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2026年 第59卷 第1期 刊出日期：2026-01-01

  

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2026年第59卷第1期中英文目录

中国农业科学. 2026, 59(1):  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

ABC转运蛋白OsARG1调控水稻抽穗期的功能

王忠妮, 雷月, 李佳丽, 宫彦龙, 朱速松

中国农业科学. 2026, 59(1):  1-16.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2026.01.001

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【目的】抽穗期是影响水稻产量和品质的重要农艺性状。水稻抽穗期受组蛋白修饰酶、转录因子、蛋白激酶、成花素及光敏色素等的调控。ABC转运蛋白在底物运输过程中发挥重要作用，但其在抽穗期调控中的功能尚不清楚。研究水稻ABC转运蛋白OsARG1在抽穗期调控中的功能，可为丰富抽穗期调控网络提供依据。【方法】以日本晴（野生型）和osarg1突变体为试验材料，对抽穗期、株高、分蘖数、穗长等农艺性状进行调查统计。测定日本晴叶片（WT），以及osarg1突变体的白化叶（WL）、黄绿叶（YL）和绿色叶（GL）中的叶绿素含量；通过ICP-MS测定上述材料中钴、镍、钙、镁、铁等金属元素的含量。对日本晴及osarg1的WL和GL进行激素含量测定和转录组测序分析；通过激素-转录组联合分析进一步研究OsARG1调控水稻抽穗期的作用机理。【结果】osarg1在贵阳和长春的抽穗期均提前，株高、分蘖数和穗长等农艺性状指标均低于野生型。叶绿素含量测定结果表明，YL和WL中的叶绿素含量显著低于野生型；金属元素含量测定发现osarg1的WL、YL和GL中的金属元素平衡均受到破坏。激素含量测定结果显示，YL和WL中的赤霉素、部分生长素类激素和细胞分裂素类激素的含量上调，且在WL中的上调幅度更大。转录组测序数据显示，GL_vs_WT和WL_vs_WT 2个组别分别鉴定出2 001和6 555个差异表达基因（DEGs）。经转录组数据分析，GL中20多个抽穗期相关基因的表达发生变化，包括甲基转移酶基因、成花素Hd3a和成花转变相关基因OsMADS14等。对GL_vs_WT的DEGs进行GO和KEGG富集分析，结果显示，DEGs在代谢过程、生长发育及对环境的响应等通路中富集。激素含量和转录组联合分析结果表明，OsARG1可能通过影响二萜合成途径、玉米素合成途径和激素信号传导调控赤霉素和细胞分裂素的含量。qRT-PCR结果显示，所选基因的表达变化趋势与转录组数据一致，证实转录组数据的准确性。【结论】osarg1的抽穗期提前，OsARG1可能通过影响抽穗期相关基因的表达，调控水稻抽穗期。同时，OsARG1还参与调控叶片中的叶绿素含量及镍、铁、镁等多种元素的含量。

小麦穗密度主效QTL的鉴定、验证及其遗传效应分析

叶美金, 陈家婷, 周界光, 尹丽, 胡欣荣, 兰雨昕, 陈斌, 苏龙兴, 刘家君, 刘天超, 李小雨, 马建

中国农业科学. 2026, 59(1):  17-28.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2026.01.002

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【目的】穗密度（spike density，SD）是小麦重要的农艺性状之一，其遗传调控机制解析对构建理想穗型结构、实现产量突破具有重要意义。挖掘和遗传评价调控穗密度的关键遗传位点，为小麦穗型分子设计育种提供理论依据。【方法】利用自然突变体msf和川农16构建的198个F₆代重组自交系（recombinant inbred lines，RIL）群体，结合基于小麦16K SNP芯片的遗传连锁图谱，通过4个环境下的表型数据系统鉴定穗密度相关数量性状位点（QTL）。进一步利用2个不同遗传背景群体对主效且稳定表达的QTL进行验证，分析稳定表达位点对产量相关性状的遗传效应，评估其对产量提升的潜力。【结果】RIL群体穗密度表型值范围为0.62—2.35，穗密度遗传力为0.71。穗密度与有效分蘖数和小穗数之间存在显著正相关，而与穗粒数、穗粒重、穗长存在极显著负相关。基于4个环境共鉴定到9个控制穗密度的QTL，主要分布在1A、1D、5A（2个）、5B、7A（3个）和7B染色体上。其中，QSd.sicau-MC-1A定位于1A染色体侧翼标记1A_1208254和1A_3911208之间，在2个环境及最佳线性无偏预测（best linear unbiased prediction，BLUP）值中被检测到，可解释9.05%—15.84%的表型变异率，为主效且稳定表达的QTL，其正效应位点来源于亲本川农16，并且该位点的效应在2个具有不同遗传背景的验证群体中得到进一步验证。QSd.sicau-MC-7A.1定位于7A染色体侧翼标记7A_671413788和7A_672390144之间，也在2个环境及BLUP值中被检测到，为稳定表达位点，其正效应位点来源于msf，但其效应较小，可解释7.06%—10.39%的表型变异率。剩余7个QTL均为微效QTL。遗传效应分析表明，QSd.sicau-MC-1A的正效应位点对主要产量性状具有负效应，而QSd.sicau-MC-7A.1的正效应位点起正效应作用。加性效应分析表明，同时携带QSd.sicau-MC-1A和QSd.sicau-MC-7A.1正效应位点的株系的穗密度显著高于仅携带单一位点或没有携带任何正效应位点的株系，穗密度增幅达到9.01%，而仅携带QSd.sicau-MC-1A或者QSd.sicau-MC-7A.1正效应位点的株系的穗密度均显著高于没有携带任何正效应位点的株系，增幅分别为5.03%和4.19%。与前人报道的穗密度位点进行比对，发现QSd.sicau-MC-1A可能为新位点。【结论】在小麦1A和7A染色体各定位到一个稳定表达的穗密度位点，分别为QSd.sicau-MC-1A和QSd.sicau-MC-7A.1，后者更具有育种利用潜力。

