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2025年 第58卷 第15期 刊出日期：2025-08-01

  

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2025年第58卷第15期中英文目录

中国农业科学. 2025, 58(15):  0. 

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相关文章 | 多维度评价

作物遗传育种·种质资源·分子遗传学

籼稻品种基因组中逆转座子Tos17的鉴定与研究

罗嘉锐, 吴三玲, 郭芾, 刘振, 宋婧含, 谭瑗瑗, 舒庆尧

中国农业科学. 2025, 58(15):  2933-2947.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2025.15.001

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【目的】 Tos17是水稻基因组中的一类逆转座子。在粳稻品种日本晴中，位于第7染色体上的一个Tos17（Tos17 ^Chr.7）在组织培养中可被激活。研究我国籼稻品种中Tos17的基因组学特征，确定其在组织培养中可否被激活而影响生物技术育种。【方法】 从公共数据库中获取籼稻品种或杂交稻亲本的高质量基因组重测序数据，定制开发程序鉴定和分析Tos17的插入位点，并采用IGV软件和PCR验证鉴定结果。通过层次聚类和主成分分析对品种进行分类，基于全基因组单核苷酸多态性（single-nucleotide polymorphism，SNP）数据构建系统发育树，并运用Mantel检验评估其与Tos17单倍型的关联性。同时，采用农杆菌介导法培育籼稻品种成熟胚愈伤组织转化植株，并分析其Tos17数量的变化。【结果】 开发了一个鉴定Tos17的程序Tos17-finder，在1 511份籼稻品种中共鉴定到23个插入不同位置的Tos17。12个Tos17位于已注释基因的内部或其上下游2 kb范围内，其余11个位于基因间区。1 511个品种在第10染色体上均有一个与日本晴一致的Tos17（Tos17 ^Chr.10），在第2染色体上有2个高频率出现的拷贝，即Tos17 ^Chr.2-1（79.0%）和Tos17 ^Chr.2-2（83.7%），但只有85个（5.6%）品种携带Tos17 ^Chr.7。Tos17在每个品种的平均拷贝数为4.0个，其中，有11个品种的Tos17拷贝数多达8个，还有35个品种只检测到Tos17 ^Chr.10。根据基因组SNP，将1 511个品种分为3个亚群，每个亚群均与Tos17单倍型存在一定相关性。采用农杆菌介导遗传转化，共培育5个籼稻品种的125株T₀转基因苗，并获得了高质量基因组重测序数据，经分析，未发现有新的Tos17插入。开发了一个能准确区分Tos17 ^Chr.7和其他Tos17的分子标记。【结论】 籼稻品种中Tos17的基因组学特征与粳稻品种日本晴存在一定差异，可以用本试验开发的分子标记快速检测待测材料是否携带可被激活的Tos17 ^Chr.7。

新疆冬小麦品种资源蛋白组分及品质的遗传多样性

刘鹏鹏, 李江博, 徐红军, 聂迎彬, 韩新年, 孔德真, 桑伟

中国农业科学. 2025, 58(15):  2948-2959.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2025.15.002

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【目的】 分析新疆小麦品种资源蛋白质品质性状和贮藏蛋白组分的遗传多样性及其关系，为拓宽新疆小麦品种资源的遗传基础及育种的亲本选配和品种选育提供优质亲本材料。【方法】 以303份新疆小麦品种资源为材料，对其蛋白质品质性状和贮藏蛋白组分含量进行变异、相关及聚类分析，并计算其遗传多样性指数（H '）和隶属函数值，对供试材料进行综合评价。【结果】 新疆小麦品种资源蛋白质品质性状和贮藏蛋白组分含量的变异系数范围分别为5.52%—60.99%和9.17%—23.69%，变异系数最大的为8分钟宽度；贮藏蛋白组分含量的变异系数最大为不溶性谷蛋白聚合体含量（UPP）；遗传多样性指数分别为1.06—2.15，平均为1.78，其中，面筋指数最大，为2.15，峰值时间最小，为1.06。相关分析、多元回归分析表明，综合评价值（F₁₅）可以评价蛋白品质（面筋质量）的优劣；面筋指数（GI）、峰值时间（PT）、8分钟宽度（8 min width）、沉淀值（SV）和不溶性谷蛋白聚合体含量（UPP）指标是评价蛋白品质的重要性状，可在今后的育种中加以应用。经聚类分析，将303份小麦品种资源分为三类，所占比例分别为15.84%、43.23%和40.92%，3个类群中，第Ⅰ类群的综合评价值表现最高，品质指标表现最优，其中，不溶性谷蛋白聚合体百分含量（%UPP）、不溶性谷蛋白聚合体含量（UPP）、面筋指数（GI）、峰值时间（PT）、8分钟宽度（8 min width）、8分钟面积（8 min area）、沉淀值（SV）等7个指标的平均值均显著最高，表明通过F₁₅评价面筋质量的优劣是可靠的。【结论】 明确了新疆冬小麦品种资源蛋白质品质性状和贮藏蛋白组分指标的遗传多样性分布特点及关系，筛选出评价蛋白质品质的重要性状，基于综合评价值（F₁₅）筛选出一批贮藏蛋白组分与小麦蛋白质品质性状综合表现优异的资源，可在今后的育种中加以利用。

