中国农业科学

2026年第59卷第6期中英文目录

中国农业科学. 2026, 59(6): 0.

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转座元件系统介导的大片段DNA定向插入技术研究进展

赵子杰, 宋豪, 董小鸥, 万建民

中国农业科学. 2026, 59(6): 1141-1156. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2026.06.001

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随着CRISPR/Cas等基因编辑技术的快速发展，其在动植物育种、微生物改造及基础科学研究中已展现出强大的应用潜力。当前的基因编辑技术可在广泛物种中对指定基因组靶点进行单个或多个核苷酸的插入、删除、替换等操作，而对于DNA大片段的定向插入或替换等编辑类型，仍面临效率及保真性低、供体递送困难等技术瓶颈。这些瓶颈制约了基因编辑技术在包括具有遗传连锁的多基因聚合、优良等位基因精准替换、基因组安全港片段定向导入等重要场景下的应用。转座元件作为广泛存在于生物基因组中的可移动遗传元件，凭借其天然的移动能力与大容量DNA装载特性，为突破上述瓶颈提供了全新路径，有望被工程化改造成为DNA大片段精准编辑的关键分子工具，解决上述难题。本文综述了基于转座元件的大片段DNA定向插入技术的最新研究进展，重点探讨了原核生物来源的CRISPR相关转座子（CAST）和真核生物中的部分DNA转座子及逆转座子的应用现状与前景。原核生物来源的CAST系统表现突出，在原核生物中可介导高效的大片段整合，经优化后也能在真核细胞中实现大片段插入。在真核生物中，DNA转座子mPing/Pong和逆转座子R2与L1相关工具经工程化改造，也被用于动植物中的大片段DNA插入。与此同时，基于转座子的大片段DNA定向插入技术领域面临着挑战。一方面，转座元件的跨物种适配性不足，导致部分转座元件难以被移植到其他物种中发挥功能。另一方面，相关蛋白元件尺寸较大或数量繁多，导致在特定类型的真核细胞中递送效率低。此外，部分系统存在刺激哺乳动物免疫系统并导致炎症反应的安全风险。在未来的研究中，通过新型转座元件挖掘、工程化改造转座酶、开发新型递送载体、深度解析转座机制等，可为建立高效、安全的大片段编辑技术提供关键技术支撑，为作物遗传改良、基因治疗及微生物基因组编辑提供源头技术创新。

基于GWAS的中国地方小麦成熟胚大小位点的鉴定及其遗传效应解析

叶美金, 吴雷, Lohani Md Nahibuzzaman, 尹丽, 胡欣荣, 刘亚西, 蒋云峰, 陈国跃, 蒲至恩, 李阳, 李婷, 邹亚亚, 吴佳怡, 马建

中国农业科学. 2026, 59(6): 1157-1171. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2026.06.002

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【目的】小麦胚是籽粒的重要组成部分，与种子的营养价值、萌发和幼苗建成密切相关。从遗传变异丰富的中国地方小麦中挖掘胚大小位点，并解析其遗传效应，拓展对小麦胚大小遗传基础的认识，为未来育种计划提供有价值的分子靶点。【方法】利用小麦660K SNP芯片对240份不同来源的中国地方小麦进行基因型分析，并结合3个环境的胚大小表型数据，通过混合线性模型进行全基因组关联分析，对检测到的显著性关联位点进行遗传效应分析和候选基因预测。【结果】在3个环境及最佳线性无偏预测值（BLUP）下，胚长、胚宽、胚面积、胚长宽比的范围分别为1.64—3.43 mm、0.93—2.58 mm、1.10—5.71 mm²和1.06—2.08，其广义遗传力分别为0.76、0.47、0.54和0.60。胚长、胚宽、胚面积、胚长宽比、胚长粒长比和胚宽粒宽比之间存在显著的正相关性，相关系数为0.271—0.922。主要胚性状（胚长、胚宽、胚面积）与粒长、千粒重、根干重呈显著正相关。共鉴定到18个在2个环境及BLUP中稳定表达的、与胚长和胚面积显著关联的SNP位点，这些位点被分为4个QTL区段，其中，控制胚长的有3个、控制胚面积的有1个，且胚面积QTL（QEA. sicau.3B）与胚长QTL（QEL.sicau.3B.2）共定位。针对主效胚长位点QEL.sicau.1B，预测了9个候选基因。遗传效应分析表明，QEL.sicau.1B的增效应位点在提高胚长、粒长、粒宽、粒重和缩短开花期方面具有显著作用，对提高幼苗根干重和地上部苗子干重方面具有显著优势，而对分蘖数和小穗数具有一定负效应。比较分析表明，QEL.sicau.1B和QEL.sicau.3B.2可能为新位点。【结论】通过全基因组关联分析检测到4个与胚大小显著相关的稳定QTL，针对胚长位点QEL.sicau.1B，预测了9个可能的候选基因。证实胚大小与籽粒大小呈显著正相关，且与苗期根系活力有一定关联。

蚕豆多时期耐盐性综合评价与衣康酸缓解萌发期盐胁迫研究

张志林, 刘荣, 宗绪晓, 郝晓鹏, 杨涛

中国农业科学. 2026, 59(6): 1172-1188. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2026.06.003