转基因大豆DBN8205转化体特异性定量PCR方法的研发和验证

吴琼, 谢香庭, 王磊, 牟勇, 李进伟

中国农业科学. 2026, 59(1):  29-40.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2026.01.003

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【目的】转基因大豆DBN8205转化体已获批转基因生物安全证书（生产应用），转育品种即将产业化应用，建立DBN8205转化体特异性定性定量检测方法，为转基因生物安全监管和定量标识制度的实施提供依据。【方法】根据DBN8205转化体的分子特征序列，设计转化体特异性引物和探针。通过比较多个引物探针组合的扩增曲线及Ct值，筛选出最佳引物探针组合。分别在实时荧光定量PCR和微滴数字PCR平台上考察DBN8205转化体特异性PCR方法的特异性、检测限、定量限、动力学范围和定量准确性等技术参数。制定标准方法联合验证方案，邀请多家实验室对实时荧光定量PCR方法进行联合验证，对联合验证数据进行统计分析，考察方法的重复性和重现性。【结果】筛选出最佳引物探针组合DBN8205-QF/QR/QP，扩增产物长120 bp，仅特异性识别DBN8205转化体成分，具有良好的扩增特异性。在实时荧光定量PCR平台上，检测限为10 copies，定量限为40 copies，标准曲线的各项技术参数符合标准要求，在40—8.2×10⁴ copies动力学范围内，模板拷贝数和Ct值间具有良好的线性关系，能够对含量低至0.1%的样品进行准确定量。8家实验室联合验证结果表明，DBN8205转化体特异性实时荧光定量PCR方法具有良好的重复性和重现性。在微滴数字PCR平台上，检测限和定量限与实时荧光定量PCR方法相同，分别为10和40 copies，动力学范围为40—8.0×10⁴ copies，能够对低至0.1%的样品进行准确定量，定量结果比qPCR具有更高的精密度。t检验表明，实时荧光定量PCR和二重微滴数字PCR的定量结果具有良好的一致性。【结论】建立的DBN8205转化体特异性定量PCR方法能够对DBN8205转化体进行身份鉴定，可在实时荧光定量PCR和微滴数字PCR平台上对产品中的DBN8205转化体成分进行精准定量分析。

耕作栽培·生理生化·农业信息技术

基于无人机多源影像融合的水稻籽粒蛋白质含量估测

费耀莹, 王迪, 唐伟杰, 郭彩丽, 张小虎, 邱小雷, 程涛, 姚霞, 江冲亚, 朱艳, 曹卫星, 郑恒彪

中国农业科学. 2026, 59(1):  41-56.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2026.01.004

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【目的】水稻籽粒蛋白质含量（grain protein content，GPC）是衡量稻米品质和商品价值的重要指标。建立快速、无损的水稻GPC估测方法，旨在为作物智慧育种提供理论依据和技术支持。【方法】采用无人机搭载RGB相机和多光谱相机，于2022—2023年获取522份水稻育种材料抽穗-成熟期的RGB和多光谱影像及实测GPC数据。利用Gram-Schmidt图像融合方法对RGB和多光谱影像进行处理得到融合影像，并结合基于原始多光谱图像提取的光谱特征和纹理特征，采用随机森林（random forest，RF）、极限梯度提升机（extreme gradient boosting，XGBoost）、梯度提升回归（gradient boosting regression，GBR）3种机器学习回归算法构建GPC估测模型。【结果】RGB影像的红波段包含更丰富的图像信息，经过该波段融合后的植被指数与GPC的相关性均高于由原始多光谱影像计算的植被指数。均值纹理（Mean）在纹理指数构建中出现频率最高（占比63.16%），其中MEA₅₆₀-MEA₈₄₀指数与不同类型水稻的GPC具有一定的相关性（淮安常规粳稻：|r²|=0.28；如皋杂交粳稻：|r²|=0.20）。以多光谱图像特征、纹理特征和融合图像特征作为输入参数组合构建的水稻GPC估测模型，在抽穗期（R2 cal=0.64）和成熟期（R2 cal=0.70）的精度高于灌浆期模型（R2 cal=0.53）。相较于使用原始影像特征，结合融合影像特征提高了GPC的估测精度（ΔR2 cal=0.08-0.26）。RF构建的年际模型精度高于XGBoost和GBR模型（RF：R2 val=0.74，RMSE=0.21%；XGBoost：R2 val=0.58，RMSE=0.23%；GBR：R2 val=0.42，RMSE=0.23%）。【结论】结合无人机影像融合技术和机器学习方法能有效提高水稻育种材料GPC的估测精度，研究结果可为大规模水稻品质参数精准估算提供理论参考和有效途径。

