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2022年, 第21卷, 第12期
刊出日期：2022-12-01 上一期    下一期
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JIA-2021-1555 2022, 21(12): 3420-3433.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.08.056 摘要 ( )   PDF   稻瘟病菌（Magnaporthe oryzae）是多种重要作物上极具破坏力的丝状病原真菌，能侵染包括水稻、小麦、小米、马唐等在内的50多种作物和杂草。由于其具有高度的寄主特异性，稻瘟病菌在田间进化出了大量的不同致病型菌株。其中稻属致病型菌株MoO（M. oryzae Oryza）侵染水稻引起的稻瘟病是水稻上的毁灭性病害之一，每年给全球造成的水稻产量损失可养活六千万人口；麦属致病型菌株MoT（M. oryzae Triticum）侵染小麦引起的麦瘟病是巴西、孟加拉、赞比亚等国家小麦生产上的重大威胁。由于抗病资源有限、抗病品种容易丧失抗性等原因，稻瘟病和麦瘟病的防控是水稻和小麦生产上的重大难题。因此，迫切需要建立和提出能高效控制这两种病害的田间综合防治策略。 综述重点总结了MoO菌株中已报道的无毒基因和水稻中的抗稻瘟病基因、及小麦中的抗麦瘟病基因，提出了以基于病原菌无毒基因型布局种植抗病品种为主，化学防治、生物防治和栽培管理为辅的稻瘟病、麦瘟病综合防治策略。同时，对稻瘟病和麦瘟病的综合防控提出了以下几点未来展望：1）加快鉴定和克隆水稻和小麦中的广谱抗病基因，培育和创制抗病品种；2）系统监测田间病原菌群体的无毒基因型，根据无毒基因型进行作物品种布局；3）应用基于微生物组的生物防治技术；4）建立病原菌的早期诊断与监测技术，并制定优化防治技术；5）应用快速诊断技术对植物进行检疫，阻止麦瘟病进一步扩散；6）建立及时、精准的病害预测预报体系；7）在已有技术基础上，建立和实施有效的病害综合防治策略，最大限度降低稻瘟病菌对水稻和小麦造成的损失。该综述从稻瘟病菌的分类、地理分布、寄主范围、生物学特征、病害症状及生态和经济影响等方面进行了系统总结，并提出了病害的综合防治策略。综述内容对人们全面、深入了解稻瘟病菌及开展稻瘟病和麦瘟病的综合防治工作具有重要的理论和实践指导意义。

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JIA-2021-1504 赤霉病的综合防治对策探讨 2022, 21(12): 3434-3444.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.08.053 摘要 ( )   PDF   近年来，由于气候变化和粗放秸秆还田等因素的影响，由禾谷镰孢菌复合种(Fusarium graminearum species complex, FGSC)引起的小麦赤霉病(Fusarium head blight, FHB)在我国呈加重发生趋势，流行频率明显增加，造成严重经济损失。此外，FGSC在侵染小麦等谷物类作物过程中会产生脱氧雪腐镰刀菌烯醇（Deoxynivalenol，DON）和玉米赤霉烯（Zearalenone，ZEA）等多种真菌毒素，人畜误食这些真菌毒素污染的农产品及其产品，会引起呕吐、流产、免疫力下降甚至死亡等问题。因此，加强赤霉病防控对保障我国小麦丰收和农产品质量安全有重要意义。本文综述了赤霉病在全世界的分布、病原菌种类、寄主范围、病害循环、病害流行因素；阐述病害对经济、环境和食品安全的影响。在此基础上，重点梳理和探讨小麦赤霉病持续防控策略。由于高抗赤霉病的小麦种质资源的缺乏，加强抗病基因筛选鉴定、精细定位及实际效应评价，将成为抗赤霉病小麦品种培育的重要工作。当前，科学使用化学药剂仍然是赤霉病防控的重要措施，氰烯菌酯•戊唑醇、戊唑醇•丙硫菌唑、氟唑菌酰羟胺•丙环唑等药剂对赤霉病及其毒素有优良的防治效果；然而，药剂长期使用，导致病菌产生抗药性问题。因此，加强病菌抗药性监测以及治理是病害化学防治的重要内容。由于我国普遍推广秸秆还田，但很多地区秸秆粗放还田导致许多作物秸秆残留在土壤表面，非常有利于FGSC在秸秆上大量生长繁殖；利用生物防治抑制作物秸秆上病菌生长繁殖，能显著降低病菌初侵染源。因此，今后一段时间，生物防治有望成为抑制病菌初侵染源的重要措施。此外，合理的作物轮作、科学肥水管理等农艺措施，能提高作物的抗病性，在一定程度上降低病害流行风险。总体来说，今后较长的一段时间，小麦赤霉病在我国仍将维持高频率流行态势。因此，需要通过抗病品种、药剂高效防控和生物防治等技术集成创新，构建小麦赤霉病持续绿色防控技术体系，保障小麦丰收和农产品质量安全。

