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2023年 第56卷 第10期 刊出日期：2023-05-16

  

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2023年第56卷第10期中英文目录

中国农业科学. 2023, 56(10):  0. 

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作物遗传育种·种质资源·分子遗传学

自然衰老棉花种子的生理变化及ATP合成酶亚基mRNA的完整性

宋词, 谷丰序, 邢真真, 张峻铭, 赫文学, 王天波, 王雨露, 陈军营

中国农业科学. 2023, 56(10):  1827-1837.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2023.10.001

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【目的】种子衰老是一个复杂的生物学过程，以自然衰老的棉花种子为材料，研究种子自然储藏后的生理生化变化及种胚ATP合成酶亚基mRNA的完整性，为进一步揭示种子衰老机理提供依据。【方法】以自然储存3年、5年和新收获的新陆早74号棉花种子为试验材料(以新收获的棉种为对照（CK））；分别采用纸间萌发试验、低温恒温干燥法和TTC染色法测定棉花种子的萌发率、吸水力和种子生活力；利用酸碱滴定法测定棉花种子的酸价和呼吸速率，采用植物ATP合成酶酶联免疫分析试剂盒测定种胚ATP合成酶活性，并利用反转录阻断-双引物扩增法分析棉花种胚ATP合成酶α、β、γ、ε和δ亚基mRNA的完整性。【结果】自然储藏会导致种子活力显著降低。与对照相比，自然储存3年和5年后，棉种萌发率由98.7%分别显著降低至84.0%和58.0%（P<0.05）；种子吸胀初期（4 h内）吸水力分别比对照显著降低了11.0%和26.9%（P<0.05）；TTC染色法检测结果显示种子生活力明显下降，其中，储藏5年的种子仅有胚根部位有少量着色，而子叶等器官未被染色；储藏3年和5年的种子酸价分别较对照显著升高了28.4%和40.0%，表明种子内脂肪类物质发生严重水解；吸胀期间种子呼吸速率和ATP合成酶活性表现出增加趋势（P<0.05），但增幅均显著下降；其中，吸胀24 h后呼吸速率增幅分别较对照降低了33.3%和49.2%，吸胀12 h后ATP合成酶活性增幅则分别较对照降低了17.9%和73.4%；反转录阻断-双引物扩增法分析结果显示，ATP合成酶的α亚基、β亚基、γ亚基和δ亚基mRNA的R值均显著低于对照，而ε亚基mRNA的R值则显著高于对照（P<0.05），说明这5种亚基的mRNA在自然储藏过程中出现不同程度的降解。【结论】延长贮藏时间，将导致棉花种子活力下降；种胚中ATP合成酶亚基mRNA完整性丧失，导致ATP合成酶亚基受损，ATP合成酶活性下降，进而造成ATP合成减少，影响种子萌发能力。这可能是棉花种子衰老的重要原因之一。

基于分子标记技术玉米抗粗缩病种质资源的筛选与应用

王江浩, 王立伟, 张动敏, 郭瑞, 张全国, 李兴华, 魏剑锋, 宋炜, 王宝强, 李荣改

中国农业科学. 2023, 56(10):  1838-1847.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2023.10.002

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【目的】利用与3个玉米抗粗缩病位点qMrdd2、Rmrdd6和qMrdd8紧密连锁的分子标记筛选高抗玉米粗缩病自交系，并进行杂种优势类群分类和配合力分析，为玉米抗粗缩病品种的快速高效选育提供依据和方法。【方法】将抗病自交系K36与感病自交系S221杂交，从F₂开始，采用单粒传的方法构建一个包括263个F₉家系的重组自交系（recombinant inbred lines，RILs）群体；在不同种植环境下，对RILs进行抗病性鉴定，同时，采用与3个抗病位点qMrdd2、Rmrdd6和qMrdd8紧密连锁的分子标记5FR、6W53和IDP25K进行基因型分型，筛选出抗病且农艺性状优良家系；利用Maize56K SNP芯片对包括优良家系在内的24份玉米自交系进行基因型分型，根据Roger’s算法计算优良家系与其他骨干自交系之间的遗传距离，并在构建聚类图的基础上进行杂种优势类群划分；同时利用优良家系与不同类群的自交系测交配制杂交组合，在田间进行配合力测定和抗病性鉴定，筛选出抗病且杂种优势强的组合。【结果】自交系K36在qMrdd2、Rmrdd6和qMrdd8等3个抗性位点处均为抗病性纯合基因型，自交系S221均为感病性纯合基因型。RILs群体的263个家系在粗缩病抗性遗传组成上分为21种基因型，3个位点均为抗性纯合基因型家系的病情指数（DSI）最小（0.281），均为感病性纯合基因型家系的DSI最大（0.776），这与抗、感性亲本的DSI表现一致（0.257和0.623）；2个位点为感病性纯合基因型时，1个位点为抗病性纯合基因型的DSI由小到大的位点是Rmrdd6（0.396）、qMrdd8（0.478）和qMrdd2（0.654），结果表明，Rmrdd6抗病性最强，qMrdd8次之，qMrdd2最弱。筛选出的3个抗性位点纯合基因型家系JR2136与其他23份自交系的遗传距离变化范围为0.2234—0.2895，平均值为0.2612，与之遗传距离最小的自交系是C413，最大的是Chang7-2。根据聚类分析结果，将JR2136划分在瑞德群，与属于黄改群的自交系H92和H521配制出抗病强的优势组合，分别比郑单958增产7.01%和7.80%，表明JR2136与属于黄改群的自交系之间具有良好的配合力。【结论】玉米自交系K36对粗缩病的抗性由qMrdd2、Rmrdd6和qMrdd8等3个基因控制、呈数量遗传特征且具有基因累加效应，具有3个抗性纯合基因型的玉米品种抗病性最强。开发的与3个位点紧密连锁的分子标记在抗病品种选育和抗性种质资源筛选上具有实用价值，利用分子标记进行辅助选择和基因聚合的方法选育抗病性强的优势组合应用于生产切实可行。

