中国农业科学

2026年第59卷第17期中英文目录

中国农业科学. 2026, 59(17): 0.

摘要 ( )

PDF (315KB) ( )

相关文章 | 多维度评价

水稻白化致死突变体wll2的基因克隆与功能研究

张晔, 王程程, 张龙

中国农业科学. 2026, 59(17): 3699-3711. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2026.17.001

摘要 ( )

HTML ( )

PDF (5545KB) ( )

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

【目的】探究甲基赤藓糖醇磷酸途径（methylerythritol phosphate，MEP）关键基因对叶绿体发育、叶绿素合成和幼苗生长的调控机制，阐明水稻叶色突变体白化致死的分子机理，为水稻光合机制解析与高光效种质创新提供理论依据。【方法】以野生型武运粳8号和白化致死突变体wll2（white leaf and lethal 2）为研究对象，综合运用色素测定、透射电镜技术、MutMap+、CRISPR-Cas9基因编辑技术、qRT-PCR技术、烟草瞬时表达、转录组测序分析和Western blot等分子生物学手段克隆目的基因并解析其功能。【结果】wll2从种子萌发开始即出现明显的叶片白化表型，且持续稳定，直至幼苗生长至四叶期死亡。wll2幼苗生长受到严重抑制，其苗长和根长显著低于野生型。与野生型相比，wll2的叶绿素a和叶绿素b含量显著降低，其叶肉细胞中叶绿体数量显著减少，内部类囊体片层数量减少、排列紊乱。利用MutMap+和基因编辑技术，确定导致叶片白化表型的基因为MEP萜类合成途径中的1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸合成酶基因OsDXS1。qRT-PCR分析结果表明，OsDXS1在水稻不同组织中均有表达，其中，在叶片中的表达量最高，显著高于根、茎、叶鞘和幼穗。烟草瞬时表达试验显示，OsDXS1编码蛋白的荧光信号与叶绿体自发荧光完全重叠，证实其定位于叶绿体，与其参与MEP途径的功能相符。转录组测序共鉴定出7 197个差异表达基因（DEGs），其中，上调基因4 055个、下调基因3 142个。进一步GO与KEGG富集分析表明，下调DEGs主要富集于光合作用、质体功能和相关代谢通路，而上调DEGs聚焦于细胞周期、DNA代谢、核酸复制、物质代谢重塑和损伤修复等适应性响应通路。Western blot检测显示，光合系统Ⅱ核心蛋白PsbE和PsbO、光系统Ⅰ核心蛋白PsaA，以及光捕获复合体组分LHCa1的含量均显著降低。【结论】水稻白化致死突变体wll2的突变基因为MEP途径关键基因OsDXS1，该基因功能缺失会导致叶绿素合成受阻、叶绿体发育异常并引发白化致死。

旱地小麦穗粒数全基因组关联分析与候选基因发掘

王浩栋, 王鹏, 吴宇轩, 张钦, 王巧芸, 郭利建, 杨德龙, 陈涛

中国农业科学. 2026, 59(17): 3712-3729. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2026.17.002

摘要 ( )

HTML ( )

PDF (5517KB) ( )

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

【目的】小麦是全球最重要的粮食作物之一，提高产量对保障粮食安全具有重要意义。穗粒数是影响小麦产量的核心因素之一，深入解析小麦穗粒数遗传基础并挖掘关键候选基因，为小麦穗粒数遗传改良和分子标记辅助育种提供依据。【方法】以123份小麦品种（系）为材料，在不同干旱环境条件下进行穗粒数表型鉴定，结合35K SNP芯片基因分型信息，采用混合线性模型开展全基因组关联分析。针对与穗粒数显著相关的标记-性状关联位点（MTA），进一步开展单倍型分析，开发KASP分子标记并进行多环境表型验证。利用公共RNA-seq数据筛选穗部组织特异性高表达基因，结合qRT-PCR验证其表达模式。通过同源比对和已有功能研究信息，对候选基因进行功能注释。【结果】穗粒数在不同环境条件下的变异系数为17.18%—22.48%，表明该性状受环境影响较大。GWAS共检测到47个与穗粒数显著关联的MTA，其中，5A染色体上分布最多，达9个MTA。标记AX-94445381位于5A染色体，在2个环境中被重复检测到，表现出稳定的遗传关联。单倍型分析将该标记划分为HapⅠ和HapⅡ 2种单倍型，进一步开发的KASP标记验证结果表明，在3个环境中，携带HapⅡ单倍型的小麦品种的穗粒数均显著高于携带HapⅠ单倍型的小麦品种。利用公开的重测序数据分析优异单倍型AX-94445381-HapⅡ的分布情况，发现其在育成品种中的分布频率（30.1%）低于地方品种（40.0%），表明该单倍型在小麦育种进程中尚未得到充分利用。对AX-94445381上下游1 Mb区间进行基因检索，整合RNA-seq数据筛选出穗部组织特异性高表达基因，经qRT-PCR验证并结合水稻同源基因信息，发现3个已被报道直接参与穗部发育的候选基因，分别编码UDP-糖基转移酶、MADS-box转录因子和WD重复序列蛋白。【结论】鉴定到与小麦穗粒数稳定关联的重要位点AX-94445381，明确了优异单倍型AX-94445381-HapⅡ具有显著提高穗粒数的功能，具有进一步挖掘和应用的潜力。

高粱实施登记制度以来国内及河北省种业概况及同期白酒产业分析

果永超, 石燕楠, 王金萍, 马雪, 孙安栋, 王志芳, 焦志银, 吕芃

中国农业科学. 2026, 59(17): 3730-3742. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2026.17.003

摘要 ( )

