中国农业科学

2026年第59卷第9期中英文目录

中国农业科学. 2026, 59(9): 0.

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植物响应倒春寒分子机制的研究进展

魏家萍, 李世昌, 任小凡, 赵国栋, 崔俊美, 武泽峰, 刘自刚, 王爽

中国农业科学. 2026, 59(9): 1825-1835. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2026.09.001

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近年来，全球气候变化持续加剧，极端气象事件频发，农业生态系统面临日益严峻的挑战。倒春寒作为一种典型的春季低温气象灾害，常在农作物萌芽期、开花期或幼苗生长等关键生育阶段突发，导致植物细胞膜系统损伤、生理代谢紊乱，严重时可引发植株萎蔫甚至死亡，显著影响作物产量的稳定性与农产品品质，已成为制约农业生产可持续发展的重要环境胁迫因子之一。在此背景下，深入探究植物对倒春寒的响应机制，不仅具有重要的理论意义，而且为耐倒春寒作物新品种的选育提供了坚实的理论基础，对于提升农作物抗逆能力、稳定农业生产水平、保障国家粮食安全以及推动农业可持续发展具有深远的现实意义和战略意义。本文系统梳理了植物应对倒春寒胁迫的多层次响应机制：在生理生化层面，包括渗透调节物质（如可溶性糖、脯氨酸、甜菜碱等）的积累、抗氧化酶系统（如超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶）的激活，以及膜脂组成中脂肪酸饱和度的调整（主要表现为不饱和脂肪酸比例上升、饱和脂肪酸比例相对下降）；在分子层面，重点探讨了低温信号的感知与传导途径，涵盖CBF/DREB类转录因子介导的级联调控网络及其下游冷响应基因的表达动态，并系统分析了钙离子信号与植物激素（如脱落酸、茉莉酸、细胞分裂素、油菜素内酯和乙烯）在低温应答中的交互调控作用。此外，本文还综述了高通量测序、CRISPR/Cas9基因编辑等前沿技术在植物耐寒机制研究中的应用进展，揭示了多个关键耐寒基因的功能特征及其调控网络。通过对现有研究成果的整合与评述，本文旨在构建植物抗倒春寒分子机制的系统性理论框架，为耐倒春寒作物新品种的培育、田间管理策略的优化以及科学有效的防灾减灾措施制定提供有力的科技支撑。

陆地棉果枝夹角关键基因GhPDF1的功能鉴定及育种演化分析

张文姣, 魏佳智, 周亚荣, 杨浩然, 郭荣欣, 马俊峰, 杨嘉辉, 王彩香, 宿俊吉

中国农业科学. 2026, 59(9): 1836-1847. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2026.09.002

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【目的】果枝夹角是决定棉花株型的关键性状。GhPDF1在果枝夹角极端材料中的表达呈现显著差异，开展GhPDF1的生物学功能鉴定，系统解析其优异等位变异，为棉花株型改良及机采棉品种选育提供重要基因资源和理论依据。【方法】通过同源比对，获取PDF1在陆地棉等25个物种中的序列信息，并进行系统进化分析；采用双酶切法构建GhPDF1的病毒诱导的基因沉默（VIGS）载体，并转化陆地棉，明确GhPDF1在调控果枝夹角中的作用；利用418份陆地棉种质资源的重测序数据，挖掘GhPDF1内部的单核苷酸多态性（SNP）位点，并用Sanger测序验证关键SNP位点；分析GhPDF1内部优异等位变异在我国不同育种时期品种中的演变情况。【结果】构建陆地棉PDF1与不同物种同源基因的系统发育树，发现它与锦葵科亲缘关系最近，距离禾本科较远；通过分析该基因在果枝夹角极端材料的表达量，发现其在大夹角材料中低表达，在小夹角材料中高表达；组织表达分析表明，GhPDF1在雌蕊、花瓣和茎等组织中呈现高丰度表达。VIGS沉默GhPDF1结果显示，相较空载体对照植株，沉默植株果枝夹角连接处的细胞数量显著减少约170个、果枝夹角显著增大8.2°，表明该基因是调控陆地棉果枝夹角的关键基因；通过对等位变异GhPDF1^GG和GhPDF1^CC的果枝夹角表型分析，发现GhPDF1^GG的果枝夹角极显著小于GhPDF1^CC，且随着育种时期的不断推进，该优异等位变异的频率从92%上升到98%。【结论】在陆地棉中沉默GhPDF1，可以促进果枝连接处细胞数量减少，导致果枝夹角显著增大，其基因内部优异等位变异GhPDF1^GG的频率随着育种年份的变化呈现逐步上升演变趋势。

