中国农业科学

2025年第58卷第14期中英文目录

中国农业科学. 2025, 58(14): 0.

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华南籼稻稻瘟病抗性QTL鉴定与候选基因挖掘

郑敏华, 陈洛, 邢甲乐, 谢月兰, 姜先芽, 聂帅, 蔡甫格, 巫浩翔, 陆展华, 孙伟, 霍兴, 白嵩, 赵均良, 杨武

中国农业科学. 2025, 58(14): 2707-2719. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2025.14.001

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【目的】稻瘟病严重危害水稻的安全生产。由于稻瘟病菌的高度变异特性，以及当前水稻育种亲本的遗传背景狭窄，使得当前水稻稻瘟病抗性的遗传改良进展缓慢。利用种质资源鉴定稻瘟病抗性基因位点，有助于水稻稻瘟病抗性的遗传改良。【方法】利用已测序的265份籼稻品种（包括120份国际资源品种和145份华南地区栽培品种）进行田间稻瘟病抗性鉴定，通过全基因组关联分析鉴定稻瘟病抗性QTL，分析稻瘟病抗性QTL不同单倍型对稻瘟病抗性的效应，结合水稻基因组注释对新鉴定的稻瘟病抗性QTL进行候选基因分析。【结果】田间抗性评价筛选出穗瘟抗性和叶瘟抗性均高抗的材料47份，包括18份国际资源品种和29份华南地区栽培品种。全基因组关联分析共鉴定到9个稻瘟病抗性QTL，分布在水稻第1、5、6、11和12染色体上，其中，有4个QTL与前人研究报道的稻瘟病抗性基因共定位，有5个QTL为新鉴定位点。这9个QTL峰值SNP的等位变异衍生的不同单倍型材料的稻瘟病抗性存在差异，其中8个QTL的高抗性单倍型在华南地区栽培品种中的分布高于国际资源品种，只有qPB11的高抗性单倍型在华南地区栽培品种的分布频率（1%）低于其在国际资源品种的分布频率（16%）。在新鉴定QTL的候选基因分析中，挖掘到4个编码NBS-LRR抗病蛋白和4个编码NB-ARC结构域蛋白的候选基因，在第11染色体27.22—27.35 Mb的区间内成簇分布。【结论】华南地区栽培品种比国际资源品种具有更强的稻瘟病抗性。qPB1-1、qPB1-2、qPB1-3、qPB5、qPB6、qPB12-1和qLB12/qPB12-2的高抗性单倍型在华南地区栽培品种的遗传改良过程中受到选择。qPB11候选区间内有编码NBS-LRR抗病蛋白和NB-ARC结构域蛋白的基因，有可能为新的稻瘟病抗性基因。

黑麦活性着丝粒特异反转录转座子的筛选及其对逆境胁迫的响应

吴翠翠, 王若禹, 马驰, 何美月, 尹晓康, 冯佳宜, 周宾寒, 姜宇凡, 金汉炳, 赵丽丽, 孙吉, 方正武, 程玲, 朱展望, 刘易科, 张迎新, 王书平

中国农业科学. 2025, 58(14): 2720-2738. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2025.14.002

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【目的】着丝粒特异反转录转座子（centromeric retrotransposons，CR）家族在维持禾本科染色体稳定中起着重要的作用。黑麦是小麦遗传改良的优良基因供体，具有抗逆和抗病性强等优良特性，其着丝粒区域富集CR等反转录转座子，筛选具有转座活性的黑麦CR（CR of rye，CRR），并解析其在逆境胁迫下的转录和转座规律，为阐明转座子元件在逆境胁迫下对黑麦基因组稳定性的影响机制提供依据。【方法】运用生物信息学方法对黑麦基因组进行转座子元件从头注释，筛选出具有完整结构的CRR；采用半定量方法筛选出在黑麦栽培品种Secale cereal L. Imperial的叶和根中均高表达的CRR；分别采用实时荧光定量PCR（quantitative real-time PCR，qRT-PCR）、甲基化特异PCR（methylmion specific PCR，MSP）和转座子展示（transposon display，TD）技术对其在盐、ABA、H₂O₂、PEG、低温和高温等胁迫下黑麦幼苗期（两叶一心）叶和根中的表达水平、甲基化水平和转座活性进行分析。【结果】共筛选出17个CRR，其中，有7个具有完整结构（CRR1、CRR2、CRR3、CRR4、CRR5、CRR7和CRR11）；半定量结果显示，CRR2、CRR4和CRR7在黑麦叶和根中的表达量均较高，对其结构进行分析，发现这3个CRR均能编码其转座所需的反转录酶、核酸酶H和整合酶，其中，CRR7还编码Gag蛋白；CRR2、CRR4和CRR7在正常条件下均具有基础水平的转录，逆境胁迫能促进其转录，且对CRR7甲基化水平影响最大，其次是CRR2和CRR4；同时，在逆境胁迫下，CRR2、CRR4和CRR7的拷贝数处于动态变化过程，在不同逆境胁迫下，插入和移出基因组频率不同，但整体表现为移出频率大于插入频率。【结论】CRR的5′LTR和3′LTR序列同源性越高，转录活性越强；具有转座活性的CRR在正常条件下具有基础水平的转录，逆境胁迫可促进其转录和转座，且转座主要受转录后调控机制调控；逆境胁迫下基因组重排是影响其在基因组内拷贝数的主要因素。

