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2026年 第52卷 第2期 刊出日期：2026-02-12

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综述

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, (2):  331-348.  doi:10.3724/SP.J.1006.2026.53041

摘要 ( 1112 )   HTML ( 42 )   PDF (2352KB) ( 572 )  

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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。

作物遗传育种·种质资源·分子遗传学

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, (2):  349-362.  doi:10.3724/SP.J.1006.2026.55035

摘要 ( 640 )   HTML ( 16 )   PDF (8430KB) ( 217 )  

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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。

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, (2):  363-375.  doi:10.3724/SP.J.1006.2026.51075

摘要 ( 691 )   HTML ( 24 )   PDF (1786KB) ( 266 )  

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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。

绿豆种质资源苗期耐盐性鉴定及相关基因发掘

李诗晴, 王茜, 王素华, 张耀文, 王丽侠

作物学报. 2026, (2):  376-388.  doi:10.3724/SP.J.1006.2026.54061

摘要 ( 541 )   HTML ( 15 )   PDF (5704KB) ( 232 )  

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土壤盐渍化对农业生产构成严峻威胁, 发掘绿豆耐盐种质对充分利用我国盐渍土地和发展绿豆产业均具有重要意义。本研究基于株高、地上部鲜重和根鲜重等13个性状, 对200份绿豆种质进行了苗期耐盐性(150 mmol L^-1 NaCl)鉴定。结果表明, 单位体积根长的平均耐盐系数最大(0.806), 根分枝数最小(0.591); 盐胁迫下不同种质对根干重、单位体积根长和根鲜重的响应存在明显差异。根据盐害症状划分的盐害级别, 高耐盐种质16份, 盐高敏感种质12份, 华北区的耐盐种质占比最高; 结合重测序数据的全基因组关联分析(GWAS)共检测到67个与绿豆耐盐性显著关联的SNP位点, 共涉及348个候选基因, 包括99个具有功能注释的基因; 经单倍型分析验证, 基因Vradi04g09980、Vradi01g06290和Vradi08g02890可能与苗期耐盐性相关。上述结果为进一步开展绿豆耐盐种质创制及解析耐盐调控机制奠定了基础。

小偃麦辐射诱变种质芽期和苗期耐盐鉴定、筛选及耐盐指标评价

亓青松, 牛翔雨, 刘冰可, 康禄, 王琛, 封德顺

作物学报. 2026, (2):  389-404.  doi:10.3724/SP.J.1006.2026.51071

摘要 ( 474 )   HTML ( 11 )   PDF (1820KB) ( 106 )  

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我国盐碱地面积非常广泛, 土壤盐碱化严重限制了作物的生长, 筛选耐盐农作物品种是提高盐碱地利用的重要手段。本研究以40份辐射诱变的小偃麦材料、3份常规品种和小麦-中间偃麦草双体异附加系SN6306为试验材料, 以中国春(Chinese Spring, CS)为盐敏感对照、山融3号(Shanrong 3, SR3)为抗盐对照, 通过水培培养, 综合分析小麦在水培条件下的表型, 筛选出小麦芽期和苗期最佳盐处理浓度。采用多元统计方法, 对44个试验材料进行苗期和芽期耐盐性评价, 将试验材料分为4个等级, 其中一级抗盐材料5份(A275、A051等), 二级抗盐材料31份(A079、A262等), 盐敏感材料7份(A140、A284等), 所用的盐敏感对照小麦CS为高度敏感。同时, 利用各个材料的抗盐得分与所测生理指标和生物量指标的相对耐盐系数建立了逐步回归方程, D值= 0.033-0.050×K⁺-S+0.002×Na⁺-R+0.237× K⁺-R+0.176×GP+0.139×GR-0.005×PC+0.197×SFW+0.088×WCS-0.110×RDW+0.242×SL+0.019×MRL (R² = 0.999), 确定地上部钾离子含量、地下部钠离子含量、地下部钾离子含量、发芽势、发芽率、脯氨酸含量、苗鲜重、苗含水量、根干重、苗高、最大根长为筛选小麦抗盐材料的显著影响指标。本研究建立了一个小麦抗盐评价的回归方程, 有助于对小麦抗盐能力进行评估, 筛选出的抗盐和盐敏感材料为进一步分子机制研究以及培育抗盐品种提供了材料基础。