HTML ( )

PDF (501KB) ( )

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

2017年《非主要农作物品种登记办法》实施后，我国高粱进入规范化发展阶段。基于农业农村部大数据种业平台登记信息，以2017—2024年986个登记高粱品种为研究对象，提取登记省份、用途、育种主体、适宜种植地等信息，得出以下结果：（1）品种登记呈现显著区域集中性，共覆盖19省（自治区、直辖市），其中，吉林、内蒙古、黑龙江登记量占59.64%，成为核心育种区域，这与当地的土地资源、气候条件和规模化种植基础密切相关。（2）用途分布方面，酿造用品种占比74.75%，占据市场绝对主导地位，饲用、食用占比仅16.53%，凸显出高粱作为酿酒原料的核心定位。（3）按照育种主体看，高校和科研机构占比47.16%，企业占比27.89%，二者合计75.05%，表明目前培育品种主体仍是“科研机构为主，企业为辅”的格局，但个体占比的逐渐上升同样不可忽视。（4）河北省共登记33个品种（占比3.35%），其中，已转化的品种为18个，占比54.56%，品种转让率高于全国平均水平，反映河北省登记的高粱品种更贴合市场需求。（5）产业化方面，2016—2024年我国白酒产业呈现“量减效增”趋势，规模以上白酒产量下降69.49%，营业额增长30%，利润增幅达214.8%。这一趋势与河北省的表现基本一致，产量下降37.03%，营业额与利润分别提升34.24%和40.20%，表明白酒产业对优质酿造高粱的需求愈发迫切。以上结论表明，我国高粱品种登记量显著增长，品种结构与白酒产业品质升级的需求高度契合，东北地区的育种优势为产业原料保障奠定了基础，但仍存在短板，如企业育种参与度不高，品种创新与产业需求不紧密，区域登记分布不均，南方白酒主产区品种适配性待提升，用途集中、多元价值开发不足等。未来需强化政策与技术支撑，推动全产业链融合，定向培育香型专用、工艺适配的优质酿造品种，延伸加工产业链，开发多功能饲料等高附加值产品，助力高粱产业高质量发展。

黑色与透明地膜在旱地玉米生产中的效应差异：基于土壤氮循环到植株根-冠生理的视角

张世博, 李宏岩, 李秋琳, 殷文, 惠晓丽, 康建宏, 吴宏亮

中国农业科学. 2026, 59(17): 3743-3762. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2026.17.004

摘要 ( )

HTML ( )

PDF (3589KB) ( )

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

在全球气候变暖背景下，旱地农业生产面临高温与干旱的双重胁迫。透明地膜虽具增温保墒作用，但其过度增温效应易加剧旱地玉米根区热胁迫，引发根系早衰、光合功能抑制与产量波动，尤其会导致暖干型生态区的玉米减产5%—10%。黑色地膜因其独特的光学性质，能够在保持土壤水分的同时适度调节根区温度，逐渐成为替代透明地膜的关键技术路径。本文基于土壤氮循环到植株根-冠生理的视角，系统阐述了黑色与透明地膜在旱地玉米生产中的效应差异。从土壤界面来看，透明地膜导致土壤温度显著升高，加速氮素矿化与硝化，虽短期提升了速效氮供应，但长期加剧有机氮库消耗、增加氮素淋溶与气态氮损失风险；黑色地膜则通过适度调温，维持较稳定的微生物活性与氮素转化过程，协调氮素“供-需-失”关系，促进氮肥高效利用。从植株响应来看，透明地膜引发的根区高温胁迫抑制根系活力与氮素吸收，导致叶片早衰与光合碳分配失衡；黑色地膜则缓解根区热胁迫，延长叶片持绿期与籽粒灌浆时间，优化“源-库”关系。基于上述机制，黑色地膜在年均温高于9 ℃、生长季降水量达400 mm的区域增产稳产优势明显，平均可使玉米产量提升7%—17%。未来旱地玉米生产应依托积温-降水耦合模型明确2种地膜的生态适用阈值，聚焦根际微生态对增温的响应机制，集成膜下滴灌与缓释肥技术，构建水肥协同的气候智慧型覆盖模式。通过多技术融合与机理创新，黑色地膜覆盖技术有望为全球变暖背景下旱地农业的可持续发展提供系统性解决方案。

滴施生物酶对棉花生长及其产量品质的影响

赵飞飞, 谭晰文, 孟子艺, 程浩, 程楠, 张小新, 高昂, 宋兴虎, 赵强

中国农业科学. 2026, 59(17): 3763-3777. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2026.17.005

摘要 ( )

HTML ( )

PDF (2011KB) ( )