GmSZFP互作蛋白的筛选及GmERF7在大豆抵抗SMV侵染过程中的功能分析

齐梦楠, 赵玎玲, 张雪妍, 张玉洁, 王荣纳, 刘兵强, 闫龙, 张洁, 王冬梅

中国农业科学. 2025, 58(14): 2739-2750. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2025.14.003

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【目的】大豆作为一种重要的经济和油料作物，其产量和品质常受大豆花叶病毒病的严重威胁，大豆花叶病毒病由大豆花叶病毒（Soybean mosaic virus，SMV）引发。实验室前期筛选到一个差异表达的C₂H₂型单锌指蛋白基因GmSZFP，在大豆抵抗SMV侵染过程中发挥正调控作用。利用酵母双杂交文库筛选其互作蛋白，并探究互作蛋白在大豆与SMV互作过程中的功能，为进一步解析大豆抵御SMV侵染过程中转录因子的调控网络提供理论依据。【方法】以大豆品种冀豆7号、SMV毒株SC-8和N3组成的亲和、不亲和组合为试验材料，利用酵母双杂交文库筛选GmSZFP的潜在互作蛋白，借助酵母双杂交技术（Y2H）和双分子荧光互补试验（BiFC）验证二者的互作关系。运用实时荧光定量PCR（qPCR）和烟草脆裂病毒（Tobacco rattle virus，TRV）介导的基因沉默技术（TRV-VIGS）分析潜在互作蛋白基因的表达特征及其在大豆与SMV互作过程中的功能。【结果】利用酵母双杂交文库筛选到GmSZFP的潜在互作靶蛋白GmERF7，Y2H和BiFC试验证明二者存在互作关系。GmERF7全长393个AA，包含一个AP2/ERF结构域和2个核定位（NLS）结构域；qPCR结果表明，在亲和组合中，GmERF7在接种病毒后4、12和24 h的表达水平显著高于不亲和组合，且在24 h时表达量达到峰值；利用VIGS技术沉默GmERF7，在亲和组合中，大豆叶片的接种部位有明显的胼胝质积累，而对照中几乎看不到胼胝质荧光；并且在接种后14 d，在基因沉默植株的上位叶中未检测到SMV外壳蛋白基因CP的表达，叶片未出现感染SMV症状，而在对照组中检测到CP的表达，并出现花叶、失绿等感病症状。以上结果表明，沉默GmERF7降低了SMV对大豆植株的侵染能力，增强了大豆对SMV的抗性，说明GmERF7负调控大豆的抗病性。【结论】ERF类转录因子GmERF7能够与锌指蛋白GmSZFP互作，在大豆与SMV互作过程中负调控大豆对SMV的抗性。

不同增碳方式对黄土高原旱地玉米产量、品质及水分利用效率的影响

武凌彬, 王林林, 王江文, 王子超, 司佳昂, 李世清

中国农业科学. 2025, 58(14): 2751-2765. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2025.14.004

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【目的】探究黄土高原旱地玉米产量、品质和水分利用效率对不同增碳方式的响应，为该地区玉米高产高效栽培提供理论依据。【方法】于2022—2023年在甘肃省定西市开展玉米田间试验，共设1个不增碳和4个相等碳量的不同增碳处理：对照组CK，不增碳处理；S1，生物炭还田处理（0.5×10⁴ kg·hm^-2）；S2，秸秆粉碎全量还田处理（1.2×10⁴ kg·hm^-2）；S3，有机粪肥还田处理（2.0×10⁴ kg·hm^-2）；S4，50%秸秆粉碎还田（0.6×10⁴ kg·hm^-2）结合50%有机肥还田（1.0×10⁴ kg·hm^-2）处理，研究增碳方式对黄土高原旱地玉米土壤水分、干物质积累与转运、产量、水分利用效率及品质的影响。【结果】增碳处理降低了0—30 cm土层土壤容重、提高了土壤孔隙度，其中S1处理较CK处理显著提高了0—300 cm土层土壤含水量。相较于CK处理，S2、S3和S4处理显著增加了玉米开花期叶面积指数，而S1处理显著降低了叶绿素含量和叶面积指数；S2、S3和S4处理玉米成熟期地上部干物质积累量和最大干物质积累速率显著提高了10.83%—21.05%和8.47%—17.13%，玉米花后干物质积累量和花后干物质对籽粒的贡献率显著增加了28.58%—54.02%和11.18%—19.43%，玉米产量显著提高了17.22%—29.66%，其中S3处理增产效果最好；S1处理的最大干物质积累速率和成熟期干物质积累量分别显著降低了5.31%和10.32%，籽粒产量显著降低了7.05%；S3处理的籽粒产量水分利用效率显著提高了23.71%，而S1、S2和S4处理的籽粒产量水分利用效率较CK差异不显著；S2处理显著降低了籽粒蛋白含量，S2、S3和S4处理均显著降低了籽粒纤维素含量，但S1处理显著提高了籽粒的纤维素含量。【结论】在0.5×10⁴ kg C·hm^-2的碳施用量下，有机粪肥施用较秸秆还田和生物炭还田对玉米产量和水分利用效率的提升效果更好。

增密和株行距优化提高西辽河平原沙地滴灌玉米的产量与水氮利用效率

李晓红, 王克如, 张国强, 明博, 薛军, 方梁, 张婷婷, 叶建全, 李少昆

中国农业科学. 2025, 58(14): 2766-2781. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2025.14.005