马铃薯III类POD基因家族的全基因组鉴定及其表达谱分析

杨飚, 杜帅康, 张继旺, 石瑛, 张丽莉

作物学报. 2026, (2):  405-420.  doi:10.3724/SP.J.1006.2026.54094

摘要 ( 475 )   HTML ( 17 )   PDF (23630KB) ( 150 )  

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III类过氧化物酶(EC 1.11.1.7)是植物特异性氧化还原酶, 广泛分布于生物体内, 催化作为电子受体的过氧化氢(H₂O₂)与多种电子供体之间的氧化还原反应, 是植物在胁迫条件下酶防御系统的关键酶之一。马铃薯(Solanum tuberosum L.)是茄科茄属的一年生草本植物, 目前关于马铃薯POD基因家族(StPODs)的功能研究鲜有报道。本研究通过生物信息学的方法对StPODs基因家族成员进行了分析, 探究其在多种非生物胁迫下的表达模式。马铃薯全基因组中共鉴定出148个StPODs基因家族成员, 并根据基因在染色体上的位置顺序依次命名为StPOD1~StPOD148。148个StPODs蛋白的长度为76~914个氨基酸不等, 分子质量在83.64~101.32 kD之间; 通过保守基序和结构域分析148个StPODs基因结构发现, 所有StPODs基因均具有5个高度保守的Motifs (Motif 1、Motif 2、Motif 3、Motif 4和Motif 5)和2个保守结构域(secretory_peroxidase和PLN03030 superfamily)。微阵列数据用于进一步的表达谱分析, 多个StPODs基因受盐胁迫、干旱胁迫和高温胁迫后表达量显著增加, 其中响应盐胁迫的差异表达基因数量最多(64个); 经脱落酸(ABA)、生长素(IAA)、赤霉素(GA₃)和苄氨基嘌呤(BAP)处理后分别诱导了多个StPODs差异表达基因, 其中85个StPODs基因受ABA诱导后差异表达。此外, 本试验通过分析耐旱型马铃薯材料“A90”和干旱敏感型材料“A163”的表达谱, 筛选出14个StPODs耐旱候选基因, 它们在耐旱型材料和干旱敏感型材料之间的表达量表现出相反的趋势, 将表达量趋势相差最大的6个候选基因在酒酿酵母中异源表达, 证实了StPOD23和StPOD53基因参与酵母细胞的渗透调节反应。研究结果可为StPODs基因后续功能研究提供理论基础。

大麦亮氨酸富集重复型类受体激酶基因HvLRR-RLK-510的克隆和表达分析

余开航, 周洪斌, 罗亮扎, 王玫郦, 姜瑞梅, 董陈文华, 李仕金, 毛孝强, 陈升位

作物学报. 2026, (2):  421-432.  doi:10.3724/SP.J.1006.2026.51068

摘要 ( 444 )   HTML ( 8 )   PDF (6188KB) ( 123 )  

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解析亮氨酸富集重复型类受体激酶(leucine rich repeat receptor-like kinase, LRR-RLK)基因的功能和作用机制有利于揭示大麦发育和胁迫响应的分子机制。本研究以北青7号、Ynbs突变体和Morex等8个大麦品种(或品系)为材料, 克隆了HvLRR-RLK-510基因的2904 bp CDS序列。8个材料HvLRR-RLK-510基因的CDS序列和编码蛋白氨基酸序列的相似性均高于99.00%。该蛋白具有亮氨酸富集重复结构域、跨膜结构域和激酶结构域等LRR-RLK的关键结构域, 与小麦、水稻和拟南芥等作物LRR-RLK聚为1个亚类。RT-PCR检测和荧光定量检测结果表明, 该基因在8个材料拔节期幼穗、叶鞘、叶、根和茎中差异表达, 具有器官特异性和基因型依赖性, 在幼穗中的表达更高效、基因型依赖性更低; 亚细胞定位结果表明, 编码蛋白位于本氏烟草叶细胞的细胞膜和液泡膜上。本研究为全面解析大麦HvLRR-RLK-510基因的功能和作用机制提供了基因资源和理论支持。

小麦-华山新麦草二体异代换系16DH25-7的分子细胞遗传学及抗病性鉴定

王粤生, 葛冬冬, 程兰斐, 陈春环, 王长有, 刘新伦, 李停栋, 邓平川, 吉万全, 赵继新

作物学报. 2026, (2):  433-445.  doi:10.3724/SP.J.1006.2026.51060

摘要 ( 413 )   HTML ( 5 )   PDF (9987KB) ( 88 )  

