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2026年, 第25卷, 第3期
刊出日期：2026-03-20 上一期   

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植物有益元素研究路在何方？ Zhihao Pang, Nina Nikolic, Miloslav Nikolic, Alexander Lux, Yongchao Liang 2026, 25(3): 829-846.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.05.008 摘要 ( )   PDF   维持作物最佳营养水平对实现高产稳产和增强抗逆能力至关重要。除17种必需营养元素外，还存在诸多植物有益元素：硅、铝、硒、钛、碘、钒、钴、钠及稀土元素等。这些元素并非对所有植物都是必需的，但某些元素对特定植物物种至关重要。然而，许多有益元素的作用机制尚未阐明，相关产品也未获广泛推广应用。本文系统梳理了植物有益元素的研究进展，创新性地提出未来研究的五大突破方向：①构建多学科交叉与创新技术融合研究体系；②拓展应用场景与元素种类多样性；③延伸研究的时空维度；④将有益元素纳入土壤健康评价体系；⑤从单一施用转向复合配施模式。建议未来研究应重点围绕"机理探索+应用创新"双轮驱动，以应对人口增长带来的粮食安全挑战、改善人类营养健康水平、破解生态环境治理难题、助力乡村经济振兴。

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全基因组关联研究揭示面包小麦氮、磷和钾利用效率的基因组区域 Jili Xu, Shuo Liu, Zhiyuan Gao, Qingdong Zeng, Xiaowen Zhang, Dejun Han, Hui Tian 2026, 25(3): 847-863.  DOI: 10.1016/j.jia.2024.06.012 摘要 ( )   PDF   培育氮、磷、钾高效利用的小麦品种是实现农业可持续发展的重要途径。对养分利用效率的关键基因进行遗传解析和鉴定是实现这一目标的理想策略。我们利用431个不同小麦品种进行了全基因组关联分析（GWAS），揭示了1659个显著的单核苷酸多态性（SNPs）（LOD>5）。本研究在5个环境中共检测到534个与12个养分利用效率性状相关的数量性状位点（QTLs），其中14个QTLs至少在3个环境中被同时检测到。通过meta-QTL分析，发现QTL80（72.12~74.24 Mb，chr2A）、QTL387（32.88~33.56 Mb，chr6A）和QTL500（535.53-540.80 Mb，chr7B）分别与MQTL-2A-2、MQTL-6A-1和MQTL-7B-2共定位，这种趋同表明这些位点在不同环境条件下显著的相关性。在这些区域内，我们找到了与养分利用效率相关的关键候选基因，如bZIP转录因子家族基因和钾转运体基因。此外，我们还发现了一个新位点QTL234，此区域包含dof锌指蛋白、Ankyrin重复家族蛋白、细胞色素P450等关键候选基因。为了验证与氮收获指数相关的位于QTL234内的一个重要SNP，我们开发了这个位点（AX-109095537）的dCAPS标记。这些发现表明基于高分辨率SNP的GWAS在快速识别潜在关键候选基因方面的有效性，为大规模QTL精细定位、候选基因验证和功能标记的开发奠定了基础。此外，本研究鉴定出氮、磷、钾利用效率相关性状的候选基因，并开发了重要SNP的分子标记，对推进小麦养分利用效率育种进程具有重要意义。

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晋麦47和晋麦84中染色体结构变异的遗传效应研究 Shuwei Zhang, Jiajia Zhao, Haiyan Zhang, Duoduo Fu, Ling Qiao, Bangbang Wu, Xiaohua Li, Yuqiong Hao, Xingwei Zheng, Zhen Liang, Zhijian Chang, Jun Zheng 2026, 25(3): 864-878.  DOI: 10.1016/j.jia.2024.07.047 摘要 ( )   PDF   结构变异是小麦遗传变异的重要基础，在小麦基因组进化中发挥着重要作用。关于结构变异对表型和抗旱性的效应报道较少。本研究利用荧光原位杂交技术鉴定了晋麦47、晋麦84及构建的DH群体和回交导入系(BC5F3)的染色体结构变异(SCVs)。结果表明：晋麦47和晋麦84间存在一个简单易位，10个PAVs和一个CNV变异，分布在10条染色体上。其中8个SCVs与15个农艺性状相关联；在DH群体中发现2A染色体上存在PAVs重组类型，该类型显著影响穗粒数。1BL/1RS易位和PAV.2D分别通过降低LI2-LI4和UI, LI2-LI4以降低株高，1BL/1RS还显著增加小穗数、粒长和粒厚，PAV.2D则显著增加穗粒数(3.13%)。另外，PAV.4A.1与GL, PAV.6A与SL和TGW,以及PAV.6B对SL, GT和TGW的效应也得到了验证。对于抗旱性方面，PAV.2A, PAV.6A, PAV.1D, PAV.2D和CNV.4B与抗旱系数显著关联。各结构变异间存在加性和交互作用。值得注意的是，在PAV.2B, PAV.2D,和CNV.4B多态区域检测到与产量性状相关的基因和QTL位点。总之，本研究证实了SCV在小麦农艺性状形成和抗旱性方面的遗传效应，鉴定的SCV将为小麦进行分子标记辅助遗传改良提供依据。

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BnaC02.LBD6启动子区的SNP变异引起甘蓝型油菜叶型突变 Jinxiang Gao, Bing Li, Pei Qin, Sihao Zhang, Xiaoting Li, Yebitao Yang, Wenhao Shen, Shan Tang, Jijun Li, Liang Guo, Jun Zou, Jinxing Tu 2026, 25(3): 879-892.  DOI: 10.1016/j.jia.2024.06.009 摘要 ( )   PDF   叶片性状是理想株型的重要组成部分。适当的卷叶有助于紧凑株型的建成。油菜是一种重要的油料作物，但油菜叶型发育的遗传学基础尚不清楚，也缺乏相应的种质资源用于油菜叶型的遗传改良。本研究鉴定到一个甘蓝型油菜叶片内卷的显性突变体，命名为INSIDE-ROLLING LEAF1 (IRL1)。该突变体由于叶肉细胞发育异常导致叶片内卷，此外还具有下垂角果和半矮杆表型，其有效分枝数减少了一到两个。图位克隆和遗传互补证实BnaC02G201100ZS是功能基因，BnaC02G201100ZS编码LATERAL ORGAN BOUNDARIES结构域蛋白6（BnaC02.LBD6）。BnaC02.LBD6启动子区的SNP变异导致其表达量升高，BnaC02.LBD6过表达株系的表型与突变体irl1表型类似。单倍型分析显示BnaC02.LBD6启动区的罕见SNP变异造成了突变体irl1独特的表型。此外，RNA-seq分析表明与叶片近远轴极性发育，此生代谢过程和激素信号通路相关基因差异表达。本研究为进一步理解油菜叶型变异的遗传学基础提供了新的见解，同时为油菜株型改良提供了宝贵的种质资源。

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花生百果重、百仁重和出仁率多效性QTL发掘和KASP标记开发 Xiukun Li, Jing Hao, Hongtao Deng, Shunli Cui, Li Li, Mingyu Hou, Yingru Liu, Lifeng Liu 2026, 25(3): 893-902.  DOI: 10.1016/j.jia.2024.06.013 摘要 ( )   PDF   高产一直是花生育种的首要目标。百果重(HPW)、百仁重(HSW)和出仁率(SP)是花生产量的重要组成部分。本研究旨在通过对“四粒红”（多粒型）与“冀农黑3号”（普通型）杂交的重组自交系(RILs)进行重测序，构建高密度连锁图谱。该图谱由4499个bin组成，分布在20条染色体上，全长1712.32 cM，平均标记间距离为0.38 cM。在3种环境中共鉴定出46个QTL位点。其中，主效QTL位点qHPW5.2、qHPW18.1、qSP7.1、qSP8.1、qSP8.2、qSP18.1和qSP18.2的表型变异解释分别为12.04、11.41、16.53、24.17、10.49、10.82和29.89%。的14个QTL在多个环境中被检测到，认为是稳定的QTL。1个QTL (qHPW7、qHSW7.1、qSP7)与3个性状均相关，对HPW、HSW和SP的表型变异解释分别为8.91、9.04和16.53%。利用美国微核心种质进行全基因组关联来验证QTL定位的准确性。在两种环境中，共检测到115个SNP与百果重、百仁重和出仁率显著相关。6个SNP与2个性状同时相关，平均解释13.84%的表型变异。结合两个定位群体，关联分析群体中在 7号染色体上与SP显著相关的SNP，AX-176802178，同时位于RIL群体主效QTL qSP7置信区间内。此外，还开发了3个KASP标记，并在花生农家种和品种中进行了验证。这些QTL为了解花生HPW、HSW和SP的遗传基础提供了有价值的见解，并为花生标记辅助育种提供有用的分子标记。