不同灌溉量对东北地区水稻抗倒伏特性及产量的影响

白晶晶, 章宇辰, 倪子捷, 高佳勇, 刘伟洋, 盖东升, 王雨行, 何佳庆, 张强, 邵玺文, 吴莹, 耿艳秋, 郭丽颖

中国农业科学. 2026, 59(9): 1848-1868. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2026.09.003

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【目的】研究不同灌溉量对水稻农艺性状、抗倒伏特性及产量形成的影响，探索较适宜的水稻高产稳产绿色栽培水分管理方案，为水稻可持续生产提供理论依据。【方法】以五优稻4号（WYD4）和吉农大667（JND667）为试验材料，进行6个不同灌溉量处理：W1（12 000 m³·hm^-2），W2（10 500 m³·hm^-2），W3（9 000 m³·hm^-2），W4（7 500 m³·hm^-2），W5（6 000 m³·hm^-2）和W6（天然雨养），通过研究不同灌溉量对水稻株型、抗倒伏能力、光合特性、干物质积累和产量的影响，明确不同灌溉量对其调控效应及机制。【结果】适当地减少灌溉量，提高了水稻最终茎蘖数、茎蘖成穗率、上三叶叶长、叶面积指数，降低了上三叶叶宽、叶基角和株高。W4处理能够优化水稻株型，促进植株生长，形成良好的群体结构。随着灌溉量的减少，水稻基部第二节间茎秆长度降低，节间充实度、抗折力、倒伏指数和茎鞘中木质素、纤维素含量都呈先上升后下降的趋势。适宜的灌溉量有利于水稻茎秆抗倒伏能力的提高；在提高水分利用效率的同时，提高了水稻剑叶的光合性能、茎鞘干物质的积累和运输能力，有利于产量的形成。与W1处理相比，W4处理节约了37.50%的灌溉用水量，产量显著提高了9.07%—12.47%。【结论】在W4（7 500 m³·hm^-2）处理下，水稻相较于其他处理有更好的株型、抗倒伏能力、光合性能、干物质积累，在水分利用效率较高的同时拥有了最高的产量，可作为本地区较为适宜的灌溉量。

宁夏引黄灌区减氮增钾施肥模式对玉米光合荧光特性及光合产物积累的影响

蔡巧红, 周甜, 苏明, 洪自强, 李翻过, 李彤, 汪华, 康建宏, 吴宏亮

中国农业科学. 2026, 59(9): 1869-1886. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2026.09.004

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【目的】探讨减氮增钾施肥模式对玉米光合荧光特性及干物质积累的影响，旨在阐明其内在生理机制，为玉米氮钾精准施肥管理与绿色高产栽培提供理论支撑。【方法】以玉米品种先玉1321为试验材料，于2023—2024年在宁夏平吉堡农场开展田间试验。试验采用裂区设计，主区设置2个施氮量，分别为常规施氮（N0，450 kg·hm^-2）、减氮30%（N1，315 kg·hm^-2）；副区为4个施钾量，分别为常规施钾（K0，45 kg·hm^-2）、增钾50%（K1，68 kg·hm^-2）、增钾100%（K2，90 kg·hm^-2）、增钾150%（K3，113 kg·hm^-2），测定玉米光合荧光参数、干物质积累与转运及产量构成因素，综合分析减氮增钾的协同效应。【结果】玉米光合荧光参数均随生育期推进呈先增后减的变化趋势，N1K2处理综合表现最优。两年试验抽雄期数据表明，N1K2处理净光合速率（P_n）较N1K0、N1K1和N1K3处理分别提高17.53%、6.74%和8.16%；蒸腾速率（T_r）较N1K0、N1K3显著分别提高11.57%、10.89%，与N1K1差异不显著，说明适宜施钾可有效提升叶片蒸腾效率；光系统II最大光化学效率（F_v/F_m）较N1K0、N1K1和N1K3处理提高4.93%—12.71%；荧光综合性能指数（PI）较N1K0、N1K1和N1K3提高2.53%—7.81%。干物质积累与转运分析表明，N1K2处理能显著促进花前干物质向籽粒的转运，其花前干物质积累量、转运率及对籽粒的贡献率较N0K0处理平均分别提高61.90%、21.14%和27.73%。产量分析显示，玉米产量随氮肥的减量和钾肥的增加呈先升后降的变化趋势，均在N1K2处理下获得最高产，2年分别达18 586.39和19 279.56 kg·hm^-2。相关性与主成分分析进一步验证，减氮增钾模式下玉米光合荧光参数与产量呈显著正相关关系。【结论】减氮30%并增钾100%是宁夏引黄灌区玉米生产的最优施肥模式，该模式显著提升了叶片光合性能与光化学效率，促进了花后光合产物向籽粒的高效转运，提高了干物质积累量，实现了光合效率与养分利用效率的协同优化，可为当地玉米绿色生产提供可靠的施肥依据。