耕作栽培·生理生化·农业信息技术

二氢卟吩铁对小麦渍水胁迫耐性的影响

楚燕蒙, 毛颖超, 蔡剑, 周琴, 戴廷波, 王笑, 姜东

中国农业科学. 2023, 56(10):  1848-1858.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2023.10.003

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【目的】渍水胁迫是影响长江中下游麦区小麦产量提高的主要逆境因子之一。提高小麦耐渍性是实现该区域小麦稳产和增产的重要目标。本研究从植株光合色素含量、光合机构稳定、植株抗氧化能力等角度，明确二氢卟吩铁提高小麦对开花期渍水胁迫耐性的生理机制，为小麦抗渍栽培提供理论和技术支撑。【方法】以扬麦16为材料，通过设置开花期、灌浆期喷施3个浓度（0.0875、0.126、0.194 mmol·L^-1）的二氢卟吩铁，筛选能够显著提高小麦产量的二氢卟吩铁适宜使用时期和浓度，在此基础上研究二氢卟吩铁施用对开花期渍水胁迫下小麦耐性的影响。【结果】与对照相比，不同浓度二氢卟吩铁在开花期喷施对小麦的增产幅度高于灌浆期喷施处理。研究发现开花期喷施浓度为0.126 mmol·L^-1二氢卟吩铁处理（A2）可显著提高小麦花后干物质积累量，通过提高千粒重，增加籽粒产量。基于此探究二氢卟吩铁对小麦耐渍性的影响。开花期渍水胁迫显著降低了小麦叶片叶绿素含量、净光合速率和花后干物质积累量与转运率，导致籽粒产量下降。但在渍水胁迫下与未喷施处理相比，开花期喷施浓度为0.126 mmol·L^-1二氢卟吩铁（AW2）处理表现出较高的光合色素含量、光系统Ⅱ稳定性、净光合速率，并且提高了抗氧化酶活性，降低了O₂^-产生速率、H₂O₂含量，降低了丙二醛含量积累，减轻了渍水胁迫导致的细胞膜脂过氧化伤害，有效缓解了渍水胁迫导致的小麦减产。【结论】开花期喷施0.126 mmol·L^-1二氢卟吩铁可显著提高小麦产量，并通过减缓开花期渍水胁迫下植株衰老进程，减轻对光合机构损伤、增强抗氧化酶活性，减轻细胞膜脂过氧化伤害，提高小麦叶片光合能力，降低了减产幅度，增强小麦对渍水胁迫的耐性。

气候平均态和极端态变化对东北玉米气象产量的影响

张文婧, 赵锦, 崔文倩, 黎满耀, 李娥, 弓晓雅, 杨晓光

中国农业科学. 2023, 56(10):  1859-1870.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2023.10.004

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【目的】东北地区是我国主要的粮食生产基地，近年来受到气候变化的显著影响，研究气候平均态和极端态变化对东北作物产量的影响，对区域粮食稳产、高产和国家粮食安全具有重要意义。【方法】以东北玉米为研究对象，通过筛选影响玉米产量的主要气候因子，分析东北地区1980—2018年的气候平均态和极端态变化对81个县域的玉米产量产生的影响。【结果】（1）东北玉米生长期内的平均温度、生长度日（GDD）、高温度日（HDD）整体均呈上升趋势，上升速率分别为0.34 ℃·(10 a)^-1、47.07 ℃·d·(10 a)^-1、5.15 ℃·d·(10 a)^-1；降雨量呈下降趋势，下降速率是7.0 mm·(10 a)^-1；平均温度、生长度日和高温度日呈现自东北向西南递增的空间分布特征，降雨量呈现自西北向东南递增的空间分布特征。（2）东北玉米气象产量在1980—1999年间呈增长趋势，增速为80.93 kg·hm^-2·a^-1；在2000—2018年间呈减少趋势，速率为46.25 kg·hm^-2·a^-1，在空间分布上呈现由中部向四周递增趋势，其中高值区集中在黑龙江省东部，辽宁省变化最为稳定，且波动范围稳定在中间区域。（3）通过多元线性回归模型可知，在1980—2018年间，HDD对气象产量贡献最大，且作用效果为负效应，即极端态高温对东北玉米产量影响最大，并且造成玉米减产；GDD产生正效应，即温度平均态使玉米产量增加，GDD累积值越大，增产越多；降雨量产生负效应，而温度和降雨量的交互项对东北玉米产量有正效应。【结论】在1980—2018年间气候平均态和极端态变化及对东北玉米气象产量的影响表现为温度的平均态、极端态整体均呈现上升趋势，降雨量平均态呈现下降趋势，极端态高温和降雨量平均态导致东北玉米产量减少，平均态温度使东北玉米产量增加，且极端态高温对玉米产量影响程度最大。在未来东北玉米的种植管理上，要充分利用温度平均态并尽量降低极端态高温带来的危害以保障玉米高产稳产。

覆盖作物对我国粮食作物的产量效应及影响因素的Meta分析

马佳玉, 王涛, 刘小利, 王丽, 张学成, 王文涛, 孔繁盛, 黄学郡, 王子怡, 王彦东, 甄文超

中国农业科学. 2023, 56(10):  1871-1880.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2023.10.005