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

【目的】针对新疆棉田土壤内源酶活性不足限制棉花生长发育的问题，研究不同生育时期滴施外源生物酶对棉花生长及产量品质形成的影响，明确其调控效果与适宜施用时期。【方法】于2024和2025年在新疆沙湾市开展田间试验，以中棉7700为供试材料，设置蕾期（T1）、初花期（T2）和盛铃期（T3）3个滴施时期，随水滴施生物酶30 kg·hm^-2，以清水为对照（CK），分析不同生育时期滴施生物酶对棉花农艺性状、冠层参数、光合参数、干物质积累、产量及其构成因素和纤维品质的影响。【结果】与CK相比，T1时期生物酶处理显著提高棉花株高、茎粗和果枝数，成铃率增加20.7%—28.4%，并优化了冠层参数，具体表现为叶面积指数增大12.2%—26.4%、平均叶倾角提高14.8%—16.0%、冠层开度降低29.4%—30.5%，从而改善了群体光分布。同时，T1时期生物酶处理显著增强了叶片光合能力，净光合速率提升30.0%—39.1%，胞间二氧化碳浓度显著下降13.3%—14.9%，更有利于同化产物向生殖器官转运。产量构成上，T1时期生物酶处理同时增加单位面积铃数（11.0%—15.0%）与单铃重（1.8%—3.6%），籽棉产量两年分别达7 196.2和7 754.7 kg·hm^-2，较对照增产14.1%—16.9%；纤维上半部平均长度、断裂比强度和整齐度指数也得到改善。相关性分析进一步表明，蕾期（T1）施用生物酶，棉花株高、茎粗、成铃率、叶绿素相对含量（SPAD值）、生殖器官干物质及铃数与籽棉产量呈极显著正相关关系，冠层开度和胞间二氧化碳浓度呈极显著负相关关系；初花期（T2）调控效果较弱，盛铃期（T3）效果不显著，表明生物酶对棉花的调控效果具有明显时期依赖性。【结论】生物酶滴施时期对棉花生长及产量形成具有显著调控作用。蕾期滴施30 kg·hm^-2生物酶可通过优化冠层参数、增强光合能力、促进生殖器官干物质积累，实现单位面积铃数与单铃重协同增加，最终提高籽棉产量，是新疆棉田生物酶施用的适宜时期。

小麦茎基腐病发生对根际土壤微生物群落结构与代谢物组成的影响

郭金旺, 赵卫松, 李社增, 默韶京, 杨威, 鹿秀云, 郭庆港, 马平

中国农业科学. 2026, 59(17): 3778-3794. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2026.17.006

摘要 ( )

HTML ( )

PDF (3499KB) ( )

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

【目的】通过研究小麦健株与茎基腐病病株之间的根际土壤微生物群落结构及土壤代谢物质的差异，明确小麦根际土壤微生物群落结构、关键代谢物质与茎基腐病发生之间的关系，从微生物生态角度解释小麦茎基腐病发生的原因，并为该病害防治提供新的思路和理论依据。【方法】以小麦健株与茎基腐病病株的根际土壤作为研究对象，通过宏基因组和代谢组技术探究小麦病株与健株之间微生物群落结构的变化及差异代谢物质，结合冗余分析（RDA）明确土壤微生物群落与土壤养分的相关性，并挖掘病株与健株土壤微生物群落结构与关键差异代谢物质之间的相关关系。【结果】小麦茎基腐病发生导致植株的鲜重和株高显著降低，并且小麦根际土壤中速效磷、速效钾、硝态氮含量均有所降低，但差异不显著。高通量测序分析表明，小麦茎基腐病病株根际土壤细菌和真菌丰富度和多样性减少。属水平物种差异分析表明,在细菌方面，病株根际土壤中诺卡氏菌属（Nocardioides）、节杆菌属（Arthrobacter）、鞘氨醇微杆菌属（Sphingomicrobium）、溶杆菌属（Lysobacter）的相对丰度显著上升，分别增加73.51%、21.53%、23.48%、60.69%；而链霉菌属（Streptomyces）和慢生根瘤菌属（Bradyrhizobium）的相对丰度显著降低，分别降低23.50%和16.66%。在真菌方面，病株根际土壤中木霉菌属（Trichoderma）的相对丰度显著提高130%；而胶膜菌属（Tulasnella）和齿盾囊霉属（Dentiscutata）的相对丰度显著降低，分别降低45.79%和81.36%。微生物群落组成与土壤养分的冗余分析（RDA）表明，土壤微生物群落与土壤养分显著相关。诺卡氏菌属、节杆菌属、慢生根瘤菌属等有益菌与速效钾、有机质、硝态氮呈正相关关系；曲霉属（Aspergillus）、青霉菌属（Penicillium）等病原菌分别与有机质和铵态氮呈正相关关系。此外，健株与小麦茎基腐病病株根际土壤共检测到160种差异代谢物。土壤微生物群落与土壤代谢物联合分析表明，链霉菌属、慢生根瘤菌属与9-氧代十八碳二烯酸、月桂酸、13-羟基十八碳二烯酸3种参与植物防御免疫反应的有机酸呈显著正相关关系，而溶杆菌属、诺卡氏菌属、鞘氨醇微杆菌属、木霉属与上述物质呈显著负相关关系。【结论】病株根际土壤微生物群落多样性降低、群落结构改变可能是引起小麦茎基腐病发生的重要原因，且微生物群落结构与土壤养分存在显著相关性。此外，病株土壤代谢物变化显著，且与土壤微生物群落结构显著相关。

不同杀菌剂对玉米南方锈病的毒力测定及其田间防治效果

王思琪, 朱晓明, 马红霞, 孙华, 张硕, 郭宁, 石洁

中国农业科学. 2026, 59(17): 3795-3806. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2026.17.007

摘要 ( )

HTML ( )

PDF (495KB) ( )