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【目的】盐胁迫限制了蚕豆（Vicia faba L.）在盐碱地的稳产与增产。通过室内萌发测定与田间观测的综合评价，在早期阶段提高区分不同材料耐盐差异的效率与准确性，并检验外源衣康酸（itaconic acid，IA）在不同剂量与酸性处理下对萌发期盐胁迫的缓解潜力，为早期预测和外源调控提供互补路径。【方法】选择15份蚕豆种质，在100 mmol·L^-1 NaCl条件下进行萌发试验，测定相对发芽率（RGR）、相对发芽势（RGE）、相对根长（RRL）、活力指数（VI）、发芽指数（GI）和萌发胁迫指数（GSI），并通过综合隶属函数值μ(X_i)进行综合评价与分型。同时，在盐碱地与非盐碱地设置田间试验，跟踪观察成苗率、现蕾期SPAD值、开花期盐害指数（SI）及17项农艺性状，形成田间耐盐分级。采用分层5折交叉验证评估其对田间分级的判定效果（以F1等指标表征）。对于IA试验，选择3份代表性种质，在100 mmol·L^-1 NaCl条件下设置0%—1% IA梯度，同时，与等摩尔醋酸（CH₃COOH）和pH7.0处理进行对照，分析IA对盐胁迫的缓解效果。【结果】萌发期不同分型间各指标差异显著，在不同材料间表现出较强的区分度，综合评分呈现从敏感到耐盐的连续梯度，可据此进行分级。田间观测显示，在盐碱地多数材料的成苗率与SPAD值降低，但仍有少数材料保持较好表现；总体上，萌发期分级与田间分级相符，约有七成材料在2个阶段保持一致（≈73%），表明萌发期测定对实际田间耐盐表现具有指示性。基于萌发期核心性状（VI、RGE、RGR、GSI）建立的模型对田间分级具有一定预测能力，在分层5折交叉验证中获得F1=0.50、Precision=0.46、Recall=0.60，可为耐盐种质的前期初筛提供定量参考。低剂量IA（如0.01%）可改善种质的萌发活力与根系生长；但等摩尔的醋酸未见相同效果。当外液调至pH7.0后，IA的促进作用显著减弱或消失，表明其缓解作用不仅与分子结构相关，还与弱酸性环境密切相关，且具有品种特异性（如种质V434表现出较高的响应性）。【结论】室内萌发测定与田间观测的综合评价可在早期阶段区分蚕豆材料的耐盐差异。活力指数（VI）、萌发胁迫指数（GSI）和相对发芽率（RGR）等指标能够有效反映田间等级并提高初筛效率。IA在萌发期表现出低剂量、pH依赖的缓解作用，但其稳定性和适用范围仍需在盐碱复合胁迫和田间条件下进一步验证。

免耕地膜两年覆盖提高绿洲灌区玉米产量的灌浆期光合生理机制

王佳诺, 陈桂平, 李盼, 王丽萍, 南运有, 何蔚, 樊志龙, 胡发龙, 柴强, 殷文, 赵连豪

中国农业科学. 2026, 59(6): 1189-1202. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2026.06.004

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【目的】针对绿洲灌区传统玉米种植地膜投入量大、极端高温易引起玉米灌浆期叶片光合性能低、产量下降等问题，通过研究地膜两年覆盖利用下玉米灌浆期的光合生理机制，旨在为绿洲灌区地膜减量条件下实现玉米高产提供理论支持。【方法】始于2013年在河西走廊绿洲灌区的随机区组试验，本研究于2021—2023年，根据地膜覆盖时间长短形成3种处理：免耕一膜两年覆盖利用（NTP）；秋免耕春覆膜（RTP）；传统耕作每年覆新膜（对照组，CTP）。探究玉米灌浆期叶片叶绿素含量、气体交换参数、光合生理关键酶活性、基因相对表达量及关键蛋白含量对不同地膜利用方式的响应。【结果】不同地膜利用方式通过调控玉米灌浆期的光合生理特性，促使玉米增产稳产。与CTP处理相比，NTP灌浆期叶绿素a、b平均提高15.1%、8.3%，说明NTP处理有利于维持玉米叶绿素含量，从而有效延缓了叶绿素的降解，促进玉米光合作用。NTP较CTP处理净光合速率和蒸腾速率在灌浆中期、后期分别平均提高25.2%和11.5%、20.0%和12.2%，说明NTP处理有利于调节玉米灌浆期的气体交换参数，增强了玉米灌浆期光合作用。同时，NTP在灌浆期维持较高的光合生理关键酶活性、基因相对表达量及关键蛋白含量，为光合作用的提高提供了保障。与CTP处理相比，NTP处理玉米叶片丙酮酸磷酸二激酶（PPDK）、磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPC）和1,5-二磷酸核酮糖羧化酶（Rubisco）活性平均提高了18.9%、20.0%和30.6%，玉米叶片pepc、ppdk、rub基因表达量分别提高22.1%、75.8%和70.6%，光合反应中心D1、D2蛋白含量分别提高了12.6%和13.2%；RTP较CTP处理玉米叶片PPDK、PEPC和Rubisco活性平均提高了15.6%、16.4%和19.2%，玉米叶片pepc、ppdk、rub基因表达量分别提高13.6%、53.9%和57.7%，光合反应中心D1蛋白含量提高了10.1%。此外，NTP较CTP处理玉米籽粒产量在2021、2022和2023年分别提高了5.2%、6.0%和5.3%；RTP较CTP处理玉米籽粒产量仅在2022年提高了5.2%。【结论】免耕一膜两年覆盖利用是西北绿洲灌区维持较高光合性能、地膜减投、实现玉米增产的有效栽培管理措施。