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【目的】合理增密与株行距配置是实现玉米高产高效的重要途径。在西辽河平原滴灌条件下，探究增密种植、株行距配置对沙地玉米产量及水肥利用效率的影响，以期为沙地滴灌玉米高产高效栽培提供技术依据。【方法】于2023和2024年在内蒙古奈曼旗开展田间试验，采用‘郑单958’为试验品种，设置2个种植密度：6.0万株/hm²（D1）和9.0万株/hm²（D2），及7个不同种植行距处理：60 cm+60 cm（L₆₀₊₆₀，CK）、40 cm+80 cm（L₄₀₊₈₀）、30 cm+90 cm（L₃₀₊₉₀）、30 cm+80 cm（L₃₀₊₈₀）、40 cm+70 cm（L₄₀₊₇₀）、30 cm+70 cm（L₃₀₊₇₀）和20 cm+70 cm（L₂₀₊₇₀），系统分析种植密度和株行距配置对沙地滴灌玉米产量、群体干物质生产、光合性能以及水氮利用效率的影响。【结果】种植密度和株行距显著影响沙地滴灌玉米的籽粒产量和水氮利用效率。2年试验中，L₃₀₊₇₀和L₃₀₊₈₀在D2密度下获得了较高产量，分别为15.6和15.5 t·hm^-2，水分利用效率（WUE）分别达到2.57和2.55 kg·m^-3，氮肥偏生产力（PFP_N）分别达到57.8和57.2 kg·kg^-1。其中，2023年L₃₀₊₈₀和L₃₀₊₉₀的产量差异未达到显著水平，产量较L₆₀₊₆₀提高了18.2%和17.0%。吐丝期干物质积累量（DMAS）、成熟期干物质积累量（DMAM）、花后干物质积累量（DMAAS）及收获指数（HI）较L₆₀₊₆₀分别提高了49.5%、75.0%、97.6%、18.3%和45.1%、73.3%、96.8%、19.3%；生育期总光合势较L₆₀₊₆₀增加了33.6%和30.1%；底层和穗位层的透光率（Tr）较L₆₀₊₆₀降低了51.7%、27.5%和37.9%、20.9%；吐丝期（R1）和成熟期（R6）穗位叶光合速率（Pn）较L₆₀₊₆₀分别增加了61.0%、60.3%和61.5%、59.4%；WUE和PFP_N较L₆₀₊₆₀分别提高了19.7%、17.8%和21.1%、16.8%。2024年，L₃₀₊₇₀和L₃₀₊₈₀之间产量无显著性差异，较L₆₀₊₆₀提高了14.3%和13.8%；DMAS、DMAM、DMAAS及HI分别提高了56.6%、87.0%、118.4%、28.9%和52.1%、81.0%、114.6%、29.0%；生育期总光合势显著增加了65.9%和63.0%；底层和穗位层的Tr降低了53.8%、24.9%和52.1%、22.8%；R1和R6穗位叶Pn分别增加了18.7%、86.6%和65.6%、86.2%；WUE和PFP_N分别提高了18.7%、13.6%和18.9%、14.1%。相关分析表明，玉米产量与千粒重、穗粒数、收获穗数、HI、WUE和PFP_N呈显著正相关关系，DMAS、DMAAS与穗粒数、千粒重、花前LAD、花后LAD和Pn呈显著正相关关系，与Tr呈极显著负相关关系。【结论】在西辽河平原沙地滴灌水肥一体化条件下，种植密度和株行距互作主要通过影响玉米群体透光率、叶片光合能力、干物质积累和LAD进而影响玉米籽粒产量和水氮利用效率，因此，采用耐密型高产品种合理增密至9.0万株/hm²，宽窄行30 cm+70/80 cm株行距配置可获得较高的产量和水氮生产效率。

河西走廊作物种植结构对棉铃虫成虫寄主类型形成的影响

郭建国, 姜小凤, 谢晓丽, 郑荣, 缪纯庆, 魏建荣

中国农业科学. 2025, 58(14): 2782-2792. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2025.14.006

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【目的】明确河西走廊作物种植结构对棉铃虫成虫寄主类型形成的影响，构建区域性一体化绿色防控体系。【方法】2021—2023年应用性信息素诱捕器收集、稳定性碳同位素比值法（¹³C/¹²C，δ¹³C）检测分析河西走廊酒泉、武威和张掖3种作物种植结构模式下棉铃虫成虫的寄主类型。【结果】河西走廊酒泉、武威和张掖蔬菜/玉米1:1、1:2、1:3种植结构模式下，棉铃虫第1代成虫25.00%、26.19%和3.61%分别来源于C₃蔬菜，75.00%、73.81%和96.39%分别来源于C₄玉米，δ¹³C（¹³C/¹²C）平均值分别为-26.28‰、-26.81‰、-23.20‰、-12.56‰、-13.48‰和-12.82‰；第2代成虫42.62%、38.33%和23.87%分别来源于C₃蔬菜，57.38%、61.67%和76.13%分别来源于C₄玉米，δ¹³C（¹³C/¹²C）平均值分别为-26.25‰、-25.98‰、-25.78‰、-12.93‰、-12.61‰和-12.52‰；第3代成虫44.29%、40.95%和22.86%分别来源于C₃蔬菜，55.71%、59.05%和77.14%分别来源于C₄玉米，δ¹³C（¹³C/¹²C）平均值分别为-25.57‰、-26.09‰、-25.85‰、-12.56‰、-12.25‰和-12.75‰。总体而言，河西走廊酒泉、武威和张掖蔬菜/玉米1:1、1:2、1:3种植结构模式下，棉铃虫第1、2、3代成虫36.94%、35.23%和15.17%分别来源于C₃蔬菜，63.06%、64.77%和84.83%分别来源于C₄玉米，δ¹³C（¹³C/¹²C）平均值分别为-26.09‰、-26.19‰、-25.59‰、-12.66‰、-12.86‰和12.69‰。方差分析显示，河西走廊酒泉、武威蔬菜/玉米1:1、1:2种植结构模式产生的第1—3代C₃寄主类型成虫的比例显著高于张掖蔬菜/玉米1:3种植结构模式，而河西走廊酒泉、武威蔬菜/玉米1:1、1:2种植结构模式产生的第1—3代C₄寄主类型成虫的比例显著低于张掖蔬菜/玉米1:3种植结构模式。【结论】河西走廊酒泉、武威和张掖蔬菜/玉米1:1、1:2、1:3种植结构模式下棉铃虫第1—3代成虫36.94%、35.23%和15.17%来源于C₃蔬菜，63.06%、64.77%和84.83%来源于C₄玉米，3种种植结构产生的成虫均以C₄寄主类型为主。说明随着河西走廊作物种植结构调整，蔬菜/玉米种植面积比例降低有利于增加棉铃虫成虫种群的相对丰度，尤其是扩种玉米对棉铃虫成虫C₄寄主类型形成具有决定性作用。因此，河西走廊棉铃虫综合治理应该坚持“主防玉米、兼防蔬菜”一体化绿色防控策略，避免局部防治玉米或蔬菜、未统筹兼顾粮蔬作物全局性而造成次生灾害。

