2024年, 第38卷, 第3期 刊出日期：2024-03-10
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核农学报. 2024, 38(3): 413-423. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2024.03.0413
光身稻是一种重要的种质资源，在杂交水稻育种中具有重要的利用价值，其中明恢826（MH826）是自主选育的优良光身稻恢复系。为探究MH826光身基因功能和分子机制，本研究对MH826光身表型进行鉴定、对光身基因进行精细定位和候选基因分析。扫描电镜分析结果发现，其叶片和籽粒颖壳表现为表面光滑，未观察到明显的尖刺状表皮毛特征。利用MH826分别与具有明显表皮毛特性的水稻品种华占、明恢2155和9311杂交构建的F1和F2代分离群体对MH826光身基因进行遗传学分析，结果表明，MH826的光身性状由单个细胞核隐性基因控制，并将其命名为GL826（Glabrous Leaf 826）。进一步应用MH826与华占杂交获得的F2分离群体，结合分离群体分析法（BSA）和隐性群体分析法（RCA），并通过Mapmaker/Exp3.0和MapDraw v2.1软件分析，将光身基因GL826精细定位在水稻第5号染色体短臂端，且位于分子标记InDel-70和InDel-11之间，相对遗传距离均为0.2 cM。区间物理距离为141.03 kb，共预测有23个开放阅读框，其中LOC_Os05g02730功能注释为已报道的和水稻表皮毛发育相关基因。测序分析结果发现，MH826中候选基因LOC_Os05g02730在编码区和启动子区均未存在DNA水平上的碱基变异。实时荧光定量PCR（qRT-PCR）分析结果表明，LOC_Os05g02730在MH826不同生长发育阶段的叶片、茎和幼穗中的表达受到了严重抑制，表现为不同程度的下调。推测候选基因LOC_Os05g02730即为GL826。本研究结果为光身稻恢复系MH826及其光身基因GL826在杂交水稻育种上的进一步应用提供了理论基础。
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核农学报. 2024, 38(3): 424-433. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2024.03.0424
为探究辣椒交替氧化酶（AOX）基因在植物生长发育以及抵抗逆境胁迫方面的作用，本研究通过Blast比对结合结构域分析等生物信息学方法，从辣椒全基因组中共筛选鉴定出12个辣椒AOX基因，分别命名为CaAOX1c11、CaAOX1a19、CaAOX1b11、CaAOX2d11、CaAOX2a16、CaAOX2a11、CaAOX2c13、CaAOX2a18、CaAOX2b13、CaAOX2a13、CaAOX2a22和CaAOX2b19。对其进行生物信息学分析并探究CaAOXs在辣椒不同组织、逆境胁迫以及激素应答下的表达模式，结果表明，12个CaAOXs可以分为AOX1和AOX2两个亚家族，其编码的氨基酸数介于146~513之间，等电点在4.41~8.80之间；分布于不同染色体上且均不是分泌性蛋白；CaAOXs大多数定位于线粒体中，少部分定位于叶绿体和细胞核中；并具有相对稳定的保守结构域和三级结构，AOX功能域在C端十分保守。实时荧光定量PCR（qRT-PCR）结果显示，整体上CaAOXs在花和叶中的表达均上调，且在花中的表达量最高；大部分CaAOXs在赤霉素（GA）和脱落酸（ABA）处理下表达上调，且对ABA的响应更强烈；CaAOX2b19、CaAOX1c11和CaAOX2a22在受到低温和高温胁迫时表达均上调，其中CaAOX1c11强烈响应高温胁迫。上述结果表明，CaAOXs可能参与辣椒的生长发育、响应逆境胁迫和激素应答。本研究结果为深入研究CaAOXs在提高辣椒抗逆性方面的作用奠定了基础。
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核农学报. 2024, 38(3): 434-442. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2024.03.0434
