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2026年, 第25卷, 第4期
刊出日期：2026-04-20 上一期   

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2024年全球转基因作物商业化发展趋势 Haohui Li, Xingru Cheng, Liqiang Wang, Pei Xie, Haiwen Zhang, Yadong Yang, Tao Liu, Youhua Wang 2026, 25(4): 1307-1315.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.11.037 摘要 ( )   PDF   转基因作物的持续商业化进程不断提高全球粮食产量、改善作物品质并减少农药使用。此类技术创新有效推动农业生产体系向可持续方向转型。具体而言，转基因作物通过应对虫害、杂草滋生和耕地限制等核心挑战，已成为农业领域的关键新型生产力。本研究系统梳理了2024年全球转基因作物的空间分布格局，深入剖析了其发展驱动力与区域趋势演变，为农业科技创新提供关键信息支撑与战略指导。2024年，全球转基因作物种植面积达到2.098亿公顷，同比增长1.7%。转基因大豆和转基因玉米占据主导地位，分别占全球种植面积的50.0%和32.5%。具有多重性状（抗虫性、耐除草剂性等）的转基因玉米占比高达92.5%。发展中国家的转基因作物种植占比显著提升，巴西和越南成为区域增长引擎。政策支持与先进技术推广被认定为核心驱动力。同时，基因编辑技术的应用进程加快，多个国家批准了耐旱、抗病等新型性状的转基因作物，标志着下一代转基因作物商业化取得实质性进展。本研究为全球农业生物技术发展提供多维度洞察与指导，推动生物技术育种迈入“4.0时代”。

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多目标协同栽培（MOICC）：可持续棉花生产的协同框架 Yanjun Zhang, Jianlong Dai, Hezhong Dong 2026, 25(4): 1316-1329.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.12.024 摘要 ( )   PDF   全球棉花生产体系正面临日益严峻的挑战，亟需在不断增长的纤维需求与紧迫的可持续发展目标——如缓解水资源短缺、减少温室气体排放及控制农业化学污染——之间实现平衡。传统栽培模式受限于目标单一化及产量、纤维品质、劳动效率与生态影响之间的固有权衡，难以应对这些系统性挑战。基于前期提出的协同栽培概念，本文首次系统性地提出并阐述了“棉花多目标协同栽培”（MOICC，亦称为“协同栽培”）。这一变革性模式以三大支柱为核心：动态权衡管理（如基于区域特点的目标优先级动态调整）、系统技术融合（融合精量播种、合理密植、化学调控、水肥协同及高效脱叶等技术）以及资源循环利用（通过时空优化与废弃物回收实现）。MOICC通过调控关键生理机制以突破可持续性瓶颈，主要包括：乙烯信号增强的逆境成苗机制；茉莉酸介导的水分与养分协同增效途径；冠层光竞争与激素调控耦合实现的免整枝管理；以及生长调节剂驱动的集中成熟机制。基于中国新疆、长江与黄河流域多样化农业生态系统及间作体系的案例研究表明，MOICC能够实现显著的协同增益：产量提升8%-22%；资源利用效率显著改善（水分利用率提升20%以上，氮肥偏生产力可达35 kg kg⁻¹）；环境表现全面提升（劳动力投入减少30–40%，碳足迹降低24–37%，化肥与农药用量分别减少15–20%与25%）。尤为关键的是，MOICC通过系统集成化优化有效化解了核心矛盾：产量与品质的冲突（依托≥70%的内围铃实现平衡）、省工与生态安全的矛盾（依靠精准脱叶时机实现二者兼顾），以及生产力与排放的权衡（通过根区氮素监测进行调控）。未来研究重点应包括：解析多尺度胁迫适应机制、开发智能决策支持系统、推进全产业链碳中和路径、破解社会经济采纳壁垒以及构建协同政策框架。MOICC为全球棉花生产提供了一条可扩展的路径，旨在协同实现高产、优质、资源高效与生态可持续的目标，不仅为产业可持续转型提供了系统性框架，也展现出向其他主要作物体系推广的潜力。

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高保真肠道宏基因组:功能性益生菌鉴定的新视角 Yuhui Wang, Peiwen Gao, Chenying Li, Yuxi Lu, Yubo Zhang, Yu Zhou, Siyuan Kong 2026, 25(4): 1330-1342.  DOI: 10.1016/j.jia.2024.05.011 摘要 ( )   PDF   益生菌通过调节宿主肠道微生物群落的结构与代谢功能发挥其益处，被认为对人类和动物具有益处。因此，功能性益生菌的鉴定及其特性与适用性的深入探索，对于开发更有效的益生菌产品和制定人类健康与畜牧业领域个性化益生菌治疗策略具有至关重要的意义。然而，受当前测序技术的限制，尤其是在处理具有密切亲缘关系谱系的微生物群落时，使得宏基因组的组装变得复杂，完整的宏基因组组装基因组（cMAGs）的生成受到阻碍。这一限制制约了我们在益生菌菌株水平上的全面解析。因此，本文首先阐述了益生菌通过调节肠道微生物群落的结构和功能对宿主产生的益处，并强调功能性益生菌鉴定的重要性。接着，本文按时间顺序详细介绍了益生菌研究中的技术进展，总结了这些技术在益生菌研究中的应用和研究意义，揭示了这些技术如何促进益生菌对肠道微生物群和宿主健康的影响，并阐述了这些技术的优点和缺点。由于这些技术的局限性，研究人员希望通过宏基因组组装获得完整的宏基因组数据。所以，本文深入探讨了基于不同测序技术的宏基因组组装方法和组装软件，回顾了这些组装方法在鉴定功能性益生菌中的应用和意义，并详细介绍了各种组装技术和软件的优势、局限性、原理以及它们在特定研究场景下的适用性。逐步揭示了随着测序技术与组装软件的不断进步，组装质量如何得以提升。最后，我们依据不同的数据类型及各项测序技术和组装软件的特点，创新性地总结了高保真度肠道宏基因组组装的流程，从而为鉴定功能性益生菌提供了清晰和详细的指导。

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甲基营养素通过DNA甲基化修饰介导脂质代谢 Li Han, Qiyu Tian, Qi Han, Yulong Yin, Jie Yin, Xingguo Huang 2026, 25(4): 1343-1358.  DOI: 10.1016/j.jia.2024.11.001 摘要 ( )   PDF   DNA 甲基化是最重要的表观遗传修饰方式，在调节脂质代谢中起着至关重要的作用。已有研究揭示，异常的DNA甲基化模式与脂质代谢紊乱之间存在显著的相关性。最新研究表明，甲基营养素(蛋氨酸、叶酸、胆碱、甜菜碱和B族维生素) 的供给状态（无论是缺乏还是过量）可影响DNA甲基化模式，从而影响脂质代谢。这些影响体现在全局性及特定启动子区域的DNA甲基化水平变化上，可能调控与脂质代谢紧密相关的基因表达模式。然而，关于甲基营养素如何通过DNA甲基化修饰调节脂质代谢的机制以及甲基营养素补充对DNA甲基化谱的调控作用尚不完全清楚。本综述系统性地概述了DNA甲基化在脂质代谢中的调控作用，并着重探讨了甲基营养素对脂质代谢的潜在影响，同时引入了DNA甲基化介导的脂肪形成和脂肪沉积的最新研究。综上所述，本综述不仅加深了我们对甲基营养素、DNA甲基化与脂质代谢之间复杂相互作用的理解，还为精准调控畜禽脂质代谢、优化肉质及推动畜牧业可持续发展提供了了有价值的信息。