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JIA-2021-1460 玉米致死性坏死病研究进展：从病原到病害综合治理 2022, 21(12): 3445-3455.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.08.050 摘要 ( )   PDF   玉米作为重要的粮食作物和工业原料，几个世纪以来一直被人们广泛种植。玉米致命性坏死病（maize lethal necrosis disease，MLND）是一种严重制约玉米生产的病毒，于1971年首次在秘鲁被发现，近年来在肯尼亚、卢旺达、刚果等非洲国家对玉米的生产造成了毁灭性危害，尤其给小农户造成了严重的经济损失。MLND是由番茄丛矮病毒科玉米褪绿斑驳病毒属的玉米褪绿斑驳病毒和马铃薯Y病毒科的1种或多种病毒复合侵染引起的，危害玉米引起发病植株的叶片产生褪绿、斑驳到局部坏死等症状，严重时叶片枯死甚至全株死亡，严重影响玉米产量甚至造成绝收。深入了解MLND的病原、加强MLND病原的早期检测以及有效防控对切实阻截MLND的扩散蔓延具有重要意义。本文就引起MLND的病原及其基因组结构与功能、分布与危害、传播扩散方式等进行了综述；探讨了已经建立的基于病毒单克隆抗体的酶联免疫吸附等血清学方法、基于核酸检测的PCR和逆转录-环介导等温扩增等分子生物学方法和高通量测序等技术在MLND病原早期检测中的应用；提出了利用种子检疫、推广健康种子、作物轮作、种植抗病或耐病品种等经济、环境友好型的防治措施有效控制MLND。

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JIA-2021-1641 马铃薯晚疫病：从分子互作机制到田间综合治理 2022, 21(12): 3456-3466.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.08.060 摘要 ( )   PDF   自170多年前爱尔兰大饥荒爆发以来，由致病疫霉（Phytophthora infestans）危害导致的晚疫病一直是全球马铃薯产业中最严重的威胁之一，每年造成的产量损失与防治成本以百亿美元计，该病害也位列我国7种一类农作物病害之一。经过过去数十年的不懈研究，研究人员在晚疫病的致病分子机制与田间防控策略等方面已取得了一些重要进展。然而，为满足我国农业减药增效的国家需求，如何确保绿色、高效、可持续的晚疫病防治已成为推进马铃薯产业发展所必须解决的技术问题。本文简要概括了当前马铃薯-致病疫霉分子互作领域的研究进展，总结了从地区微观到大陆宏观尺度上晚疫病防治策略，并探讨了未来作物抗性遗传改良与新型植保技术在晚疫病可持续治理中的作用。