过氧化钙对渍涝农田夏玉米根系形态及产量形成的影响

周新杰, 任昊, 陈应龙, 张吉旺, 赵斌, 任佰朝, 刘鹏, 王洪章

中国农业科学. 2026, 59(6): 1203-1216. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2026.06.005

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【目的】在全球气候变化大背景下，极端降雨天气频发导致农田渍涝灾害加剧，严重制约了玉米的高产稳产。本研究旨在揭示过氧化钙对渍涝农田土壤氧环境和夏玉米根系形态及产量形成的调控机制，为渍涝逆境下玉米抗逆稳产栽培提供理论支撑。【方法】2023—2024年夏玉米生长季，在山东农业大学黄淮海区域（山东）玉米技术创新中心开展田间试验。试验选用登海605（DH605）为供试品种，采用完全随机区组设计。在夏玉米三叶期人工模拟田间渍涝环境，设置施用过氧化钙（CaO₂）与不施用（CK）2个处理。系统研究施用过氧化钙对0—40 cm土层土壤氧气含量、玉米根系形态（总根长、总根表面积、总根体积、根干重）、叶面积指数（LAI）、SPAD（叶绿素相对含量）值、气体交换参数（净光合速率（P_n）、气孔导度（G_s）、胞间二氧化碳浓度（C_i）、蒸腾速率（T_r））、地上部干物质积累量、籽粒灌浆特征及产量形成的影响。【结果】两年平均结果显示，在渍涝条件下，施用过氧化钙明显改善了土壤氧环境。自处理开始至结束后10 d共10次的测定中，0—20和20—40 cm土层氧气含量均值较CK分别提升7.38%和7.44%。根系形态发生显著变化，开花期总根长、总根表面积、总根体积和根干重较CK分别增加了51.63%、44.10%、39.81%和51.98%；冠层光合性能显著增强，最大LAI和开花期SPAD值分别提高了11.28%和11.61%，开花期穗位叶P_n、G_s和T_r分别增加了23.84%、30.63%和85.99%。成熟期干物质积累量增加31.51%；籽粒灌浆参数优化，最大灌浆速率、平均灌浆速率、达到最大灌浆速率时的粒重和成熟期粒重较CK分别提高7.29%、7.29%、5.81%和6.24%。施用过氧化钙协同提高了穗粒数和千粒重，两年平均增幅达39.98%和5.00%，最终产量较CK提高50.77%。【结论】施用过氧化钙通过优化渍涝土壤氧环境、重塑根系形态、增强冠层光合并促进干物质积累，进而提升籽粒灌浆速率。该措施通过协同增加穗粒数和千粒重，显著提高了籽粒产量。本研究结果可为夏玉米苗期应对渍涝逆境、实现稳产增产提供一种新的农艺调控策略。

不同保绿型玉米杂交种氮效率评价

何继航, 张擎, 吕相月, 薛吉全, 徐淑兔, 刘建超

中国农业科学. 2026, 59(6): 1217-1230. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2026.06.006

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【目的】保绿性是与玉米高产、优质和抗逆等方面密切相关的重要农艺性状。探讨不同保绿型玉米杂交种氮素吸收和转运的差异，为玉米氮高效生理机制提供理论依据。【方法】供试材料为陕单650和郑单958。于2023年设置6个氮处理，分别为N1（不施氮）、N2（60 kg·hm^-2）、N3（120 kg·hm^-2）、N4（180 kg·hm^-2）、N5（240 kg·hm^-2）、N6（300 kg·hm^-2）；于2024年设置氮肥施用与种植密度（氮密）互作试验，包含低氮（LN，不施氮）、中氮（MN，180 kg·hm^-2）、高氮（HN，240 kg·hm^-2）3种施氮量和低密（LD，60 000株/hm²）、高密（HD，75 000株/hm²）2种种植密度。测定玉米吐丝期后对各个处理的穗位叶叶绿素相对含量（SPAD）、整株绿叶数、干物质及营养体和籽粒氮素积累量等指标，并分析氮素吸收转运率与氮效率相关指标。【结果】两玉米杂交种产量随施氮量的增加呈先增加后趋于平稳的趋势，不同氮处理及氮密互作下，陕单650产量均高于郑单958；吐丝后，陕单650表现出比郑单958更高的叶绿素降解速率和绿叶数减少幅度，尤其在低氮条件下，其穗位叶SPAD值降幅（65.1%）显著高于郑单958（49.9%），且叶绿素流失更早、更快；在不同氮处理和氮密互作下，玉米杂交种陕单650表现出更强的氮素转运效率，尤其在低氮条件下，其成熟期叶片氮转运量显著高于郑单958，且转运优势随密度增加进一步放大，验证了陕单650作为功能保绿型品种的氮素高效再动员特性；整体上陕单650营养体氮素转运率、氮肥利用率、氮肥农学效率、氮素收获指数等均显著高于郑单958，且在高密度种植模式下，合理减氮能够进一步提升其氮效率表现。【结论】功能保绿型玉米品种陕单650具有保持绿色和光合作用的一致性，有直到作物生理成熟前某一时间段快速失绿、光合下降并实现氮素再分配的特点。较高的营养体氮素转运能力使其具备在合理的减氮增密下表现更高氮效率的潜力。