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多性状全基因组关联分析揭示水稻产量及其相关性状的新型多效应位点 Chunhai Liu, Chao Wu, Zheming Yuan, Bingchuan Tian, Peiyi Yu, Deze Xu, Xingfei Zheng, Lanzhi Li 2026, 25(4): 1359-1372.  DOI: 10.1016/j.jia.2024.07.026 摘要 ( )   PDF   水稻产量是一个受多个相关性状影响的复杂性状。传统的单性状全基因组关联分析（GWAS）在研究复杂性状时存在局限性，无法考虑多个性状之间的遗传关系。相比之下，多性状GWAS能够同时考虑多个性状之间的关系，识别多效应位点，因此更适合研究像水稻产量这样的复杂性状。本研究对575个杂交种在两个环境中的11对产量及其相关性状的双性状组合进行了多性状GWAS分析。这些相关性状均与产量（YD）呈显著的遗传相关性，包括每穗实粒数（FGPP）、千粒重（KGW）、每株分蘖数（TP）、一次枝梗数（PB）、二次枝梗数（SB）和主穗长度（MPL）。共鉴定了44个多效应数量性状位点（pQTL），其中29个为单性状GWAS未发现的新pQTL。筛选出23个在双性状中表现出同向效应的pQTL作为关键pQTL，并通过单倍型分析鉴定到13个多效应候选基因。最终，通过聚合优势单倍型，鉴定出两个最佳增产等位基因型组合：YD-KGW组合的GS3-GL3.1-OsCIPK17，以及YD-FGPP和YD-SB组合的GNP12。本研究提供了在产量及产量相关性状均表现优势差异的多效应候选基因和等位型基因组合，为未来高产水稻的育种提供了宝贵的信息。

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利用全基因组重测序开展QTL定位发现了两个新的控制花生种子含油量位点 Nian Liu, Huaiyong Luo, Li Huang, Xiaojing Zhou, Weigang Chen, Bei Wu, Jianbin Guo, Dongxin Huai, Yuning Chen, Yong Lei, Boshou Liao, Huifang Jiang 2026, 25(4): 1373-1383.  DOI: 10.1016/j.jia.2024.08.028 摘要 ( )   PDF   提高含油量是花生育种的重要目标。精准鉴定含油量相关位点及其连锁标记能够有助于在高油育种中开展分子标记辅助选择。通过对包含295个家系的重组自交系(ZH16×J11)开展全基因组重测序，构建了一张高密度的遗传连锁图谱。该图谱的遗传长度为1162.3cM,包含了4212位点。在该图谱的6个连锁群上共发现了10个含油量的遗传位点(QTLs)。其中两个QTLs（qOCB03.1 和 qOCB06.1）能够在至少三个环境下被重复检测到，其遗传解释率可达13.62%。这两个QTL尚未在之前的研究中被报道，推测可能是两个新的位点。在该重组自交系群体中，聚合了这两个优异等位位点的家系的含油量，比没有聚合的家系在四个环境下高出1.50%到2.46%。针对这两个新位点开发的紧密连锁的分子标记在其它群体中(ZH10×ICG12625)也被证实跟含油量性状密切相关。这个两个位点分别被定位到B03染色体的1.77Mb和B06染色体的1.51Mb物理区间内。进一步通过目标位点基因组序列变异分析，转录组测序分析以及对目标变异位点的表型效应分析，在qOCB03.1 和 qOCB06.1定位区间内各发现了两个候选基因与含油量相关。该候选基因的挖掘可以为下一步的图位克隆含油量关键基因提供参考。本文发现的新的稳定QTL及其连锁分子标记对于指导分子标记辅助选择育种提高花生含油量具有重要价值。

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源于新疆野生油菜的线粒体基因orf113b和orf146导致异源细胞质雄性不育花粉败育 Man Xing, Bo Hong, Chunyun Guan, Mei Guan 2026, 25(4): 1384-1401.  DOI: 10.1016/j.jia.2024.09.018 摘要 ( )   PDF   利用远缘杂交技术，以新疆野生油菜（野芥，Sinapis arvensis）为母本，以甘蓝型油菜湘油15号（XY15，Brassica napus L.）为父本，从杂交后代中选育出具有新疆野生油菜的细胞质雄性不育油菜Nsa CMS。其不育的因素及其潜在机制尚不清楚。本研究首次成功组装并分析了1258A (Nsa CMS)的线粒体基因组。该线粒体基因组全长263,010 bp，包含91个基因，包括33个蛋白质编码基因和36个orf。一个新的线粒体基因orf113b和一个突变的、截断的基因orf146，可能与1258A中观察到的雄性不育有关。ORF113b和ORF146抑制细胞生长，影响线粒体氧化磷酸化途径中与复合物I、III和V相关的基因表达，并触发活性氧（ROS）爆发。此外，转录组数据分析揭示了与orf113b和orf146共表达的关键核基因，表明它们的异常表达可能受到线粒体逆行信号的影响。该信号可导致绒毡层非典型程序性细胞死亡（PCD），导致花粉不育。总之，本研究不仅首次鉴定了远缘杂交而来的Nsa CMS线粒体基因组，明确orf113b和orf146对花粉不育至关重要。线粒体基因诱发的ROS可能是导致调控花粉发育关键核基因异常表达的主要触发因素，为探究Nsa CMS花粉败育的分子机制提供了新的思路。

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蛋白质组学研究揭示谷子株高调控的分子机制 Zhiying Zhao, Wanting Li, Yifei Wang, Meng Jin, Wenqiang Tang, Jiayi Li, Renliang Zhang, Yaxian Zhang, Peiyong Xin, Jinfang Chu, Yingjie Gao, Sha Tang, Xianmin Diao, Baowen Zhang 2026, 25(4): 1402-1417.  DOI: 10.1016/j.jia.2024.06.014 摘要 ( )   PDF   株高是农艺性状中的一个重要特征，理想的植物高度对于提高作物产量至关重要。谷子（Setaria italica）是一种新型的二倍体C4模型作物。本研究对两个不同株高的谷子品种Ci846和Yugu 18拔节期的节间、节和叶片进行了蛋白质组分析。研究结果表明，植物激素信号转导、MAPK信号通路等过程存在不同程度的富集差异。值得一提的是，适当含量的生长素能够激活下游SiARFs-SiSAURs的表达，从而增加节间的长度。对SiSAUR-like的单倍型分析发现了与株高关联的两种差异单倍型，Hap1和Hap2。分子标记SiSAUR-like-FCM1-2能够有效区分不同谷子品种中的Hap1和Hap2。此外，研究还发现另外两个基因（SiGH3和SiTCH4）与株高调节相关。综上所述，本研究不仅揭示了生长素调节因子在拔节期调节株高中的关键作用，而且提供了对分子育种工作极具价值的分子标记。这项研究的发现有助于阐明株高决定的分子机制，并为作物品种创新和育种工作奠定基础。

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稻麦轮作下秸秆还田和夜间增温可提高冬小麦产量和氮素利用效率 Pan Hou, Qiang Gao, Yingkai Ren, Jinhong Yu, Lijun Gao, Xiaoxue Liu, Dong Jiang, Weixing Cao, Tingbo Dai, Zhongwei Tian 2026, 25(4): 1418-1432.  DOI: 10.1016/j.jia.2024.12.012 摘要 ( )   PDF   全球气候变暖表现为夜间和冬春季的增温幅度大于白天和夏秋季节的非对称性特点，同时稻麦轮作下水稻秸秆还田是目前秸秆利用的主要方式。然而，秸秆还田和夜间增温互作对小麦产量和氮利用效率的影响尚不明确。因此，本研究通过连续三年的大田试验，设置两个秸秆处理（S0：秸秆离田；S1：秸秆还田）和两个增温处理（W0：不增温对照；W1：冬春季夜间增温）研究了小麦产量和氮利用的响应特征。研究结果表明，S1和W1均能提高小麦籽粒产量和氮利用效率，且W1的提高幅度更大。与S0W0相比，S1W1通过增加穗粒数和千粒重进一步提高了产量（13.0 %）和氮利用效率（16.5 %）。S1W1处理下植株将更多的氮向叶片分配且具有较高的氮代谢酶活性，提高了氮向籽粒的转运能力和花后干物质的积累。S1W1处理下拔节后土壤氮获取酶活性、有机氮矿化速率和微生物生物量氮升高使得土壤氮供应能力增强，有利于开花期根系生长，从而提高植株对氮素的吸收。S1W1处理下20-60 cm土层无机氮含量降低使得土壤-小麦系统表观氮盈余减少，氮损失降低。因此，秸秆还田、夜间增温及其互作通过提高表层土中的根系分布和土壤氮供应能力来增强植株氮吸收及其向籽粒的转运，从而提高了小麦的产量和氮利用效率。