油菜5N对ALS抑制剂类除草剂的交互抗性机理

郭月, 张云龙, 刘德才, 王俊禹, 刘湟捷, 邵晓琪, 彭琦, 于仕程, 祁余容, 高建芹, 张洁夫, 胡茂龙

中国农业科学. 2026, 59(9): 1887-1902. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2026.09.005

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【目的】高抗磺酰脲（SU）类除草剂油菜5N已广泛参与抗除草剂油菜育种利用，但其对其他4类ALS抑制剂类除草剂的交互抗性谱系及机制尚不清晰。本研究旨在系统评价5N对5大类ALS抑制剂的交互抗性水平，并阐明其抗性机制，为该种质的科学利用提供理论依据。【方法】通过苗期外源喷施5类ALS抑制剂类除草剂（磺酰脲-SU、磺酰胺羧基三唑啉酮-SCT、咪唑啉酮-IMI、嘧啶水杨酸-PB和三唑嘧啶-TP），鉴定其抗性水平和生物量的毒理学响应；通过体外酶活性抑制试验与实时荧光定量PCR（qRT-PCR）技术分析靶标酶敏感性及两个靶基因的表达模式；同时测定丙二醛含量及多种抗氧化酶活性以评估氧化应激响应。【结果】5N对SU和SCT类除草剂表现出16倍田间推荐浓度（16×RC）的高抗性，对IMI类为4×RC的中等抗性，对PB和TP类抗性较低；生物量毒理学响应结果与上述抗性谱趋势一致。机理研究表明：（1）靶标机制：5N的ALS酶对各类除草剂（20—300 µmol·L^-1）的敏感性均显著低于N131，且其ALS的表达上调幅度与持续时间显著高于N131；（2）非靶标机制：SU和SCT类除草剂处理后，5N中丙二醛含量、超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶和谷胱甘肽还原酶活性以及解毒基因BnCYP86A2、BnCYP71B3、BnGST39和BnGST78的表达量均显著高于N131，而在PB、IMI和TP类除草剂处理组较为复杂。【结论】油菜5N对ALS抑制剂类除草剂存在广谱但差异性的交互抗性，该抗性主要由靶标酶的低敏感性与靶基因的突变共同介导，而增强的解毒和抗氧化能力等非靶标抗性机制对抗性表型的产生也起到了辅助作用。研究明确了SCT类除草剂可作为苗期SU类的安全替代选择，并为在抗除草剂育种中合理利用5N的交互抗性性状提供了技术支撑。

氟唑菌酰羟胺对油菜的生理调控作用及其与咪鲜胺的复配效应

祝培, 赵耀, 白岩, 张金盔, 李莓, 龙金佳, 杨龙, 罗丽娅, 许本波, 徐劲松, 张学昆

中国农业科学. 2026, 59(9): 1903-1915. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2026.09.006

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【目的】长江流域稻-油轮作区渍害与菌核病复合胁迫制约油菜生产。本研究旨在阐明新型琥珀酸脱氢酶抑制剂（succinate dehydrogenase inhibitor，SDHI）氟唑菌酰羟胺高效防控菌核病的同时，协同促进油菜生长、增强抗逆性并提升产量、品质的生理机制。【方法】2023—2025年，以甘蓝型油菜品种‘长双1号’为材料，在湖北荆州稻-油轮作区开展田间试验，结合室内发芽期胁迫模拟，测定幼苗期（正常、渍害、干旱胁迫下）生长与生理指标、盛花期叶片内源激素含量，以及成熟期菌核病抗性、产量和籽粒品质，系统评估氟唑菌酰羟胺、咪鲜胺、戊唑醇、啶酰菌胺及氟唑菌酰羟胺与咪鲜胺复配处理对油菜的生理生态效应。【结果】（1）苗期正常生长条件下，氟唑菌酰羟胺处理显著促进幼苗生长，其根长、侧根数、苗高和鲜重分别较对照增加65.8%、84.2%、39.0%和20.0%；叶绿素a、叶绿素b及类胡萝卜素含量分别较对照提高19.3%、28.1%和28.9%，增幅均高于其他杀菌剂处理。（2）在胁迫条件下，氟唑菌酰羟胺预处理显著提高幼苗抗逆性。渍害胁迫下其相对根长较对照显著增加48.3%，超氧化物歧化酶（SOD）与过氧化物酶（POD）活性较对照分别提高26.2%和26.3%；PEG模拟干旱胁迫下，其相对苗高、相对鲜重及活力指数较对照分别显著提高40.3%、36.0%和113.8%。（3）盛花期喷施氟唑菌酰羟胺能优化内源激素平衡，生长素（IAA）和赤霉素（GA₃）含量分别较对照显著增加27.5%和45.5%，脱落酸（ABA）含量与对照无显著差异。（4）成熟期氟唑菌酰羟胺处理具有防病与增产的协同效应。两年度田间试验表明，该处理使菌核病病情指数较对照降低58.3%—59.9%，单株角果数、每角粒数及产量分别较对照显著提高13.9%—14.1%、7.0%—7.3%和34.4%—34.9%，籽粒含油量较对照平均提高5.1%，其综合效应优于供试的咪鲜胺、戊唑醇等传统杀菌剂。氟唑菌酰羟胺与咪鲜胺复配后表现出拮抗作用，产量较氟唑菌酰羟胺处理下降16.1%—16.9%。【结论】氟唑菌酰羟胺通过优化发芽期根系构型、激活抗氧化系统、调节盛花期的激素平衡，协同促进油菜生长、增强抗逆性、防控菌核病并提升籽粒品质，综合效应优于啶酰菌胺、咪鲜胺、戊唑醇等传统杀菌剂。