硫包衣缓释肥提升水稻产量及氮肥利用率的技术途径

董桂春, 王子涵, 王树深, 李杰, 霍晓晴, 杨瑞, 周娟, 舒小伟, 李妍, 曹靓婧, 王子瑞, 姚友礼, 黄建晔

中国农业科学. 2026, 59(1):  57-77.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2026.01.005

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【目的】探究硫包衣缓释肥中缓释氮4个不同释放周期的产品的施用方法，厘清缓释氮产品是单一施用还是组合施用、是否要与速效氮配施、如何优化配施的问题，旨在实现水稻产量和氮肥利用率的协同提高。【方法】于2022—2024年在江苏扬州和常州，以南粳9108与南粳46为供试材料，设计缓释氮产品比较、产品组合筛选、肥料品种比较、缓速掺混配比、速效肥不同施用时期、缓释氮组合配方优选等试验，研究硫包衣缓释肥施用方法对水稻产量形成和氮素吸收利用的影响。【结果】（1）秸秆还田处理的水稻产量较半量还田、不还田处理分别显著提高4.50%、8.88%，氮肥利用率较其他两处理分别提高11.35%、25.64%。（2）缓释氮60 d产品的产量比30、90、120 d产品分别高4.10%、15.68%、19.09%，但低于常规精确定量4.13%；60 d产品氮肥利用率总体而言大于其他缓释氮产品，平均高8.68%；秸秆不还田、半量还田处理略高于常规精确定量处理9.88%、0.93%，全量还田处理低于常规精确定量处理4.57%。（3）缓释氮产品以“3+6+9”组合的产量、氮肥利用率最高，但均低于常规精确定量。（4）缓速掺混配比7﹕3处理的水稻产量、氮素积累量、氮肥利用率均最高，比常规精确定量处理平均分别高4.31%、3.25%、6.15%；在此处理下，速效肥作分蘖肥（生育期中等的品种）或作促花肥（生育期较长的品种），产量、氮素积累量、氮肥利用率均协同提高。产量提高主要是由于在水稻穗数足够的基础上每穗粒数显著增加。（5）缓释氮产品按30 d﹕60 d﹕90 d=1﹕4﹕1掺混时，水稻的产量、氮素积累量、氮肥利用率均为最高，较常规精确定量处理分别增加3.76%、5.66%、13.35%，这与其叶面积系数、库容量、生物产量均显著提高有密切的关系。【结论】缓释氮按30 d﹕60 d﹕90 d=1﹕4﹕1比例混合，缓释氮与速效氮以7﹕3配施，缓释肥一次性基施，速效肥作分蘖肥（生育期150 d左右的品种）或促花肥（生育期160 d以上的品种）一次性施用，产量、氮肥利用率较常规精确定量处理分别增加3.76%、13.35%，是硫包衣缓释肥实现水稻产量和氮肥利用率协同提高比较优化的施用方法。

基于形态指纹特征的耕地遥感监测轻量化大模型构建

唐华俊, 吴文斌, 余强毅, 史云, 段玉林, 李文娟, 钱建平, 宋茜, 夏浪, 李会宾, 苏宝峰, 范蓓蕾, 胡琼, 叶剑秋, 张帅

中国农业科学. 2026, 59(1):  78-89.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2026.01.006

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耕地资源及其利用时空动态事关国家粮食安全、资源安全和生态安全。现阶段耕地遥感监测总体沿用了“数据—（模型）—信息”的科学研究范式，注重影像解译与信息提取过程的模型改进与精度提升，面临“信息海量、知识难求、服务受限”的困境，难以满足耕地保护利用实际需求，亟待提升科学研究成果对国家重大需求的支撑服务效能。人工智能（artificial intelligence，AI）技术加速推动数据主动检索与分析向智能化的知识服务与赋能转变，大型多模态模型在文本、图像、音频、视频等多模态数据处理中的突出优势，能够有效挖掘各类遥感监测信息和提供智能知识服务。本文在系统分析国内外最新研究进展、全面梳理耕地遥感监测应用需求的基础上，总结了通过耕地形态认知其结构与功能的核心特点，进而提出基于形态指纹特征的耕地遥感监测轻量化大模型构建思路。首先，针对不同主体分析需求，将耕地遥感监测应用场景归纳为4个方面，包括耕地数量和利用、高标准农田建设、耕地质量退化、耕地农情动态，明晰不同场景对监测信息和知识服务的差异化要求；其次，从人类认知的视角出发，解析耕地形态蕴含的“精细信息”和“宏观知识”特征，为耕地遥感监测大模型构建提供新的切入点；最后，结合多模态遥感数据与通用大语言模型，构建具备感知、推理、学习与执行能力的耕地遥感监测人工智能体（AI Agent），强化注意力机制，集中并抓住耕地形态重要特征，构建基于形态指纹特征的遥感监测轻量化大模型，实现“精细信息—宏观知识—智慧决策”融合，解决数据信息产品多但可用性知识服务不足的现实困境。

植物保护

光合作用系统Ⅱ相关蛋白NbPsbQ1通过促进光合效率抑制病毒侵染

付涵, 于杨, 艾妞, 张思晴, 于连伟, 孙书豪, 赵金章, 韩晓玉, 施艳, 杨雪

中国农业科学. 2026, 59(1):  90-100.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2026.01.007