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冬小麦灌浆过程中旗叶氮素再分配及其与TaATG8表达的关系 Guoming Li, Xiaotian Ren, Shengyan Pang, Changjie Feng, Yuxi Niu, Yanjie Qu, Changhong Liu, Xiang Lin, Dong Wang 2026, 25(4): 1433-1442.  DOI: 10.1016/j.jia.2024.12.024 摘要 ( )   PDF   氮素是小麦（Triticum aestivum L.）生长和产量的重要营养元素，特别是在灌浆期，大部分氮素从营养器官重新分配到籽粒，对产量有显著影响。然而，氮素从营养器官向籽粒转运的具体时间段及其与旗叶衰老的相关性仍不清楚。本研究以冬小麦品种‘西农511’为试验材料，在田间条件下设置了两种氮肥处理：常规施氮（240 kg ha⁻¹ [N240]）和不施氮（0 kg ha⁻¹ [N0]）。结果显示，小麦旗叶中的氮素积累在7-14天达到峰值，氮含量为4.55%，随后氮素开始向籽粒重新分配。在21-35天内，旗叶中的氮含量减少了56%，而籽粒中的氮含量增加了51%。旗叶的相对叶绿素含量、光合速率、游离氨基酸浓度和可溶性蛋白含量在7-14天达到峰值，表明氮素从旗叶向籽粒运输。与N0处理相比，施氮显著提高了旗叶氮素再分配速率20%，减少了21%的活性氧（ROS）积累，并延缓了旗叶衰老。在缺氮条件下，自噬过程提前被诱导，自噬相关基因（TaATG8）的表达增加了5-7倍，这表明通过调控自噬途径并增强自噬活性可以优化氮肥利用效率。本研究表明，氮素从营养器官向籽粒的再分配启动了叶片的衰老过程，并与自噬相关基因的表达密切相关。

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密植和氮肥管理可提高中国东北地区滴灌春玉米产量和氮肥利用效率 Liang Fang, Guoqiang Zhang, Bo Ming, Dongping Shen, Zhen Wang, Linli Zhou, Tingting Zhang, Zhongyu Liang, Jun Xue, Ruizhi Xie, Peng Hou, Keru Wang, Jianquan Ye, Shaokun Li 2026, 25(4): 1443-1450.  DOI: 10.1016/j.jia.2024.09.032 摘要 ( )   PDF   中国的农民经常使用氮肥来保证作物的充足生长。然而，不合理的施用增加了环境污染的风险，降低了玉米产量，减少了农民的收益。适宜的氮肥管理对于提高产量和氮肥利用效率至关重要。本研究在东北地区进行了为期三年的试验，涉及九种氮肥处理（0、45、90、135、180、225、270、315和360公斤/公顷），在氮肥施用精准管理（NFPM）的田间条件下进行。将这些结果与过去十年内分析东北地区两种管理方法（传统氮肥管理（CNFM）和节水氮肥管理（WSFM））下的产量和干物质（DM）含量的研究进行比较。 研究结果表明，随着氮肥施用量的增加，玉米产量会增加，但施用量达到270公斤/公顷后，产量会下降。 采用NFPM种植的玉米的穗数（KN）和粒重（KW）分别比采用WSFM种植的玉米高出13.7％和14.7％，分别比采用CNFM种植的玉米高出38.4％和21.2％。NFPM处理的最大总产量比WSFM和CNFM分别高出41.8和78.8%。此外，与CNFM和WSFM相比，NFPM显著提高了各种氮水平处理下的氮肥利用效率（NUE）。优化氮肥管理有助于农民获得更高的产量，促进可持续农业发展。

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玉米间作促进冠层光截获和根系生长进而增加籽粒产量和氮素利用效率 Xucun Jia, Fuli Li, Zhengyan Miao, Xiaoyong Li, Leikang Sun, Yuepeng Wei, Kangna Yang, Hangzhao Guo, Rui Song, Haipeng Shang, Xianli Feng, Yuxia Li, Rongfa Li, Qun Wang 2026, 25(4): 1451-1462.  DOI: 10.1016/j.jia.2024.11.002 摘要 ( )   PDF   种内间混作有利于增加作物多样性和产量稳定性。如何通过环境友好的方式实现粮食高产和氮素利用效率是一个重大挑战。然而，目前还不清楚玉米品种间混作能否提高氮素利用效率。本研究以不同根夹角和叶夹角的两个玉米品种为试验材料，在4个施氮量水平下（0、140、280、340 kg N ha-1）开展了2年大田试验。在N0、N140、N280施氮量下，玉米间混作显著提高冠层中部光截获、干物质积累量和总根长度。冠层中部光截获与干物质积累量呈正相关关系，并因此增加了产量。同时，结构方程分析表明，冠层光截获与总侧根长度呈正相关关系，而外层节根的总侧根长度的增加显著提高了氮素积累量和氮素利用效率。因此，玉米间混作促进了冠层优化和根系生长，进而提高了籽粒产量和氮素利用效率。这些发现有助于加深对品种间混作协同改善冠层结构和根系性状进而促进籽粒产量和氮素利用效率的理解。

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CRISPR/Cas9 介导的转录抑制子SlMYB32突变诱导番茄果实黄酮醇和黄烷酮积累 Ruining Zhang, Yunlin Cao, Tong Zhang, Yingyue Ma, Jiajia Li, Kunsong Chen, Xian Li 2026, 25(4): 1463-1474.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.11.011 摘要 ( )   PDF   黄酮醇和黄烷酮是重要的生物活性物质，具有多样的药理学活性和保健功能。黄酮醇和黄烷酮生物合成的转录激活研究较为广泛，但相关负调节因子信息很少。CRISPR/Cas9 基因编辑技术可以对基因进行精确修饰，是培育生物强化材料和探索潜在分子机制的重要方法。本研究鉴定了番茄果实中的转录抑制子SlMYB32，基因编辑敲除SlMYB32显著提高了番茄果实黄酮醇与黄烷酮含量，其中槲皮素3-O-芸香糖苷（芦丁）高达1 mg g-1鲜重。转录组分析表明，slmyb32突变体中SlPAL6、Sl4CL3和Sl4CL4及五个候选SlUGTs的基因表达显著提高；双荧光素酶检测与EMSA分析发现SlMYB32可以与SlPAL6和Sl4CL3的启动子结合并抑制其转录活性；此外，slmyb32突变体中27个转录因子发生了显著差异表达，包括与已知类黄酮调控因子聚类在相同分支的2个SlMYBs、2个SlNACs、2个SlAP2s和1个SlWRKY，它们是今后研究SlMYB32调控网络的重要候选转录因子。本研究为果实生物活性物质的改良及黄酮醇和黄烷酮生物合成的负调控机制提供了新见解。

