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    2026年 第59卷 第5期 刊出日期:2026-03-01
      
    2026年第59卷第5期中英文目录
    中国农业科学. 2026, 59(5):  0-0. 
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    作物遗传育种·种质资源·分子遗传学
    中科发5号背景下东北粳稻育种目标与策略的思考
    马兆惠, 全成哲, 程海涛, 杨衎劼, 李欣蕊, 吕文彦
    中国农业科学. 2026, 59(5):  927-936.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2026.05.001
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    中科发5号是李家洋院士团队利用分子设计育种理念培育的新品种。运用表型与分子标记选择相结合的方法,聚合了GL7(多拷贝)、GS3GW5基因型组合,形成了水稻的细长籽粒,且含有高产的基因/QTL qSB2qSB8qSB10SCM2等,以及携带稻瘟病抗性等位基因PibqBR10Pi-taPtr。基于此,该品种综合农艺性状表现出高产、多抗、品质优良等特点,在2014年位列中国十大主栽品种之列,已成为东北标志性品种。面对这一局面,未来东北粳稻应该以此为基准,实现超越。结合大米供需市场状况,育种目标应是以高产为基础的长粒香。具体产量目标为9 500 kg·hm-2以上,而实现这一目标的性状组配是株高95.0—105.0 cm、有效穗数375.0万—420.0万株/hm2、穗粒数120.0粒以上、千粒重大于25.0 g;品质目标为粒长大于6.5 mm、长宽比大于2.8、整精米率达到审定标准、外观优良、食味80分以上、具有香味。除此之外,还要具有良好的适应性与抗性。为实现该目标,首先要加强辩证思维,要在实践中坚决淘汰大量不能达到育种目标的材料,同时,加强优良性状组配及其与当地栽培条件适应性的实践检验。在育种过程中,协调使用高产资源和长粒资源,加强复合杂交,同时优化育种过程,积极采用分子育种等现代育种技术。育种策略关键是要拓展具有广亲和性的籼粳亚种杂交稻恢复系的运用,特别是高产籼粳三系杂交稻的利用。由于高产三系杂交稻本身产量较高,其配子存在广泛重组,更有期望出现突破性类型。利用具有广亲和性的粳稻恢复系与长粒香型籼型杂交稻配组,可能是实现长粒香育种目标的最好策略,但还需进一步检验。

    155份春小麦品种(系)条锈病抗性评价与抗病基因分子检测
    焦文娟, 何万龙, 耿洪伟, 白斌, 李剑峰, 程宇坤
    中国农业科学. 2026, 59(5):  937-950.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2026.05.002
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    【目的】 了解新疆地区春小麦种质的条锈病抗性水平和抗条锈病基因利用情况,筛选携带多个抗病基因的抗病品种(系),为小麦抗病基因资源有效利用和抗病育种提供参考。【方法】 利用当前流行条锈病菌生理小种CYR32和CYR34对155份春小麦种质进行单小种苗期抗性鉴定,并于2023年和2024年,在甘肃清水和新疆陆港,利用CYR32、CYR33、CYR34、Su11-4、Su11-5和G22-14组成的混合菌种进行成株期抗性鉴定,同时,利用与抗条锈病基因Yr9Yr15Yr17Yr18Yr28Yr29Yr30Yr80Yr81Yr82Yr86YrZH22YrZH84紧密连锁的侧翼标记或功能标记进行分子检测。【结果】 苗期鉴定结果表明,20份品种(系)对CYR32表现抗病,26份品种(系)对CYR34表现抗病,14份品种(系)同时对CYR32和CYR34表现抗病,Pirsabak-13和Millat-11对CYR32和CYR34均表现免疫(IT=0)。在成株期,101份品种(系)在新疆和甘肃2个环境表现稳定抗病,其中,包括80份中国新疆育成品种(系)和21份国外引进品种(系)。国外品种(系)10136和10123,以及中国新疆育成品种(系)9628、核春137、粮春1832、粮春1773、品9616、品9638共8份品种(系)表现环境稳定高度抗病(IT=0—3、DS≤20%)。分子标记检测显示,155份春小麦中携带Yr9Yr17Yr18Yr28Yr29Yr30Yr81Yr82Yr86YrZH84的分别有14、66、6、8、17、62、17、2、1和11份,未检测到含Yr15Yr80YrZH22的品种(系)。Pirsabak-13(Yr9Yr17Yr29Yr81)、Borluag-16(Yr17Yr30Yr86)、Ufaq-2000(Yr9Yr18Yr30)、巴丰5(Yr9Yr17Yr28Yr30)、9628(Yr30Yr81Yr82)、新春5(Yr17Yr29Yr30)、新春50(Yr9Yr17Yr30)、宁33(Yr17Yr29Yr81)、宁28(Yr17Yr28Yr29)等品种(系)聚合了3—4个抗条锈病基因,且对供试毒性小种表现全生育期或成株期稳定抗病性,在新疆小麦抗条锈病育种中具有重要价值。【结论】 新疆春小麦苗期对CYR32和CYR34抗性水平较低,成株期抗病性水平整体较高,101份品种(系)对混合菌表现环境稳定抗病性;Yr17Yr30在供试春小麦中分布最多,部分种质还携带未检测的其他已知基因或蕴含新基因/QTL,需进一步加强对抗病基因的挖掘。