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华山新麦草(Psathyrostachys huashanica Keng; 2n = 2x = 14, NsNs)作为小麦三级基因库的重要野生资源, 对白粉病和条锈病等生物胁迫表现出明显抗性, 在小麦遗传改良中具有重要应用价值。本研究在小麦-华山新麦草七倍体材料H8911与硬粒小麦D4286的杂交后代中筛选获得兼抗小麦白粉病和条锈病的衍生系16DH25-7。为解析该材料的遗传特性, 运用细胞遗传学分析、荧光原位杂交(FISH)、液相芯片技术及分子标记方法, 对其染色体组成进行了鉴定, 并对其农艺性状与抗病表型进行了系统评价。细胞遗传学分析表明, 16DH25-7的染色体数目为2n = 42。FISH检测显示, 该材料携带2条华山新麦草Ns染色体, 同时缺失2条小麦5D染色体。分子标记与SNP芯片联合分析证实, 缺失的5D染色体被华山新麦草5Ns染色体替代, 表明16DH25-7为小麦-华山新麦草5Ns (5D)二体异代换系。农艺性状调查表明, 16DH25-7表现出株高降低、分蘖数增多等优良特性; 抗病性鉴定显示其高抗小麦条锈病和白粉病。16DH25-7作为优异抗病种质资源, 为小麦抗病育种及遗传改良提供了新的候选种质。

烟草NtWRKY6基因响应ABA表达及其调控多酚合成的功能研究

詹戈锐, 余文, 李锋, 武明珠, 徐馨, 罗朝鹏, 巫升鑫, 杨军, 张智强, 王中

作物学报. 2026, (2):  446-458.  doi:10.3724/SP.J.1006.2026.54056

摘要 ( 572 )   HTML ( 14 )   PDF (10569KB) ( 144 )  

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转录因子WRKY6参与调控植物种子萌发和幼苗生长等过程, 但其是否参与调控植物多酚合成未见报道。为探究烟草WRKY6的生物学功能, 首先从栽培烟草基因组中鉴定获得一个NtWRKY6基因, 通过序列比对及进化分析发现其编码蛋白具有典型的WRKY家族功能域, 属于Group II亚型WRKY类转录因子。表达模式分析显示, NtWRKY6基因在烟草花和蒴果中表达水平较高, 且其表达受ABA、BL、JA等激素的显著诱导。过表达NtWRKY6显著增强了烟草幼苗对ABA处理的抗性, 且3个独立NtWRKY6-OE株系叶片和根中的多酚含量分别比野生型对照显著增加18.54%~77.15%与39.72%~64.07%; 相反地, ntwrky6突变体对ABA处理更加敏感, 且2个ntwrky6突变体株系叶片和根中的多酚含量分别较野生型对照降低25.05%~30.67%与19.85%~29.06%。与野生型对照相比, NtWRKY6-OE幼苗中多个多酚合成相关基因的表达水平被显著上调, 而ntwrky6幼苗中这些基因的表达水平则被显著下调。这些结果表明, NtWRKY6参与调控烟草ABA信号转导及多酚类物质的合成, 为烟草品质改良提供了新的靶标基因。

盐胁迫下苦荞萌发期耐盐碱性评价及种质筛选

黄丽霞, 张卫卫, 甄一越, 王秋宝, 田洪岭, 李国栋, 刘龙龙, 张丽君

作物学报. 2026, (2):  459-479.  doi:10.3724/SP.J.1006.2026.51066

摘要 ( 442 )   HTML ( 12 )   PDF (1377KB) ( 155 )  

