作物学报

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1. 气候变化对作物病虫害影响的研究进展

李心怡, 陈欣童, 赵闯, 王茜, 丛佳慧, 林若薇, 邱渝欣, 杨晓光

作物学报 2026, 52 (2): 331-348. DOI: 10.3724/SP.J.1006.2026.53041

摘要（1288）

HTML （43）

PDF（pc）（2352KB）（596）

全球气候变化通过加剧气温升高、改变降水格局和增加CO₂浓度, 正在系统性地增加病虫害对农作物的危害, 对国家粮食安全构成严峻挑战。本文综述了我国农作物病虫害发生现状与特征、气候变化对病虫害发生态势的影响机制, 揭示了温度升高加速害虫发育与向北扩张、降水格局改变对病虫害的双向调控, 以及CO₂浓度升高通过改变寄主植物生理间接影响病虫害动态的核心过程, 并强调多因子交互作用(如高温高湿)进一步放大了灾害风险。在应对策略上, 虽已初步形成涵盖抗逆育种与绿色农药开发、智能监测预警及适应性农艺措施的综合体系, 但现有研究在分子响应机制、动态过程量化及区域灾变模式整合上仍显不足。未来亟需突破“气候-作物-有害生物”系统的多维度耦合机制, 融合多模态数据与人工智能, 构建主动适应的新型数据驱动防治体系。

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2. 玉米穗腐病的抗性遗传研究进展与育种应用

苏爱国, 肖森林, 易红梅, 段赛茹, 王帅帅, 张如养, 邢锦丰, 李春辉, 孙轩, 徐瑞斌, 徐田军, 李志勇, 张勇, 王荣焕, 宋伟, 赵久然

作物学报 2026, 52 (1): 1-13. DOI: 10.3724/SP.J.1006.2026.53053

摘要（1237）

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PDF（pc）（3406KB）（808）

穗腐病是玉米生产中的一种主要病害, 不仅影响产量和品质, 病原菌产生的毒素还会危害人畜的健康安全。选育和种植玉米抗病品种, 是防治玉米穗腐病最有效的途径之一。目前, 国内外学者对优势病原菌的抗性候选基因和分子遗传机制进行了深入研究。玉米的10条染色体上, 均有穗腐病抗性相关QTL和显著关联的SNP位点报道。但病原菌侵染的复杂性, 以及其抗性为微效多基因控制的数量性状, 导致相关研究应用于抗病育种实践的实例并不多。本文介绍了玉米穗腐病的主要病原菌种类、地域分布、发病影响因素以及毒素危害, 总结了近年来在拟轮枝穗腐病(fusarium ear rot, FER)和禾谷镰孢穗腐病(gibberella ear rot, GER)抗性基因挖掘和分子遗传机制方面取得的研究进展, 并对抗病育种进行了展望。多组学交叉研究的深入和新生物技术的应用将加速穗腐病主效抗性基因的挖掘和抗病分子机制解析, 进而促进玉米种质创制和穗腐病抗性品种选育。

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3. 玉米配置不同豆科作物对间作体系产量稳定性的影响

王彦婷, 逄蕾, 赵建华, 郑浩飞, 麻文浩

作物学报 2025, 51 (12): 3292-3303. DOI: 10.3724/SP.J.1006.2025.53036

摘要（1158）

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PDF（pc）（938KB）（226）

为探究玉米配置不同豆科作物对间作体系产量及其稳定性的影响, 于2017年在甘肃省农业科学院张掖节水农业试验站进行4年大田试验, 试验为单因素随机区组设计, 设玉米‖豌豆(maize ‖ pea, M‖P)、玉米‖蚕豆(maize ‖ faba bean, M‖F)及玉米‖大豆(maize ‖ soybean, M‖S) 3种间作模式及配对作物单作, 测定籽粒产量并计算超产率、相对相互作用指数及作物产量稳定性等相关指标。结果表明, 3种玉米‖豆科作物均能提高豆科作物产量稳定性, 其中玉米‖大豆时体系产量稳定性最高, 间作蚕豆较单作产量稳定性增幅最高。通过计算豆科作物产量稳定性发现, 间作较单作提高蚕豆产量稳定性184.18%, M‖P和M‖S较单作产量稳定性有所提高但未达显著水平。分析玉米产量稳定性发现, M‖P中间作玉米较单作产量稳定性降低62.21%, M‖F和M‖S中玉米较单作产量稳定性均有所提高, 但并无显著差异。玉米‖豆科作物有显著间作产量优势, 其中M‖S中玉米增产最高, 豆科作物中蚕豆增产最高。具体而言, 玉米‖豆科作物较单作加权产量平均提高16.71%, 其中M‖S、M‖P和M‖F分别增产27.02%、16.75%和6.80%。相较单作豆科作物, 间作蚕豆、豌豆增产, 大豆减产, 总体表现为蚕豆>豌豆>大豆, 分别为82.24%、71.48%和-14.63%。不同间作体系玉米超产率表现为M‖S>M‖P>M‖F, 分别为32.92%、13.47%和0.30%。计算相对相互作用指数发现, M‖P、M‖F和M‖S的玉米相对相互作用指数(relative interaction index-maize, RIIM)值分别为0.05、-0.01和0.14, 豆科作物相对相互作用指数(relative interaction index-legumes, RIIL)值分别为0.25、0.28和-0.08; 在M‖S中玉米较大豆具有竞争优势, M‖F中蚕豆为优势作物, 而M‖P中豌豆和玉米表现为相互促进作用。同时研究发现时间生态位分离程度与豆科作物超产率和RIIL呈正相关, 与RIIM呈负相关; 体系超产率与RIIM呈极显著正相关, 玉米和豆科作物的超产率与RIIM和RIIL均呈极显著正相关。因此, 在河西走廊中部, 玉米‖大豆是保障作物高产、稳产的多样化种植模式。

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4. 盐胁迫对不同耐盐型夏玉米品种根系生长及养分吸收效率的影响

刘吉昌, 李思烨, 李雪婷, 王洪章, 刘鹏, 张吉旺, 赵斌, 任佰朝, 任昊

作物学报 2026, 52 (2): 565-577. DOI: 10.3724/SP.J.1006.2026.53054

摘要（1000）

HTML （24）

PDF（pc）（2449KB）（279）

滨海盐碱地作为我国最具开发潜力的中低产田类型, 是粮食产能挖潜的重点。盐分显著影响玉米根系分布与功能, 进而影响水养吸收。明确盐胁迫对不同耐盐型玉米品种根系生长和养分吸收的影响, 能够为盐碱地玉米丰产抗逆栽培理论和技术提供依据。本试验采用池栽试验与土柱试验相结合的方式, 选用不同耐盐型玉米品种万盛69 (WS69, 耐盐型)和登海605 (DH605, 盐敏感型), 设置低(medium-salinity stress, MS, 盐浓度1.5‰)和高(high-salinity stress, HS, 盐浓度3.0‰) 2个盐处理, 以不施盐为对照(check, CK), 研究盐胁迫对不同耐盐型玉米品种根系生长、根系养分吸收、植株养分积累及产量的影响。结果表明, 与CK相比, 盐胁迫通过破坏玉米根系抗氧化酶代谢过程, 降低根系活力, 抑制根系发育, 阻碍养分吸收和利用, 导致养分积累量、地上部干物质积累和产量降低, 耐盐品种产量降幅(6.90%~9.12%)显著低于盐敏感型品种(16.12%~27.42%)。与盐敏感品种DH605相比, 耐盐品种WS69在高盐胁迫下根系抗氧化酶(SOD、POD和CAT)活性仍显著升高, MDA含量较低, 根系活力和根系呼吸速率降幅较低, 具有较高的根长、根表面积和根体积, 保证根系对养分的吸收, 促进干物质的积累, 适应性更强。综上所述, 盐胁迫抑制根系生长和产量形成, 耐盐型玉米品种在盐胁迫尤其是高盐胁迫下通过维持根系抗氧化系统活性和根系活力, 从而保证根系生长和产量形成, 减产幅度较低。

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5. 热带Suwan种质在我国玉米种质改良中的创新与利用

郭向阳, 涂亮, 王栋, 刘鹏飞, 王安贵, 易强, 任洪, 李刚, 祝云芳, 吴迅, 蒋喻林, 田丰, 陈泽辉

作物学报 2026, 52 (3): 655-664. DOI: 10.3724/SP.J.1006.2026.53075

摘要（977）

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Suwan等热带玉米种质具有遗传多样性丰富、抗逆性强、配合力高等优点, 能够有效拓宽我国玉米遗传基础, 对抗逆育种和强优势杂交组合选育具有重要意义。然而, 该类种质在温带地区表现出感光性强、生育期延迟和营养生长过旺等特性, 严重限制了其直接应用。为突破这一瓶颈, 本文从“热带-温带种质融合与驯化”的视角出发, 综述了Suwan种质的起源与遗传特征, 梳理了在长日照环境下的驯化策略、温热人工合成群体构建方法及南北穿梭育种的实践成效。在此基础上, 热带种质的光温敏感性显著改善, 加速了优异等位基因向温带玉米中的导入, 为实现温热玉米种质的高效融合与遗传创新提供了理论依据与方法支持, 从而进一步拓宽和丰富了我国玉米种质遗传基础。