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TEI（Tomato Elongated Internode）基因编码一种GA20ox蛋白调控番茄节间伸长 Xinyi Jia, Hexuan Wang, Chunying Feng, Xinyi Zhang, Guohao Yang, Ping Zhang, Qingjun Fu, Te Wang, Jingfu Li, He Zhang, Jingbin Jiang, Ke Wen, Xiangyang Xu, Huanhuan Yang 2026, 25(4): 1475-1487.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.12.055 摘要 ( )   PDF   理想的植株结构是番茄（Solanum lycopersicum）实现高产的关键因素，而节间长度与节间数量直接影响植株高度，因此研究节间形态的调控机制对番茄遗传改良至关重要。本研究发现一种自然发生的田间突变体—番茄节间伸长突变体（tei），其主要特征为节间更长、叶色更深。通过生理激素检测与显微观察发现，与野生型（WT）植株相比，tei 突变体表现出内源赤霉素 GA3 水平升高、光合能力增强以及茎节间细胞伸长的特点。对 tei 与 WT 的 RNA-seq 分析结果显示，赤霉素代谢途径显著富集。采用 BSA-seq 技术对 tei、WT 及 F2 分离群体进行定位分析，结合分子标记精细定位技术成功定位到候选基因 TEI（番茄节间伸长基因）；该基因编码赤霉素 20 氧化酶（GA20ox）蛋白，其基因编号为 Solyc09g042210。进一步研究发现，TEI 基因启动子区域存在大量单核苷酸多态性（SNPs）与插入缺失突变（InDel），且 tei 突变体茎中 TEI 基因的表达水平显著高于 WT；此外，敲除 TEI 基因可很大程度上消除其对节间伸长的调控作用。综上，本研究提出 TEI 基因是调控 tei 突变体节间伸长表型的主要效应基因。该发现为研究人员提供了新的研究思路，即通过调控赤霉素稳态改良作物品种，最终有望助力培育更优质的番茄品种。

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火龙果果实生长过程中补充蓝光增加果实重量并改变其风味 Qingming Sun, Juncheng Li, Satish Kumar, Ran Yao, Honghua Su 2026, 25(4): 1488-1500.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.11.034 摘要 ( )   PDF   补光技术已被广泛用于果树生产中，但在火龙果上研究较少。本研究从火龙果开花到果实成熟过程中，利用单波长450 nm LED补光灯在田间每晚对其补光四小时，于果实不同发育期检测其果皮和果肉理化参数及代谢物的变化。结果表明，蓝光处理明显增加了果实重量，通过增加果胶含量和延缓半纤维素降解提高了果实硬度，并增强了抗氧化酶活性。蓝光对初级代谢物的影响较小，但对挥发性物质的影响更为明显。蓝光处理可能通过影响丙氨酸、天门冬氨酸和谷氨酸的代谢，促进果实生长，提高果实生物抗性，增加果皮中生物活性成分的积累，并显著改变了果肉中有机酸、酯类和萜类等风味相关挥发性化合物的积累。我们的研究为大田生产中利用补充技术来提高火龙果产量和品质提供了重要参考。

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转录组变化及VvMYBPA1功能分析揭示葡萄抗旱性的分子机制 Shuzhen Jiao, Yaping Huang, Shixiong Lu, Han Wang, Yanmei Li, Juan Mao, Baihong Chen 2026, 25(4): 1501-1518.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.12.028 摘要 ( )   PDF   干旱胁迫对葡萄植株的生长发育具有显著负面影响。砧木嫁接技术虽广泛用于提升葡萄果实品质及抗旱性，但其遗传调控机制尚未明晰。本研究通过对比干旱胁迫下嫁接苗（阳光玫瑰接穗/1103P砧木）与自根苗（阳光玫瑰）叶片以及嫁接苗和自根苗（1103P）根系的生理及转录组发现：嫁接植株通过提升植物激素水平与抗氧化酶活性、降低过氧化氢及丙二醛含量等方式有效缓解了叶片干旱损伤。转录组分析共鉴定到11,855个叶片差异表达基因和11,197个根部差异基因。基于RNA-seq数据的加权基因共表达网络分析（WGCNA）显示，绿黄、黑色、青绿、鲑红及蓝色模块与干旱胁迫显著相关。通路富集分析表明差异表达的基因主要参与植物激素信号转导和MAPK信号通路，同时检测到916个可能调控干旱胁迫的转录因子基因（TFs），分属不同基因家族。通过12个干旱响应基因的实时荧光定量PCR验证了转录组数据可靠性。此外，拟南芥和葡萄愈伤组织中VvMYBPA1基因的过表达均显著增强抗旱性。本研究为解析葡萄干旱适应性的调控机制提供了新见解。

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通过全基因组关联分析鉴定茶树中关键的咖啡碱相关上游基因CsAK Kaixin Rao, Yuting Ouyang, Yanjun Chen, Xiaojing Wang, Ting Liu, Qinfei Song, Shaojuan Zhang, Biao Xiong, Suzhen Niu 2026, 25(4): 1519-1530.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.06.026 摘要 ( )   PDF   咖啡碱（CAF）作为茶叶主要风味成分，是茶饮料广受欢迎的核心元素之一。作为茶树重要的次级代谢产物，不同茶树种质资源间CAF含量呈现显著差异。然而，CAF生物合成的遗传调控机制尚未明晰。在这项研究中，基于贵州高原359份茶树种质资源开展全基因组关联研究（GWAS）以确定与CAF含量相关的遗传变异。共鉴定出19个显著关联的单核苷酸多态性（SNPs）及CAF生物合成关键基因（CsAK）。亚细胞定位分析表明CsAK-GFP融合蛋白位于细胞膜上。通过反义寡核苷酸（AsODN）靶向沉默茶树芽叶CsAK基因，结果显示AsODN处理的茶树中CsAK基因的表达水平显著下调，且CAF含量降低。在真核细胞中过表达CsAK基因可促进CAF生物合成过程中关键中间产物（L-蛋氨酸）的积累。该研究为后续培育具有高或低CAF水平的优良种质资源的茶树育种计划提供了理论依据。

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东方百合1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸还原异构酶（LiDXR）基因的克隆及功能分析（‘索邦’百合） Xinyue Zhang, Jingqi Dai, Fan Jiang, Tao Yang, Jinzhu Zhang, Jie Dong, Jinping Fan 2026, 25(4): 1531-1543.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.11.002 摘要 ( )   PDF   花香是园林植物重要的观赏形态。萜类化合物中的单萜类是百合花香的主要成分。1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸还原异构酶（DXR）参与了甲基赤藓糖醇磷酸（MEP）途径的第二酶促反应，负责单萜的合成。然而，DXR基因在索邦百合花单萜合成途径中的作用尚不清楚。本研究以东方百合‘索邦’为实验材料，利用早期转录组学数据选择差异表达的LiDXR基因。结果表明，这与百合花期花物质从合成到终止的速率过程具有较高的一致性。因此，我们克隆了LiDXR基因并进行了生物信息学分析，共编码472个氨基酸。LiDXR基因在索邦半开放期表达量最高，花瓣中LiDXR基因的表达量显著高于其他花器官。亚细胞定位结果表明，LiDXR蛋白定位于叶片表皮细胞叶绿体中。病毒诱导的基因沉默（VIGS）实验表明，沉默LiDXR可以通过下调MEP通路下游TPS基因的表达来降低单萜烯水平。同时，HS-SPME-GC-MS分析结果显示，沉默处理后百合花总挥发性萜含量显著降低。过表达植株拟南芥和矮牵牛的结果表明，转基因植株生长潜力更强，开花时间提前。GC-MS结果表明，转基因牵牛花的挥发性总萜含量比野生型高78%。LiDXR基因的过表达会影响MEP通路基因的表达水平，进而影响MEP通路下游包括单萜在内的萜类物质的合成。本研究旨在分析LiDXR基因的功能，为百合及观赏植物的花香育种提供理论依据。

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假禾谷镰孢分泌蛋白Fp00392作为致病因子及PAMP分子的研究 Qian Yang, Jing Wang, Jixiang Sun, Sijing Gao, Hang Zheng, Yuemin Pan 2026, 25(4): 1556-1565.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.02.030 摘要 ( )   PDF   小麦茎基腐病主要病原菌 ——假禾谷镰孢在侵染寄主过程中会向寄主体内分泌大量蛋白，以调节寄主的免疫反应或增强其致病性。本研究发现一个能够在本氏烟草叶片中诱导细胞死亡的假禾谷镰孢分泌蛋白 Fp00392，并发现纯化的 Fp00392 蛋白在本氏烟草中能够激活活性氧爆发、胼胝质沉积以及防御相关基因的上调。另外，在本氏烟草中的VIGS 实验表明，Fp00392 引发的细胞死亡不依赖 BAK1 和 SOBIR1。而且，Fp00392 的转录水平在假禾谷镰孢侵染期间显著上调。敲除 Fp00392 能显著减弱假禾谷镰孢对小麦胚芽鞘的致病性，并且会影响假禾谷镰孢对H2O2 和刚果红的敏感性。总体来说，这些结果表明 Fp00392 不仅能作为 PAMP分子以诱导植物免疫反应，还能作为致病因子促进假禾谷镰孢对小麦的侵染。