蛹期干旱胁迫对韭菜迟眼蕈蚊交配及虱螨脲敏感性的影响

刘文龙, 常译方, 李文宇, 孙丽娟, 郑长英

中国农业科学. 2025, 58(14): 2793-2804. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2025.14.007

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【目的】韭菜迟眼蕈蚊（Bradysia odoriphaga）生长发育期受到干旱胁迫可显著抑制其种群发生，但仅在蛹期受到干旱胁迫是否对其种群产生影响尚未见报道。本研究旨在明确蛹期干旱胁迫对韭菜迟眼蕈蚊交配行为及其F₁代对虱螨脲敏感性的影响，探究土壤干旱胁迫对韭菜迟眼蕈蚊种群的调控机理，为实现韭菜迟眼蕈蚊防治过程中化学农药的减量施用提供理论依据。【方法】设置土壤干旱处理（10%相对含水量）和土壤湿润处理（40%相对含水量），测定蛹在不同土壤湿度条件下其失水率、发育历期以及成虫寿命的差异；通过配对试验观察不同土壤湿度条件下羽化成虫的交配情况；采用浸茎法测定不同处理种群F₁代2龄幼虫对虱螨脲的敏感性，测定解毒酶活性及相关编码基因的表达量。【结果】蛹期干旱胁迫导致成虫寿命显著缩短但并未影响蛹的发育历期；交配试验结果表明，蛹期干旱胁迫后雄虫每分钟求偶次数下降78.70%，每分钟求偶时长下降76.44%，交配成功率下降78.57%；干旱处理下，72 h雌蛹失水率为36.12%，雄蛹失水率为41.12%，均显著高于湿润处理组；干旱处理组F₁代2龄幼虫LC₅₀值（14.343 mg·L^-1）较湿润处理（22.902 mg·L^-1）下降37.37%，14.00 mg·L^-1虱螨脲处理对干旱处理组2龄幼虫致死率为53.33%，对湿润处理组致死率为26.67%，差异显著；干旱处理组P450解毒酶、谷胱甘肽S-转移酶和羧酸酯酶活性较湿润处理组显著降低；实时荧光定量PCR结果表明干旱处理组CarE2、CarE3、GSTd1、CYP6QE1、CYP3356A表达量较湿润处理组显著下调，CarE1、CYP6FU12表达量差异不显著，GSTd2表达量显著上调。【结论】干旱胁迫导致蛹显著失水，成虫寿命缩短，交配行为受到抑制，利用蛹期土壤干旱胁迫技术可以抑制韭菜迟眼蕈蚊种群的发生，同时蛹期干旱胁迫导致虱螨脲对F₁代幼虫致死率提高以及幼虫体内解毒酶活性发生变化，表明干旱胁迫与化学防治协同防治韭菜迟眼蕈蚊存在可行性。

长期不同施肥对潮土磷吸附解吸特性的影响

郭斗斗, 张珂珂, 黄绍敏, 宋晓, 张水清, 岳克, 丁世杰, 郭腾飞

中国农业科学. 2025, 58(14): 2805-2820. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2025.14.008