基于G2PSE堆叠集成的全基因组选择方法

庄润杰, 刘慧铭, 王诗雨, 吕婉萍, 温永仙

中国农业科学. 2025, 58(15):  2960-2979.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2025.15.003

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【目的】 全基因组选择（genomic selection，GS）是一种通过全基因组标记信息预测个体表型或遗传值的核心技术，在农业育种和遗传研究中具有重要的理论价值和实践意义。然而，高维特征冗余和非线性关系建模是全基因组选择中的关键挑战。提出一种从基因型到表型的堆叠集成模型（genotype to phenotype stacking ensemble，G2PSE），旨在提高预测精度和泛化能力，为高维基因组数据分析提供高效的解决方案。【方法】 构建G2PSE堆叠集成模型框架，综合应用十折交叉验证、集成学习、特征选择（LAR算法）和特征增强策略。模型采用随机森林（RF）、支持向量回归（SVR）和梯度提升回归（GBR）作为基学习器，并以普通最小二乘回归（OLSR）作为元学习器，同时，评估随机森林、支持向量回归和神经网络等元学习器对模型性能的影响。G2PSE模型包含3种核心子模型：（1）全特征堆叠集成（AFSE），充分利用所有SNP特征；（2）LAR特征堆叠集成（LFSE），通过特征选择减少冗余信息，提升泛化能力；（3）LAR特征增强堆叠集成（LFESE），结合特征选择与增强策略，在高维数据环境中优化预测能力。探讨3种特征增强变体（AFESE、HFESEⅠ、HFESEⅡ）的性能。最终，模型在小麦、大豆、罗非鱼3个物种的多性状数据集上进行试验评估，并进一步利用Pepper203数据集进行独立测试集评估，验证模型的鲁棒性。【结果】 G2PSE模型在皮尔逊相关系数（PCC）和平均绝对误差（MAE）2项指标上显著优于传统方法和单一机器学习模型。3种核心子模型中，LFESE通过结合特征选择与增强策略表现最佳，LFSE通过特征选择减少了冗余信息并增强了泛化能力，而AFSE在全面捕获基因型全局信息方面具有显著优势。此外，3种特征增强变体模型进一步验证了特征质量相较于特征数量对提升预测性能的重要性。试验还表明，在元学习器选择中，线性回归模型的表现最佳，而在计算效率上，LFESE和LFSE子模型展示了较为均衡的性能。且合理的特征选择阈值对模型性能至关重要，其中，低维数据集的最优阈值为10%—20%，而高维数据集的最优阈值为1%。最后，在独立测试集上的评估证明LFESE子模型具有最佳的泛化能力。【结论】 G2PSE模型通过集成学习、特征选择与增强策略显著提升了全基因组选择的预测性能。

耕作栽培·生理生化·农业信息技术

陆地棉与海岛棉铃形态特征与纤维及籽仁品质的关系

唐朝元, 刘韬奋, 吴艳琴, 张启鹏, 李自良, 陈云瑞, 雷长英, 张亚黎, 张旺锋, 杜明伟, 杨明凤, 田景山

中国农业科学. 2025, 58(15):  2980-2992.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2025.15.004

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【目的】 分析陆地棉与海岛棉铃形态特征、铃重、纤维与籽仁品质的差异性及其关系，以期为棉花新品种选育和高产优质栽培提供理论依据。【方法】 试验于2022—2023年在新疆维吾尔自治区乌兰乌苏农业气象试验站进行，选择299份陆地棉和274份海岛棉种质资源，采用相关性、主成分和灰色关联度等统计方法，明确陆地棉与海岛棉铃形态特征差异对纤维及籽仁品质的影响。【结果】 海岛棉铃长变化范围为3.79—6.20 cm，显著高于陆地棉，而陆地棉铃直径、铃表面积和铃体积均高于海岛棉，其中铃直径范围为2.81—4.27 cm，铃表面积和铃体积分别为21.86—37.42 cm²和14.76—33.58 cm³；陆地棉断裂比强度随铃直径的增加呈上升趋势，海岛棉纤维品质随着铃体积的增大而变优。海岛棉铃壳重为0.97 g，较陆地棉显著减少37.01%，陆地棉比壳重显著高于海岛棉，其变化范围为2.24—9.88 g·dm^-2；陆地棉纤维长度和断裂比强度与铃壳重和比壳重呈显著正相关关系；海岛棉纤维长度与铃壳重和比壳重呈显著负相关关系，断裂比强度与铃壳重呈显著正相关关系，陆地棉与海岛棉铃壳重和比壳重的增加均与铃重的上升呈显著正相关关系。陆地棉单铃纤维重和单铃棉籽重变化范围为0.85—3.69和1.85—6.16 g，较海岛棉分别增加了48.34%和37.97%。陆地棉纤维长度和断裂比强度与其单铃棉籽重呈显著正相关关系，海岛棉则与单铃纤维重呈显著负相关关系。海岛棉籽仁油脂含量为35.04%，较陆地棉显著高1.75%，陆地棉籽仁蛋白质含量为40.75%，较海岛棉显著高2.86%；纤维品质与籽仁蛋白质含量呈显著负相关关系，随籽仁蛋白质含量的增加，纤维长度和断裂比强度呈显著下降趋势。【结论】 光合产物在纤维和籽仁的分配差异性是陆地棉和海岛棉纤维品质差异的主要原因，扩大棉铃库容能够协同提升陆地棉与海岛棉铃重与纤维品质。