两种诱虫灯下异色瓢虫的种群动态和迁飞状态分析

杜梦园, 侯艳红, 刘迪, 陈莉, 范志业, 王文豪, 沈海龙, 王参观, 李世民, 黄建荣, 陈琦

中国农业科学. 2026, 59(6): 1231-1243. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2026.06.007

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【目的】明确异色瓢虫（Harmonia axyridis）在河南省漯河市诱虫灯下的种群动态、迁飞规律及其变化趋势，为有效保护和利用异色瓢虫进行生物防治提供数据支撑。【方法】于2015—2024年在河南省漯河市，通过高空诱虫灯与地面测报灯对异色瓢虫进行系统监测，每年3月1日至11月30日逐日分拣并统计两种诱虫灯下的异色瓢虫数量，根据两种灯下异色瓢虫的年诱虫量、月诱虫量、始见日、终见日情况，分析异色瓢虫的上灯规律和变化趋势；根据每日诱虫量占全年诱虫量的百分比以及不同季节高峰日的分布，分析异色瓢虫的种群动态；根据优化后的高空灯与地面灯诱虫数量的比值，分析异色瓢虫的迁飞规律。【结果】10年间，高空灯累计诱集异色瓢虫19 771头，地面灯诱集11 061头，高空灯的诱虫量呈显著下降趋势，地面灯诱虫量呈显著上升趋势，两种灯的诱虫量年际间呈显著负相关关系（P<0.05）。除2021—2023年地面灯诱虫量高于高空灯，其余年份均为高空灯诱虫量更多。异色瓢虫在高空灯下被监测到的时间更长，始见日比地面灯早约20 d，终见日晚约19.5 d。高空灯下存在特大诱虫高峰日，而地面灯无此现象。异色瓢虫在高空灯下有3个高峰期：5月下旬至6月中旬、7月中下旬、9月下旬至10月中旬，其中5月下旬至6月中旬的诱虫量最多，地面灯高峰日集中在6月上旬至8月中旬，无明显高峰期，其中7月下旬至8月中旬的诱虫量最多。空地比值显示异色瓢虫有3个迁飞高峰期，分别为5月下旬至6月上旬、7月上中旬、9月中旬至10月下旬，其中10月份异色瓢虫的迁飞强度最高。近10年异色瓢虫的南迁量明显减少，年度内迁飞天数呈显著减少趋势（P<0.01）。【结论】高空灯和地面灯下的年诱异色瓢虫量和数量动态有较大差异，高空灯诱集虫口的高峰期更明显、突增突减性更强；高空灯下的始见日早，终见日晚，其在监测异色瓢虫迁飞方面更具优势；受全球变暖的影响，异色瓢虫在漯河的发生量正在增加，而迁飞量正在减少。高空灯和地面灯联用，可以更精准地分析迁飞行为，量化迁飞强度。

捕蝇草丝氨酸羧肽酶DmSCBP1对橘小实蝇的致死活性分析

刘佳, 周诗琪, 周艳, 申光茂

中国农业科学. 2026, 59(6): 1244-1254. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2026.06.008

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【背景】化学农药的长期使用引发了抗药性和环境残留等问题，因此有害生物的绿色防控需要更加安全、高效的活性物质。植物是防治病虫害的天然活性物质的最大来源，其中食虫植物具有捕捉和消化昆虫的能力，其分泌的消化液成分具有潜在的杀虫活性。【目的】鉴定捕蝇草（Dionaea muscipula）消化液中的蛋白成分，并结合捕蝇草受猎物诱导后的转录组数据筛选出具有杀虫活性的蛋白。【方法】将橘小实蝇（Bactrocera dorsalis）成虫投入捕虫夹中，观察记录捕蝇草消化橘小实蝇的动态过程，明确捕蝇草具有消化橘小实蝇的能力。通过分析捕蝇草的捕虫夹和腺体的转录组数据鉴定对猎物刺激具有应激表达的基因，结合捕虫夹内消化液蛋白组测序，明确在消化过程中起重要作用的蛋白酶。利用大肠杆菌体外表达重组蛋白，注射法和触杀法处理橘小实蝇成虫，检测重组蛋白的杀虫活性。【结果】通过观察捕蝇草消化橘小实蝇的过程发现，捕蝇草具有消化橘小实蝇的能力，分泌的消化液可以破坏橘小实蝇体壁，捕蝇草消化一只橘小实蝇需要10—13 d，消化后仅留下部分表皮结构。受到猎物刺激后，DNA结合转录因子、丝氨酸羧肽酶、钙调蛋白和钾离子摄取蛋白同时在转录组差异表达基因和蛋白组数据中被鉴定到，可能在捕蝇草消化猎物的过程发挥重要作用。捕虫夹和腺体中的丝氨酸羧肽酶基因DmSCBP1、DmSCBP2、DmSCBP5和DmSCBP8表达水平在猎物诱导后显著上调，其中DmSCBP1的表达水平上调最为显著，在消化液的蛋白组测序中同样检测到该基因编码的蛋白。通过原核表达系统诱导表达了DmSCBP1重组蛋白，生物测定结果显示该蛋白对橘小实蝇无触杀效果，但是注射的方法可导致高死亡率，且在一定范围内死亡率随时间和剂量增加而增加。【结论】重组DmSCBP1对橘小实蝇具有致死活性，其有效使用方法有待进一步完善。

