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2026年, 第25卷, 第5期
刊出日期：2026-05-20 上一期   

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水稻合成生物学研究进展：从主粮优化到功能超越 Chenchen Zhang, Yan Wang, Lu Chen, Xixi Wang, Sheng Teng 2026, 25(5): 1741-1759.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.12.036 摘要 ( )   PDF   合成生物学是一门运用工程学原理设计并构建新型生物系统或生命体的交叉学科。合成生物学最初以微生物系统为主要研究对象，目前已拓展至植物体系。植物合成生物学为应对农业与人口健康领域的全球性挑战提供了富有前景的解决方案。水稻作为全球主要粮食作物及植物科学研究的模式物种，已成为该领域的关键研究平台。近年来，研究人员在基于多重基因组编辑的基因组工程、新一代杂交稻的合成、无融合生殖的诱导、光合与固氮途径的重构，以及微量营养素、药物分子、治疗性蛋白与多肽的生物合成等方面取得了重要进展。本文系统综述了水稻合成生物学领域的最新研究成果，总结了当前发展态势，并对未来研究方向进行了展望。

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哌嗪类农药生物活性及作用机理的研究进展与展望 Yanju Wang, Baoan Song 2026, 25(5): 1760-1787.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.06.005 摘要 ( )   PDF   哌嗪是一种含氮杂环化合物，在化合物的结构衍生物中通常用作中间连接基团。含哌嗪的杂环类药物在医学上有许多商业用途，也用于农药。例如，哌嗪环是系统性杀菌剂嗪氨灵的关键结构元素。哌嗪因其对哺乳动物急性毒性低而备受关注，成为近年来杂环农药研究的热点之一。哌嗪类衍生物的农药活性及其作用机理已被广泛研究。本文对1971-2025年间哌嗪类衍生物的农药生物活性和作用机理进行了综述。讨论了哌嗪类衍生物的农业抗真菌、杀虫、抗植物病毒、除草、杀螨和抗细菌活性，并综述了相关衍生物的分子作用机理。此外，我们还提出了哌嗪结构的未来衍生方向，并对其抗植物病毒和抗菌作用机制的发展方向进行了展望。

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多功能金属有机框架材料赋能绿色农业：应用与展望 Lianjie Wan, Fei Ma, Jianmin Zhou, Changwen Du 2026, 25(5): 1788-1812.  DOI: 10.1016/j.jia.2026.01.007 摘要 ( )   PDF   现代农业正面临前所未有的挑战：全球人口增长、耕地资源有限、淡水资源匮乏以及农用化学品低效使用已引发严重的环境退化。农药、重金属、微塑料、抗生素、养分径流和温室气体等污染物正威胁生态系统稳定性、粮食安全及人类健康。金属有机框架材料凭借其可调控结构、高孔隙率和多功能性，成为解决这些问题的潜力材料。本文全面综述了基于MOF的农业解决方案的最新进展，涵盖提升结构稳定性并遵循循环经济原则的绿色合成策略。其应用主要涉及三大领域：污染物修复、可持续技术（如大气水收集、海水淡化和绿氨合成）以及智慧农业系统。后者能够实现农用化学品的可控释放与实时传感监测。最后，本文探讨了当前面临的挑战（包括成本、生物安全和规模化），并展望了人工智能辅助设计、可回收性提升、规模化生产及面向绿色智慧农业的多功能集成等前瞻性研究方向。

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利用小麦-粗山羊草渐渗系鉴定和精细定位籽粒蛋白含量主效qGPC4D Yijun Wang, Jinhao Han, Tenglong Zhang, Mengjia Sun, Hongyu Ren, Cunyao Bo, Yuqing Diao, Xin Ma, Hongwei Wang, Xiaoqian Wang 2026, 25(5): 1813-1821.  DOI: 10.1016/j.jia.2024.07.029 摘要 ( )   PDF   小麦是一种重要的粮食作物，对粮食安全和人类健康至关重要。提高小麦品质已成为育种家满足市场日益增长的需求的重要任务。本研究以高产小麦品种济麦22和粗山羊草Y215为亲本构建了一套小麦-粗山羊草渐渗系。利用55K SNP芯片鉴定群体基因型并筛选出2727个高质量的SNP，同时测定两个环境下的籽粒品质相关性状。通过QTL分析鉴定出8个与籽粒蛋白质含量、淀粉含量和湿面筋含量相关的QTL。其中，qGPC4D为具有环境稳定性的主效QTL，其有利等位基因来自粗山羊草Y215。随后，利用渐渗系进一步精细定位，将qGPC4D缩小到9.88 Mb的物理区间内，并开发了三个连锁的KASP标记。本试验为小麦优质育种提供了重要的候选基因、优良的渐渗系和连锁的KASP标记。

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基于无人机LiDAR高通量表型数据的双单倍体群体玉米株高QTL定位研究 Xin Zhang, Jidong Zhang, Yunling Peng, Xun Yu, Lirong Lu, Yadong Liu, Yang Song, Dameng Yin, Shaogeng Zhao, Hongwu Wang, Xiuliang Jin, Jun Zheng 2026, 25(5): 1822-1835.  DOI: 10.1016/j.jia.2024.09.004 摘要 ( )   PDF   玉米（Zea mays L.）是全球重要的粮食作物，随着人口数目的增加，提高玉米产量至关重要。株高是影响产量、抗倒伏性和生态适应性的关键性状之一，具有至关重要的意义。但传统的株高测量方法往往存在成本效益高和测量精度低等问题。本研究采用搭载激光雷达（LiDAR）传感器的无人机，收集了270个双单倍体（DH）系的点云数据，探索了无人机LiDAR技术在玉米育种中进行高通量表型分析的创新应用。评估了单株尺度和行尺度的预测精度，此外还构建了高密度遗传图谱，并对多个发育阶段的株高数据进行QTL定位。结果表明，对于多品种和小面积区域，单株尺度的预测精度优于行尺度，R²分别为0.67和0.56，RMSE分别为0.12 m和0.17 m。此外，在三亚和新乡两个环境中F1DH和F2DH群体分别鉴定了12个和20个与株高相关的QTLs。本研究成功鉴定并验证了与植株高度相关的QTLs，揭示了控制株高的新遗传位点和候选基因。这项研究强调了基于无人机的遥感技术在推动精准农业方面的潜力，通过高效、大规模的表型分析和基因挖掘来促进玉米精确育种计划的发展。

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利用内源pGhαGloA启动子介导的CRISPR/Cas12a系统进行高效基因组编辑并创造无腺体棉花种质 Chenyu Li, Zumuremu Tuerxun, Yang Yang, Xiaorong Li, Fengjiao Hui, Juan Li, Zhigang Liu, Guo Chen, Darun Cai, Hui Zhang, Xunji Chen, Shuangxia Jin, Bo Li 2026, 25(5): 1836-1845.  DOI: 10.1016/j.jia.2024.09.011 摘要 ( )   PDF   CRISPR/Cas 12a系统是一种高效的基因组编辑工具，在植物功能基因组学研究和农艺性状改良中得到了广泛应用。本研究利用棉花内源pGhαGloA启动子对CRISPR/Cas 12a系统进行了优化。利用该系统，在Pol II类型的pGhaGloA启动子的驱动下，构建了pGhRBE3-pGhαGloA-GhPGF载体，并进行了遗传转化。该载体在所有阳性转基因植株中均能有效工作，crRNA1靶位点的编辑效率高达93.37%，crRNA2靶位点的编辑效率高达88.24%，明显高于Pol III启动子-Ubi 6.7驱动的的pGhRBE3系统的编辑效率，表明Pol II启动子比Pol III启动子更适合于在棉花中表达多种sgRNA或crRNA。该载体的主要编辑类型呈现片段缺失，缺失片段大小在3-12 bp之间，编辑位点位于PAM下游第14 ~ 29位碱基。这些突变位点在T0到T2代均能稳定遗传，同时获得了3个GhPGF基因突变的DNA-Free株系，这些无棉酚或低酚棉花种质将对棉籽油/饼的健康生产起重要用。因此，pGhαGloA启动子驱动的CRISPR/Cas 12a系统可以在棉花中高效编辑靶标基因，为棉花功能基因组学和遗传改良提供了有力的工具。