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控释氮肥优化施用策略可提高水稻产量、氮肥利用效率和抗倒伏能力 Hao Wu, Wenjiang Jing, Yajun Zhang, Ying Zhang, Weilu Wang, Kuanyu Zhu, Weiyang Zhang, Junfei Gu, Lijun Liu, Jianhua Zhang, Hao Zhang 2026, 25(3): 903-917.  DOI: 10.1016/j.jia.2024.10.007 摘要 ( )   PDF   倒伏是制约水稻产量的一个重要因素。如何在避免倒伏的情况下实现水稻产量和氮肥利用效率协同提高一直是世界各国关注的焦点。本研究以籼粳杂交稻甬优2640和常规粳稻金香玉1号为材料，进行了为期两年的田间试验。设置6种不同的氮肥管理处理，即氮空白（T1）、常规尿素（T2）、控释氮肥（T3）、控释肥减氮（T4）、控释氮肥和尿素基肥一次施（T5）、控释氮肥和尿素分期施（T6）。结果表明：与T2相比，控释氮肥配施策略（T5和T6）下氮肥利用效率和产量分别提高4.89 ~ 5.69%和3.41 ~ 4.65%；控释氮肥配施策略能显著提高水稻基部第二节间茎秆中碳水化合物含量、节间折断弯矩、茎秆表皮硅层厚度、大小维管束数量、薄壁组织和机械组织厚度，同时降低了节间长度、弯曲力矩和倒伏指数。上述结果表明，控释氮肥配施策略通过改善茎秆基部第二节间的形态学、力学和理化特征以及解剖学特性，在提高茎秆强度的同时实现了水稻高产高效。

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华东南部低茬再生稻系统中高碳收支盈余的潜在机制 Qiaohong Fan, Jingnan Zou, Zhimin Lin, Gui Chen, Wu You, Kai Su, Wenxiong Lin 2026, 25(3): 918-937.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.07.012 摘要 ( )   PDF   再生稻模式因低碳排放和高产特性在中国南方地区受到正受到广泛关注，然而其收支平衡状况及其潜在机制并不清楚。本研究通过2021-2022年在华东南地区-福州（北纬25°17′，东经119°18′）开展田间试验，构建了三种水稻种植模式：再生稻模式（MC+RSR）、单季稻（LR1）和双季稻（ER+LR2）。采用密闭静态暗箱观测法、干物质测定、生命周期评价（Life Cycle Assessment, LCA）等方法，从作物产量、温室气体排放、碳氮足迹、资源利用效率、固碳能力和碳收支平衡等多维度评估再生稻模式“高固碳-低排放”的机制。结果表明2021~2022年不同再生稻模式的RSR日均产量较其头季稻MC和单季稻LR1提高28.21%~47.40%，再生稻（MC+RSR）模式较双季稻（ER+LR2）模式日均产量提高13.50%~27.76%。并认为造成这一差异的原因是其再生季稻RSR光合产物（包括NSC）向穗部器官分配高3.32%~6.85%和向地下部根器官和土壤部位分配量减低21.77%~43.51%。此外，日均全球增温趋势（GWP）数据显示，再生稻（MC+RSR）日均全球增温趋势（GWP）为16.44 kg CO2-eq ha-1，单季稻（LR1）日均GWP平均为24.99 kg CO2-eq ha-1，双季稻（ER+LR2）日均GWP平均为21.32 kg CO2-eq ha-1，再生稻模式日均GWP比单季稻和双季稻分别降低34.21%和22.90%。同样地，再生稻日均GHGI比单季稻和双季稻分别降低62.28%和28.96%。从碳氮足迹而言，再生稻模式日均碳氮足迹分别为34.54 kg CO2-eq ha-1和22.72 kg N-eq ha-1，单季稻模式为45.63 kg CO2-eq ha-1和24.49 kg N-eq ha-1，双季稻模式为43.38 kg CO2-eq ha-1和24.77 kg N-eq ha-1， 再生稻日均碳、氮足迹比单季稻和双季稻分别降低24.30%、7.23%和20.38%、8.30%。此外，三模式的碳收支盈余量，再生稻（MC+RSR）为22380.01 kg CO2-eq ha-1，单季稻（LR1）和 双季稻（ER+LR2）分别为 11228.54和23772.15 kg CO2-eq ha-1。因此，再生稻模式（MC+RSR）资源利用效率比单季稻模式（LR1）和双季稻模式（ER+LR2）分别提高23.92%和47.50%，同时，日均经济效益分别提高32.71%和80.75%，该研究结果可为进一步探索农业碳中和技术和保障粮食安全的终极目标提供理论基础和实践依据。

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通过优化高密度下玉米的群体光合能力和光氮效率使现代玉米杂交种的产量得到提高 Zhenlong Wang, Pin He, Xuyao Li, Tieshan Liu, Saud Shah, Hao Ren, Baizhao Ren, Peng Liu, Jiwang Zhang, Bin Zhao 2026, 25(3): 938-951.  DOI: 10.1016/j.jia.2024.09.007 摘要 ( )   PDF   由于玉米生产中耐密、抗倒伏品种的选育，密植已成为玉米高产稳产的有效手段，而优良的杂交种是玉米生产中合理密植的前提。然而，中国不同年代主推的玉米杂交种提高其耐密性的光合作用机理尚不清楚。本研究旨在探究40年来为增强不同密度下的玉米光合性状所做出的育种努力，阐明提高玉米杂交种耐密性的生理生态机制。我们在2019年、2020年和2021年开展了为期3年的研究。我们将1970年到2009年间中国主要推广的8个主要杂交种划分为4个年代，在3个种植密度（45000（D1）、67500（D2）和90000（D3）株·hm-2）下进行了比较。在高密度下，现代杂交种的冠层结构和叶片光合性能与老杂交种相比更为合理，而比叶氮略有下降。在所有处理中，现代杂交种（2000年代）在D3密度下能保持较高的净光合速率和光合氮利用效率（PNUE），因此籽粒产量（GY）最高，与老杂交种（1970年代）相比提高了118.47%。花后叶面积持续时间、叶绿素总含量、光合关键酶活性和PSⅡ光化学最大效率均与GY呈正相关，其中PNUE与GY的相关性更为显著，是玉米杂交种优化的关键指标。基于以上结果，育种工作者应继续在逆境和高密度条件下进行杂交种选育，注重群体结构的优化和光合能力的持续提高，寻找最佳叶片含氮量状态，从而选育出高产、耐密植的杂交种，使玉米GY持续提高。

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根际黄酮类化合物缓解玉米-大豆带状间作荫蔽对大豆结瘤的抑制作用 Ping Lin, Shanshan Liu, Zhidan Fu, Kai Luo, Yiling Li, Xinyue Peng, Xiaoting Yuan, Lida Yang, Tian Pu, Yuze Li, Taiwen Yong, Wenyu Yang 2026, 25(3): 952-964.  DOI: 10.1016/j.jia.2024.09.030 摘要 ( )   PDF   豆科植物根系产生的黄酮类化合物是作为诱导共生根瘤菌nod基因的信号分子。然而，间作系统中根系分泌物中的黄酮类化合物对间作大豆结瘤的促进作用尚不清楚。采用玉米-大豆带状间作，即种间间距30 cm(MS30)、45 cm(MS45)、60 cm(MS60)和单一大豆/玉米：SS/MM，以及根相互作用，即根无屏障（NB）和根聚乙烯塑料屏障（PB），进行了为期两年的田间试验，评价根分泌物中类黄酮与结瘤的关系。结果发现，大豆和玉米之间的根-根相互作用提高间作大豆的根瘤数和鲜重。这种增强作用随着种间距离的扩大而逐渐增加。NB大豆直径大于0.4cm的根瘤占比高于PB大豆。根瘤形成相关基因GmENOD40、GmNIN2b和GmEXPB2表达上调。此外，与单间作相比，间作条件下大豆根系的异黄酮分泌减少，玉米和大豆根系的类黄酮和黄酮醇分泌增加。玉米和大豆根际黄酮类差异代谢产物的分泌随根屏障的增加而下降。在根系相互作用下，GmCHS8和GmIFS1在大豆根系中表达上调，GmICHG表达下调。黄酮类化合物和黄酮醇类化合物大多与结节直径呈正相关。经玉米根系分泌物处理的不同基因型大豆的根瘤数、根瘤鲜重和直径大于0.2 cm的根瘤比例均有所增加，促进了固氮能力的提高。因此，玉米-大豆带状间作结合合理的间距，可增强地下根系互作的积极作用，提高间作大豆的结瘤和固氮能力。

