2026年, 第40卷, 第4期 刊出日期:2026-04-10
  

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    植物诱变育种·农业生物技术
  • 史晟旖, 吴怡, 张亦琨, 杨秀戍, 倪穗
    核农学报. 2026, 40(4): 653-662. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2026.04.0653
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    浙麦冬(Ophiopogon japonicus)存在品种老化、产量低、生长周期长,以及长期的无性繁殖导致遗传多样性降低等问题。为了加强浙麦冬资源的种质创新,本研究采用不同辐射剂量(0、30、60、90、120、150 Gy)的60Co-γ射线对浙麦冬开展辐射育种试验,以形态学和生理生化指标为依据,并结合简单重复序列区间(ISSR)分子标记技术,筛选出浙麦冬辐射诱变的最佳辐射剂量。结果表明,随着60Co-γ射线剂量的升高,浙麦冬存活率不断下降,60 d后达到稳定水平,植株叶片颜色变深,株型变小,生长抑制作用明显。过氧化氢酶(CAT)活性和丙二醛(MDA)含量呈现逐渐上升趋势,脯氨酸(Pro)、可溶性糖含量和过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)活性均呈现先升后降的趋势,多在90 Gy达到最大值。叶片蜡质层出现斑片状脱落,气孔密度变大,面积减小,多呈闭合状态。相关性分析和主成分分析结果揭示了浙麦冬的生长抑制与抗氧化防御作用增强并存。ISSR分子标记鉴定结果显示,10条ISSR引物共扩增出84条谱带,其中54条(64.3%)具有多态性,多态性比例在37.5%~88.9%,且辐射剂量越高,与对照组的遗传距离越远,兼顾形态适应性、生理耐受性及遗传变异率,获得浙麦冬辐射诱变最适的60Co-γ辐射剂量为90 Gy。本研究结果为浙麦冬的新品种培育提供了理论参考。

  • 戚明蔚, 刘洪标, 李桂花, 钟玉娟, 罗文龙, 骆善伟
    核农学报. 2026, 40(4): 663-672. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2026.04.0663
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    为探究12C6+离子辐射对芥菜(Brassica juncea)的生物学影响,利用不同剂量(0、120、240、360、480、600 Gy)对竹芥菜(Brassica juncea Coss Bailey var. foliosa)的种子进行辐射处理,测定其萌发(发芽率、萌发指数)、生长(株高、生物量、存活率、畸苗率)、光合参数[光系统Ⅱ最大光化学效率(Fv /Fm )、相对叶绿素含量(SPAD)]等相关指标,并通过转录组测序分析辐射处理后竹芥菜的基因表达谱。结果表明,辐射处理后竹芥菜种子的发芽率都有所下降,但低剂量辐射(120 Gy)能提高萌发速度;随着辐射剂量增加,萌发指数、株高、存活率逐渐下降,而畸苗率逐渐上升;通过存活率线性回归分析,得到辐射半致死剂量约为1 017 Gy;360~600 Gy的辐射处理下,竹芥菜的生物量呈现明显降低的趋势;与对照相比,480 Gy以下辐射组的Fv /Fm 及SPAD值均无显著差异。转录组分析发现,辐射组较对照的差异表达基因主要富集在解毒、免疫和抗氧化活性等GO通路,以及苯丙烷生物合成、植物-病原互作、植物激素信号转导、MAPK信号等KEGG通路;高剂量组较低剂量组的差异表达基因,主要富集在GO通路碳利用,以及光合天线蛋白、光合作用、光合碳固定、碳代谢等KEGG通路。本研究结果可为芥菜辐射诱变育种提供理论参考。

  • 宗海龙, 李小雷, 贾学宇, 朱凯波, 柳凇尹, 薛瑞雯, 赵子荣, 鲍红春
    核农学报. 2026, 40(4): 673-683. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2026.04.0673
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    为探究加拿大披碱草PYL基因的功能及干旱响应机制,本研究基于加拿大披碱草的转录组测序数据,鉴定并分析了16个EcPYLs基因家族成员。结果表明,基因的编码区序列长度为525~648 bp,编码107~215个氨基酸(aa),相对分子质量为11 628.14~22 777.70 Da,等电点范围为4.60~8.27。其中,4个蛋白质为碱性,12个为酸性;10个蛋白质为不稳定蛋白质,6个为稳定蛋白质。亚细胞定位预测显示,多数EcPYLs基因定位于细胞质,少数基因定位于细胞核、叶绿体、线粒体和过氧化物酶体。系统发育分析将16个EcPYLs基因划分于3个亚家族中,表明EcPYLs基因的功能具有保守性和多样性。所有EcPYL蛋白均含有PYR保守结构域,且Motif1、Motif2和Motif5为保守基序。EcPYLs蛋白主要由α-螺旋和无规则卷曲构成。GO和KEGG富集分析显示,EcPYLs基因主要涉及脱落酸结合、激素结合等分子功能,并参与植物激素信号转导通路。干旱胁迫下的表达模式分析表明,EcPYL12EcPYL13EcPYL14EcPYL16在干旱胁迫响应中起关键作用,且实时荧光定量PCR(qRT-PCR)验证结果与转录组数据一致。本研究为加拿大披碱草EcPYLs基因家族的功能研究及育种利用提供了理论基础。