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6. 苎麻 BnGCL1基因响应干旱胁迫的功能研究

刘海波, 张蕾, 王立琦, 石晓丽, 周文莹, 崔国贤, 佘玮

作物学报 2026, 52 (1): 14-27. DOI: 10.3724/SP.J.1006.2026.54037

摘要（948）

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干旱是影响植物生长发育的主要逆境之一。本研究探讨了苎麻( Boehmeria nivea L.) BnGCL1基因在干旱胁迫响应中的功能机制。结果表明, BnGCL1基因序列最大开放阅读框(ORF)为1581 bp, 编码526个氨基酸; 蛋白的等电点为5.79, 分子量为59,123.98 Da, 脂肪系数为78.78, 稳定系数为37.42, 属于稳定蛋白。 BnGCL1基因在苎麻的根、茎、叶中均有表达, 受干旱胁迫诱导表达。在干旱条件下, 过表达 BnGCL1植株的根长、鲜重、叶绿素 a、叶绿素 b均显著高于野生型, 同时抗氧化酶如APX和γ-GCL的活性以及渗透调节相关物质如GSSG、Pro等的代谢水平均发生显著变化。 BnGCL1的过表达显著上调 AtGST1、 AtGST11、 AtNCED3和 AtWRKY40等干旱应答相关基因的表达水平, 表明 BnGCL1通过调控抗氧化系统和干旱响应信号通路参与植物的抗旱应答。通过VIGS技术验证了 BnGCL1基因的沉默能够降低苎麻的耐旱性, 表明其在苎麻干旱响应中的作用。本研究揭示了 BnGCL1基因在干旱胁迫中的重要作用, 为苎麻的抗旱分子机制研究和抗旱品种培育提供了理论依据。

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7. 基于CSSL-Z267的单/双片段代换系的水稻产量性状QTL遗传效应解析与设计育种应用

张瀚, 余金琎, 谭林璐, 张婧泉, 王小董, 谢庄, 谢可盈, 凌英华, 赵芳明

作物学报 2025, 51 (12): 3157-3170. DOI: 10.3724/SP.J.1006.2025.52020

摘要（943）

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水稻产量性状作为典型的数量性状, 受微效多基因系统调控。将相关基因解析至单片段代换系(SSSL)不仅为深入阐明其分子机制提供了理想研究体系, 更因其克服遗传背景干扰的优势, 为基于SSSL平台的全基因组设计育种奠定了重要基础。本研究以日本晴为遗传背景的染色体片段代换系CSSL Z267 (携带5个供体片段)为材料, 通过构建日本晴/Z267的F₂群体, 成功鉴定出9个调控产量性状的QTL, 并进一步通过遗传解析获得5个单片段代换系(SSSL)和1个双片段代换系(DSSL)。研究发现, S1~S5均携带显著增加粒长和二次枝梗数的正向效应QTL, 同时具有降低粒宽的负向效应QTL。在双片段代换系D1中观察到多对QTL的互作效应: 穗长(qPL6与qPL1)、一次枝梗数(qNPB6与qNPB1)和二次枝梗数(qNSB1与qNSB6)位点聚合均产生正向超亲遗传效应; 粒宽(qGW6与qGW1)和千粒重(qGWT6与qGWT1)位点组合则表现出负向超亲遗传效应; 而粒长(qGL6与qGL1)和株高(qPH6与qPH1)位点组合的遗传效应分别与qGL1和qPH6单一位点相当。遗传效应解析表明, S1与S5的杂交组合可有效选育出株型较高且籽粒细长化的优良株系。本研究系统解析了产量相关QTL的遗传效应, 为阐明其分子机制和推进水稻全基因组设计育种提供了重要理论依据和材料基础。

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8. 不同耐荫性谷子对遮阴的生理响应及转录组分析

朱灿灿, 李君霞, 景雅, 付森杰, 秦娜, 王春义, 代书桃, 魏昕, 张程炀

作物学报 2025, 51 (12): 3211-3223. DOI: 10.3724/SP.J.1006.2025.54045

摘要（935）

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为研究不同耐荫性谷子对遮阴胁迫的响应机制, 本研究以豫谷29 (YG29)和保谷25 (BG25)为试验材料, 于灌浆期搭建遮阴网进行遮阴处理, 分析2个谷子品种的产量性状、光合色素、光合作用、抗氧化酶活性以及转录组学差异。结果表明, 遮阴胁迫显著降低了2个谷子品种的产量、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度, 显著增加了叶绿素 a和叶绿素 b含量, 增强了POD、SOD和CAT活性; 与BG25相比, YG29在遮阴条件下具有更高的产量、叶绿素含量、净光合速率和抗氧化酶活性, 更低的叶绿素 a/ b值, 表现出较强的耐荫性。转录组分析发现, BG25和YG29中分别有2961个和2966个响应遮阴胁迫的差异表达基因; BG25和YG29的差异基因分别显著富集在24个和16个GO类别、13条和6条KEGG通路, 2个品种共同显著富集的通路有光合作用-天线蛋白、卟啉与叶绿素代谢、苯丙素生物合成和氰基氨基酸代谢。对关键代谢通路上基因进行分析发现, 与BG25相比, 遮阴下YG29中叶绿素降解相关基因 NOL、 HCAR、 SGR、 PPH和 RCCR的表达量较低, 碳固定相关基因 RBC、 RCA、 PEPC、 MDH、 GAPC、 FBA和抗氧化酶相关基因 PRX、 CAT的表达量较高, 这些基因可能在谷子耐荫中发挥重要作用。

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9. 过表达 BnNRT2.3-like对油菜氮素吸收利用及产量的影响

黄绒, 周渠晨, 陈楚铭, 罗倩, 易东, 杜常欢, 黄祥宇, 盛锋, 杜雪竹

作物学报 2025, 51 (12): 3184-3197. DOI: 10.3724/SP.J.1006.2025.55032

摘要（925）

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PDF（pc）（6765KB）（165）

硝酸盐转运蛋白2 (NRT2)是一种高亲和硝酸盐转运蛋白, 在植物硝酸盐的吸收和转运过程中发挥重要作用。本研究利用实时荧光定量PCR (qRT-PCR)鉴定到响应低氮胁迫的关键基因 BnNRT2.3-like, 对其进行生物信息学分析, 构建 BnNRT2.3-like过表达载体, 获得转基因植株, 通过盆栽试验对油菜成熟期的重要农艺性状进行观察和分析, 并在油菜苗期测定其氮素积累量、氮素利用效率、叶绿素含量、氮素利用相关基因表达量以及硝酸还原酶(NR)和谷氨酰胺合成酶(GS)活性。结果表明, BnNRT2.3-like蛋白分子量为61.87 kD, 等电点为9.08, 具有MFS超家族和NNP家族基因的典型特征。与野生型相比, BnNRT2.3-like过表达植株的株高、千粒重和单株籽粒产量分别提高9.1%、20.0%和62.1%, 有效分枝高度、主轴有效长度、主轴有效角果数、全株有效角果数、每角果长度、平均每角果粒数均显著提高。在低氮处理下, 过表达油菜与野生型相比主根长平均增加1.22 cm, 植株鲜重增加0.633 g, 地上部和根部干重分别增加55.0%和13.6%, 单株总干重增加42.1%; 地上部氮积累量较野生型增加17.0%。此外, 在低氮胁迫下, 过表达植株苗期的氮素积累量、氮素利用效率、硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶活性以及叶绿素含量与野生型相比均显著提高, 氮素利用相关基因 BnNPF4.6、 BnNPF6.3-like和 BnAMT1.1a在叶片中表达水平上升而在根中显著降低。因此, 过表达 BnNRT2.3-like可以增强油菜对低氮胁迫的耐受性, 提高油菜产量性状, 为提高油菜氮素利用效率提供了种质资源及理论依据。

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10. 河南省200份小麦品种苗期茎基腐病抗性鉴定与全基因组关联分析

鲁雅妮, 丁超杰, 张煜, 杜习军, 齐学礼, 胡琳, 许为钢

作物学报 2026, 52 (2): 363-375. DOI: 10.3724/SP.J.1006.2026.51075

摘要（900）

HTML （24）

PDF（pc）（1786KB）（286）

小麦茎基腐病(Fusarium crown rot, FCR)是世界性小麦土传真菌性病害。近年来, 该病害在我国长江中下游及黄淮麦区持续加重发生。然而, 当前国内缺乏抗病性突出的小麦品种资源。因此, 筛选抗病种质、挖掘抗病基因已成为小麦抗性育种的重要研究方向。为筛选FCR的优异抗源、挖掘抗病基因, 本研究利用黄淮麦区优势病原菌假禾谷镰刀菌(F. pseudograminearum)菌株WZ-8A, 对133份地方品种及67份现代品种进行苗期抗性鉴定, 并利用获得的表型数据结合小麦660K基因型数据进行全基因组关联分析(genome-wide association study, GWAS)。结果表明, 供试品种中仅秃头麦(杞县)、早洋麦、百泉41、开麦18、周麦24、04中36、豫麦35和中育3号8个品种表现中抗。GWAS分析共检测到30个与抗性显著相关的位点, 其中2个位点(SNP AX-111055517和SNP AX-110584552)在多种模型及环境下稳定出现。进一步对这2个显著位点所在的基因组区域进行基因功能注释及表达模式分析, 发现TraesCS4B02G048500可能为潜在抗病候选基因。本研究鉴定出8个苗期中抗种质材料, 挖掘到的显著性位点和预测基因为后续抗病育种等工作提供了资源、思路和理论依据。

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11. sRNA的生物合成和作用机制及其对种子发育和休眠与萌发调控的研究进展

宋松泉, 唐翠芳, 梁裕荣, 程红焱, 王伟青

作物学报 2026, 52 (4): 959-981. DOI: 10.3724/SP.J.1006.2026.53074

摘要（871）

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种子的发育、休眠和萌发是植物生命周期中的重要过程, 受许多遗传因素和环境因子的调控。小RNAs(sRNAs)是一组由19~24个核苷酸组成的非编码RNA分子, 调控编码转录因子和关键调节蛋白的基因表达, 在植物和动物的形态发生、生长、发育以及对生物和非生物胁迫的反应中发挥着重要的作用。尽管植物sRNA的部分调控机制尚不明确, 但已有的证据表明它们显著调控种子的发育、休眠和萌发。本文综述了近年来植物sRNA的研究进展, 主要包括sRNA的生物发生(生物合成)和作用机制, 以及它们对种子发育、休眠和萌发的调控作用, 并提出了在本领域需要进一步研究的科学问题, 试图为深入研究sRNAs在调控种子发育、休眠和萌发中的分子机制, 以及提高种子的质量与产量和萌发活力提供参考。