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【背景】黄瓜绿斑驳花叶病毒（cucumber green mottle mosaic virus，CGMMV）是我国重要的检疫性植物病毒之一，主要侵染葫芦科作物，造成世界范围内葫芦科作物的严重减产。PsbQ（oxygen-evolving enhancer protein 3）蛋白是组成PSII复合物（OEC）的相关蛋白之一，参与PSII组装、稳定PSII功能，并对植物应对生物和非生物胁迫反应起调控作用。前期研究显示CGMMV侵染后可以显著下调寄主叶绿体调控基因NbPsbQ1的表达。【目的】明确NbPsbQ1参与CGMMV侵染的机制，为CGMMV病害防控提供理论依据。【方法】通过构建NbPsbQ1及CGMMV CP的荧光表达载体，转化GV3101农杆菌后浸润本氏烟叶片，激光共聚焦显微镜观察其亚细胞定位；利用qRT-PCR技术分析NbPsbQ1在CGMMV侵染不同时期和CP过表达后的转录水平；利用双分子荧光互补、免疫共沉淀和酵母双杂交试验分别验证NbPsbQ1与CP在体内及体外的互作；通过TRV沉默技术分析NbPsbQ1在CGMMV侵染过程中的作用；瞬时过表达NbPsbQ1进一步验证NbPsbQ1对CGMMV蛋白水平及转录水平的影响；测定NbPsbQ1沉默以及CGMMV侵染不同时间植株的光合效率指标，从而分析NbPsbQ1以及CGMMV对植株光合作用的影响。【结果】亚细胞定位结果显示NbPsbQ1定位于叶绿体，而CP定位于细胞质和细胞核；在CGMMV侵染以及CP过表达后，与对照相比，NbPsbQ1的转录水平均明显下调；双分子荧光互补和免疫共沉淀试验结果均证明NbPsbQ1与CP在体内互作，且两者互作使NbPsbQ1的定位从叶绿体迁移至细胞质，但酵母双杂交试验证明两者在植物体外不互作；在沉默植株上接种CGMMV，4 d后观察到处理组和对照组均有部分植株系统叶开始出现斑驳、卷曲症状，而TRV:NbPsbQ1组的发病植株数量始终多于对照组；同时检测mRNA水平和蛋白水平表达结果也表明NbPsbQ1的沉默有效促进了CGMMV的积累；NbPsbQ1瞬时过表达抑制CGMMV CP积累进一步证实NbPsbQ1抑制CGMMV侵染；测定NbPsbQ1沉默植株的光合效率指标，发现与对照组相比，NbPsbQ1沉默后显著降低植株叶片的净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）和蒸腾速率（Tr），胞间CO₂浓度（Ci）明显升高，表明NbPsbQ1参与植株光合作用；同时，发现在CGMMV侵染9 d时，Gs、Tr明显下降而Ci升高。【结论】CGMMV CP与NbPsbQ1在体内互作，并改变其叶绿体定位；随着CGMMV不断侵染，光合作用系统II相关基因NbPsbQ1表达水平下调，光合效率受到抑制，从而促进病毒后期的积累。

褐藻寡糖缓解烟草莠去津药害的效应

杨柯昕, 张勇, 李艳秀, 谢思遥, 薛博, 杨少杰, 宋德伟, 马强, 邹平, 李杨, 马斯琦, 荆常亮

中国农业科学. 2026, 59(1):  101-113.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2026.01.008

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【目的】探究褐藻寡糖缓解烟草莠去津农药残留的功能与途径，开发褐藻寡糖作为生物刺激素的新用途，验证其在作物保护领域的潜力，丰富绿色农业技术手段。【方法】试验于2025年3—6月在山东省青岛市中国农业科学院烟草研究所即墨实验基地进行。以对农药莠去津高度敏感的云烟87品种作为试验材料，采用盆栽方式进行试验。分别设置3个处理：莠去津+清水（T1）、莠去津+褐藻寡糖（T2）、清水处理（CK），设置莠去津土壤中残留量为3.35×10^-3 mg·kg^-1、褐藻寡糖浓度为200 mg·L^-1，移栽后7、14、28 d统计其农艺性状，计算农药抑制率，并收集处理28 d时叶片、根际土进行转录组以及根际微生物群落分析。【结果】200 mg·L^-1褐藻寡糖可以缓解莠去津对烟草生长造成的抑制。在植物性状方面，处理7、14、28 d莠去津+褐藻寡糖（T2）叶长、叶宽、根长、株重等主要农艺性状高于或显著高于莠去津+清水（T1）处理组；且褐藻寡糖处理提高了叶片光合速率，缓解了莠去津对烟草根系发育的抑制；烟草转录组分析表明，与莠去津+清水（T1）处理组相比，褐藻寡糖处理后有6 784个基因上调表达，5 792个基因下调表达，KEGG分析得出17条代谢通路显著富集，其中富集因子最高的为光合作用-天线蛋白的代谢途径，与生理生化测定结果高度一致；在根际微生物方面，褐藻寡糖处理提高了土壤根际微生物群落的丰富度与多样性，改变了微生物群落结构，其中具有促生功能的假双斧状菌属（Pseudolabrys）及农药降解功能的黄色土壤杆菌属（Flavisolibacter）等属显著富集。【结论】褐藻寡糖作为一种生物刺激素能够有效缓解莠去津残留引起的药害，其潜在作用机制主要体现在3个层面：缓解莠去津对烟草形态结构的抑制；通过上调光合作用-天线蛋白通路基因的表达来增强植物光合作用效率；调控根际微环境诱导有益微生物的定向富集。