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【目的】明确种植覆盖作物对我国主要粮食作物产量的影响，探究覆盖作物对粮食作物产量效应的影响因素，为覆盖作物在我国的科学应用与推广提供理论依据。【方法】以常规休耕为对照，以休耕期种植覆盖作物为处理，系统收集1980—2022年公开发表的文献137篇，建立含有903组种植覆盖作物对我国主要粮食作物产量及影响因素的数据库，采用Meta分析的方法定量化种植覆盖作物对粮食作物产量的影响，并通过Meta回归研究覆盖作物对粮食产量效应的影响因素。【结果】相比于休耕，覆盖作物处理下粮食作物的产量显著提高了12.2%，其中，小麦、水稻和玉米分别增产了9.5%、11.9%和19.6%。另外，冬季和夏季种植覆盖作物的粮食产量分别增加了9.5%和12.4%，并且豆科覆盖作物的增产效果较好，为12.9%（二月兰为14.2%，紫云英为11.8%，苕子为9.5%，豌豆为7.8%，大豆为7.4%），十字花科次之，为9.3%（油菜为7.0%），禾本科最差，为8.3%（黑麦草为7.9%），值得注意的是不同覆盖作物的混播增产效果最好，为17.3%。此外，种植年限和日照时数显著增加了覆盖作物的粮食增产效应，并且在高纬度地区，高的降水和温度增加了覆盖作物的粮食增产效应，而在低纬度地区，高的降水和温度降低了覆盖作物的粮食增产效应。【结论】休耕期采用混播的方式种植覆盖作物，有助于提高粮食作物的产量，能够减少地表的裸露并充分利用光热水土等资源，尤其在北方的夏季和南方的冬季休耕期种植更为适宜。

植物保护

利用酵母双杂交系统筛选与柑橘黄化脉明病毒CP互作的寄主因子

宾羽, 张琦, 王春庆, 赵晓春, 宋震, 周常勇

中国农业科学. 2023, 56(10):  1881-1892.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2023.10.006

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【目的】柑橘黄化脉明病毒（citrus yellow vein clearing virus，CYVCV）是威胁我国柑橘产业稳定发展的主要病毒，但其在柑橘上的侵染和致病机制尚不清楚。本文以CYVCV的外壳蛋白（coat protein，CP）为诱饵筛选尤力克柠檬（Citrus limon Burm. f.）cDNA文库，利用生物信息学方法分析与其互作的寄主因子在病毒侵染和致病过程中可能发挥的作用。【方法】Trizol法提取尤力克柠檬叶片总RNA，用SMART法反转录合成First-Strand cDNA，以其为模板通过Long-Distance PCR获得ds cDNA，均一化处理后与线性化pGADT7质粒重组链接构建尤力克柠檬初级cDNA文库，重组质粒转化大肠杆菌DH10B获得尤力克柠檬大肠杆菌cDNA文库并对文库质量进行鉴定；PCR扩增CYVCV的CP序列并构建到载体pGBKT7上，鉴定诱饵质粒对酵母细胞的毒性以及CP蛋白对酵母报告基因的自激活性。将尤力克柠檬cDNA文库质粒转化含有诱饵质粒pGBKT7-CP的Y2H Gold酵母菌株，共转化子依次涂布SD/-Leu-Trp、SD/-Leu-Trp-His/X-α-Gal和SD/-Leu-Trp-His-Ade/X-α-Gal平板，最终筛选蓝色且长势较好的阳性菌落，提取酵母质粒并测序比对获得候选基因，利用Uniprot在线网站的gene ontology（GO）注释候选基因，分析候选互作蛋白的生物学功能。根据分析结果，选取可能参与寄主抗病或症状发展的候选因子，扩增其CDS全长序列并构建到靶标载体pGADT7后分别与pGBKT7-CP共转化酵母细胞进行点对点酵母双杂交互作验证。【结果】尤力克柠檬大肠杆菌cDNA文库滴度为1.02×10⁸ cfu/mL，库容符合试验标准；成功构建酵母双杂交诱饵载体pGBKT7-CP，该载体没有自激活性且对酵母菌没有毒性；在SD/-Leu-Trp-His-Ade/X-α-Gal平板上筛选得到41个酵母阳性克隆，经序列相似性比对，去除重复，共筛得32个候选寄主因子；GO通路注释结果表明这些寄主因子参与多个叶绿体相关的生物过程，包括碳水化合物代谢、光合作用、光刺激反应、代谢分解和生物合成等过程；这32个寄主因子的分子功能多样，包括催化活性、水解酶活性、转移酶活性、蛋白质结合、转录因子活性和翻译因子活性等，其细胞组分涉及叶绿体、类囊体、膜、细胞质、细胞核和高尔基体等。从候选寄主因子中选取14个重要的蛋白与CP的一对一酵母双杂交验证结果表明，CP与这14个蛋白均发生互作。【结论】成功构建了尤力克柠檬cDNA文库，筛选出32个与CYVCV CP互作的尤力克柠檬寄主因子，分析重要的寄主蛋白功能，推测CYVCV CP通过与光系统II放氧强化复合物组分蛋白（PsbP）、光系统I叶绿素结合蛋白（Lhca3）和1，5-二磷酸核酮糖羧化酶小亚基（RbcS）等多个叶绿体相关蛋白的互作，影响光系统稳定、类囊体结构和叶绿素合成，从而导致光合作用降低以及叶绿体形态和功能受损，酵母点对点验证了CP与这些叶绿体相关因子的互作，这为揭示CYVCV CP参与病毒致病的分子机制提供了理论依据。

侵染花叶青木的病毒种类鉴定及其基因序列分析

梁海文, 兰平秀, 柳勤海, 谭冠林, 陈小姣, 赵雁, 李凡

中国农业科学. 2023, 56(10):  1893-1904.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2023.10.007