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灌浆期适度限制供水通过重新分配细胞分裂素促进小麦氮素由源到库的转运 Ying Liu, Jiangyao Fu, Haotian Chen, Yajun Zhang, Siyu Li, Kuanyu Zhu, Yunji Xu, Weilu Wang, Junfei Gu, Hao Zhang, Zhiqin Wang, Lijun Liu, Jianhua Zhang, Weiyang Zhang, Jianchang Yang 2026, 25(5): 1857-1870.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.02.032 摘要 ( )   PDF   本研究探讨了细胞分裂素在适度限制供水（MWL）调控小麦灌浆期氮素从源到库转运过程中的作用。采用低氮（LN）、中氮（MN）和高氮（HN）三种施氮水平进行田间实验，并在每个氮肥施用水平下设置了两种土壤水分处理：常规充充分灌溉（CWW）和花后适度限制供水（MWL）。结果表明，MWL处理优化了氮素、总游离氨基酸、反式玉米烯（Z）和反式玉米烯核苷（ZR）从源器官（茎和叶）向库器官（穗）的再分配。与CWW处理相比，MWL处理下茎和叶中的蛋白水解酶（包括内肽酶、羧肽酶和氨基肽酶）的活性，以及穗中总游离氨基酸转运蛋白基因的表达水平显著提高，并且与穗中Z+ZR水平密切相关。向茎和叶喷施6-呋喃基氨基嘌呤（KT，一种合成细胞分裂素）显著抑制了蛋白水解酶活性，促进了氮素在茎和叶中的滞留，减少了库器官中的氮积累，从而降低了氮收获指数。相比之下，向穗喷施KT显著上调了FAA转运蛋白基因的表达，减少了源器官（茎和叶）中的氮滞留，增加了库器官（穗）中的氮积累，并提高了氮收获指数。在HN条件下，MWL处理对氮源库间转运的促进作用明显强于LN和MN条件。研究结果表明，花后适度限制供水通过重新分配小麦中的细胞分裂素（Z+ZR）来增强氮素从源器官到库器官的再分配，协同增加了小麦的产量和氮素利用效率。

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通过灌溉和种植密度的协同优化提高西北地区冬小麦的产量和经济效益 Muhammad Fraz Ali, Lijuan Ma, Irsa Ejaz, Wanrui Han, Shengnan Wang, Xiang Lin, Dong Wang 2026, 25(5): 1871-1886.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.07.005 摘要 ( )   PDF   冬小麦是中国西北地区的重要主粮作物，但由于水资源限制和种植密度不佳，其产量和经济效益的提升仍面临挑战。本研究评估了灌溉方案与种植密度（PD）对冬小麦产量、资源利用效率和净经济效益（NEB）的综合影响。通过为期两年的田间试验，设置了四种灌溉处理（I1，无灌溉；I2，冬前和拔节期灌溉；I3，拔节期灌溉；I4，拔节期和开花期灌溉）和三个种植密度处理（PD1，562.5×10⁴ 株/公顷；PD2，375×10⁴ 株/公顷；PD3，187.5×10⁴ 株/公顷），确定了节水灌溉和种植密度的最佳组合，以实现籽粒产量最大化和水资源生产效率的提升。结果表明，低种植密度（187.5×10⁴ 株/公顷）下适当减少灌溉次数显著提高了干物质积累量（DMA）、SPAD值和叶面积指数（LAI），从而提升了籽粒产量。在较高种植密度下，仅在拔节期适度灌溉（I3）就可使籽粒产量较其他灌溉处理提高18.42%，而在中等种植密度下I3灌溉籽粒产量最高，达6,310 kg ha⁻¹。减少特定生育时期的灌溉，缓解了过度蒸散，水分利用效率（WUE）显著提高。PD3-I3组合在2022-23年和2023-24年的净经济效益分别比PD3条件下的I1、I2和I4处理高出11.9%、18.4%、16.4%和15.1%、14.0%、8.4%。这些发现为小麦可持续生产提供了实践指导，确保在节约水资源的同时提高盈利能力。灌溉方案和种植密度的协同优化为中国西北半干旱地区的粮食安全和农业收入的提升提供了战略路径。

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混作绿肥能实现减氮春小麦籽粒营养产量和品质双提升 Jingui Wei, Fang Yin, Yao Guo, Zhilong Fan, Falong Hu, Qiming Wang, Shoufa Mao, Qiang Chai, Wen Yin 2026, 25(5): 1887-1901.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.02.024 摘要 ( )   PDF   为人类提供充足且有营养的食物是农业可持续发展的一项重大挑战。优化氮素供给是提高作物籽粒产量和品质的关键措施之一，绿肥常被用于优化作物生产中的氮素供应，但绿肥能否在减少化学氮肥投入的同时维持春小麦籽粒产量和品质尚不明确。本研究依托始于2018年在西北干旱灌区开展不同绿肥与混作绿肥的裂区田间试验，旨在探明箭筈豌豆混播毛叶苕子在维持春小麦高营养产量和籽粒品质的同时减少化学氮输入并揭示氮素代谢机制的可行性，探讨2020-2022年绿肥和减氮对春小麦籽粒营养产量、氨基酸含量、维生素B含量、矿物元素含量和加工品质及氮素积累、转运和同化的影响。结果表明，减氮会降低小麦营养产量，但混作绿肥可提高籽粒蛋白质和淀粉产量。减氮20%条件下混播箭筈豌豆和毛叶苕子(HCVN2)较传统施氮麦后休闲(FN3)春小麦籽粒蛋白质和淀粉产量分别提高35.9%和16.2%。同时，减氮降低了春小麦籽粒品质，但绿肥可改善春小麦籽粒品质。HCVN2较FN3春小麦籽粒必需氨基酸和非必需氨基酸含量分别提高13.2%和10.0%，维生素B和锌元素含量分别增加20.0%和22.2%，降落数值和湿面筋含量分别提升14.0%和8.6%。HCVN2能同步提升春小麦营养产量和籽粒品质，主要归因于其显著增加了籽粒氮素积累量，提高了叶片、茎鞘和穗轴-颖壳氮素对籽粒氮素的贡献率，并增强了硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶活性。因此，减氮20%结合混作绿肥可通过改善植株氮素积累、转运和同化，协同提升春小麦籽粒营养产量和品质。