    甘蓝型冬油菜越冬期矮生长点形态建成及多激素调控机制
    刘海卿, 金姣姣, 孙万仓, 柴鹏, 祁伟亮, 杨刚, 李婵, 骆雪梅, 苏芸芸, 秦雪雪
    中国农业科学. 2026, 59(5):  951-966.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2026.05.003
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    【目的】 分析植物激素对生长点形态发育及响应抗寒性的作用及机制,以期为甘蓝型冬油菜品种的选育、扩大甘蓝型冬油菜的种植面积及提高单产提供一定的理论依据。【方法】 以9份不同冬性甘蓝型冬油菜品种为材料,在甘肃庆阳连续2年(2023—2025)田间统计越冬率,11月中旬采样进行根/冠、生长点高度等表型鉴定,并结合显微观察(采用石蜡切片和台盼蓝/NBT染色观察生长锥及细胞死亡、超氧阴离子)鉴定不同品种的抗寒性;选取抗寒性由强到弱差异明显的NTS309、天油14号、秦早1号的生长点组织同步进行LC-MS/MS靶向激素组测定和转录组分析,以PCA、O2PLS整合代谢与转录数据,系统解析生长点高度差异的生理与分子基础。【结果】 不同品种越冬率、根颈直径、干重、根/冠、生长点高度差异明显,强抗寒品种低温胁迫后ROS积累少、死亡细胞少,受低温伤害细胞比例小,反之亦然。其中,越冬率与生长点高度呈极显著负相关(r=-0.972,P<0.001)。越冬率>70%的强抗寒品种(NTS309等)生长点高度较低(约3 cm),生长锥高度仅161.5 μm,而弱抗寒品种(秦早1号等)生长点凸出于地表(约5 cm),生长锥高度约252.9 μm。经激素组和转录组联合分析,生长点高度受生长素(Auxin/IAA)-细胞分裂素(CKs)-赤霉素(GA)-脱落酸(ABA)-茉莉酸(JA)等多维网络调控,强抗寒品种游离IAA、结合态IAA、JA-Ile、GA19、ABA-GE显著上调,而iP9G、mT9G、BAP9G下调;强、弱抗寒品种之间的差异表达基因富集于“色氨酸代谢”“玉米素合成”“植物激素信号转导”“α-亚麻酸代谢”通路;O2PLS模型揭示IAA-Glu、tZR、JA-Ile等代谢物与转录模块高度共变,构成激素-转录因子-代谢物反馈环,抑制细胞伸长、促进分生组织休眠,降低生长锥和生长点高度,防御低温伤害。【结论】 明确了甘蓝型冬油菜“矮生长点”是越冬存活的关键形态标记,其形成由多激素网络精细调控。

    耕作栽培·生理生化·农业信息技术
    增密对不同株高玉米品种产量和农艺性状动态变化的影响
    李思源, 李鸿萍, 常洪庆, 张森焱, 栗思佳, 崔欣飞, 乔泼, 曾波, 刘桂珍, 刘天学, 汤继华, 李潮海
    中国农业科学. 2026, 59(5):  967-984.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2026.05.004
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    【目的】 研究增密对不同株高玉米品种农艺性状、产量及其构成因素动态变化的影响差异,解析矮秆玉米品种高密度下的稳产机制,为玉米高产潜力挖掘与矮秆高密高产品种选育提供理论依据。【方法】 于2023和2024年2个玉米生育季开展双因素试验,以高秆品种先玉335(XY335)、中秆郑单958(ZD958)和矮秆MY73为试验材料,设置9个种植密度:6.00万株/hm2(D1)、6.75万株/hm2(D2)、7.50万株/hm2(D3)、8.25万株/hm2(D4)、9.00万株/hm2(D5)、9.75万株/hm2(D6)、10.50万株/hm2(D7)、11.25万株/hm2(D8)和12.00万株/hm2(D9),研究种植密度对不同株高玉米品种植株、叶片、果穗、籽粒和产量等相关性状的影响,通过方差分析统计各指标在相同密度不同品种间及同一品种在不同密度下的差异显著性,采用BiHil模型分析叶面积指数的动态变化。【结果】 XY335、ZD958、MY73在两年试验中均获得较高产量的密度范围分别为6.00—6.75、6.75—8.25和8.25—9.75万株/hm2,MY73两年最高产量均值分别较ZD958和XY335显著提高11.1%和6.8%。在D1和D2两低密度条件下,三品种倒伏率无显著差异。自D3密度起,随密度的增加,矮秆品种MY73倒伏率显著低于高秆品种XY335和中秆品种ZD958;ZD958和XY335倒伏率显著上升,两年平均倒伏率分别达10.4%—66.6%和11.6%—82.8%;而MY73在2023年均无倒伏,2024年仅在D9密度下倒伏,倒伏率为1.1%。受倒伏等影响,随种植密度的增加,矮秆品种MY73单位面积有效穗数逐渐增加,而高秆XY335和中秆ZD958呈先增加后降低的趋势,高密度下MY73单位面积有效穗数显著高于XY335和ZD958。密度增加后,各品种株高、叶面积指数逐渐增加,MY73的株高增幅最小、叶面积指数增幅最大。各密度下MY73株高显著低于XY335和ZD958。相同密度下MY73结实率、收获指数、出籽率和籽粒容重均显著高于XY335和ZD958,且各密度下MY73收获指数稳定在0.6左右。增密后,各品种结实率、单穗粒重和收获指数逐渐降低,MY73降幅均最小,相较于D1密度,MY73结实率、单穗粒重和收获指数两年各密度降幅平均值分别比XY335和ZD958小44.0%和30.5%、39.5%和29.4%、96.3%和94.6%。【结论】 随密度的增加,玉米矮秆品种MY73产量及其构成因素、植株农艺性状变化较小,单株绿叶面积达最大值后降幅较小;种植密度超过9.75万株/hm2后,倒伏率较低,单位面积有效穗数、结实率、籽粒容重、出籽率、收获指数及产量均较高,这些特征是本试验中矮秆玉米品种MY73在高密度条件下实现高产稳产的关键机制。