氧化石墨烯提高花生种子萌发率和幼苗耐盐性的生理机制

李琼玮, 毕言亮, 闫宁, 邹晓霞, 司彤

中国农业科学. 2025, 58(15):  2993-3006.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2025.15.005

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【目的】 氧化石墨烯（GO）作为一种新型碳纳米材料在现代农业中正迅速崭露头角。本研究结合生理指标和转录组学，探究GO对种子萌发和幼苗耐盐性的影响，拟为GO提高花生耐盐性提供理论依据，进而为利用GO增强植物耐盐性的应用提供科学支撑。【方法】 以花生品种青花7号（Q7）为研究对象，用200 mg·L^-1的GO进行种子处理，并开展花生种子萌发和幼苗耐盐性试验。通过明确种子萌发特性、幼苗生长特性、光合特性、抗氧化特性以及根系转录组学的变化规律，探究GO提高花生耐盐性的生理机制。【结果】 在种子萌发阶段，GO引发的种子表现出更高的露白率和发芽率。在幼苗生长阶段，在正常条件下，GO引发后花生的总根体积、根表面积、叶绿素a含量和叶绿素b含量分别较对照处理提高12.96%、12.59%、52.33%和25.19%，地上部和地下部干重较对照处理分别降低6.01%和17.82%。盐胁迫条件下，GO引发后花生植株株高、地上部干重、地下部干重、总根长和根表面积分别较对照处理显著提高30.67%、20.25%、27.70%、18.04%和17.78%；总叶绿素、叶绿素a含量、叶绿素b含量和最大光化学效率（Fv/Fm）分别较对照处理显著提高149.39%、126.27%、106.36%和18.26%，叶片气体交换参数中净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）和蒸腾速率（Tr）分别提高66.69%、138.99%和173.39%。叶片相对含水量提高了83.32%；叶片中SOD和APX活性分别显著提高59.62%和104.70%，叶片胞间CO₂浓度（Ci）、相对电导率、丙二醛（MDA）含量和POD活性显著降低19.58%、14.73%、56.23%和72.87%。此外，在GO引发后，花生幼苗的差异表达基因与次生代谢、光合作用及碳氮代谢等密切相关。【结论】 GO促进了花生种子萌发和盐胁迫条件下花生幼苗生长，株高、根长和生物量显著提高。GO诱导了光保护机制，表现为Pn、Fv/Fm和叶绿素含量提高。同时，抗氧化酶活性在GO引发的花生叶片中显著增加，进而减少了MDA积累并降低了REC，维持了细胞质膜完整性。

氮添加对不同种植模式下人工草地产量稳定性的影响

袁波, 徐丽君, 磋么机, 聂莹莹, 张洪志, 柳新伟, 杨敏, 郭明英

中国农业科学. 2025, 58(15):  3007-3019.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2025.15.006

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【目的】 北方农牧交错区是我国重要的农畜产品生产基地和生态安全屏障，分析不同种植模式对草地产量、种间相容性及产量稳定性的影响，以期为揭示氮添加对不同种植模式人工草地的可持续利用性提供科学依据。【方法】 基于呼伦贝尔国家野外站长期栽培草地核心试验平台，设置3种种植模式，分别为杂花苜蓿单播（M）、无芒雀麦单播（B）、杂花苜蓿-无芒雀麦1﹕1混播（M﹕B）；设置3种施氮水平，分别为不施氮（CK）、75 kg N·hm^-2（N₇₅）、150 kg N·hm^-2（N₁₅₀）。利用产量、相对产量（RY）、相对产量总和（RYT）、竞争率（CR）、稳定性、异步性等指标，研究人工草地不同种植模式下牧草产量对氮添加的响应。【结果】 （1）通过8年长期定位观测，结果显示，N₇₅与N₁₅₀处理前期均显著提高混播草地牧草产量，其中N₁₅₀处理促进了单播草地牧草产量，且不同施氮水平下，混播草地牧草产量和稳定性均高于单播草地。（2）在杂花苜蓿-无芒雀麦混播草地，建植第1—5年杂花苜蓿竞争率>1，建植第6—8年杂花苜蓿竞争率<1，说明建植前期杂花苜蓿竞争力极大，而无芒雀麦后期通过持续养分利用维持系统平衡，这种时序互补性使混播草地牧草产量稳定性提升1.41—1.53倍，异步性提升1.27—1.57倍，进而缓冲产量波动，并且稳定性与异步性呈正比例关系。【结论】 物种产量异步性和稳定性是决定混播产量稳定的关键因素。在呼伦贝尔地区建植单播型杂花苜蓿或者无芒雀麦人工草地，建议施氮量150 kg N·hm^-2为宜；建植杂花苜蓿-无芒雀麦混播草地，建议建植初期加大施氮量，以75 kg N·hm^-2为宜。豆禾混播牧草通过互补共生，既有效利用土壤中的养分、提高了牧草产量，同时又实现减少外源氮的施入量，达到促进和维持草地高产状态的目的。

植物保护

条纹病菌效应蛋白Pg00778调控对大麦致病力的作用

杨文娟, 高嘉诚, 王艳婷, 李妍, 郭铭, 汪军成, 孟亚雄, 王化俊, 司二静

中国农业科学. 2025, 58(15):  3020-3035.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2025.15.007