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优化氮肥管理通过协调氮素供需平衡提高夏玉米产量和氮肥利用效率 Jiyu Zhao, Xudong Sun, Yuqi Xue, Alam Sher, Jiayu Ran, Peng Liu, Bin Zhao, Baizhao Ren, Ningning Yu, Hao Ren, Jiwang Zhang 2026, 25(5): 1902-1912.  DOI: 10.1016/j.jia.2024.12.028 摘要 ( )   PDF   明确不同玉米品种的氮素吸收和利用特性对于优化氮肥施用和提高生产效益至关重要。大田条件下设置4个氮肥管理方式：控释尿素（CRU）作为基肥（TC）、普通尿素作为基肥（T1）、普通尿素分2次施肥(播种时施入40%+小喇叭口期施入60%，T2)和普通尿素分3次施肥(播种时施入30%+小喇叭口期施入50%+抽雄期施入20%，T3)，结合15N同位素示踪技术，研究其对2个玉米品种DH518(中早熟品种)和DH605(中晚熟品种)氮素吸收、氮素利用效率和产量的影响。结果表明，与T1相比，CRU作基肥、尿素分2次和分3次施用显著提高了籽粒产量和氮肥利用率，同时减少了环境氮损失。与T1相比，TC、T2和T3处理下DH518的籽粒产量分别增加了11.1%、9.8%和11.7%，而DH605分别增加了16.4%、15.7%和22.9%。回归分析显示，DH518的籽粒产量随着花后氮素积累量、总氮素积累量、氮素回收效率和氮素营养指数（NNI）的增加，呈现出先快速后缓慢的双线性增长趋势。相比之下，DH605则表现出单一的线性回归关系，且增幅较快。在T3处理下，DH518在播种阶段施氮和在V9期追氮的作物氮回收率（CRN）分别比在VT期追氮高出60.0%和62.4%，而DH605在V9期追氮和VT期追氮的CRN分别比在播种阶段施氮高出37.7%和37.1%。DH518较高的花前氮素需求和较短的生育期维持了氮素供需平衡，导致在T2和TC处理下NNI（NNI≥0.988）处于产量缓慢增加的范围，而DH605植株的氮素状况仅在T3处理下达到最优水平。因此，建议中晚熟品种采用分3次施用尿素或将CRU作为基肥并在生育后期追施尿素以获得最佳产量。此外，对于中早熟品种，施用CRU或减少分施次数，如分2次施用，可保证生育后期氮素供应充足，提高产量和效益。

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化控剂通过优化玉米横纵比与维管束结构增加氮素利用效率与收获指数 Qian Tang, Jianhong Ren, Xinru Zhang, Cai Wu, Yarong Zhang, Dahong Bian, Guangzhou Liu, Yanhong Cui, Xiong Du, Chuang Wang, Zhen Gao 2026, 25(5): 1913-1926.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.02.037 摘要 ( )   PDF   提高氮肥利用效率不仅有助于增加玉米产量，还能减轻因氮肥过量使用而对环境造成的负面影响。大量研究已经明确植物生长调节剂和种植密度对玉米抗倒伏能力和氮素吸收利用的影响，但关于植物生长调节剂与种植密度互作对氮肥利用效率的影响却鲜有报道。本试验于2020-2021年开展，设置4个种植密度：4.5、6.0、7.5和9.0株·m⁻²，并在玉米7展叶设3个EC（乙烯利和矮壮素复合剂）喷施剂量：0（CK）、450和900 mL·ha⁻¹。与CK相比，EC处理（尤其是900mL ha⁻¹剂量）显著降低了玉米株高和生物量，同时增加了茎粗、植株横纵比（PHVR，我们将其定义为玉米地上部第一节间茎粗与株高的比值）以及维管束的数量和面积。PHVR和维管束形态与单株干物质转运量及其对籽粒的贡献率呈显著正相关。尽管EC处理降低了玉米的生物量，但促进了干物质的再分配进而提高了收获指数（HI）。EC处理下，干物质积累量降低导致玉米氮素吸收效率降低，同时PHVR和维管束数量、面积的增加则有助于加速玉米植株中氮素向籽粒转运，在不同密度下玉米氮素利用效率（NUtE）较CK显著提高了4.3% - 31.1%。增加种植密度则可以同步提高玉米氮肥吸收效率和利用效率。因此，在高密度下施用高剂量的EC不仅可以显著增强玉米抗倒伏能力，还可以通过促进干物质和氮素的转运显著提高玉米NUtE和HI。

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基于全基因组SNP和儿茶素构建陕西省茶树核心种质 Xinyu Wang, Xiufeng Li, Dan Chen, Jingwen Gao, Shuangqian Hao, He Zhang, Ziyan Zhao, Mengwei Shen, Huirui Chen, Fuqiang Qi, Keyi Zhang, Haozhe Zhou, Yanjun Xi, Jie Zhou, Youben Yu, Qingshan Xu 2026, 25(5): 1927-1938.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.03.024 摘要 ( )   PDF   遗传多样性在遗传研究和育种中起着关键作用，而核心种质是获取遗传多样性的重要资源。目前，茶树核心种质的构建主要基于表型数据或分子标记；然而，有效构建植物育种计划的核心种质需要综合考虑多个因素。本研究收集了320份茶树种质资源，分析了其单核苷酸多态性（SNP）和代谢物数据。基于2,118,060个高质量SNP标记，分析结果表明陕西省茶树种质资源具有丰富的遗传多样性，表现为较高的观察杂合度（Ho=0.340）、期望杂合度（He=0.327）、次要等位基因频率（MAF=0.229）和多态信息含量（PIC=0.268）。此外，较高的遗传多样性指数（H'=1.902）表明代谢变异显著。系统发育分析将320份茶树种质资源分为6个聚类分支，反映了地理因素对茶树遗传多样性的影响。在遗传和代谢数据的基础上，我们开发了一个包含106份材料的核心集合，旨在有效地代表原始种质资源的基因、代谢、种群和区域多样性。核心集合的全基因组关联分析成功地验证了在原始集合中发现的标记-性状关联。本研究为茶树种质资源的保护与管理提供了理论依据。

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甘蔗蔗糖含量与茎径的全基因组关联研究 Fenggang Zan, Zhuandi Wu, Chengcai Xia, Long Zhao, Qi Liu, Zihao Wang, Yanjie Lu, Meiling Zou, Yong Zhao, Peifang Zhao, Xuan Luo, Jiayong Liu, Zhiqiang Xia 2026, 25(5): 1939-1948.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.12.044 摘要 ( )   PDF   甘蔗是主要的糖料作物，提高其蔗糖含量是育种的核心目标。然而，甘蔗复杂的遗传背景制约了杂交育种的进程。本研究对292份甘蔗种质资源进行测序，鉴定出2,542,965 个单核苷酸多态性位点（SNP）和插入/缺失变异（InDel）。针对蔗糖含量与茎径这两个重要农艺性状，开展全基因组关联分析。结果显示，两个性状均符合正态分布，呈现典型的数量性状特征。群体结构分析将供试材料划分为4个亚群，平均遗传距离为0.236。蔗糖含量的全基因组关联分析筛选出27个显著关联的SNP位点，通过对显著位点及其邻近区域的基因进行注释，鉴定得到17个候选基因；针对茎径的全基因组关联分析筛选出19个显著关联的SNP位点，并从中鉴定出9个候选基因。这些研究结果加深了对甘蔗蔗糖含量调控遗传机制的理解，同时挖掘出重要遗传资源，为加快高蔗糖含量甘蔗新品种的育种进程提供支撑。