土壤肥料·节水灌溉·农业生态环境

施肥显著改变中国北方农田土壤细菌多样性和优势菌群——Meta分析

郭慧婷, 孙艳稳, 牛毅恒, 李亚鹏, 李建华, 徐明岗

中国农业科学. 2026, 59(1):  114-128.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2026.01.009

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【目的】明确中国北方农田生态系统在不同自然因素、土壤属性和农田管理措施下，土壤细菌多样性和优势菌群对施肥措施的响应及驱动因素，为揭示施肥对土壤微生物群落结构的调控机制、提升土壤生物肥力、维持农田生态系统稳定性提供科学依据。【方法】从2014-2024年间已发表的50篇文献获得207组相对独立的细菌多样性及优势菌群的数据，采用整合分析（Meta-analysis）方法和随机森林模型从施肥措施、区域、气候、土壤pH水平、土壤SOC水平、作物种类和施氮量等方面定量分析施肥对中国北方农田土壤细菌多样性及优势菌群的影响。【结果】总体而言，施肥显著提高了土壤细菌OTU数量（5.6%）、Chao1指数（4.3%）、变形菌门相对丰度（5.3%），但显著降低了酸杆菌门（5.6%）和绿弯菌门相对丰度（10.4%）（P<0.05），对细菌Shannon指数无显著影响。在年均温≤10 ℃、年降雨>400 mm的地区，施肥显著提高土壤细菌OTU数量、Chao1指数及变形菌门相对丰度，但显著降低酸杆菌门和绿弯菌门的相对丰度（P<0.05）。碱性土壤及土壤起始有机碳（SOC）贫瘠（<12 g·kg^-1）条件下，施肥显著提高细菌OTU数量、Chao1指数；中性土壤及不同初始SOC条件下，施肥显著提高变形菌门相对丰度，但显著降低酸杆菌门和绿弯菌门相对丰度。相较于种植小麦与其他作物，种植玉米时，施肥提高了细菌OTU数量（9.4%）、Chao1指数（6.4%）及变形菌门相对丰度（4.8%），但显著降低了酸杆菌门（7.4%）及绿弯菌门相对丰度（11.7%）（P<0.05）。施氮量>200 kg·hm^-2时，施肥显著提高细菌OTU数量、Chao1指数及变形菌门相对丰度，但显著降低酸杆菌门和绿弯菌门相对丰度。土壤有机碳是影响土壤细菌OTU数量和细菌Shannon指数的主控因素，年降雨是影响细菌Chao1指数的主控因素，年均温是影响土壤细菌变形菌门、酸杆菌门相对丰度的主控因素，pH是影响土壤细菌绿弯菌门相对丰度的主控因素。【结论】建议在中国北方不同区域因地制宜地选择不同施肥措施，充分考虑当地自然因素、土壤属性和农田管理措施，实现科学施肥维持土壤细菌多样性，促进土壤健康。

智能机械化分层施肥对麦田根-土养分分布和小麦产量的影响

吕旭东, 孙世媛, 李亚楠, 刘玉龙, 王艳群, 付鑫, 张佳英, 宁鹏, 彭正萍

中国农业科学. 2026, 59(1):  129-146.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2026.01.010

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【目的】针对华北中低产田肥料施用不合理、土壤养分分布不均、肥效低及作物产量低等问题，通过精准施肥提高肥料利用效率，增加小麦产量，改善土壤养分分布状况。【方法】基于前期盆栽和田间小区试验结果，采用田间试验法，利用智能化分层施肥机械在河北省宁晋和曲周县分别设置6个施肥处理：农民习惯施肥（MF1）、常规机械优化氮磷钾肥一层施用（MF2）、智能化机械优化氮磷钾肥两层施用（MF3）、智能化机械优化氮磷肥两层钾肥三层施用（MF4）、智能化机械优化氮钾两层磷肥三层施用（MF5）、智能化机械优化氮肥两层磷钾肥三层施用（MF6），探讨精准施肥对土壤酶活性、土壤速效氮磷钾养分时空供应能力、肥料效率、小麦根系特征及籽粒产量的影响。【结果】分层施肥显著提高了20—40 cm土层的铵态氮、硝态氮和有效磷含量，分别增加5.9%—34.5%、6.4%—25.3%和12.9%—91.0%，同时提高了40—60 cm土层速效钾含量3.9%—38.5%。此外，分层施肥增强了20—40 cm土层过氧化氢酶和脲酶活性，分别提高了10.3%—19.7%、18.4%—31.2%，提高0—60 cm土层磷酸酶活性18.1%—32.9%，并增加20—40 cm土层根系长度13.2%—45.1%、表面积4.4%—36.4%和根体积8.7%—45.3%。分层施肥较优化氮磷钾肥一层施用显著提高氮肥、磷肥、钾肥偏生产力和籽粒产量，两试验区均以MF6处理表现最优。【结论】智能机械化分层施肥是一种高效精准的施肥技术，在协同改善土壤养分时空分布、酶活性和增强小麦根系分布方面优势明显，在生产实践中值得推荐。

绿肥过腹还田协同氮肥减施提高小麦产量和土壤质量

陆浩, 张明龙, 韩梅, 严清彪, 李正鹏, 殷文, 樊志龙, 胡发龙, 柴强

中国农业科学. 2026, 59(1):  147-160.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2026.01.011