稻田土壤不同粒级团聚体有机碳组分及CO₂排放对长期施肥的响应

李星宇, 黄容, 鲜一鸣, 田娇娇, 马晓瑾, 杨乔茜, 李冰, 王昌全

中国农业科学. 2026, 59(6): 1255-1271. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2026.06.009

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【目的】研究稻田土壤在不同施肥条件下，不同粒级土壤团聚体有机碳（OC）及其组分和CO₂排放的动态变化特征，并分析其影响因素，从团聚体视角为稻田土壤固碳减排提供科学依据。【方法】以稻田土壤为研究对象，通过室内培养试验，采用重铬酸钾容量法、物理分离法和顶空定期采气-气相色谱法等，对比分析不同施肥处理（不施肥，CK；常规施肥，NPK；50%有机替代氮肥，HOM）下各粒级团聚体（<0.25 mm、0.25—1 mm、1—2 mm）中OC及其组分分布特征、CO₂排放特征。【结果】（1）NPK处理较CK减少了1—2 mm团聚体OC含量，HOM处理的团聚体OC含量较NPK处理增加了5.8%—29.4%；施肥（NPK和HOM）增加了0.25—1 mm和1—2 mm团聚体颗粒态有机碳（POC）含量，较CK分别增加了37.4%和79.6%、4.3%和47.8%；同时，HOM处理促进了矿质结合态有机碳（MAOC）从1—2 mm向<0.25 mm团聚体的周转；（2）不同粒级团聚体中POC、MAOC与OC的相关性存在差异，在<0.25 mm团聚体中，POC和MAOC均与OC呈显著正相关；在0.25—1 mm团聚体中，MAOC与OC呈显著正相关；在1—2 mm团聚体中，POC与OC呈显著正相关；（3）培养期间，<0.25 mm团聚体的CO₂累积排放量最低，较0.25—1 mm和1—2 mm团聚体显著降低了51.0%—83.7%和23.1%—89.9%；与NPK相比，HOM处理显著降低了<0.25 mm和0.25—1 mm团聚体中CO₂累积排放量，分别减少146.27和364.27 g·kg^-1，这与HOM处理有机碳组分变化和增加了团聚体pH、碳氮比（C/N）有关。【结论】不同施肥方式改变了土壤不同粒级团聚体中OC及其组分分布特征和CO₂排放量。其中，有机替代促进了团聚体OC的积累，增加了0.25—1 mm和1—2 mm团聚体的POC含量，促进了MAOC从1—2 mm向<0.25 mm团聚体的周转，且较常规施肥显著降低了<0.25 mm和0.25—1 mm团聚体的CO₂排放量。总的来说，50%有机替代氮肥有利于减少稻田土壤<0.25 mm和0.25—1 mm团聚体的CO₂排放量，提高有机碳稳定性。

生物炭施用对大豆轮连作系统土壤固氮微生物nifH基因丰度及群落组成的影响

李永娟, 张悦彤, 王艺博, 赵长江, 宋洁, 陈雪丽, 姚钦

中国农业科学. 2026, 59(6): 1272-1285. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2026.06.010

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【目的】分析连作与轮作条件下生物炭对土壤固氮微生物功能基因群落结构及多样性的影响，为东北黑土区退化土壤的可持续改良和不同耕作制度下生物炭的精准施用提供理论依据。【方法】基于生物炭施用长期定位试验，采集连作与轮作条件下大豆成熟期生物炭施用量分别为0（B0）、5 t·hm^-2（B5）、15 t·hm^-2（B15）和25 t·hm^-2（B25）处理的土壤样品，采用荧光定量PCR方法和Illumina Miseq高通量测序技术分析土壤固氮微生物nifH基因绝对丰度和群落结构多样性。【结果】连作、轮作条件下生物炭施用均提高了土壤pH、全氮（TN）、全磷（TP）、碱解氮（AN）、速效磷（AP）和速效钾（AK）含量，但降低了土壤全钾（TK）含量。生物炭施用显著影响了固氮微生物nifH基因绝对丰度，连作和轮作条件下高量生物炭B25处理的固氮微生物nifH基因丰度比B0处理分别提升了40.3%和149.6%，且轮作条件下整体丰度显著高于连作条件，主要受全量氮、磷、钾（TN、TP、TK）及速效养分（AN、AP、AK）的综合调控。另外，连作和轮作条件下，施加适量生物炭（B15）可以显著提高固氮微生物nifH基因群落丰富度和多样性。冗余分析表明，生物炭可通过影响土壤化学性质间接驱动土壤固氮微生物nifH基因群落结构变化。固氮微生物nifH基因群落组成中的优势菌纲为α-变形菌纲（Alphaproteobacteria），其中优势菌属为慢生根瘤菌属（Bradyrhizobium），其相对丰度随着生物炭施用量的增加而上升。连作条件下B15处理慢生根瘤菌属（Bradyrhizobium）相对丰度最高，轮作条件下B25处理相对丰度最高，但与理化性质无显著相关性。而第二优势菌属斯克尔曼氏菌属（Skermanella）与碱解氮和速效磷含量呈极显著正相关，与全氮含量显著正相关。【结论】生物炭通过调控土壤养分含量优化固氮微生物nifH基因群落多样性，改善群落结构和组成，提升连作、轮作系统养分利用效率，实现土壤生态系统的良性循环。