致病疫霉菌（Phytophthora infestans）侵染时会分泌大量效应蛋白进入寄主细胞，通过操纵寄主靶标抑制植物免疫反应。为研究致病疫霉菌效应蛋白Pi05440的功能，本研究重点分析了Pi05440的蛋白特征、毒性功能及鉴定其寄主靶标；利用生物信息学数据库，预测Pi05440的保守结构域和信号肽。构建pRI101-GFP-Pi05440表达载体用于Pi05440的亚细胞定位和毒性功能分析；同时，利用酵母双杂交技术对Pi05440的寄主靶标蛋白进行了筛选和鉴定。结果表明，Pi05440基因全长969 bp，编码322个氨基酸。结构预测结果显示Pi05440含有3个典型的KAZAL功能域。亚细胞定位结果表明Pi05440定位在质膜和细胞间隙。在本氏烟中瞬时表达该基因显著促进致病疫霉菌扩展。通过酵母双杂交筛选，初步鉴定到3个Pi05440的候选靶标蛋白，分别为马铃薯过氧化氢酶12、马铃薯几丁质酶以及马铃薯MYB-like A蛋白。本研究为探究致病疫霉菌效应蛋白Pi05440及其靶标蛋白如何调控植物免疫提供了重要线索。
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核农学报. 2024, 38(3): 443-454. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2024.03.0443
镰刀菌属病原菌是三七根腐病的主要病原菌。为探究不同种镰刀菌之间产生生物学差异的机制，本研究结合多组学数据，对尖孢镰刀菌（Fusarium oxysporium）、层出镰刀菌（Fusarium proliferatum）和腐皮镰刀菌（Fusarium solani）的生物学特性进行分析。采用马铃薯葡萄糖琼脂（PDA）培养基培养菌株，同时对孢子萌发率、菌丝生长、孢子产量及致病力进行测定，并采用广泛靶向代谢组学和转录组学，对尖孢镰刀菌、层出镰刀菌和腐皮镰刀菌3种镰刀菌9个样本进行转录组高通量测序及代谢物分析，比较镰刀菌属不同种间的差异表达基因（DEGs）和差异代谢物（DAMs），并结合GO和KEGG数据库对DEGs和DAMs进行功能注释和代谢通路分析。结果显示，孢子萌发率表现为：尖孢镰刀菌<层出镰刀菌<腐皮镰刀菌；菌丝生长及孢子产量表现为：尖孢镰刀菌>层出镰刀菌>腐皮镰刀菌；致病力表现为：尖孢镰刀菌>腐皮镰刀菌>层出镰刀菌。DAMs分析结果表明，氨基酸类化合物是主要的差异代谢物，其成分和含量的差异是造成这3种镰刀菌生长差异的主要因素。转录组数据结果显示，不同种镰刀菌中的DEGs功能主要与核糖体和氧化磷酸化相关。本研究结果为三七镰刀菌属根腐病害的防控提供了理论依据。
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核农学报. 2024, 38(3): 455-463. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2024.03.0455
为探究特色香料作物油樟叶内生真菌资源，本研究以5个不同株系油樟在4个季节的叶组织为对象，提取叶部精油，分离纯化叶部可培养内生真菌，采用内转录间隔区（ITS）测序法和多样性指数分析内生真菌丰富度，借助气相色谱/质谱法（GC/MS）鉴定菌株发酵液的挥发性成分。结果表明，不同株系油樟叶产油率在不同季节存在差异，其中春季16号株系油樟叶产油率最高。通过分离纯化共得到43株可培养内生真菌，划分为2门、4纲、9目、11科、13属，优势属为叶点霉属（Phyllosticta）。多样性指数和均匀度分析结果表明，16号株系和春季油樟叶内生真菌种群多样性较丰富，且群落分布相对均匀。GC/MS鉴定结果显示，内生真菌发酵液含有69种主要挥发性成分，其中仅X29、D72和A39能代谢产生油樟叶精油主要成分。可培养内生真菌在不同株系和不同季节的油樟叶中数量、种群及组成均存在差异，筛选得到的功能菌株具有进一步开发香料成分的潜力。本研究结果为后续油樟叶产香料物质的开发研究提供了理论依据与材料。
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核农学报. 2024, 38(3): 464-471. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2024.03.0464