  • 徐奔, 陈富春, 沈维军, 刘磊, 万发春, 程安玮
    核农学报. 2026, 40(4): 684-691. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2026.04.0684
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    为了探讨齐墩果酸(OA)对高糖诱导HepG2细胞的影响及其作用机制,通过测定细胞活性筛选33 mmol·L-1葡萄糖诱导HepG2细胞的最佳OA添加浓度范围;并测定HepG2细胞的活性氧(ROS)水平;免疫荧光(IF)、实时荧光定量PCR(qRT-PCR)和蛋白印迹法(WB)分别测定细胞相关蛋白的丰度、mRNA以及蛋白表达。结果表明,0~10.0 μmol·L-1浓度范围内OA对细胞活力无明显影响。高糖诱导的细胞添加OA后,可以降低ROS水平,下调固醇调节元件结合蛋白1c(SREBP1c)、脂肪酸合成酶(FAS)、硬脂酰-CoA去饱和酶1(SCD1)、CCAAT/增强子结合蛋白α(C/EBPα)的mRNA和蛋白表达水平,上调过氧化物酶体增殖物激活受体α(PPARα)和肉碱棕榈酰转移酶1A(CPT1A)的表达水平。使用siRNA处理细胞沉默Pparα基因后,PPARα和FAS表达显著降低,但添加OA对PPARα和FAS无显著影响,证明PPARα是OA调节糖代谢的一个关键信号通路。本研究揭示了OA在高糖诱导的HepG2细胞中通过PPARα通路调节糖代谢的作用机制,为OA在糖代谢紊乱相关疾病的预防和治疗方面提供了理论依据和潜在应用价值。

  • 王晨阳, 王金恩, 鲁鹏飞, 孙子龙, 张鼎, 席义博, 杨勃, 李炜
    核农学报. 2026, 40(4): 692-702. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2026.04.0692
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    禽腺病毒血清4型(FAdV-4)是鸡肝炎-心包积液综合征(HHS)的主要病原体,其非结构蛋白ORF22缺失毒株感染会导致病毒噬斑变小且在动物体内复制能力下降,但具体机制尚不明确。为了探究ORF22蛋白在FAdV-4感染过程中的作用,本研究以鸡肝癌细胞(LMH)为试验模型,利用转录组测序技术进行解析。结果显示,与对照组相比,ORF22过表达组共筛选到362个差异表达基因(DEGs)。其中,321个DEGs表达上调,41个DEGs表达下调。对这些差异表达基因进行GO分析发现,下调的DEGs主要与小分子代谢过程、膜区域、蛋白质结合相关,而上调的DEGs主要与细胞过程的调节、细胞外区域和信号受体结合相关。KEGG通路分析显示,DEGs主要富集在TGF-β信号通路、MAPK信号通路、钙离子信号通路、细胞因子-细胞因子受体相互作用等。此外,通过蛋白质相互作用网络分析发现,HSP90AA1、HSPA8、BAG3等多个关键蛋白位于整个网络中心。过表达ORF22显著降低了宿主细胞天然免疫相关蛋白cGAS、STING、TBK1的表达。综上所述,本研究揭示了ORF22蛋白在FAdV-4感染中与宿主细胞的相互作用,为解析FAdV-4致病机制提供了参考。

  • 耿昌盛, 程润强, 李晔
    核农学报. 2026, 40(4): 703-711. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2026.04.0703
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    为了探究三疣梭子蟹幼体阶段生理变化的分子机制,本研究分别提取Z4、M、J阶段的三疣梭子蟹幼体的总RNA,利用高通量测序技术进行转录组测序。结果显示,共获得57 951个Unigenes,平均长度为1 030 bp,N50为1 524 bp。以Padj<0.05、|log2FoldChange|>1为筛选标准,鉴定到Z4-M阶段差异表达的基因1 221个,这些差异表达基因显著富集到昆虫激素合成、类固醇生物合成、氨基酸和核苷酸糖代谢等信号通路;鉴定到M-J阶段差异表达的基因1 101个,这些差异基因显著富集到苏氨酸代谢、药物代谢-细胞色素P450、视黄醇代谢等代谢通路。筛选出36个与免疫、激素合成和代谢相关的差异表达基因,包括KYNJHEEiPCHIN3、BCMO1等。其中,Z4-M阶段表达水平显著上升的有29个(P<0.05),显著下降的有6个(P<0.05);M-J阶段表达水平显著上升的有11个(P<0.05),显著下降的有19个(P<0.05)。这种变化可能与Z4-M阶段的显著形态变化以及大量营养物质和能量的积累有关。本研究结果为深入研究三疣梭子蟹幼体阶段生理变化的分子机制提供了重要的参考材料。