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水稻干尖线虫效应子AbPFN3通过与多个寄主蛋白的互作促进线虫的侵染与寄生 Xin Huang, Yuankai Chi, Wei Zhao, Wenkun Huang, Deliang Peng, Rende Qi 2026, 25(4): 1566-1574.  DOI: 10.1016/j.jia.2024.08.013 摘要 ( )   PDF   水稻干尖线虫（Aphelenchoides besseyi）可侵染水稻、大豆、棉花等多种作物，给农业生产造成严重损失。目前水稻干尖线虫效应子的研究较少，该线虫的侵染分子机制仍不明确。研究水稻干尖线虫的致病分子机理，找到致病的关键靶标，对于水稻干尖线虫绿色防控技术的开发具有重要的意义。本研究使用原位杂交、qPCR、Co-IP/MS、BiFC、转基因过表达等技术对水稻干尖线虫分泌的一个关键致病效应子AbPFN3的功能进行了解析。AbPFN3基因全长381 bp，编码氨基酸长度126 aa。序列分析显示，AbPFN3与马铃薯白线虫的GpPFN3的序列相似性最高，为59.52%；AbPFN3具有典型的profilin蛋白结构域，但不具有信号肽和跨膜结构域。通过qPCR证实了AbPFN3在幼虫中高表达，使用原位杂交的方法得出AbPFN3是一个在食道腺特异表达的基因。亚细胞定位显示，AbPFN3被定位于内质网、叶绿体等多个细胞器上。使用Co-IP/MS、pull-down和BiFC等方法探究AbPFN3与寄主蛋白的互作，明确了水稻中与AbPFN3存在互作关系的蛋白有OsAAC1、OsBAP31和OsSAUR50，同时确定了这种互作发生在内质网、细胞质和质膜等多个细胞器中。在拟南芥中稳定表达AbPFN3基因后，植株的表型产生了明显变化，转基因拟南芥的株高显著高于野生型。在基因表达层面，转基因拟南芥中AAC1和BAP31基因的表达量显著上调，相反RGA2和SAUR50的表达量显著下调。综上所述，水稻干尖线虫AbPFN3是一个由食道腺分泌的效应子，与多个寄主蛋白存在互作关系，可能通过影响寄主的细胞发育、防卫反应、能量运输等过程促进水稻干尖线虫的侵染。本研究丰富了对水稻干尖线虫效应子分子互作模式的认识，证实了水稻干尖线虫的效应子可以通过与多个寄主蛋白的互作对寄主的多个生物学过程进行调控，进而促进线虫的侵染和寄生。

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豇豆品种抗普通大蓟马的田间抗性评价及基于代谢组学的抗性机制解析 Yunchuan He, Yang Gao, Qiulin Chen, Zheyi Shi, Hainuo Hong, Jiamei Geng, Ying Zhou, Zengrong Zhu 2026, 25(4): 1575-1585.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.05.007 摘要 ( )   PDF   大蓟马（Megalurothrips usitatus）对中国海南省豇豆产业造成重大经济损失，但全球范围内关于抗大蓟马品种的报道仍然有限。本研究通过连续两年的田间试验评估了210份豇豆种质资源的抗虫性，并深入研究了筛选出的抗性品种IZJU0044的抗虫机制。生理指标测定表明，和感虫品种IZJU0120相比，抗虫品种IZJU0044在蓟马取食前后的总黄酮和单宁含量，以及脂氧合酶和β-1,3-葡聚糖酶活性均较高。蓟马取食显著诱导豇豆花中黄酮类物质的生物合成，其中抗虫品种IZJU0044的组成型与诱导型木犀草素含量均显著高于感虫品种IZJU0120。室内毒力测定初步表明木犀草素对普通大蓟马具有致死作用。进一步研究发现，蓟马取食强烈诱导IZJU0044中木犀草素合成相关基因（查尔酮异构酶，CHIs）的表达，表明木犀草素可能是该品种抗虫性的关键物质。本研究为抗蓟马品种的分子育种提供了理论依据。

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基于植株清洗液eDNA宏条形码技术监测农田节肢动物多样性 Xiaoxiao Song, Cong Dang, Ran Li, Fang Wang, Hongwei Yao, David W. Stanley, Gongyin Ye 2026, 25(4): 1586-1596.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.07.014 摘要 ( )   PDF   节肢动物在作物生产中扮演着传粉者、捕食者和害虫的重要角色。因此，了解节肢动物的生物多样性有助于了解农业生态系统的健康、功能和服务。传统调查方法耗时长、成本高，而且依赖于日益缺失的分类学专业知识，从而可能限制其在农业中的应用。环境 DNA（eDNA）指对不同环境样本进行宏条形码测序，从而获得有关物种组成的宝贵信息，而且该方法可以高效、非侵入性地取样。然而，很少有研究在稻田中使用这种方法。本研究使用不同的条形码引物研究了四种稻田样品，包括水稻植株清洗液（RPCF）、水稻花粉、稻田土层和稻田水层，以确定监测稻田节肢动物多样性最合适的样品。另外，我们在转Bt（Bacillus Thuringiensis）基因和非转Bt基因稻田中应用了这种方法，以研究其在生物多样性监测方面的潜力。结果表明，COI基因的引物（mlCOIintF/jgHCO2198R）扩增效果最好，可以注释到的稻田节肢动物种类最多。与吸虫器取样相比，水稻植株清洗液作为eDNA样品时鉴定到的节肢动物种类增加了15%。在水稻抽穗期对水稻花粉进行eDNA宏条形码测序也检测到了大量丰富的节肢动物种类。转Bt基因和非转Bt基因稻田的节肢动物α多样性和群落组成没有差异，这与传统调查方法的结果一致。我们的研究结果表明，对植物清洗液进行eDNA宏条形码分析有可能改善农业节肢动物群落的监测现状，从而优化农业生产。

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基于CRISPR/Cas12a系统现场快速检测绵羊FecBB基因型 Tingjie Wu, Jiayuan Sun, Lijin Lu, Chen Wang, Shiwei Zhou, Yulin Chen, Xinjie Wang, Xiaolong Wang 2026, 25(4): 1597-1605.  DOI: 10.1016/j.jia.2024.05.013 摘要 ( )   PDF   长期以来，提升繁殖力是畜禽育种的重要目标。BMPR1B是影响绵羊产羔数性状的关键基因，该基因外显子上第746位A突变为G，形成了FecBB突变。与野生型绵羊相比，携带FecBB突变的绵羊群体产羔率明显更高。因此，开发一种快速、准确、适用多场景的FecBB突变检测方法用于高繁绵羊群体的选育，对促进肉羊产业发展意义重大。本研究将CRISPR/Cas12a系统与重组酶聚合酶扩增（RPA）技术相结合，通过在RPA引物上设计单个错配碱基，形成Cas12a所需的原间隔邻接基序（PAM）序列。随后，采用双crRNA策略，在CRISPR RNA（crRNA）中引入错配碱基，筛选出荧光检测结果可肉眼区分的高信噪比crRNA组合。通过使用核酸释放剂进行DNA样本制备，避免了传统基因组DNA提取的复杂步骤，进一步缩短了检测时间。最终，本研究对来自4个品种（系）的56只绵羊血液样本进行检测，结果与Sanger测序结果高度一致，验证了该方法的准确性。总之，本研究基于CRISPR/Cas12a系统和RPA技术为绵羊FecBB突变基因分型提供了一种快速简便、可现场使用的检测方法，本研究是首个结合RPA技术与CRISPR/Cas12a检测系统应用于动物重要经济性状SNP分型方法，理论上适用于任何SNP位点，该方法有望提高家畜育种中SNP突变检测的效率。