基于近40年土地利用变化的川中丘陵区碳储量时空演变与驱动因素分析

邓春秀, 姚莉, 武鸿剑, 李杰, 沈悦, 赖明, 喻龙, 郭伟, 李瑾萌, 林超文, 李源洪

中国农业科学. 2026, 59(9): 1916-1936. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2026.09.007

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【目的】探明长江上游典型丘陵区四川省遂宁市1986—2035年土地利用变化与碳储量的相关性，揭示区域“耕地保护-生态保护-碳汇”协同路径，为科学合理地促进碳储量提升和维持农业可持续发展提供理论依据。【方法】基于1986—2023年遥感解译土地利用数据，运用InVEST模型计算各时期碳储量，耦合地理探测器与岭回归解析空间分异驱动因子，结合PLUS模型模拟自然发展（NDS）、城镇发展（UDS）、生态优先（EPS）和耕地保护（CPS）4种情景下2035年土地利用与碳储量变化，探讨遂宁市近40年来碳储量的变化趋势及影响因素。【结果】（1）土地利用转型特征。近40年来，耕地、林地及建设用地面积变化显著，土地利用呈现“耕地收缩—城镇扩张—生态修复”三阶段演化。耕地占比从66.6%降至46.1%，建设用地扩张超1倍，从6.0%增加至13.4%，耕地转林地（56.3%）为主要转化路径。（2）碳储量双向效应。区域碳储量净增28.73×10⁵ t，其中耕地转林地是驱动碳储量增加的最重要因子，其贡献核心碳汇增量113.16×10⁵ t，其次为耕地转灌木，增储13.13×10⁵ t，而建设用地扩张导致碳损失14.90×10⁵ t；碳储量结构以土壤有机碳为主，其占比达84.0%以上。（3）驱动因素。地形-植被协同效应主导碳储量空间分异，植被指数（土壤调解植被指数、归一化植被指数、叶面积指数）贡献率超62.0%；地形因子因丘陵变异有限（坡度变异系数CV≤0.38）呈现“高q值-低贡献”悖离（实际贡献率<7.0%）。（4）情景预测。生态优先情景（EPS）为最大碳汇储量最优路径，碳储量微增0.2%，通过建设用地严控（增加2.2%）和林草协同修复（草地增加69.9%）实现；耕地保护情景（CPS）引发生态风险，虽耕地增加11.6%，但碳储量下降0.1%，且湿地转化率近50.0%。【结论】综合考虑近40年土地利用变化对碳储量的影响及其驱动因素，优化土地利用结构、推行“分区调控”策略，是促进川中丘陵区碳储量稳步提升的关键路径。

中国水稻绿色全要素生产率增长的时空分异与演进规律

姚治榛, 杨紫洪, 张英楠, 尹昌斌

中国农业科学. 2026, 59(9): 1937-1954. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2026.09.008