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12. 基于产量差的作物大面积单产提升策略与展望

王宇诚, 张露, 刘阿康, 黄见良, 彭少兵, 袁珅

作物学报 2026, 52 (5): 1279-1290. DOI: 10.3724/SP.J.1006.2026.53079

摘要（870）

HTML （43）

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在“新一轮千亿斤粮食产能提升行动”背景下, 大面积单产提升被确立为保障国家粮食安全的核心战略路径。近年来, 尽管我国粮食总产量持续稳定增长, 但在水土资源紧张和生态环境压力不断加剧的条件下, 依赖扩大耕地面积实现增产的空间已十分有限。围绕“主要粮食作物是否仍具备增产潜力、增产空间有多大以及如何实现”等关键科学问题, 产量潜力与产量差研究为定量评估增产空间、识别限制因素及设计增产技术路径提供了重要理论与方法支撑。本文系统梳理了产量潜力评估和产量差解析的研究进展, 揭示了不同作物和区域的潜在增产空间及关键制约环节, 并据此提出了面向大面积单产提升的差异化技术路径: 对于产量差较大的地区, 应以优化栽培管理和资源配置为重点, 加快缩小可利用产量差; 对于产量差较小的地区, 则需通过育种创新、关键技术突破与种植制度优化, 推动产量潜力上限提升。与此同时, 分析了当前增产技术推广应用中面临的主要瓶颈, 指出科研成果与农户实际生产之间衔接不足, 导致技术大面积落地转化困难。未来, 有必要在产量潜力评估、产量差诊断、技术集成与推广机制等环节形成协同闭环, 通过技术创新与政策和制度支持的协同推进, 在有限耕地和资源环境约束条件下实现粮食生产能力的持续提升, 为国家粮食安全和农业可持续发展提供科学支撑。

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13. 山东北部沿海平原区小麦-玉米周年两吨粮超高产技术创建

林子晴, 钟醒宇, 刘樊, 任子澳, 马瑞, 邓秀峰, 王东伟, 刘少鹏, 陈康, 张明才, 李召虎, 周于毅, 段留生

作物学报 2026, 52 (2): 631-643. DOI: 10.3724/SP.J.1006.2026.41094

摘要（864）

HTML （6）

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山东北部沿海平原区小麦-玉米周年两吨粮超高产技术创建是中国农业大学作物化控团队和莱州市金海种业在山东省莱州市开展的一项重要农业生产示范项目。通过精选良种、合理密植及水肥一体化等措施, 以期实现小麦和玉米的高产高效种植。在2023年该地块小麦和玉米两季的种植中, 现场实测每公顷的总产量达到了31,323.90 kg (折合2088.26 kg mu^-1)。其中冬小麦由农业农村部组织专家测产打破了黄淮海地区小麦的单产纪录, 实际产量高达13,213.35 kg hm^-2 (折合880.89 kg mu^-1)。种植品种烟农1212每平方米穗数为692.0, 穗粒数为40.1, 千粒重为52.55 g, 单株产量为4.74 g, 收获指数为0.56, 水分利用效率为3.24 kg m^-3。夏玉米中金玉2513的每平方米穗数为9.1, 穗粒数为584.7, 千粒重为379.31 g, 单株产量为206.25 g, 收获指数为0.58, 水分利用效率为2.86 kg m^-3, 实际产量为18,110.55 kg hm^-2 (折合1207.37 kg mu^-1)。在2024年的重复试验中, 小麦-玉米的实际产量继续达到30,997.00 kg hm^-2 (折合2065.13 kg mu^-1)。本文旨在总结高产纪录小麦-玉米复种高产田生产过程的主要管理环节和高产群体的主要指标, 为山东北部沿海平原区小麦-玉米复种高产提供参考。

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14. 基于抗旱玉米自交系SL001的抗旱优异基因资源挖掘

魏琦, 何冠华, 张登峰, 李永祥, 刘旭洋, 唐怀君, 刘成, 王天宇, 黎裕, 路运才, 李春辉

作物学报 2025, 51 (12): 3171-3183. DOI: 10.3724/SP.J.1006.2025.53024

摘要（858）

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PDF（pc）（5883KB）（307）

干旱是玉米生长发育过程中影响最严重的非生物胁迫因素之一, 挖掘玉米抗旱相关基因并将其应用于培育抗旱新品种是解决该问题的有效途径。为了挖掘玉米抗旱关键基因, 本研究利用干旱敏感自交系B73及抗旱自交系SL001开展抗旱表型鉴定, 发现干旱胁迫后SL001较B73的萎蔫程度更小, 复水后的存活率显著高于B73, 且干旱胁迫后SL001相对含水量和净光合速率等表型性状均显著高于B73。通过对B73和SL001不同干旱胁迫条件下的转录组数据分析, 共鉴定出11,240个差异表达基因, 其中4354个基因在中度干旱胁迫和重度干旱胁迫处理时差异表达, 且不在正常水分处理时差异表达。这些基因主要富集于植物激素信号转导途径和植物-病原体互作途径。在这些基因中预测了2个玉米抗旱候选基因 Zm00001eb439810、 Zm00001eb365420, 并进行了qRT-PCR验证, 结果表明作为抗旱候选基因 Zm00001eb439810可能正向调控玉米对干旱胁迫的响应, 而 Zm00001eb365420可能负向调控玉米对干旱胁迫的响应。本研究为玉米抗旱提供了重要材料和基因资源。

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15. 小麦TaAPC11基因家族鉴定及 TaAPC11-5B参与干旱胁迫的生物学功能研究

胡城祯, 高维东, 孔斌雪, 王建飞, 车卓, 杨德龙, 陈涛

作物学报 2026, 52 (1): 148-164. DOI: 10.3724/SP.J.1006.2026.51029

摘要（855）

HTML （26）

PDF（pc）（14927KB）（245）

后期促进复合物(anaphase-promoting complex/cyclosome, APC/C)是一种由多亚基组成的cullin-RING型E3泛素连接酶, 其中复合物亚基APC11含有RING结构域, 可能通过泛素化特定的靶蛋白调控细胞周期, 进而参与植物的非生物胁迫。本研究采用生物信息学方法对小麦TaAPC11家族成员进行全基因组鉴定, 并重点研究了 TaAPC11-5B基因参与干旱胁迫调控的生物学功能。结果表明, 小麦基因组中共鉴定到23个TaAPC11家族成员, 可分为3个亚族, 同一亚族成员具有相似的基因结构和Motif。共线性分析表明, 片段复制促进TaAPC11基因家族的扩张, 且在进化过程中受到纯化选择。顺式作用元件分析表明, TaAPC11基因家族成员的启动子区存在大量非生物胁迫响应元件。实时荧光定量(qRT-PCR)分析表明, TaAPC11-5B/ 6A2/ 4D1/ 3B2基因的转录表达均受到PEG-6000和ABA的显著诱导, 其中 TaAPC11-5B在PEG-6000处理后上调倍数最高。亚细胞定位表明, TaAPC11-5B定位于细胞核与细胞质中。对野生型(WT)和 TaAPC11转基因水稻株系( TaAPC11-5B-OE)进行干旱胁迫处理, 分析其抗旱表型发现, TaAPC11-5B-OE的存活率显著高于WT, 株高显著增加, 叶片卷曲程度减轻; 生理指标测定发现, TaAPC11-5B-OE的相对电导率和丙二醛含量显著低于WT, 脯氨酸含量显著高于WT。进一步通过DAB (3,3'-二氨基联苯胺)、NBT (氮蓝四唑)染色及抗氧化酶活性分析发现, PEG-6000处理后 TaAPC11-5B-OE叶片的过氧化氢(H ₂O ₂)和超氧阴离子($\mathrm{O}_{2}^{\bar{.}}$)含量低于WT, 过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)的活性均显著高于WT。本研究为深入解析小麦 TaAPC11-5B基因响应干旱胁迫的生物学功能提供了理论依据和材料基础。

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16. 磷肥用量对迟播油菜产量形成及磷肥利用效率的影响

秦梦倩, 宁宁, 程泰, 李康丽, 张新贝, 赵鑫月, 张哲, 赵杰, 蒯婕, 王晶, 汪波, 徐正华, 周广生

作物学报 2025, 51 (12): 3304-3316. DOI: 10.3724/SP.J.1006.2025.55040

摘要（826）

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PDF（pc）（3661KB）（190）

为明确磷肥用量对迟播油菜产量形成及磷肥利用效率的影响, 本试验以品种华油杂137为材料, 连续2年在武汉进行磷肥用量单因素试验。结果表明: 施用磷肥显著增加迟播油菜产量, 单株角果数是迟播油菜产量的主要影响因子( P < 0.05)。2年试验结果中产量分别比对照P0处理提高了16.83%~24.63%和22.99%~34.68%, 单株角果数分别比P0处理提高了14.51%~37.46%和26.35%~53.83%。油菜株高、根颈粗、角果层厚度、有效分枝高度、分枝数、磷含量、磷积累量、干物重及抗倒伏能力均呈现先增加后稳定的趋势, 在P3 (120 kg hm ^-2)、P4 (150 kg hm ^-2)处理时无显著差异。随着磷肥用量的增加, 磷肥利用率呈现先增后减的趋势, 在P2 (90 kg hm ^-2)处理达到最大; 磷肥偏生产力随磷肥用量增加而下降; 磷肥农学利用率在P2、P3处理下达到最佳; 磷肥贡献率在P3和P4处理下达到最佳。综上所述, 施磷提高了迟播油菜的产量、干物质重、抗倒伏能力和磷肥利用效率, 但继续增加磷肥用量时, 磷肥的利用效率降低, 同时对产量、干物质重及抗倒伏能力无显著影响。因此, 在保证油菜稳产、抗倒的前提下, 磷肥用量在P3水平时利于提高迟播油菜产量、抗倒伏能力和磷肥利用效率。

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17. 331份花生种质苗期耐盐性综合评价和强耐盐种质鉴选

