等呈显著负相关（P<0.05）。淀粉的消化特性也与其糊化特性存在一定相关性。最低黏度和最终黏度较低、崩解值较高的米饭，具有更高的快速淀粉消化速率。有色米具有更高的降糖活性，红米具有更高的α-葡萄糖苷酶抑制能力，而黑米具有更高的二肽基肽酶-Ⅳ抑制能力。在蒸煮和体外消化过程中，普通糙米和红米的α-葡萄糖苷酶抑制能力表现出先下降后上升的趋势，而黑米基本保持不变。普通糙米的二肽基肽酶-Ⅳ抑制能力在蒸煮和体外消化过程中表现出逐步上升的趋势，尤其是体外消化后的上升程度尤为明显，而红米和黑米则表现出先下降后上升的趋势。【结论】糙米的淀粉消化程度比精米低。经过蒸煮和体外消化后，不同颜色糙米α-葡萄糖苷酶和二肽基肽酶-Ⅳ抑制能力等降糖活性的差异不大，但结合两种降糖活性的协同作用，黑米仍具有一定的降糖优势。

畜牧·兽医

环黄芪醇对猪供体成纤维细胞衰老、细胞骨架与核移植胚胎早期发育的影响

周旗, 张亮, 潘雨, 涂志, 王峥, 刘航航, 鲜凌瑾, 夏运红, 潘红梅, 龙熙

中国农业科学. 2025, 58(12):  2453-2474.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2025.12.014

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【背景】种质资源是种业振兴的基础，对其保护和利用至关重要。然而，非洲猪瘟的爆发以及日益激烈的市场竞争导致中国本土猪群数量大幅下降，威胁到猪种质资源的遗传多样性，许多猪种已处于濒危状态。体细胞核移植（somatic cell nuclear transfer，SCNT）是一种有前途的恢复濒危猪种的策略，但供体细胞的衰老严重降低了猪SCNT的效率。环黄芪醇（cycloastragenol，CAG）在早期研究中展现出抗衰老作用。【目的】通过评估CAG对猪耳缘成纤维细胞（pig ear marginal fibroblasts，PEMFs）衰老相关表型的影响，探索CAG调控细胞衰老的分子机制，进一步探讨PEMFs作为SCNT供体细胞预处理的潜力。【方法】通过连续传代方法获得具有衰老表型的PEMFs，通过细胞增殖试验和流式细胞术检测衰老相关β-半乳糖苷酶（senescence-associated β-galactosidase，SA-β-Gal）以分析CAG对不同衰老程度PEMFs的处理浓度和时间。通过检测衰老蛋白p53表达水平和衰老相关分泌表型（senescence-associated secretory phenotype，SASP）的表达，结合细胞骨架免疫荧光染色，进一步评估CAG的抗衰老作用。结合表型分析与转录组学数据，揭示CAG延缓PEMFs衰老的潜在机制。通过统计SCNT胚胎的卵裂率与囊胚率，对SCNT囊胚总细胞数与滋养层细胞数量染色并统计，探究CAG预处理PEMFs对SCNT胚胎发育潜能的影响。【结果】SA-β-Gal检测试验和CCK-8细胞增殖试验表明，CAG的抗衰老作用与增殖抑制作用呈浓度与时间依赖性。经剂量-效应平衡分析，推荐使用100 μmol·L^-1 CAG处理P3/P6 PEMFs 24 h及P9 PEMFs 12 h。在该培养条件下，CAG能够显著降低PEMFs中SA-β-Gal活性、p53蛋白表达与部分SASP因子的分泌。此外，CAG处理可显著减少细胞表面积、黏着斑数量、应力纤维的厚度和数量，并重塑细胞骨架。转录组学分析及验证结果表明，CAG通过调节黏着斑和细胞外基质（extracellular matrix，ECM）信号等通路，进而影响细胞骨架的稳定性。在胚胎试验中，CAG处理的PEMFs的重构胚胎显示出更高的卵裂率、囊胚形成率及更高的囊胚总细胞数和滋养层细胞数，表明其早期胚胎发育的质量和潜力得到了显著改善。【结论】CAG能够有效降低供体细胞的衰老水平，重塑细胞骨架，显著提高SCNT效率和胚胎发育潜力。研究结果为解决猪种质资源保护和猪克隆效率低下等问题提供了新思路。

低能量低蛋白饲粮中添加蛋氨酸对育肥期北京鸭生长性能、屠宰性能和血浆生化指标的影响

吴永保, 唐静, 曹俊婷, 王岐蒙, 谢明, 周正奎, 侯水生, 闻治国

中国农业科学. 2025, 58(12):  2475-2486.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2025.12.015

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【目的】基于日粮能量/蛋白质比例保持不变，通过适当降低日粮中能量和粗蛋白质水平配制低能量低蛋白饲粮，研究在该饲粮中添加蛋氨酸对育肥期北京鸭生长性能、屠宰性能和血浆生化指标的影响，并评估该饲粮中北京鸭蛋氨酸需要量。以期为肉鸭产业中饲喂低能量低蛋白日粮提供数据支撑。【方法】采用单因子完全随机试验设计，选取15日龄体重相近（560.26 ± 3.82 g）的雄性北京鸭240只，随机分成5个组，每组6个重复，每重复8只鸭。试验基础饲粮以育肥期北京鸭代谢能（ME: 12.56 MJ·kg^-1）和粗蛋白质（CP: 17.5%）比例（CP/ME: 13.9 g·MJ ^-1）为基准，配制CP/ME保持不变的低能量低蛋白的玉米-豆粕型基础饲粮（ME: 11.90 MJ·kg^-1; CP: 16.6%）作为试验基础饲粮（蛋氨酸分析值为0.287%），分别在试验基础饲粮中添加5个DL-蛋氨酸水平（0、0.075%、0.15%、0.225%、0.30%），试验周期28 d。【结果】（1）与未添加蛋氨酸组（对照组）相比，随着低能量低蛋白饲粮中蛋氨酸添加水平增加，28、35和42日龄北京鸭的平均体重以及各阶段平均日增重和蛋氨酸摄入量显著性升高（P<0.05）；随着低能量低蛋白饲粮蛋氨酸水平增加，15—28、15—35和15—42日龄北京鸭平均日采食量均呈线性增加变化（P<0.05）。（2）与对照组相比，低能量低蛋白饲粮添加蛋氨酸可提高42日龄北京鸭胸肌率（P<0.05）；趋势分析表明随着饲粮中蛋氨酸水平的增加，腹脂率呈现线性降低（P<0.05），对北京鸭各器官指数无显著性影响（P>0.05）。（3）随着低能量低蛋白饲粮中蛋氨酸水平的增加，42日龄北京鸭血浆中各生化指标均无显著性影响（P>0.05）；趋势分析表明血浆白蛋白含量呈先增加后降低的二次变化（P<0.05）。4）利用直线折线模型，以生长性能为评价指标，低能量低蛋白饲粮中育肥期北京鸭蛋氨酸需要量为0.349%—0.362%；以胸肌率为评价指标，育肥期北京鸭蛋氨酸需要量为0.375%。【结论】在低能量低蛋白饲粮中添加蛋氨酸可显著提高育肥期北京鸭的生长性能，改善其屠宰性能，以生长性能和屠宰性能为评价指标，北京鸭蛋氨酸需要量为0.35%—0.38%。