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转录组和代谢组分析揭示了 H18 辣椒叶花青苷代谢的机制和 CaDFR1 的功能 Han Wang, Dongchen Li, Congsheng Yan, Muhammad Aamir Manzoor, Qiangqiang Ding, Yan Wang, Xiujing Hong, Tingting Song, Li Jia, Haikun Jiang 2026, 25(5): 1949-1960.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.10.011 摘要 ( )   PDF   花青苷在植物的生长、发育、繁殖和响应胁迫中发挥着至关重要的作用。此外，花青苷的抗氧化特性还能提高水果和蔬菜的品质。虽然前人对花青苷进行了较多的研究，但有关其成分以及花青苷代谢途径基因 DFR（二氢黄酮醇-4-还原酶）在辣椒叶片中的作用的信息还很有限。在这项研究中，我们使用了一种紫色叶片辣椒栽培品种 H18，其叶片上的花青苷随着生长发育而减少。靶向花青素代谢组学检测显示，飞燕草色素、锦葵色素和牵牛花色素的衍生物的含量与花青苷含量呈相同趋势，其中飞燕草色素衍生物是 H18 辣椒叶片的主要成分。对四个不同发育阶段的 H18 叶片进行了转录组测序。结果表明，不同阶段的差异基因主要与生物过程和类黄酮代谢途径有关。通过进化树和转录组表达量分析，确定了3个DFR候选功能基因。底物催化活性分析结果显示，仅CaDFR1表现出对二氢槲皮素(DHQ)、二氢杨梅素(DHM)和二氢山奈酚(DHK)三种底物的催化能力。VIGS 介导的 CaDFR1 沉默导致 H18 辣椒叶片和茎中花青苷含量显著降低，荧光定量显示花青苷代谢途径中其他候选功能基因的表达水平也有所下降。这项研究确定了 H18 辣椒叶片中的关键花青苷成分，并验证了 CaDFR1 的功能，为通过分子育种改变辣椒植株花青素含量提供了理论基础。

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BrRRG通过调控大白菜细胞周期基因表达影响叶片大小 Qianyun Wang, Rui Yang, Daling Feng, Yongcheng Li, Rui Li, Mengyang Liu, Yiguo Hong, Na Li, Wei Ma, Jianjun Zhao 2026, 25(5): 1961-1970.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.12.067 摘要 ( )   PDF   大白菜（Brassica rapa subsp. pekinensis）是十字花科芸苔属的一种叶菜类蔬菜。可食用叶片的大小决定其经济价值和营养价值。然而，目前对大白菜叶片发育的认识有限。本研究通过对大白菜叶片发育缺陷突变体mini24的正向遗传分析，我们确定了调控大白菜叶片细胞分裂的BrRRG基因。进一步证明了BrRRG通过调控E2Fa转录因子和细胞周期相关基因的表达来影响白菜的叶片大小。此外，我们还发现BrRRG影响大白菜的生长素和细胞分裂素信号的响应。本研究揭示了BrRRG对地下部（根）和地上部（叶）发育调节的不同机制，BrRRG对大白菜叶片的生长至关重要。

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利用促生枯草芽孢杆菌表达病原相关分子模式：一种同时提高植物免疫和生长的有效策略 Shuangxi Zhang, Xinlin Wei, Hejing Shen, Qinhu Wang, Yi Qiang, Langjun Cui, Hongxing Xu, Yuyan An, Meixiang Zhang 2026, 25(5): 1971-1980.  DOI: 10.1016/j.jia.2024.04.034 摘要 ( )   PDF   植物病害严重威胁农业生产，导致作物产量和品质下降，同时化学防治方法带来了环境污染、食品安全问题以及病原菌耐药性变异等挑战。植物免疫诱导剂作为一种激活植物自身防御机制的替代方案，正在受到越来越多的关注。然而，植物生长与免疫之间存在一种动态平衡，提高植物的抗病性往往以牺牲生长和产量为代价。因此，增强植物抗病性的同时促进其生长，是农业生产中追求的理想目标。为了实现这一目标，科学家们已经进行了大量的研究工作。其中，有益微生物如枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)和植物免疫诱导剂如病原相关分子模式(pathogen-associated molecular patterns, PAMPs)等，因其潜在的促进生长或诱导免疫的作用而备受关注。然而，如何平衡植物免疫和生长发育，仍然是一个科学难题。 在本研究中，我们对具有促进植物生长活性的枯草芽孢杆菌OKB105进行了基因工程改造，使其能够分泌病原相关分子模式flg22，以期实现同时提高植物免疫和生长的双重效果。通过将编码flg22的基因经过密码子优化后重组到pBE-S载体中，并转化到OKB105中，我们成功获得了能够分泌flg22的重组枯草芽孢杆菌OKB105 (flg22)。与含有空载体的对照菌株OKB105 (EV)相比，OKB105 (flg22)在促进植物生长方面表现出了相似的活性，这表明改造后的菌株保持了其原有的生长促进功能。更重要的是，与OKB105 (EV)相比，OKB105 (flg22)显著增强了本氏烟(Nicotiana benthamiana)对丁香假单胞菌(Pseudomonas syringae) DC3000 ∆hopQ1-1和寄生疫霉菌(Phytophthora parasitica)的抗性，证实了其在提高植物抗病性方面的有效性。此外，根部灌溉OKB105 (flg22)还能显著提高植物对地上部病原菌的抗性，表明该菌株能够诱导植物产生系统获得性抗性(systemic acquired resistance, SAR)。我们还发现，除了烟草，OKB105 (flg22)也能增强番茄和辣椒等其他可识别flg22的作物的抗病性，显示出其广泛的适用性。通过RNA-Seq和qRT-PCR分析，我们进一步证实了OKB105 (flg22)能够有效诱导模式触发免疫(pattern-triggered immunity, PTI)途径中防御相关基因的表达，从而提高植物的抗病性。 综上所述，通过基因工程改造的枯草芽孢杆菌OKB105 (flg22)，不仅保持了其原有的促进植物生长的活性，而且显著提升了植物对多种病原菌的抗性。这种策略通过利用植物促生菌表达病原相关分子模式，成功实现了在不牺牲植物生长的前提下增强其免疫，为农业生产中病害的有效防治开辟了新的途径，在未来植物病害防控中具有广阔应用前景。

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FvVam6通过调控液泡结构与形态从而影响轮枝镰孢菌的伏马毒素生物合成 Jie Liu, Jie Zhang, Huijuan Yan, Tuyong Yi, Won Bo Shim, Zehua Zhou 2026, 25(5): 1981-1991.  DOI: 10.1016/j.jia.2024.05.023 摘要 ( )   PDF   液泡作为真菌细胞内体积最大的多功能动态细胞器，可通过不同膜接触位点与其它细胞器进行交流，进而调控多种细胞过程。作为连接液泡和线粒体的蛋白复合体，液泡-线粒体补片（Vacuole and mitochondria patch, vCLAMP）对于两者间互惠的相互作用至关重要。研究显示，破坏液泡或者线粒体均会显著抑制轮枝镰孢菌的伏马毒素产量。然而蛋白复合体液泡-线粒体补片对于伏马毒素生物合成的调控作用尚不明晰。鉴于此，本研究针对液泡-线粒体补片关键组分FvVam6开展了研究。结果表明，FvVam6参与调控轮枝镰孢菌的生长发育、胁迫响应及致病力。同时我们发现FvVam6缺失突变体的液泡形态畸形，伏马毒素产量显著降低。蛋白序列分析显示，FvVam6蛋白包含一个CNH、一个Clathrin及两个Vps39结构域。进一步通过结构域缺失和表型分析发现，Clathrin及两个Vps39结构域对FvVam6的生物学功能不可或缺，并且Clathrin和Vps39-2结构域在调控伏马毒素生物合成及致病力中发挥了主要作用。综上所述，本研究揭示了FvVam6通过调控液泡结构与形态从而影响轮枝镰孢菌的伏马毒素生物合成，相关结果有助于促进对我们对液泡-线粒体补片蛋白复合体调控真菌毒素生物合成分子机制的理解。