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【目的】通过长期试验分析施肥对潮土磷素吸附-解吸特性的作用，揭示不同施肥措施如何影响磷素有效性，以期为磷素的高效利用提供理论依据。【方法】基于“国家潮土肥力与肥料效益长期定位试验基地”，对连续试验31年的7个典型施肥处理（只施氮肥（N2）、只施氮钾肥（N2K）、低量氮肥+磷钾肥（N1PK）、中量氮肥+磷钾肥（N2PK）、高量氮肥+磷钾肥（N4PK）、氮磷钾肥+有机肥（N2PK+M）、氮磷钾肥+玉米秸秆还田（N2PK+S））的土壤进行等温吸附-解吸试验，通过Langmuir方程分析施肥对磷素吸附-解吸特性参数的影响，并用冗余分析（RDA）中的层次分割（HP）模型量化土壤理化属性对关键参数的影响程度。【结果】随外源磷量增加，土壤磷吸附量上升而吸附率下降。只施化肥处理土壤磷吸附率（Ar）高于有机无机配施处理。吸附亲和力常数（Ka）以不施磷肥处理最高，长期化肥处理次之，有机无机配施处理最低。土壤最大吸附磷量（Qm）和最大缓冲容量（MBC）均以N2PK处理最高，与之相比，N2PK+M、N2PK+S、N2和N2K处理的Qm分别减少13.7%、16.0%、22.8%和21.5%，以无磷处理最低；MBC分别减少26.8%、28.4%、15.6%和11.7%，以有机无机配施处理最低。N2PK+M处理磷素吸附饱和度（DPS）达到21.3%，显著高于其他处理，其次为N4PK和N2PK+S处理。磷解吸量随溶液磷浓度的增加而上升，解吸率则下降。N2PK+M处理的磷解吸能力远高于其他处理，其最大解吸磷量（Dm）、解吸率（Dr）和易解吸磷量（RDP）均最高。N2K处理Dm值最低，而N1PK处理Dr和RDP值最低。基于层次分割模型的理化因子排序结果显示，TP、Olsen-P、ExCa、CaCO₃和SOM是影响磷吸附参数的前5个因素，贡献率分别为18.0%、16.0%、12.6%、11.4%和8.8%；Olsen-P、TN、ExCa、SOM和AN是影响磷解吸参数的前5个因素，贡献率分别为17.9%、12.9%、12.6%、9.8%和9.0%。【结论】长期只施氮磷钾化肥提高了潮土磷吸附强度，降低了磷素解吸能力，且氮磷比低的土壤解磷能力更低；添加有机肥可降低磷吸附能力并提高解吸能力，但过量施用可能导致磷素流失；添加秸秆可降低土壤吸磷能力，是提高磷素活性的有效措施。土壤有效磷和交换性钙是影响潮土磷吸附解吸特征的主要因素。此外，全磷的增加有助于降低磷吸附能力，而全氮的增加有助于提升磷解吸能力。

秸秆还田配施化肥对土壤生态系统多功能性的影响

宣泽鹏, 冯慧瑶, 陈美淇, 徐基胜, 刘梦璇, 赵炳梓, 张佳宝

中国农业科学. 2025, 58(14): 2821-2837. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2025.14.009

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【目的】探讨秸秆还田与化肥配施对农田生态系统多功能性的影响，为秸秆与化肥的科学配施及作物生产力的提高提供理论支撑。【方法】本研究进行为期8年的冬小麦-夏玉米轮作试验（2012—2020），设置不施肥对照（NF）、单施化肥（F）、单施秸秆（S）、秸秆还田与化肥配施（FS）4个处理，测定17种常用农田生态系统服务功能指标，计算土壤生态系统多功能性指数（MFI），同时测定根际与非根际细菌和真菌群落组成，探究化肥以及秸秆还田对土壤生态系统多功能性的耦合影响及土壤性质中主要的驱动因子。【结果】F和FS较NF处理显著提高了作物产量和MFI，但S处理只增加了土壤MFI，对产量无显著影响。随机森林模型显示，N-乙酰-β-氨基葡萄糖苷酶（NAG）和全氮（TN）是影响MFI的最关键因素。施肥还显著改变了根际和非根际土壤中细菌和真菌的群落结构；与NF处理相比，F和FS处理显著增加了非根际微生物放线菌门（Actinobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）和担子菌门（Basidiomycota）的相对丰度以及根际真菌担子菌门（Basidiomycota）的相对丰度。冗余分析表明，土壤有机质及其组分可溶性有机碳是影响非根际细菌和真菌群落组成的关键因素。网络分析和相关性分析发现，MFI与非根际和根际微生物网络模块相对丰度显著相关。高产组（F和FS处理）在非根际土壤中富集的物种，如Hannaella、Chaetomium等，具有较强的氨基酸、核苷酸代谢能力，对土壤生态系统多功能性具有正效应；低产组（NF与S处理）则在非根际与根际土壤中富集了不利于土壤养分固持的物种，如Solibacterales、Phycicoccus和Pleosporales。【结论】秸秆还田与化肥配施可显著提高作物产量和生态系统多功能性指数。秸秆还田配施化肥可通过增加土壤酶活性和全氮含量来增强生态系统多功能性，同时在非根际土壤中富集参与养分循环、提高酶活性和增强氨基酸和核苷酸代谢能力的特定物种（Hannaella、Chaetomium等）从而有利于维持生态系统多功能性。

基于数据填补的四川盆地耕地表层土壤无机碳时空变化特征

李艾雯, 成金礼, 陈丹, 陈鑫怡, 毛雅若, 李启权

中国农业科学. 2025, 58(14): 2838-2853. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2025.14.010