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日粮可溶性与不可溶性纤维配比对断奶仔猪肠道菌群、代谢物及炎症影响的多组学分析 Yetong Xu, Chengyu Zhou, Yingying Lu, Xutong Guo, Minyue Zong, Junwei Zhu, Pan Zhou, Jiaman Pang, Xie Peng, Zhihong Sun 2026, 25(4): 1606-1618.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.05.013 摘要 ( )   PDF   背景和目的：不同类型的日粮纤维在改善动物肠道健康和整体表现方面发挥着重要作用，但对补充不同比例的可溶性和不可溶性纤维（SDF：IDF）与肠道炎症的关系、其对微生物群和代谢物的影响以及潜在机制的全面评估仍不清楚。本研究旨在研究不同SDF:IDF比例高纤维日粮对断奶仔猪的生长性能、肠道屏障完整性、微生物群及代谢物组成的影响。方法：选用28日龄断奶仔猪，饲喂日粮包括基础日粮（CON）和三种高纤维日粮，SDF:IDF比例分别为0.37、0.25和0.13（HF-0.37、HF-0.25和HF-0.13组），每个处理组10个重复，每个重复2头猪，试验期28天。结果：纤维处理对断奶仔猪生长性能没有显著影响，第 14 天，HF-0.37 组仔猪的干物质表观消化率显著高于 HF-0.25 组和 HF-0.13 组（P < 0.05）。在第14天和第28天，HF-0.37组的结肠肿瘤坏死因子-α、白介素（IL）-1β、IL-6和IL-8的含量较CON、HF-0.25和HF-0.13组显著增加（P < 0.05）。第14天和第28天，HF-0.25组的血浆D-乳酸和内毒素水平较CON组显著降低（P < 0.05），而HF-0.25和HF-0.13组的仔猪结肠紧密连接蛋白zonula occludens 1表达与CON和HF-0.37组相比在第14天时上调（P < 0.05）。在转录水平上，三种高纤维日粮影响了肠道中与炎症和免疫反应相关的信号通路。HF-0.25组在第14天上调了仔猪结肠中的3-吲哚丁酸、烟酸和3-甲基硫丙胺水平，并在第28天降低了一些小肽的水平。结论： HF-0.25日粮纤维组，对仔猪的肠道完整性具有积极影响，这可能与结肠中肠道代谢物的变化有关，而HF-0.37和HF-0.13日粮纤维组对断奶仔猪的肠道完整性影响有限。创新性：本研究通过综合微生物组学、转录组学和代谢组学分析，创新性地探索了不同比例的可溶性和不可溶性膳食纤维对断奶仔猪肠道完整性的影响。

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饲粮中添加β-羟基丁酸钠对幼龄山羊瘤胃微生物群落和瘤胃上皮营养代谢的影响 2026, 25(4): 1619-1635.  DOI: 10.1016/j.jia.2024.11.016 摘要 ( )   PDF   β-羟基丁酸（β-Hydroxybutyric acid, BHBA）在宿主中具有提供能量、调节信号通路以及改善肠道微生物群等多种功能。然而，BHBA在促进幼龄反刍动物瘤胃上皮发育方面的营养机制尚不明确。本研究旨在通过饲粮中添加β-羟基丁酸钠（BHBA-Na）来探讨其对幼龄山羊瘤胃发育的影响。试验选用12只30日龄的雌性海门山羊，随机分为两组：对照组（CON）饲喂基础日粮，处理组饲喂基础日粮并额外添加6克/天的BHBA-Na。试验周期30天，所有山羊在60日龄时屠宰。通过多组学联合分析，包括瘤胃微生物群、瘤胃上皮转录组和瘤胃上皮代谢组，系统研究了BHBA-Na对瘤胃发育的影响。研究结果表明，BHBA-Na显著提高了幼龄山羊的生长性能，包括体重、平均日增重（ADG）和干物质采食量（DMI）（P<0.05）。同时，BHBA-Na促进了瘤胃重量的增加和瘤胃上皮的发育（P<0.05）。在微生物群方面，处理组瘤胃中多种有益细菌的丰度显著提高，如纤维杆菌属（Fibrobacter）、琥珀弧菌属（Succinivibrio）和梭菌目（Clostridiales）。瘤胃上皮转录组学和代谢组学的分析表明，补充BHBA-Na对瘤胃上皮的营养代谢产生了显著影响，激活了“脂肪酸代谢”、“胆固醇稳态”、“活性氧（ROS）通路”和“过氧化物酶体”通路（P<0.05）。此外，与这些通路相关的基因（如HMGCS2、ECSH1、ACAA2、ECH1、ACADS）和代谢物（如琥珀酸、α-酮异戊酸等）也呈现出显著上调（P<0.05），表明瘤胃上皮通过挥发性脂肪酸（VFA）分解获得能量，以促进其发育。此外，研究发现生长表型、瘤胃微生物群、宿主基因表达和上皮代谢物之间存在紧密的相关性。综上所述，BHBA-Na可能通过增强DMI、调节瘤胃微生物群及瘤胃上皮的VFA和氨基酸代谢，促进幼龄山羊的生长及瘤胃发育。这项研究揭示了BHBA-Na在反刍动物营养代谢中的新作用，为幼龄反刍动物的瘤胃发育提供了新的调控策略。

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H9亚型禽流感病毒HA蛋白广谱性B细胞和T细胞表位的筛选与鉴定 Keji Quan, Nan Zhang, Mengqi Lin, Yuan Liu, Yue Li, Qun Hu, Maoshun Nie, Tao Qin, Jingzhi Li, Hongwei Ma, Sujuan Chen, Daxin Peng, Xiufan Liu 2026, 25(4): 1636-1646.  DOI: 10.1016/j.jia.2024.07.005 摘要 ( )   PDF   H9N2亚型禽流感病毒（Avian influenza virus，AIV）在我国持续存在，对养鸡业造成了严重的经济损失。疫苗免疫接种是目前主要的防控手段，但由于病毒的不断变异，现有疫苗的免疫效果并不理想。H9N2亚型AIV的血凝素蛋白（HA）是主要免疫原，其中HA1易发生变异，而HA2相对比较保守，本研究目的是筛选和鉴定HA1蛋白上的广谱性抗原表位。通过对华东地区分离的H9N2亚型AIV HA氨基酸序列进行系统发育分析和血清学试验筛选不同抗原群的代表株，以其HA1氨基酸序列为模板，合成了一个重叠多肽库。利用不同来源H9N2亚型AIV免疫血清对重叠多肽库进行扫描，以免疫抗体产生和动物攻毒保护试验鉴定B细胞表位，以淋巴细胞增殖和ELISpot鉴定T细胞表位。结果显示H9N2亚型AIV分离株在遗传进化上均属于h9.4.2.5分支，并进一步分化成两个不同的亚分支。交叉血凝抑制和微量中和试验结果显示Group 1血清与Group 2抗原HI平均效价差值为22.86，Group 2血清与Group 1抗原HI平均效价差值为23.2；Group 1血清针对Group 1和Group 2毒株的平均中和效价分别为213.89和210.58；Group 2血清针对Group 1和Group 2毒株的平均中和效价分别为26.70和212.33。血清和病毒的反应性呈现明显的分群现象，且与遗传进化分析的分群具有一致性。在此基础上，选取了两个分支中的3个代表性毒株A/chicken/Jiangsu/JY040218C/2019、A/pigeon/Jiangsu/JY020616/2019和A/chicken/Jiangsu/WX090312/2018的HA1作为合成模板，我们鉴定出4个区域（H9-2/3、H9-20/21、H9-26、H9-29/30/31）的肽段显示出广谱反应性。多肽免疫试验结果显示，肽段H9-21 (219RIFKPLIGPRPLVNGLMGRI239)、H9-26 (269SGESHGRILKTDLKMGSCTV289) 和 H9-30 (309YAFGNCPKYIGVKSLKLAVG329) 能有效诱导抗体产生，并对亲本病毒JY040218C提供部分保护效力。淋巴细胞增殖和ELISpot分析结果表明，肽段H9-15 (159MRWLTQKNNAYPTQDAQYTN179)、H9-22 (229PLVNGLMGRINYYWSVLKPG249) 和 H9-23 (239NYYWSVLKPGQTLRIKSDGN259) 能有效刺激不同H9N2 AIV免疫后的鸡外周血淋巴细胞增殖，并诱导INF-γ的表达。因此，本研究鉴定出了5个新的H9 HA1细胞表位：H9-15、H9-22、H9-23、H9-26和H9-30，其中H9-26被认为是最佳的B细胞表位，而H9-22则被认为是最佳的T细胞表位。这些表位具有广谱的免疫反应性，通过靶向这些表位进行疫苗设计和检测方法研发，有望提高H9N2亚型禽流感的防控效果。