花椰菜种子收获时常依据经验进行，易导致采收时期不当，对种子质量造成较大的影响。为研究花椰菜杂交种子成熟期与种子活力的关系，确定适宜的种子收获期，本研究以花椰菜品种瓯松60天为材料，分析了授粉后40、45、50、55、60、65 d不同成熟期种子物理性状、种子活力和抗氧化酶活性等指标变化。结果表明，随着种子成熟期延长，种子含水量、鲜种子千粒重呈降低趋势，种子浸泡液电导率和丙二醛（MDA）含量先降低后趋于稳定，规定水分千粒重、超氧化物歧化酶（SOD）活性、过氧化物酶（POD）活性、发芽率、发芽势、活力指数、苗高、根长先增加后趋于稳定。不同授粉后天数之间比较结果表明，授粉后55、60、65 d，活力指数、苗高和根长差异不显著，但均显著高于50 d；规定水分千粒重、SOD活性、POD活性、MDA含量、电导率在授粉后55 d趋于稳定。回归分析结果表明，活力指数与鲜种子千粒重、种子含水量、MDA含量、电导率显著（P<0.05）或极显著（P<0.01）线性负相关，与SOD和POD活性极显著线性正相关（P<0.01）。活力指数、SOD活性、POD活性、MDA含量、电导率与种子发育天数符合二项式函数变化：y活力指数=-0.131x2+16.957x-344.480，ySOD活性=-0.020x2+2.668x-10.420，yPOD活性=-0.112x2+14.417x-368.610，yMDA含量=0.113x2-13.771x+433.780，y电导率=0.088x2-10.319x+338.680，达显著或极显著水平，可用来预测不同发育天数种子的活力、保护酶清除活性氧自由基能力和细胞膜结构的完整性。综上，授粉后55 d，瓯松60天种子已达可采收程度，发芽率98%，规定水分千粒重4.364 g，种子活力和种子生理也趋于稳定，且对幼苗生长没有影响，还可降低种子易落粒损失风险。本研究结果为花椰菜杂交种子适时采收提供了理论依据。
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核农学报. 2024, 38(3): 472-480. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2024.03.0472
miR396是植物中一类保守的miRNA，通过切割/翻译抑制负调控靶基因，在植物生长发育、信号响应等过程起重要作用。本研究对miR396和靶基因的功能进行总结，重点阐述了miR396的进化及其在农业生产上的应用，以期为深入探究miR396调控植物发育、提高作物产量和养分利用效率等提供参考。
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核农学报. 2024, 38(3): 481-493. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2024.03.0481
为探究矿质元素和稀土元素在小尺度区域内白茶产地鉴别的可行性，本研究以政和县内不同海拔区间生产的白茶为对象，采用电感耦合等离子质谱法（ICP-MS）测定矿质元素和稀土元素含量，并结合化学计量学工具，筛选出指标元素，构建不同海拔白茶判别模型。结果表明，政和县相对较低海拔区间福安大白茶（LWT）中K、Ca、Mg、Mn的含量极显著（P<0.01）或显著（P<0.05）高于相对较高海拔区间福安大白茶（HWT），LWT中的Na、As、Cd、Sn、Se含量极显著低于HWT（P<0.01）；LWT中的Ce、Y、La、Lu、Pr、Sm、Tb、Tm、Nd含量极显著（P<0.01）或显著（P<0.05）低于HWT。采用逐步判别分析方法，筛选出Ca、K、Cd、Pb和Sn 5种特征矿质元素，其整体初始和交叉验证的判别准确率分别为91.7%和88.3%；筛选出Eu和Tb 2种特征稀土元素，其整体初始和交叉验证的判别准确率均为91.7%；7种特征化学元素整体初始和交叉验证的判别准确率分别为98.3%和96.7%。正交偏最小二乘判别分析的预测指数顺序为16种矿质元素（0.619）<5种特征矿质元素（0.678）<15种稀土元素（0.682）<2种特征稀土元素（0.734）<7种特征化学元素（0.807），以7种特征化学元素为指标时最佳。联合特征矿质元素和特征稀土元素，可以对小尺度区域内不同海拔区间生产的白茶进行有效的产地判别，可作为产地溯源的有效方法。本研究为福建省名特茶叶中化学元素数据库建立及产地判别提供了科学依据。
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核农学报. 2024, 38(3): 494-501. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2024.03.0494