弱光胁迫短下胚轴黄瓜种质鉴定及其遗传位点挖掘

曹海顺, 周东源, 王瑞, 施招婉, 吴廷全, 张长远

中国农业科学. 2026, 59(6): 1286-1301. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2026.06.011

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【目的】黄瓜是我国设施栽培第一大蔬菜。然而，频发的设施弱光胁迫易造成黄瓜苗过度徒长。筛选弱光胁迫不易徒长种质，并挖掘相关基因，为黄瓜耐弱光性状精准遗传改良提供参考。【方法】利用弱光胁迫评价体系筛选黄瓜种质，构建分离群体，采用BSA-seq分析性状关联位点，综合家族基因和功能分析挖掘候选基因。【结果】弱光胁迫下获得2份下胚轴长度差异材料CS（长下胚轴）和CR（短下胚轴）。经不同光质处理，发现CS和CR对远红光具有响应差异。以CS和CR为亲本，构建F₁群体和F₂群体。以弱光胁迫下胚轴长度为性状参数，结合BSA-seq的方法在黄瓜中定位到2个显著与下胚轴长度相关的新位点：LSH1（Chr.4）和LSH2（Chr.5），位点内分别包含371和163个基因。进一步对远红光信号通路的关键基因PHYA、FHL和FRS类转录因子进行全面鉴定，共获得2个远红光受体基因CsPHYA1和CsPHYA2，皆位于第6染色体；1个远红光受体转运基因CsFHY1，位于第3染色体；22个FRS转录因子，除第2染色体外，其他染色体均有分布。其中，CsFRS12位于第4染色体LSH1位点内，进化树和保守结构域分析显示，CsFRS12具有保守的FAR1 DNA结合结构域、MULE转座酶结构域和SWIM锌指蛋白结构域，与远红光信号关键转录因子AtFRS2、AtFAR1和AtFHY3关系较近，同属于Ⅰ亚家族成员。经克隆，CsFRS12^CR和CsFRS12^CS编码序列中存在多个单核苷酸突变（SNP），与下胚轴长度显著相关。进一步通过酵母转录活性分析，发现CsFRS12^CR转录活性低于CsFRS12^CS。CsFRS12在植株茎和幼苗下胚轴中表达量较高，即CsFRS12是调控弱光胁迫黄瓜下胚轴伸长的关键候选基因。【结论】获得2份弱光胁迫响应差异黄瓜材料，定位到2个调控弱光胁迫响应的新位点LSH1和LSH2，在LSH1位点中候选到1个远红光信号调控的关键转录因子CsFRS12，可能在调控黄瓜适应弱光胁迫中发挥关键作用。

松花菜种质花球质地品质的评价

陈敏氡, 裘波音, 黄昊, 李永平, 温庆放

中国农业科学. 2026, 59(6): 1302-1316. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2026.06.012

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【目的】通过对松花菜种质资源花球质地性状数据的分析，建立统一、客观的松花菜花球质地评价方法，并研究影响花球质地的潜在因素，以期为松花菜食用品质评价和品质育种提供参考。【方法】应用质地多面剖析法（TPA）和感官评价法对166份松花菜种质资源进行评价，获得5种TPA指标（硬度、内聚性、弹性、咀嚼性和回复性）和3种感官评价指标（感官脆度、感官硬度和感官咀嚼性）数据，开展相关性分析和线性回归分析，构建感官评价指标与质地参数间的关系模型，并通过主成分分析、隶属函数分析和聚类分析，建立松花菜花球质地评价数学模型，划分松花菜种质资源的质地类群。进一步分析不同类群松花菜花球的细胞微观结构、细胞壁组分含量的差异，探究影响松花菜花球质地的潜在因素。【结果】8个花球质地指标在不同松花菜种质间差异显著，其中，咀嚼性指标的离散程度最大。感官评价指标与TPA指标之间存在不同程度的正相关性，通过构建二者的线性回归方程，发现硬度在感官质地评价中具有重要预测价值。采用主成分分析提取2个影响松花菜花球质地的主成分，累计贡献率达90.22%，其中，第一主成分主要包括硬度、咀嚼性和弹性，是决定松花菜的适口性的重要参数。建立松花菜花球质地评价数学模型：质地综合得分值C=-2.045+0.017×咀嚼性+3.108×回复性+0.555×弹性+0.010×硬度+1.950×内聚性。依据C值将166份松花菜种质资源分为3种质地类型，第Ⅰ类群花球C值最低（0.01≤C≤0.35），呈现低硬度、咀嚼性差的特征，属绵软型；第Ⅱ类群花球C值居中（0.37≤C≤0.62），质地均衡且适口性良好，属脆嫩型；第Ⅲ类群花球C值最高（0.65≤C≤1.00），表现为较高的硬度、弹性与咀嚼性，属脆弹型。不同质地的松花菜花球在细胞结构和细胞壁成分上存在显著差异，脆弹型松花菜花球细胞圆度较高、结构紧密，纤维素与半纤维素含量较高；脆嫩型松花菜花球细胞形态饱满、结构均匀，其纤维素、半纤维素和可溶性果胶含量比例适中；绵软型松花菜花球则具有明显的细胞孔隙和疏松结构，可溶性果胶含量偏高。【结论】建立松花菜花球质地评价数学模型：C=-2.045+0.017×咀嚼性+3.108×回复性+0.555×弹性+0.010×硬度+1.950×内聚性，划分出不同松花菜花球质地类型的C值范围可用于松花菜种质资源的鉴定，细胞结构和细胞壁组成物质对松花菜花球的质地品质具有重要影响。