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【目的】针对青海高原小麦生产中有机质投入匮乏、氮肥依赖程度高等问题，探究麦后复种绿肥不同还田方式及氮肥减施对小麦产量和土壤质量的影响，以期为该区小麦高效可持续生产提供理论依据和实践指导。【方法】研究于2022—2023年在青海大学农林科学院试验地进行，采用裂区试验设计，主区设小麦季3个施氮水平：常规施氮（225 kg·hm^-2，N2）、减施氮肥30%（158 kg·hm^-2，N1）和不施氮（N0）；副区为上一年度绿肥3种还田方式：地上部移除仅根茬还田（RR）、地上部过腹联合根茬还田（SDRR）、全量还田（OSRR）。【结果】氮肥减施30%+绿肥地上部过腹联合根茬还田处理（N1SDRR）的土壤有机质、全氮、铵态氮、速效磷、速效钾含量与常规施氮+绿肥地上部过腹联合根茬还田（N2SDRR）无显著差异，较氮肥减施30%+绿肥全量还田（N1OSRR）各指标提高10.3%、8.6%、23.8%、9.1%、8.4%；N1SDRR处理土壤硝态氮含量较N2SDRR和N1OSRR处理降低4.4%和11.3%；N1SDRR处理的土壤碱性磷酸酶、蔗糖酶、脲酶活性与N2SDRR无显著差异，较N1OSRR各指标提高8.5%、10.2%、3.7%，但土壤过氧化氢酶活性较N2SDRR和N1OSRR处理降低7.1%和10.0%。N1SDRR处理的土壤质量指数最高（0.79），与N2SDRR处理无显著差异，较N1OSRR显著提高72.0%。此外，SDRR显著提高小麦籽粒产量，较RR和OSRR分别提高28.1%和7.3%，且氮肥减施30%后未出现减产。线性回归分析表明，土壤质量指数与产量之间表现为显著正相关。随机森林模型表明，影响土壤质量指数的主要因子是土壤有机质、速效磷、铵态氮和全氮，影响小麦籽粒产量的主要因子是土壤有机质、全氮、铵态氮、速效磷和脲酶活性。【结论】氮肥减施30%条件下，绿肥地上部过腹联合根茬还田通过降低土壤容重，提高土壤有机质、全氮、铵态氮、速效磷、速效钾含量及碱性磷酸酶、脲酶、蔗糖酶活性，有效提升土壤质量，进而提高小麦籽粒产量，是该区小麦可持续生产的适宜管理措施。

园艺

不同果形葡萄果实维管束形态结构、分布特征及其水分运输功能差异

冯伟晴, 倪媛蒨, 费腾, 李有梅, 谢兆森

中国农业科学. 2026, 59(1):  161-178.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2026.01.012

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【目的】通过研究5种果形葡萄品种的果实生长发育规律、维管束形态结构、分布特征和水分运输功能差异，明确不同果形对维管束分布的影响以及与水分运输的关系，为生产上加强对不同果形葡萄的管理提供理论依据。【方法】在栽培管理一致的情况下，以4年生‘小辣椒’葡萄（弯形果）、‘甜蜜蓝宝石’葡萄（长圆柱形果）、‘玫瑰香’葡萄（圆形果）、‘阳光玫瑰’葡萄（椭圆形果）以及激素处理（GA3+CPPU）的‘阳光玫瑰’葡萄（倒卵圆形果）为试验材料，采用徒手切片、石蜡切片、染料示踪等方法观察不同果形葡萄果实的维管束形态结构与分布特征，基于Image J测量木质部导管数量和直径，通过Hagen-Poiseuille公式计算导水率，分析不同果形葡萄果实维管束水分运输效率。【结果】不同果形葡萄果实维管束分布存在差异，果柄维管束进入果实后朝不同方向延伸为周缘维管束、中央维管束、胚维管束（有核品种）。‘小辣椒’葡萄一级周缘维管束数量最多，沿果皮向果顶延伸时形成大量分支，致使果实上部维管束数量与密度最高；‘甜蜜蓝宝石’葡萄果实中部和底部周缘维管束数量多且密度高；激素处理后的‘阳光玫瑰’葡萄维管束数量和密度显著增加，表明外源激素可促进周缘维管束分布。从维管束结构与水分运输关系看，‘甜蜜蓝宝石’葡萄周缘维管束横截面积最大，‘小辣椒’葡萄中央维管束横截面积最大，长果形葡萄果实维管束导管直径较大，维管束中水分运输速率较高；激素处理后‘阳光玫瑰’葡萄周缘维管束面积和导管横径增加，促进水分运输速率。不同果形葡萄各发育时期果实水分运输速率变化显示，硬核期各品种果实维管束水分运输速率最高，其中‘小辣椒’葡萄水分运输速率最高，为16.67 cm·h^-1，‘玫瑰香’葡萄水分运输速率最低，为5.67 cm·h^-1；转色期（软化期）果实水分运输速率均下降，此时‘甜蜜蓝宝石’葡萄水分运输速率最大，为4.34 cm·h^-1；成熟期水分运输速率进一步下降，‘小辣椒’葡萄仍保持最高水分运输速率，为0.69 cm·h^-1，且激素处理后的‘阳光玫瑰’葡萄在所有时期水分运输速率均提高，说明水分运输速率与维管束面积和导管直径密切相关。【结论】不同果形葡萄果实的维管束结构与分布存在差异，进而影响葡萄果实水分运输功能。