    多模型解析玉米籽粒容重的营养品质贡献度与区域异质性
    董金龙, 赵莹, 余海兵, 吕建晔, 秦佳琦, 梁晨, 明博, 李少昆
    中国农业科学. 2026, 59(5):  985-995.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2026.05.005
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    【目的】 系统解析玉米籽粒容重形成过程中蛋白质、淀粉及脂肪三大营养组分的贡献率与空间分异规律,深入探究品种遗传背景、生态区域及栽培密度三者的交互作用对营养品质与容重形成的影响机制,以期为不同生态区玉米品质的定向调控提供理论依据,推动“高产-优质-高效”协同生产模式的发展。【方法】 研究覆盖我国四大玉米主产区,共采集718份代表性样品,涵盖77个主推品种以及24个种植密度梯度(37 500—127 500株/hm2)。所有样品经自然风干至标准水分后进行统一测定。采用近红外分析仪测定蛋白质、淀粉与脂肪含量,并使用容重仪测定籽粒容重。通过构建“线性效应—非线性交互—因果路径”全链条分析框架,综合运用多元线性回归、随机森林模型与结构方程模型解析各组分贡献及其因果路径,并采用三因素方差分析评估基因型、环境与栽培措施的互作效应。【结果】 蛋白质与淀粉是容重提升的核心驱动因子,其标准化路径系数分别为β=8.406和β=6.413,均达到极显著水平(P<0.001)。随机森林模型显示二者贡献率分别为28%与45%,结构方程模型进一步验证其路径系数具有高度稳健性;与之相反,脂肪贡献率仅为2%,未通过显著性检验。三因素方差分析表明,品种、生态区域与栽培密度对容重及营养品质均存在极显著主效应与交互作用。东北春玉米区以蛋白质贡献为主导(43.9%),蛋白质-淀粉协同贡献占随机森林模型总解释力的81.0%;而黄淮海夏玉米区则以淀粉贡献为主(52.9%),蛋白质-淀粉协同贡献占随机森林模型总解释力的85.0%。结构方程模型(SEM)结果显示,蛋白质对容重具有直接正向贡献,但同时通过碳氮代谢流的分配权衡对淀粉积累产生了补偿性削减,进而表现出间接负效应。这说明在籽粒发育过程中,容重的最终形成是蛋白质与淀粉在资源限制下博弈的结果,而非单一组分的线性叠加。【结论】 玉米容重形成是由蛋白质与淀粉协同驱动的生物学过程,脂肪贡献不显著。品种、生态区域与密度之间存在显著互作,同一品种在不同生态与栽培条件下调控路径各异。因此,东北产区应注重高蛋白品种选育与氮肥精准调控,黄淮海产区需强化碳同化效率与淀粉合成关键酶调控,各生态区应通过“品种-区域-措施”的精准匹配,实现玉米产量与品质的协同提升。

    植物保护
    解淀粉欧文氏菌新质粒pEA60通过调节毒力因子的合成增强菌株的致病力
    董钰, 吴千, 冯萱, 郑银英, 崔百明
    中国农业科学. 2026, 59(5):  996-1007.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2026.05.006
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    【背景】 火疫病严重威胁新疆库尔勒香梨产业发展,其病原菌解淀粉欧文氏菌(Erwinia amylovora)常携带多样化的质粒,是导致菌株表型(如致病力、抗生素抗性)差异的关键。近期,从解淀粉欧文氏菌的新疆库尔勒香梨分离株Ea102中鉴定出一个新质粒pEA60。【目的】 探究解淀粉欧文氏菌pEA60质粒的起源、功能及其对病原菌致病力的影响。【方法】 采用PacBio和Illumina进行解淀粉欧文氏菌Ea102基因组测序,利用SPAdes进行基因组组装,通过PAGP等工具进行功能注释,使用BLASTN比较基因组,MLST分类质粒;利用质粒不相容性鉴定其复制区,并构建pEA60质粒消除突变体;利用接合转移试验评估其自主转移能力。在功能验证方面,通过胞外多糖定量测定以及香梨未成熟果实和离体枝条试验,系统评估该质粒对菌株致病力的影响。【结果】 pEA60是可接合转移的质粒,大小为61 198 bp,共有65个预测的CDS,主要涉及复制与稳定、菌毛形成及接合转移三大功能模块。未鉴定到已知的抗生素耐药性基因或毒力相关基因。比较分析结果表明,pEA60的菌毛形成和接合转移功能区与解淀粉欧文氏菌质粒pEA68高度相似(平均核苷酸一致性为97.04%),而其质粒复制和稳定性的区域与蚜虫欧文氏菌(Erwinia aphidicola)质粒p1B06c相似,提示pEA60起源于某个重组事件。pEA60属IncFII型质粒,其包含复制蛋白基因和复制起始点的2 610 bp片段足以维持质粒生存。pEA60质粒影响解淀粉欧文氏菌胞外多糖的合成和病原菌的致病力,消除pEA60质粒导致菌株的梨火疫病菌素含量和果聚糖蔗糖合成酶活性下降,纤维素含量增加,在香梨枝条和未成熟果实上引发的病症减轻。【结论】 pEA60是一种新的解淀粉欧文氏菌质粒,属IncFII型质粒,具有接合转移能力;pEA60影响解淀粉欧文氏菌胞外多糖的合成,提高宿主菌的致病力。研究结果可为深入解析解淀粉欧文氏菌的致病机制及质粒介导的毒力进化提供新线索。