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【目的】 大麦条纹病是由大麦条纹病菌（Pyrenophora graminea）引起的重大农业病害，严重影响大麦的产量和品质。条纹病菌侵染寄主过程中分泌多种效应蛋白调控植物防御系统，增强其致病力。明确条纹病菌效应蛋白Pg00778的功能及作用机理，为条纹病菌致病机制研究提供理论参考。【方法】 基于本课题组前期测序的大麦条纹病强致病力菌株QWC基因组数据，结合大麦条纹病菌与高感大麦互作的转录组分析结果得到一个候选效应蛋白Pg00778。以大麦条纹病菌野生株QWC为试材克隆Pg00778，并分析其序列特征，使用MEGA11.0构建大麦条纹病菌与其他病原菌蛋白的系统发育树。在本氏烟叶片细胞中瞬时表达验证Pg00778的毒性功能，运用烟草亚细胞定位试验研究Pg00778蛋白的表达位置。采用CaCl₂-PEG4000介导的原生质体转化法获得Pg00778基因干扰突变菌株及过表达转化菌株，通过菌株营养生长和致病力测定，对Pg00778在大麦条纹病菌侵染大麦中的功能进行分析。【结果】 Pg00778不含信号肽、无跨膜区域且无已知的功能结构域，属于非经典的效应蛋白；系统发育分析表明Pg00778与小麦黄斑叶枯病菌（XM_066107220.1）进化关系最近；在本氏烟叶片中瞬时表达Pg00778既不能诱导细胞坏死，也不能抑制由BAX引起的细胞坏死；Pg00778主要定位于细胞核、细胞膜和细胞质；与野生株相比，Pg00778-RNAi突变株基因相对表达量分别降低41.6%和54.0%，Pg00778-OE转化株基因相对表达量分别升高290.0%、397.4%和263.7%；干扰Pg00778导致大麦条纹病菌的生长速率显著降低21.4%—30.1%，侵染大麦后叶片叶绿素相对含量升高34.1%—39.1%；Pg00778-OE转化株菌落生长速率较野生株明显加快7.3%—12.6%，侵染大麦叶片后叶绿素相对含量较野生组显著降低20.0%—23.0%；菌丝显微形态并无明显差别；致病力检测发现Pg00778-RNAi突变株发病率较野生株分别下降51.5%和49.0%，Pg00778-OE转化株发病率分别升高19.0%、20.3%和21.2%；菌株侵染大麦后，与野生型植株相比，Pg00778-OE转化株侵染植株叶片中的条纹病症状更加严重，台盼蓝染色更深、更蓝，活性氧的积累量显著增加；Pg00778-RNAi突变株侵染叶片条纹症状明显减少，细胞膜较完整，活性氧的积累量显著降低。【结论】 效应蛋白Pg00778正调控大麦条纹病菌的致病力，是影响大麦条纹病菌侵染寄主的重要效应蛋白。

土壤肥料·节水灌溉·农业生态环境

我国不同麦区土施硒肥的小麦富硒效应

礼海风, 李文虎, 李宇珂, 王朝辉, 刘金山

中国农业科学. 2025, 58(15):  3036-3050.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2025.15.008

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【目的】 基于不同麦区气候、土壤、耕作、田间管理条件，研究土施硒肥对我国不同麦区小麦富硒效果及土壤有效硒含量的影响，分析不同麦区小麦籽粒硒含量提升效果差异的区域影响因素，为高效利用硒肥、科学推进富硒小麦生产提供依据。【方法】 试验于2022—2024年在我国小麦主产区的陕西永寿、河北柏乡、四川梓潼、安徽舒城4个试验点进行，采用单因素随机区组设计，设置土施硒肥（亚硒酸钠）0、100、200、300和400 g·hm^-2共5个处理（Se0、Se100、Se200、Se300、Se400）。在小麦开花期和成熟期分别采集植株和土壤样品，测定分析各地的小麦产量、开花期及成熟期小麦植株硒含量、硒吸收量及土壤有效硒含量。【结果】 土施硒肥对小麦产量及地上部生物量无显著影响；小麦地上部各器官硒含量及硒积累量均随着施硒量的增加而显著提高；小麦籽粒硒含量与硒肥施用量呈线性正相关，4个供试地区小麦富硒效果依次为河北柏乡>陕西永寿>安徽舒城>四川梓潼，每增施1 g·hm^-2硒肥，籽粒硒含量分别提升1.03、0.57、0.35和0.33 μg·kg^-1；相同施硒量下，开花期硒转运系数TF_穗/茎叶值均高于TF_茎叶/根值，成熟期硒转运系数TF_{籽粒/茎叶}值随着施硒量的增加而提高，说明亚硒酸盐不易从小麦根部进入茎叶中，却易从茎叶向穗中转运。土壤有效硒含量随着施硒量的增加显著提高，增加幅度表现为陕西永寿>河北柏乡>安徽舒城>四川梓潼，每增施1 g·hm^-2硒肥，4个试验点土壤有效硒含量分别提升0.141、0.077、0.008和0.008 μg·kg^-1；陕西永寿、河北柏乡、四川梓潼、安徽舒城达到富硒小麦籽粒硒含量要求（>150 μg·kg^-1）的施硒量分别为232、0、376和354 g·hm^-2。【结论】 在土壤硒含量不高的情况下，土施硒肥在不同麦区均可实现富硒小麦的生产并提高土壤有效硒含量，但在碱性土壤中小麦富硒效果更好、土壤有效硒含量提升更高；达到小麦富硒（>150 μg·kg^-1）要求时碱性土壤所需硒肥用量低于酸性土壤。