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不同种植密度下棉花叶脉外水力导度是调节气孔导度和水分利用效率中的关键 Yunrui Chen, Dayong Fan, Ziliang Li, Yujie Zhang, Yang He, Minzhi Chen, Wangfeng Zhang, Yali Zhang 2026, 25(3): 965-976.  DOI: 10.1016/j.jia.2024.11.012 摘要 ( )   PDF   水力理论预测叶片水力导度（Kleaf）与气孔导度（gs）之间存在正相关关系；然而，这一理论并未得到充分的观察支持，其潜在机制仍不清楚。目前，将Kleaf细分为木质部内水力导度（Kx）和木质部外水力导度（Kox）为阐明Kleaf对gs的调节机制提供了新的视角。最优的种植密度可以通过优化gs来提高水分利用效率（WUE）；然而，在这一过程中叶片水力特性的变化及其对gs和WUE的调节机制尚不明确。我们研究了Kx和Kox与gs、光合速率（AN）和WUE之间的关系，并调查了在12、18、24、36、48、60、72和84株/平方米的8种种植密度下，影响Kox的结构基础。结果显示，随着种植密度的增加，Kleaf和AN保持一致，而Kox和gs显著下降。Kox受叶片厚度和细胞间空气空间体积分数的显著影响。Kleaf和Kx与AN和gs没有相关性，但Kox与gs表现出显著的正相关。此外，Kox与WUE显著负相关。这些发现表明，Kox通过调节gs来减少水分损失，同时维持AN，从而在不同种植密度下提高棉花的WUE。

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桃LOB/LBD基因家族鉴定与PpNAP4-PpLOB1模块调控桃果实软化的分子机制研究 Jieyu Dai, Ze Xu, Qianjin Zhan, Jingwen Zhu, Lijun Cao, Zhanling Lu, Yuting Xu, Tongyang Kang, Yanan Hu, Caiping Zhao 2026, 25(3): 977-988.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.02.043 摘要 ( )   PDF   软化是肉质果实成熟阶段的必然过程，极大地影响着果实的品质和贮藏时间。桃是温带地区重要的经济果树之一；然而，桃果实软化速度快，贮藏时间短，由此在生产和运输上产生了较大损失。同时，对于桃果实软化的相关研究报道仍较少。LOB/LBD 蛋白是植物生长发育的重要调控因子，至今已有多个家族成员被报道参与调控果实的软化过程。本文中鉴定得到了42个桃LOB/LBD家族成员，表达分析显示PpLOB1在成熟桃果实中大量表达。进化分析表明PpLOB1属于Class II 亚家族，并且与多个软化相关LOB/LBD蛋白表现出高同源性。PpLOB1的瞬时表达试验说明其正向调控桃果实的软化，进一步的分子生物学试验显示其能靶向激活PpPL1和PpPL15的表达，从而调控果实的软化进程。此外，PpNAP4能作为PpLOB1的上游调控因子影响其表达，且与PpNAP6协同调控此过程。综上，本文揭示了PpNAP4和PpLOB1组成的模块共同调控桃果实软化的分子机制。

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VaMYB4a通过双重调控CBF-COR和ABA信号通路增强葡萄耐寒性 Qinhan Yu, Yue Sun, Yaping Xie, Jiaxin Li, Rong Wang, Qiaoling Zheng, Chang Liu, Ningbo Zhang, Weirong Xu 2026, 25(3): 989-1008.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.09.005 摘要 ( )   PDF   低温胁迫是限制作物产量的关键因素，尤其在温带气候条件下尤为突出。尽管脱落酸在寒冷胁迫响应中的作用已被广泛认可，但转录因子如何介导ABA依赖的耐寒机制仍不明确。本研究从山葡萄（Vitis amurensis Rupr.）中鉴定出MYB转录因子VaMYB4a，其通过整合ABA信号与CBF-COR通路协同调控低温适应性。通过构建拟南芥、葡萄愈伤组织及欧洲葡萄（Vitis vinifera L.）幼苗中进行过表达和CRISPR/Cas9基因编辑株系，我们发现VaMYB4a通过促进渗透调节、活性氧清除及气孔关闭来增强植株抗冻性。该蛋白以同源二聚体形式发挥作用，其C端结构域对转录激活至关重要。在分子机制上，VaMYB4a可直接上调CBF和COR基因表达，并精细调控ABA信号通路关键因子ABI1和ABF4。值得注意的是，ABA呈现双重调控效应：在短期胁迫下增强VaMYB4a介导的抗冻性，而在长期冷暴露中削弱其功能，揭示低温与激素通路间复杂的级联调控网络。本研究不仅深化了对植物冷适应机制的认知，更为培育气候韧性葡萄品种提供了关键遗传靶标。

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热胁迫下转录因子CsHSFB2c通过抑制CsTS1和CsGS1的表达减少茶氨酸合成 Qihong Zou, Bokun Zhou, Yilan Hu, Ping Li, Qi Zhao, Hu Tang, Yujie Jiao, Xinzhuan Yao, Lin Chen, Litang Lü 2026, 25(3): 1009-1019.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.12.027 摘要 ( )   PDF   高温胁迫会降低茶树体内的茶氨酸含量，但其分子机制尚不明确。本研究通过设置温度梯度处理（20°C、25°C、30°C、35°C），旨在揭示高温胁迫对茶氨酸生物合成与积累的影响。研究发现，高温胁迫引发代谢重编程，其特征为茶氨酸含量降低而儿茶素含量升高。此外，高温胁迫上调了B类热休克转录因子基因CsHSFB2c的表达，同时显著抑制了茶氨酸生物合成关键基因CsTS1和CsGS1的转录。功能研究表明，沉默CsHSFB2c可提高茶氨酸含量，而过量表达该基因则显著降低茶氨酸水平。与上述结果一致，沉默CsHSFB2c会上调CsTS1和CsGS1的表达，而过表达CsHSFB2c则导致这两个基因的表达下调。酵母单杂交（Y1H）和双荧光素酶报告基因（Dual-LUC）实验表明，CsHSFB2c可直接结合CsTS1和CsGS1的启动子区域并抑制其表达。这些结果证明，CsHSFB2c通过直接抑制CsTS1和CsGS1的表达，介导了高温诱导的茶氨酸生物合成抑制。本研究为通过分子育种手段提高茶树抗热性及品质提供了理论依据。

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StCOMT1通过调节香豆素相关物质积累和ROS系统增强马铃薯对拟枝孢镰刀菌的抗性 Jiaqi Wang, Biao Zhao, Dan Liu, Fumeng He, Chong Du, Yunzhu Che, Zengli Zhang, Xu Feng, Xue Wang, Yingnan Wang, Fenglan Li 2026, 25(3): 1020-1035.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.11.021 摘要 ( )   PDF   咖啡酸-O-甲基转移酶（COMT）是苯丙烷代谢途径中的关键酶，在木质素与香豆素代谢途径中都发挥着重要作用。COMT在植物抗病方面的功能已在多个物种得到证实。本研究在全基因组水平对马铃薯COMT基因家族进行了鉴定，并通过系统发育分析结合前期代谢差异、加权基因共表达网络分析（WGCNA），确定了StCOMT1是脱氧雪腐镰刀菌烯醇（DON）诱导下增强马铃薯抗病性增强的候选基因。为了更好地了解StCOMT1基因的功能，我们进行了StCOMT1的异源表达与过表达。StCOMT1定位于叶绿体中，异源表达发现它可以催化底物的甲基化生成阿魏酸与褪黑素。生理指标显示相较于野生型马铃薯植株，StCOMT1过表达植株受到拟枝孢镰刀菌感染后病斑面积更小，活性氧（ROS）水平降低。基于高效液相色谱（HPLC）表达谱与RT-qPCR数据的分析发现,接菌后，在StCOMT1过表达植株中香豆素相关化合物与香豆素相关基因呈现器官差异积累与表达。结果表明StCOMT1过表达马铃薯通过增强活性氧清除，促进香豆素相关化合物器官特异性积累，从而增强对拟枝孢镰刀菌的抗性。

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AcMYB12和AcMYB29通过转录调控促进洋葱黄酮醇的生物合成 Qingwei Jia, Shuting Gai, Yiren Wang, Zhihui Zhang, Xiong Wu, Wenhui Wu, Yumeng Pang, Xiaonan Zhang, Lei Qin, Yong Wang 2026, 25(3): 1035-1050.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.06.023 摘要 ( )   PDF   黄酮醇具有很高的药用价值，不但在植物抗逆性具有重要作用，而且也是洋葱营养价值的关键组成部分，尤其是在可食用部分。虽然黄酮醇的生物合成途径已经得到了很好的研究，但在洋葱中的调控作用尚不完全清楚。本研究通过分析“SA1”不同发育阶段的转录组学和代谢组学数据，筛选到了黄酮醇生物合成和调控基因。其中，鉴定了两个R2R3-MYB转录因子AcMYB12和AcMYB29，是洋葱黄酮醇生物合成的正调控因子。转录激活实验表明，它们都能激活黄酮醇生物合成途径基因AcCHS、AcF3’H和AcFLS的转录，而酵母单杂交实验证实它们直接结合这些基因的启动子。过表达洋葱愈伤组织和拟南芥中黄酮醇途径基因的表达量和黄酮醇含量显著高于对照，进一步证实AcMYB29和AcMYB12在黄酮醇调控中的作用。瞬时沉默试验显示两者之间存在部分功能冗余。有趣的是，他们的调节能力也存在显著差异。AcMYB12主要调控黄酮醇积累，而AcMYB29主要调控槲皮素的合成。进一步研究了它们之间的差异调控的分子机制，结果表明，这些差异可能是由于黄酮醇生物合成途径基因启动子中顺式元件的多样性以及转录因子和顺式元件之间结合活性的差异。