为明确粒径对铁皮石斛（D. officinale）粉中多糖溶出率及其粉体特性的影响，采用中药粉碎机结合球磨仪制备了8种不同粒径的铁皮石斛粉体，研究各粉体样本的粒径分布、比表面积、多糖溶出率、粉体流动性、水合特性、表面微观结构及色差变化。结果表明，［20，200）目粉体中多糖溶出率随粒径减小总体呈上升趋势，但≥200目时溶出率逐渐下降；粉体流动性参数（休止角、滑动角和Carr’s指数）与粒径呈负相关，即粒径越小流动性越差，尤其是［200，250）目较［150，200）目粉体的流动性明显变差；水合特性（WHC、WSC和WSI）随粒径变小先升后降，拐点同样出现在200目前后；色差分析表明，粉体色度参数（L*、a*、b*和ΔE值）也是在［150，200）目与［200，250）目的变化幅度最大。上述结果主要与［200，250）目粉体的比表面积较［150，200）目显著增加（68.1%）有关。综上，［150，200）目（d50=95.6 μm）的铁皮石斛粉兼具较好的粉体特性和多糖释放率，同时保证了粉体细度。本研究结果为铁皮石斛的粉体化高效加工及高值化利用提供了理论参考。
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核农学报. 2024, 38(3): 502-511. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2024.03.0502
为促进金枪鱼骨的高值化利用，本研究基于挤压膨化技术高效制备亚微米-纳米级鱼骨粉，并探究其对鱼糜凝胶性能的影响。结果表明，挤压膨化制得的鱼骨粉化学结构及成分未发生变化，相比未挤压膨化的鱼骨粉，其平均粒径显著减小，达308.07 nm（59.41%为亚微米级、40.59%为纳米级）。与NaCl、CaCl2、大米+淀粉、未经挤压膨化粉碎鱼骨粉等相比，挤压膨化鱼骨粉能最大程度提高鱼糜的质构特性和持水性，但对鱼糜的色差影响较大，需调控其添加量；通过流变特性、化学作用力、傅里叶红外光谱（FT-IR）、扫描电镜（SEM）等研究发现，挤压膨化鱼骨粉可有效改善鱼糜凝胶蛋白的凝胶特性、增强鱼糜凝胶的疏水相互作用和二硫键交联、提高鱼糜凝胶的β-折叠含量及降低α-螺旋含量，使得鱼糜凝胶形成更为致密的微观结构，其凝胶效果与纳米级鱼骨粉相似。此外，挤压膨化制备的亚微米-纳米级金枪鱼骨富含蛋白质、脂肪和其他天然营养成分，其可接受程度远高于CaCl2、NaCl等无机凝胶剂。由此可见，挤压膨化法可高效、节能地制备亚微米-纳米级金枪鱼骨粉，该鱼骨粉可作为一种优良、天然的钙源鱼糜凝胶增强剂。本研究为高值化利用鱼骨及开发新型鱼糜制品提供了理论依据。
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核农学报. 2024, 38(3): 512-521. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2024.03.0512
为提高丁香精油提取率，本研究以丁香为原料，通过单因素试验和响应面优化盐效应辅助水蒸气蒸馏提取丁香精油的最佳工艺条件，再对两种方法提取丁香精油的提取率、理化性质、化学组成、主要官能团结构、热力学性质以及体外抗氧化活性等进行比较。结果表明，盐效应辅助水蒸气蒸馏法提取的最佳工艺为液料比13.20∶1 mL·g-1、NaCl浓度3.70%、提取时间4.0 h，该工艺下的提取率达到18.56%，比水蒸气蒸馏法高3.79个百分点。扫描电镜观察表明，盐效应促进水分子运动加快从而对原料细胞壁的充分水解是快速提取的主要原因。气相色谱-质谱分析表明，两种方法提取的丁香精油主要成分均为丁香酚，且相对含量无明显差异。理化性质、热力学性质、主要官能团结构的测定和抗氧化试验表明，盐效应辅助水蒸气蒸馏法未对丁香精油品质和抗氧化能力产生影响。综上，盐效应辅助水蒸气蒸馏法提取丁香精油的工艺具有可行性。本研究为丁香精油的提取和进一步利用提供了参考。
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核农学报. 2024, 38(3): 522-531. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2024.03.0522
为同时定量检测茶饮料中68种农药的多残留情况，本研究利用低共熔溶剂（DES）作为萃取剂，结合分散液液微萃取（DLLME）技术对目标农药进行萃取富集，再通过高效液相色谱-串联质谱法（HPLC-MS/MS）检测目标农药残留量。结果表明，通过DES提取和涡旋离心处理可有效去除茶饮料中的杂质，并将目标农药富集。茶饮料中68种目标农药在1~500 ng·mL-1范围内线性关系良好，线性关系系数均高于0.996，定量限为0.2~10 μg·kg-1，3个添加水平（10、50、100 μg·kg-1）的平均回收率为59.1%~113.7%，相对标准偏差均<10%。综上，本方法具有快速简便、绿色环保、性能良好等优势，可满足茶饮料中农药多残留的检测要求。本研究结果为茶饮料中农药残留检测提供了技术支持。