  • 王军, 张叶琼, 胡嘉琦, 徐铭蔚, 钟妍, 蓝雯琳, 谈笑, 杨琨
    核农学报. 2026, 40(4): 712-723. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2026.04.0712
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    为探究不同氧浓度条件下诱导CD146影响凋亡相关因子,及其在不同肠道组织中表达位点的差异,选取牦牛和黄牛的小肠组织(十二指肠、空肠和回肠)为研究对象,分析黑色素瘤细胞粘附因子(CD146)、低氧诱导因子1α(HIF-1α)、细胞凋亡相关因子淋巴细胞瘤2(Bcl-2)、Bcl-2家族相关蛋白Bax(Bax)、半胱氨酸天冬氨酸特异性蛋白酶3(Caspase-3)和半胱氨酸天冬氨酸特异性蛋白酶9(Caspase-9)在牦牛和黄牛肠道的表达差异,并进行苏木精-伊红染色(H&E)、过碘酸雪夫染色(PAS)以及低氧相关因子免疫组化分析。H&E结果显示,肠道消化指标(V/C)值差异主要在十二指肠,且牦牛十二指肠V/C显著高于黄牛;PAS染色表达在纹状缘和中央乳糜管,并在潘氏细胞和杯状细胞强阳性表达,此外PAS在牦牛十二指肠阳性表达最高;免疫组化显示,CD146主要在肠黏膜层的细胞间质与十二指肠腺黏液细胞胞质强阳性表达,低氧相关因子还表达于杯状细胞、潘氏细胞、纹状缘等;组织表达差异集中于十二指肠,且存在物种差异。本研究结果可为后续探究CD146与低氧相关因子在牦牛和黄牛的肠道表达分布规律提供基础资料,并为探究牦牛在高原低氧适应机制提供参考依据。

  • 张志勇, 张倩, 崔燕, 何俊峰, 潘阳阳, 王萌, 车佳玲, 赵志昊
    核农学报. 2026, 40(4): 724-731. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2026.04.0724
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    为了研究Slit2/Robo1/srGAP1在牦牛脑组织的表达,采集成年(3~5岁)牦牛脑组织,利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)、蛋白免疫印迹(Western blot)、免疫组织化学(IHC)技术检测Slit2、Robo1、srGAP1、p53在大脑皮质、小脑、海马、丘脑和延髓中的表达量与定位。qRT-PCR、WB及IHC光密度分析结果显示,成年牦牛大脑皮质和海马中的Slit2、Robo1、srGAP1 mRNA和蛋白表达显著高于丘脑、延髓及小脑(P<0.05),另外p53的mRNA和蛋白表达在5个部位之间无显著差异。IHC结果显示Slit2、Robo1和srGAP1阳性反应主要分布在神经元胞质,p53免疫阳性反应在神经元胞质和胞核都有所表达。免疫荧光(IF)结果显示,Slit2、Robo1、srGAP1、p53与神经元抗体(NeuN)共定位,主要在神经元表达。以上结果表明,Slit2、Robo1、srGAP1在大脑皮质和海马的高表达,可能导致p53的表达水平降低,减少了大脑皮质和海马神经元的凋亡,使牦牛大脑皮质和海马适应高原环境。另外,以上4种因子均在神经元胞质表达,说明它们可能主要在神经元发挥保护作用。本研究为深入探讨牦牛中枢神经系统在低氧环境下的适应机制提供了基础数据。

  • 农产品辐照研究·食品科学
  • 唐萍, 支世君, 陈娟, 周文静, 张艺膑, 孙全, 冷静
    核农学报. 2026, 40(4): 732-740. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2026.04.0732
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    为探究60Co-γ射线辐照灭菌对三七粉的影响,本研究考察不同辐照剂量下三七粉的色泽、理化性质、主要活性成分、指纹图谱、抗氧化能力及微生物数量的变化。结果显示,与未辐照组相比,经1~30 kGy 60Co-γ射线辐照处理后,三七粉的色泽、水分、总灰分和抗氧化活性均无显著差异(P>0.05),指纹图谱与对照图谱的相似度为0.998~1.000;当辐照剂量大于6 kGy时,能有效杀灭三七粉中需氧菌、霉菌和酵母菌;当辐照剂量大于10 kGy时,醇溶性浸出物含量显著降低,无法满足《中华人民共和国药典 2020年版 一部》标准;在30 kGy辐照剂量下,人参皂苷Rg1、人参皂苷Rb1、人参皂苷Rd含量显著降低(P<0.05)。综上,在药品生产中,当初始含菌量≤103 cfu·g-1时,三七粉60Co-γ射线辐照灭菌的建议剂量范围为6~10 kGy,既达到灭菌效果又能保持其品质,保证三七粉在生产和使用过程中安全、有效和质量可控。本研究为60Co-γ射线辐照在三七粉灭菌工艺中的应用提供了理论基础。