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

【目的】南方锈病是由多堆柄锈菌（Puccinia polysora）引起的重要玉米病害，严重威胁产量。论文旨在筛选高效玉米南方锈病防治药剂并明确其室内毒力、苗期持效期、保护与治疗作用及田间防效与挽回产量损失率（挽产率），为科学用药提供依据。【方法】采用孢子萌发抑制法和芽管伸长抑制法，测定95%苯醚甲环唑、98%吡唑醚菌酯、95%氟吡菌酰胺、94.4%氰烯菌酯、96%噻呋酰胺和97%氟唑菌酰羟胺共6种杀菌剂对多堆柄锈菌的室内毒力，并选取毒力较强的药剂进行苗期及田间试验。苗期采用先施药后接菌和先接菌后施药的方法，以35%唑醚·氟环唑SC为常规对照药剂，清水处理为空白对照，评估药剂的持效期、保护作用和治疗作用。田间玉米大喇叭口期，设置保护、治疗和综合3种施药方式，在保定市竞秀区和定兴县2个地点开展试验；于接菌后14、21及45 d（成熟期）逐株调查发病情况，计算病情指数、防治效果，并于收获期测量果穗性状计算挽产率。【结果】室内毒力测定结果表明，98%吡唑醚菌酯、96%噻呋酰胺、95%苯醚甲环唑、97%氟唑菌酰羟胺对多堆柄锈菌夏孢子芽管伸长的抑制活性均高于对孢子萌发的抑制活性，抑制孢子萌发的EC₅₀分别为0.019、5.468、6.362、8.440 mg·L^-1；抑制芽管伸长的EC₅₀分别为0.007、0.072、3.738、4.136 mg·L^-1。苗期防效结果初步显示25%吡唑醚菌酯EC药效持效期至少10 d，且具有较好的保护和治疗作用，其防效分别为88.89%、73.97%；10%苯醚甲环唑WDG的持效期约为7—10 d，结果显示其保护作用较好，防效为80.00%。田间药效试验结果进一步表明，25%吡唑醚菌酯EC的防效最好，接菌后14和45 d，综合性施药防效分别为67.72%—70.00%和58.89%—60.80%，挽产率为37.06%—40.29%，药效较为稳定；10%苯醚甲环唑WDG作为保护性药剂较好，接菌后14和45 d防效分别为67.78%—70.43%和22.22%—58.39%，挽产率为24.75%—35.01%，药效持效期短。氟唑菌酰羟胺和噻呋酰胺的防效和挽产率均较低。【结论】建议25%吡唑醚菌酯EC作为保护性药剂和综合性药剂施用；10%苯醚甲环唑WDG与不同作用方式的杀菌剂复配使用；不建议氟唑菌酰羟胺和噻呋酰胺用于玉米南方锈病的防治。

面向大范围土壤普查的数字技术体系构建与实现

钱建平, 余强毅, 段玉林, 张建峰, 陈守伦, 刘峰, 史舟, 潘瑜春, 卢昌艾, 王迪, 徐爱国, 陆苗, 黄青, 龙怀玉, 李佳利, 吴文斌

中国农业科学. 2026, 59(17): 3807-3821. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2026.17.008

摘要 ( )

HTML ( )

PDF (6117KB) ( )

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

【目的】土壤普查是对土壤形成因素、土壤类型、土壤质量、土壤利用及其潜力的调查，其涉及范围广、内容复杂、参与部门多、工作任务重、技术要求高，如何提高工作效率、保证数据质量是面临的重要问题。本文在深入分析土壤普查业务的基础上，以信息与数字技术为支撑，结合第三次全国土壤普查（以下简称“土壤三普”），设计土壤三普数字技术体系，研发土壤三普信息化工作平台，实现土壤三普工作的信息化记录、数字化管理和可视化调度。【方法】根据土壤普查的工作流程及关键环节，设计由1个桌面端系统和4个移动端APP（调查采样、样品流转、质量控制、专家工作）组成的数字技术体系，构建由基础设施层、数据层、平台层、用户层组成的信息化工作平台。突破基于虚拟电子围栏实现采样点位置限定、基于阈值判定实现检测数据智能比对、基于Cesium实现动态样点数据可视化等技术。采用Java编程语言、前后端分离等技术实现“国家级-省级-市级-县级”既统一协作又互有分工的各项功能。【结果】平台自2022年6月运行以来，截至2025年8月底，已有注册用户8.1万、访问量560万、采集与管理各类样点数据约4亿条、累计数据量约241TB、平均响应时间2 s以内。【结论】以地理信息系统、全球定位系统、智能化工作流、微服务架构等信息与数字技术为支撑，设计与开发的土壤三普信息化工作平台，有效提高了土壤普查工作效率，降低普查成本，提高数据质量，已为全国土壤普查提供全方位、全要素的信息化支撑。

不同轮耕模式下有机肥施用对豫北潮土氮素迁移转化的影响

李硕, 刘超麟, 刘世亮, 姜桂英, 杨锦, 王贝贝, 赵颖, 朱宣霖, 刘芳, 介晓磊

中国农业科学. 2026, 59(17): 3822-3841. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2026.17.009

摘要 ( )

HTML ( )

PDF (1515KB) ( )