王菲菲, 张胜忠, 杨贵华, 苗华荣, 胡晓辉, 张则林, 刘莎莎, 乔利仙, 单世华, 陈静

作物学报 2026, 52 (1): 279-294. DOI: 10.3724/SP.J.1006.2026.55044

摘要（823）

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PDF（pc）（1105KB）（306）

土壤盐渍化是限制花生扩种及产量的主要制约因素之一, 筛选优异耐盐花生种质并鉴定相关指标, 为耐盐品种选育和耐盐分子机制研究奠定基础。以331份花生种质为研究对象, 利用水培法于苗期进行耐盐性鉴定。测定了8个指标: SPAD值、苗高、地上鲜重、地下鲜重、地上干重、地下干重、鲜重根冠比和干重根冠比。采用主成分分析法、隶属函数分析法及聚类分析法对花生苗期耐盐性进行综合评价。在不同盐浓度处理下, 苗高、地上鲜重、地下鲜重、地上干重、鲜重根冠比和干重根冠比6个指标在不同种质间均表现出显著差异。在盐胁迫下, 花生生长受抑制, 其中4个指标的测定值较对照显著降低。相关性分析显示, 8个指标的耐盐系数均存在相关性, 其中地下鲜重和地下干重的相关性最强(相关系数为0.83)。主成分分析将8个指标转换成3个主成分, 累计方差贡献率达76.22%。基于D值进行聚类分析, 将331份种质划分为5类耐盐型, 第Ι类强耐盐型(11份)、第II类耐盐型(33份)、第III类中间型(104份)、第IV类盐敏感型(42份)、第V类高盐敏感型(141份)。通过逐步回归分析, 构建花生苗期耐盐评价回归方程: Y = 0.032 + 0.163X₄+ 0.137X₃+ 0.073X₁- 0.158X₂+ 0.111X₅+ 0.080X₆。D值适用于花生苗期耐盐性评价, 筛选出包括华实2、AM-Georganic、中花6等在内的11份强耐盐性种质。苗高、地下干重和地上干重可作为花生苗期耐盐性鉴定的主要指标。

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18. 利用小麦农家种孝感麦协同改良蜀麦753产量与抗病耐逆性的育种实践

马婷婷, 郭晓江, 李豪, 邓梅, 蒲至恩, 李伟, 张亚洲, 王凤涛, 崔凤娟, 魏育明, 王际睿, 蒋云峰, 陈国跃

作物学报 2026, 52 (1): 56-71. DOI: 10.3724/SP.J.1006.2026.51065

摘要（821）

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四川麦区属于我国西南最重要的早熟冬麦区, 单位面积有效穗数(或穗容量或单株有效分蘖)成为该麦区产量进一步提升的关键。来自湖北当阳的小麦农家种“孝感麦”具有稳定的条锈病、穗发芽抗性及多有效分蘖、多花多实等突出特点, 已成为当前四川麦区小麦种质改良和创新的潜在重要基因源。在产量构成因子中, 单位面积有效穗数低成为当前限制小麦品系蜀麦753产量提升的关键因子。为实现蜀麦753的产量突破与结构模式优化及产量与抗病、耐逆协同改良, 本研究以多有效分蘖兼具强抗穗发芽特性且携带成株期条锈病抗性基因的小麦农家种“孝感麦”为供体、以携带全生育期条锈病抗性基因且综合性状良好的育成品系蜀麦753为受体, 通过杂交、回交及连续多代自交并结合育种目标性状“分段式”选育技术, 选育获得了178个蜀麦753/孝感麦育种应用高代稳定品系, 旨在提升有效分蘖数量与穗容量的同时转育和聚合抗条锈病和穗发芽基因位点。表型鉴定结果表明, 受体亲本蜀麦753的有效分蘖、穗粒数和小穗数改良效果显著, 所有高世代品系有效分蘖均高于受体亲本, 仅有4个品系小穗数低于受体亲本, 平均穗粒数超过70粒。对产量相关性状进行相关性和通径分析发现, 供试品系群体中有效分蘖数量与产量呈极显著正相关, 表明利用“孝感麦”对蜀麦753的穗容量(或有效穗、单位面积穗数)进行遗传改良对提升产量性状具有显著效果。结合表型和基因型鉴定, 获得了2份产量潜力超过8250 kg hm^-2的突破性新品系。结合条锈病和穗发芽基因型分析, 从供试品系中筛选出1份携带Yr18+Yr24/26+Yr15且对条锈病具有广谱抗性和9份携带TaMyb10抗穗发芽等位基因的优异新品系。本研究表明, 通过育种目标性状“分段式”选育技术为利用小麦农家种“孝感麦”改变四川麦区小麦新品系“蜀麦753”的产量结构、实现产量与抗病耐逆协同改良提供了有效技术方案。

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19. 基于空间转录组技术解析大豆种胚对X射线辐射的响应机制

许睿, 何妙华, 王昊, 李卫, 任杰, 夏志强

作物学报 2025, 51 (12): 3121-3132. DOI: 10.3724/SP.J.1006.2025.55043

摘要（813）

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辐射诱变育种在大豆品种改良中被广泛使用, 但辐射诱变的分子机制尚未完全阐明。空间转录组学作为近几年在各个生物研究领域中的热门技术, 能够解析基因表达的空间异质性, 然而其在辐射诱变大豆种胚研究中的应用尚未见报道。本研究利用空间转录组技术分析X射线辐射处理的大豆种胚基因表达特征及其空间调控模式。结果显示, 未处理和辐射处理的大豆种胚共划分为13个细胞簇(cluster), 并成功构建了其空间转录组图谱。差异表达分析鉴定出各细胞簇中的关键功能基因, 包括参与DNA的合成和修复的 GmW82.19G089600和 GmW82.16G057600, 响应非生物胁迫的 GmW82.06G256600和 GmW82.10G206900, 以及参与茎的发育、结构维持、抗逆性及代谢调控的 GmW82.13G274300。这些基因的空间表达分析表明, 参与DNA的合成和修复以及非生物胁迫响应的基因在辐射处理的大豆种胚中高表达, 参与茎的发育、结构维持、抗逆性及代谢调控的基因在未处理和辐射处理大豆种胚的上胚轴处均高表达, 说明该基因可能在维持茎组织基本结构和功能中发挥重要作用。GO和KEGG富集分析进一步揭示, 差异基因显著富集于细胞应激响应、DNA转录调控、氧化应激反应及谷胱甘肽代谢等通路, 这些通路在植物逆境适应和胁迫耐受中具有关键作用。本研究通过空间转录组技术揭示了大豆种胚在辐射胁迫下的基因表达变化及其空间分布特征, 识别出多个与DNA修复和胁迫响应相关的关键基因, 反映了辐射对种胚细胞功能状态的影响, 为理解辐射诱变过程中基因表达调控机制提供了基础数据支持。

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20. 外源褪黑素通过协调光反应与暗反应增强玉米苗期的耐热性

李新浩, 邢梦柯, 周梓惠, 李思烨, 任昊, 王洪章, 赖华江

作物学报 2026, 52 (3): 839-856. DOI: 10.3724/SP.J.1006.2026.53044

摘要（810）

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近年来, 频发的极端高温天气严重制约了我国玉米生产。外源褪黑素(Met)通过提高抗氧化能力来增强作物的抗逆性, 但其对热胁迫下玉米叶片碳同化能力及原初光化学效率的影响机制鲜有报道。本研究以热敏感型玉米品种先玉335 (XY)和耐热型玉米品种登海605 (DH)为材料, 于玉米6叶期进行热胁迫(38℃/28℃)处理, 探究外源Met对光合响应特征和荧光动力学曲线的影响。结果显示, 与清水处理相比, 外源Met促进了热胁迫下玉米叶片中可溶性糖和脯氨酸的积累, 提高了植株含水量。Met还提高了超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性, 减少了氧化胁迫和丙二醛(MDA)含量。这些改善效应降低了K相(300 μs)和L相(200 μs)的相对荧光, 缓解了热胁迫对放氧复合体的损伤和电子传递阻碍, 并提高了单位面积PSII反应中心数量。XY和DH的最大光化学效率(?_Po)在Met处理下分别提高29.1%和17.2%。此外, 与清水处理相比, 外源Met改善了热胁迫下玉米叶片核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶(Rubisco)和磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)的活性, 尤其是在敏感品种XY中。光合响应参数显示, Met处理下, XY和DH的最大光合效率(P_nmax)分别提高了38.6%和30.8%, 光合能力(P_c)分别提高了30.2%和19.2%, 并降低了光呼吸速率(R_p), 提高了光饱和点(I_sat)、CO₂饱和点(C_isat)和最大羧化效率(V_cmax)。研究表明, 外源Met增强了叶片的渗透调节能力和抗氧化能力, 协同改善了光反应和暗反应, 缓解了热胁迫对玉米苗期净光合速率(P_n)的影响和对植株生长的损伤。

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21. 玉米ZmPFK基因家族全基因组鉴定及响应胁迫表达分析

孟成, 王哲

作物学报 2026, 52 (3): 764-779. DOI: 10.3724/SP.J.1006.2026.53047

摘要（796）

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磷酸果糖激酶(phosphofructokinase, PFK)是糖酵解途径中的关键调控酶, 作为该代谢过程的限速酶, 它主导着细胞内葡萄糖代谢的速率。与此同时, 己糖激酶不仅能够作为糖受体启动下游糖信号传导, 还可整合多种外界信号, 进而激活其他信号转导途径, 参与调节植物对外界环境变化的响应机制。系统分析玉米PFK家族成员在基因组上的分布、结构、进化以及表达特性, 对于深入研究该家族的生物学功能具有重要意义。本研究基于玉米B73 (RefGen_v4)基因组信息以及转录组数据等, 通过生物信息学手段对玉米B73自交系磷酸果糖激酶(PFK)家族成员进行全基因组鉴定并对其理化性质、系统发育关系、基因结构、启动子顺式作用元件以及表达特性进行了分析。结果表明, 玉米B73自交系共有20个PFK家族成员, 它们主要分为ATP依赖性的磷酸果糖激酶(phosphofructokinase, PFK)和焦磷酸盐依赖性的磷酸果糖激酶(phosphotransferase, PFP), 且不均匀的分布于各个染色体上。共线性分析表明, 玉米PFK基因与单子叶植物水稻(Oryza sativa)具有多对同源基因, 而与双子叶植物拟南芥(Arabidopsis thaliana)不存在直系同源基因。启动子顺式作用元件预测表明, PFK基因具有一些与生长发育和逆境响应的结合元件。转录组数据以及qRT-PCR表明, 各成员在组织表达与胁迫处理下存在不同的表达水平, 并且发现了多个响应非生物胁迫(盐胁迫、干旱胁迫、热胁迫和冷胁迫)与生物胁迫(玉蜀黍平脐蠕孢菌、玉蜀黍凸脐蠕孢菌和禾谷镰孢胁迫)的ZmPFK基因, 表明该家族成员在响应逆境胁迫中具有重要作用。将重组质粒ZmPFK10-pET32a转入大肠杆菌BL21中, 诱导表达后的重组菌株ZmPFK10-pET32a在700 mmol L^-1 NaCl和45℃高温条件下的生长情况优于对照菌株。蛋白互作网络预测与富集分析发现, 与ZmPFK蛋白存在互作的3个核心蛋白均参与糖酵解活动。上述结果为PFK家族成员的生物学功能研究提供了理论基础。