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秸秆质量通过活的微生物或微生物残体途径影响中国东北黑土区土壤有机碳的形成 Qilin Zhang, Xiujun Li, Guoshuang Chen, Nana Luo, Shufeng Zhang, Ezemaduka Anastasia Ngozi, Xinrui Lu 2026, 25(4): 1647-1663.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.09.020 摘要 ( )   PDF   土壤有机碳（Soil Organic Carbon, SOC）作为陆地生态系统的最大碳库，对土壤质量具有显著影响。秸秆还田是一种公认的提升土壤碳固存的有效措施。本研究通过为期365天的培养实验，在黑土中添加1%质量比的¹³C标记玉米秸秆的茎（ST）、叶（LE）和鞘（SH）组织后，定量评估秸秆碳（SDC）对土壤有机碳组分（包括游离态颗粒有机碳（fPOC）、闭蓄态颗粒有机碳（oPOC）和矿物结合有机碳（MAOC））的贡献，并探究了微生物群落与碳组分之间的关系。结果表明，与对照相比，ST、LE和SH处理均增加SOC、fPOC和MAOC含量，增加幅度分别是4.8-19.5%、35.7-49.5%和1.6-3.9%。LE处理的SDC-SOC和SDC-MAOC含量较ST和SH处理分别高29.1-38.1%和17.5-44.5%，而SH处理的SDC-oPOC含量则高于LE处理3.1%。各处理的磷脂脂肪酸（PLFA）含量随培养时间呈持续下降趋势，而微生物残体含量在培养前期保持波动，后期呈现明显上升趋势。结构方程模型进一步揭示，ST处理的木质素和氮含量的比值（LigN）与SDC-fPOC呈负相关；SH处理的细菌多样性与LigN呈负相关，而与SDC-oPOC呈正相关；LE处理中微生物残体与SDC-MAOC呈显著正相关。这表明颗粒有机碳动态主要受秸秆化学特征的调控，而矿物结合有机碳的形成则同时受微生物残体特征和秸秆化学特征的共同影响。研究结果将深化了我们对秸秆质量通过调控微生物群落影响土壤有机碳周转与稳定机制的认识，为制定提升土壤肥力政策和促进秸秆资源高效利用提供了重要理论依据。

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生物降解地膜覆盖有助于增强节水型水稻生产中的根系发育和产量提升 Haihe Gao, Changrong Yan, Joann K. Whalen, Wenqing He, Hongjin Liu, Jixiao Cui, Daozhi Gong, Karen Mancl, Qin Liu, Xurong Mei 2026, 25(4): 1664-1674.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.07.015 摘要 ( )   PDF   针对节水水稻种植体系中水资源高效利用与稳产高产的双重难题，本研究在我国东北地区创新引入生物降解地膜覆盖技术。通过系统比较水稻无覆盖与覆盖条件下持续灌溉、控制灌溉及滴灌模式的效果，研究发现：生物降解地膜覆盖显著提升了水稻生长前期地温及保墒能力；其中，生物降解地膜覆盖下持续灌溉模式的水稻产量最高（9.4吨/公顷），净利润约1.18万元/公顷；而生物降解地膜覆盖下滴灌模式的节水效果最优，用水量最少（235 mm），水分生产力最高（1.25 kg m-3）。研究进一步揭示，0-40厘米土层中水稻的根长、根重及根表面积（尤其在幼穗分化期）与水分生产力、干物质累积及产量呈显著正相关。这表明，根系形态的优化是提升产量和节水效率的关键内在因素。综上所述，生物降解地膜覆盖通过优化根区微环境、高效驱动根系发育，协同实现水稻种植体系的资源节约与稳产高产目标。

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植物群落微量营养元素通过改变植物生长、繁殖和生存权衡调节土壤碳储量 Yi Zhou, Shenghua Chang, Xiaojuan Huang, Wenjun Wang, Fujiang Hou, Yanrong Wang, Zhibiao Nan 2026, 25(4): 1675-1686.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.06.015 摘要 ( )   PDF   尽管微量营养元素在植物代谢过程和碳循环中发挥着重要作用，但人们对微量营养元素调节植物群落性状的机制仍然知之甚少。在这里，我们利用一项长期试验来探究沿降水梯度上植物群落微量营养元素和性状的潜在机制。结果表明，随着时间的推移，植物群落倾向横向生长和无性繁殖。从1985年到2022年，典型草原北部植物群落铁含量增加了18.8%，而南部则减少了25.2%。此外，北部植物群落的生长和繁殖权衡对微量元素含量和吸收效率都很敏感。其中，植物群落的锰和锌含量会促进纵向生长，但锌和铁的吸收效率会阻碍有性生殖。此外，土壤水分和人均 GDP 分别是北部和南部微量营养元素变化的主要驱动因素。降水量的波动主要调节所有地点的群落性状。在干旱地区，微量营养元素驱动的繁殖变化通过平衡生物量分配来稳定土壤碳储量。这些发现有助于我们更好地理解植物微量营养元素、性状和土壤碳储量之间的耦合关系，从而为在全球变化情景下制定科学的草原保护战略提供依据。

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基于中红外与便携式X射线荧光光谱的传感器融合提升土壤属性预测精度 Junwei Wang, Qi Zou, Huimin Yuan 2026, 25(4): 1687-1699.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.09.028 摘要 ( )   PDF   及时、准确地获取土壤养分信息对保障全球粮食安全和农业可持续发展至关重要。本研究利用中红外光谱（MIR）和便携式X射线荧光光谱（pXRF）两种近地传感技术，通过四种传感器融合策略：直接融合（DC）、基于稳定性竞争性自适应重加权采样（sCARS）和最小绝对收缩和选择算子（LASSO）算法的特征融合（sCARS-C、LASSO-C）、基于顺序正交偏最小二乘法（SO-PLS）算法的多模块融合和基于Granger-Ramanathan模型平均（GRA）算法的决策融合，以提升13种土壤属性的预测精度。研究结果表明：单一传感器模型（MIR或pXRF）可准确预测土壤有机质（SOM）、全氮（TN）、有效磷（AP）、钙（Ca）、铁（Fe）、锰（Mn）和pH（Rp2≥0.78, RPDp≥2.13），但对全钾（TK）、镁（Mg）、铜（Cu）、锌（Zn）、速效钾（AK）和全磷（TP）（Rp2≤0.75, RPDp≤1.99）的预测能力有限。DC模型显著提升了Mg（Rp2=0.76, RMSEp=358.76 mg kg-1, RPDp=2.03）和TK（Rp2=0.75, RMSEp=775.96 mg kg-1, RPDp=2.00）的预测精度。LASSO-C模型对AP、AK、TP、Zn、Mn和Cu的预测精度优于DC模型，其中AP（Rp2=0.89, RMSEp=21.37 mg kg-1, RPDp=3.01）和Zn（Rp2=0.80, RMSEp=9.88 mg kg-1, RPDp=2.32）为最优结果，这归因于LASSO算法有效地从MIR和pXRF全光谱数据中提取了特征变量，提高了预测精度。GRA模型对TP、pH、AK和Cu的预测精度最高，其Rp2值分别为0.80、0.82、0.82和0.65，RMSEp值分别为129.21 mg kg-1、0.13、48.38 mg kg-1和3.87 mg kg-1，RPDp值分别为2.23、2.34、2.37和1.67。考虑到成本效益，推荐使用MIR光谱预测SOM、TN和Ca（Rp2≥0.88, RPDp≥2.87），使用pXRF光谱预测Ca、Fe和Mn（Rp2≥0.80, RPDp≥2.22）。因此，本研究证明了MIR与pXRF传感器融合在提升关键土壤养分预测精度的有效性，尤其对土壤有效养分和微量元素。