保护性耕作和施氮促进土壤碳氮矿化提高玉米光合特性和产量

卢怡宁, 谷晓博, 杜娅丹, 李晓雁, 延廷霖, 赵彤彤

中国农业科学. 2025, 58(15):  3051-3063.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2025.15.009

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【目的】 探究保护性耕作和施氮对土壤碳氮矿化特性及其对玉米光合特性和产量的影响机理，为提高西北旱区土壤肥力、促进玉米生产提供依据。【方法】 通过两年（2019—2020年）玉米田间定位试验，以传统耕作（CT）为对照，设置3种保护性耕作措施（免耕：NT；小麦季免耕玉米季旋耕：OT；起垄免耕：RNT）和2个施氮水平（N0：0；N2：170 kg N·hm^-2），共6个处理。系统研究保护性耕作和施氮对土壤养分含量、碳氮矿化特性、玉米光合生理特征和产量的影响。【结果】 保护性耕作和施氮显著提高了土壤养分含量（P<0.05），N2水平下NT、OT和RNT处理土壤有机碳（SOC）、微生物量碳（MBC）、全氮（TN）和微生物量氮（MBN）含量较CT分别提高了8.6%—24.7%、18.9%—27.0%、8.9%—20.2%和0.3%—24.9%。施氮显著增加了土壤碳矿化累积量（C_min）、氮矿化累积量（N_min）及其矿化速率，保护性耕作进一步提高了土壤碳、氮矿化特性。C_min和N_min分别在RNTN2和OTN2处理下达到最大值，较其他处理分别提高了4.0%—30.2%和8.0%—52.4%。保护性耕作和施氮显著提高了玉米叶片净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）和气孔导度（Gs）（P<0.05），两年玉米Pn、Tr和Gs均在OTN2处理达到最大值。两年玉米产量均表现为OTN2>RNTN2>NTN2>CTN2>NTN0>CTN0处理，最高产量分别为10.52和10.91 t·hm^-2，较其他处理分别平均提高了24.5%和27.5%。基于结构方程模型分析发现，保护性耕作主要通过增加土壤养分含量，促进了土壤有机碳氮矿化，提升了土壤有效氮供应能力，进而促进玉米光合能力增强，实现玉米增产。【结论】 在西北旱区，保护性耕作和施氮对于促进土壤碳氮矿化、提升玉米产量和维持土壤生产力具有重要意义，推荐小麦季免耕玉米季旋耕结合施氮为玉米增产提效最优管理措施。

园艺

链霉菌TOR3209对低温胁迫下番茄植株叶绿素合成和多胺含量的影响

马佳, 彭杰丽, 王旭, 贾楠, 李孟凯, 胡栋

中国农业科学. 2025, 58(15):  3064-3080.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2025.15.010

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【目的】 研究链霉菌TOR3209缓解低温对番茄植株胁迫作用的生物学机制，主要从叶绿素合成代谢和多胺含量变化两方面入手揭示TOR3209对光系统中捕光色素蛋白复合体II（LHCII）的保护机制。【方法】 培养番茄至4叶期于移栽时接种TOR3209菌剂，移栽30 d后进行低温胁迫（5 ℃）试验，设置常温接种TOR3209（TOR3209）、常温不接菌（NI）、低温接种TOR3209（TOR3209+C）、低温不接菌（NI+C）4个处理。采用蔗糖密度梯度离心法检测LHCII构象的变化，使用微型板酶检测技术测定叶绿素含量、叶绿素合成前体物质以及合成代谢关键酶活性，通过高效液相色谱法检测不同形态多胺含量，利用荧光定量PCR分析叶绿素和多胺合成代谢关键基因表达的差异。【结果】 低温胁迫引起类囊体膜LHCII单体和三聚体丰度的降低，链霉菌TOR3209可有效缓解低温胁迫对LHCII单体及三聚体的降解。番茄叶片叶绿素含量受低温影响均显著降低，且叶绿素合成的前体物质胆色素原（PBG）大量积累并伴随着尿卟啉原III（Urogen III）、原卟啉IX（Proto IX）、镁-原卟啉IX（Mg-proto IX）和原叶绿素酸酯（Pchl）等下游前体物质的含量显著下降，叶绿素含量的降低主要是由PBG向Urogen III的转化受到阻碍导致的。链霉菌TOR3209能增强低温胁迫下胆色素原脱氨酶（PBGD）活性及其编码基因HemC的表达水平，促进PBG向Urogen III的转化，从而恢复受阻点后的叶绿素合成途径，同时降低叶绿素酶（Chlase）活性及其编码基因Clh的表达水平，促进叶绿素的积累。低温胁迫导致叶片游离态多胺和结合态多胺含量均显著降低，腐胺（Put）/精胺（Spm）比率下降；TOR3209在胁迫初期显著提升游离态和结合态多胺的积累水平；随着胁迫持续，通过上调Odc表达促进Put向亚精胺（Spd）转化，使游离态/结合态Put和结合态Spd持续积累，但Spm含量与低温对照无显著差异，因此Put/Spm比率显著提高，有助于增强低温胁迫下LHCII丰度并稳定LHCII的聚集状态。此外，TOR3209可提高因低温胁迫导致的转谷酰胺酶（TGase）活性下降，促进多胺从游离态向结合态转化。【结论】 TOR3209通过缓解因低温导致的PBG向Urogen III转化的受阻作用促进番茄叶片叶绿素的生物合成，并提高Put的含量和Put/Spm比率，来增强LHCII单体和三聚体的稳定性，保护光合器官免受低温胁迫的破坏。