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22. 秸秆还田下耕作方式与氮肥施用量对东北玉米产量及土壤团聚体的影响

马胜乾, 王志平, 陈浩天, 窦淑贤, 张燕, 邓艾兴, 张卫建, 原向阳, 宋振伟

作物学报 2026, 52 (6): 1802-1816. DOI: 10.3724/SP.J.1006.2026.53066

摘要（793）

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东北地区是我国重要的玉米主产区, 长期不合理耕作方式与氮肥大量施用导致黑土地退化, 影响玉米可持续生产。以秸秆还田和少免耕为核心的保护性耕作技术是改善土壤质量和提高作物产量的关键措施之一, 而优化氮肥施用量对提高资源利用效率至关重要。为探索秸秆还田下的合理耕作方式与适宜氮肥施用量, 促进东北地区玉米产量与土壤质量协同提升, 本研究于2022—2024年在黑龙江省哈尔滨市闫家岗农场设置田间定位试验, 采用裂区设计, 主区为耕作方式, 包括翻耕(CT)、旋耕(RT)、条带耕作(ST)和免耕(NT); 副区为氮肥施用量, 为0 (N0)、135 (N1)、180 (N2)和225 kg hm^-2 (N3)。结果表明, 3年平均玉米籽粒产量表现为ST > CT > RT > NT, 4种耕作方式间无显著差异, 其中ST处理在2023年和2024年较NT分别增产14.5%和6.6%; 施氮显著提高产量(P < 0.001), N2和N3处理无显著差异且3年产量较N0高183.1%~217.2%; 耕作方式和氮肥施用量对玉米产量无显著互作效应。0~20 cm土层3年平均土壤容重为NT > ST > RT > CT, 且4种耕作方式间差异显著, 其中NT处理较CT处理高20.2%~31.4%。耕作方式和氮肥施用量对土壤团聚体粒径、平均重量直径和几何平均直径有显著影响(P < 0.05), NT处理0~20 cm土层0.250~2.000 mm粒径的团聚体含量显著增加23.7%~56.7%, 且平均重量直径和几何平均直径均为NT > RT > ST > CT, N2和N3处理0.250~2.000 mm粒径的团聚体含量增加9.2%~29.7%, < 0.053 mm粒径的团聚体含量降低30.3%~51.5%。相关性分析表明, 在秸秆还田下耕作方式、氮肥施用量与玉米产量呈显著正相关(P < 0.01), 且ST处理在施氮200.2 kg hm^-2可达到最高产量。综上所述, 秸秆还田下采用条带耕作结合180~225 kg hm^-2氮肥施用量可兼顾玉米高产与土壤团聚体改良, 可作为东北高寒地区适宜的保护性耕作管理措施。

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23. 基于DSSAT模型模拟气候变化对新疆棉花物候期及产量的影响

周琦翔, 朱艳, 汪楚博, 朱柏林, 李俊博, 宋利兵

作物学报 2026, 52 (2): 590-602. DOI: 10.3724/SP.J.1006.2026.54092

摘要（775）

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新疆作为中国最重要的棉花生产基地, 其生产安全对保障国家农业经济具有重要意义。为定量评估气候变化对新疆棉花生长的影响, 本研究基于新疆14个农业气象观测站和65个气象观测站点1990—2020年的逐日气象资料和棉花生长观测数据, 对DSSAT作物模型进行调参和验证; 利用模型分析新疆棉花物候期和潜在产量的时空演变特征; 并通过Mann-Kendall检验和去趋势分析方法解析关键气候因子的贡献率。结果表明: (1) 新疆棉花播种—开花期天数、播种—成熟期天数和产量模拟值与观测值调参(验证)的绝对相对误差分别为1.80% (1.51%)、0.85% (1.18%)、5.38% (5.44%), 归一化均方根误差分别为9.56% (14.06%)、9.71% (11.50%)、11.30% (11.34%), DSSAT模型表现出良好的模拟性能。(2) 在棉花播期和品种保持不变的条件下, 1990—2020年新疆棉花播种—开花期天数和播种—成熟期天数分别以1.26 d 10a^-1和2.54 d 10a^-1的速率显著缩短(P < 0.05), 而潜在产量则以159.61 kg hm^-2 10a^-1的速率显著增加; (3) 空间分析显示, 各站点棉花物候期及产量变化均达到显著水平(P < 0.05), 其中播种—开花期、播种—成熟期和潜在产量达到显著(极显著)水平的站点分别占33.8% (55.4%)、24.76% (64.6%)和29.2% (50.8%); 各气象因子对棉花潜在产量的影响效应从大到小表现为每日太阳辐射>日最高气温>降雨>日最低温度。DSSAT模型可较好地模拟新疆棉花生长发育和产量, 气候变化明显影响新疆棉花物候期和棉花潜在产量。本研究可为新疆乃至其他地区棉花作物模型研究、产量预报和气候变化评估提供数据支撑和理论依据。

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24. 高产高油高油酸花生品种的生长发育及干物质生产特征

金欣欣, 宋亚辉, 苏俏, 杨永庆, 王瑾

作物学报 2026, 52 (1): 191-201. DOI: 10.3724/SP.J.1006.2026.55037

摘要（773）

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连续2年对冀花915、冀花19号、冀花521共3个高油酸花生品种的生长发育、干物质积累、产量构成、油脂积累等物质生产特征进行系统比较研究, 旨在为解析花生高产高油高油酸的形成机制提供理论依据。结果表明, 3个品种的产量表现为冀花915>冀花19号>冀花521。冀花915植株高度较矮(<40 cm), 叶面积指数峰值适宜(约5.6), 地上部群体结构合理; 荚果形成后, 群体生长率、净同化速率、荚果生长率以及荚果生物量的分配比例(48.75%)均显著高于其他2个品种。冀花521在生育期内叶面积指数峰值大, 光合势高, 但群体结构过大导致干物质积累向荚果分配比例小造成产量较低。冀花19号各项指标居中。油分、油酸含量表现为冀花915≈冀花19号>冀花521。冀花915和冀花19号的油分、油酸最大积累速率显著高于冀花521, 但快速积累期持续时间相对较短。总之, 冀花915具有群体质量优、干物质积累向荚果分配多、油分及油酸积累速率高等突出优势, 是其高产高油高油酸的重要原因。本研究结果可为花生新品种培育及制定高产高效栽培技术提供理论依据。

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25. 201份玉米自交系抗旱表型评价及可塑性分析

张宁宁, 滕雨菲, 任娜娜, 魏兴卓, 闫书豪, 樊可心, 王永宏, 陈文康, 张兴华, 朱万超, 徐淑兔, 薛吉全

作物学报 2026, 52 (5): 1309-1325. DOI: 10.3724/SP.J.1006.2026.53083

摘要（766）

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干旱是限制玉米产量提升的关键因素之一。表型可塑性指特定基因型对环境变化的响应模式。因此, 有必要评估玉米自交系的抗旱可塑性。本研究以2019—2020年在5个环境、2种水分处理下201份玉米材料抗旱性相关数据为基础, 基于因子分析等3种方法进行抗旱性鉴定, 将材料划分为强抗(HR)、抗(R)、中抗(MR)和弱抗(WR) 4个抗旱等级, 其中, KA105、KB020、综31等材料抗旱性较强。同时, 基于FW (Finlay-Wilkinson)回归方法对抗旱可塑性进行量化, 提出了2种玉米抗旱可塑性模式, 即有G×E正向可塑性(基因型在特定环境中具有显著优于其平均表现的正向响应)和无G×E正向可塑性(基因型在不同环境中表现相对稳定, 且未在特定环境中表现出显著优于其平均水平的正向响应)。其中, KA105、M1801等属于有G×E正向可塑性, 09B-6-2等属于无G×E正向可塑性。综合评价得出, KA105抗旱性强且具有G×E正向可塑性, 可作为适应未来抗旱育种的优异种源, 应用前景十分广阔。

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26. Bna-miR1040- EIF3A模块调控油菜开花时间的功能研究

马毅娜, 吴晓明玉, 李藕琪, 王圆, 陈丽, 张盈川, 赵伦, 文静, 傅廷栋, 沈金雄

作物学报 2026, 52 (2): 349-362. DOI: 10.3724/SP.J.1006.2026.55035

摘要（758）

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开花时间是作物重要发育性状, 对作物产量有显著影响。miRNA是一类由生物体内源MIR基因转录后加工而形成的小分子RNA, 可通过切割靶基因影响靶基因的表达。前期研究基础上在甘蓝型油菜中发现一个未知生物学功能的新的小分子RNA, novel-Bna-miR1040, 本研究过表达Bna-miR1040的甘蓝型油菜较野生型花期延迟。降解组测序表明BnaEIF3A是Bna-miR1040的潜在靶基因, 5'RACE和烟草瞬时转化试验表明, Bna-miR1040可以切割BnaEIF3A, 使BnaEIF3A的表达量降低; 进化分析结果表明, BnaEIF3A在不同物种中具有保守性; 亚细胞定位结果显示BnaEIF3A定位在细胞核上; 通过CRISPR/Cas9创建BnaEIF3A的功能缺失突变体, 突变体较野生型也表现为花期延迟。本研究结果为甘蓝型油菜miRNA调控开花时间提供了数据, 为甘蓝型油菜不同花期品种选育提供了理论参考。