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

【目的】通过探究不同轮耕模式与施肥配合对潮土氮素迁移与转化及作物生长的影响，筛选出豫北小麦-玉米轮作区最优的农田管理模式。【方法】试验基于始于2016年的长期耕作定位试验平台，采用双因素裂区设计，以施肥为主因素，耕作方式为副因素。施肥设置常规施肥（NPK）和NPK配施有机肥（NPKM），耕作模式设置4个轮耕模式：（1）连续旋耕（RT-RT-RT）；（2）深耕-旋耕-旋耕（DT-RT-RT）；（3）深耕-旋耕-浅旋耕（DT-RT-SRT）；（4）深耕-浅旋耕-浅旋耕（DT-SRT-SRT）。于2023年采样测定并分析不同轮耕模式下有机肥施用对土壤不同形态氮素含量、酶活性、作物氮素利用及产量的影响特征。【结果】在NPKM模式下的DT-RT-SRT处理相对NPK模式下的RT-RT-RT处理显著提高了0—40 cm土层各形态氮素含量。其中全氮、硝态氮和铵态氮含量分别提高了25.0%—49.1%、42.8%—140.0%和4.6%—125.6%。在0—40 cm土层，NPKM模式的土壤容重较NPK模式降低了0.3%—15.7%，DT-RT-SRT较RT-RT-RT处理的土壤孔隙度提高了8.5%—18.2%。在0—20 cm土层，相较于NPK+RT-RT-RT处理，NPKM+DT-RT-SRT处理的土壤脲酶、蔗糖酶和碱性磷酸酶活性分别提高了4.0%—53.3%、22.7%—71.3%和4.2%—57.2%。增施有机肥配合轮耕模式提高了小麦和玉米产量，相对于NPK，NPKM模式提高了小麦氮素积累但却降低了其对氮素的吸收利用。相比NPK+RT-RT-RT，NPKM+DT-SRT-SRT处理小麦地上部氮素积累量、籽粒氮素积累量及收获指数分别提高了87.2%、91.4%和30.3%，但氮肥吸收效率和氮肥偏生产力分别降低了10.6%和33.1%，玉米季氮肥吸收效率则提高了22.1%。轮耕有效减少了氮素表观损失，有利于土壤氮素平衡，以DT-SRT-SRT处理效果最好。NPKM较NPK处理显著提高了作物氮素吸收量和土壤氮素残留量，但其氮素表观损失也随之升高。相关性分析显示，小麦季和玉米季0—40 cm土层的容重与作物产量和土壤全氮、铵、硝态氮等指标呈负相关，氮素含量与脲酶、蔗糖酶和碱性磷酸酶活性和收获指数呈正相关。主成分分析发现，施肥模式对土壤物理、化学和生物性质的影响大于耕作模式，且其影响效果是小麦季大于玉米季。【结论】有机肥配合轮耕改善了土壤物理结构，显著提高了土壤不同形态氮素含量、土壤主要酶活性、植株氮素积累及作物产量，显著减少土壤氮素表观损失，有利于土壤的氮素平衡。其中NPKM+DT-RT-SRT处理对土壤肥力改善及作物产量的提升效果最好，而NPKM+DT-SRT-SRT处理对氮素效率指标的提升效果最好，氮素利用效率最高，推荐为豫北平原潮土区适宜的田间管理模式。

EMS诱变大蒜突变体库构建及主要农艺性状评价

罗星媛, 朱品, 王艺, 周妍, 刘头明, 王延周, 高松

中国农业科学. 2026, 59(17): 3842-3852. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2026.17.010

摘要 ( )

HTML ( )

PDF (839KB) ( )

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

【目的】为突破大蒜无性繁殖带来的种质改良瓶颈，开展EMS化学诱变育种试验，为大蒜早薹性状的基因定位、功能解析和分子育种提供重要材料支撑，也为大蒜诱变育种的亲本选择提供直接依据。【方法】选取生产上主栽的2个早熟大蒜品种‘二水早’（ESZ）和‘正月早’（ZYZ）为诱变材料，采用EMS化学诱变技术处理材料，系统性构建早薹大蒜EMS诱变突变体库。在统一田间栽培管理条件下，连续2年对诱变群体无性系二代（M₂）、无性系三代（M₃）植株开展田间定点调查，测定假茎高、假茎粗、叶长、叶宽、叶片数、花茎长、花苞长、蒜薹粗、单薹重、鳞茎重量、鳞茎横径等11项核心农艺性状，通过统计分析各性状变异系数、群体变异特征和年度间性状差异，系统探究EMS诱变群体的性状变异规律、遗传分离特点和年度遗传稳定性，结合性状变异优劣和遗传稳定性，定向筛选具备高产、熟期改良和特殊育种价值的优异突变体材料。【结果】EMS诱变可有效诱导大蒜产生丰富性状变异，假茎高、单薹重、鳞茎重量等产量相关性状变异系数均超过25%，属于高频变异性状。叶片数、鳞茎横径等保守形态性状变异系数低于15%，性状遗传更为稳定。突变体库整体以负向变异为主，且M₃代植株、蒜薹、鳞茎相关性状的群体稳定性较M₂代显著提升。试验筛选获得早抽薹、晚抽薹等质量性状稳定突变单株，包含7株早抽薹、12株晚抽薹突变材料，同时创制出叶片缺蜡质发黄（‘J二046’）、心叶折叠（‘J正053’）等特异性突变体。年度稳定性分析表明，‘正月早’整体遗传稳定性优于‘二水早’，假茎高、单薹重、鳞茎重量为诱变不稳定性状，鳞茎横径为稳定性最优性状。诱变关键突变体多集中于产量相关性状，且劣变突变占比更高，经品种对比，发现‘正月早’EMS诱变耐受性更强，更易创制优异突变材料。【结论】证实了EMS诱变可使早熟大蒜产生显著的农艺性状变异，且不同性状对EMS诱变的响应存在明显差异。通过M₂、M₃代群体连续鉴定与筛选，获得了遗传稳定突变体。

光质与亚硒酸钠复合处理对芥菜芽苗菜生长和品质的影响

韩舒羽, 张保才, 余雪娜, 黄志, 唐懿, 李焕秀, 张芬, 黄焕焕, 孙勃

中国农业科学. 2026, 59(17): 3853-3870. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2026.17.011

摘要 ( )

HTML ( )

PDF (8267KB) ( )