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JIA-2022-0619 2022, 21(12): 3467-3487.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.09.017 摘要 ( )   PDF   蝗虫在人类历史上造成了周期性的灾难。到目前为止，蝗灾仍然是农业生产的重大威胁。沙漠蝗Schistocerca gregaria是危害最大的蝗虫之一，2020年非洲沙漠蝗灾害造成了巨大的经济损失，多个国家和地区宣布进入紧急状态。沙漠蝗是一种迁徙性害虫，在热带和亚热带地区发生，随季风在非洲大陆和西亚进行往复迁飞。沙漠蝗食性杂、危害重，一旦大面积暴发，将对农作物造成毁灭性灾难，严重威胁粮食安全。前期对沙漠蝗的生物学特性、生态学规律及其综合管理进行了很多报道，这篇综述旨在总结沙漠蝗的生物学特性、分布及其危害，从生物防治、生态治理等多个角度综述了沙漠蝗综合治理的最新策略，并对下一步沙漠蝗监测和防治工作提出了建议。   本文追溯了沙漠蝗起源及其分类地位，它是不完全变态昆虫，包括卵、蝗蝻和成虫3个发育阶段。沙漠蝗还具备远距离迁飞能力，每年可以繁殖1～4代，并且可从散居型转变为群居型。同时，沙漠蝗是一种杂食性昆虫，可取食禾本科、大戟科、玉米科、苋科等300多种植物，对农作物造成严重威胁，在北非、中非及西亚等65个国家均发生过沙漠蝗为害。植物挥发物可以影响沙漠蝗的行为，包括摄食、发育、休息、迁徙及生殖等。气候因素可能是影响沙漠蝗暴发的主要原因，包括温度、光照、降雨、风等，土壤因子也是沙漠蝗栖息的重要因子。沙漠蝗天敌包括捕食性天敌（鸡、鸭、鸟类等）和寄生性天敌（寄生蝇、寄生蜂等）。除直接经济损失外，沙漠蝗灾害还造成了严重的社会影响。   尽早发现和掌握沙漠蝗种群动态，对蝗灾治理具有重要意义。许多国家在沙漠蝗监测和预警方面做了大量工作。关于沙漠蝗防治的报道始于1860年。1921年，Uvarov提出了沙漠蝗“预防和控制”策略，为制定沙漠蝗综合治理策略奠定了重要基础。经过近100年的发展，现阶段初步形成了沙漠蝗综合治理策略，也就是化学防治、生物防治（信息素、微生物制剂、植物源药剂、昆虫生态调节剂、分子及遗传控制等）、生态治理（农业措施等）等多种措施的协同控制策略。本文还分析了现阶段沙漠蝗治理中存在的问题，明确了沙漠蝗治理的发展方向。

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jia-2021-1125 PAY1基因对水稻不同生育期冠层结构影响的定量分析 2022, 21(12): 3488-3500.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.08.093 摘要 ( )   PDF   叶型和茎型是水稻株型的核心冠层结构特征，决定了及其冠层光截获能力，直接影响着作物产量。PLANT ARCHITECTURE AND YIELD 1(PAY1)基因被证实能够改变野生稻匍匐特性，对野生稻匍匐生长习性基因PROSTRATE GROWTH 1（PROG1）具有一定抑制作用。本文选择含有PROG1基因的水稻材料YIL55及其突变体PAY1，以及其母本TQ为供试材料，基于三维数字化测定技术，构建了三种株型水稻的冠层三维结构模型。在此基础上，定量分析在PAY1基因作用下，植株叶型和茎型在拔节期、抽穗期和灌浆期的变化。结果表明，在PAY1基因影响下，植株茎叶夹角显著降低并趋于直立，叶片增大，植株茎集散度由松散型转变为紧凑型，三个关键生育期时的平均茎倾角由44.9°、28.5°、21.3°分别减小至17.6°、8.4°、10.5°。此外，PAY1基因保留了PROG1基因水稻全生育期分蘖角度动态变化的特性，茎集散度由拔节期的松散型变化为抽穗期时的紧凑型。冠层光合有效辐射测定结果也表明突变体PAY1的株型结构更有利于冠层底部的光截获，其在早、中、晚的消光系数分别为0.535、0.312、0.586，均低于其他两种株型。本文通过定量分析PAY1基因对水稻冠层结构特征的影响，旨在为株型选育提供有效冠层结构特征参数，为理想株型育种提供借鉴。