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【目的】揭示水稻绿色全要素生产率（green total factor productivity, GTFP）增长的时空特征与演进规律，以探寻水稻产能提升与减碳的协同路径，为实现水稻生产提质增效提供支持。【方法】基于2006—2023年23个省（市、区）面板数据，构建绿色全要素生产率测算体系，综合使用生命周期评价、超效率SBM-GML模型、收敛模型、核密度估计、马尔可夫链等方法，全面考察中国不同熟制水稻GTFP增长的时空分异特征和动态演进规律。【结果】（1）双季稻“增产-减碳-增汇”的协同发展效果明显；单季稻“增汇”效应滞后于“减碳”效应。（2）单、双季水稻的GTFP均呈增长趋势，相比单季稻，双季稻平均增长速度更快。华中地区单季稻GTFP增长速度高于其他地区；黑龙江、重庆、四川和陕西单季稻GTFP长期处于较高水平，其增长空间受限。（3）单、双季稻全国GTFP存在σ收敛，在种植单季稻的地区中，仅有东北地区GTFP存在σ收敛，种植双季稻的华中和华南地区存在σ收敛。全国及各地区GTFP存在绝对β收敛和条件β收敛。（4）单、双季稻GTFP增长的多极分化现象随着时间推移趋于弱化，但区域差异仍然较大，高增长地区对低增长地区有辐射带动作用。【结论】要分类型制定单、双季稻减碳增汇推进策略，分区域构建水稻产能提升与绿色发展协同推进框架以及探索建立跨区域协作的水稻绿色生产技术扩散机制。

低磷胁迫对辣椒株型、根系构型及磷利用效率的影响

刘冬丽, 吕魏, 张祥, 戴雄泽, 邹学校, 徐昊

中国农业科学. 2026, 59(9): 1955-1974. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2026.09.009

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【目的】探究低磷胁迫对辣椒（Capsicum annuum L.）地上株型、根系构型及磷利用效率的影响，并揭示其生理与分子适应机制，阐明辣椒耐低磷调控机理，为辣椒种质改良和减磷栽培提供理论支撑。【方法】以辣椒栽培品种‘樟树港’（S8）、‘遵辣1号’（Zunla-1）、8214为试材，设置5个磷浓度梯度：缺磷（P0，0 μmol·L^-1）、低磷（P20，20 μmol·L^-1）、中磷（P60，60 μmol·L^-1；P120，120 μmol·L^-1）、正常磷（P200，200 μmol·L^-1），比较辣椒的地上株型、根系构型、光合色素含量、光合特性、氮磷钾养分分配及酸性磷酸酶活性，并采用qRT-PCR技术分析株型建成及磷响应相关基因的表达。【结果】低磷胁迫显著影响了辣椒的地上株型建成，导致茎秆变细、茎节间缩短、侧芽减少和分枝伸长受阻。同时，辣椒地上部生长受抑，伴随叶片脱落，导致光合色素含量与光合性能均显著下降。在根系构型方面，低磷胁迫诱导了根系构型重塑，虽然主根长度被抑制、侧根生成减少，导致根长、根尖数、根表面积、根体积、根平均直径等指标均显著下降，但植株可能通过优化资源分配，优先将光合产物和营养物质分配至根系，使得根冠比和根冠磷分配比显著增加。品种间比较显示，Zunla-1在低磷胁迫下，其总根长、根尖数、叶绿素含量、净光合速率、叶磷含量的耐低磷系数均显著高于S8和8214，表现出较强的耐低磷能力，其耐受策略表现为通过增加侧根数量和促进根系伸长来优化根系构型，并保持较高的光合色素含量、光合效率及叶磷含量。生理与分子分析显示，辣椒的适应性响应涉及生理与分子的协同调控。一方面，低磷胁迫显著上调了磷信号与转运相关基因（CaSPX1、CaSPX3、CaPHT1;7）、酸性磷酸酶基因（CaPAP15、CaPAP17）的表达，以增强酸性磷酸酶活性和磷利用效率；另一方面，低磷胁迫还显著上调了与根茎株型建成相关的脱落酸降解基因（CaCYP707A1）和独脚金内酯合成基因（CaCCD7、CaCCD8）的表达。【结论】低磷胁迫可能通过上调独脚金内酯合成和脱落酸降解基因CaCCD7、CaCCD8和CaCYP707A1的表达，从而抑制辣椒地上部分枝，优化根系构型，提高根冠比，并将光合产物优先分配至根系；同时激活磷响应途径以提高酸性磷酸酶活性和磷利用效率，进而系统性地提升辣椒对低磷胁迫的适应能力。

VvMYB14调控葡萄花青素合成及互作蛋白筛选

马宗桓, 南昕彤, 陈丽珍, 杜云博, 唐星, 李文芳, 毛娟, 陈佰鸿

中国农业科学. 2026, 59(9): 1975-1986. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2026.09.010