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

【目的】明确光质与亚硒酸钠复合处理对芥菜芽苗菜生长和品质的影响，为芥菜芽苗菜设施栽培中的光环境优化与品质提升提供理论基础和技术支撑。【方法】以芥菜芽苗菜为研究对象，设置不同光质（白光、红光、蓝光）单独及与亚硒酸钠复合处理，探究其对芥菜芽苗菜形态建成、光合特性、抗氧化能力和次生代谢产物积累等关键品质指标的影响，并结合转录组分析揭示其调控机制。【结果】与白光相比，红光处理的芥菜芽苗菜的可食鲜重、株高和可溶性糖含量分别显著提高1.19、1.07和1.06倍。蓝光则通过上调光合色素相关基因chlE、por、crtISO、crtZ等表达，促进光合色素积累，其总叶绿素和总类胡萝卜素含量分别是白光和红光的1.09、1.08倍和1.10、1.04倍；蓝光还通过上调苯丙烷生物合成相关基因PAL、C4H、4CL、CCR、COMT、POD等表达，促进芥菜芽苗菜类黄酮和总酚积累，分别是白光和红光的1.20、1.44倍和1.05、1.10倍。此外，与白光和红光相比，蓝光处理的总芥子油苷含量显著提高1.28和1.23倍。与白光和蓝光相比，白光、蓝光与亚硒酸钠协同可进一步促进总叶绿素和总类胡萝卜素积累，其含量分别显著提高1.15、1.15倍和1.07、1.07倍。与蓝光相比，蓝光与亚硒酸钠协同可通过调控碳氮代谢过程，促进可溶性糖和可溶性蛋白的积累，分别显著提高1.07和1.08倍；蓝光与亚硒酸钠的协同互作也可强化其抗氧化能力，其抗坏血酸、类黄酮、总酚含量分别是蓝光处理的1.13、1.16和1.05倍。PCA分析显示，PC1、PC2方差贡献率依次为66.1%、14.0%，红光与亚硒酸钠复合处理与株高、鲜重、可溶性糖关联紧密，蓝光与总芥子油苷关联紧密，蓝光与亚硒酸钠复合处理与总叶绿素、总类胡萝卜素、抗坏血酸、酚类物质关联紧密。相关性分析显示，可溶性蛋白与类黄酮、总酚、总叶绿素、总类胡萝卜素呈显著正相关。【结论】光质与亚硒酸钠对芥菜芽苗菜的营养品质具有显著调控和协同互作效应，尤其是蓝光与亚硒酸钠协同可全方位促进芥菜芽苗菜的光合色素、抗氧化活性和次生代谢物质的积累。

基于香菇多酚提取物组成与功能特性差异的加工应用方向探索

鲍若彤, 马高兴, 胡秋辉, 赵歆怡, 张冉, 李曹宇, 李玟琪, 郭文洛

中国农业科学. 2026, 59(17): 3871-3889. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2026.17.012

摘要 ( )

HTML ( )

PDF (2262KB) ( )

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

【目的】为解决由于产地差异导致的香菇精深加工产品附加值低、加工适宜性差等产业问题，选取我国香菇主产区浙江庆元、湖北随州主栽香菇品种‘申香1513’为研究对象，结合香菇多酚在香菇中独特存在方式及健康效应，系统比较不同制备工艺所得不同香菇多酚提取物的组成与功能特性差异，明确不同香菇多酚提取物（Lentinula edodes Polyphenol Extracts，LEPs）的潜在加工及应用方向，为精准开发香菇高附加值产品提供理论依据。【方法】由水浴法（H）、微波辅助提取（M）、超声辅助提取（U）3种技术制备LEPs，并采用扫描电子显微镜（SEM）和液相色谱-质谱联用技术（LC-MS）对其进行微观结构观察和组成成分分析，结合LEPs的基础理化性质进行分析；最后通过自由基清除试验及还原力试验评价其体外抗氧化能力，通过测定对主要消化酶的抑制能力、酶的内源荧光淬灭及糖脂吸附能力评估其降糖降脂潜力，从而对LEPs进行多维品质评价。【结果】LEPs的总多酚含量在2.82—5.51 mg GAE·g^-1，总黄酮含量在5.69—6.81 mg RE·g^-1。通过LC-MS检测分析，浙江庆元香菇多酚提取物中的芦丁、苯甲酸、3, 4-二羟基苯甲酸和4-羟基苯甲酸的含量较高，而湖北随州香菇多酚提取物则以3, 4-二羟基苯甲酸、香草酸和苯甲酸为主。基础理化性质结果表明LEPs具备良好的溶解性和持油性；体外抗氧化的结果显示，庆元-H对ABTS⁺自由基和羟基自由基的清除能力最强，其IC₅₀值分别为0.18和3.25 mg·mL^-1。庆元-M则对DPPH自由基和还原力表现出更高的生物活性，对DPPH自由基的半抑制浓度为1.49 mg·mL^-1；当浓度为6 mg·mL^-1时，其还原力达到5.20 mg AAE·g^-1 DW。通过体外降血糖试验，证实浙江庆元香菇多酚提取物相比湖北随州香菇多酚提取物有更好的降糖效果，庆元-M对α-葡萄糖苷酶的半抑制浓度为1.63 mg·mL^-1，荧光猝灭机制为单一猝灭。对葡萄糖的吸附能力为211.64 µmol·g^-1；湖北随州香菇多酚提取物对胰脂肪酶抑制率高于浙江庆元香菇多酚提取物，随州-M对酶的抑制能力可达66.63%，对甘氨胆酸钠和牛磺胆酸钠的结合率分别为28.93%和48.74%。【结论】基于香菇功能差异可选择不同加工方向，浙江庆元产地香菇适宜靶向开发天然抗氧化产品。微波辅助提取的浙江庆元香菇多酚提取物在降糖方面表现突出，适宜作为相关功能产品的原料；而微波辅助提取的湖北随州香菇多酚则更适用于开发降脂产品。

胭脂萝卜酰化花色苷的吸附纯化行为及其体外抗脂肪酶活性

李文峰, 黄诗涵, 何立群, 张莲娜, 朱春霖, 明建

中国农业科学. 2026, 59(17): 3890-3906. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2026.17.013