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土壤盐碱化是威胁全球农业可持续发展的关键非生物限制因子, 严重制约苦荞等耐逆作物的生产潜力。为了筛选苦荞耐盐碱种质资源以及建立耐盐碱评价模型, 以160份苦荞种质资源为材料, 采用双层滤纸法进行萌发期试验, 设置中性盐NaCl、Na₂SO₄与碱性盐NaHCO₃、Na₂CO₃各5个梯度胁迫, 测定发芽势(GP)等5个萌发参数、根长(RL)等4个生长指标, 计算各指标的耐盐指数。采用多元统计分析方法对苦荞耐盐性进行综合评价及耐盐指标的筛选。结果表明, 9个指标的耐盐系数在不同的盐种类间均存在不同程度的变异, 各单项指标间均存在一定的相关性, 碱性盐(NaHCO₃/Na₂CO₃)对苦荞萌发的抑制阈值(0.10%)显著低于中性盐(0.25%), 盐类的抑制强度排序为Na₂CO₃ > NaHCO₃ > Na₂SO₄≈NaCl (高浓度时)。通过主成分分析, 4种盐均从9个指标的耐盐系数中提取了2个主成分, 其累计方差贡献率达80.12%~84.07%, PC1 (萌发活力因子, 贡献率54.60%~58.13%)包含活力指数(VI)、发芽指数(GI)和发芽率(GR), PC2 (生物量因子, 贡献率25.21%~27.96%)包含鲜重(FW)、干重(DW)和芽长(SL)。利用隶属函数分析法计算160份苦荞种质资源的综合评价值(D值), 并在此基础上采用聚类分析, 将种质资源分为高耐(HT)、较耐(RT)、中等(MT)、敏感(SS)、极敏(HS) 5个等级, 筛选到14份种质在NaCl、Na₂SO₄、NaHCO₃和Na₂CO₃四种单盐胁迫下均表现出高耐特性。进一步利用逐步回归分析建立最优线性回归方程, NaCl、Na₂SO₄与NaHCO₃筛选出的VI、GI、FW、SL和GR与D值呈显著相关(R² = 0.994~0.999, P < 0.01), Na₂CO₃筛选出的GI、FW、SL和RL与D值呈显著相关(R² = 0.998, P < 0.01), 以上可作为耐盐的鉴定指标, 活力指数(VI)作为综合生理指标较传统发芽率具有更高的区分度。本研究结果为苦荞耐盐种质资源鉴定及后续开展全基因组关联分析(genome-wide association study, GWAS)挖掘耐盐碱相关的数量性状位点(quantitative trait locus, QTL) 及基因奠定了表型组学基础。

大豆GmARA6a的克隆及响应盐胁迫的功能分析

张晴, 杨昱, 郭茜, 岳霈尧, 殷丛丛, 牛景萍, 赵晋忠, 杜维俊, 岳爱琴

作物学报. 2026, (2):  480-493.  doi:10.3724/SP.J.1006.2026.55038

摘要 ( 440 )   HTML ( 14 )   PDF (18288KB) ( 181 )  

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囊泡运输在植物响应盐胁迫过程中起关键作用, ARA6 (RabF1)通过促进内体与质膜间囊泡介导的物质转运, 在调节植物的耐盐能力上发挥积极影响。本研究对大豆GmARA6a基因进行克隆及生物信息学分析; 通过BFA、WM处理以及与AtARA6共定位探究GmARA6a的亚细胞定位; 探究该基因在不同组织及盐胁迫下的表达模式; 利用拟南芥ara6突变株、GmARA6a回补株系和过表达株系研究GmARA6a基因在调控植株耐盐性方面的作用。结果表明, 大豆中克隆的GmARA6a基因长603 bp, 编码200个氨基酸, 具有ARA6家族的4段共有序列、1段效应结合区以及N端独特的“MGCXSS”结构域。GmARA6a定位于细胞膜以及多囊泡体(MVB)上。在大豆根中GmARA6a被盐胁迫诱导上调表达。盐胁迫下, 拟南芥ara6突变株出现盐敏感表型; 而GmARA6a过表达株系生长良好, 抗氧化能力增强, 膜损伤、脂质过氧化程度降低, H₂O₂、O₂^?积累量下降; 通过分析相关基因表达水平, 表明GmARA6a可能通过SOS信号通路、囊泡运输途径调控植株耐盐性。本研究结果为进一步探究GmARA6a的功能提供参考。

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, (2):  494-513.  doi:10.3724/SP.J.1006.2026.54082

摘要 ( 581 )   HTML ( 11 )   PDF (7270KB) ( 129 )  

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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。

耕作栽培·生理生化

干旱灌区绿肥还田对减量灌水春小麦水分利用的调控效应

谢玮欣, 毛守发, 韦金贵, 侯思宇, 樊志龙, 殷文, 胡发龙, 南运有, 柴强

作物学报. 2026, (2):  514-526.  doi:10.3724/SP.J.1006.2026.51070

摘要 ( 350 )   HTML ( 10 )   PDF (2433KB) ( 143 )  