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双组分系统RegAB直接结合hrpR/S启动子抑制丁香假单胞菌猕猴桃致病变种的T3SS表达 2026, 25(5): 1992-2002.  DOI: 10.1016/j.jia.2024.09.028 摘要 ( )   PDF   丁香假单胞菌猕猴桃致病变种（Pseudomonas syringae pv. actinidiae, Psa）引起的猕猴桃溃疡病是一种毁灭性的细菌病害，生物型3 Psa的主要致病因子为三型分泌系统（T3SS）。双组分信号系统（two component signaling systems, TCSs）可通过感知环境信号调控细菌毒力，但双组分信号系统RegAB如何调控T3SS的表达还未见报道。本研究通过缺失突变体构建、致病相关表型测定、生物信息学及转录组数据分析、启动子活性和实时荧光定量PCR测定、EMSA和MST等对RegAB调控T3SS的分子机制进行解析。结果表明，双组分系统RegAB负向调控Psa M228对寄主植物猕猴桃的致病性和非寄主植物本氏烟的超敏反应，RNA-seq数据显示RegA可调控细菌分泌系统、病原菌与植物互作、能量代谢等多种细胞过程，其中T3SS基因表达差异显著。启动子活性和实时荧光定量PCR试验表明，相比于野生型菌株M228，在组氨酸激酶regA及其下游调控蛋白regB缺失突变体中T3SS相关基因的表达及菌株致病性都显著增加。进一步研究发现RegA可直接与hrpR的启动子结合抑制hrpR/S基因的转录，调控Psa M228 T3SS基因表达从而降低其在宿主猕猴桃上的致病性和非宿主本氏烟上的超敏反应，且RegA对hrpR的转录调控依赖于其磷酸化。磷酸化的RegA (RegAD64E)与hrpR启动子的结合能力增强，抑制T3SS表达更为显著。总之，本研究发现了一组尚未被报道过可以调控T3SS的双组分系统RegAB，并阐述了其通过直接作用于HrpRS调控T3SS表达进而影响Psa致病性的分子机制，拓宽了RegAB的功能，并为猕猴桃溃疡病防治提供了新的作用靶点。

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植株内分布模式可塑性有助于蚜虫优化其在与共生蚂蚁和捕食性瓢虫互作中的适应性 Tian Xu, Yao Chen, Meng Xu, Xinyi Li, Ted C. J. Turlings, Li Chen 2026, 25(5): 2003-2013.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.06.009 摘要 ( )   PDF   表型可塑性是生物的一种重要适应策略，有助于生物对环境变化作出响应。许多蚜虫进化出了与蚂蚁的共生关系，蚜虫提供蜜露以换取蚂蚁的保护。蚜-蚁共生关系通常是兼性的，因此蚜虫常需要在没有蚂蚁保护的情况下生存。本研究表明，红火蚁（Solenopsis invicta）的共生改变了棉蚜（Aphis gossypii）在棉苗上的空间分布。与无蚂蚁共生的棉蚜种群相比，共生种群在叶片上的数量更少，但在茎、叶柄和新芽（SPS）上的数量更多。茎和新芽中的氮含量高于叶片，可能是导致共生种群数量增长更快的原因。相反，当暴露于七星瓢虫（Coccinella septempunctata）的信号下，蚜虫种群数量显著变小，在叶片上分布的比例更高，在SPS上分布的比例显著低于未暴露于瓢虫信号的蚜虫种群。进一步研究发现，分布在棉苗茎上的蚜虫被瓢虫捕食的风险显著高于分布在叶片上的蚜虫。当七星瓢虫存在时，蚜虫会迅速从茎转移到叶片，说明其能够对捕食者的出现迅速做出反应。本研究结果表明，棉蚜在寄主上的分布模式具有可塑性，有助于其灵活应对共生蚂蚁或捕食性天敌的存在，从而优化自身的适合度。

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基于ResNet101-ASPP网络的奶牛多尺度关键点检测和运动特征提取 Saisai Wu, Shuqing Han, Jing Zhang, Guodong Cheng, Yali Wang, Kai Zhang, Mingming Han, Jianzhai Wu 2026, 25(5): 2028-2040.  DOI: 10.1016/j.jia.2024.07.023 摘要 ( )   PDF   奶牛关键点检测旨在定位和跟踪身体关节点的运动轨迹，在行为分析和跛行检测等任务中具有至关重要的作用。然而，在真实的奶牛养殖场景中，由于奶牛个体尺度变化较大以及遮挡等问题，可能导致关键点检测效果不佳。因此，本研究在ResNet101的浅层网络中引入了空洞空间金字塔池化（Atrous Spatial Pyramid Pooling, ASPP）模块，旨在提高模型的多尺度特征提取能力。ASPP模块通过在并行空洞卷积层中使用不同的膨胀率来增大模型的感受野，从而增强了对不同维度大小和遮挡关键点的识别鲁棒性。此外，在检测和跟踪不同关键点运动轨迹的基础上，利用特征提取模型同步提取了7种奶牛运动特征，包括步态跟随性、步态对称性、步进姿态差异性、运动速度差异性、头部摆动幅度、头颈部斜率和背部曲率，其中部分特征为本研究首次提出的创新性提取方法和属性。利用包含2385帧图像的数据集对多个骨干网络进行关键点检测任务的训练和测试结果对比，同时对改进算法进行消融实验。实验结果显示，与ResNet50、MobileNet_v2_1.0和EfficientNet-b0骨干网络相比，ResNet101的训练误差和测试误差分别提高了4.04–30.12像素和3.81–28.14像素。因此，采用ResNet101作为基准模型，通过添加ASPP模块进行后续算法改进。与基准模型相比，ResNet101-ASPP网络的训练误差和测试误差分别提高了0.27像素和0.24像素，且在三个不同的奶牛目标尺度数据集上，预测置信度提高了1.65%-2.50%。此外，在不同遮挡条件下的关键点检测效果显著提高，尤其是小尺度关键点，显示了ASPP模块在多尺度特征提取方面的能力。通过分析提取的7个运动特征与奶牛健康、轻度跛行和重度跛行之间的分布关系，结果表明所有运动特征在区分不同程度的跛行方面都发挥了重要作用。本研究的多尺度关键点检测网络也可应用于奶牛或其他动物的行为分类、发情识别等任务，为精准畜牧业智能化管理以及动物信息的实时监测提供理论和技术支持。