摘要 ( )

HTML ( )

PDF (2638KB) ( )

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

【目的】胭脂萝卜花色苷（anthocyanins of red radish，ARR）是一种加工稳定性强且具有多种生理活性的天然红色素。本研究旨在优化ARR纯化工艺，并系统评估ARR对胰脂肪酶的抑制机制，为开发抗高脂血症的功能性食品提供理论依据。【方法】评价6种不同极性大孔树脂对ARR的吸附与解吸性能，筛选出最优树脂并揭示其吸附ARR的动力学与热力学特征及不同浓度乙醇动态解吸规律；利用超高效液相色谱串联三重四级杆质谱鉴定ARR中花色苷分子构成，评估葡聚糖凝胶柱层析进一步提升ARR纯度的效果；通过体外酶活抑制试验评估ARR对胰脂肪酶的抑制活性及抑制类型，结合傅里叶变换红外光谱及分子动力学模拟技术揭示ARR与胰脂肪酶的分子互作机制。【结果】非极性X-5型大孔树脂吸附与解吸ARR的回收率达到81.17%，显著优于其他树脂。X-5吸附ARR遵循伪一阶动力学与Temkin模型，属于自发吸热反应；35 ℃时具有10.55 mg ARR/g·resin的最大平衡吸附量。40%乙醇为解吸X-5吸附ARR的最佳解吸剂。X-5单独纯化ARR效果优于其联用葡聚糖凝胶纯化。ARR中鉴定出22种花色苷分子，包括15种多酰化花色苷、4种单酰化花色苷和3种普通花色苷，合计占比58.14%的主要成分为天竺葵素-3-(阿魏酰)二葡萄糖苷-5-(丙二酰)葡萄糖苷、天竺葵素-3-(咖啡酰)二葡萄糖苷-5-(丙二酰)葡萄糖苷、天竺葵素-3-(阿魏酰)二葡萄糖苷-5-葡萄糖苷和天竺葵素-3-(咖啡酰)二葡萄糖苷-5-葡萄糖苷。ARR属于可逆的混合型胰脂肪酶抑制剂，IC₅₀为3.01 mg·mL^-1。ARR通过疏水、氢键和静电相互作用影响胰脂肪酶活性口袋的Phe77、His263和Ser152等氨基酸残基，诱导酶二级结构改变并抑制其活性。【结论】利用X-5大孔树脂高效率制备的高纯度ARR，能通过疏水和氢键相互作用对胰脂肪酶发挥混合型可逆抑制作用。

我国畜禽种质资源国际交流安全面临的挑战和风险

贾亚雄, 杨卫芳, 刘涛, 王迪, 刘孟超, 陈天金, 侯水生

中国农业科学. 2026, 59(17): 3907-3919. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2026.17.014

摘要 ( )

HTML ( )

PDF (453KB) ( )

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

畜禽种质资源是推动现代种业创新的物质基础，是保障畜牧业生产安全、维护生物多样性的国家重大战略资源。我国是畜禽种质资源大国，截至目前保存了752个畜禽品种220万份资源，但国外畜禽种质资源占比不到7%，而美国国家动物种质资源库（national animal germplasm program, NAGP）目前保存107万份资源，国外品种占比约70%。开展畜禽种质资源国际交流合作，不仅有助于丰富我国畜禽资源多样性、拓展育种基础材料来源、提升种质资源开发利用水平，而且对加强全球生物多样性保护，提升国际影响力与话语权具有重要意义。本文针对我国畜禽种质资源国际交流的现状，系统梳理了国际与国内相关法律法规、政策要求和管理流程，并结合国外在资源引进、检疫监管、共享利用、基因库建设、信息平台构建和知识产权保护等方面的做法，对我国畜禽种质资源国际交流安全面临的挑战和风险进行了分析。研究认为，当前我国畜禽种质资源国际交流在制度体系上已具备一定基础，但在境外优异种质资源引进、国际合作渠道建设、审批与检疫流程衔接、资源共享机制、信息化管理平台建设以及专业人才和技术支撑等方面仍存在一些突出问题和卡点，主要表现为优异资源引进力度不足、国际规则应对能力有待提升、多部门协同效率不高、部分共享利用环节的生物安全与惠益分享机制仍需完善。基于我国畜禽种质资源保护、开发和利用实际，本文提出要进一步加强境外种质资源引进力度，在遵循国际规则和保障国家生物安全前提下畅通国际交流渠道，健全引进协调与风险防控机制，完善资源保存、鉴定评价、共享利用和知识产权保护体系，强化种质资源研究、基础设施建设和专业队伍培养，全面提升我国畜禽种质资源国际交流与安全管理能力，推动我国畜禽种业可持续发展，更好应对全球性挑战，为全球粮食安全和生物多样性保护做出更大贡献。

酉州乌羊背黑线性状全基因组关联分析

蒋婧, 王高富, 孙晓燕, 李杰, 陈灿灿, 刘良佳, 刘鸿宇, 黎年富, 任航行, 吕士鹏

中国农业科学. 2026, 59(17): 3920-3932. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2026.17.015

摘要 ( )

HTML ( )

PDF (3269KB) ( )