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【目的】探明采自云南和海南表现为黄化、皱缩等表型的花叶青木病毒种类。【方法】首先，利用转录组测序技术对来自云南省昆明市的花叶青木样品进行检测；然后，根据转录组测序结果，采用RT-PCR对采自云南省昆明市和海南省海口市的73份花叶青木样品开展转录组测序结果中发现的病毒种类检测验证，并扩增获得相关病毒基因片段，对这些病毒的基因序列进行比对分析。【结果】转录组测序结果发现，送测的花叶青木样品中含有蚕豆萎蔫病毒2号（broad bean wilt virus 2，BBWV2）、菜豆黄花叶病毒（bean yellow mosaic virus，BYMV）、黄瓜花叶病毒（cucumber mosaic virus，CMV）、豌豆耳突花叶病毒1号（pea enation mosaic virus 1，PEMV-1）和豌豆耳突花叶病毒2号（pea enation mosaic virus 2，PEMV-2）5种病毒的侵染。但随后对来自云南和海南的73份花叶青木样品的RT-PCR验证中，只检测到BBWV2、BYMV、CMV和PEMV-2 4种病毒。其中，云南和海南的样品中均能检测到BBWV2，总检出率为11.0%；而BYMV、CMV和PEMV-2仅在云南的样品中被检测到，检出率分别为5.5%、1.4%和1.4%。从两地采集的花叶青木样品中既未发现PEMV-1的侵染，也未发现BBWV2、BYMV、CMV和PEMV-2的复合侵染。为了进一步分析BBWV2、BYMV、CMV和PEMV-2花叶青木分离物与来自其他寄主植物相关病毒分离物的分子变异，选取检测到上述4种病毒的样品，分别对BBWV2、BYMV和CMV 3种病毒的cp及PEMV-2的RdRp序列进行扩增，并对扩增获得的BBWV2 490 nt的small cp（GenBank登录号：OQ137565、OQ137566）、BYMV 499 nt的cp核心区域（GenBank登录号：OQ137568）、CMV 880 nt的cp（GenBank登录号：OQ137567）和PEMV-2 800 nt的RdRp核心区域序列（GenBank登录号：OQ137569）进行分析。序列比对分析结果表明，BBWV2云南与海南花叶青木分离物间存在85.9%的核苷酸序列一致性，二者与GenBank中其他BBWV2分离物分别存在79.8%—94.5%和80.2%—92.0%的核苷酸序列一致性；BYMV、CMV和PEMV-2云南花叶青木分离物与GenBank中相应病毒的核苷酸序列一致性分别为79.8%—99.0%、71.5%—99.4%和84.9%—98.0%。利用以上病毒相应基因核苷酸序列构建系统发育树，发现BBWV2云南和海南花叶青木分离物分别属于I组中的a亚组和b亚组；BYMV云南花叶青木分离物与伊朗（GenBank登录号：MN241051，MN241060）和伊拉克（GenBank登录号：JQ026005）蚕豆分离物具有较近的亲缘关系；CMV云南花叶青木分离物属于I组中的IB亚组，但与IB亚组的其他成员具有较远的亲缘关系；PEMV-2云南花叶青木分离物与云南豌豆分离物亲缘关系最近并聚为一组，但与其他分离物存在较远的亲缘关系。【结论】首次报道了花叶青木被病毒感染，同时也是BBWV2、BYMV、CMV和PEMV-2在花叶青木乃至桃叶珊瑚属植物上的首次报道，BBWV2、BYMV、CMV和PEMV-2花叶青木分离物与来自其他植物的相关病毒分离物存在较大的分子变异。

土壤肥料·节水灌溉·农业生态环境

黄河三角洲不同盐渍度土壤有机质含量的高光谱预测研究

侯化刚, 王丹阳, 马斯琦, 潘剑君, 李兆富

中国农业科学. 2023, 56(10):  1905-1919.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2023.10.008

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【目的】探究土壤有机质和盐分的光谱响应，分析不同盐分含量对土壤有机质预测模型的影响，建立快速、有效的盐渍土有机质含量高光谱预测模型。【方法】以黄河三角洲地区粉质壤土为研究对象，根据不同盐分含量将土壤样本分为非盐（SA）、轻度（SB）、中度（SC）和重度（SD）4组，分别进行室内高光谱测量；其次采用双因素方差分析法，探究土壤有机质和盐分光谱响应程度；进而对原始光谱（raw spectral reflectance，R）进行一阶微分（first order differential reflectance，FD）、连续统去除（continuous statistical removal，CR）、对数（logarithmic，Log）和多元散射校正（multipication scatter correction，MSC）4种变换；最后分别基于盐渍土的4组样本结合4种变换光谱构建多元线性回归（multiple linear regression，MLR）、偏最小二乘回归（partial least squares regression，PLSR）和支持向量回归（support vector machine，SVR）3种土壤有机质含量高光谱预测模型。【结果】土壤有机质和盐分在400—900 nm范围内光谱响应程度显著且变化规律基本一致，二者的敏感波段存在重叠；通过划分不同盐渍度分组建模能够提高土壤有机质预测精度，且随着盐分含量增加，模型的预测精度下降，FD处理更能突出光谱特征差异，提高有机质含量与光谱反射率的相关性。对比3种模型结果，利用FD处理结合SVR建立土壤有机质预测模型精度最高，最优结果建模集和验证集的决定系数R ²为0.86、0.82，均方根误差RMSE为2.71、2.96 g·kg^-1，相对分析误差RPD为2.42。【结论】土壤盐分与有机质在可见光波段附近（400—900 nm）的敏感波段存在重叠，通过划分不同盐渍度能够有效提高有机质预测模型精度。

长期施肥棕壤大豆产量的演变及土壤氮素分布特征

刘玉颖, 沈丰, 杨劲峰, 蔡芳芳, 付时丰, 罗培宇, 李娜, 戴健, 韩晓日

中国农业科学. 2023, 56(10):  1920-1934.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2023.10.009