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融合先验知识与多时相遥感影像提升盐碱-黑土交错区土壤有机质含量制图精度 Depiao Kong, Chong Luo, Huanjun Liu 2026, 25(4): 1700-1715.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.06.003 摘要 ( )   PDF   使用遥感技术进行土壤有机质 (SOM) 监测对于现代土地资源管理和环境保护至关重要。然而在土壤类型复杂、环境变量差异明显的盐碱-黑土交错区绘制 SOM 仍然具有挑战性。本研究整合先验知识，将吉林省分为盐碱区和黑土区，获取2019年至2023年吉林省裸土时期（4月至7月）的所有Sentinel-2影像。将 Sentinel-2 图像分为三个时间窗口（DOY 90-120、DOY 120-150 和 DOY 150-180），系统地评估了时间窗口、光谱指数（盐分指数、植被水分指数）、环境变量（地形和气候）以及局部回归在盐碱-黑土交错区的SOM含量制图潜力。结果表明：（1）盐碱区与黑土区SOM制图的最优时间窗口均为DOY 90-120；（2）加入盐度指数可提高盐碱区 SOM 制图精度，但会降低黑土区 SOM 制图精度，而植被水分指数可提高这两个地区的精度；（3）加入环境变量可以提高所有地区的SOM制图精度，其中黑土区地形变量相对重要，盐碱区气候变量相对重要；（4）基于盐碱区和黑土区分区的局部回归在SOM制图精度上优于整体回归，但其不确定性更高。研究表明将先验知识与多时相遥感影像的融合，可以显著提高盐碱-黑土交错区SOM制图精度，进而为不同土壤类型区域的精准管理和保护提供科学依据。

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基于多源遥感数据的黑龙江省农业干旱监测 Chenfa Jiang, Changhui Ma, Sibo Duan, Xiaoxiao Min, Youzhi Zhang, Dandan Li, Xia Zhang 2026, 25(4): 1716-1730.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.04.027 摘要 ( )   PDF   农业是社会经济发展的基础，受到天气和气候条件的高度影响。干旱是农业发展和粮食安全面临的最严重威胁之一。目前，基于气象站的地面干旱监测和基于遥感数据的干旱监测均存在局限性，包括更新频率低、覆盖范围有限和精度不足。为了监测中国黑龙江省的农业干旱，本研究利用多源遥感数据，整合降水、地表温度、土壤湿度和植被指数，构建了不同时间尺度(3、6、9和12个月)的多源复合干旱指数(MCDIs)。本研究利用多种遥感数据计算了一系列单一干旱指数，包括降水条件指数(PCI)、土壤湿度条件指数(SMCI)、植被条件指数(VCI)和温度条件指数(TCI)，并采用多变量线性回归方法将这些指数整合为MCDIs。分析结果表明，与单一干旱指数相比，MCDIs与标准化降水蒸散指数(SPEI)具有更高的相关性。在不同MCDIs与受灾作物面积及主要粮食产量的相关性分析中，MCDI-9与受灾作物面积的相关性最高，而 MCDI-12与粮食产量的相关性最高。这表明，不同时间尺度下的 MCDI-9和 MCDI-12是农业干旱的更优指标。MCDI 的时空分析结果表明，黑龙江省的干旱主要发生在早春，并逐渐从大兴安岭地区向东南平原扩展。随后干旱在夏季逐渐缓解，并在秋收期结束。因此，本研究构建的MCDIs可作为黑龙江省及类似地区有效的干旱监测方法和指标。

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大麦花粉淀粉积累缺陷相关雄性不育基因msgN13401的精细定位 Qi Liu, Zhidong Qi, Chaofan Li, Zhenghan Chen, Wenqian Liu, Baoshen Liu, Chaozhong Zhang, Jiajie Wu, Juan Qi, Fei Ni 2026, 25(4): 1731-1735.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.12.077 摘要 ( )   PDF   大麦（Hordeum vulgare L.）是全球第四大谷物作物，也是酿造工业的重要原料和畜牧业的主要饲料来源。杂种优势利用是提升作物产量的重要途径，而雄性不育基因及其突变体为杂交种选育或生产提供了关键遗传资源。本研究所用雄性不育材料N13401来源于大麦品种Tamalpais的甲基磺酸乙酯（EMS）诱变群体，表现出完全雄性不育；其不育表型由单隐性基因msgN13401控制。细胞学观察显示，突变体绒毡层与中间层可正常降解，但花粉粒淀粉积累异常并最终导致雄性不育。利用两个F₂分离群体，我们将msgN13401定位在侧翼标记pMS124M17与pMS124M16之间约0.9 cM的遗传区间内，对应Morex V3参考基因组中约576.9 Kb的物理区域。该区间共注释有38个基因，其中23个为高置信度基因；在这些高置信度基因中，有17个在花药中表达。对N13401进行重测序并与Tamalpais参考基因组比较，我们发现仅有一个高置信度基因存在序列变异。此外，在15个低置信度基因中，有两个基因也检测到碱基突变。基于上述突变特征与表达模式，我们筛选出三个候选突变：包括一个编码吡咯啉-5-羧酸还原酶（pyrroline-5-carboxylate reductase, P5CR）基因启动子区的突变、一个编码螺旋-发夹-螺旋（helix-hairpin-helix, HhH）基序基因的移码突变，以及一个编码液泡铁转运类似蛋白（vacuolar iron transporter-like, VTL）的错义突变。这三个候选基因均不同于已鉴定的大麦雄性不育基因位点，相关研究结果为进一步解析花粉淀粉积累的分子机制及推进大麦杂交育种提供了有效线索和遗传材料。

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一种基于 CRISPR/Cas12a单拷贝灵敏度的猪德尔塔冠状病毒快速可视化检测方法的建立 Zezhao Cao, Zi Li, Kaikai Jin, Zanheng Huang, Ruijie Hu, Junchao Shi, Huabo Yu, Gaili Wang, Wenqi He, Hualei Wang, Yungang Lan, Haili Zhang 2026, 25(4): 1736-1739.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.07.030 摘要 ( )   PDF   猪德尔塔冠状病毒（PDCoV）感染可引发仔猪严重腹泻、脱水和死亡，是一种急性、高度接触性传染病，严重威胁养猪业的可持续发展。此外，PDCoV 还具有跨物种传播潜力，带来重大公共卫生安全风险。因此，建立快速、准确的诊断方法对于有效防控该病至关重要。本研究开发了一种将逆转录重组酶辅助扩增（RT-RAA）与 CRISPR/Cas12a 系统相结合的单管封闭式可视化检测方法。该方法全程在封闭系统内进行，可有效避免开盖操作导致的气溶胶污染及假阳性风险。该方法灵敏度高，在40分钟内可检测低至 3.9 拷贝/μL的阳性质粒及低至 100.8 TCID50/0.1 mL 的PDCoV。此外，该方法特异性良好，与猪血凝性脑脊髓炎病毒（PHEV）、伪狂犬病病毒（PRV）、猪圆环病毒 2 型（PCV2）和猪圆环病毒 3 型（PCV3）均无交叉反应。在临床样本检测中，其检测结果与 RT-qPCR 检测结果符合率为100%。综上所述，该方法具有高灵敏度、高特异性和快速简便的特点，有望成为 PDCoV 感染早期诊断的可靠手段，为 PDCoV 疫情的有效防控提供技术支持。