    锈赤扁谷盗谷胱甘肽S-转移酶基因CfGSTe1CfGSTd1与甲酸乙酯耐受性关系
    张琪, 陈二虎, 孙德宏, 唐培安
    中国农业科学. 2026, 59(5):  1008-1019.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2026.05.007
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    【背景】 谷胱甘肽S-转移酶(GST)作为昆虫体内的重要代谢酶类,在害虫对化学药剂耐受性的形成中发挥重要作用。甲酸乙酯因具有高效、低毒和低残留等特点,被视为具有应用潜力的绿色储粮熏蒸剂。【目的】 分析锈赤扁谷盗(Cryptolestes ferrugineus)谷胱甘肽S-转移酶基因CfGSTe1CfGSTd1与甲酸乙酯耐受性之间的关系,阐明锈赤扁谷盗对甲酸乙酯耐受性的分子机制。【方法】 以不同磷化氢抗性水平的锈赤扁谷盗为材料,测定其对甲酸乙酯的药剂敏感性。通过顺丁烯二酸二乙酯协同试验,评估其对甲酸乙酯熏蒸杀虫作用的增效效应,并分析甲酸乙酯处理对GST活性的影响。基于锈赤扁谷盗转录组数据鉴定获得两个关键谷胱甘肽S-转移酶基因(CfGSTe1CfGSTd1),并进行氨基酸序列和系统发育分析。进一步利用实时荧光定量PCR解析两基因的时空表达特征及其在甲酸乙酯熏蒸胁迫下的转录响应变化。最后,通过RNA干扰(RNAi)技术分别沉默CfGSTe1CfGSTd1,分析其对锈赤扁谷盗甲酸乙酯耐受性的影响。【结果】 生物测定结果表明,不同磷化氢抗性水平的锈赤扁谷盗对甲酸乙酯敏感性无显著差异,证实两种熏蒸剂间不存在交互抗性。增效剂顺丁烯二酸二乙酯可显著提高甲酸乙酯的熏蒸杀虫活性,且在药剂胁迫下锈赤扁谷盗GST活性显著升高。序列及进化树分析表明CfGSTe1CfGSTd1分别编码216和215个氨基酸,均含有GST催化活性保守位点,属于Epsilon和Delta家族。实时荧光定量PCR结果显示,两基因均在成虫阶段显著高表达,主要在中肠、脂肪体和马氏管中表达,并可被甲酸乙酯熏蒸显著诱导。通过RNAi技术分别有效沉默CfGSTe1CfGSTd1后,锈赤扁谷盗对甲酸乙酯耐受性显著降低,表现为熏蒸处理后成虫死亡率明显升高。【结论】 谷胱甘肽S-转移酶基因CfGSTe1CfGSTd1可能在锈赤扁谷盗对甲酸乙酯解毒代谢过程中发挥重要作用,暗示其与昆虫甲酸乙酯耐受性间存在密切关系。

    土壤肥料·节水灌溉·农业生态环境
    长期施肥对黄泥田土壤有机碳化学结构与固碳细菌群落结构的影响
    魏圆慧, 余益辉, 李子钧, 丁文杰, 涂文龙, 毛艳玲
    中国农业科学. 2026, 59(5):  1020-1033.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2026.05.008
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    【目的】 土壤有机碳(SOC)稳定性受官能团组成和固碳微生物的影响,通过比较长期不同施肥对黄泥田土壤有机碳结构和固碳细菌cbbL基因群落结构影响的差异,全面认识黄泥田土壤固碳潜力及其机制。【方法】 基于农业农村部福建耕地保育科学观测实验站长期定位稻田,设不施肥(CK)、化肥(NPK)、化肥+稻草还田(NPKS)和化肥+牛粪(NPKM)处理,利用13C核磁共振和傅里叶技术测定土壤有机碳结构,及利用高通量测序技术测定固碳细菌群落结构。【结果】 化肥配施有机肥(NPKS和NPKM处理)显著提高了黄泥田土壤有机碳含量,土壤有机碳含量随土层加深而降低。矿质结合态有机碳的含量、颗粒态有机碳的含量及颗粒态有机碳占土壤有机碳的比例均随土层加深而降低,而矿质结合态有机碳占土壤有机碳比例则随土层加深而增加。NPKS和NPKM处理增加了SOC中烷烃及芳香碳化合物含量,提高了土壤有机碳的稳定性及复杂程度,亚表层土壤有机碳稳定性高于表层。土壤固碳细菌α多样性指数分析结果显示,施肥显著提高了黄泥田土壤固碳细菌多样性指数,其中NPKM处理表现最好。土壤优势菌纲为β-变形菌纲,施肥不同程度地提高β-变形菌纲的相对丰度。SulfuricaulisSulfuritortus为优势菌属。亚表层土壤相较于表层土壤降低了光自养微生物相对丰度,而提高了化能自养微生相对丰度。【结论】 稻草、牛粪与化肥配施不仅促进了黄泥田土壤有机碳的稳定性,而且显著增加了土壤固碳细菌的多样性和丰度,改变了土壤固碳细菌群落的结构。其中,牛粪配施化肥更有利于黄泥田土壤有机碳结构稳定和固碳细菌群落的多样性。