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JIA-2021-1096玉米细胞壁组分及消化率性状的动态QTL定位研究 2022, 21(12): 3501-3513.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.08.090 摘要 ( )   PDF   细胞壁在保持茎秆强度和影响消化率方面起着重要的作用。木质素、纤维素、半纤维素是植物细胞壁的三大主要成分，均能通过影响细胞壁的结构和强度影响茎秆的品质。为了探索玉米茎秆次生细胞壁的动态发育过程的遗传机制。我们利用传统的QTL定位和条件QTL定位对玉米吐丝期后多个时期的细胞壁组分及消化率性状进行分析。通过对重组自交系群体中木质素、纤维素、酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维、体外干物质消化率进行测量发现，在开花后的10-40天木质素、纤维素、酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维呈现先增加后减少的趋势。体外干物质消化率与之相反。通过QTL定位共检测到72个与目标性状相关的QTL，单个位点可以解释3.48-24.04%的表型变异。其中部分QTL形成了6个热点区域，分别位于玉米染色体1.08、2.04、2.07、7.03、8.05、9.03bin上。1.08bin上的热点区域既控制细胞壁组分含量也与茎秆强度相关，在这个QTL区间内包含6个与细胞壁合成相关的基因。此外，利用多个时期的性状进行条件QTL定位分析检测到26个条件QTL，其中22个都发现于30天|20天和50天|40天。上述结果表明在玉米吐丝后的发育时期细胞壁组分相关性状受多个基因调控。通过聚合多个位点有利等位基因将有助于实现消化率性状和抗倒伏性状的协同改良。

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JIA-2021-0810 全基因组关联分析挖掘密植下玉米空秆相关基因及代谢途径预测 2022, 21(12): 3514-3523.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.08.089 摘要 ( )   PDF   增加种植密度是提高玉米产量的一种有效途径。然而，高种植密度严重影响玉米生长发育，空秆则是限制粮食产量的重要因素之一。本研究中，我们对280份玉米自交系开展了多年田间耐密性鉴定，调查了正常密度（67500株/公顷）和高密度（120000株/公顷）种植条件下的空杆率。基于控制群体结构和相对亲缘关系（Q+K）的混合线性模型，利用776254个SNP标记进行全基因组关联分析（GWAS）。结果发现，共有20个SNP与正常密度和高密度下的空秆率相关，落于9个基因内，其中4个SNP在正常密度和高密度下均可被关联到；13个与空秆率比值（高密度/正常密度）相关的SNP，位于7个基因内。此外，代谢通路预测结果显示，谷氨酸和精氨酸等氨基酸代谢通路和MAPK信号通路可能在玉米密植中发挥重要作用。本研究结果为高密度种植下玉米耐受性的遗传基础提供了新的见解，有助于促进高产玉米育种。

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JIA-2021-1160用BSA-Seq技术鉴定大豆(Glycine max L.)突变体皱叶表型相关遗传位点 2022, 21(12): 3524-3539.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.08.095 摘要 ( )   PDF   叶片是植物的主要光合器官，对作物品种的产量起着重要作用。鉴定导致叶片表型变异的致病突变和候选基因是大豆籽粒增产的重要育种目标。以大豆品种中品661为背景，研究了EMS诱导的具有异常皱叶表型的大豆突变体DWARFCRINKLEDLEAF1 (DCL1)。为了研究与皱叶性状相关的基因组位点，我们从Zp661和DCL1的杂交中构建了F2分离群体。采用整体分离分析(bulk separation analysis, BSA)结合全基因组重测序方法，通过欧氏距离(Euclidean distance, ED)关联算法检测出12个总长度为20.32 Mb的候选基因组区域与目标性状连锁。测序结果显示，Glyma.19G207100基因第1外显子存在一个单核苷酸突变(C:G>T: A)。基于该SNP衍生的CAPS标记对候选基因进行了验证，结果表明亲本之间存在核苷酸多态性。因此，我们的研究结果表明Glyma.19G207100(命名为GLYCINE MAX DWARF CRINKLED LEAF 1, GmDCL1)是一个可能参与大豆突变体DCL1皱叶性状形态发生的候选基因。本研究为该基因的功能验证提供了基础，并为大豆增产育种提供了前景。