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针对干旱灌区春小麦耗水量大且水分利用效率偏低等问题, 探讨绿肥对减量灌水春小麦水分利用特征的调控效应, 以期为春小麦水分高效利用生产模式的构建提供理论支持。试验于2021—2023年在河西绿洲灌区进行, 采用裂区设计, 主区为灌溉定额, 设420 mm (当地习惯灌溉定额, I3)、370 mm (减量50 mm, I2)和320 mm (减量100 mm, I1) 3个水平, 副区为绿肥处理方式, 设麦后复种绿肥并全量还田(WG)、麦后复种绿肥仅根茬还田(WR)和麦后休闲(W) 3种模式, 共组成9个处理。结果表明, 减量灌水显著降低春小麦籽粒产量, 但绿肥至少可补偿减量灌水50 mm造成的减产效应, 绿肥全量还田具有替代100 mm灌水量的潜力。小麦籽粒产量在I1、I2处理下较I3处理分别降低11.6%、3.2%, WG、WR较W籽粒产量分别提高11.2%、5.0%; 与WI3相比, WGI2籽粒产量提高7.7%, 而WGI1、WRI2较WI3处理差异不显著。减量灌水和绿肥还田均可降低小麦季耗水量, 绿肥全量还田降低小麦季耗水量的效果优于根茬还田。小麦季耗水量在I1、I2处理下较I3分别降低24.7%、10.5%, WG、WR较W分别降低7.8%、5.3%。这主要归因于: (1) 小麦季棵间蒸发量在I1、I2处理下较I3分别降低36.8%、21.0%, WG、WR较W分别降低24.5%、17.8%; (2) 小麦蒸散比(E/ET)在I1、I2处理较I3分别降低16.5%、12.0%, WG、WR较W分别降低18.5%、13.6%。麦后复种绿肥使复种系统总耗水量较单作小麦提高了25.1%, 但减量灌水可有效抑制该增量。减量灌水和绿肥还田均显著提高春小麦的水分利用效率(WUE)和灌溉水利用效率(WUE_i), 且绿肥全量还田灌溉定额最小时的提升幅度最大。与I3处理相比, 春小麦WUE和WUE_i在I1处理下分别提高17.4%和34.9%, 在I2处理下分别提高7.9%和16.9%; 与W处理相比, 春小麦WUE和WUE_i在WG处理下分别提高21.0%和11.5%, 在WR处理下分别提高11.4%和5.0%。WGI1较WI3的WUE、WUE_i分别提高37.4%、51.2%, 绿肥全量还田结合减量灌水更有利于灌溉水利用效率的提高。在干旱绿洲灌区, 麦后复种绿肥全量还田在复种群体灌溉定额320 mm条件下可保证小麦稳产, 且显著提高水分利用效率和灌溉水利用效率, 是试区实现春小麦稳产和灌溉水高效利用的可行措施。

连作对马铃薯根际土壤线虫群落结构与功能的影响

徐强, 谢奎忠, 胡新元, 岳云, 董博, 罗爱花

作物学报. 2026, (2):  527-538.  doi:10.3724/SP.J.1006.2026.54086

摘要 ( 455 )   HTML ( 9 )   PDF (872KB) ( 92 )  

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马铃薯是保障粮食安全的重要作物, 但长期连作会导致土壤退化与土传病害加剧, 威胁其可持续发展。土壤线虫是土壤健康与食物网动态的关键指标。本研究依托甘肃定西15年马铃薯定位试验, 设置1、5、10、15年连作处理(编号分别为T1、T5、T10、T15), 通过高通量测序与土壤理化性质分析, 探讨线虫群落结构演替及驱动机制。结果表明, 长期连作显著降低土壤pH (从T1的8.28降至T15的8.14, P < 0.05)和有机质含量(T5至T15降幅显著), 而速效氮、磷、钾累积(T15达峰值, P < 0.05)导致C∶N∶P化学计量失衡。β多样性分析(PCoA)显示, 5~10年为群落结构转折期, 解释57.06%的变异。食细菌线虫相对丰度由15%增至24%, Monhysterida由9%增至15% (P < 0.05), 标志着食物网从“真菌通道”向“细菌通道”转变; 植物寄生线虫呈“先增后降”趋势(T5峰值, T10和T15显著下降, P < 0.05)。马铃薯经济产量在15年连作后下降39.55%, 同时腐烂薯率按重量计激增至T1的15.8倍, 商品薯率大幅下降。经RDA和Mantel检验确认, 土壤有机质和pH是群落演替的关键驱动因子。本研究提出了“连作两阶段演替模型”, 并指出通过施用高碳有机物料以重建真菌主导的能量通道, 是破解连作障碍、实现退化农田生态修复的关键策略。