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

【目的】背黑线性状在哺乳动物中普遍存在，对品种鉴定、遗传育种和生物进化的研究具有重要的意义。通过筛选与酉州乌羊背黑线性状相关联的分子标记及候选基因，揭示该性状的遗传基础，为地方遗传资源的保护与利用提供科学依据。【方法】选取137只健康成年酉州乌羊作为研究对象，根据背黑线性状进行表型分类。静脉采血后提取基因组DNA，进行全基因组重测序（whole-genome resequencing，WGS），获得原始测序数据。数据经质量评估后与山羊参考基因组ARS1（GCF_001704415.1）比对，获取全基因组单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism，SNP）位点。利用Plink软件对SNP进行严格质控，获得高质量位点后，进行主成分分析（principal component analysis，PCA）与群体结构分析（Admixture），评估群体遗传背景；采用Pair-wise算法估算连锁不平衡（linkage disequilibrium，LD）水平。运用GEMMA软件开展全基因组关联分析（genome-wide association study，GWAS），筛选与背黑线性状显著相关的SNP，设定显著性阈值为7.57×10^-7，并通过Bedtools对显著位点进行基因注释，挖掘标记位点附近的候选基因。同时，基于VCFtools以50 kb窗口、10 kb步长进行全基因组选择信号扫描，计算群体遗传分化指数（Fst）与核苷酸多样性比值（π-ratio），取二者共同的前5%区域作为受选择区域，注释候选基因并进行KEGG通路富集分析。此外，针对18号染色体（NC_030825.1）上12403900—17000000的关键区域，提取SNP并利用ANNOVAR进行变异注释，分析该区域内基因的变异分布。【结果】表型统计显示，137只酉州乌羊中，60只为有背黑线表型，77只为无背黑线表型。WGS共产生4.04 Tb有效数据，平均有效率为99.31%，Q30为96.48%，平均测序深度为10.49×，质控后共保留13 211 396个高质量SNP用于后续分析。群体结构分析表明，有背黑线与无背黑线群体未形成明显遗传分化。GWAS研究发现，3个SNP位点与山羊背黑线性状显著相关，其中SNP1和SNP2注释到过氧化物酶体生物合成因子5样基因（peroxisomal biogenesis factor 5 like，PEX5L）内含子上，SNP3注释到遗传抑制元件1基因（genetic suppressor element 1, GSE1）内含子上。卡方检验表明，3个位点的基因型分布在有背黑线与无背黑线群体间存在极显著差异（P<0.001），其中SNP1的GG基因型和SNP2的TT基因型主要存在于有背黑线群体中，SNP3的CC基因型主要存在于无背黑线群体中。选择信号分析发现，共筛选到4 373个选择信号区域，注释到1 544个候选基因，其中包含PEX5L和GSE1；受选择基因显著富集到18条信号通路（P<0.05），包括cAMP信号通路、间隙连接、粘着连接等。针对18号染色体关键区域的深入分析表明，GSE1变异最为丰富，共检出1 277个SNP（外显子18个，内含子1 259个），其变异数量显著高于该区域内其他基因。【结论】本研究基于WGS数据，整合GWAS与选择信号分析，筛选出PEX5L和GSE1作为酉州乌羊背黑线性状的关键候选基因，为解析山羊背黑线性状的分子遗传机制提供了理论依据，亦有助于该性状在育种实践中的标记辅助选择及地方品种遗传资源的可持续利用。

短视频农业信息采纳对农业绿色生产效率的影响

迟亮, 沈辰, 金冬艳, 朱孟帅, 周向阳, 吴建寨

中国农业科学. 2026, 59(17): 3933-3948. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2026.17.016

摘要 ( )

HTML ( )

PDF (829KB) ( )

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

【背景】在数字乡村建设和平台经济快速发展的背景下，短视频平台正逐渐成为农户获取农业信息的重要渠道。与传统依赖熟人网络、线下推广和主动搜索的信息获取方式不同，短视频平台借助算法推荐机制，将农业知识以视频化、场景化和持续推送的方式嵌入农户日常信息接触过程，并可能进一步影响其生产经营决策。【目的】本文从生产性应用视角出发，考察短视频农业采纳对农业绿色生产效率的影响，并分析数字素养的调节作用及其作用机制。【方法】基于2023年在黑龙江、吉林、内蒙古和河北4省（自治区）北方春播玉米主产区开展的玉米种植农户调查数据，获得有效样本1 286份。采用包含非期望产出的SBM模型测算农户农业绿色生产效率（agricultural green production efficiency，AGPE），将农户是否把短视频平台算法推荐的农业信息实际应用于病虫害防治、施肥用药、田间管理、投入采购、品种选择和销售定价等生产经营决策界定为“短视频农业采纳”，构建回归模型检验其对AGPE的影响，并通过调节效应模型和中介效应模型考察数字素养的调节作用及绿色生产行为的中介作用，进一步结合异质性分析、倾向得分匹配模型和工具变量法进行稳健性检验。【结果】（1）短视频农业采纳能够显著提升农户AGPE，在控制户主特征、家庭禀赋、生产经营条件、外部环境变量及省份固定效应后，该结论仍然稳健；（2）数字素养具有显著正向调节作用，即数字素养越高，短视频农业采纳对AGPE的促进作用越强；（3）绿色生产行为发挥部分中介作用，中介效应占总效应的比例约为13.0%，说明短视频农业采纳能够通过促进绿色技术应用扩展提升AGPE；（4）从系数大小和显著性看，短视频农业采纳对高数字素养农户和低兼业农户的促进作用相对更强，在不同经营规模农户中均表现出显著正向作用，体现出一定普惠性；（5）采用工具变量法处理潜在内生性后，核心结论依然成立。【结论】短视频平台已逐步成为农户获取农业知识和优化经营决策的重要信息渠道。真正影响AGPE的关键，并非农户是否一般性接触短视频，而在于其是否将平台推荐的农业信息转化为实际生产经营决策。短视频农业采纳能够显著提升农户AGPE，绿色生产行为是其重要实现路径，数字素养则是影响平台信息能否转化为效率收益的关键条件。

当期目录