SnRK2.6对芍药远缘杂交花粉管生长的影响及对ABA的响应

周平西, 王警琨, 尤啸龙, 华超, 郭浩楠, 张明星, 刘艺平, 贺丹, 何松林

中国农业科学. 2025, 58(15):  3081-3096.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2025.15.011

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【目的】 从芍药转录组筛选SnRK2基因，探究芍药SnRK2介导ABA通路调控芍药属远缘杂交花粉萌发和花粉管生长的分子机制，为克服芍药属远缘杂交不亲和提供理论依据。【方法】 基于芍药柱头转录组数据（NCBI登录号：PRJNA592882），筛选ABA信号通路基因和第Ⅲ亚组SnRK2基因PlSnRK2.6；克隆PlSnRK2.6，并进行生物信息学分析和亚细胞定位；采用酶联免疫吸附法（ELISA）测定芍药自交、杂交后4、8、12、24和36 h的柱头内ABA激素含量，以及目的基因相对表达量。外施ABA及其抑制剂后，测定芍药自交与杂交不同时期柱头中PlSnRK2.6的相对表达量；通过Y2H试验筛选PlSnRK2.6的互作蛋白。【结果】 通过体外花粉培养发现，与正常培养基相比，ABA培养基中花粉的萌发率和花粉管长度显著降低，表明ABA对牡丹花粉的萌发与花粉管生长具有抑制作用。通过芍药转录组筛选ABA信号通路中调控离子运输的KAT1、调控ROS产生的RBOHF、蛋白激酶SnRK2、蛋白磷酸酶PP2C、ABFs和ABI家族基因。qPCR分析结果显示，在ABA信号通路中，与芍药自交相比，PlSnRK2.6和PlRBOHF的表达量显著升高；PlKAT1表达量下降；PlABF2、PlABI5表达量呈先上升后下降的趋势，该趋势与转录组中FPKM值趋势一致。经转录组筛选克隆的PlSnRK2.6 CDS全长为1 092 bp，编码363个氨基酸，经基因结构分析比对，发现其具有显著的STKc_SnRK2-3保守结构域；多物种系统进化关系表明，SnRK2家族可分为3个亚家族，PlSnRK2.6属于第Ⅲ亚组，其中，PlSnRK2.6与牡丹、拟南芥的SnRK2.6聚类到同一分支。PlSnRK2.6与蛇莓SnRK2.6亲缘关系最近，同源比对发现SnRK2-3结构域较为保守。亚细胞定位显示，PlSnRK2.6蛋白定位于细胞核。芍药杂交组合中的ABA含量在大部分时期高于自交，PlSnRK2.6表达量同样高于自交，在24和36 h较为显著，其杂交时期的表达量分别是自交的8.94和5.07倍。ABA响应试验发现PlSnRK2.6对ABA具有明显的响应性，其表达趋势在授粉后期更为明显。酵母双杂交试验显示，PlSnRK2.6不具有自激活特性，与PlACP1、PlHMGB3有相互作用。【结论】 筛选出响应ABA诱导的蛋白激酶PlSnRK2.6，其在芍药远缘杂交柱头中高表达，与PlACP1和PlHMGB3相互作用。推测PlSnRK2.6及其互作蛋白通过ABA信号通路调控花粉萌发和花粉管生长，可能在调节芍药远缘杂交不亲和性过程中发挥关键作用。

食品科学与工程

基于氨基酸及其理化特性分析食用菌替代蛋白的潜力

俞云燕, 马高兴, 段亚宁, 陶琦, 李辛奕, 胡秋辉, 马宁

中国农业科学. 2025, 58(15):  3097-3117.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2025.15.012

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【目的】 从营养和加工的角度出发，分析常见食用菌蛋白的氨基酸构成、理化性质和结构特征，以明确食用菌源蛋白质的营养价值优势及其在食品加工过程中的潜在应用。【方法】 从原料可得性和经济效益的角度，挑选香菇、双孢蘑菇、白玉菇、平菇、蟹味菇、茶树菇、金针菇、杏鲍菇等8种食用菌为研究对象，比较不同食用菌蛋白在氨基酸组成和消化率上的差异，通过氨基酸比值、氨基酸比值系数等指标，对标全鸡蛋蛋白、小麦蛋白、大豆蛋白等，分析食用菌营养价值及作为替代蛋白的优势。分析不同食用菌蛋白的溶解性、持水性、持油性、乳化性、起泡性等理化特性，通过傅里叶红外光谱和扫描电镜分析其结构特征，建立理化特性与结构之间的关系，分析食用菌蛋白在食品工业中的应用潜力。【结果】 8种食用菌蛋白的必需氨基酸/总氨基酸（essential amino acids/total amino acid，EAA/TAA）比值均在40%左右，必需氨基酸/非必需氨基酸（EAA/nonessential amino acid，EAA/NEAA）比值在60%以上，符合理想蛋白质模式。香菇蛋白的氨基酸组成最接近氨基酸模式谱和参考蛋白的氨基酸组成，必需氨基酸指数为66.31，通过消化率对氨基酸评分进行校正，香菇蛋白的整体评分仍然最高，是优质的蛋白质来源。此外，茶树菇蛋白的必需氨基酸含量占总氨基酸的47.12%，接近乳清蛋白，是必需氨基酸的良好补充源。白玉菇蛋白的消化率为89.59%，且为快速消化蛋白，可应用于运动后身体机能的快速恢复。8种食用菌蛋白的理化特性也存在显著差异，白玉菇和蟹味菇表现出良好的持水性、持油性及乳化性，有广泛的食品加工应用场景。【结论】 通过食用菌营养评价体系，香菇蛋白的氨基酸组成综合评价最高，因此，可以考虑将香菇蛋白作为单独的蛋白补充剂。平菇、杏鲍菇、白玉菇及蟹味菇蛋白在不同方面表现出了加工优势和结构相似性，可应用于肉制品、面制品、烘焙食品等多种食品的生产加工，实现食用菌蛋白营养和加工优势的最大化利用。