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核农学报. 2024, 38(3): 532-539. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2024.03.0532
为研究不同光周期对湛江等鞭金藻（Isochrysiszhanjiangensis）细胞生长和岩藻黄素含量的影响，及其光合作用和基因表达调控机理，本研究测定了5种光周期条件下湛江等鞭金藻岩藻黄素、叶绿素含量和叶绿素荧光参数，利用实时荧光定量聚合酶链式反应（RTq-PCR）研究光合作用和岩藻黄素合成关键酶基因表达水平。结果表明，18L∶6D光周期条件下，湛江等鞭金藻细胞生长最快。当光周期为12L∶12D时，湛江等鞭金藻岩藻黄素产量最高，为4.35 mg·L-1。当光周期为6L∶18D时，湛江等鞭金藻单位细胞岩藻黄素含量最高，为0.33 mg·105 cells-1，与光周期12L∶12D、18L∶6D和24L∶0D相比分别提高了5.3%、39.1%和63.5%（P<0.01）。光合生理指标结果表明，随着光周期时间的增加，湛江等鞭金藻叶绿素含量及叶绿素荧光参数中PSⅡ实际光合量子产率Y（Ⅱ）和非光化学淬灭系数（qP）呈下降趋势，与岩藻黄素含量的变化趋势一致。RTq-PCR结果表明，随着光周期时间的增加，湛江等鞭金藻Rubisco酶大亚基基因（rbcL）、八氢番茄红素脱氢酶基因（pds）、番茄红素β-环化酶基因（lcyb）和玉米黄素环氧酶基因3（zep3）表达呈下降趋势，与岩藻黄素含量的变化趋势一致，说明光周期可能通过rbcL、pds、lcyb和zep3调控岩藻黄素合成。光周期通过调控光合作用和岩藻黄素生物合成相关基因表达影响湛江等鞭金藻中岩藻黄素的积累。本研究为提高湛江等鞭金藻中的岩藻黄素含量提供了理论依据。
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核农学报. 2024, 38(3): 540-550. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2024.03.0540
为探究地膜覆盖技术对缓解白芷苗期春旱，促进其增产并保障品质的效果，本研究采用单因素试验设计，以不覆盖处理为对照（CK），分别采用白膜（厚度0.008 mm）、黑膜（厚度0.008 mm）、黑膜（厚度0.010 mm）、黑膜（厚度0.014 mm）和银黑膜（厚度0.012 mm）5种覆膜材料垄沟覆盖白芷，分析不同类型地膜覆盖对白芷生长发育动态、土壤养分、白芷养分、主要有效成分动态、产量及经济效益的影响。结果表明，地膜覆盖会显著提高白芷对土壤速效养分的吸收及地下部分（根）养分积累、产量、品质和经济效益。在白芷苗期时，地膜覆盖处理的白芷株高、根长、根直径、鲜重和干重均高于未覆盖（CK）。在白芷收获期时，白芷欧前胡素含量及积累量以黑膜（厚度0.010 mm）最高（0.31%，219.86 mg/株）；异欧前胡素积累量以银黑膜最高，其次是黑膜（厚度0.010 mm），分别为75.25和71.75 mg/株；与CK相比，地膜覆盖处理使白芷产量和经济效益提升18.15%~22.80%和36.97%~54.12%。综上，地膜覆盖技术能缓解白芷苗期干旱现象，在提高白芷品质的基础上进一步提升产量。因此在兼顾白芷产量、主要有效成分和经济效益的前提下，以厚度为0.010 mm的黑膜垄沟覆盖为宜。本研究结果为地膜覆盖技术在白芷生产中的应用提供了理论参考。
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核农学报. 2024, 38(3): 551-560. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2024.03.0551