    小麦锌吸收转移对土施锌肥响应的区域差异
    李文虎, 礼海风, 杜宇鹏, 丁玉兰, 罗一诺, 李宇珂, 佘文婷, 张丰, 滕宇, 张思琦, 黄翠, 李小涵, 刘金山, 王朝辉
    中国农业科学. 2026, 59(5):  1034-1047.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2026.05.009
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    【目的】 小麦锌吸收转移对籽粒锌含量有着重要影响。明确区域间小麦的花前花后锌吸收转移、籽粒锌含量与施锌量的关系,可为因地制宜科学施锌,建立小麦锌营养强化技术提供依据。【方法】 基于2022年在陕西永寿、河北柏乡、四川梓潼和安徽舒城4个地点设置的锌肥用量定位试验,于2024年采集小麦开花、成熟期植株样品,测定土壤有效锌含量及小麦产量、生物量、产量构成、不同部位锌含量,研究小麦籽粒锌含量和小麦花前花后锌吸收转移对土壤施锌响应的区域差异。【结果】 施锌对四地的小麦产量和产量构成没有显著影响,籽粒锌含量显著提高。四川梓潼和安徽舒城可实现40.0 mg·kg-1的籽粒锌强化目标,最高可达51.7和80.7 mg·kg-1。而陕西永寿和河北柏乡却未实现籽粒锌强化目标,籽粒锌最高含量分别为32.2和34.5 mg·kg-1。每公顷增施1.0 kg锌,安徽、四川、河北和陕西的花前锌吸收量分别提高9.8、7.4、3.0和3.0 g·hm-2;四川、安徽和河北的花后锌吸收量提高9.8、8.3和0.97 g·hm-2,陕西没有显著提高;安徽和陕西的花后锌转移量提高5.6、2.5 g·hm-2,四川降低1.6 g·hm-2,河北没有显著提高。每公顷增施1.0 kg锌,陕西、河北、安徽和四川的花前锌吸收率分别提高0.71、0.53、0.47和降低0.40个百分点,花后锌吸收率分别降低0.71、0.53、0.47和提高0.40个百分点;四川和河北的花后锌转移率分别降低1.41和0.44个百分点,陕西和安徽没有显著降低;开花期根系向地上部的锌转移指数,四川和安徽分别降低0.06和0.13,陕西和河北没有显著降低。【结论】 小麦籽粒锌含量的提升,受小麦锌吸收和转移等因素共同影响。相比于花前和花后锌吸收率、吸收贡献率,以及花后锌转移率和转移贡献率,花前、花后锌吸收量和花后锌转移量对小麦籽粒锌含量的影响更大;施锌促进了小麦花前和花后锌吸收量增加,对花后锌转移量的影响因地而异。相比花后锌转移量,小麦的花前和花后锌吸收量,尤其花后锌吸收量对籽粒锌含量提升的影响更大。因此,提高我国主产区土壤供锌能力,促进小麦的锌吸收,特别是花后的锌吸收能力,可有效提高籽粒锌含量,实现小麦锌营养强化目标。

    葡聚糖改性尿素在潮土中的转化特征
    严艳鸽, 张水勤, 许猛, 徐久凯, 李燕婷, 赵秉强, 袁亮
    中国农业科学. 2026, 59(5):  1048-1059.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2026.05.010
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    【目的】 糖类化合物能调控土壤氮素的转化过程。然而,不同聚合度葡聚糖对氮素转化的影响尚不清楚。本研究着重探究葡聚糖改性尿素在石灰性潮土中的氮素转化特征,深入分析葡聚糖的聚合度与氮素有效性的关系,并揭示其作用机制,旨在为不同聚合度葡聚糖在尿素中的高效应用提供理论基础。【方法】 将葡萄糖、麦芽糖、低聚麦芽糖和聚葡萄糖分别按1%的添加量加入到熔融尿素中制得对应的葡萄糖改性尿素(单糖,GU)、麦芽糖改性尿素(2聚,MU)、低聚麦芽糖改性尿素(≈5聚,OU)和聚葡萄糖改性尿素(≈20聚,PU)。设置不施肥处理(CK)、施用普通尿素处理(U)和不同聚合度葡聚糖改性尿素6个处理,采用土壤培养的方法研究不同聚合度葡聚糖改性尿素的氮素转化特征,并结合普通尿素和葡聚糖改性尿素13C核磁共振波谱的化学结构特征,揭示不同聚合度葡聚糖及其结构变化对尿素转化的影响机制。【结果】 (1)葡聚糖改性尿素中含有席夫碱结构的物质;(2)与U处理相比,葡聚糖改性尿素延缓尿素水解,土壤中酰胺态氮含量平均提高15.3%—37.1%,OU处理最高;(3)施入氮肥后,U处理的脲酶活性在第1 天达到峰值,而葡聚糖改性尿素处理的脲酶活性则在培养第2天达到峰值;(4)葡聚糖改性尿素的氨挥发累积量较U处理降低2.2%—12.9%。随着葡聚糖聚合度的增加,氨挥发累积量表现出逐渐增加的态势;(5)培养结束时,葡聚糖改性尿素处理土壤中硝态氮含量提高了14.1%—30.5%,当葡聚糖聚合度增加时,土壤中硝态氮含量先增加后降低,聚合度为3.35时,硝态氮含量最高。【结论】 葡聚糖改性尿素能延缓尿素水解,降低氨挥发损失量,提高培养后期土壤中的硝态氮含量。其中,GU(单体)减少氨挥发的效果最好,中聚合度(3.35聚)的葡聚糖提高土壤中硝态氮含量的效果最好。