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【目的】通过预测模型填补土壤无机碳（soil inorganic carbon，SIC）缺失值并验证其对空间插值精度的提升效果，为快速准确揭示区域土壤属性时空变化信息提供科学依据。【方法】以四川盆地为案例区，基于1980—1985年全国第二次土壤普查获得的4 219个耕地土壤表层（0—20 cm）样点数据和2017—2019年实地对照采样获得的4 409个样点数据，结合气候、地形及SIC相关土壤属性，采用径向基函数神经网络（Radial Basis Function Neural Network，RBFNN）模型和随机森林（Random Forest，RF）模型分别构建不同时期四川盆地6个亚流域耕地表层SIC的最佳预测模型以填补其缺失值，并对比增加SIC填补值的样点作为建模样点后对普通克里格（Ordinary Kriging，OK）方法空间插值精度的影响。【结果】RBFNN模型和RF模型有效填补了四川盆地耕地表层SIC缺失值，不同时期各亚流域的最佳预测模型有所差异，对独立验证样点的决定系数（coefficient of determination, R²）为0.70—0.96，均方根误差（root mean square error，RMSE）为0.33—2.40 g·kg^-1；而对两个时期四川盆地整体的独立验证样点，其最佳预测结果的R²为0.76和0.86，RMSE为1.75和1.26 g·kg^-1。OK方法对两个时期实测值样点的插值R²分别为0.27和0.37，平均绝对误差（mean absolute error，MAE）、平均相对误差（mean relative error，MRE）和 RMSE分别为2.11和1.56 g·kg^-1、77.15%和65.96%、3.09和2.66 g·kg^-1。将填补SIC缺失值的样点加入建模样点集后，OK方法对两个时期验证样点插值结果的R²提高了0.10—0.14，MAE、MRE和RMSE降低了3.56%—16.36%，克里格预测方差大幅降低。基于填补数据，近40年四川盆地耕地表层SIC含量均值从2.85 g·kg^-1下降至2.55 g·kg^-1，下降了10.53%。SIC含量下降的区域广泛分布于盆地四周，而盆地中部SIC含量增加。在空间上，两个时期的四川盆地耕地表层SIC含量均呈中部高、四周低的空间分布格局；高值区集中分布于涪江流域和沱江流域中部，而低值区主要分布在盆地四周。【结论】结合现有土壤数据和环境数据，运用RBFNN模型和RF模型构建区域最佳预测模型能较好填补土壤属性的历史缺失值。基于填补样点，能有效提高土壤属性空间插值精度，进而实现对区域土壤属性时空变化信息的快速准确获取，为评估耕地土壤质量和制定高效管理措施提供支撑。

96份辣椒种质资源的果实质地品质分析及评价

吴慧琴, 王静, 阳宜, 刘雪晴, 张凯旋, 王麓尧, 路佳伟, 翟源, 成妍

中国农业科学. 2025, 58(14): 2854-2868. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2025.14.011

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【目的】辣椒作为全球广泛种植的蔬菜作物，其果实质地对品质、贮运及市场接受度影响重大。通过建立辣椒果实质地评价体系，为辣椒品质育种、栽培管理和采后处理提供理论和实践依据。【方法】运用质构剖面分析（texture profile analysis，TPA）法测定绿熟期96份辣椒种质资源果实硬度、破裂力、粘附性、胶粘性、内聚性、弹性和咀嚼性，结合相关性分析、主成分分析和聚类分析进行评价，得出综合评价模型，筛选特异辣椒种质；并测定细胞壁物质含量，探究其与质地指标的相关性。【结果】辣椒果实质地指标在不同种质间差异显著，多样性指数均大于3.7，种质资源变异丰富；质地指标间相互影响，硬度与弹性、胶粘性和咀嚼性呈显著正相关性。主成分分析提取出韧性和黏性2个影响辣椒果实质地的因子，累计贡献率达70.465%，建立了辣椒果实质地品质综合评价模型W=0.691W1+0.309W2，筛选出综合评价得分最高（种质63）和得分最低（种质29）的特异种质。基于7个质地指标和W值，通过聚类分析将96份辣椒种质划分为5类，各类群在指标间均存在显著差异，第Ⅰ类包括4份种质，表现为硬度大、弹性强，W值较高，为硬挺灯笼型；第Ⅴ类包括3份种质，表现为破裂力小、胶粘性弱，W值较低，为软皱尖椒型；第Ⅱ类、Ⅲ类和Ⅳ类种质的质地指标和W值居中。在96份辣椒种质的细胞壁组分中，纤维素、半纤维素、总果胶和木质素含量均呈正态分布，表明供试种质多样性丰富；细胞壁组分与TPA指标间相关显著，纤维素与硬度呈极显著正相关，木质素与硬度、胶粘性、咀嚼性、破裂力和弹性呈极显著正相关性，总果胶与硬度和粘附性呈极显著负相关性。【结论】硬度、弹性、胶粘性和咀嚼性为判断辣椒果实质地的关键指标，细胞壁物质对果实质地品质有重要影响，利用本研究建立的果实质地品质综合评价模型W=0.691W1+0.309W2可鉴定特异辣椒种质。

响应曲面法优化水肥药耦合对辣椒生长、光合特性及根腐病的影响

徐佳鑫, 华楠, 王永强, 徐浩, 刘震, 赵小锐, 李悦, 陈启蔚, 叶林

中国农业科学. 2025, 58(14): 2869-2884. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2025.14.012

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【目的】针对目前日光温室辣椒生产中存在的不合理水肥施用导致的产量下降及根腐病频发等问题，探讨合理水肥药配施对辣椒产量提升及根腐病防治效果的影响，为温室辣椒的高产优质栽培技术筛选出科学合理的水肥药管理模式。【方法】以螺丝椒‘华美105’为试验材料，设计灌溉量（2 423、3 230、4 037 m³·hm^-2）、施肥量（330、495、660 kg·hm^-2）和施药量（300、450、600 L·hm^-2）各3个水平。肥为高钾肥（N-P-K：12-6-40），药剂为氯溴异氰尿酸、春雷霉素、甲霜·恶霉灵等混合药剂。采用3因素3水平二次回归正交试验方法，分析不同水、肥、药配比对辣椒生长、光合特性变化及根腐病发生的影响。【结果】灌水量和施药量、施肥量和施药量的交互作用对生长综合指数和光合性能综合指数影响显著（P<0.05），其中灌水量和施药量的交互作用对生长综合指数影响极显著（P<0.01）；灌水量和施药量的交互作用对水肥利用效率影响显著（P<0.05），灌水量和施肥量、施肥量和施药量的交互作用对水肥利用效率影响不显著；施肥量和施药量的交互作用对根腐病病情指数影响显著（P<0.05），灌水量和施肥量、灌水量和施药量的交互作用对根腐病病情指数影响不显著；灌水量和施药量、施肥量和施药量的交互作用对产量影响显著（P<0.05），灌水量和施肥量的交互作用对产量影响不显著。【结论】利用响应回归模型对产量和水肥利用效率进行多目标优化，灌水量、施肥量和施药量的最优组合为灌水量3 213 m³·hm^-2、施肥量493 kg·hm^-2、施药量449 L·hm^-2。该组合可有效提高辣椒生长指标与光合参数，同时显著降低辣椒根腐病病情指数并提高产量和水肥利用效率。因此，该水肥药管理模式可为辣椒的科学管理与高效生产提供重要理论依据和参考。