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【目的】探究长期不同施肥模式下，东北棕壤大豆产量的演变、稳定性和可持续性及土壤氮素累积分布特征，为该地区制定合理的施肥措施，实现大豆的可持续绿色生产提供科学依据。【方法】基于始于1979年的棕壤肥料长期定位试验，轮作体系为玉米-玉米-大豆，选取其中的12个处理，分为化肥区：不施肥（CK）、单施氮肥（N）、氮磷肥配施（NP）、氮磷钾肥配施（NPK）；低量有机肥区：单施低量有机肥（M₁）、低量有机肥与化肥配施（M₁N、M₁NP、M₁NPK）；高量有机肥区：单施高量有机肥（M₂）、高量有机肥与化肥配施（M₂N、M₂NP、M₂NPK）。分析长期不同施肥下大豆产量的演变规律以及39年轮作施肥对大豆氮素吸收与收获期土壤氮素累积分布的影响。【结果】与不施肥处理（CK）相比，各施肥处理大豆平均产量均显著提高，且低量有机肥区和高量有机肥区大豆平均产量高于化肥处理，M₁NPK和M₂NPK处理平均产量最高，分别为3 147和3 238 kg·hm^-2，较NPK处理提高了9.5%和12.7%。灰色-线性回归模型结果表明，施用有机肥或有机肥与化肥配施处理年际可得趋势产量显著高于单施化肥处理。低量有机肥区各处理大豆产量的变异系数最低，稳定性好，产量可持续性指数（YSI）较高，介于0.41—0.51，均高于高量有机肥区各处理。配施有机肥大豆季肥料贡献率提高，但低量与高量有机肥区差异不显著。配施有机肥39年，大豆植株吸氮量较单施化肥处理增加，以低量有机肥区的M₁NPK处理最高，为314.2 kg·hm^-2。低量有机肥区，土壤矿质氮主要累积在0—60 cm土层，60—100 cm土层矿质氮累积量较低；有机肥与化肥配施各处理0—80 cm土层矿质氮累积高于M₁处理，可为作物吸收提供有效氮源，但80—100 cm土层矿质氮较上层土壤降低，减少了氮素淋失风险；其中，M₁NPK处理0—60 cm土层矿质氮累积最高，60—100 cm随土层深度增加矿质氮累积呈持续降低趋势，而高量有机肥区M₂NPK处理则呈现先降低后增加的趋势。有机无机肥配施39年增加了0—20 cm土层全氮及微生物量氮含量，且高于20—40 cm土层。M₁NPK和M₂NPK处理0—20 cm土层全氮含量较NPK处理分别增加了13.9%和5.5%，微生物量氮含量分别增加了32.6%和92.1%。【结论】长期不同施肥影响作物产量、氮素吸收与土壤氮素分布。在东北棕壤地区玉米-玉米-大豆轮作体系中，玉米季氮磷钾化肥配施低量有机肥（13.5 t·hm^-2），大豆季仅施用氮磷钾化肥改变土壤氮素分布与累积，进而影响大豆地上部氮素吸收，可增加大豆产量，提高产量的稳定性与可持续性。长期配施低量有机肥大豆收获期土壤全氮及微生物量氮含量增加，增加了土壤供氮量；同时深层土壤矿质氮累积降低，减少了氮素淋溶风险，有利于大豆的可持续绿色生产，是该轮作体系较为合理的施肥方式。

生物炭和双氰胺对设施蔬菜土壤温室气体排放的影响

宋博影, 郭艳杰, 王文赞, 吕泽楠, 赵宇晴, 柳鹭, 张丽娟

中国农业科学. 2023, 56(10):  1935-1948.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2023.10.010

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【目的】通过探究生物炭、双氰胺（DCD）及二者联合施用对设施土壤温室气体（N₂O、CO₂和CH₄）排放的综合效应，为设施蔬菜生产体系的温室气体减排和绿色发展提供科学依据。【方法】以设施小油菜（Brassica campestris L.）田为研究对象，设置不施氮（CK）、传统施氮（CN）、推荐施氮（RN）、推荐施氮+生物炭（RNB）、推荐施氮+DCD（RND）和推荐施氮+生物炭+DCD（RNBD）6个处理。分析不同处理下土壤温室气体的排放特征，以及排放强度（GHGI）和全球增温潜势（GWP）的差异。【结果】与CN相比，推荐施氮条件下各处理（RN、RNB、RND和RNBD）的小油菜产量降低2.9%—29.3%，但在推荐施氮条件下，生物炭+DCD联合施用处理（RNBD）则使小油菜产量增加了34.4%，生物炭和DCD在小油菜增产方面表现出协同效果（P<0.05）。推荐施氮的各处理较传统施氮（CN）降低了29.4%—76.5%的土壤N₂O排放量，以RND效果最优，但对土壤CO₂、CH₄排放影响不大；与CN相比，推荐施氮的各处理总GWP有所降低，降低幅度为4.3%—51.2%，以RND减排效果最优；就GHGI而言，各推荐施氮处理间差异则不显著（P>0.05）。【结论】相同尿素施用量条件下，推荐施氮配施生物炭或双氰胺对小油菜产量影响不大，但二者联合配施可显著促进小油菜增产，并可在一定程度上降低温室气体累积排放与全球增温潜势，但二者配合施用的效果并不优于推荐施氮与双氰胺配施的处理。

园艺

不同产区纽荷尔脐橙橘园果实综合品质评价与适宜区域筛选

陈志敏, 陈晓林, 谭振华, 陈兆星, 谌丹丹, 马岩岩, 郑永强, 易时来, 吕强, 谢让金

中国农业科学. 2023, 56(10):  1949-1965.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2023.10.011

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【目的】建立我国不同纽荷尔脐橙产区果实品质综合评价模型，阐明不同产区果实品质综合等级和对应的气象特征，为我国柑橘生态环境适应性和品种适地栽培提供一定的参考依据。【方法】于我国不同生态环境的23个纽荷尔脐橙果园，通过测定果实外观、内在品质指标，运用相关分析、主成分分析及聚类分析筛选出核心指标，分别结合层次分析法、主成分权重法及模糊综合评价建立果实品质综合评价算法模型，结合感官品质评价确定最佳算法模型和果实等级划分阈值，并对算法模型进行验证，同时探明不同产区纽荷尔脐橙果实品质综合等级和对应生态因子特征。【结果】23个纽荷尔脐橙果园的果实综合品质表现出明显的区域特征，赣南、湘南可溶性固形物及固酸比高；湘西、长江中上游外观综合色泽好、可滴定酸高。各品质指标间呈不同程度相关，主成分分析结合聚类分析筛选出5个核心指标为综合色泽指数、单果重、可溶性固形物、固酸比、维生素C含量；同时，筛选出与感官品质指数拟合度最佳的果实品质综合评价模型为层次分析法模型：Y（综合值）= 0.06×综合色泽指数+0.26×单果重+0.16×可溶性固形物含量+0.42×固酸比+0.11×维生素C含量（标准化值）。利用上述模型将不同产区纽荷尔脐橙果园果实品质综合指标进行排序，确定等级划分阈值：≥0.60为一等果园，主要集中于赣南、湘南及粤东区域，具有活动积温、有效积温、日照时数及地表温度最高的特征；0.45—0.60为二等果园，主要集中在桂北、闽西，表现为热量积累和降雨量较高的特征；0.30—0.45为三等果园，主要包含湘西及长江中上游区域，具备降雨量和热量积累都偏少的特征；<0.30为四等果园，主要分布在浙南，拥有降雨量最多的特征。【结论】通过主成分分析进行柑橘果实品质综合核心指标筛选，结合各主成分特征值实现判断矩阵自动赋值，构建的纽荷尔脐橙果实综合评价层次分析法模型效果最佳，且不同等级的果园生态因子差异明显。上述结果为构建基于不同生态环境柑橘品种适应性的“适地适栽”决策系统研发提供了算法和数据支持。