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类NADC34 PRRSV毒株感染性克隆的拯救及其对仔猪具有高致病性 Zhenbang Zhu, Zhengqin Ye, Wenqiang Wang, Yanhua Li, Zhe Sun, Xiuling Yu, Kegong Tian, Xiangdong Li 2026, 25(5): 2041-2050.  DOI: 10.1016/j.jia.2024.08.015 摘要 ( )   PDF   猪繁殖与呼吸综合征病毒类NADC34毒株在我国的流行传播范围不断扩大，并在局部地区成为优势毒株。目前商品化疫苗不能对类NADC34毒株提供完全交叉保护，这给养猪业造成巨大的经济损失。临床病例中常见类NADC34 PRRSV毒株与其他PRRSV毒株的混合感染，这也给从临床样本中分离类NADC34 PRRSV毒株并鉴定其生物学特性和致病力带来了干扰与挑战。本研究基于前期分离到的未发生重组的类NADC34 PRRSV毒株JS2021NADC34，利用反向遗传技术拯救出病毒，并研究其在猪肺泡巨噬细胞（PAMs）上的复制能力及对仔猪的致病力。首先，根据JS2021NADC34 PRRSV毒株基因组序列设计特异性引物，将全长cDNA分成四段进行PCR扩增，通过同源重组的方法构建JS2021NADC34感染性克隆并拯救出病毒rNADC34。获得的拯救病毒在PAMs增殖良好，能够产生明显CPE效应，免疫荧光和免疫印迹试验都在PAMs上检测到了病毒的复制，其病毒拷贝数和病毒滴度与母本毒株相当。在致病性方面，本研究将15只仔猪分成三组，分别是空白组、NADC34攻毒组和rNADC34攻毒组。PRRSV rNADC34毒株感染仔猪后，仔猪表现出体温升高和体重下降，该指标与母本病毒攻毒组一致。而rNADC34攻毒后仔猪的存活率比母本病毒感染仔猪的存活率低。组织病理学结果显示，rNADC34毒株感染引起弥漫性间质性肺炎，肺脏、淋巴结、扁桃体中有出血以及大量中性粒细胞和淋巴细胞的浸润。免疫组化结果显示在rNADC34毒株感染组的肺脏、淋巴结和扁桃体中均检测到PRRSV病毒蛋白。此外，rNADC34感染仔猪产生PRRSV特异性抗体和病毒血症趋势与母本毒株的感染相似。这些数据表明，拯救出的rNADC34毒株具有较强的毒力，并对仔猪具有高致病性。本研究为PRRSV类NADC34毒株的生物学特性、分子致病机制、毒力基因等研究提供基础平台，也并为疫苗的研发和PRRSV防控提供理论依据。

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一种基于病毒样颗粒的蜱传脑炎病毒候选疫苗可诱导小鼠产生特异性的细胞免疫和体液免疫 Mengyao Zhang, Hongli Jin, Cuicui Jiao, Yuanyuan Zhang, Yujie Bai, Zhiyuan Gong, Pei Huang, Haili Zhang, Yuanyuan Li, Hualei Wang 2026, 25(5): 2051-2062.  DOI: 10.1016/j.jia.2024.09.024 摘要 ( )   PDF   蜱传脑炎（Tick-borne encephalitis，TBE）是由蜱虫传播的一种重要的人畜共患病毒病。近几十年来，由于全球气候变暖，导致人类接触蜱虫的机会增多，该病的死亡率也逐渐上升。由于缺乏特异性抗病毒治疗，有效的疫苗免疫对于控制 TBE 至关重要。基于病毒样颗粒（Virus-like particles，VLPs）的候选疫苗已被证明能有效激发机体产生针对流感病毒和新冠病毒的免疫反应。本文利用昆虫细胞-杆状病毒表达系统构建了含有来自远东 TBEV 株（WH2012）的包膜蛋白和膜蛋白的 TBEV VLPs（图1），并研究小鼠肌肉注射TBEV VLPs 候选疫苗（使用 Poly(I:C) 和 Montanide ISA 201VG 作为联合佐剂）后的免疫应答产生情况：TBEV VLPs 在免疫后可被小鼠的树突状细胞（Dendritic cells，DCs）捕获；成熟的 DCs 将TBEV VLPs表面抗原提呈给T细胞，激活T细胞的免疫应答反应；在T细胞的辅助下，B细胞进一步成熟和活化，产生特异性的细胞和体液免疫应答；血清特异性IgG抗体水平可达 1:104.6，并且在三次免疫后的24周内一直保持在 1:104；经过三次免疫后，TBEV VLPs 在小鼠体内产生了特异性记忆T细胞。综上所述，TBEV VLPs 具有良好的免疫原性，不仅能刺激小鼠产生特异性免疫反应，还具有很高的安全性，可作为 TBEV 候选疫苗，为开发抗 TBEV 的新型基因工程疫苗奠定了基础。

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黄土旱塬麦区土壤残留氮素较磷和钾表现出更低的稳定性，更大程度影响小麦产量形成 Yufeng Wang, Zixuan Chang, Jiayu Wang, Tingliang Li, Zhiping Yang 2026, 25(5): 2063-2076.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.09.029 摘要 ( )   PDF   2015年，中国实施了化肥使用量零增长行动方案。此后，针对化肥过量施用问题，研究重点主要集中在化肥减量有机替代方面，而对因前期过量施肥导致的土壤残留养分的持续供应能力关注相对不足。为进一步探究作物生产过程中土壤残留养分的转化动态与持续供应能力，本研究基于黄土高原旱地小麦种植区6年定位试验，系统分析了农户施肥（FF）、监控施肥（RF）、监控施肥缺氮（RF-N）、监控施肥缺磷（RF-P）及监控施肥缺钾（RF-K）5个处理下小麦产量形成、土壤氮磷钾组分变化及其稳定性特征，并分析了产量与养分动态之间的关系。研究结果表明，小麦产量对养分缺失的敏感性表现为N>P>K。在整个试验期间，不施氮处理（RF-N）的小麦平均产量较RF处理显著降低22.0%（P<0.05）。相应地，该处理下土壤矿质态氮、轻组有机氮（LFON）和重组有机氮（HFON）含量相较于试验初始土壤（2018年）及RF处理均呈逐步下降趋势；而可溶性有机氮（DON）与易氧化态有机氮（EON）因氮组分内部转化作用，呈现先下降后上升的变化特征。连续6年不施磷肥（RF-P）条件下，土壤中水溶态磷（H2O-P）、碳酸氢钠态磷（NaHCO3-P）和氢氧化钠态磷（NaOH-P）较RF处理分别降低了40.0%、51.5%和10.3%，而盐酸态磷（HCl-P）、残渣态磷（residual P）及总磷（total P）无显著变化。连续6年不施钾处理（RF-K）条件下，土壤水溶性钾（WSK）含量较RF处理下降10.9%，但交换态钾（EK）、非交换态钾（NEK）、矿物态钾（MK）及总钾（TK）均未发生显著变化。总体表明，土壤残留养分持续供应过程中，氮库的稳定性低于磷和钾。进一步分析发现，硝态氮（NO3-N）与轻组有机氮（LFON）显著影响旱地小麦穗数与穗粒数，从而驱动产量形成。本研究深化了对土壤残留养分持续供应能力的理解，为旱地农业生态系统施肥策略优化提供了理论依据。