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, (2):  539-551.  doi:10.3724/SP.J.1006.2026.55052

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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。

青贮玉米‖拉巴豆间作系统产量优势对空间配置的响应

张译尹, 王斌, 王腾飞, 肖爱萍, 胡海英, 兰剑

作物学报. 2026, (2):  552-564.  doi:10.3724/SP.J.1006.2026.53035

摘要 ( 437 )   HTML ( 10 )   PDF (4374KB) ( 112 )  

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合理的豆‖禾间作种植模式具有明显的增产优势, 然而, 在不同生态位分离间作体系中, 补偿效应和选择效应对不同间作体系的产量优势影响机理仍需进一步研究。本试验于2021—2022年以青贮玉米和拉巴豆为研究对象, 以单作青贮玉米(SM)、单作拉巴豆(SL)为对照, 设置青贮玉米与每穴1粒拉巴豆间作(ML₁)、青贮玉米与每穴2粒拉巴豆间作(ML₂)、青贮玉米与每穴3粒拉巴豆间作(ML₃)、青贮玉米与每穴4粒拉巴豆间作(ML₄) 4个处理。研究分析了不同间作模式下饲草生产力、土地当量比(land equivalent ratio, LER)、增产率、相对种间竞争力(relative interspecific competitiveness, RC)和净效应(net effect, NE), 以明确补偿效应(complementarity effect, CE) 和选择效应(selection effect, SE)在间作体系产量优势发挥中的角色。结果表明, 青贮玉米与拉巴豆间作促进了系统饲草产量的形成, 系统生产力均高于单作, 其中ML₂处理的总干草产量(35.19 t hm^-2)和粗蛋白产量(3.24 t hm^-2)达到最高, 较SM分别提高了28.48%和64.64%。所有间作模式的LER均大于1, 且LER与补偿效应呈显著正相关, 与选择效应呈显著负相关; 同时青贮玉米增产率与补偿效应呈显著正相关(P < 0.001), 与选择效应呈显著负相关。此外, 拉巴豆播种比例较低的2个处理(ML₁和ML₂)主要通过补偿效应提升系统生产力, 而ML₃和ML₄处理的增产则主要依赖于选择效应。因此, 间作系统中的产量优势随拉巴豆播种比例的增加由补偿效应主导逐渐转变为选择效应主导。

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, (2):  565-577.  doi:10.3724/SP.J.1006.2026.53054

摘要 ( 843 )   HTML ( 23 )   PDF (2449KB) ( 256 )  

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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。

硒肥对甘薯鲜切后褐变的影响及其机理解析

杨璇, 李健康, 何婉洁, 李友军, 程相涵, 侯文邦

作物学报. 2026, (2):  578-589.  doi:10.3724/SP.J.1006.2026.54090

摘要 ( 410 )   HTML ( 3 )   PDF (2976KB) ( 81 )  

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褐变是影响鲜切果蔬品质的重要因素, 硒作为谷胱甘肽过氧化物酶的组成成分, 在植物抗逆胁迫中发挥着重要作用, 对采后果蔬保鲜具有较好的效果。为研究硒肥对甘薯采后褐变的影响及其机理, 本研究在甘薯块根膨大期进行叶面施硒, 设置不施硒肥(CK)、施用硒肥30 (Se1)、60 (Se2)和120 (Se3) g hm^-2共4个处理。研究发现, 硒肥处理可显著延缓鲜切甘薯的褐变进程, 且抑制效果随施硒浓度增加而增强。在鲜切甘薯的贮藏期间, 硒肥处理降低了与褐变相关的多酚氧化酶(PPO)、过氧化物酶(POD)和苯丙氨酸解氨酶(PAL)的活性, 减少了酚类物质的含量, 抑制酶促褐变的发生。同时, 硒肥处理能够降低切割引起的活性氧(ROS)积累和膜脂过氧化程度, 从而维持细胞膜完整性。此外, 硒肥处理提高了超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)等抗氧化酶活性, 增强了自由基清除能力, 通过维持细胞氧化还原稳态来抑制鲜切甘薯的褐变。对相关基因的研究发现, 硒肥可以下调酚类物质合成途径相关基因(IbPAL、Ib4CL、IbC4H)、酚酶基因(IbPPO、IbPOD)和脂氧合酶基因(IbLOX)的表达。本研究为鲜切果蔬的褐变防控提供了一种安全有效的方法, 并为硒调控采后甘薯褐变的机理提供了理论依据。