VvmiR164s-VvNAC100作用模块鉴定及其在葡萄子房发育过程中响应赤霉素的表达分析

王霏, 肖迎珂, 宣旭娴, 张晓雯, 刘菲, 查紫仙, 代梦瞳, 王西成, 吴伟民, 房经贵, 王晨

中国农业科学. 2023, 56(10):  1966-1981.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2023.10.012

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【目的】鉴定葡萄miR164s（VvmiR164a/b/c/d）及其靶基因，明确VvmiR164s及其靶基因应答外源赤霉素在葡萄单性结实过程中的调控作用。【方法】以‘魏可’葡萄（Vitis vinifera L. Wink）为试材，利用miR-RACE、PCR、RLM-RACE与PPM-RACE、qRT-PCR及生物信息学等技术，分析VvmiR164s-VvNAC100模块应答外源赤霉素在葡萄单性结实过程中的时空表达特征及其潜在功能。【结果】赤霉素在花前处理‘魏可’葡萄，可诱导其单性结实，导致葡萄的无核。克隆鉴定了VvmiR164a/b/c/d的精确序列，预测到其4条靶基因VvNAC100-1、VvNAC100-2、VvNAC098、VvNAC021，结合匹配程度与前期数据，在此重点分析靶基因VvNAC100-2，并将其命名为VvNAC100。克隆鉴定靶基因VvNAC100，验证其裂解位点，并对其开展蛋白进化、染色体定位及结构分析。VvNAC100裂解位点位于miRNA 5′端的第9位与第11位，裂解频度为17/20与11/20，定位于葡萄的Chr14上，编码363个氨基酸，含有一个NAM结构域，且其定位于细胞核。VvNAC100蛋白与其他物种氨基酸序列保守性较高，功能相似，其中与辣椒、烟草等物种亲缘关系较近。VvMIR164a/b/c/d的启动子与其靶基因VvNAC100的启动子均包含多种激素作用元件，表明其可能通过响应不同的激素来参与葡萄生长发育的调控。RT-qPCR结果显示，随着葡萄子房的发育，VvmiR164b的表达水平呈下降趋势，其靶基因VvNAC100在子房发育前期呈上升的表达趋势，具有一定的负相关，而VvmiR164a/c/d与VvNAC100表达模式相似，呈现一定的正相关；GA处理后，VvmiR164a/c/d在葡萄子房单性结实过程中的表达极显著地上升，进而也显著抑制了VvNAC100在这一时期的表达，从而促进了VvmiR164a/c/d-VvNAC100表达水平的负相关；但VvmiR164b在GA处理后表现出下降的趋势，且其与VvNAC100的表达水平呈现一定的正相关，表明GA处理增强了VvmiR164a/c/d对VvNAC100的负调控，减弱了VvmiR164b对VvNAC100的负调控作用。【结论】VvNAC100是VvmiR164 家族VvmiR164a/b/c/d的真实靶基因；在葡萄单性结实过程中，赤霉素诱导了VvmiR164a/c/d对靶基因VvNAC100的负调控作用，抑制了VvmiR164b对靶基因VvNAC100的负调控作用，VvmiR164a/c/d是VvmiR164家族参与赤霉素诱导葡萄单性结实的主效因子。

食品科学与工程

牦牛乳制品加工过程中稳定碳、氮同位素分馏效应

李继荣, 刘鑫, 王君, 曹晓钢, 次顿

中国农业科学. 2023, 56(10):  1982-1993.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2023.10.013