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沉默五个禾谷镰刀菌基因提高小麦赤霉病抗性 Jie Shuai, Qiang Tu, Yicong Zhang, Xiaobo Xia, Yuhua Wang, Shulin Cao, Yifan Dong, Xinli Zhou, Xu Zhang, Zhengguang Zhang, Yi He, Gang Li 2026, 25(3): 1051-1063.  DOI: 10.1016/j.jia.2024.04.026 摘要 ( )   PDF   小麦赤霉病(Fusarium head blight, FHB)是一种主要由禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum)引起的全球性真菌病害，不仅影响产量，病原菌产生的脱氧雪腐镰刀菌烯醇（DON）等真菌毒素，还会降低籽粒品质，严重威胁人畜健康。RNA干扰(RNAi)是由双链RNA(dsRNA)诱发的基因沉默，通过RNAi的方式来沉默病原微生物特定基因的表达是一种绿色有效的病虫害防控技术。本研究针对小麦禾谷镰刀菌中的蛋白激酶基因Gpmk1、锌指蛋白基因FgChy1、转录因子FgSR、DON合成基因TRI5和细胞末端标记蛋白基因FgTeaA 五个致病关键基因，采用喷雾诱导基因沉默(SIGS)和宿主诱导基因沉默(HIGS)两种方法，验证能否通过沉默特定病菌靶标基因以实现防控小麦赤霉病的目的。我们通过喷洒单个或多个siRNA组合，发现SIGS可显著降低靶标基因的表达，并能抑制禾谷镰刀菌在小麦叶片中的扩展，其中，喷施五种siRNA的组合表现出最强的抗性。接下来，我们构建了同时干扰沉默这五个靶基因的RNAi植物表达载体，并获得了稳定表达的RNAi转基因小麦植株。进一步对两个独立的株系进行分析，发现对赤霉病和茎基腐病均表现出较强的抗性，并且降低了小麦中DON的积累。此外，转基因植株没有对小麦生长和产量性状产生不利影响。总之，我们的研究结果表明，利用SIGS和HIGS可有效沉默关键致病基因表达，增强作物的抗病能力，为其在植物防控真菌病害中的应用提供了重要的理论依据和技术支撑。

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烟酰胺单核苷酸(NMN)赋予植物广谱抗病性 Shuangxi Zhang, Xinlin Wei, Rongbo Wang, Hejing Shen, Hehuan You, Langjun Cui, Yi Qiang, Peiqing Liu, Meixiang Zhang, Yuyan An 2026, 25(3): 1064-1073.  DOI: 10.1016/j.jia.2024.04.027 摘要 ( )   PDF   烟酰胺单核苷酸(Nicotinamide mononucleotide, NMN)是烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(Nicotinamide adenine dinucleotide, NAD)生物合成的前体，在人类医学和医药保健领域具有重要作用，已被广泛应用。最近的研究表明，NMN有可能能够作为一种植物免疫诱导剂来防控植物真菌病害。然而，NMN是否能够赋予植物对多种植物病原菌的广谱抗性，以及其诱导植物免疫的潜在机制尚不清楚。在本文中，我们研究了外源施加NMN在烟草对多种植物病原菌的响应中的作用。结果表明，经NMN预处理的烟草对青枯劳尔氏菌(Ralstonia solanacearum) CQPS-1、丁香假单胞菌(Pseudomonas syringae) DC3000 ∆hopQ1-1、寄生疫霉菌(Phytophthora parasitica)和烟草花叶病毒(TMV)的抗性均显著增强。NMN在50 μM ~ 600 μM的浓度范围内具有较好的效果，其中75 μM的NMN效果最明显。NMN预处理提高植物抗病性的作用可持续长达10天。除烟草外，NMN预处理还增强了番茄和辣椒两种作物对多种植物病原菌的抗性，这些结果表明NMN具有赋予作物广谱抗病性的能力。此外，RT-qPCR分析显示，NMN显著上调了模式触发免疫(PTI)标记基因NbCYP71D20和水杨酸(SA)标记基因NbPR1a的表达。这表明NMN通过诱导PTI和SA介导的免疫来增强植物抗性。NMN在NMN腺苷基转移酶(NMNAT)的催化下合成NAD，NAD也具有提高植物抗病性的作用，且该作用依赖于其受体LecRK-I.8。有趣的是，我们发现NMN诱导植物抗病性的作用在NMNAT沉默的植物和NAD受体突变体lecrk- I.8中均没有显著降低，表明NMN诱导的植物免疫存在不依赖于NAD的信号通路。综上所述，我们的研究表明，生物活性核苷酸NMN具有赋予植物广谱抗病性的作用。研究结果为保护作物免受多种植物病原菌的侵染提供了一种简单、环保、有前景的策略。本文对NMN诱导植物免疫的机制的探索性研究也为未来进一步深入研究NMN的功能机制提供了重要线索。

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草地螟成虫植物源引诱剂筛选及效果评价 Hongnian Li, Ertao Li, Aiguo Kang, Kebin Li, Lei Zhang, Huanhuan Dong, Zhimin Wang, Yangyang Wang, Byambasuren Mijidsuren, Fei Hu, Jiao Yin, Zhaojun Wei 2026, 25(3): 1074-1086.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.04.034 摘要 ( )   PDF   草地螟（鳞翅目：螟蛾科）是亚欧地区农牧业生产中的重要迁飞性害虫。利用植物挥发性有机化合物（pVOCs）作为引诱剂进行害虫监测与防控，是一种环境友好且高效的防治策略。然而，目前针对草地螟的pVOCs防控研究仍较为有限。本研究采用动态顶空采样技术，收集了草地螟雌虫偏好产卵的三种寄主植物（灰绿藜、狗尾草和紫花苜蓿）释放的挥发性物质，通过气质联用技术（GC-MS）鉴定出55种化合物，其中16种化合物在0.001-100 µg µL-1浓度范围内可引起草地螟成虫的电生理反应。进一步的室内行为学实验证实，芳樟醇、顺式茴香醇、反式-2-己烯醛和1-辛烯-3-醇这4种生物活性化合物对草地螟具有显著引诱效果，特别是当以5:1:5:10（25号配方）和5:1:1:10（21号配方）比例复配时，对成虫的引诱作用最为显著。田间试验结果显示，装载21号配方的2号诱捕器表现出最佳的田间诱捕效果。本研究证实，基于pVOCs的引诱剂可有效应用于草地螟成虫的监测和防控，为开发新型植物源引诱剂提供了重要思路。

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昆虫介体核转运与泛素系统协同促进水稻条纹病毒NS3蛋白入核及病毒复制 Lu Zhang, Ze Qu, Yihui Tan, Yao Li, Xinyi Li, Zhipeng Huang, Siyuan Ruan, Shimin Zuo, Fang Liu, Wenxing Hu 2026, 25(3): 1087-1098.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.04.025 摘要 ( )   PDF   多数对农业安全生造成严重危害的植物病毒都依赖于昆虫介体进行传播。病毒及其编码的蛋白进入宿主细胞核的过程是其复制和感染扩散的关键环节。灰飞虱（Laodelphax striatellus）传播的水稻条纹病毒（Rice stripe virus，RSV），是水稻上最具破坏性的病原物之一。本研究发现，RSV侵染能显著诱导灰飞虱经典与非经典核转运途径相关基因的表达。其中，灰飞虱核转运蛋白β家族成员—importin5（LsIPO5）在RSV感染的中肠中表达量显著上调了84%。进一步研究发现，RSV非结构蛋白NS3上的核定位信号（NLS，168YRSPSKKRHKYV179）能够直接与LsIPO5结合，从而促进NS3的核转运过程。此外，灰飞虱RING型E3泛素连接酶（LsRING）介导的NS3泛素化修饰，不仅增强了NS3与LsIPO5的结合，还增加了NS3在灰飞虱细胞的核周定位。当同时沉默LsIPO5和LsRING基因时，灰飞虱体内的RSV载量显著降低。这些结果表明泛素化修饰与LsIPO5协同促进了NS3的核转运，从而增强了RSV的复制。我们的研究揭示了RSV在昆虫介体中感染的分子协同机制，并为通过昆虫介体控制植物病毒病传播提供了潜在靶标。