为研究聚天门冬氨酸和壳聚糖复配剂（PAC）对不同施氮量下谷子叶片光合生理特性及产量的影响，于2021—2022年在中国农业科学院作物科学研究所公主岭试验站开展大田试验，以华优谷9号为材料，设置常规氮素（CN）和PAC配合氮素（PN）的不同施氮量（0、75、112.5、150、225和337.5 kg·hm-2）全基施处理。结果表明，随施氮量增加，谷子叶面积指数和干物质积累量呈升高趋势，功能叶叶绿素含量、净光合速率、核酮糖-1，5-二磷酸（RuBP）羧化酶活性、磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）羧化酶活性和产量均呈先升高后降低趋势。在同一施氮量下，PN处理可以提高谷子叶面积指数、干物质积累量、功能叶叶绿素含量、RuBP羧化酶和PEP羧化酶活性以及花期和灌浆中期净光合速率。2021和2022年PN较CN处理谷子产量增幅分别为10.43%~16.17%和3.64%~23.60%，其增产效果在中、低氮水平（75、112.5、150 kg·hm-2）下更为显著。综上，PAC配合适量氮肥全基施可增强谷子叶片光合能力，提高谷子产量，可作为一项增产增效的生产技术应用于我国谷子生产。
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核农学报. 2024, 38(3): 561-573. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2024.03.0561
为探讨植物生长调节剂（PGRs）和氮肥对水稻（Oryza sativa L.）幼苗生长和耐盐性的影响，以常规水稻品种黄华占为试验材料，在盆栽条件下，设置施氮及盐胁迫处理：N1（0.1 g N/盆）、N2（0.15 g N/盆）、N1S（N1+0.3%NaCl）、N2S（N2+0.3%NaCl），以及调节剂效应处理：N1A［N1+40 mg·L-1 5-氨基乙酰丙酸（5-ALA）］、N1D［N1+30 mg·L-1乙酸二乙基氨基乙酯（DTA-6）］、N1AS［N1+40 mg·L-1 5-ALA+0.3%NaCl］和N1DS［N1+30 mg·L-1 DTA-6+0.3%NaCl］，于三叶一心期叶喷DTA-6和5-ALA，24 h后按土量进行0.3% NaCl（盐的质量/土的质量，W/W）处理，测定各处理幼苗形态、抗氧化酶活性以及丙二醛、过氧化氢和光合色素含量。结果表明，与N1相比，N2、N1A和N1D处理均能促进幼苗生长，增加光合色素含量、抗氧化酶活性、可溶性蛋白含量并促进还原型谷胱甘肽（GSH）合成。以N1A处理效果最显著，N1A处理的地上干重、壮苗指数较N1处理增幅分别为15.37%~41.02%和29.17%~69.31%，过氧化氢（H2O2）和丙二醛（MDA）含量较N1处理分别显著降低25.90%~51.61%和4.10%~14.45%。与N1相比，盐胁迫N1S显著抑制了幼苗生长，N2S、N1AS和N1DS均可缓解盐胁迫N1S处理对幼苗形态和生理的损伤。其中N1AS处理效果最佳，改善了幼苗的形态，增加了抗氧化酶活性、光合色素、可溶性蛋白和GSH含量，与N1S处理相比，N1AS处理的地上干重和总叶绿素含量增幅分别为31.08%~78.95%和15.90%~69.35%，MDA和H2O2含量分别显著降低37.38%~50.29%和6.43%~20.95%。综上所述，在盐与非盐胁迫下，叶面喷施5-ALA、DTA-6和增施氮肥均能促进水稻幼苗生长，提高叶片抗氧化酶活性，减少叶片活性氧H2O2和MDA含量，提高幼苗耐盐性，且叶面喷施5-ALA和DTA-6调节剂与增施定量氮肥（N2和N2S）处理效果相当。本研究结果为农业生产上实现氮肥减施增效提供了依据。
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核农学报. 2024, 38(3): 574-583. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2024.03.0574
为探究基施硫肥与遮荫对甘薯生长、光合及同化产物积累的影响，采用裂区设计，研究大田试验不同硫酸钾施用量（S含量为0、36、60、84 kg·hm-2）和不同遮荫处理（0、30%、60%遮光）对不同品种甘薯生长和地上部形态指标、光合效率及块根同化产物积累的影响。结果表明，基施硫肥促进了甘薯的地上部生长，增强了甘薯叶片的光合作用，提高了甘薯品质和产量，以36 kg·hm-2硫肥用量下块根蔗糖含量较高，60 kg·hm-2硫肥用量下块根有机酸和蛋白质含量较高。遮荫降低了甘薯的产量和地上部生物量，但30%遮荫有利于甘薯块根蔗糖和有机酸的积累，而60%遮荫下的甘薯块根蛋白质含量较高。综上，可施用36~60 kg·hm-2硫肥以平衡产量与品质同步提升的矛盾，在小幅度牺牲产量的同时可通过不高于30%的遮荫提高甘薯块根蔗糖、有机酸与蛋白质的积累，以促进甘薯品质提升，提高甘薯生产的经济效益。本研究结果为甘薯优质栽培和营养元素富集提供了理论与技术指导。