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【背景】稳定同位素指纹图谱技术已广泛应用于乳制品产地溯源研究中，但多集中于产品与原料乳稳定同位素间差异比较。乳制品加工过程中稳定同位素是否存在分馏效应，稳定碳、氮同位素能否用于牦牛乳制品的产地溯源尚不清楚。【目的】以牦牛酸奶、牦牛奶渣为研究对象，明确牦牛乳制品加工过程中各关键点样品稳定碳、氮同位素变化，分馏系数及相关性，探究不同产地牦牛乳制品稳定碳、氮同位素特征，为牦牛乳制品产地溯源提供理论与技术支撑。【方法】从西藏自治区那曲市聂荣县、嘉黎县采集酸奶加工过程（牦牛乳、煮沸5 min牦牛乳、加菌种后、40 ℃发酵6 h、酸奶成品）5个关键取样点对应样品和奶渣加工过程（牦牛乳、脱脂牦牛乳、煮沸10 h脱脂牦牛乳和奶渣成品）4个关键取样点对应样品共计196份。利用元素分析—同位素比率质谱仪（EA-IRMS）测定稳定碳、氮同位素比率。结合单因素方差分析，比较稳定碳、氮同位素在酸奶、奶渣加工关键采样点间的差异；酸奶、奶渣加工过程中关键采样点样品稳定碳、氮同位素的相关性进行皮尔逊相关分析；两因素方差分析比较不同产地酸奶与牦牛乳、奶渣与牦牛乳稳定碳、氮同位素差异。【结果】酸奶加工过程中存在δ¹³C、δ¹⁵N分馏，δ¹³C_牦牛乳>δ¹³C_{40 ℃发酵6 h、牦牛酸奶}>δ¹³C_{添加菌种后样品}，分馏系数介于0.9996—1.0009，Δ_{牦牛乳-牦牛酸奶}为0.48‰；δ¹⁵N_{煮沸5 min牦牛乳、40 ℃发酵6 h、牦牛酸奶}>δ¹⁵N_牦牛乳，分馏系数介于0.9993—1，Δ_{牦牛乳-牦牛酸奶}为-0.61‰；部分关键取样点间稳定碳、氮同位素存在显著相关性。奶渣加工过程中，δ¹³C_{牦牛乳、煮沸10 h脱脂牦牛乳、奶渣}>δ¹³C_{脱脂牦牛乳}，分馏系数介于0.9995—1.0005，Δ_{牦牛乳-牦牛奶渣}为0，部分关键点样品间δ¹³C存在显著负相关；各关键点样品δ¹⁵N无显著差异，分馏值均为0。不同产地乳制品稳定碳、氮同位素差异极显著，聂荣县较嘉黎县牦牛乳制品δ¹³C、δ¹⁵N富集。【结论】牦牛乳制品加工过程中δ¹³C、δ¹⁵N存在分馏，添加菌种、发酵、离心脱脂过程导致δ¹³C比值不同，加热使样品δ¹³C、δ¹⁵N发生变化。虽然牦牛乳制品加工过程中发生稳定同位素分馏，但与产地相比，加工过程的影响较小，稳定碳、氮同位素可应用于牦牛乳制品产地溯源。

畜牧·兽医

基因组分析对猪乳头数相关数量性状基因座鉴定

尹彦镇, 侯黎明, 刘航, 陶伟, 石传宗, 刘锴月, 张萍, 牛培培, 李强, 李平华, 黄瑞华

中国农业科学. 2023, 56(10):  1994-2006.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2023.10.014

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【目的】分析乳头数的变异，挖掘与乳头数相关的数量性状基因座（quantitative trait locus，QTL）和候选基因，为猪乳头数的选育研究提供重要分子标记。【方法】准确测定了709头苏淮猪（335头育肥猪和374头种猪）的左、右和总乳头数。对苏淮育肥猪进行80K芯片分型，并使用芯片数据计算左、右、总乳头数的遗传力和基因组估计育种值（genomic estimated breeding value, GEBV）。基于乳头数GEBV和表型排名，选择前10%的个体以及后10%的个体进行群体分化指数分析（fixation Index, F_ST）检测高度分化的位点。接着，通过全基因组关联分析（genome wide association analysis, GWAS）鉴定与乳头数关联的位点，选择高度分化且与乳头数显著关联的位点作为候选位点，选择位于候选位点附近且功能注释后与乳头数相关的基因作为候选基因。最后，选择每个染色体上最显著的候选位点对709头苏淮猪进行乳头数关联分析，以验证上述位点的显著性。【结果】苏淮育肥猪左、右、总乳头数的变异系数分别为10.20%、9.26%、8.50%，遗传力分别为0.212、0.257、0.312。基于F_ST和GWAS分析，总共在7、13、16、18号染色体（Sus Scrofa Chromosome, SSC）上鉴定到20个乳头数的候选位点，这些候选位点可解释5.49%—8.03%的表型方差。其中，SSC7上与总乳头数关联的位点rs80894106与文献中报道的影响大白和杜洛克猪总乳头数的候选位点一致，但左乳头的候选位点rs81444134（26.51 Mb, SSC13）和rs81233299（8.13 Mb, SSC18）均为新发现的与乳头数相关的位点。左、右、总乳头的候选位点主要集中在SSC16上的6.36—10.66 Mb区间;连锁不平衡（linkage disequilibrium, LD）分析发现，区间内7.47—8.27 Mb的候选位点拟合成了一个795 kb的单倍型块，且该单倍型块是新发现的影响乳头数的候选区域；单倍型块内的rs337606862（7.47 Mb）与右乳头和总乳头最显著关联，单倍型块内的3个位点均位于cadherin 18（CDH18）基因的内含子上，CDH18编码Ⅱ型钙黏附素，且钙黏附素与发育中组织细胞的识别、分选、增殖、凋亡以及乳腺癌的发生有关。因此，CDH18可能是新的影响猪乳头数的候选基因。再者，本研究对4个染色体上最显著的位点：rs81444134、rs80894106、rs337606862、rs81233299在709头苏淮猪中基因分型，经关联分析后发现，这些位点均与乳头数显著相关，可以作为潜在分子标记用于乳头数的选育。【结论】本研究通过基因组分析在苏淮猪群体中鉴定到20个与乳头数显著相关的位点。其中SSC13上的26.51 Mb和SSC18上的8.13 Mb是新的乳头数的候选QTLs，SSC16上的7.47—8.27 Mb也是新发现的乳头数的候选QTL，且区间内CDH18可能是新的影响猪乳头形成的候选基因。

FATP1对山羊肌内脂肪细胞的促进作用

李琪, 杨昌恒, 王永, 林亚秋, 向华, 朱江江

中国农业科学. 2023, 56(10):  2007-2020.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2023.10.015