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高粱JAZ基因家族全基因组鉴定及其在非生物胁迫下的表达模式分析 2022, 21(12): 3540-3555.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.08.104 摘要 ( )   PDF   JAZ（The jasmonate ZIM domain）蛋白属于TIFY(TIF[F/Y]XG)家族，它是由植物特异性蛋白组成，在植物生长发育和防御反应中具有十分重要的作用。然而，对于高粱JAZ家族基因在植物响应非生物胁迫的机制尚不清楚。本研究采用隐马尔可夫模型，在高粱中共鉴定到17个JAZ基因。此外，采用实时荧光定量PCR (RT-qPCR) 对高粱JAZ基因在非生物胁迫下的表达模式进行分析。系统发育分析表明，高粱JAZ蛋白主要分为9个亚家族，其启动子区包含多种类型的启动子顺式作用元件，表明JAZ蛋白在植物的胁迫响应中起作用。RT-qPCR结果显示，SbJAZ家族基因的表达具有组织特异性，在冷、热、聚乙二醇、茉莉酸、脱落酸和赤霉素处理下，SbJAZ基因的表达出现明显差异，表明SbJAZ基因参与植物对不同胁迫的响应。此外，在大肠杆菌中表达SbJAZ1可促进重组细胞在非生物胁迫（PEG 6000、NaCl 和 40°C）下的生长。综上所述，本研究结果将有助于更好地了解高粱SbJAZ家族响应非生物胁迫的潜在分子机制。

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JIA-2021-1253 秸秆带状覆盖：旱地冬小麦节水增效的可持续生产技术 2022, 21(12): 3556-3568.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.08.098 摘要 ( )   PDF   秸秆覆盖模式改良可以通过废弃秸秆资源循环利用来改善土壤水肥环境，可能是一种可持续的农业生产技术。2015-2019年，在西北黄土高原进行了为期4年的随机区组试验，研究了秸秆带状覆盖(SSM)和无覆盖常规平作(CK)对土壤贮水量、耗水特性、水分利用效率、降水利用效率、冬小麦生长、经济效益和养分效益的影响。四年的试验结果表明，SSM处理提高了0 ~ 180 cm土层的土壤水分，其中以冬小麦拔节期和开花期0 ~ 60 cm土层的效果尤为明显。与CK相比，SSM提高了降水对总耗水的贡献，且在生育前期显著提高了20.4个百分点。SSM显著降低了0 ~ 180 cm土层的水分消耗，最终减少生育期耗水11.2 mm。在0 ~ 180 cm土层，SSM在播种期~拔节期减少耗水33.1 mm，但在拔节期~开花期增加了19.5 mm。此外，SSM提高籽粒产量的水分利用效率21.6%，提高籽粒产量的降水利用效率18.6%，最终通过提高穗数9.5%、提高穗粒数8.9%，而提高籽粒产量16.5%。SSM使生物产量的水分利用效率提高了13.5%，使生物产量的降水利用效率提高了9.9%，最终提高生物产量8.7%，增加株高6.5%。SSM还增加了413元/公顷的净收入，收获后预计秸秆还田总量可增加8876~9619千克/公顷。秸秆还田后，SSM显著增加了土壤养分，多年后可明显减轻农民的施肥负担。因此，秸秆带状覆盖是一种在雨养冬小麦生产中节水增效、可持续、有潜力的实用措施。

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JIA-2021-1331 2022, 21(12): 3569-3577.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.08.103 摘要 ( )   PDF

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过表达苹果类扩展蛋白基因MdEXLB1加速番茄果实质地软化 2022, 21(12): 3578-3588.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.08.030 摘要 ( )   PDF   果实硬度是苹果果实质地的重要品质性状，采收前成熟期是苹果果实质地形成的关键时期。扩展蛋白是一个细胞壁松弛蛋白家族，有四个亚家族：α-扩展蛋白（EXPA）、β-扩展蛋白（EXPB）、类扩展蛋白A（EXLA）和类扩展蛋白B（EXLB）。在本研究中，我们从果实纵径、横径、硬度、组织结构、呼吸强度、乙烯释放速率和扩展蛋白活性等方面研究了金冠苹果采前质地形成的关键时期。在收获前10天内，发现果实达到成熟。半定量RT-PCR显示，大多数扩展蛋白在收获前的成熟阶段表达。进一步鉴定了EXLB亚家族基因MdEXLB1的生物学功能，并通过瞬时转化实验证实了其亚细胞定位于细胞壁上。与野生型（WT）相比，过表达MdEXLB1的转基因番茄株高较低，结果期较早，果实成熟所需天数较少，果实成熟度较高，果实硬度较低，果实扩展蛋白活性较高，果肉细胞结构更离散，果实成熟过程加快。总的来说，这是首次提出苹果EXLB亚家族基因MdEXLB1具有生物学功能，并在促进果实成熟和软化方面发挥重要作用。