赤霉素调控‘蜜汁’葡萄穗轴硬化关键基因的挖掘

王思琪, 邹利人, 白瑞雯, 闫可, 王思洋, 齐晓光, 申海林, 温景辉

中国农业科学. 2026, 59(1):  179-189.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2026.01.013

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【目的】赤霉素处理通常会导致葡萄穗轴硬度增加，研究穗轴形态变化、转录组成分差异和相关功能基因表达，明确影响葡萄穗轴硬化的关键调控因子，为生产上葡萄穗轴软化技术措施的实施提供理论依据。【方法】以‘蜜汁’葡萄为试材，于花期进行赤霉素处理，以清水处理为对照，采集处理后15 d的穗轴中段，进行形态观察和转录组学分析，筛选木质素合成相关差异表达基因（DEGs），并进行qRT-PCR表达验证，测定其对应的酶活性和木质素含量，将表型指标、关键差异基因、相关酶活性和木质素含量进行相关性分析，最终确定穗轴硬化的关键基因。【结果】处理后穗轴木质部与形成层之间无“空隙结构”，表皮、韧皮部和髓部出现较为密集的纤维素结构；差异表达基因（DEGs）共有4 459个，其中26个DEGs参与苯丙烷生物合成（木质素合成的重要通路）；筛选出4个木质素合成关键差异表达基因F6HNF5（Vitvi13g00622）、D7SYR4（Vitvi01g00658）、F6H218（Vitvi19g00186）和F6GS10（Vitvi17g00898）的qRT-PCR表达情况与转录组测定结果趋势一致，其所调控的苯丙氨酸解氨酶（PAL）和肉桂醇脱氢酶（CAD）活性显著上升，木质素含量显著增加，说明筛选的4个木质素合成基因是引起穗轴硬化的关键基因。【结论】赤霉素处理引起穗轴形态结构发生明显变化，F6HNF5、D7SYR4、F6H218和F6GS10是影响‘蜜汁’葡萄穗轴硬化的关键基因。

食品科学与工程

农业元素组学概念及其分析技术研究进展

李雪, 徐妍, 毛雪飞

中国农业科学. 2026, 59(1):  190-204.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2026.01.014

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元素作为物质的基本组成，广泛存在于植物、动物、食用菌、种子、化肥、农药、饲料以及农业生态环境中，深刻影响农业生产和环境质量。本综述就农业生产和可持续发展过程对元素合理利用与科学调控的需求，提出农业元素组学的概念，该领域聚焦农业生物和媒介中元素的存在、浓度、分布、形态和形式等信息，揭示元素在农业生产中的作用及其与其他因子（如基因组、代谢组等）的相互作用机制。因此，农业元素组学的研究不仅限于单一元素，而是聚焦于多元素之间的相互关系及其对作物生长、食品安全、环境污染等方面的综合影响。为了揭示农业元素组学的内在和相互作用机制，不可或缺地需要元素感知技术手段。因此，本文重点以农业元素组学的分析技术为切入点，对基于光谱、质谱、能谱、色谱以及同步辐射原理的元素超灵敏和高通量分析、元素形态分析、空间和微量分析等技术进行综述，详细讨论这些技术在农业样品中的应用优势和挑战，并对未来发展前景予以展望。未来对于农业元素组学的发展，技术上应重点发展具有更高抗干扰能力、更广元素种类覆盖的技术体系，突破高分辨率同位素分析、固体进样和无损分析的关键瓶颈，深化对元素化学种类和形态、相关分子簇和大分子配合物的解析；同时推动分析技术向微/纳米颗粒或微/细结构甚至单细胞或亚细胞尺度迈进，并深度融合人工智能算法以优化数据处理和解析效率。在农业应用上，应推动元素组学分析技术与基因组、转录组、蛋白组、代谢组、脂质组等多组学相关技术的系统性整合，通过构建跨组学关联网络，结合多组学的技术优势，共同回答农业领域元素驱动的生命科学问题，最终服务于作物遗传改良、营养调控、污染溯源、农产品质量安全等多方面的应用，为农业可持续发展的战略需求提供核心的科学支撑。

畜牧·兽医

基于优化MaxEnt模型的重庆市罗盘山猪潜在适生区预测

周旗, 张世豪, 张亮, 潘雨, 张利娟, 涂志, 潘红梅, 龙熙

中国农业科学. 2026, 59(1):  205-219.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2026.01.015