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解析猪肉中嘌呤含量的遗传学基础 Cong Huang, Min Zheng, Yizhong Huang, Liping Cai, Xiaoxiao Zou, Tianxiong Yao, Xinke Xie, Bin Yang, Shijun Xiao, Junwu Ma, Lusheng Huang 2026, 25(3): 1099-1113.  DOI: 10.1016/j.jia.2024.05.004 摘要 ( )   PDF   作为食物中一种重要的营养指标，嘌呤碱基含量的重要性源于它拥有通过高嘌呤饮食引起人体高尿酸血症或痛风的潜在能力。包括猪肉在内的畜肉中普遍含有中等偏高的总嘌呤含量。近期的研究表明不同猪种内或猪种间在嘌呤含量上存在着巨大差异，意味着遗传因素对该性状上的影响。因此，本研究旨在解析调控猪肉中嘌呤碱基含量的遗传基础。结果显示，四种嘌呤性状（鸟嘌呤、腺嘌呤、次黄嘌呤、总嘌呤）的遗传力估计值从0.14到0.35不等，且四种嘌呤碱基总共识别到的数量性状位点（QTL）总数分别为14、36、19、25。关于总嘌呤的基因集富集分析和基因网络分析结果显示，一个由15个强候选基因互相交织形成的复杂网络涉及了众多的嘌呤代谢通路，如嘌呤核糖核苷酸代谢过程、嘌呤核苷酸代谢和转运、嘌呤回收途径等。特别的，我们发现大多数与总嘌呤含量显著相关的遗传变异位点对多个嘌呤碱基表现出类似的影响。我们还在猪的12号染色体上识别到两个极显著（P < 10-12）的QTL，其中一个影响鸟嘌呤含量，另一个同时影响腺嘌呤和次黄嘌呤含量水平。我们发现位于12号染色体上与鸟嘌呤相关的最显著位点处在TMEM238L基因下游1.1kb处并且在H3K27me3组蛋白修饰包含的基因组片段内，而通过精细定位策略将位于同一染色体上与腺嘌呤及次黄嘌呤均相关的QTL位点缩小至了172kb的区域，此区域内包含了GAS7和MYH13两个基因。然而，此QTL的效应并不能被这两个基因中的任一错义突变解释。本研究首次揭示了与家畜嘌呤含量相关的遗传变异位点及候选基因，为低嘌呤含量猪品系的选择性育种奠定了坚实的基础。

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RPS27L基因启动子的插入缺失突变调节猪骨骼肌生长 Xiaoqin Liu, Xinhao Fan, Junyu Yan, Longchao Zhang, Lixian Wang, Honor Calnan, Yalan Yang, Graham Gardner, Rong Zhou, Zhonglin Tang 2026, 25(3): 1114-1124.  DOI: 10.1016/j.jia.2024.05.005 摘要 ( )   PDF   产肉性状的遗传改良一直是猪育种的主要目标。地理隔离、自然和人工选择导致中国本地猪和西方商品猪在产肉性状上存在显著差异。比较基因组和转录组为挖掘与骨骼肌生长发育相关遗传变异和基因提供了强有力工具。然而，目前可利用的遗传变异和基因的数量仍然非常有限。在本研究中，利用中外猪种的比较转录组数据发现，核糖体蛋白S27样（RPS27L）基因在猪的骨骼肌中高表达，且在中国本地猪骨骼肌中的表达水平显著高于西方商品猪。细胞功能实验结果表明，过表达RPS27L促进了猪骨骼成肌细胞的增殖并抑制其分化。相反，RPS27L的敲低则抑制了该肌细胞的增殖并促进了分化。有趣的是，在RPS27L启动子区域发现了一个13bp的插入缺失(InDel)变异，该变异序列在中国本地猪品种中呈现插入型，在西方商品猪中则主要呈现缺失型。双荧光素酶报告实验进一步表明，该InDel通过影响转录因子3(TCF3)和肌源性分化抗原(MYOD)与启动子的结合调控RPS27L的表达水平。此外，关联分析显示RPS27L的表达水平与猪背膘厚呈正相关。同时，该InDel还与猪240日龄时体重呈显著负相关。综上，本研究表明RPS27L是调节猪骨骼肌生长发育的潜在基因，并可能作为猪产肉性状改良的候选标记。本研究不仅为动物育种提供了新的分子标记，还有助于了解人类骨骼肌的发育以及相关疾病的发生。

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Myostatin通过激活TRPC4/Ca2+/Calcineurin/NFATc3通路促进牛肌卫星细胞增殖 Yajie Gao, Song Wang, Anqi Di, Chao Hai, Di Wu, Zhenting Hao, Lige Bu, Xuefei Liu, Chunling Bai, Guanghua Su, Lishuang Song, Zhuying Wei, Zhonghua Liu, Lei Yang, Guangpeng Li 2026, 25(3): 1125-1136.  DOI: 10.1016/j.jia.2024.04.020 摘要 ( )   PDF   肌生成抑制素（myostatin，MSTN）主要在骨骼肌中表达，MSTN基因的缺失会促进肌细胞增殖。Ca2+是生物体中广泛存在的第二信使，对于肌细胞的增殖和肌肉生长至关重要。然而，MSTN基因与Ca2+之间的联系目前仍不清楚。因此，本研究以MSTN基因编辑牛（MSTN-/-）作为研究对象，从Ca2+通道及其调控途径角度探讨MSTN突变促进肌卫星细胞增殖的分子机制。与野生型（WT）相比，MSTN突变促进牛肌卫星细胞增殖。通过电感耦合等离子体—质谱法(Inductively coupled plasma-Mass Spectrometry，ICP-MS）发现，MSTN-/-牛的肌肉组织和肌卫星细胞中Ca2+含量显著升高。同时，转录组测序发现MSTN-/-牛的TRPC4表达水平显著增加。这些结果表明，MSTN突变激活Ca2+通道TRPC4促进细胞增殖。通过使用TRPC4的特异性抑制剂ML204处理MSTN-/-肌卫星细胞，发现Ca2+含量显著降低至WT水平。Calreticulin的Western blot和特异性染色发现，ML204处理后MSTN-/-肌卫星细胞中Calcineutrin的表达量和NFATc3入核量显著降低，细胞增殖能力受到抑制。综上所述，MSTN突变激活钙离子通道TRPC4，引起胞质内Ca2+含量升高，激活Calcineurin活性，致使NFATc3去磷酸化入核，激活增殖相关基因从而促进肌卫星细胞增殖，使MSTN-/-牛出现“双肌”表型。本研究揭示了MSTN突变激活TRPC4/Ca2+/Calcineurin/NFATc3通路促进肌肉发育的分子机制，为进一步探究MSTN对牛肌肉发育的调控机制提供参考。

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β-羟丁酸（BHB）通过ACSL4诱导奶牛乳腺上皮细胞脂肪酸含量增加与脂滴积累 Ming Li, Jingjing Wang, Jia’nan Wen, Juan J. Loor, Qianming Jiang, Jingyi Wang, Huijing Zhang, Yue Yang, Wei Yang, Bingbing Zhang, Chuang Xu 2026, 25(3): 1137-1149.  DOI: 10.1016/j.jia.2024.12.004 摘要 ( )   PDF   奶牛酮病是一种常见的代谢性疾病，通常发生在泌乳早期，并且与血液中高浓度β-羟丁酸（BHB）有关。部分到达乳腺的BHB会被用作合成脂肪酸的前体。最近，非反刍动物研究表明，长链脂酰辅酶A合成酶4（ACSL4）可能在细胞脂肪酸代谢的调节中发挥作用，但ACSL4在响应BHB时如何介导细胞脂质代谢的机制尚不清楚。为了明确这一问题，我们对牛乳腺活检组织和永生化的牛乳腺上皮细胞系（MAC-T）进行了体内和体外分析。体内研究（n = 6头牛/组）对健康牛（血浆BHB < 0.60 mmol L-1）或患有酮病的奶牛（血浆BHB > 2.0 mmol L-1）进行乳腺组织活检。在体外实验中，MAC-T细胞分别接受了0、0.3、0.6、1.2或2.4 mmol L-1 BHB处理24小时，以确定BHB最佳处理剂量。随后，MAC-T细胞接受1.2 mmol L-1 BHB处理0、3、6、12、24或48小时。此外，MAC-T细胞还分别进行了ACSL4小干扰RNA（siACSL4）处理24小时或ACSL4过表达质粒（pcACSL4）处理36小时，之后用1.2 mmol L-1 BHB处理24小时。研究结果表明，BHB处理后，乳腺组织和体外细胞实验中的脂肪合成相关的mRNA和蛋白质表达量均增加。BHB通过激活ACSL4表达增加了脂肪酸含量，而抑制ACSL4则减少了BHB引起的活性氧（ROS）过度产生、线粒体膜电位增强、脂肪酸含量增加以及脂滴积累。此外，通过过表达质粒提高ACSL4表达进一步明确了其在BHB刺激中的分子作用。ACSL4过表达增强了BHB引起的脂肪酸含量的增加和脂滴的积累。总体而言，研究表明ACSL4在BHB调控的脂肪酸合成过程中起关键作用。减少ACSL4表达会降低脂肪酸含量和脂滴积累，改善线粒体功能，促进脂肪酸氧化。本文首次报道了在外周血BHB浓度显著增加的时期，改变ACSL4丰度有助于调节乳腺上皮细胞中异常的脂肪酸代谢，从而为调控产后能量负平衡下乳脂代谢异常提供理论依据。