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核农学报. 2024, 38(3): 584-593. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2024.03.0584
甘薯［Ipomoea batatas （L.） Lam.］具有高产稳产特性及较好的耐逆能力。为了探究甘薯盐碱地推广的适宜性，本研究对比分析113份甘薯材料在潮土与盐土两种土壤环境下的块根产量，并对其中10份材料的营养成分进行差异分析。结果表明，在含盐量4.4‰的盐土中，约30%的参试材料没有产量，有产量材料的产量平均值相对潮土环境减少79.98%。与潮土相比，除个别材料外（XY153和XY205），盐土中甘薯块根干物率、淀粉含量、蛋白质含量降低，可溶性糖含量增加，具体表现为：盐土中薯块干物率、淀粉含量、蛋白质含量平均值分别减少3.86、6.15、1.73个百分点，可溶性糖含量平均值增加4.38个百分点；盐土中多数材料薯块类胡萝卜素含量降低，平均值相对减少22.34%；除栗子香外，其余材料直链淀粉含量在盐土中均降低，所有材料直链淀粉含量平均值降低1.89个百分点。X射线衍射（XRD）分析表明，普薯32淀粉为C型晶体型，其余材料为CA型晶体，两种土壤环境中的淀粉晶体型无明显差异。此外，筛选到高耐盐品系XY33、XY44，耐盐系数分别为0.69和0.61，可作为耐盐种质利用。本研究结果为甘薯在滩涂盐土中的种植推广提供了理论指导。
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核农学报. 2024, 38(3): 594-602. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2024.03.0594
为提高南疆阿拉尔垦区棉田气候变化适应能力，本研究选取1990—2020年南疆阿拉尔垦区棉花物候期及同期地面气象数据，综合运用最小二乘法、相关性分析法、Mann-Kendall非参数突变检验和优势主导分析方法，重点分析南疆阿拉尔垦区棉花物候期动态变化及其关键气候驱动因子。结果表明，1990—2020年南疆阿拉尔垦区棉花播种期、出苗期、吐絮期和停止生长期的提前分别以平均气温升高、气温日较差增大、最低气温升高和最高气温升高影响为主，各影响因子的贡献率分别为52.39%、100.00%、31.35%和100.00%；棉花现蕾期的推迟以降水量的减少影响为主，贡献率达60.55%；开花期的提前与气候变化关系不大。1990—2000年棉花现蕾期和开花期的推迟分别以降水量的减少和气温日较差的减小影响为主，各影响因子的贡献率分别为57.04%和100.00%；1990—2010和2011—2020年棉花吐絮期的阶段性提前分别以平均气温和最低气温的升高影响为主，各影响因子的贡献率分别为30.89%和36.46%。本研究结果可为垦区棉田积极应对与适应气候变化提供理论依据。
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核农学报. 2024, 38(3): 603-611. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2024.03.0603
近年来，多接收电感耦合等离子体质谱仪（MC-ICP-MS）及分离纯化技术的发展使得精确测量重金属稳定同位素组成成为可能，大大促进了其在重金属污染物来源识别、土壤-植物系统重金属迁移和纳米颗粒环境行为示踪等方面的应用。但是，许多表生环境地球化学过程会引起不同程度的同位素分馏，从而模糊不同重金属储库的同位素指纹特征，使得对环境样品同位素组成的理解变得复杂，被称为“同位素分馏黑箱”。揭示同位素分馏黑箱对于重金属非传统稳定同位素的应用具有重大意义。尽管重金属在各种土壤活性组分界面反应过程中的重金属同位素分馏已有一些研究，但有关矿物结构发生同晶替代过程中的分馏机制尚不清楚，且存在许多不一致或矛盾的地方。本综述系统总结了典型重金属污染物Cd、Zn、Ni在土壤活性组分界面，尤其是铁锰氧化物矿物界面的同位素分馏行为和机制，并指出未来应关注的方向。相关研究的深入将加深对重金属污染物环境地球化学行为的理解，推进对土壤同位素分馏黑箱的理解和非传统稳定同位素在土壤重金属污染物溯源、示踪等过程中的应用，为土壤重金属污染的治理、修复和安全利用等提供科学依据和理论支撑。
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