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【目的】花青素是决定葡萄（Vitis vinifera L.）果实色泽、风味和抗氧化活性的核心次生代谢产物，其合成过程受光信号、转录因子和代谢通路关键基因的多级调控，直接影响葡萄果实的商品价值与营养价值。研究MYB转录因子VvMYB14（NCBI ID：XM_002278747.2.）响应光信号调控花青素合成的作用机制，为解析光信号与次生代谢之间的相互作用，以及提高葡萄果实品质提供理论依据。【方法】以葡萄品种‘黑比诺’‘红地球’、苹果品种‘瑞雪’和本氏烟草为试验材料。通过NCBI数据库BLAST工具检索VvMYB14同源序列，利用MEGA 5.0软件构建系统发育树，采用DNAMAN进行氨基酸序列多重比对；构建VvMYB14过表达载体、启动子融合GUS载体等试验载体，借助PlantCARE数据库预测其启动子顺式作用元件，并通过烟草叶片GUS染色与qRT-PCR检测验证启动子活性；结合苹果与葡萄果皮瞬时转化、烟草稳定转化和葡萄愈伤组织遗传转化体系，通过表型观察与分子检测探究VvMYB14的功能；采用酵母双杂交（Y2H）与荧光素酶互补试验（LCA）筛选并验证VvMYB14的互作蛋白。【结果】VvMYB14与欧洲栎QrMYB14关系最为密切，组织特异性分析表明，VvMYB14主要在葡萄叶和果实中表达。其启动子包含光响应元件（Box4、I-box），光响应后能显著增强启动子活性。且GUS表达量在3个时期（G0、G12、G24）均显著高于对照。功能验证表明，光响应后VvMYB14可促进花青素合成：‘瑞雪’苹果和‘红地球’葡萄果皮瞬时表达后，花青素含量分别为空载对照的2.25和2.1倍；过表达VvMYB14的烟草和葡萄愈伤组织中，花青素合成途径关键基因CHS、F3'H、DFR、UFGT的转录水平均显著上调。互作验证证实，VvMYB14可与赤霉素调节蛋白VvGRP4发生特异性相互作用。【结论】VvMYB14是光响应型转录因子，通过识别启动子光响应元件激活自身表达，进而上调花青素合成途径关键基因的转录，最终促进葡萄花青素积累，并筛选到与其互作蛋白VvGRP4。

基于图像处理的玉米破损比例检测方法及其品质变化同步分析

王志高, 李刘滨, 许颖, 鞠澄辉, 何荣

中国农业科学. 2026, 59(9): 1987-2001. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2026.09.011

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【目的】针对传统玉米破损比例检测方法（如手动挑选称重法、电动筛选器法等）耗时费力且无法满足储运过程中品质实时评估的需求，本研究提出一种基于图像处理与深度学习的玉米破损比例快速检测方法，并同步分析破损比例对玉米长距离运输储藏后品质变化的影响，旨在为玉米质量智能监测、风险预警及储运条件优化提供技术支撑与理论依据。【方法】以500张智能手机拍摄的原始玉米粒图像为数据源，利用图像处理技术（图像校正、图像预处理、图像分割以及面积提取），通过3种深度学习模型（Resnet50、Densenet121和ViT）的训练与评估，建立玉米破损比例快速预测模型；并通过模拟玉米“北粮南运”水、陆运输路线的温湿度条件，系统探究不同破损比例玉米（0—12%）储运后的品质变化规律。【结果】ViT模型在玉米破损籽粒识别中表现最优，准确率和精确率均达99%，预测值和真实值的平均绝对误差仅为0.45%，决定系数R²高达0.978。随着破损比例从0增至12%，水路和陆路玉米的理化特性指标均显著上升（P<0.05）：水分含量分别增加1.384%和0.461%，脂肪酸值分别增加7.92和4.49 mg KOH/100 g，电导率分别升高6.72和4.66 μs·cm^-1，丙二醛（malondialdehyde，MDA）含量分别上升38.73%和19.22%；在营养品质方面，玉米蛋白质含量降低，淀粉含量呈先升后降再升的波动趋势，直链淀粉（amylose，AM）含量与支链淀粉（amylopectin，AP）含量比例失衡，糊化特性也发生显著改变。【结论】本研究为玉米破损比例的快速检测提供了可靠的技术手段，也为优化玉米储运条件、减缓品质劣变提供了科学依据。建议在“北粮南运”等长距离高湿度储运场景中将破损比例4%作为管控阈值，对超阈值批次实施优先分拣或保质处理，以减少粮食产后损失、保障我国粮食安全。

山羊CSRP3基因对成肌细胞分化的功能研究

马辉风, 文淑良, 刘莞颜, 林亚秋, 李鑫, 刘珂含, 朱荟颖, 薛福来, 邢佳妮

中国农业科学. 2026, 59(9): 2002-2015. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2026.09.012