基于WGCNA的稻谷储藏期间差异基因挖掘与品质调控网络构建

董雪, 陈梦秋, 邵晋, 吴学友, 唐培安

中国农业科学. 2025, 58(14): 2885-2903. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2025.14.013

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【背景】稻谷在长期储藏过程中经历复杂的生理和生化变化，这些变化不仅影响其储藏稳定性，还直接决定其最终的品质。储藏过程中，脂肪氧化、淀粉降解、蛋白质变化、膜稳态失衡及氧化胁迫等因素共同导致稻谷品质劣变。然而，稻谷储藏期间的分子机制尚不明确。【目的】本研究旨在通过WGCNA分析稻谷储藏期间的差异基因（DEGs），构建共表达网络，识别与稻谷储藏过程中品质变化密切相关的核心基因，并探讨其潜在调控机制，揭示稻谷储藏稳定性的关键分子基础。【方法】选取粳稻品种（南粳46号），分别在0、3、6、9和12个月的储藏时间点采样，并对样本进行转录组测序以获取基因表达数据。利用WGCNA分析筛选储藏期间差异较大的基因，构建加权基因共表达网络，并识别与储藏时间显著相关的特异性模块。基于网络连通性分析筛选核心基因，并结合富集分析、生理生化指标测定，以探索核心基因的功能。【结果】从基因表达谱中筛选出9 050个DEGs，其中8 654个基因在储藏不同阶段差异表达，396个为各储藏阶段共有的DEGs。WGCNA识别到17个基因共表达模块，进一步筛选出4个与稻谷储藏过程密切相关的特异性模块。网络连通性分析进一步挖掘出具有调控潜力的核心基因，包括参与脂质代谢的OsOLE4、OsCDAP3，维护细胞稳态的OsLEA32、OsAGP24、OsRHD3，乙烯信号通路调控基因OsERF064，以及控制表观遗传的OsEMF2a以及缺乏功能注释的5个候选基因。【结论】本研究基于转录组学和WGCNA技术，系统解析了稻谷储藏过程中的分子调控网络，表明稻谷通过多层次基因调控机制适应储藏环境。特定模块中的核心基因在抗氧化、营养代谢、膜稳态和细胞功能维持等方面发挥关键作用。

基于GreenFeed系统研究绿原酸对泌乳中后期奶牛瘤胃甲烷排放、发酵参数和生产性能的影响

李晓鹏, 刘云龙, 崔甲军, 屠焰, 蒋林树, 成述儒

中国农业科学. 2025, 58(14): 2904-2913. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2025.14.014

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【目的】反刍动物的CH₄排放在畜牧业温室气体排放中占据很大部分，采取一些适宜的措施减少当前生产中的CH₄排放对畜牧业低碳发展具有重要意义。通过GreenFeed系统实测泌乳中后期奶牛甲烷（CH₄）排放量，探究绿原酸对泌乳牛瘤胃CH₄排放、发酵参数和生产性能的影响，为绿原酸作为反刍动物CH₄排放控制的添加剂应用于生产实践提供理论依据。【方法】采用单因素完全随机试验设计，选取30头泌乳期（泌乳天数为（（170.07±57.81）d）的荷斯坦奶牛，将其分为两组，每组15个重复，每个重复为一头奶牛。其中对照组饲喂基础饲粮，处理组在基础饲粮的基础上添加20 g/（d·头）绿原酸。试验期为10周，其中预试期2周，正试期8周。试验期内采用GreenFeed系统检测泌乳牛的CH₄排放量，在试验最后1周采集瘤胃液、血样、奶样和粪样用于后续指标检测，并通过试验期甲烷排放量的平均值和产奶指标计算甲烷排放强度。【结果】与对照组相比，（1）绿原酸降低了泌乳牛的CH₄日排放量和单位产奶量的CH₄排放强度（P<0.05）；对产奶量、4%乳脂校正乳（4%FCM）和能量校正乳（ECM）没有显著影响（P>0.05），对乳脂率、乳糖率、乳尿素氮（MUN）、体细胞数（SCC）和乳中固形物也没有显著影响（P>0.05），提高了乳蛋白的比例（P<0.05），降低了乳尿素氮（MUN）的含量（P<0.01）；（2）绿原酸对泌乳牛瘤胃pH、氨态氮（NH₃-N）和总挥发酸（TVFA）浓度没有显著影响（P>0.05），但提高了丙酸比例（P<0.05），降低了丁酸比例（P<0.01）和乙酸/丙酸比值（P<0.05）；（3）绿原酸显著降低了泌乳牛血清中总胆固醇（TC）和尿素氮（BUN）的含量（P<0.01），增加了血清中总蛋白（TP，P<0.01）、白蛋白（ALB，P<0.05）和球蛋白的含量（GLB，P<0.01）；（4）绿原酸对泌乳牛营养物质表观消化率没有显著影响（P>0.05）。【结论】在泌乳牛饲粮中添加绿原酸可以通过调节瘤胃发酵模式降低CH₄排放，还可能通过调节蛋白质代谢、脂质代谢及免疫功能改善其生产性能。