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#br# 2022, 21(12): 3589-3599.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.08.032 摘要 ( )   PDF   表皮毛是由表皮细胞发育而来的特殊结构，可以保护植物免受生物和非生物胁迫。胡萝卜在生殖阶段被表皮毛覆盖，但胡萝卜表皮毛的形态和控制表皮毛形成的候选基因仍未知。研究结果表明，胡萝卜表皮毛是非腺毛且不分枝，分布在胡萝卜的茎、叶、叶柄、花梗和种子上。本研究对1个胡萝卜花茎上分布稀而短的表皮突变体（sst）和1个花茎上分布长而密的表皮毛野生型（wt）进行了重测序分析，在sst上共检测到15, 396个非同义突变，包含42个与表皮毛相关的基因。对wt和sst长度为10cm的一级侧枝进行了转录组分析，获得了6, 576个差异表达基因（DEG），包括24个表皮毛相关的基因。qRT-PCR验证的这些差异表达基因中，有3个显著上调，20个显著下调，1个没有差异。综合重测序和转录组测序分析发现，12个表皮毛相关的基因含有非同义突变且在sst中显著下调表达，可归类为5个转录因子家族。因此，这些基因是可能的候选基因，他们的非同义突变和下调表达可能是导致sst中胡萝卜花茎的表皮毛短且稀少的突变。

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JIA-2021-1243 Co-application of compost or inorganic NPK fertilizer with biochar influenced soil quality, grain yield and net income of rice 2022, 21(12): 3600-3610.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.07.041 摘要 ( )   PDF

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长期耕作和秸秆管理对石灰性土壤有机碳组分的影响 2022, 21(12): 3611-3625.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.08.072 摘要 ( )   PDF   免耕和秸秆还田均影响土壤有机碳含量和组分。然而，免耕和秸秆还田对土壤有机碳库变化的影响有待进一步研究。本研究选择华北平原11年长期定位试验，试验主处理为免耕(NT)和常规耕作(CT)，副处理为秸秆不还田(S0)、仅小麦秸秆还田(S1)和小麦玉米秸秆均还田(S2)，揭示耕作和秸秆还田对土壤有机碳数量和质量的影响。分析不同管理模式下土壤有机碳及其不稳定性组分（颗粒有机碳、高锰酸钾氧化性有机碳、微生物量碳和可溶性有机碳）含量，利用荧光光谱结合平行因子分析可溶性有机碳组成，采用13C核磁共振技术分析土壤有机碳化学结构。结果表明，秸秆还田显著增加了0-20 cm土层土壤有机碳含量和储量，但免耕对其仅起到层化作用，即与常规耕作相比，免耕增加了0-10 cm土层有机碳含量和储量，却降低了10-20 cm土层有机碳含量和储量，这种现象在小麦玉米秸秆均还田条件下(S2)条件下更加明显。不稳定性有机碳组分变化趋势与土壤有机碳相似，其中颗粒有机碳和高锰酸钾氧化性有机碳对秸秆还田较为敏感，而前者对耕作更为敏感。可溶性有机碳的六个荧光组分主要包括腐殖质类物质和少量的富里酸类物质和色氨酸。秸秆还田显著降低了荧光指数(FI)和自生源指数(BIX)，但增加了腐殖化指数(HIX)。在小麦玉米均还田条件下(S2)，免耕显著增加了上层HIX和下层BIX及FI。土壤有机碳化学结构表现为氧烷基碳>烷基碳>芳香碳>羧基碳。综上所述，在小麦和玉米秸秆均还田条件下，免耕增加了上层土壤有机碳含量及其不稳定性有机碳组分、可溶性有机碳的腐殖化程度和下层微生物驱动的可溶性有机碳。小麦玉米秸秆均还田是增加耕层土壤有机碳有效管理措施，免耕对上层和下层土壤有机碳层的差异变化可能对碳固持具有长期的影响。