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【目的】骨骼肌的生长发育是影响羊肉品质的重要因素之一。通过克隆山羊CSRP3（cysteine and glycine rich protein 3）的编码区（coding sequence, CDS）序列，并进行生物信息学分析；探究CSRP3在山羊不同组织、成肌细胞不同分化阶段的表达规律；明确其对成肌细胞分化的调控作用。【方法】采集山羊心脏、肝脏、脾脏、肺、肾脏、背最长肌组织，Trizol法提取组织总 RNA 并反转录为 cDNA；以背最长肌组织cDNA为模板，利用RT-PCR扩增CSRP3的CDS序列，运用在线软件进行生物信息学分析；分别以山羊不同组织、不同分化阶段的成肌细胞的cDNA为模板，通过实时荧光定量PCR（qPCR）检测山羊CSRP3基因的mRNA相对表达量；通过过表达载体构建、siRNA 合成和细胞转染试验，利用 qPCR、免疫荧光染色（immunofluorescence，IF）检测过表达和干扰山羊CSRP3后成肌细胞分化标志基因的mRNA相对表达量及肌管的形成情况。【结果】山羊CSRP3全长1 103 bp，CDS序列长 585 bp，系统进化树结果显示，山羊CSRP3与绵羊、牛的亲缘关系最近，提示该基因在近缘物种间具有较高的保守性；山羊CSRP3编码194个氨基酸，其编码的蛋白为亲水性、稳定的碱性蛋白；蛋白互作关系分析表明，山羊CSRP3可能通过与肌肉功能相关蛋白互作参与肌肉生长发育；CSRP3在山羊背最长肌和心肌中的mRNA相对表达量显著高于其他组织（P < 0.05），在成肌细胞分化初期表达量较低，随着分化时间增加mRNA相对表达量逐渐增加，在分化第3天达到峰值（P< 0.01）后下降，呈现出先升高后下降的动态变化，提示山羊CSRP3可能在成肌细胞由增殖向分化的转变中发挥重要调控作用；过表达山羊CSRP3显著提高成肌细胞分化标志基因的mRNA相对表达量和肌管形成，促进成肌细胞分化；反之，干扰山羊CSRP3则显著降低成肌细胞分化标志基因的mRNA相对表达量和肌管形成，抑制成肌细胞的分化能力。【结论】成功克隆山羊CSRP3的CDS序列（克隆序列长603 bp，其中CDS区长度为585 bp），明确其序列特征与理化性质；成功绘制了山羊CSRP3的组织表达谱和时序表达谱；明确了CSRP3对山羊成肌细胞分化具有正向调控作用。初步表明，CSRP3对肉用山羊肌肉生长发育中具有重要生物学功能。

基于UPLC-Q-Exactive Orbitrap MS分析天维菌素在大鼠和犬肝微粒体的代谢产物

刘晓华, 梁健平, 刘燕, 吴诚煜, 张益诚, 黄显会, 李向梅

中国农业科学. 2026, 59(9): 2016-2028. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2026.09.013

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【目的】天维菌素（tenvermectin, TVM）是通过对阿维菌素产生菌和米尔贝霉素产生菌的基因修饰，构建出了新的工程菌的次级代谢产物，属于新型十六元环大环内酯类药物，采用高分辨质谱技术分析鉴定新兽药TVM在肝微粒体模型中的体外代谢产物，直接反映药物的体外代谢特征，同时为体内代谢研究提供了理论基础和重要线索。【方法】通过差速离心法制备大鼠和犬肝微粒体，并通过分别与大鼠肝微粒体特异性底物7-乙氧基香豆素、犬肝微粒体特异性底物香豆素孵育的方式确定了两者均具有体外代谢活性，建立了TVM的体外肝微粒体代谢模型。在体外的条件下，通过大鼠、犬肝微粒体与TVM进行孵育，对孵育体系中的代谢物提取净化。采用超高效液相色谱-四极杆-静电场轨道阱高分辨质谱（UPLC-Q-Exactive Orbitrap MS）检测TVM代谢物，通过代谢物软件预测、仪器验证的方式确定代谢物是否存在，同时结合原形天维菌素的元素组成和结构，对每个代谢物及其碎片离子进行快速准确的鉴定。【结果】在大鼠肝微粒体孵育体系中检测到九种TVM代谢产物，包括去甲基化产物（M2、M5、M8）、氧化产物（M1、M3、M4、M9）、酮化产物（M6）以及去单糖化产物（M7）。相比之下，在犬肝微粒体孵育体系中则检测到10种TVM代谢产物，涵盖去甲基产物（M2、M5、M8）、氧化产物（M9、M10、M11、M13）、酮化产物（M6）、去单糖化产物（M7），部分去甲基化产物会继续酮化形成去甲基化后酮化产物（M12）。TVM在两个种属的肝微粒体中代谢物种类以及含量均存在差异。【结论】利用UPLC-Q-Exactive Orbitrap MS对TVM的代谢产物和代谢途径进行研究，TVM在大鼠和犬肝微粒体的体外代谢途径包括去甲基化、氧化、酮化、去单糖化和去甲基化后酮化等，其中以去甲基化和氧化为主，阐明了天维菌素的体外代谢方式，完善其代谢途径。研究结果为进一步研究TVM在动物体内的代谢产物、药代动力学及药效学提供了重要的理论基础和参考依据。