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【背景】重庆市罗盘山猪是国家和地方重点保护的珍稀地方猪种，当前已处于濒危状态，亟需开展抢救性保护。在原地保护的基础上，建立保种场等异地保护措施可作为有效补充以应对原生地生态破坏或非洲猪瘟等突发疫情导致的种群锐减风险。【目的】根据农业农村部《畜禽遗传资源保种场保护区和基因库管理办法》的要求，异地保种场的场址应选择与原产地自然生态条件一致或相近的区域。为明确重庆市范围内适合罗盘山猪生存与繁衍的潜在区域，指导今后异地保护和保种场选址，并为规模化养殖提供科学依据。【方法】基于重庆市现场直接监测获得的105个罗盘山猪分布位点信息，采用机器学习（scikit-learn）库构建随机森林机器学习器以分析土壤（速效磷、速效钾、速效氮、阳离子交换率、有机质组成、酸碱度）、地表温度、降水量、高程、距水系的距离等16个环境与人为因子特征重要性，通过沙普利加法解释（shapley additive explanations, SHAP）量化每个特征对模型预测结果的边际贡献。同时，利用16个环境因子构建初始模型，在Python环境中对所有因子进行皮尔逊相关系数（pearson correlation coefficient, PCC）的成对矩阵分析。综合多阶段环境因子的筛选与对比，对所得变量进行方差膨胀因子（variance inflation factor, VIF）共线性复查，最终将最后筛选的环境变量和物种分布数据加载到最大熵模型（maximum entropy model, MaxEnt）中，分析了罗盘山猪适生区的分布状况及主要环境影响因子。【结果】平均训练集的曲线下面积（area under the curve, AUC）值为0.995，预测结果达到优秀水平；影响重庆市罗盘山猪生境适宜性的主要环境因子为降水量（39.7%）、酸碱度（24.1%）、速效磷（18.9%）、地表温度（6.2%）和距建筑的距离（5.7%），总贡献值为94.6%；次要环境因子包括速效钾（1.9%）、高程（1.4%）、河流（1.2%）、阳离子交换容量（0.8%）与速效氮（0.1%），总贡献值为5.4%；罗盘山猪在重庆市的适生区主要零散分布于潼南区，合川区，大足区与荣昌等区，总面积为4 217.59 km²，占重庆市土地面积的5.1%。其中，高适生区面积为189.44 km²，具体包括潼南区的新胜镇、卧佛镇、塘坝镇，大足区的高坪镇、三驱镇、珠溪镇、邮亭镇等，荣昌区峰高街道与万灵镇，铜梁区的维新镇，永川区茶山竹海街道等。较高适生区面积为554.97 km²。较低适生区面积为1 034.78 km²，低适生区面积为2 438.39 km²。【结论】本研究不仅为重庆市罗盘山猪的异地保护时保种场选址提供决策支持，也可为其他地方珍稀畜禽的生境适宜性评估与科学管理提供参考。

猪轮状病毒VP4单克隆抗体的制备及抗原表位鉴定

赵佳莉, 卞贤宇, 宋家鹏, 王晨, 汤学超, 李运川, 周金柱, 朱雪蛟, 陶然, 董海龙, 张雪寒, 李彬

中国农业科学. 2026, 59(1):  220-232.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2026.01.016

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【背景】猪轮状病毒（porcine rotavirus, PoRV）是导致新生仔猪及幼龄仔猪病毒性腹泻的关键病原体之一，其感染可引发宿主严重的胃肠道功能紊乱，临床表现为脱水、腹泻甚至死亡，对全球养猪业造成巨大经济损失。VP4蛋白是PoRV病毒粒子表面关键的结构蛋白之一。VP4蛋白经胰蛋白酶水解后可生成VP8和VP5两个功能亚基，它们在病毒感染宿主细胞的初始阶段发挥核心作用，介导病毒吸附宿主细胞受体和随后的膜穿透过程。同时，VP4蛋白也是激发宿主免疫反应的重要靶抗原。然而，目前针对PoRV VP4蛋白的特异性单克隆抗体（monoclonal antibody, mAb）研究相对匮乏，限制了相关诊断方法和新型疫苗的研发。【目的】制备针对PoRV VP4蛋白的mAb，在此基础上，对这些单克隆抗体进行全面的生物学特性分析，包括反应性、抗原表位类型（构象依赖型或线性）、亚型鉴定以及关键的中和活性评估，精确鉴定VP4蛋白上具有重要功能意义的抗原表位区域，为PoRV感染的精准诊断和新型疫苗设计提供支撑。【方法】以纯化的VP4*P23重组蛋白免疫BALB/c小鼠，运用脾细胞融合技术筛选杂交瘤细胞株，通过Western blot、间接免疫荧光（IFA）、免疫过氧化物酶单层试验（IPMA）鉴定单克隆抗体反应性，采用间接ELISA评估单抗对构象的敏感性。最后构建VP5蛋白的不同截短体鉴定靶向的抗原表位区域，通过体外中和实验评估VP5单抗的中和能力。【结果】成功获得26株稳定分泌抗体的杂交瘤细胞株，抗体亚型包括IgG1、IgG2a、IgG2b和IgM等多种亚型，其中轻链类型以κ链为主。在获得的26株单抗中，有15株被证实能够与天然的PoRV病毒粒子发生特异性反应（通过IFA和IPMA检测）。间接 ELISA检测显示，mAb11、14、15、23 为构象不敏感型单抗，mAb16、17、18、19、21、24、25、26为构象敏感型单抗，值得注意的是，mAb1、2、22这3株单抗在抗原变性后反应性反而增强。Western blot分析进一步聚焦于识别线性表位的单抗（mAb11, 14, 15），结果显示它们均能特异性识别VP5蛋白上约300—360位氨基酸区域内的线性表位，可能针对同一抗原表位。然而，体外中和试验评估表明这3株单抗对PoRV毒株无中和作用。【结论】成功制备多株靶向PoRV VP4蛋白的单克隆抗体，并鉴定了它们与天然病毒结合的能力。通过系统的表征，不仅明确了单抗的亚型分布和轻链类型，更重要的是对单抗的抗原识别特性进行了深入解析：成功区分了构象敏感型与构象不敏感型单抗，并精确定位了mAb11、14、15识别的线性抗原表位区域。研究成果为PoRV 诊断试剂优化、亚单位疫苗研发提供了关键抗体资源，为深入研究VP4蛋白的免疫学功能及抗病毒机制奠定了基础。