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27. 不同花生品种(系)耐盐碱性田间鉴定及各性状指标相关性研究

迟晓元, 刘庆, 张君, 赵旭红, 李美, 于天一, 潘丽娟, 许静, 姜骁, 殷祥贞, 马俊卿, 陈娜

作物学报 2026, 52 (1): 85-98. DOI: 10.3724/SP.J.1006.2026.55041

摘要（751）

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为了鉴定优质、耐盐碱的花生品种(系), 本研究连续2年在黄河三角洲试验基地种植29个花生品种(系), 并对它们的农艺性状和产量、品质性状进行了研究, 利用主成分、隶属函数和系统聚类分析鉴选优质耐盐碱的花生品种(系)。结果表明, 油亚比和亚油酸含量变异最大, 而脂肪和蛋白质含量及出仁率的变异较小; 主茎高和侧枝长分别与荚果产量和籽仁产量呈极显著正相关, 油酸和亚油酸含量分别与百仁重呈显著负相关和正相关关系; 花生的产量性状(出仁率、荚果产量、籽仁产量)与农艺性状(结果枝数、主茎高、侧枝长)和品质性状(蛋白质含量、脂肪含量、油酸含量、亚油酸含量)均相关。综合分析结果表明, P16-22、花育9147、花育9141、花育9118、花育9121、花育60、花育9125和花育9124在盐碱地表现优异, 花育656、P18-82、P18-43和P17-18在盐碱地表现较差, 且前者的荚果产量和籽仁产量显著大于后者。本研究结果可为花生耐盐碱育种亲本选择及特异种质资源筛选提供材料。

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28. 外源激素对低温胁迫下大豆叶片叶绿素荧光参数及抗氧化酶系统的影响

金昱何, 王雪菲, 徐张一娃, 缪怡宁, 蒋云杰, 伊莹, 缪德麟, 朱静仪, 钟一帆, 陈铭亨, 方芳, 刘鹏

作物学报 2026, 52 (6): 1817-1829. DOI: 10.3724/SP.J.1006.2026.55068

摘要（747）

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低温胁迫是制约大豆生产的关键非生物逆境, 为探究外源激素对低温胁迫下大豆叶片叶绿素荧光参数及抗氧化酶系统的影响, 本试验以耐冷性差异较大的蒙豆16 (Mengdou 16)和黑河18 (Heihe 18)为试验材料, 在4℃低温胁迫下分别喷施最适浓度的脱落酸(ABA)、水杨酸(SA)、褪黑素(MT)、油菜素内酯(BR)和茉莉酸(JA), 探究其对大豆各时期(2、4和6 d)形态形状、光合特性、渗透调节系统和抗氧化酶系统的影响。同时通过隶属函数分析法筛选出高效抗寒激素, 在此基础上采用响应面优化法探究激素最佳配比。结果表明, 大豆在低温胁迫下损伤严重, 蒙豆16的抗寒能力强于黑河18, 生理响应更为稳定。各外源激素处理均能缓解低温对大豆生长的抑制作用, ABA、SA和MT浓度分别为13.93、200.62和30.30 mg L^-1时效果最佳, 喷施外源激素对大豆株高、鲜重和叶面积均呈积极作用, 但2个品种的响应程度存在差异。蒙豆16中叶绿素总量的最大增幅为97.60%, 黑河18为108.28%; 2个品种的初始荧光(F₀)和非光化学猝灭系数(qN)下降, 蒙豆16的光化学猝灭系数(qP)和光合相对电子传递速率(ETR)上升, 黑河18的qP部分下降, F₀最大降幅分别可达34.38%和24.86%, 光合转化效率显著增强。各处理下丙二醛(MDA)含量均显著降低, 蒙豆16的最大降幅为66.50%, 黑河18为62.57%; 脯氨酸含量则有所上升, 最大增幅分别为24.47%和19.97%。此外, 超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性均显著增加, SOD与CAT活性在第4天达到最大升幅, POD则在第6天达到最大。综上, 施加不同外源激素可以通过调节光化学系统、抗氧化酶系统和渗透调节系统等途径来缓解低温对大豆造成的损伤, 也为大豆的低温种植提供了理论依据和实践经验。

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29. 水培盐碱复合胁迫下‘济麦60’苗期根系有机酸分泌动态变化及其转录调控机制

陈雪燕, 何华川, 李政嘉, 董新盼, 李藕琪, 刘小云, 李丹萍, 陈志伟, 刘国霞, 吕胜源, 吴印莹, 赵振东, 曹新有, 万何平

作物学报 2026, 52 (6): 1859-1875. DOI: 10.3724/SP.J.1006.2026.51086

摘要（746）

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土壤盐碱化是全球农业生产面临的主要限制因素之一, 显著制约小麦产量并威胁粮食安全。植物根系分泌有机酸是应对非生物胁迫的重要生理策略。然而, 在盐碱复合胁迫下, 小麦根系有机酸分泌的动态特征及其背后的转录调控网络尚缺乏系统研究。本研究以耐盐碱小麦品种‘济麦60’为材料, 系统分析了其在盐碱复合胁迫不同时间点根系有机酸的代谢组与转录组变化特征, 并结合加权基因共表达网络分析(WGCNA)挖掘关键调控模块。结果表明, 盐碱复合胁迫显著改变了根系有机酸的组成与含量, 在4个比较组中共鉴定到44种差异积累的有机酸, 其中12种持续上调, 4种持续下调。转录组分析显示, 随着胁迫时间的延长, 差异表达基因数量逐步增加, 与光合作用、有性生殖和卟啉代谢等相关的基因持续被激活, 而细胞壁组织、氧化磷酸化等过程则表现出时间阶段性响应。WGCNA分析进一步鉴定出MEblue、MEturquoise和MEyellow 3个与关键有机酸代谢显著相关的功能模块, 这些模块中的基因主要富集于能量代谢、氨基酸合成与氧化还原平衡等过程。本研究系统描绘了耐盐碱小麦品种‘济麦60’在盐碱复合胁迫下根系有机酸代谢与转录调控的动态图谱, 这不仅加深了对小麦耐盐碱生理机制的认识, 也为通过分子设计育种靶向改良根系功能与逆境适应性提供了重要的理论基础和基因资源。

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30. 播种期对长江中游甘蓝型油菜光温资源利用效率和产量的影响

娄洪祥, 幸仁鹏, 汪波, 王晶, 徐正华, 赵杰, 蒯婕, 周广生

作物学报 2026, 52 (2): 539-551. DOI: 10.3724/SP.J.1006.2026.55052

摘要（746）

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推迟冬油菜播种期可缓解长江中游地区稻油茬口矛盾, 但迟播会使产量显著降低。为解析迟播和早播减产机制并探索增产途径, 本研究以华油杂62和华油杂158为试验材料, 于2018—2021年开展3年播种期田间试验(早播S1: 9月20日; 适播S2: 10月1日; 迟播S3: 10月10日), 系统分析产量、光温资源利用效率及碳代谢生理响应。研究结果表明: (1) S2提高了光温资源利用效率并实现了产量和产油量的显著提升。(2) 与S1相比, S2的生育期缩短, 有效积温下降, 但光温资源利用率显著提高; 与S1和S3相比, S2叶片碳代谢酶(Rubisco、果糖1,6-二磷酸酶和蔗糖合成酶)活性上升, 碳代谢水平的提高促进了叶片可溶性糖积累。(3) S2的花期冠层截光率和单叶光合能力均高于S1和S3, 伤流液可溶性糖与氨基酸含量显著上升, 促进光合产物向角果高效转运。因此, 适播油菜充分利用光温资源, 提高了积温生产效率和光能利用率, 协同提高产量和品质。光温资源利用不足是迟播产量的重要限制因素, 这对迟播油菜品种选育和栽培调控具有理论和指导意义。

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31. 基于16K芯片的野生二粒小麦渗入系BAd7-209籽粒蛋白含量QTL定位

王哲, 胡燕灵, 龚方仪, 易睿, 赵书宏, 刘睿琴, 刘雨杭, 张甜, 张亚洲, 郑有良, 刘登才, 黄林, 伍碧华

作物学报 2025, 51 (12): 3238-3250. DOI: 10.3724/SP.J.1006.2025.51009

摘要（735）

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为探究缺乏功能性NAM-B1基因的野生二粒小麦渗入系BAd7-209拥有高籽粒蛋白含量(grain protein content, GPC)的遗传基础, 本研究以BAd7-209 (川农1号饲草麦)为父本, 分别与低蛋白含量的高产弱筋小麦品种川育27 (CY27)和川农16 (CN16)杂交构建重组自交系(recombinant Inbred Line, RIL) F_6:8定位群体和F₆验证群体, 进行高籽粒蛋白含量的QTL定位分析。连续2年4个环境及最佳线性无偏预测下的均值, BAd7-209的GPC达15.35%, 极显著高于CY27的12.30%, 千粒重(thousand-grain weight, TGW)达46.08 g, 极显著低于CY27的50.53 g, RIL群体的平均GPC和TGW分别为14.01%和52.02 g, 均显著高于其母本和父本, 表明BAd7-209的高GPC和CY27的高TGW优异特性均高效地传递到了RIL群体中, 有效避免了浓度效应对GPC客观评价的干扰。通过16K SNP芯片分析共检测出5个与GPC相关的QTL, 可解释9.68%~29.17%的表型变异。其中, 来源于BAd7-209的新主效位点QGPC.sicau- YZ-6BS贡献率变异幅度为9.68%~29.17%, 开发的KASP (kompetitive allele specific PCR, KASP)标记证明携带该增效位点株系的GPC在所有环境下和不同遗传背景下均极显著高于不携带该位点的株系, 在定位和验证群体中平均增幅分别达17.89%和41.20%。同时, 从RIL定位群体中选育到13个品质、农艺、抗病综合性状优良的小麦新种质, 其GPC和TGW分别高达13.99%~18.08%和45.20~57.69 g。这些基因资源对优质高产小麦遗传研究与育种应用具有重要意义。