我国兽用中药创新发展现状与对策：基于2006—2024年获批产品的研究

王建中, 颜航, 刘静, 周瑞, 严英夫, 李宏全

中国农业科学. 2025, 58(14): 2914-2923. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2025.14.015

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兽用中药及其制剂凭借疗效确切、毒副作用低、不易诱导耐药性等优势，在畜禽疾病防控和健康养殖中的地位日益凸显。自我国农业农村部全面实施“饲料禁抗”政策以来，兽用中药研发与审批进程显著加快，一系列创新产品获批用于动物疾病防治，推动了绿色养殖的发展。然而，当前兽用中药的研发与应用仍面临靶动物覆盖不足（如反刍动物、水产动物及宠物用药稀缺）、质量标准体系不完善、毒性评价方法欠缺、临床数据缺乏系统性等关键挑战，严重制约其现代化和国际化进程。通过系统分析2006年1月至2024年12月我国批准的兽用中药新药及制剂，评估其研发趋势、适应症分布、靶动物覆盖及质量标准等特征，揭示现存问题并提出对策，以促进兽用中药的标准化、现代化与国际化。基于“国家兽药基础数据库”和“农业农村部公告”，收集获批兽用中药数据，从研发趋势、适应症、靶动物和剂型创新等维度进行综合分析，并结合文献与政策评估其创新潜力。得出对兽用中药的研发（1）研发数量持续增长，但靶动物集中于猪、禽（占比>80%），反刍动物、水产及宠物用药不足25%；（2）适应症以呼吸道/消化道疾病及免疫调节为主，抗病毒药物稀缺；（3）生产工艺标准化程度低，原料质量波动大；（4）部分创新产品（如黄芪多糖注射液、连翘提取物制剂）展现较高科学价值，但整体研发水平仍显著落后于化学药物和生物制品。因此，兽用中药在绿色健康养殖中潜力巨大，但需突破以下瓶颈：（1）加强基础研究，阐明药效物质基础；（2）建立全产业链质量控制体系；（3）拓展靶动物范围，开发抗病毒及代谢病新药；（4）构建符合中药特点的毒性评价标准；（5）推动产学研协同创新与国际标准制定。通过整合传统医学理论与现代科技，兽用中药有望构建更安全、高效的动物疾病防控体系，为全球“减抗”行动提供中国方案。

抗南方根结线虫马铃薯野生种渐渗种质的鉴定

颉晖晖, 杨秋华, 李文丽, 朱锦程, 李惠霞, 张峰

中国农业科学. 2025, 58(14): 2924-2932. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2025.14.016

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【目的】南方根结线虫影响马铃薯产量及品质，筛选抗南方根结线虫种质，为挖掘新的抗线虫基因和抗线虫品种的选育奠定基础。【方法】利用PCR法鉴定根结线虫，并使用空心菜扩繁；接种南方根结线虫于103份苗期马铃薯野生种渐渗系，35 d后称取其根系鲜重，统计根结数量和卵块数量，计算根结指数、卵粒指数和繁殖系数，利用统计数据计算隶属函数值，结合隶属函数值和繁殖系数筛选抗性材料；检测10个抗根结线虫候选基因在马铃薯渐渗系中不同时期的表达量，综合分析抗性评价结果及候选抗性基因表达量，筛选抗南方根结线虫马铃薯野生种渐渗种质。【结果】供试线虫为南方根结线虫。103份供试马铃薯野生种渐渗系中，根结数量为（8.00±3.61）—（359.00±242.00）个；卵块数量为（1.00±0.00）—（483.67±5.69）个；根结指数为（0.62±0.28）—（36.59±2.21）；卵粒指数为（0.09±0.01）—（1 0610±503.61）；繁殖系数为（0.06±0.00）—（29.58±1.94）；隶属函数为1.96—4.98。其中，232-14和390-19的根结数量、卵块数量、根结指数、卵粒指数和繁殖系数均最低，分别为（8.00±3.61）个和（9.00±2.65）个、（1.00±0.00）个和（1.33±0.58）个、（0.67±0.27）和（0.62±0.28）、（0.09±0.01）和（0.09±0.05）、（0.06±0.00）和（0.08±0.03），隶属函数值最高，分别为4.98和4.77。232-14、390-19、271-5及374-7的卵块数量和根结数量均小于100个，271-5根系鲜重较低、呈现过敏性坏死症状，且卵粒指数和繁殖系数较高。候选抗性基因表达量检测发现，390-19在南方根结线虫侵染后的表达量整体呈先升高后降低的趋势，其中，Invertase inhibitor在第1天时表达量最高；232-14中的抗性基因在南方根结线虫侵染后第3和第7天时相对表达量显著上升；374-7中的抗性基因表达量整体呈先升高后降低的表达趋势，其中，PIN2和Replication factor A在侵染后第7天表达量最高；374-7中抗性基因表达量整体显著低于390-19和232-14；高感对照Burbank抗性基因表达量最低。【结论】筛选出以S.blb+R4为供体亲本的渐渗系232-14和390-19为抗南方根结线虫马铃薯野生种渐渗种质。野生种S.blb能提供抗南方根结线虫基因资源。

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