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BMP基因家族的全基因组表征和功能分析揭示其在鸡定向选择中的作用 Yulong Guo, Wanzhuo Geng, Botong Chen, Zhimin Cheng, Yihao Zhi, Yanhua Zhang, Donghua Li, Ruirui Jiang, Zhuanjian Li, Yadong Tian, Xiangtao Kang, Hong Li, Xiaojun Liu 2026, 25(3): 1150-1164.  DOI: 10.1016/j.jia.2024.06.007 摘要 ( )   PDF   骨形态发生蛋白（BMP）基因家族由一组多功能细胞因子构成，在脊椎动物的肢体发育、骨形成、脂肪沉积和繁殖性能调控等方面发挥重要作用。然而，目前鸡BMP基因家族尚未得到系统的鉴定和全面的功能分析。本研究首先利用生物信息学方法鉴定鸡基因组中BMP基因家族成员，并从系统发育、基因结构、表达模式及定向选择等方面对家族成员进行系统分析，探讨它们在进化和人工选择过程中的作用；然后利用基因功能获得和缺失策略，结合qRT-PCR、CCK-8、EdU、免疫荧光、流式细胞术、ELISA、油红O染色等实验技术，对BMP7基因在脂质合成、沉积及肌肉发育中的功能作用进行了深入研究。结果表明，鸡BMP基因家族共有14个成员，可分为BMP2/4、BMP5/6/7/8A、生长分化因子（GDF）2/BMP10、GDF5/6/7和GDF11/BMP3/15亚家族。BMP基因家族在商品肉鸡和蛋鸡的人工选择中发挥重要作用，其中BMP2、BMP6和GDF7基因对肉用型和蛋用型鸡品系的形成有显著贡献，而BMP7基因对肉用型鸡品系的形成有较大的贡献。BMP7基因内含子区域的单核苷酸多态性（SNPs）与体重、胸肌重、腿重、腹脂重、血清总胆固醇（T-CHO）、甘油三酯（TG）、低密度脂蛋白（LDL）和高密度脂蛋白（HDL）含量显著相关。BMP7基因在鸡原代成肌细胞、肌内前脂肪细胞和腹部前脂肪细胞增殖和分化不同阶段的表达存在显著差异，可促进肝细胞的脂质合成；促进成肌细胞的增殖、分化和胞内脂质沉积；促进肌内前脂肪细胞的增殖但抑制其成脂分化；促进腹部前脂肪细胞的增殖和成脂分化。综上所述，BMP基因家族成员中的SNPs与生长、产蛋和脂肪沉积等性状显著相关，在鸡定向选择中发挥重要作用；其中，BMP7基因可以调控脂质合成、沉积和肌肉发育。这些结果为鸡生长发育、繁殖调控和脂肪沉积理论提供了新的见解，为鸡育种选择提供了新思路。

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紫花苜蓿青贮饲料β-胡萝卜素含量提高的己酸作用机制 Cheng Zong, Yuhong Zhao, Wanqi Jiang, Tao Shao, Xinyu Liang, Aili Wu, Qinhua Liu 2026, 25(3): 1165-1179.  DOI: 10.1016/j.jia.2024.05.007 摘要 ( )   PDF   β-胡萝卜素是维生素A原，具有丰富的生物学功能和广阔的应用前景。最近，我们在β-胡萝卜素损失低的紫花苜蓿青贮饲料中发现了特异性物质—己酸，但己酸对β-胡萝卜素的青贮作用机制尚不清楚。本研究以紫花苜蓿为试验材料，设计了4个己酸添加水平（0，0.05，0.1和0.2%）和遮光黑暗青贮时间（0，10，40和80天）双因素试验，旨在运用crtNM操纵子鉴定法、crtE基因qPCR定量分析和单分子实时测序技术，解析紫花苜蓿在青贮过程中的β-胡萝卜素含量、β-胡萝卜素相关酶活性和细菌群落的动态变化，阐明己酸影响β-胡萝卜素含量的因素和方式。结果显示，青贮80天后，相对于新鲜紫花苜蓿，添加己酸提高了紫花苜蓿青贮饲料β-胡萝卜素含量分别为85.8, 159和133%，增强了Lactobacillus kullabergensis丰度，促进演替出了L. senioris。多元线性回归模型预测出L. kullabergensis, L. apis, L. saniviri和L. senioris，过氧化物酶、八氢番茄红素脱氢酶和番茄红素β-环化酶促进了β-胡萝卜素合成，而L. rennini和L. brevis抑制了β-胡萝卜素的产生，且前者的合成作用强于后者。综上所述，添加己酸提高紫花苜蓿青贮饲料β-胡萝卜素含量很可能依赖于多个关键调控因子，如4种特异性乳酸菌（L. kullabergensis, L. apis, L. saniviri和L. senioris）和3种β-胡萝卜素相关酶（过氧化物酶、八氢番茄红素脱氢酶和番茄红素β-环化酶）。本研究初步探明了紫花苜蓿青贮饲料β-胡萝卜素含量提高的己酸作用机制，为功能性优质青贮饲料的研究和生产奠定了理论基础和添加剂技术支持。

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蒲公英单独或与乳酸菌联合对全株玉米青贮好氧稳定性及体外温室气体排放的改善作用 Linna Guo, Min Zhang, Hao Dang, Meiping He, Meng Han, Shuyang Zhang, Wenke Fan, Di Jiang, Xiaojing Liu, Yaoming Cui, Liping Gan, Junjun Guan 2026, 25(3): 1180-1193.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.08.005 摘要 ( )   PDF   （目的）为减少畜牧业生产中青贮饲料的有氧变质以及瘤胃温室气体排放。（方法）本研究探讨了单独使用蒲公英以及蒲公英与植物乳杆菌和布氏乳杆菌（LAB）联合使用对全株玉米进行180天厌氧发酵和4天有氧发酵后的发酵品质、细菌群落和真菌群落的影响，评估了厌氧发酵后全株玉米的体外干物质消化率（IVDMD）和产气量。（结果）结果表明，蒲公英单独使用或与 LAB 联合使用均能有效改善发酵品质，厌氧发酵后降低了氨态氮浓度（22.72% - 25.99%），抑制酵母和霉菌的繁殖，从而提高有氧稳定性。值得注意的是，有氧暴露后细菌群落的变化比真菌群落的变化更为显著。相关性分析结果发现，添加蒲公英或其与LAB联合使用均降低了醋菌属的一种腐败微生物——可可豆醋杆菌的丰度，并且促进了微生物群落的竞争关系，从而有助于提高有氧稳定性。此外，蒲公英添加分别使甲烷和二氧化碳的排放量减少了14.88%和13.73%，使IVDMD提高了4.46%。（结论）总的来说，单独使用蒲公英或与LAB结合使用，均可提高全株玉米厌氧发酵后有氧稳定性，这一过程与细菌群落和真菌群落之间的相互作用有关，并有助于通过减少瘤胃甲烷和二氧化碳排放来实现清洁生产。（创新性）本研究首次将蒲公英与特定乳酸菌复配作为青贮添加剂，通过调控微生物群落同步提升全株玉米发酵品质与有氧稳定性，并显著降低体外瘤胃温室气体排放，为开发兼具抑制好氧变质和减少温室气体的环保型青贮技术提供了新策略。

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有机物料颗粒化施用促进贫瘠稻田土壤团聚过程中顽固性有机碳的累积 Yan Li, Xiaobin Guo, Yingnan Xian, Zhe Li, Haoyu Fu, Li Tang, Yuting Dai, Wei Gao, Yan Li, Ping Zhou, Shoulong Liu, Jinshui Wu 2026, 25(3): 1194-1208.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.05.004 摘要 ( )   PDF   贫瘠稻田广泛分布在我国亚热带地区，具有土壤结构差、耕层浅薄且有机碳含量低等典型特征，严重制约水稻生产。针对稻田秸秆还田难的问题，有机物料颗粒化作为一种新型土壤改良模式，展现出巨大的应用潜力。已有研究表明，颗粒化秸秆还田能改善土壤理化性质并快速提升土壤有机碳含量，但其在贫瘠稻田中的提升机制尚不明确。因此，本研究评估了不同改良措施包括：不施加有机物料（CK）、10 t ha-1腐熟牛粪（M10）、20 t ha-1颗粒有机物料（G20）和40 t ha-1颗粒有机物料（G40），对表层（0-20 cm）和亚表层（20-40 cm）土壤结构、团聚体相关碳（AAC）含量、团聚体内颗粒有机碳（POC）与矿物结合有机碳（MAOC）含量以及顽固性有机碳的影响。结果表明：有机物料颗粒化施用显著提高宏团聚体（>250 μm）比例并改善土壤结构稳定性。提升了各粒径团聚体有机碳浓度，促进了有机碳从微团聚体（53-250 µm）和粉黏粒（<53 µm）组分向宏团聚体迁移。随团聚体粒径减小，POC在AAC中的占比降低而MAOC占例升高。在表层土壤中，大团聚体形成增强了对POC的保护，促进了MAOC中非水解碳的积累，并加速了内生微团聚体的形成；而在亚表层，矿物对有机碳的结合保护是主要的固碳形式。综上，40 t ha-1颗粒有机物料投入能有效改善贫瘠稻田土壤团粒结构、提升SOC含量并增强有机碳的稳定性，为贫瘠稻田的可持续管理和改良提供了创新解决方案。