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三种非酸性土壤的无机磷组分特征及与土壤性质的相关性 2022, 21(12): 3626-3636.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.08.012 摘要 ( )   PDF   了解磷组分特征和影响因素对提高土壤磷利用效率具有重要的意义。基于黑土、潮土和塿土的长期定位试验，选择了五种施肥方式并将其分为三组：无磷肥处理（CK/NK）、平衡施用无机肥处理（NPK/NPKS）和有机无机配施处理（NPKM）。对土壤无机磷组分和土壤性质进行了分析，研究了无机磷组分特征及无机磷组分与土壤性质的关系。结果表明，三种土壤中Ca10-P占总无机磷的比例最高，黑土、潮土和塿土分别为33.5%、48.8%、44.8%。长期施肥导致了土壤无机磷累积或耗竭的周期性变化。NPK/NPKS和NPKM处理下，黑土和潮土在施肥后期（10-20年）的磷累积量高于施肥早期（0-10年），而塿土正好相反。黑土中无机磷的累积发生在全部磷组分中，而潮土主要为Ca8-P、Fe-P和Ca10-P，塿土主要为Ca2-P、Ca8-P和O-P。CK/NK处理下，三种土壤的无机磷耗竭主要发生在施肥早期；除活性无机磷（Ca2-P）和中活性无机磷（Ca8-P、Fe-P、Al-P）外，黑土和潮土中的Ca10-P，塿土中的O-P也可被作物利用。冗余分析表明，土壤性质解释了每种土壤90%以上无机磷组分的变化，其中，土壤有机质的解释百分比在黑土、潮土和塿土中分别为43.6%、74.6%、38.2%。总之，在非酸性土壤中施用磷肥时，应考虑磷的累积速率和土壤性质驱动的无机磷组分的变化。

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JIA-2021-1553 中国东北地区氮素利用率的统计分析——基于多元线性回归和随机森林模型 2022, 21(12): 3637-3657.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.08.054 摘要 ( )   PDF   了解作物氮（N）素利用率（NUE）的时空动态及其与环境变量的关系可以有效指导土地利用管理和相关政策制定。然而，有关应用统计模型评估作物NUE时空变化的解释变量的研究较少。因此，本研究采用逐步多元线性回归（SMLR）模型和随机森林（RF）模型来评价1990—2015年间中国东北地区（黑龙江、辽宁、吉林）县域尺度下NUE的时空变化。其中，NUE包括N素偏生产力（PFPN）和N素偏因子养分平衡（PNBN）两个指标，解释变量包括农业管理措施、地形、气候、经济、土壤和作物类型。结果表明，1990-2015年间，东北地区PFPN以北部较高，中部较低，PNBN由南向北逐渐增加。而多数县的NUE随着时间的变化逐渐降低。SMLR和RF的模型效率系数对于PFPN分别为0.44和0.84，PNBN分别为0.67和0.89。与SMLR模型相比，RF模型中土壤类型和气候的相对重要性较高，而作物类型的相对重要性较低。蔬菜和豆类种植面积指数、土壤粘土含量、饱和含水量、11-12月植被增强指数、土壤容重和年最低气温是NUE的主要解释变量。本文首次使用SMLR和RF模型对中国东北县级NUE解释变量的相对重要性进行定量研究。研究结果为改善作物NUE提供了重要参考，有利于氮素优化管理、农业可持续发展、保障粮食安全、缓解环境恶化和提高农民收入。