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低磷胁迫诱导大豆GmSTOP1-3介导的有机酸分泌以招募溶磷细菌促进根际有机磷矿化 Qianqian Chen, Xing Lu, Guoxuan Liu, Tianqi Wang, Huiying Zhou, Jihui Tian, Qing Yao, Jinming He, Jiang Tian, Cuiyue Liang 2026, 25(5): 2077-2092.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.08.015 摘要 ( )   PDF   植物根系分泌物在招募有益溶磷细菌（Phosphate-solubilizing bacteria，PSB）中发挥着关键作用。C2H2型锌指蛋白转录因子STOP1（Sensitive to Proton Rhizotoxicity1）能够调控植物根系有机酸的分泌，但STOP1调控的根系有机酸分泌对根际微生物组成的影响尚不清楚。本研究发现在缺磷条件下，大豆根际土壤的有机酸含量更高，且富集了三种特定的PSB，包括Gammaproteobacteria_Incertae_Sedis、KF_JG30_C25和Solirubrobacterales。这些PSB的相对丰度与大豆根际土壤草酸和柠檬酸浓度呈显著正相关。值得注意的是，即便在磷充足条件下，超量表达GmSTOP1-3也促进了大豆根系草酸和柠檬酸的分泌以及上述三种特定的PSB在大豆根际的富集。这些PSB的相对丰度与参与土壤磷循环的基因丰度呈显著正相关，尤其是编码酸性/碱性磷酸酶的关键基因。结合大豆根系GmSTOP1-3的表达受低磷胁迫上调这一现象，本研究的结果表明GmSTOP1-3介导的大豆根系草酸和柠檬酸分泌招募了特定的PSB，进而促进了其根际有机磷的矿化。本研究结果明确了GmSTOP1-3是酸性土壤中微生物组重塑和磷获取效率的关键调控因子。

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十年施肥与接种慢生型根瘤菌通过真菌群落构建和代谢生态位分化重塑大豆根际微生态 Wanling Wei, Mingchao Ma, Xin Jiang, Fangang Meng, Ping He, Jun Li 2026, 25(5): 2093-2108.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.07.010 摘要 ( )   PDF   土壤微生物与代谢物互作驱动作物生产力，然而其在豆科作物系统中对长期养分管理的响应机制仍需深入探究。本研究旨在阐明施肥与根瘤菌接种如何通过重构大豆根际真菌-代谢物互作网络以提升土壤健康。依托十年的田间试验，结合ITS测序和液相色谱-质谱联用（LC-MS）代谢组学技术，分析了四种处理：对照（CK）、磷钾肥（PK）、PK配施氮肥（PK+N）、施PK肥并接种Bradyrhizobium japonicum 5821（PK+R）。结果表明，施氮肥显著提高了成熟期真菌多样性并增强了共现网络复杂性（表现为最高的节点数和边数），而接种慢生根瘤菌则提升了群落的随机性组装程度。土壤真菌与3-羟甲基安替比林（3-Hydroxymethylantipyrine）、大黄酚（Chrysophanol）、3,7-二羟基黄酮（3,7-Dihydroxyflavone）及三乙胺（Triethylamine）等代谢物呈现显著相关性。代谢谱分析进一步揭示：施氮肥抑制了抗胁迫黄酮类化合物（3-羟甲基安替比林、大黄酚、3,7-二羟基黄酮）的积累，而接种慢生根瘤菌显著富集了这些关键代谢物。KEGG通路富集分析证实，在开花结荚期，色氨酸代谢和咖啡因代谢是协调氮素同化与防御响应的核心通路。此外，上述关键代谢物的丰度与土壤全氮、有机质及碱解氮含量呈显著相关。本研究证实，接种慢生根瘤菌可与施肥协同作用，激活真菌群落驱动的关键代谢途径，为大豆体系提供基于微生物组的增效减投（提升氮素利用率、减少化肥投入）策略。

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玉米-大豆间作并接种AMF降低镉生物有效性和提升土地生产力 Yanan Yang, Weizhen Chen, Zipeng Chen, Huashou Li 2026, 25(5): 2109-2120.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.07.017 摘要 ( )   PDF   间作体系与丛枝菌根真菌（AMF）接种联合应用，为重金属污染农田提供了一种兼具生态与经济效益的植物修复方案。然而，AMF与间作对镉土壤（Cd）生物有效性的影响尚不明确。本研究通过田间与盆栽试验，探究玉米-大豆间作与AMF接种对作物生长、Cd分配及根际土壤环境的协同效应。田间试验表明：玉米-大豆间作具有显著产量优势，土地当量比（LER）达1.62（普通玉米）与1.64（甜玉米）；间作降低大豆各部位镉积累量，其中籽粒镉积累量降低42.8%，同时维持玉米籽粒Cd浓度低于中国食品安全限值（0.20 mg kg-1，GB2762-2022）；重金属去除当量比（MRER）达1.33-1.38，证实间作在产量与Cd植物提取上的双重优势。盆栽试验表明：AMF接种联合间作体系（IN+A）使玉米增产16.4%，同时显著降低两种作物Cd积累（籽粒浓度符合安全标准）；根际分析表明IN+A处理显著改善土壤健康指标：生物有效态Cd降低34.5%，pH升高，氧化还原电位（Eh）下降，过氧化氢酶活性提升；接种处理的AMF定殖率较对照组提高2.2-4.3倍。本研究证实：经AMF强化的玉米-大豆间作体系，通过土壤碱化与氧化还原电位下降的协同调控，以及Cd向根系的定向分配，有效降低Cd生物有效性。这种微生物-植物群落协同机制，在保障作物籽粒安全的同时实现土壤Cd稳定，可为污染农田“修复-生产”同步推进提供参考。

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揭示2000—2022年中国大豆种植面积的时空演变及驱动机制 Wenbin Liu, Shu Li, Juan Cao, Jun Xie, Jinwei Dong, Jichong Han, Qinghang Mei, Lichang Yin, Hongyan Zhang, Hong Zhou, Fulu Tao 2026, 25(5): 2121-2138.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.07.021 摘要 ( )   PDF   了解大豆种植的空间分布、时间动态及其驱动因素，对于产量评估、农业规划和国家粮食安全具有重要意义。然而，当前中国大范围、高分辨率、长时间序列的大豆种植数据仍较为缺乏。本研究构建了2000—2022年中国30米分辨率的大豆种植数据集（ChinaSoyA30m），并系统分析了大豆种植的时空变化特征及其驱动机制。研究基于中国主要农作物的物候特征生成监督分类所需的训练样本，并采用Gap统计量、K-means聚类与光谱角匹配等方法提高分类可靠性。在Google Earth Engine（GEE）平台上，结合高密度Landsat影像，开展监督分类生成年度大豆分布图。与现有六套大豆数据集对比，ChinaSoyA30m具有较高精度，在省、市、县级尺度上与统计数据的相关性分别达R2=0.95、0.89和0.80；基于实地验证样本的F1分数分别为70.16、80.40和78.38%。结果显示，自2000年以来，中国大豆种植面积整体呈波动上升趋势，并呈现出显著的区域差异性。北方是大豆主产区，种植中心位置稳定，空间变化较小。第一产业增加值是大豆种植面积变化的主要驱动因素，其中农业机械总动力在华北地区的影响尤为突出，体现了不同区域驱动机制的差异性。本研究首次提供了中国长期、高分辨率的大豆种植数据集，并为推动大豆可持续发展提供了科学支撑。