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共现网络中的机会型关键固氮菌驱动花生/棉花间作系统中的生物固氮过程 Shijie Zhang, Yingchun Han, Guoping Wang, Lu Feng, Yaping Lei, Shiwu Xiong, Beifang Yang, Xiaoyu Zhi, Minghua Xin, Yahui Jiao, Xiaofei Li, Yabing Li, Zhen Jiao 2026, 25(3): 1209-1222.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.05.005 摘要 ( )   PDF   豆科作物间作可增强非共生生物固氮（BNF）作用，但其潜在机制，尤其是不同生态位宽度的土壤关键固氮菌类群在其中发挥的作用仍不明确。本研究通过田间试验，评估了花生/棉花间作与各自单作条件下根际与非根际土壤中BNF活性的变化。通过固氮速率、固氮酶活性以及nifH基因丰度，结合微生物系统发育零模型、共现网络及生态位宽度分析，探讨关键固氮类群及其生态功能与BNF的关系。结果显示，与非根际土壤相比，根际土壤的BNF潜力提高了7.8%–125.5%；与单作相比，花生/棉花间作系统中固氮速率、固氮酶活性和nifH基因丰度提升了11.6%–323.0%（P<0.05）。固氮菌群落组成与多样性存在显著差异：间作系统与根际土壤中增加了大部分变形菌门（α-变形菌外）、降低了蓝藻门和厚壁菌门的相对丰度。固氮菌的群落构建主要受确定性过程驱动，尤其是异质性选择过程，在根际（91.9%）和间作土壤（86.3%）中占主导地位。此外，间作系统与根际土壤中的固氮菌共现网络更复杂、连接性更强，其中，优势类群为机会型固氮菌（78.8%–85.9%），其次为特化型（10.2%–18.5%）和泛化型（1.38%–3.80%）。网络关键类群（机会型的Azoarcus、Azohydromonas 和Steroidobacter，泛化型的Pseudomonas 和 Azotobacter），以及土壤微生物量碳和硝态氮，与间作系统和根际土壤BNF活性的增强显著相关。花生/棉花间作通过选择性招募生态功能不同的关键固氮类群，尤其是机会型固氮菌，从而提升农田BNF潜力，促进农业可持续发展。

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一个新颖的植被遥感精细提取方法——以油菜为例FI-R Sixian Yin, Taixia Wu, Shudong Wang, Ran Chen, Yingying Yang, Hongzhao Tang 2026, 25(3): 1223-1242.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.05.006 摘要 ( )   PDF   植被精细地表信息是研究资源分布状况和环境响应动态变化规律的基础，精确提取不同种属作物的分布对于提升农业生产效率和保障粮食安全具有重要意义。传统的植被精细提取往往因为存在大量具有光谱相似性的地物，模型受背景影响严重，难以在大区域应用。而花期作为植物关键生理周期，在开花时间、花朵形态以及冠层光谱表现等方面都具有独特性，是遥感植被精细提取的有效途径。本研究以油菜为例，选择黄度指标(Blue、Green)和高峰指标(Red、Nir、Swir1)，提出了一种基于Landsat OLI影像的开花植被花期精细提取光谱指数模型(FI-R)，利用NDVI简化同谱异物现象背景影响，成功实现在复杂背景条件下，快速、准确地绘制大范围开花植被分布地图。选择全球五个不同背景的油菜种植区为研究区，验证数据集通过GF影像以及美国CDL农田数据集生成，FI-R表现出更好的区分花期油菜和其它植被的能力，所有研究区总体精度大于94%。FI-R也可以应用于其它相似波段设置的多光谱传感器的油菜提取。该方法在其它开花被子植被精细提取上也具有良好的应用潜力。

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在中国北方灌区深蓄储水灌溉利用洪水资源补给农田深层土壤水分并维持夏玉米生产 Xiaodong Fan, Xiaotao Hu, Yakun Wang, Dianyu Chen, Wene Wang, Fang Wang, Qing Zha 2026, 25(3): 1243-1262.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.07.013 摘要 ( )   PDF   我国北方灌区面临淡水资源短缺、洪水资源无法有效利用以及地下水长期超采等问题。鉴于这些挑战，本研究提出了利用洪水资源进行深蓄储水灌溉的新技术。然而，深蓄储水灌溉能否补给农田深层土壤水分并维持作物生产尚需进一步研究。因此，本研究在关中平原开展为期两年的夏玉米田间试验（2021-2022），评估以土壤饱和含水率作为灌水上限的不同土壤湿润层深度（T1: 60 cm; T2: 90 cm; T3: 120 cm; T4: 150 cm; T5: 180 cm）对农田深层土壤水分补给和夏玉米产量的影响。结果表明，在2021和2022年不同灌溉处理在100–200 cm土层的深层土壤水分补给（SMS100–200）分别为73.34–267.42和0–150.03 mm。当有效降水量与灌水量之和超过390 mm时，SMS100–200随二者之和的增加呈现线性上升趋势。同时，在2021和2022年玉米籽粒产量（GY）分别在T2和T3处理达到峰值，分别为11.44和11.25 t ha-1。此外，2021年T4处理和2022年T5处理的GY与峰值相比分别仅降低3.9和5.7%。然而，T4和T5处理的SMS100–200分别是T2和T3处理的2.4和5.0倍。综上所述，深蓄储水灌溉水量进一步增加会造成少量籽粒产量损失，但其能够显著增加农田深层土壤水分补给。因此，深蓄储水灌溉突破了传统灌区以有限水资源开展节水灌溉为目标的思路，其可以作为解决水资源匮乏、洪水资源利用效率较低和地下水位持续下降等问题的有效替代方案在中国北方灌区推广使用。

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微塑料通过根际效应降低小麦的净光合速率 Yuhuai Liu, Heng Wang, Li Wang, Jina Ding, Hui Zhai, Qiujin Ma, Can Hu, Tida Ge 2026, 25(3): 1263-1275.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.06.014 摘要 ( )   PDF   覆膜导致的微塑料积累影响农田作物-土壤系统养分循环。根际（RS）和非根际土（BS）由两种不同的微生物群落组成，其微生物获取养分的能力不同。微塑料能影响根际效应，但是微塑料积累通过根际微生物群落影响作物净光合速率（NPR）的机制还不明晰。因此，本研究通过盆栽实验，解析1和5%的聚乙烯（PE）和聚氯乙烯（PVC）微塑料添加对小麦NPR影响的微生物机制。与对照相比，PE5%和PVC（1%和5%）（w/w）处理下超氧化物歧化酶（SOD）活性降低了15.35-36.7%，过氧化物酶（POD）活性升高了32.47-61.93%，导致NPR下降了17.94-23.81%。在 PE1% 和 PVC5%（w/w）处理中，非根际土的细菌和真菌的Chao1、Shannon和Simpson多样性指数均低于根际土。由于细菌和真菌群落组成和结构的变化，细菌和真菌网络复杂性分别降低和增加，以促进小麦生长。蒙特尔检验表明，非根际土的细菌和真菌多样性指数与Olsen-P和磷酸酶呈正相关；而根际土的细菌和真菌多样性指数与NO3-和 β-1，4-葡萄糖苷酶呈正相关。结构方程模型表明，小麦酶活性和土壤水解活性与NPR成负相关。因此，小麦在PE和PVC微塑料胁迫下抗氧化防御策略降低其NPR，从而产生POD的协同效应。