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, (2):  590-602.  doi:10.3724/SP.J.1006.2026.54092

摘要 ( 596 )   HTML ( 7 )   PDF (3055KB) ( 151 )  

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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。

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, (2):  603-619.  doi:10.3724/SP.J.1006.2026.51049

摘要 ( 568 )   HTML ( 11 )   PDF (1261KB) ( 209 )  

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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%。

研究简报

长江中下游油菜薹油兼用模式菜籽产量特征比较研究

李瑞, 余意雯, 王敦亮, 田婷, 孙灵湘, 陶玥玥, 孙华

作物学报. 2026, (2):  620-630.  doi:10.3724/SP.J.1006.2026.55059

摘要 ( 467 )   HTML ( 6 )   PDF (915KB) ( 64 )  

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为明确长江中下游流域冬油菜产区薹油兼用模式生产潜力及其区域应用效果, 本文于2024—2025年在江苏苏州开展大田试验, 以常规单一油用模式为对照, 系统比较2种模式下油菜菜籽产量构成及农艺性状特征差异; 结合2001—2025年中国知网收录的27篇文献中265组长江中下游地区产量数据整合分析, 通过方差分析与相关性分析, 解析不同地区油菜摘薹后对菜籽产量的影响。田间试验结果表明, 与常规模式相比, 摘薹后油菜总分枝数增加26.95%, 全生育期延长3.5 d, 株高、分枝高度、千粒重和花期持续时间分别显著降低6.35%、54.56%、4.70%和12.19% (P < 0.05); 2种模式下菜籽产量总体差异不显著(P > 0.05), 但摘薹且不追施氮肥下菜籽产量显著下降36.26% (P < 0.05), 一次分枝数、单株角果数、分枝高度和千粒重均显著降低(P < 0.05)。不同区域对比表现, 湖北、江西等长江中游地区摘薹后产量稳定, 而江浙皖地区补偿能力相对较弱、减产敏感。因此, 薹油兼用油菜种植应结合区域条件与品种、施肥等配套技术, 优化氮肥运筹与摘薹标准, 增强分枝补偿与花期持续性, 协同提高种植效益与菜籽产量。

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, (2):  631-643.  doi:10.3724/SP.J.1006.2026.41094

摘要 ( 632 )   HTML ( 6 )   PDF (4159KB) ( 262 )  

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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。

花生机械脱壳损伤相关农艺指标筛选与QTL定位

张胜忠, 李国卫, 戈立江, 王菲菲, 胡晓辉, 苗华荣, 李燕, 钟文, 陈静

作物学报. 2026, (2):  644-652.  doi:10.3724/SP.J.1006.2026.55045

摘要 ( 504 )   HTML ( 7 )   PDF (1741KB) ( 95 )  

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为筛选影响花生机械脱壳质量的农艺性状和探索其遗传基础, 本研究利用63个高世代品系, 选取3个荚果或籽仁相关性状(出仁率、荚果破损压力和籽仁破损压力), 分别与籽仁损伤率性状进行相关性分析。结果表明, 仅籽仁破损压力与籽仁损伤率呈显著相关。此外, 从上述高世代品系中筛选到2个籽仁损伤率低于2.50%的品系材料D9和E10。进一步针对籽仁破损压力性状, 以品种花育36号和6-13配组衍生的包含181个家系的重组自交系(recombinant inbred line, RIL)群体为材料, 采集了该RIL群体2020—2023年在山东烟台、威海、东营和青岛4个环境下的表型数据。结果表明, 籽仁破损压力在RIL群体中均表现为连续分布和超亲遗传, 广义遗传率为0.88。利用前期构建的高密度遗传图谱, 共定位到8个与籽仁破损压力相关加性QTL, 表型贡献率范围为6.04%~28.30%, 其中2个主效位点qKCF7和qKCF16.1可在不同环境下表达, 其增效等位基因均来自花育36号。共定位到12对相关上位性QTL, 共涉及24个SNP标记区间, 表型贡献率范围为1.55%~4.01%。本研究结果为后续花生适宜机械脱壳相关性状遗传改良提供了重要靶点及材料支持。