日粮中添加酱油残渣压榨油脂对猪肉品质的影响

唐佳灵, 张玉林, 杨勇, 方正锋, 韩国全, 惠腾

中国农业科学. 2025, 58(15):  3118-3133.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2025.15.013

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【目的】 探讨日粮中使用酱油残渣压榨油脂替代传统日粮中的大豆油脂在生猪育肥中对原料猪肉营养品质及食用品质的影响。【方法】 选取体重相近的“杜洛克×长白猪×大约克夏”三元杂交幼猪12只进行统一育肥，在体重为25-100 kg期间使用商业饲料进行饲喂，饲养至100 kg后随机分为2组，每组6个重复，使用配制饲料进行育肥，对照组饲喂日粮中使用大豆油作为基础油料，试验组在基础日粮中添加酱油残渣压榨油脂作为基础油料，添加剂量为2 kg（油脂）/100 kg（日粮），试验持续52 d直至生猪体重达到140 kg后截止。随后按照要求进行统一屠宰，排酸24 h后，采集右侧猪背最长肌，剔去脂肪和结缔组织后，冷链运输至实验室测定两组原料肉中pH、水分、蛋白质、脂肪、脂质组成、还原糖、氨基酸、色度、电子鼻等指标。【结果】 就营养品质而言，酱油残渣压榨油脂处理对猪肉水分、蛋白质、脂肪、16种氨基酸、中性脂肪、磷脂、葡萄糖含量没有显著影响（P>0.05），提高了猪肉中的pH，使灰分、核糖、磷脂多不饱和脂肪酸和游离脂肪酸含量分别降低约24%、17%、30%和38%，中性脂肪中的饱和脂肪酸和n-3 PUFA分别提高0.40和1.76倍；就食用品质而言，酱油残渣压榨油脂处理对猪肉a^*、b^*和质构特性无显著影响（P>0.05），降低猪肉L^*约8%，猪肉电子鼻气味由醇类物质向醛类物质转变，并显著提高了猪背最长肌的持水力。【结论】 日粮中添加酱油残渣压榨油脂对猪肉品质有一定的改善作用。

畜牧·兽医

gga-miR-30a-5p的表达规律及其对鸡脂肪沉积的调控

黄华云, 刘星, 王钱保, 李瑞瑞, 杨苗苗, 李春苗, 吴兆林, 孔令琳, 赵振华

中国农业科学. 2025, 58(15):  3134-3144.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2025.15.014