中国南方粮食产能提升的战略路径

黄国勤

中国农业科学. 2026, 59(9): 2029-2041. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2026.09.014

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通过对南方粮食生产现状进行实地典型调查和历年统计资料、已发表的文献的分析，指出中国南方在全国粮食生产中的战略地位重要、自然和社会经济条件优越、粮食生产历史悠久，为我国粮食安全作出巨大贡献。但当前南方粮食生产存在着耕地数量减少、粮食面积缩减、粮食总产徘徊、经济效益下降、经营规模偏小、农业基础脆弱、自然灾害频发、环境污染严重、农村劳力紧缺和产品竞争力弱等10个方面的突出问题。根据中国南方粮食生产中的优势及存在问题，针对性地提出南方粮食产能提升的战略路径及具体措施，主要包括开发冬闲田、恢复双季稻、扩种再生稻、发展旱杂粮、推广间混套作、保护耕地资源、种植优良品种、加强防灾减灾、加快绿色转型、践行大食物观和建立保障体系。

荔枝产业“果-药-菇-蜜”四维种养模式的协同增效机制与生态经济价值

李向林, 李有红, 段俊, 齐铁臣, 刘洁生, 蔡敏, 赵海云, 王海华

中国农业科学. 2026, 59(9): 2042-2060. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2026.09.015

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【目的】针对荔枝产业品种老化、产量波动及资源低效利用问题，本研究提出“果-药-菇-蜜”四维一体立体种养模式，旨在通过技术集成与评价方法创新，阐明其协同增效机制与生态经济价值，为乡村振兴与“双碳”目标提供可落地方案。【方法】在已有LCA与DEA联合应用研究基础上，将数据包络分析（DEA）与生命周期评价（LCA）进行耦合，构建“资源效率-碳排放”双维度评价体系，结合成本效益分析（CBA）与多标准决策分析（MCDA）实现综合评估。具体方法包括：技术集成包括仙进奉荔枝嫁接（形成层分裂速率3.2 μm·h^-1）、铁皮石斛附生（存活率96.26%）、红松茸枯枝培育（木质素酶活性4.8 U·mg^-1）及中华蜜蜂授粉（坐果率78%）。模型耦合采用DEA-BCC模型（规模报酬可变，投入要素包括土地、劳动、资本及化肥/农药等物质投入，产出包括经济收益与碳减排量）与LCA（ISO 14044标准，量化全生命周期碳排放）。数据来自2019—2024年50个种植单元（四维模式30个、传统模式20个），通过蒙特卡洛模拟（迭代10 000次）控制不确定性（≤15%）。【结果】与传统模式相比：资源效率方面，四维模式DEA综合效率达0.92（传统模式0.16），光能截获率86%（比传统模式增长41%），枯枝资源化率100%（比传统模式增长60%）；生态效益方面，碳排放降低32%（1.2 vs. 1.8 t CO₂-eq/亩，1亩=666.7 m²），其中枯枝循环贡献60%减排（0.66 t CO₂-eq/亩），蜜蜂授粉贡献15%（0.18 t CO₂-eq/亩）；经济效益方面，亩均收益101 500元，静态回收期0.76年，内部收益率129%；综合评价方面，MCDA显示四维模式综合得分0.82（传统模式0.21），资源效率（0.92）、碳减排（0.6 t CO₂-eq/亩）及就业带动（120人/百亩）均最优。【结论】该模式通过“光能-循环-授粉”协同机制，形成多元化收益结构，有效应对荔枝“大小年”风险。关键创新点关键技术与评价特点包括铁皮石斛强光适应性拓展（F_v/F_m=0.82）、高活性菌株枯枝分解（周期45 d）以及基于DEA与LCA耦合的绩效评价流程，研究结果为广东省“百千万工程”提供技术模式，助力农业绿色转型。

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