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【背景】脂肪酸转运蛋白1（FATP1）能够促进哺乳动物脂肪酸摄取，该过程对维持机体脂代谢平衡十分重要，也对家畜的肉质好坏有着重要影响。【目的】通过获得山羊FATP1的CDS区序列，检测该基因在山羊不同组织中的表达量，探究其对山羊肌内脂肪细胞脂质代谢的影响，为进一步揭示FATP1在山羊脂代谢中的作用机制提供参考，为山羊的遗传育种改良提供理论依据。【方法】利用RT-PCR方法克隆获得山羊FATP1的CDS区序列，利用在线工具分析其亲疏水性、跨膜区域、信号肽等生物学特性，并构建其氨基酸序列系统进化树。利用实时荧光定量PCR（RT-qPCR）技术检测FATP1在山羊不同组织中的表达水平，构建其组织表达谱。利用构建的真核表达载体和筛选出的siRNA对山羊肌内脂肪细胞进行FATP1过表达和干扰处理，通过油红O染色和甘油三酯测定检测FATP1过表达和干扰后对山羊肌内脂肪细胞脂质沉积的影响，并通过RT-qPCR技术进一步探究该基因过表达和干扰后对脂质代谢相关基因表达的影响。【结果】克隆获得了FATP1CDS区1 941bp，共编码646个氨基酸残基，预测其分子式为C₃₁₉₆H₅₀₂₆N₈₈₄O₈₉₈S_25，推测该蛋白为碱性疏水稳定蛋白。三级结构预测显示，山羊与绵羊的FATP1蛋白质三级结构相似，而与牛的FATP1蛋白质三级结构略有不同。氨基酸序列系统进化树分析显示，山羊FATP1与绵羊亲缘关系最近。RT-qPCR检测发现FATP1在山羊小肠中表达量最高。油红O染色及甘油三酯测定表明过表达FATP1后山羊肌内脂肪细胞内脂滴数量增多，脂质含量增加，而干扰FATP1后则得到了相反的结果。进一步检测脂质代谢相关基因的表达变化，发现在山羊脂肪细胞中过表达FATP1后，脂肪酸合成、转运等相关基因AGPAT6（P<0.01）、PLIN1（P<0.01）、DGAT2（P<0.01）、FADS2（P<0.01）、FADS1（P<0.01）、ACSL1（P<0.01）及ELOVL3（P<0.05）的表达水平显著升高，而脂解相关基因ACOX1（P<0.01）的表达水平则显著降低；干扰FATP1后，脂肪酸转运、延长等相关基因SCD5（P<0.01）、FABP3（P<0.01）和ELOVL3（P <0.05）的表达量显著下降，脂解相关基因ACOX1（P<0.01）和CPT1B（P<0.05）的表达量显著上升。【结论】FATP1可能通过促进细胞脂质生成相关基因的表达，降低脂质降解相关基因的表达，从而显著促进山羊肌内脂肪细胞脂质的沉积，这些结果为进一步揭示FATP1在调控脂质代谢中的作用及分子机制提供了试验参考。

规模化鹅场主要病毒核酸检测结果与分析

邵震, 刁有祥

中国农业科学. 2023, 56(10):  2021-2034.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2023.10.016

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【目的】经长期对中国国内各省市的规模化鹅场常见病毒性疫病核酸检出率进行调查，发现国内许多规模化鹅场均可同时检出多种病毒核酸，并且这种现象非常普遍，鉴于目前国内关于规模化鹅场多种病毒性疫病核酸同时检出的相关数据较为匮乏，论文旨在了解规模化鹅场多种病毒性疫病核酸同时检出的情况并进行分析，为规模化鹅场病毒性疫病的防控提供理论指导和科学依据。【方法】2021年5—10月，自山东、黑龙江、四川、吉林、广西、河南、安徽、辽宁、河北、贵州、湖南及内蒙古等省市的47个规模化鹅场采集737份病料，对其采用普通PCR及RT-PCR方法进行番鸭呼肠孤病毒（muscovy duck reovirus, MDRV）、鸭呼肠孤病毒（duck reovirus, DRV）、鹅星状病毒(goose astroviruses, GAstV)、禽腺病毒（fowl adenovirus, FAdV）、禽网状内皮增生病毒（reticuloendotheliosis virus, REV ）、新城疫病毒（newcastle disease, ND）、鹅细小病毒(goose parvovirus, GPV)、鹅圆环病毒(goose circovirus, GoCV)、鹅出血性多瘤病毒(goose hemorrhagic polyomavirus, GHPV)、坦布苏病毒（tembusu virus, TMUV）及H9亚型禽流感病毒（avian influenza virus H9, H9-AIV）等11种规模化鹅场常见病毒性疫病的检测。每份病料剖取完整的肝脏、脾脏、肺脏及肾脏，利用Trizol 法提取总 RNA；以总RNA为模板逆转录合成cDNA的一条链，而后以cDNA为模板继续扩增获得完整的cDNA，随后以该cDNA为模板利用番鸭呼肠孤病毒、鸭呼肠孤病毒、鹅星状病毒、禽腺病毒、禽网状内皮增生性病毒、新城疫病毒、鹅细小病毒、鹅圆环病毒、鹅出血性多瘤病毒、坦布苏病毒及H9亚型禽流感病毒的特异性引物，通过普通PCR反应扩增目的片段；所有扩增片段均进行琼脂糖凝胶电泳，对部分阳性样品进行测序；将所获得的测序结果与GenBank上发表的相应病毒基因序列进行比较，应用MEGA 6.0软件中的邻接法（neighbor-joining, NJ）绘制系统发育进化树进行分析。【结果】番鸭呼肠孤病毒、鸭呼肠孤病毒、鹅星状病毒、禽腺病毒、禽网状内皮增生性病毒、新城疫病毒、鹅细小病毒、鹅圆环病毒、鹅出血性多瘤病毒、坦布苏病毒及H9亚型禽流感病毒感染情况检测结果显示，GAstV核酸检出率最高，为58.21%；REV及NDV核酸检出率最低，分别为1.36%及1.50%；鹅群不同程度上均可同时检出多种病毒核酸，尤其以2种或3种病毒核酸同时检出的情况较为普遍，占样品总数的67.44%。两种病毒核酸同时检出率中GAstV与GoCV同时检出所占比例最大，为18.44%；3种病毒核酸同时检出率中MDRV、GAstV及GPV同时检出所占比例最大，为36.28%。【结论】明确了我国规模化鹅场可以同时检测到多种病毒核酸这一特征，这可能是我国规模化鹅场病毒性疫病复杂化和防控难度加大的重要原因之一。