黄羽鸡肠多糖提取工艺、结构表征及其抗凝血活性

赵庆尧, 王晓明, 邢通, 李凌云, 徐幸莲, 赵雪

中国农业科学. 2026, 59(6): 1317-1332. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2026.06.013

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【目的】建立黄羽鸡肠多糖（polysaccharides from yellow-feathered chicken intestine，YFCI-P）高效提取工艺，解析关键组分结构特征，评价其体外抗凝血及抗血栓活性，为黄羽肉鸡副产物鸡肠的高值化开发利用提供理论依据。【方法】采用单因素试验结合响应面分析法（RSM）优化YFCI-P的酶解提取条件；利用绵羊血浆法测定酶解液的抗凝血效价。通过凝胶过滤柱层析分离纯化获得多糖组分YFCI-P1和YFCI-P2，检测其对活化部分凝血活酶时间（activated partial thromboplastin time，APTT）、凝血酶时间（thrombin time，TT）和凝血酶原时间（prothrombin time,PT）的影响以评价体外抗凝活性，并进行体外溶栓活性研究。采用高效凝胶渗透色谱（GPC/HPLC）测定YFCI-P1分子量，应用傅里叶变换红外光谱（FT-IR）和核磁共振（NMR）技术分析其官能团组成及糖苷键连接方式。【结果】确定最佳酶解提取条件为：温度55 ℃、酶底物比0.9%、时间3 h、氯化钠浓度3%、料液比1﹕1（g·mL^-1）、pH 8.5，该条件下酶解液抗凝血效价达5.13 U·mL^-1，经响应面模型验证，预测值与实测值吻合良好。获得两个多糖组分YFCI-P1和YFCI-P2，体外抗凝血活性研究表明，在1 000 μg·mL^-1浓度下，YFCI-P显著延长APTT至485.7 s；YFCI-P1显著延长PT至600 s；YFCI-P2显著延长TT至367 s，表明三者分别通过内源与外源途径、外源与共同途径、内源与共同途径发挥抗凝作用。分子特性分析显示，YFCI-P1重均分子量（Mw）为10.2 kDa，结构中含有醛酸基、乙酰氨基及硫酸基团；其主链由葡萄糖醛酸（GlcA）与N-乙酰半乳糖胺（GalNAc）通过β-1, 4和β-1, 3糖苷键交替连接构成重复二糖单元，具备典型糖胺聚糖特征。此外，YFCI-P、YFCI-P1和YFCI-P2还表现出促进纤溶酶原激活物（tPA）生成及体外溶栓活性，在1 000 μg·mL^-1时血凝块溶解率分别为42.38%、36.91%和19.74%。【结论】建立了一套高效稳定的YFCI-P提取工艺，所优选的参数组合显示出良好的工业化应用潜力；YFCI-P1是一种具有糖胺聚糖特征结构的多糖，YFCI-P、YFCI-P1和YFCI-P2均具备体外抗凝及溶栓活性。

低氧对牛肾细胞增殖和线粒体自噬的影响

格日其木格, 普布占堆, 徐青, 侯玲玲

中国农业科学. 2026, 59(6): 1333-1347. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2026.06.014