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JIA-2022-0420 冬枣质地评价指标的筛选研究 2022, 21(12): 3658-3668.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.09.007 摘要 ( )   PDF   冬枣（Ziziphus jujuba cv. Dongzao）是中国优良的晚熟鲜食枣品种。质地是水果的重要感官品质指标。为探究冬枣质地指标间的关系，建立冬枣质地品质评价体系，采用TMS-Touch质地多面分析法（TPA）对采自中国三大主产区的1150个冬枣果实进行8项质地指标测定，包括胶粘性、咀嚼性、内聚性、粘附性、破裂力、弹性、硬度和最大粘附力，其最佳拟合分布分别为弹性—Beta General分布，咀嚼性、胶粘性和硬度—Inv Gauss分布，粘附性和内聚性—Log Logistic分布，破裂力—Pearson分布，最大粘附力—Weibull分布。每项冬枣质地指标均可基于最佳拟合分布，用第10、30、70和90百分位点值划分为极低、低、中、高和极高五个等级。相关分析显示，冬枣质地指标间的28个相关系数中，82%的相关系数达到极显著（p<0.01）。其中，咀嚼性与弹性和胶粘性均呈极显著正相关，相关系数分别达0.8692和0.8096；粘附性与最大粘附力呈极显著负相关，相关系数为-0.7569。在胶粘性、咀嚼性、内聚性、弹性、硬度等5项冬枣质地指标中，各指标均存在关于其余4项指标的多元线性回归方程，决定系数均在0.94以上，平均拟合误差和平均预测误差均小于10%。基于因子分析建立了冬枣质地综合评价模型：Q = 0.370C1 + 0.251C2 + 0.241C3 + 0.138C4，综合得分较高的冬枣果实表现为较高的弹性和咀嚼性，以及较低的最大粘附力和粘附性。通过因子分析和聚类分析，可将8项冬枣质地指标分为4组（内聚因子、粘附因子、梗硬因子和酥脆因子），其代表性指标分别为弹性、粘附性、硬度和破裂力。本研究探讨了冬枣果实8项质地指标及其相互关系，筛选出了代表性指标，并建立了冬枣果实质地评价体系。研究结果可为冬枣质地评价提供方法依据和技术支撑。

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JIA-2022-0517 低温贮藏和留树保鲜期间血橙多酚含量、组成以及抗氧化活性的变化 2022, 21(12): 3669-3683.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.09.011 摘要 ( )   PDF   柑橘类水果富含酚类化合物，对人体具有多种健康益处。然而，很少有研究关注这类水果在采后贮藏过程中酚类化合物的变化。本研究对低温贮藏和留树保鲜12周的Tarocco血橙的酚类含量、成分和抗氧化活性进行了动态监测，并通过评估苯丙烷途径相关酶活性和基因表达探讨了血橙酚类化合物变化机制。结果表明，黄烷酮是血橙中主要酚类化合物，两种贮藏方式主要通过促进酚酸的积累从而提高总酚含量，并在第12周达到最大值。留树保鲜血橙的酚类含量和抗氧化性要高于低温贮藏血橙。此外，苯丙烷途径相关酶活性和基因表达结果显示，贮藏期间血橙中酚类物质的积累与苯丙烷途径的激活具有高度相关性。以上结果表明，从酚类化合物的角度来看，留树保鲜储存是延长血橙供应期的一种潜在有效方式。

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JIA-2022-0240 Neopestalotiopsis eucalypti, 一种引起苗圃中葡萄新芽腐烂的新病原 2022, 21(12): 3684-3691.  DOI: 10.1016/j.jia.2022.08.123 摘要 ( )   PDF   葡萄是一种重要的水果作物，我国的葡萄产量约占全球总产量的15%，位列世界第一。扦插是葡萄快速繁殖的重要手段，然而近两年来我们在日照莒县的葡萄扦插苗圃中发现大量葡萄新芽受病菌侵染而腐烂死亡，给葡萄苗生产造成严重损失。为了明确引起该现象的原因，在本研究中，我们通过组织分离法获得了36个真菌菌株，经菌落和分生孢子的形态鉴定以及利用转录间隔区(ITS)、翻译延伸因子（Tef）和β-微管蛋白（Tub2）进行多基因系统发育分析鉴定，36个菌株分别属于Sclerotium, Neopestalotiopsis, Botryosphaeria, Fusarium, Clonostachys 和Botrytis 6个属，而其中的N. eucalypti是一种首次在葡萄上分离到的菌株。按照柯赫氏法则，对葡萄枝蔓进行离体和活体接种，结果显示N. eucalypti引起葡萄枝蔓的组织腐烂坏死，并在坏死斑表面产生大量黑色分生孢子盘。本文首次报道了N. eucalypti侵染能够引发葡萄枝枯病，该研究结果为苗圃中葡萄新芽腐烂坏死防控策略的制定奠定了基础。