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寓教于乐：短视频软件的使用能否改善家庭饮食？来自中国农村的证据 Shaoyue Ma, Mingxing Sun, Chao Fu, Linxiu Zhang 2026, 25(5): 2139-2147.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.12.053 摘要 ( )   PDF   为保障营养摄入，减少饮食相关疾病的发生，亟需促进健康膳食的普及。目前，兼具信息传播、社交和购物功能的短视频软件被广泛使用，丰富了人们获取和交流信息、消费的途径。探索短视频软件的使用是否会影响家庭食品消费选择，为促进居民饮食转型提供了新思路，也为信息交流是否能促进健康饮食提供了经验证据。基于2023年中国5个省份100个村庄2000户农村家庭的第一手微观调查数据，探讨了短视频软件的使用对农村家庭食物消费的影响。研究结果表明，短视频软件的使用可以促进家庭人均食品消费和饮食多样性得分（DDS）的增加，主要体现在水产品、水果、禽肉、猪肉和大豆的消费增加，但不能提高家庭的健康膳食指数（CHDI）。短视频软件的使用主要通过提高居民的营养意识来促进饮食多样性得分的提升。短视频软件对饮食多样性得分的促进作用在高收入群体中更为显著，可以改善有快递点、无菜市场和远距离村庄的饮食多样性。总的来说，短视频软件使用能够帮助提升农村居民膳食认知，且能够一定程度上降低区位和配套设施对食物获取的影响。

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自然灾害如何影响农产品出口？ Yifang Liu, Xiaojuan Wang, Yaxian Hu, Chaoping Xie 2026, 25(5): 2148-2166.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.12.064 摘要 ( )   PDF   全球农产品贸易在平衡粮食供需、驱动经济增长及维护政治稳定中发挥着关键作用。然而，农业对极端天气和自然灾害的固有脆弱性易通过贸易链条进一步放大，从而威胁全球粮食安全。本文基于2002至2023年的数据，系统研究了自然灾害造成的人员伤亡与经济损失，并识别了其对国际农产品贸易的影响机制与效应。研究发现，自然灾害导致受灾国农产品出口量显著下降，受损程度远超其他行业；尽管农产品具有较强的需求缺乏弹性，但出口总额仍大幅萎缩，折合年均损失达62.1亿美元并波及39,359个就业岗位。机制分析表明，地质、气候与生物灾害分别通过增加运输成本、破坏生产系统以及抬升仓储合规成本来阻碍出口。此外，灾害对欠发达国家的影响更为剧烈，不仅削弱了其产品竞争力，还导致出口价格下跌并加剧灾害冲击；低风险国家则因缺乏应急经验面临约205.3万美元的出口损失。研究还发现，政治风险会放大自然灾害的负面效应，且灾害对初级产品的破坏会通过供应链延伸至加工产品，其次生效应是直接影响的2.83倍。本文结论强调，各国应亟需建立灾害预防与恢复机制，以最大限度减少农业贸易损失并保障全球粮食安全。

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中花11号OsBRI1弱等位突变体的构建及其在水稻油菜素内酯信号研究中的应用 Yanzhao Feng, Qingfeng Zhu, Qiuyue Yuan, Pei Chen, Xielian Tan, Ning Huang, Jiao Xue, Yang Yu 2026, 25(5): 2169-2173.  DOI: 10.1016/j.jia.2026.02.008 摘要 ( )   PDF   油菜素内酯（brassinosteroids，BRs）是调控水稻株型建成、发育进程和产量形成的重要植物激素。尽管同属粳稻亚种，中花11（Zhonghua 11，ZH11）与台中65（Taichung 65，TC65）在BR相关性状上仍存在明显差异，这与其遗传背景及育种历程的分化密切相关。由于株型紧凑、抽穗期短、遗传转化效率高，并拥有完整的T2T基因组序列，ZH11已成为当前水稻功能基因组研究的重要模式材料。然而，ZH11中缺乏诸如OsBRI1等关键BR信号通路突变体，在一定程度上制约了BR相关研究的开展。本研究从形态、生理和分子层面系统比较了ZH11与TC65对外源BR处理的响应差异，揭示了两种材料在BR敏感性上的显著分化。基于此，我们通过连续回交并结合分子标记辅助选择，将TC65背景的弱等位d61-1突变导入ZH11背景，成功构建了近等基因系d61-zh11。该材料表现出适度的BR不敏感性和紧凑株型，遗传稳定，同时避免了强突变体常见的严重多效性缺陷。作为一种非转基因突变体，d61-zh11为在现代遗传背景下精细解析BR信号通路提供了理想平台，也可作为正向和反向遗传筛选的重要研究资源。本研究实现了经典激素遗传学与现代功能基因组学的有效衔接，为水稻BR相关基础研究和育种应用提供了重要的遗传材料。

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前噬菌体不精确切除驱动NDM-13阳性印第安那沙门菌单相变异体的形成 Zhenyu Wang, Yue Jiang, Pengyun Shao, Xinan Jiao, Jing Wang, Qiuchun Li 2026, 25(5): 2178-2182.  DOI: 10.1016/j.jia.2025.10.021 摘要 ( )   PDF   目的：近年来，因Ⅱ相鞭毛基因被耐药基因或噬菌体序列替代而产生的沙门菌单相变异株不断出现并流行。碳青霉烯耐药株的出现对公共卫生安全构成严重威胁。本研究旨在解析一株NDM-13阳性印第安那沙门菌单相变异体的基因组特征、耐药谱、遗传演化特点及产生机制。 方法：采用微量肉汤稀释法或琼脂稀释法检测菌株对14种抗菌药物的敏感性；同时利用传统玻片凝集法进行血清学分型，并结合Salmonella In Silico Typing Resource（SISTR）对基因组进行血清型预测。随后，应用多位点序列分型（MLST）和核心基因组MLST（cgMLST）解析其系统发育特征；通过比较基因组学揭示前噬菌体整合与Ⅱ相鞭毛基因缺失的机制；并对所携带质粒的耐药基因组成和结构进行系统解析，结合接合实验评估其水平传播潜力。 结果：血清学鉴定结合MLST和cgMLST分析结果证实，该菌株为印第安那沙门菌的单相变异体。比较基因组学进一步揭示，其Ⅱ相鞭毛基因簇fljAB及邻近七个基因被来源于S. Mbanada的一个8.9 kb截短前噬菌体（ΔΦSM）取代。ΦSM介导的不精确切除导致了fljAB基因簇及周边序列丢失，从而驱动了单相变异体的形成。耐药性分析表明，该菌株携带一条IncHI2质粒，包含两个多重耐药区（MRRs）。除常见的blaTEM-1B、blaCTX-M-65、strA、strB和sul2外，质粒中还存在一段长达51.3 kb的额外MRR，插入于dam基因，携带aph(3’)-IIa、aadA22、blaNDM-13、mph(A)和erm(B)，赋予菌株对卡那霉素、链霉素、碳青霉烯类、阿奇霉素和林可霉素的耐药性。但由于IS26介导的转座导致接合区缺失，该质粒在实验条件下未能实现接合转移。 结论：本研究阐明了前噬菌体不精确切除介导NDM-13阳性印地安纳单相变异体产生的分子机制，并揭示了其携带的复杂耐药质粒结构。结果表明，前噬菌体与可移动遗传元件的协同作用可以推动耐药性沙门菌单相变异体产生与演化。 创新性：本研究首次证实前噬菌体不精确切除在NDM-13阳性印第安纳单相变异体形成中的关键作用，并揭示了其独特的耐药质粒进化特征。这不仅拓展了对单相型沙门菌分子进化机制的认识，也为基于全基因组测序的耐药性监测与食源性病原菌预警提供了新的理论依据和实践思路。