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32. 大麦NAC基因家族鉴定分析及 HvNAC38的耐盐功能验证

牛丽, 王勇胜, 王长杰, 张宏, 孟亚雄, 李葆春, 杨轲, 马小乐, 姚立蓉, 司二静, 王化俊, 汪军成

作物学报 2026, 52 (3): 688-707. DOI: 10.3724/SP.J.1006.2026.51062

摘要（733）

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NAC基因家族是植物中一类重要的转录因子家族, 在调控植物生长发育和响应逆境胁迫等方面均发挥关键作用。本研究以前期实验室通过多组学联合分析筛选出的耐盐候选基因HORVU3Hr1G014090为研究对象, 对大麦NAC基因家族成员进行全基因组鉴定及生物信息学分析, 并对所有成员进行盐胁迫下的表达模式分析和qRT-PCR验证, 通过亚细胞定位确定候选基因在细胞内的具体位置, 最后过表达拟南芥以验证其功能。结果显示, 共鉴定到116个HvNACs基因, 分布在7条染色体上, 将耐盐候选基因HORVU3Hr1G014090命名为HvNAC38; HvNACs可分为6个亚族, 其中3对基因存在片段复制, 分别为HvNAC19和HvNAC57、HvNAC32和HvNAC85、HvNAC14和HvNAC58; 理化性质分析发现, HvNACs氨基酸数为112~894, 分子量为12,782.78~99,779.03 Da, 等电点为4.20~10.54, 不稳定系数为21.9~70.6, 亲水性平均值为-1.029~ (-0.264); HvNACs启动子上存在多个与抗逆相关的结合基序, 共鉴定到5个结构域和超家族, 分别为NAM结构域、PHA03378超家族、PTZ00449超家族、PHA03052超家族和PHA03247超家族; HvNACs共有41个顺式作用元件, 有18个成员无内含子结构; 107个HvNACs基因对盐胁迫有响应, 选择其中8个成员的表达量进行验证, 结果与转录组数据趋势基本一致; 亚细胞定位结果显示HvNAC38定位在细胞核, 与预测结果一致; 在拟南芥中过表达HvNAC38基因后, 通过表型与生理指标综合分析, 验证该基因可提高拟南芥的耐盐性。本研究为探索大麦耐盐机制与提高作物抗逆性的研究提供了参考。

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33. OsST41调控水稻苗期耐盐性的功能分析

覃奕琰, 付瑶, 苏畅, 李娜, 徐静茹, 程笑然, 张琪, 赵明辉

作物学报 2026, 52 (3): 802-812. DOI: 10.3724/SP.J.1006.2026.52023

摘要（730）

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水稻是我国第一大粮食作物, 其产量易受土壤盐碱化影响。本课题组前期通过全基因组关联分析(GWAS)定位到水稻耐盐候选基因OsST41。本研究克隆了OsST41 (Os07g0598200)基因, 通过生物信息学分析发现, 该基因编码序列全长747 bp, 编码248个氨基酸, OsST41蛋白含有F-box保守结构域, 并与拟南芥中调控非生物胁迫响应的EDL3蛋白同源。亚细胞定位结果表明, OsST41蛋白定位于细胞核。qRT-PCR分析显示, OsST41基因在水稻的各生育时期均有表达, 并于苗期盐胁迫后在叶片中的表达量显著升高。利用CRISPR/Cas9基因编辑技术构建OsST41基因敲除突变体。耐盐性分析发现, OsST41基因敲除突变体耐盐性显著下降, 盐胁迫条件下突变体的Na⁺/K⁺显著高于野生型。生理指标检测结果发现, 盐胁迫下突变体丙二醛含量显著高于野生型, 超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性和脯氨酸(Pro)含量均低于野生型。qRT-PCR结果显示, 抗氧化相关酶编码基因OsALDH22A1和OsGPX5的表达水平在突变体中显著降低。这些结果表明, 突变体抗氧化系统受损, 活性氧(ROS)清除能力减弱。本研究初步揭示了OsST41基因参与调控水稻耐盐性, 为进一步解析水稻OsST41响应盐胁迫的分子调控机制奠定了基础。

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34. 氮肥减量与追施方式对小麦产量和氮肥利用效率及麦田N ₂O排放的影响

石吕, 石晓旭, 韩笑, 单海勇, 刘旭杰, 张晋, 严旖旎, 李赢, 刘海翠, 魏亚凤, 杨美英, 薛亚光, 刘建, 张祖建

作物学报 2026, 52 (1): 202-220. DOI: 10.3724/SP.J.1006.2026.51059

摘要（727）

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为探究稻茬小麦深施肥“一基一追”机艺融合技术的增产增效减排机制, 2021—2024年在长江下游南通稻茬麦区开展大田试验。试验采用缓释掺混肥料(SRF, N∶P ₂O ₅∶K ₂O=26∶12∶12)和普通尿素(U, 46%N), 结合自主研发的2BFGK-12(6)260全秸秆茬地洁区旋耕智能施肥播种机和3ZF-4(200)中耕追肥机, 设置7种施肥模式(30 cm+15 cm宽窄行种植): 以尿素4次分施(N 240 kg hm ^-2, 基肥∶分蘖肥∶拔节肥∶孕穗肥=5∶1∶2∶2, 窄行基施, 追肥全田撒施)为对照(CK); 减氮15% (N 204 kg hm ^-2)条件下设置6种处理: M ₁(100%SRF窄行基施); M ₂(60% SRF窄行基施+40% U拔节期窄行撒施); M ₃(60% SRF窄行基施+40%U返青期宽行条施); M ₄(60% SRF窄行基施+40% SRF返青期窄行撒施); M ₅(60% SRF窄行基施+40% SRF返青期宽行条施); M ₄₊₅(60% SRF窄行基施+20% SRF返青期宽行条施+20% SRF返青期窄行撒施)。研究比较不同施肥模式对小麦产量效益、根系形态生理、氮素利用效率及N ₂O排放的影响。结果表明, 与CK相比, M ₂~M ₅处理提高了小麦产量(4.0%~19.0%)和经济效益(13.7%~35.7%), 其中M ₄和M ₅处理表现最优, 分别增产14.1%和19.0%, 经济效益提升34.5%和35.7%。这些处理明显改善了根系特性(根干重密度增加9.7%~111.8%, 根系活力和氧化力分别提高6.8%~52.0%和4.2%~44.2%), 降低N ₂O累积排放量22.6%~34.5%, 提高0~20 cm土层硝态氮含量11.2%~40.0%。在氮素利用方面, M ₂~M ₅处理均提高了籽粒氮素积累量、花后氮素积累量及其对籽粒氮素的贡献率, 氮肥利用效率指标(包括偏生产力、农学效率和表观利用率)分别显著提升了22.4%~40.0%、29.7%~74.3%和9.41~18.77个百分点。值得注意的是, M ₄和M ₅处理表现出最优的综合效益: N ₂O累积排放量降幅最大(分别达27.0%和34.5%), 氮肥表观利用率2季均维持在43.0%以上(均值分别为43.5%和46.8%), 同时在生育后期保持较高的根系活性和耕层无机氮含量。相比之下, M ₁处理虽然实现了最大的N ₂O减排效果(降幅35.9%), 但导致减产10.4%和经济效益下降10.8%, 且氮肥利用效率呈现不稳定的年际变化特征。而优化处理M ₄₊₅进一步改善了根系形态生理特性, 并提高氮肥表观利用率和籽粒氮素积累量。综上, 减氮15%条件下(N 204 kg hm ^-2), 缓混肥2次施用处理(M ₄和M ₅)能实现产量、经济效益、氮肥利用效率和N ₂O减排的协同提高, 并以追肥深施处理(M ₅)效应更强。本研究为稻茬小麦缓释肥减氮优化高效应用提供重要理论依据。

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35. 二倍体马铃薯抗旱资源鉴定及抗旱基因初步筛选

王雅致, 杨飚, 季香林, 石瑛, 张丽莉

作物学报 2026, 52 (1): 72-84. DOI: 10.3724/SP.J.1006.2026.54076

摘要（726）

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本研究对75份二倍体马铃薯栽培种PHU-STN杂种后代无性系组培苗进行抗旱棚控水种植, 测定其在干旱胁迫下的生物量、根系相关指标和生理指标等7个性状表征值, 计算各指标抗旱胁迫指数, 并利用综合隶属函数法进行主成分分析和聚类分析, 将所有材料分为4个抗旱等级, 筛选出高抗旱材料2份(A90、A204)。以A90 (高抗旱性)与A163 (干旱敏感)为试验材料, 利用转录组测序技术研究抗旱性差异较大的二倍体马铃薯材料在PEG-6000胁迫下的差异表达基因, 基于差异表达基因的GO功能注释和KEGG通路富集分析, 利用生长素与乙烯信号传导途径的关键节点基因差异表达水平变化量和相关基因qRT-PCR表达量初步筛选到6个抗旱候选基因, 这些基因均与生长素和乙烯信号传导通路相关。

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36. 基于WGCNA发掘茶树糖苷类香气前体含量性状相关的候选基因