    园艺
    番茄果实果脐大小性状主基因+多基因遗传分析
    吴媛媛, 吕书文, 张子君, 王涛, 张逸鸣, 卜令超, 邹庆道, 姜晶
    中国农业科学. 2026, 59(5):  1060-1069.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2026.05.011
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    【目的】 对番茄果实果脐大小性状进行遗传分析,提高对该性状的选择效率,加速小果脐番茄育种进程,为番茄果脐大小性状关键基因的挖掘及品种遗传改良奠定基础。【方法】 以小果脐番茄(P1)与大果脐番茄(P2)作为父母本进行杂交获得F1,F1自交、与父、母本回交,分别获得F2、BC1P1和BC1P2。在果实红熟期,运用果脐大小和果脐指数对6世代群体进行果脐大小的评价。采用数量性状主基因+多基因遗传模型进行遗传分析,利用SEA软件对24种潜在遗传模型进行拟合,通过极大似然函数值和赤池信息量准则筛选候选模型,并综合Smirnov检验、Kolmogorov检验及均匀性检验的结果以确定最优遗传模型。最后,基于最适模型,利用最小二乘法估算包括加性效应、显性效应、上位性效应,以及主基因遗传率、多基因遗传率在内的各项遗传参数。【结果】 亲本间果脐大小性状差异极显著。盛花期后55 d,大果脐番茄(P2)的平均果脐大小和果脐指数分别为小果脐番茄(P1)的9.44和8.29倍。F1群体平均果脐大小和平均果脐指数均介于2个亲本之间,BC1P1、BC1P2、F2群体的平均果脐大小和平均果脐指数呈连续性变化,变异幅度较大,变异系数为61.2%—87.4%,且F2群体频率分布呈连续的偏正态分布。遗传模型分析表明,番茄果脐大小性状的最优模型为2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性-上位性多基因混合遗传模型(MX2-ADI-ADI)。F2群体主基因遗传率为93.05%,多基因遗传率为4.68%。2对主基因对该性状的控制以加性负向效应为主。第一主基因的显性效应倾向于减小果脐,第二主基因的显性效应倾向于增大果脐,2对基因均表现为部分显性,且第二主基因的显性作用更强。2对主基因间的加性×加性和显性×加性互作增大果脐;而显性×显性和加性×显性互作减小果脐。【结论】 番茄果脐大小为数量性状,主要由2对主基因控制。

    基于广靶代谢组学分析藏葱和细香葱营养品质及黄酮类代谢产物差异
    岳丽昕, 王清华, 王振宝, 尼玛琼吉, 刘泽洲, 孔素萍, 张立峰, 高莉敏
    中国农业科学. 2026, 59(5):  1070-1086.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2026.05.012
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    【目的】 探究藏葱和细香葱的农艺性状、营养品质及代谢组分的差异,揭示其特有的营养代谢特征,为挖掘藏葱特色资源价值、推动西藏特色蔬菜的高值化利用与品种改良提供科学依据。【方法】 以西藏特色蔬菜资源藏葱与我国优异分葱资源细香葱为研究对象,通过生理生化分析,比较其农艺性状与营养品质差异;采用广泛靶向代谢组学技术分析代谢谱,以“VIP>1,且FC≥2或FC≤0.5”为标准筛选差异代谢物,并进行KEGG代谢通路富集分析。【结果】 藏葱和细香葱在假茎形态、表皮颜色、株高、假茎长、叶片长和单株重等农艺性状上存在显著差异。营养品质分析发现,在藏葱中,干物质、游离氨基酸、丙酮酸和粗纤维含量高于细香葱,而可溶性固形物、可溶性糖、维生素C含量和糖酸比则显著低于细香葱。基于广泛靶向代谢组学技术,共鉴定出13类2 014种代谢物,主要以黄酮类、脂质和生物碱为主。多元统计分析共鉴定出1 012种差异代谢物,其中,583种上调表达,429种下调表达。KEGG通路富集分析表明,差异代谢物显著富集于类黄酮生物合成相关通路,主要包括黄酮与黄酮醇生物合成、花青素苷生物合成,以及山柰酚苷元Ⅰ与槲皮素苷元Ⅰ的生物合成途径。通过构建黄酮类化合物代谢合成网络和比较代谢物相对含量,藏葱与细香葱在下游黄酮类化合物代谢产物积累上具有显著的种间差异,其多样性主要源于共同前体物质二氢山柰酚的分支转化,该过程分别导向黄酮醇类(山柰酚和槲皮素)与花青素类(矢车菊素和飞燕草素)等不同次生代谢产物的合成与积累。【结论】 藏葱与细香葱在农艺性状、营养品质和代谢物积累上差异显著,藏葱干物质、氨基酸含量高,风味辛辣浓郁,质地粗,耐贮藏;细香葱则糖类、维生素C丰富,口感清甜鲜嫩。其黄酮类合成通路分化关键源于二氢山柰酚的分支转化,可生成黄酮醇与花青素等多样代谢产物。