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【目的】 miR-30a-5p为miR-30家族成员，其在鸡脂肪沉积中的作用尚未见报道，通过对gga-miR-30a-5p在鸡腹部脂肪及肌内脂肪沉积中的作用研究，为解析鸡腹部脂肪和肌内脂肪生成的机制研究奠定基础。【方法】 以优质黄羽肉鸡（矮小型）S3系和隐性白羽鸡（RR）为试验对象，利用荧光定量PCR检测gga-miR-30a-5p在腹部脂肪、肝脏和腿肌组织0周（0W）、2、4、8、14和16W及腹部脂肪细胞和肌内脂肪细胞增殖期、分化期的表达变化；腹部脂肪细胞及肌内脂肪细胞中分别转染gga-miR-30a-5p mimics和inhibitor，荧光定量PCR检测ga-miR-30a-5p的表达变化；油红O染色，异丙醇萃取脂滴，检测转染gga-miR-30a-5p mimics和inhibitor后腹部脂肪和肌内脂肪细胞脂滴沉积变化；利用生物信息学分析，预测gga-miR-30a-5p的作用靶基因。【结果】 gga-miR-30a-5p在不同组织（腹部脂肪、肝脏和腿肌组织）中的表达存在显著的品种差异性（P<0.05）。在腹部脂肪组织中，0周龄时gga-miR-30a-5p在隐性白羽鸡中的表达显著低于S3系鸡（P<0.05）。S3系和隐性白羽鸡0周龄时gga-miR-30a-5p表达最高，显著高于其他周龄（P<0.05），其他周龄间的表达差异不显著（P>0.05）；在肝脏组织中，16周龄时gga-miR-30a-5p在RR鸡中表达显著低于S3系鸡（P<0.05）。在S3系鸡中，16周龄肝脏组织中的gga-miR-30a-5p表达水平显著高于其他周龄（P<0.05），在RR鸡中，16周龄肝脏组织中的gga-miR-30a-5p表达水平显著高于0周龄和8周龄（P<0.05）；在腿肌组织中，16周龄时gga-miR-30a-5p在RR鸡中的表达显著低于S3系鸡（P<0.05）。gga-miR-30a-5p在S3系鸡14周龄时表达最低，显著低于2、8和16W（P<0.05），RR鸡腿肌组织各个周龄间的表达差异不显著（P>0.05）。在腹部脂肪细胞中，gga-miR-30a-5p在增殖期的表达显著低于分化期4 d和6 d的表达（P<0.05）；肌内脂肪细胞中，增殖期与分化期1 d的表达差异不显著（P>0.05），分化期4 d和6 d的表达水平显著高于增殖期（P<0.05），并且随着分化时间的延长，其表达水平逐渐升高；gga-miR-30a-5p mimics和inhibitor转染腹部脂肪细胞24 h后，gga-miR-30a-5p的表达显著升高和降低，表明gga-miR-30a-5p mimics和inhibitor已成功转染至腹部脂肪细胞；转染gga-miR-30a-5p mimics 3d后，腹部脂肪细胞脂滴沉积能力显著升高；转染gga-miR-30a-5p inhibitor，腹部脂肪细胞脂滴沉积能力则显著降低（P<0.05）；gga-miR-30a-5p mimics和inhibitor转染肌内脂肪细胞24 h后，gga-miR-30a-5p的表达显著升高和降低，表明gga-miR-30a-5p mimics和inhibitor已成功转染至肌内脂肪细胞；转染gga-miR-30a-5p mimics 3 d后，肌内脂肪细胞脂滴沉积能力显著升高；转染gga-miR-30a-5p inhibitor后，脂滴沉积能力则显著降低（P<0.05）。靶基因GO、Pathway及蛋白互作分析表明，UBE2I、UBE3C、CUL2、SOSC3和RUNX1可能是gga-miR-30a-5p调控脂肪沉积的预测靶基因。【结论】 gga-miR-30a-5p在不同组织中的表达存在显著的品种差异性；gga-miR-30a-5p具有促进腹部脂肪和肌内脂肪沉积的作用，UBE2I、UBE3C、CUL2、SOSC3和RUNX1是重要的候选靶基因。

金定鸭产蛋数性状的全基因组关联研究

刘宏祥, 张雪萍, 王逸飞, 王志成, 顾昊天, 宋卫涛, 陶志云, 徐文娟, 章双杰, 卢立志, 李慧芳, 朱春红

中国农业科学. 2025, 58(15):  3145-3158.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2025.15.015

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【目的】 基于全基因组关联研究（genome-wide association study，GWAS）技术筛选和鉴定金定鸭产蛋数性状相关的单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphisms，SNPs）位点及候选基因，为金定鸭产蛋性状的分子育种提供参考信息。【方法】 采用441只同批次健康金定鸭（母鸭）群体作为研究对象，分别收集每只个体从产第一枚蛋开始至43周龄、55周龄和72周龄的产蛋数（分别为W43、W55和W72）共3个产蛋数性状。所有441只个体翅静脉采血后进行全基因组重测序，下机数据与鸭参考基因组（ZJU1.0）比对得到全基因组范围内的SNPs位点，利用plink软件质控后获取高质量SNPs位点，使用ASReml-R 4.2软件多性状动物模型估计43周龄、55周龄、72周龄产蛋数性状的遗传力，以及两两性状间的遗传相关、表型相关。利用gemma软件分别对3个产蛋数性状进行全基因组关联分析，鉴定3个产蛋数性状共享的关联标记位点，利用bedtools软件对这些位点进行注释，挖掘标记位点附近的候选基因。【结果】 金定鸭W43、W55和W72遗传力均较低，遗传力范围在0.17—0.30之间，并随着周龄的增加，遗传力逐渐降低。不同周龄产蛋数间均具有较高的遗传正相关，相邻时间点间的遗传相关系数高于间隔时间点之间的遗传相关系数，其中W43与W55的遗传相关系数为0.75，W55与W72遗传相关系数为0.89。GWAS研究结果表明，W43筛选到174个潜在显著SNPs位点（P<9.43×10^-7），分布于3、13、21号染色体上；W55筛选到297个潜在显著SNPs位点（P<9.43×10^-7），分布于3、13号染色体上；W72筛选到36个潜在显著SNPs位点（P<9.43×10^-7），均位于3号染色体上。3个产蛋数性状共享20个重叠的潜在显著SNPs位点（P<9.43×10^-7），且均位于3号染色体上。这些位点形成了两个较大的单倍型块，并涉及5个候选基因，包括参与钙离子作用的VSNL1基因、参与中胚层形成的MSGN1基因、具有钾离子通道作用的KCNS3基因，参与DNA修复的SMC6和GEN1基因。【结论】 估计了金定鸭43周龄、55周龄和72周龄产蛋数性状的遗传参数，通过产蛋数性状的GWAS研究鉴定了同时影响3个周龄产蛋数性状的20个潜在显著的SNPs位点、5个候选基因，这些结果为金定鸭产蛋数性状分子育种提供了参考信息。