张力岚, 杨军, 王让剑

作物学报 2026, 52 (2): 494-513. DOI: 10.3724/SP.J.1006.2026.54082

摘要（723）

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通过分析秋季茶树不同品种新梢的转录组信息, 可以挖掘调控糖苷类香气前体(glycoside aroma precursor, GAP)合成的关键基因, 为研究茶树GAP的合成机制和指导高GAP含量品种选育提供理论参考。本研究以茶树14个品种的新梢为研究材料, 测定8种不同类型的GAP含量, 利用加权基因共表达网络分析(weighted gene co-expression network analysis, WGCNA)转录组数据与新梢GAP含量的表型数据, 鉴定出与GAP合成积累相关的共表达模块与候选基因。8种GAP的含量在茶树新梢中的分布是不均匀的, 其中苯丙烷GAP的含量要远高于萜烯类GAP含量。在低GAP含量品种与高GAP含量品种之间进行比较, 共鉴定出4277个差异表达基因(differentially expressed genes, DEGs)。DEGs的实时荧光定量PCR (quantitative real-time polymerase chain reaction, qRT-PCR)变化趋势与转录组基本一致, 利用该转录组数据获得的分析结果可信。利用WGCNA对过滤后的高表达基因进行划分, 共获得26个共表达模块, 确定了关键模块MEorange、MEyellow、MEdarkturquoise和MElightcyan与8个主要的GAP化合物显著相关(P < 0.01)。对模块中的基因进行GO与KEGG富集分析, 根据基因的连接度以及功能注释, 筛选出16个关键基因, 包括13个结构基因(4个GST、3个GT、3个TPS、1个CYP450、1个CHI和1个DFR)与3个转录因子基因(2个NAC和1个WRKY)。萜烯类GAP与苯丙烷GAP在茶树秋季新梢中的积累具有显著的差异性, 联合分析筛选到与GAP化合物合成积累密切相关的13个结构基因和3个转录因子基因, 这些基因可能在调控茶树秋季新梢GAP的合成积累中起关键作用。

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37. 有机无机肥配施对甘薯产量、品质及硒吸收的影响

磨冬枝, 刘芃君, 徐桂娣, 陈泽炀, 谭雪明, 黄英金, 程建峰, 曾研华

作物学报 2025, 51 (12): 3342-3356. DOI: 10.3724/SP.J.1006.2025.54055

摘要（722）

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本研究旨在探究土壤富硒条件下有机无机肥配施对不同类型甘薯产量、品质及硒吸收的影响, 明确定量有机肥(6×10 ³ kg hm ^-2)施用下无机化肥的最佳配比量, 为甘薯富硒高效栽培提供理论依据。于2023—2024年, 以鲜食型甘薯“心香”与淀粉型“商薯19”为供试品种进行2年大田试验, 在富硒土壤上(0.37 mg kg ^-1)设置有机无机肥配施改良活化土壤处理, 包括100%化肥+有机肥、70%化肥+有机肥、50%化肥+有机肥、30%化肥+有机肥、单施化肥、单施有机肥与不施肥7个处理, 分析收获期甘薯器官硒含量、块根产量与品质特性。结果表明, 富硒土壤下, 随着有机无机肥配施中无机化肥用量的减少, 供试甘薯品种块根产量呈先上升后下降的趋势。在50%化肥配施处理下2种不同类型甘薯均可获得较高的块根产量, 且块根硒含量及积累达到峰值。施用100%化肥配施有机肥可提高甘薯块根蛋白质含量与可溶性糖积累, 但同时增加淀粉的糊化焓, 不利于淀粉的糊化; 而30%、50%化肥配施有机肥则有利于增加两品种的淀粉含量。此外, 50%、70%化肥配施有机肥处理可提升不同类型甘薯淀粉峰值黏度与崩解值, 且降低淀粉消减值, 有利于改善甘薯口感。综合来看, 50%化肥配施有机肥可协同提升不同类型甘薯块根产量与品质, 且兼顾硒含量。

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38. 不同节水灌溉方式对东北稻区水稻产量和群体质量的影响

叶凡, 李帅, 李思宇, 陈云, 窦超银, 刘立军

作物学报 2026, 52 (3): 895-907. DOI: 10.3724/SP.J.1006.2026.52029

摘要（713）

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水资源短缺是东北黑土区水稻生产的重要限制因子, 推广应用节水灌溉技术对缓解当地用水紧张与水稻可持续发展有重要意义。本试验以常规粳稻龙粳31为材料, 于2023—2024年在黑龙江省佳木斯市建三江七星农场田间栽培条件下, 系统比较分析浅湿灌溉(SWI)、干湿交替灌溉(AWD)和控制灌溉(CI) 3种典型节水灌溉方式对水稻产量和群体质量的影响。结果表明: (1) 与常规水层灌溉(CF)相比, SWI、AWD和CI显著降低灌溉水用量, 节水率分别为9.5%~18.9%、12.2%~23.4%和17.0%~26.8%; 产量分别提高10.5%~11.2%、7.4%~13.5%和2.11%~2.25%; 灌溉水利用效率分别提高21.7%~29.9%、22.3%~39.8%和22.0%~29.2%。SWI与AWD增产显著主要得益于总颖花量显著增加。与SWI相比, AWD节水效果更加明显。(2) SWI和AWD处理的茎蘖成穗率、高效叶面积指数、粒叶比、茎鞘非结构性碳水化合物(NSCs)的累积与转运效率、花后干物质积累、根系伤流量与根系活力等群体质量指标均不同程度优于CF。此外, 上述两处理还提高了叶片SPAD值和抗氧化酶活性并降低了丙二醛(MDA)含量。综上, SWI和AWD可在大幅度节约灌溉用水的前提下, 优化水稻群体质量指标, 显著提高水稻产量, 研究结果为推进我国东北黑土稻区的节水灌溉策略提供了理论依据。

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39. 氮磷减施对不同强筋小麦品种产量和品质及其土壤生物学特性的影响

许倍铭, 郝紫瑞, 冯健超, 马耕, 王丽芳, 谢迎新, 王晨阳, 马冬云

作物学报 2026, 52 (2): 603-619. DOI: 10.3724/SP.J.1006.2026.51049

摘要（712）

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为明确氮、磷减施对强筋小麦品种产量、品质及其土壤生物学特性的影响, 本研究在大田条件下, 以科兴3302、豫州118和新麦26为试验材料, 于2021—2024年冬小麦生长季在河南开展氮、磷肥减施试验, 分别设置常规施肥(N/P₂O₅/K₂O: 240/135/135 kg hm^-2)、减施氮肥(2021—2022年度为不施N, P₂O₅/K₂O按常规; 2022—2024年度为常规施N处理下减施30%, P₂O₅/K₂O按常规)、减施磷肥(2021—2022年度为不施P₂O₅, N/K₂O按常规; 2022—2024年度常规施P₂O₅处理下减施30%, N/K₂O按常规)。结果表明, (1) 土壤特性方面: 第1年度减施氮、磷肥对土壤全氮、全磷和有机质含量没有显著影响, 而第2年度减氮处理下成熟期根际土壤全氮、全磷含量均显著低于常规施肥。减施氮、磷肥处理下土壤硝态氮和铵态氮含量、脲酶、蔗糖酶和磷酸酶活性均表现下降, 其中减氮处理较常规施肥显著下降。(2) 产量及其构成: 在减施磷肥处理下3个强筋小麦产量与常规施肥相比差异不显著, 但减氮处理第1年度产量与常规施肥之间无显著差异, 第2~3年度则较常规施肥显著下降。减施氮、磷肥主要通过穗数的降低影响产量, 其中减氮对产量的影响效应大于减磷, 且随着年际的增加, 影响效应加大。(3) 加工品质: 减施磷肥处理下, 多数小麦品种加工品质仍符合强筋或中强筋小麦标准, 而减施氮肥处理下各品种蛋白质含量、湿面筋含量和沉降值多呈显著下降趋势, 其中蛋白质含量平均下降0.85个百分点, 沉降值降低4.49 mL, 减施氮肥的影响效应大于减施磷肥。综上, 在本试验生态环境和土壤肥力条件下, 从保障产量、品质和提升肥料生产效率的层面而言, 第1年度不施氮肥、第2年度减氮30%可以在稳定产量、品质的基础上, 使氮肥偏生产力平均提高26.24%; 第1年度不施磷肥、第2~3年度减磷30%, 则相应使磷肥偏生产力平均提高34.45%。

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40. 利用CRISPR/Cas9编辑 Hd6基因创制优质早熟水稻新种质

陈伟, 卫万娟, 赵其兵, 常东伟, 余凌波, 翟鹏飞, 冯志明, 陈宗祥, 任仰涛, 杨鹏, 刘海浪, 李珍富, 杨永乐, 金彦刚, 左示敏

作物学报 2026, 52 (4): 1046-1056. DOI: 10.3724/SP.J.1006.2026.52033

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抽穗期是决定水稻品种季节适应性与区域适应性的关键农艺性状。Hd6编码CK2α亚基, 通过磷酸化成花调控因子来调控水稻抽穗期, 其功能缺失突变体在长日照条件下抽穗期缩短。利用CRISPR/Cas9基因编辑技术对优良食味晚粳品种南粳46 (NJ46)的Hd6基因进行敲除, 以缩短NJ46的生育期, 扩大其种植区域。利用CRISPR/Cas9基因编辑的原理, 在Hd6的第2外显子处设计靶点, 通过BLAST分析确定其特异性并构建pCAMBIA1305- Actin:Cas9-sgRNA^Hd6表达载体, 利用农杆菌介导法转化NJ46愈伤组织, 通过PCR技术筛选不含外源成分的纯合突变系, 分别在苏中和苏北区域测定各纯合突变株系的抽穗期、主要农艺性状、产量性状及品质性状, 并与相应生态区主栽品种南粳9108 (NJ9108)、南粳518 (NJ518)进行比较。在T₀代获得了18株转基因阳性植株, 在T₂代获得了3个无外源成分、不同突变类型的纯合突变株系: NJ46-hd6ko-1 (缺失TTGG)、NJ46-hd6ko-2 (缺失25个碱基)、NJ46-hd6ko-3 (缺失G), 其抽穗期分别比NJ46提早21.1、24.7和21.4 d。其中, NJ46-hd6ko-3的抽穗期、理论产量、精米率、直链淀粉含量、胶稠度、食味值均与NJ9108相近, 但株高和碱消值则分别低于和高于NJ9108, 综合性状更优, 适宜在苏中地区种植; NJ46-hd6ko-2的抽穗期、理论产量、碱消值等与NJ518均无显著差异, 但精米率和食味值均显著高于NJ518, 而且株高矮于NJ518, 综合性状更优, 适宜在苏北地区种植。定向编辑NJ46中的Hd6基因, 创制了分别适宜苏中和苏北生态区种植的优良食味粳稻新种质, 扩展了优良食味水稻品种的种植区域。

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