    食品科学与工程
    基于感官评价结合营养品质特征与风味物质特性关联分析黄瓜果实品质
    张利东, 郭一聪, 黄洪宇, 聂静, 王兵, 李梦雨, 李加旺, 眭晓蕾, 李愚鹤
    中国农业科学. 2026, 59(5):  1087-1100.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2026.05.013
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    【目的】 通过分析不同黄瓜种质资源的营养品质与风味物质等果实品质特征,并关联人体感官评价,为科学评判黄瓜果实品质提供依据。【方法】 以天津黄瓜研究所提供的果实感官品质存在较大差异的12个品系(种)为研究材料,通过测定不同黄瓜果实中的可溶性糖含量、可溶性固形物含量、可滴定酸含量等营养品质指标,果实风味物质总量及(E, Z)-2, 6-壬二烯醛和(E)-2-壬烯醛等风味物质含量,并对黄瓜果实甜味、水分、脆度、香气、涩味、苦味等6个维度进行人体主观感官评鉴,基于感官评价结合营养品质特征与风味物质特性综合关联分析黄瓜果实品质。【结果】 黄瓜果实感官评价中非涩味与甜味两个维度的权重赋值分别为27.12%和25.49%,其余香气、脆度、非苦味、水分4个维度的权重在10.59%—12.51%,而6个维度赋值越高,其感官品质综合评分越高。黄瓜果实感官评价中甜味、水分、脆度、香气、非苦味等与果实可溶性固形物含量、可溶性糖含量、抗坏血酸含量(极)显著相关。黄瓜风味物质(Z)-6-壬烯醛与感官评价中甜味、香气、水分、非苦味、非涩味等呈现极显著或显著相关,同时也与可溶性固形物含量、可溶性糖含量、抗坏血酸含量分别具有极显著正相关关系。黄瓜风味物质(E, Z)-2, 6-壬二烯醛与(E)-2-壬烯醛的比值与感官评价中非涩味呈显著相关,即该比值越大,果实涩味越弱。参试黄瓜品系(种)中,L2品系(种)的果实可溶性糖含量、可溶性固形物含量、抗坏血酸含量、固酸比均普遍高于其他品系(种),感官评价中甜味、脆度、香气、水分、非苦味和非涩味6个维度的总分值最高,果实品质最优。【结论】 黄瓜果实可溶性固形物含量、可溶性糖含量、抗坏血酸含量、(Z)-6-壬烯醛含量、(E, Z)-2, 6-壬二烯醛/(E)-2-壬烯醛比值可作为快速评价黄瓜感官品质与风味品质的指标。

    短乳杆菌LB-21介导的酒精-苹乳三菌共发酵对干红葡萄酒色泽的影响
    朱嘉伟, 关璇, 饶博涵, 刘秀海, 范国元, 武运, 陶永胜
    中国农业科学. 2026, 59(5):  1101-1110.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2026.05.014
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    【目的】 研究短乳杆菌(Lactobacillus brevis,LB-21)介导的酒精-苹乳共发酵对干红葡萄酒色泽质量的影响,为该技术的优化提供数据支持。【方法】 以新疆吐鲁番‘马瑟兰’葡萄为原料,设计酿酒酵母SC-19、发酵毕赤酵母Z9Y-3和乳酸菌(短乳杆菌LB-21、酒酒球菌SD-2a)混合接种的酒精-苹乳共发酵处理,同时设传统顺序酒精-苹乳发酵组和单一酒精发酵组为对照组。发酵结束后,葡萄酒常规稳定,贮藏至次年6月,采用光谱法测定葡萄酒的CIElab颜色参数(L*、a*、b*、C*abhab等)以及多项色素指标,包括520色度(520P)、游离花色苷的色度(chromaticity of free anthocyanins,FA)、总色素(total pigment,TP)、聚合色素(polymeric pigment,PP)、聚合色素占比(PP%)、总酚和酒石酸酯等指标。通过主成分分析(PCA)探究供试酒样色泽差异的关键物质,并使用正交偏最小二乘法判别分析(OPLS-DA)探究共发酵酒样色泽特征差异物质。【结果】 供试酒样的色泽差异主要集中在CIElab参数色调角(hab)及色素指标520P和TP等色素指标。与单一酒精发酵相比,酒精-苹乳发酵处理使红色色调(a*)和色彩饱和度(C*ab)分别提高3.69%—13.74%和7.24%—19.77%,TP增加27.52%—47.41%,PP提升4.39%—34.12%,显著增强了色泽稳定性(P<0.05),但总花色苷和游离花色苷水平分别降低20.60%—25.69%和14.03%—38.59%。PCA结果表明,在酒精-苹乳共发酵处理中,短乳杆菌LB-21组在a*、C*ab、TP、PP和PP%等关键指标上均显著优于酒酒球菌SD-2a组(P<0.05)。OPLS-DA分析结果表明,L*、a*、C*ab、hab、ΔEab和PP%是LB-21介导共发酵酒样的关键色泽差异性指标,表明该菌株在干红葡萄酒色泽保持方面具有显著优势。【结论】 酒精-苹乳三菌共发酵,尤其是由短乳杆菌LB-21介导的处理,可显著提升干红葡萄酒的a*、TP及PP,增强色泽稳定性,并在关键色泽参数上优于传统发酵模式,优选菌株LB-21及其应用技术在优化干红葡萄酒发酵工艺方面具有明显的推广应用价值。