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【背景】低氧是一种独特的环境应激，广泛地影响着呼吸、循环、泌尿、消化等多个系统的生理功能，在个体、组织器官以及细胞水平产生不同程度的影响，严重时引起机体组织器官损伤和疾病，在细胞水平涉及形态结构、代谢、增殖、自噬及凋亡等多个方面。肾脏是泌尿系统的重要组成部分，对于维持体内平衡、调节水电解质和酸碱平衡以及消除代谢废物至关重要，属于低氧敏感组织。目前，低氧对牛肾脏细胞的影响及其分子机制尚不明确。【目的】以牛肾细胞系（madin-darby bovine kidney，MDBK）为细胞模型，探讨不同低氧浓度（11% O₂、5% O₂和1% O₂）和不同低氧处理时间(24、48和72 h)对牛肾细胞的增殖能力、超微结构、线粒体功能及低氧应激能力的影响，为进一步探究牛肾脏低氧适应机制提供了试验依据，也为深入理解低氧条件下细胞的生存策略和线粒体自噬的调控机制提供基础。【方法】在体内，不同细胞和细胞器感受到的氧分压不同，在常氧下，氧分压为159.22 mmHg（20.95%），动脉氧分压为100 mmHg（13%），静脉氧分压（PaO₂）为40 mmHg（5.2%），线粒体氧分压为4—20 mmHg（0.52%—2.60%），鉴于此，本研究选择11% O₂、5% O₂和1% O₂浓度作为低氧处理条件。将牛肾细胞系MDBK接种于含10%胎牛血清的DMEM完全培养基中，在37 ℃、5% CO₂条件下培养至对数生长期，随后转移至三气培养箱，分别在11% O₂、5% O₂和1% O₂浓度下培养24、48和72 h，通过MTT法检测低氧对牛肾细胞增殖能力的影响，通过透射扫描电子显微镜观察低氧条件下MDBK细胞超微结构的变化，通过JC-1荧光探针法检测线粒体膜电位，通过DCFH-DA荧光探针法检测活性氧的产生，通过实时荧光定量PCR和Western Blot检测低氧相关基因以及自噬相关基因的表达情况。【结果】随着氧气浓度的下降和处理时间的延长，细胞增殖能力受到显著抑制，且氧气浓度越低处理时间越长抑制越显著；低氧导致线粒体结构损伤和功能障碍，表现为线粒体肿胀、嵴排列紊乱甚至消失，且线粒体数量也显著减少，部分线粒体发生固缩，出现线粒体被膜性结构包绕及线粒体自噬的现象，同时线粒体膜电位显著降低；细胞内活性氧水平显著升高；低氧相关基因EPAS1和PPARα的表达显著升高，线粒体自噬相关基因PINK1、PRKN、BNIP3和BNIP3L(NIX)的表达水平显著上调。【结论】5%和1%氧气浓度处理显著抑制牛肾细胞的增殖活力，并导致线粒体结构损伤和功能障碍，线粒体膜电位下降，活性氧产生增加。在应答低氧胁迫过程中，牛肾细胞通过激活线粒体自噬以清除功能失调的线粒体，从而减轻氧化应激，以维持细胞内环境的稳定。

全基因组重测序揭示静原鸡羽色的遗传机制

杨丽娟, 陈丝雨, 赵薇, 朱玲, 郭磊, 马丽娜, 马瑞敏, 张娟

中国农业科学. 2026, 59(6): 1348-1360. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2026.06.015

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【背景】羽毛颜色是家禽品种的重要外貌特征及经济性状，其形成机制解析对地方鸡种种质资源保护和遗传改良具有重要意义。静原鸡作为我国特色地方鸡种，其丰富的羽色多样性为解析羽色形成的遗传机制提供了理想的研究材料，系统挖掘其遗传基础已成为提升种业竞争力的核心环节。【目的】利用全基因组重测序技术筛选与静原鸡黑羽、麻羽及白羽性状相关的遗传标记和候选基因，为解析其羽色形成的分子机制及分子育种提供理论依据。【方法】选取150只来自静原鸡国家保种场的126日龄不同羽色（黑羽、麻羽、白羽）的静原鸡母鸡为研究对象，通过翅下静脉采集血液样本，提取高质量基因组DNA进行全基因组重测序，采用多策略交叉验证的分析方法，分别运用基于滑动窗口的遗传分化系数（Fst）计算、核苷酸多样性比值（θπ ratio）分析、跨群体似然比检验（XP-CLR）和全基因组关联分析（GWAS）4种方法，系统筛选与黑羽、白羽和麻羽相关的候选基因，通过维恩图取交集，获得不同羽色各自的关键显著候选基因。进一步开展跨群体比较分析，通过对静原鸡不同羽色种群之间进行Fst分析，筛选与羽色相关的显著选择信号区域，利用基因注释和维恩图交集鉴定跨羽色共享的核心候选基因。最后通过GO功能注释和KEGG通路富集分析，系统解析候选基因的生物学功能及调控网络。【结果】研究系统鉴定了多个与静原鸡羽色形成相关的关键基因，鉴定了黑羽性状与 LMO3、RERGL 和 RTTN显著相关；麻羽性状关联到 CDH19 和 SLC25A1；而白羽性状则由 IKZF1主导。跨羽色比较分析进一步识别出 NLRC5、POT1、IPP、DCUN1D4、XRCC4、PALM2AKAP2、UGCG、GNG10、PRIM2、SSBP2、ZBTB34、DHFR、SLC46A2、SLF1和SHOC1 15个核心候选基因，这表明静原鸡的羽色变异受多基因调控，功能富集分析显示这些基因显著参与G蛋白偶联受体信号通路、跨膜受体信号转导等重要生物学过程，构成了复杂的羽色调控网络。【结论】通过多组学整合分析，筛选得到与静原鸡羽色形成相关的重要候选基因，并初步揭示了其参与的潜在调控通路。研究结果不仅为静原鸡羽色性状的遗传解析提供了全新的分子线索与技术支撑，填补了地方鸡种羽色调控机制研究中的部分空白，也为地方优质鸡种遗传资源的精准保护、定向选育及创新利用提供了科学依据与实践指导，同时为家禽色素形成的分子通路、遗传网络调控机制等前沿领域研究积累了关键数据，进一步丰富了畜禽功能性性状遗传研究的理论体系。

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