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贺兰山东麓有机葡萄自然发酵葡萄酒的微生物多样性及产香特征研究 Yueqi Li, Bohan Rao, Yingzi Jin, Zhicheng Zhang, Wen Ma, Xuewei Shi, Yongsheng Tao 2026, 25(3): 1276-1285.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.08.004 摘要 ( )   PDF   【目的】随着消费者对健康食品和可持续农业的关注日益增加，有机管理方式和自然发酵已成为葡萄酒研究的重点。研究贺兰山东麓产区两种不同管理模式下葡萄自然发酵酒的微生物多样性及产香特征，为自然发酵葡萄酒在葡萄园管理策略上的选择提供了发酵数据支撑和重要的参考依据。【方法】本研究以宁夏贺兰山东麓产区内有机管理葡萄园（organic management vineyard, OMV）赤霞珠葡萄为试材，设常规管理葡萄园（conventional management vineyard, CMV）的原料为对照，进行自然发酵，利用高通量测序法分析了发酵过程中微生物多样性及群落组成，高效液相色谱法分析了酿酒学特性，气相色谱-质谱联用法分析了挥发性化合物，感官品评法分析了香气特征，并通过网络分析建立微生物与挥发性化合物及香气特征的关联。【结果】OMV和CMV中葡萄醪的微生物种类和α多样性不同。OMV的特有真菌种类比CMV多23%，特有细菌种类比CMV多341%。OMV的ACE指数（表征丰富度）均高于CMV，但Shannon指数（表征均匀度）低于CMV，并且OMV的α多样性指数在发酵结束时均高于CMV。微生物群落演替在OMV和CMV中具有差异，对于真菌而言，OMV中Saccharomyces的相对丰度（37.97%）在发酵结束时低于CMV（82.70%），从而提高了其他酵母菌种在发酵过程中的占比。对于细菌而言，OMV发酵过程中群落演替保持稳定，Pantoea始终占据主导地位（94.3%）。OMV酒样的甘油含量显著高于CMV，总酸、酒石酸和柠檬酸含量显著低于CMV，其余无显著差异。OMV酒样的发酵香气总量（+16%）和品种香气总量（+72%）均显著高于CMV，包括乙酸乙酯（+83.5%）、乙酸高级醇酯类（+257.2%）、苯乙基类（+40.5%）、C6醇（+60.0%）和萜烯类化合物（+162.7%）的总量。感官分析表明，OMV酒样的花香和甜果香气强度高于CMV，同时具有明显的指甲油和植物气味特征。网络分析结果显示，Saccharomyces，Hanseniaspora，Metschnikowia和Pantoea与特定的挥发性化合物和香气特征有很强的相关性。【结论】有机管理显著提高了微生物的物种丰富度、α多样性以及香气化合物的种类和浓度，有利于酿造具有复杂香气特征的自然葡萄酒。

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一种新型农药乙唑螨腈及其代谢物在从茶鲜叶到茶汤中的残留行为和风险评估 Yue Hu, Yating Ning, Yan Zhao, Yaqi Wang, Fengjian Luo, Li Zhou, Xinzhong Zhang 2026, 25(3): 1286-1296.  DOI: 10.1016/j.jia.2026.01.001 摘要 ( )   PDF   目前，茶园防治螨类害虫时，杀螨剂的选择范围非常有限。乙唑螨腈是一种高效、低毒和负温度系数的新型国产杀螨剂，为茶叶螨类害虫防治提供了一种潜在替代方案；然而，它在茶叶中的残留行为尚不清楚。本研究开发了一种同时检测不同茶基质中乙唑螨腈及其代谢物（M-309、M-325-1和M-409-3）残留的分析方法，并用于研究它们从茶园到茶杯中的残留降解行为。方法中目标化合物的平均回收率为73.4%~106.2%，相对标准偏差（RSD）低于12.0%；在茶叶种植过程中，乙唑螨腈的消解半衰期为0.59天，主要代谢产物为M-309。乙唑螨腈和代谢物M-309的残留量受茶叶不同加工阶段的影响，特别是受杀青、干燥和萎凋过程中的失水和高温影响。茶园喷施乙唑螨腈后的1、5和7天分别采样茶鲜叶加工成绿茶和红茶，加工过程中乙唑螨腈的总加工系数分别为1.39~1.71（绿茶）和1.48~2.28（红茶）。将绿茶和红茶冲泡茶汤时，乙唑螨腈的浸出率分别为7.4%和6%。膳食风险评估结果表明，饮茶中摄入乙唑螨腈的风险较低，风险熵低于100%。然而，理论计算表明，乙唑螨腈代谢物对非目标生物存在潜在危害，需要值得注意。本研究结果为在茶园中安全合理施用乙唑螨腈提供了参考。

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巧借CRISPR/Cas9胞嘧啶碱基编辑利器一步创制sh2isu1甜玉米种质 Lu Zhang, Yao Wang, Mengyuan Liu, Ziheng Song, Xiaoxu Li, Yue Fu, Panchao Wang, Ya Liu, Ronghuan Wang, Jiuran Zhao 2026, 25(3): 1297-1300.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.11.031 摘要 ( )   PDF   甜玉米蕴藏着丰沛的多糖、膳食纤维、微量元素、维生素与亚油酸等多种生命必需的营养成分，不仅口感清甜宜人，更集卓越的营养价值与广阔的经济前景于一身。然而，当前绝大多数品种仍根植于传统玉米种质资源之中，在通过回交手段将隐性突变等位基因导入现代优良受体基因型的过程中，往往难以摆脱“连锁累赘”这一遗传顽疾的羁绊，导致育种周期漫长、人力物力耗费巨大。为突破复合型甜玉米种质创新的瓶颈，亟需引入更为精准高效的突变创制技术。本研究巧妙运用CRISPR/Cas9胞嘧啶碱基编辑系统，精准靶向中国主推玉米品种京科968的母本自交系——京724中的Sh2与Su1关键基因，成功创制出sh2isu1双突变复合甜玉米新种质，其优异特性可直接服务于高端特色玉米育种体系。研究结果充分彰显，基因编辑技术正以其无与伦比的效率，成为推动各类特色玉米品种快速迭代的核心引擎，极大拓展遗传背景选择的自由度与可能性。在理想遗传骨架基础上实施定向编辑，仅需1至2年即可获得表型优良、性状稳定且完全不含外源转基因成分的新型种质材料。借助这一前沿技术，多重优质基因得以高效聚合，从而孕育出一系列兼具特殊营养功能与鲜食美味的新一代玉米品种，能为构建满足多元化市场需求的高品质鲜食玉米种质资源体系开辟崭新的通途。

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基于RT-ERA/CRISPR-Cas12a的EHDV快速可视化检测系统的建立 Dong Zhou, Junyong Guan, Haibo Yu, Yuntong Shao, Changyou Xia, Caixia Gao, Yinglin Qi 2026, 25(3): 1301-1305.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.09.023 摘要 ( )   PDF   目的： 流行性出血病（Epizootic Hemorrhagic Disease, EHD）是一种由流行性出血病病毒（EHDV）引起、经库蠓传播的虫媒传染病，感染野生及家养反刍动物，被世界动物卫生组织（WOAH）列为须通报动物疫病。近年来我国监测显示多个EHDV血清型在南方省份流行，且血清学阳性率极高，暴发风险严峻。然而，目前缺乏适用于现场、无需复杂仪器的快速检测技术。本研究旨在开发一种基于RT-ERA和CRISPR-Cas12a技术的EHDV核酸检测新方法，以实现对EHDV的高灵敏、高特异、快速且可视化的现场检测。 方法：本研究首先通过对EHDV不同血清型基因组序列进行比对分析，选定高度保守的S1基因片段作为检测靶标，并设计特异性crRNA。通过荧光检测法筛选并优化了CRISPR-Cas12a系统中的crRNA及Cas12a蛋白的最佳工作浓度。随后，针对该靶标设计了多对RT-ERA引物，通过筛选获得了最优扩增引物对（F6/R3）。将优化的RT-ERA扩增体系与CRISPR-Cas12a检测系统联用，构建了RT-ERA/CRISPR-Cas12a检测平台。通过使用梯度稀释的病毒RNA评估了该系统的检测灵敏度；通过检测蓝舌病病毒（BTV）、中山病毒（CHUV）等其他常见反刍动物病原体评估其特异性。最后，使用54份临床样本，分别经传统TRIzol提取法和HUDSON快速处理法处理样本后，将该检测系统与已建立的实时荧光RT-PCR方法进行比较，以评估其临床应用的灵敏度和特异性。 结果：本研究成功建立了EHDV的RT-ERA/CRISPR-Cas12a检测方法。优化的CRISPR-Cas12a系统在75 ng Cas12a蛋白和400 nM crRNA1条件下效果最佳。此外，最优RT-ERA引物对为F6/R3。该联用检测系统的灵敏度极高，荧光读值法和横向流动试纸条法的检测下限分别可达1.7 × 101拷贝/反应和1.7 × 102拷贝/反应。特异性试验表明，该系统能有效检测EHDV-1, 2, 4-8, 10共8种血清型，而对BTV等其他病原体无一交叉反应。在54份临床样本检测中，基于TRIzol提取RNA的方法与实时荧光RT-PCR结果完全一致（灵敏度与特异性均为100%）；基于HUDSON快速处理的样本，其检测灵敏度为96%，特异性仍保持100%，可在无需核酸纯化的条件下实现快速检测。