    畜牧·兽医
    米老排叶片饲喂水平对黄羽肉鸡生长性能、免疫功能、抗氧化能力、胴体品质和肉品质的影响
    王少华, 范秋丽, 杨锦昌, 孙煜杰, 余纽, 蒋守群
    中国农业科学. 2026, 59(5):  1111-1127.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2026.05.015
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    【目的】 研究黄羽肉鸡饲喂不同水平的米老排叶片对生长性能、血浆生化指标、空肠黏膜细胞因子含量、肝脏解毒和抗氧化指标、胴体品质和肉品质的影响,以此评价米老排叶片作为一种潜在饲料原料在黄羽肉鸡上的应用价值。【方法】 试验选取720只6日龄体重相似的快速型麻黄肉鸡,采用完全随机设计,共分为6个处理组,米老排叶片饲喂水平分别为0(对照组)、1.5%、3.0%、4.5%、6.0%和7.5%,每组设置6个重复,每个重复20只(公和母各10只),试验期50 d。【结果】 随米老排叶片饲喂水平的升高,1)6—21日龄,肉鸡体重、平均日增重和欧益指数均呈二次曲线升高(P<0.05),料重比和增重成本呈二次曲线降低(P<0.05),22—42日龄,肉鸡料重比和增重成本均呈线性和二次曲线降低(P<0.05),43—55日龄,肉鸡体重、平均日采食量、料重比和增重成本均呈线性和二次曲线升高(P<0.05),欧益指数呈线性和二次曲线降低(P<0.05)。6—55日龄,肉鸡平均日增重、料重比和增重成本均呈线性和二次曲线升高、欧益指数呈线性和二次曲线降低(P<0.05)。2)21日龄,血浆TP、IgA、IgG含量和NDV-Ab抗体滴度呈线性升高(P<0.05),ALT和CK活性以及MDA含量呈线性和二次曲线降低(P<0.05),55日龄,与对照组相比,4.5%叶片组TP含量显著升高(P<0.05),1.5%叶片组TG含量显著降低(P<0.05)。3)米老排叶片饲喂对肉鸡各项器官指数均无显著影响(P>0.05)。4)空肠黏膜sIgA、TNF-α、IFN-γ和IL-10含量均呈线性和二次曲线升高(P<0.05),空肠黏膜IL-1β含量无显著差异(P>0.05)。5)肝脏CarE活性呈线性和二次曲线升高(P<0.05),AchE活性和MDA含量呈线性和二次曲线降低(P<0.05),肝脏GSH-ST、T-AOC和T-SOD活性无显著差异(P>0.05)。6)肉鸡半净膛率呈线性和二次曲线降低(P<0.05),胸肌率呈线性和二次曲线升高(P<0.05),腹脂率呈线性降低(P<0.05)。7)与对照组相比,4.5%叶片组肉鸡屠宰后45 min和24 h胸肌肉色红度a*值均显著升高(P<0.05)。【结论】 适宜水平米老排叶片对黄羽肉鸡生长性能、免疫功能、抗氧化和解毒能力、胴体品质和肉品质均有改善作用,但米老排叶片饲喂量还需要进行精准把控,过高饲喂量可能会对经济收益产生负面影响。依据二次曲线回归模型,结合体重、平均日增重和料重比作为主要评价指标,估测6—55日龄快速型黄羽肉鸡饲粮米老排叶片适宜饲喂水平为2.75%—2.90%。此次试验为米老排叶片作为黄羽肉鸡养殖非常规饲料原料提供了科学依据和试验参考。

    USP18抑制GPX4泛素化降解调控蛋鸭卵巢颗粒细胞铁死亡的分子机制
    陈亚茹, 王磊, 付明, 黄涛, 张昊, 梁振华, 皮劲松, 吴艳
    中国农业科学. 2026, 59(5):  1128-1140.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2026.05.016
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    【背景】 家禽卵泡发育具有独特的等级卵泡发育特性,受自分泌、旁分泌、生长因子和多种功能基因的共同调控。颗粒细胞是卵泡内数量最多的功能细胞,颗粒细胞的存活直接决定了卵泡的生长发育和成熟。铁死亡是一种新发现细胞程序性死亡方式,与卵泡发育密切相关。泛素特异性肽酶 18(ubiquitin specific peptidase 18,USP18)在铁死亡过程中发挥重要的调控作用,但其在蛋鸭卵巢颗粒细胞中的功能尚不清楚。【目的】 通过探究USP18在蛋鸭卵泡颗粒细胞铁死亡过程中的分子调控机制,为家禽产蛋性状的遗传改良提供理论基础和分子靶点。【方法】 选取300日龄高、低产蛋鸭各4只,采集等级前卵泡组织,实时荧光定量PCR和Western blotting检测高、低产蛋鸭等级前卵泡组织中USP18表达水平;分离等级前颗粒细胞,设计USP18干扰片段并转染卵巢颗粒细胞,采用CCK-8试剂盒、Calcein-AM/PI细胞双染法检测USP18对颗粒细胞活力的影响,活性氧检测试剂盒和酶联免疫吸附法分析USP18对颗粒细胞内氧化应激水平的影响;利用线粒体膜电位试剂盒、脂质过氧化荧光探针、铁离子FerroOrange探针、普鲁士蓝试剂盒检测USP18对颗粒细胞铁死亡的影响;通过免疫荧光、免疫共沉淀和Western blotting分析USP18与谷胱甘肽过氧化物酶4(glutathione peroxidase 4,GPX4)蛋白间的互作关系及GPX4蛋白表达水平。【结果】 高产蛋鸭等级前卵泡组织中USP18表达量显著高于低产蛋鸭(P<0.01);敲降USP18显著降低颗粒细胞活力(P<0.01),抑制颗粒细胞存活(P<0.05),促进ROS积累(P<0.01),提高丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量(P<0.01),抑制超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)和过氧化氢酶(catalase,CAT)的活性(P<0.01);敲降USP18显著提高颗粒细胞内脂质过氧化水平(P<0.05),降低线粒体膜电位(P<0.05),增强线粒体膜通透性(P<0.01),提高细胞内铁离子水平和铁沉积(P<0.01),促进铁死亡抑制因子A长链酰基辅酶A合成酶4(acyl-coA synthetase long chain family member 4,ACSL4)和GPX4表达并抑制铁死亡驱动因子转铁蛋白受体1(transferrin receptor protein 1,TFR1)表达(P<0.01);免疫共沉淀和免疫荧光证实USP18可与GPX4互作;Western blotting和免疫共沉淀结果显示敲降USP18提高 GPX4泛素化水平并促进GPX4蛋白降解。【结论】 USP18在高产蛋鸭等级前卵泡组织中高表达;敲降USP18显著提高了蛋鸭卵巢颗粒细胞内氧化应激水平并诱发铁死亡;USP18可与GPX4蛋白发生互作,敲降USP18提高 GPX4泛素化水平并促进GPX4蛋白降解。综上所述,USP18通过抑制GPX4泛素化降解调控蛋鸭卵巢颗粒细胞铁死亡。