  • 罗钦, 陈谢勇, 徐梦婷, 傅梦洁, 黄彪, 黄惠珍, 罗旭辉
    核农学报. 2026, 40(4): 741-753. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2026.04.0741
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    为探究不同生态茶园茶叶中化学成分组成及其含量的差异特征,本研究以绿肥生态高枞水仙茶(LF)与荒野生态高枞水仙茶(HYC)等2种代表性生态茶园产品为研究材料,采用电感耦合等离子体质谱、气相色谱质谱和液相色谱质谱等分析化学方法检测其化学元素、香气物质和非挥发性代谢物的组成及含量或丰度,并进行差异特征分析和主成分综合评价。结果表明,LF鲜叶不同部位叶片的宽、长、长/宽比、面积基本上高于相应的HYC鲜叶,但两者基本上无显著差异(P>0.05);LF中13种矿质元素的总含量低于HYC,但无显著差异(P>0.05);LF中15种稀土元素含量均极显著低于HYC(P<0.01);LF中83种香气物质的总含量低于HYC,但无显著差异(P>0.05);LF中1 498种非挥发性代谢物的总丰度高于HYC,但无显著差异(P>0.05)。对以上1 609个化学物质变量进行标准化、因子分析和逐步判别分析后,筛选出3-羟基十六烷酸、脱氢枞酸、茶黄素A等12种特征化学物质,获得5个主成分特征值,主成分综合评价得分显示LF(12.201、9.830、5.185)整体上大于HYC(-4.040、-19.173、-4.003)。正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)判别模型可以将2个茶园样品完全区分开,其判别准确率为100.00%。LF中形态特征和化学成分整体上与HYC差异较小,但综合评价优于HYC,证实绿肥生态茶园模式可以作为荒野茶园改造升级的有效模式。本研究结果为生态茶园的品质特征研究及抛荒茶园改造升级提供了理论依据。

  • 孙健, 李海申, 蔡龙, 王志安
    核农学报. 2026, 40(4): 754-761. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2026.04.0754
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    为实现对不同白芷饮片品质的快速分析,本研究采用Super Nose电子鼻分析技术,结合主成分分析(PCA)、聚类分析(CA)、正交偏最小二乘法判别分析(OPLS-DA)等化学模式识别方法,快速判别白芷的种源、产地以及是否硫熏加工。结果表明,同圃不同种源白芷间的传感器响应值近似,电子鼻区分度不高;不同产地以及是否硫熏加工可以应用电子鼻进行有效区分,PCA、CA分析将样品分为川、浙无硫熏组,四川硫熏组,安徽无硫熏组,安徽硫熏组,河南、河北硫熏组以及河南、河北无硫熏组6组;OPLS-DA模型能对是否硫熏进行准确判别(Q2=0.808),其中S8、S1和S2的变量重要性投影(VIP)值大于1。本研究可为白芷品质快速区分提供技术参考。

  • 吕湘颖, 刘瑾, 张玲, 程哲, 李云龙
    核农学报. 2026, 40(4): 762-773. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2026.04.0762
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    为综合利用苦荞资源、高效制备苦荞麸皮蛋白,本研究选取氯化胆碱-乳酸(C-LA)和氯化胆碱-尿素(C-U)两种天然低共熔溶剂(NADES),以蛋白提取率为指标,确定C-LA与C-U体系提取苦荞麸皮蛋白的最佳工艺,对比所得苦荞麸皮蛋白与碱溶酸沉法所得蛋白的功能特性及结构。结果表明,C-LA体系提取苦荞麸皮蛋白的最佳条件为料液比1∶24.5、90 ℃提取1.6 h,提取率达90.78%;C-U体系提取的最佳条件为料液比1∶25、80 ℃提取1.4 h,提取率达87.38%。与碱溶酸沉法相比,C-LA和C-U体系的蛋白提取率均明显提高。C-LA与C-U制得苦荞麸皮蛋白的吸水性、吸油性、溶解性、起泡性以及乳化稳定性等功能特性均显著高于碱溶酸沉法(P<0.05)。扫描电子显微镜(SEM)结果表明,碱溶酸沉法提取的蛋白疏松多孔,C-LA体系提取的蛋白孔隙明显减少,C-U体系提取的蛋白表面致密平滑、蛋白结构更加完整;傅里叶红外光谱图(FTIR)结果表明,C-LA与C-U制得苦荞麸皮蛋白与碱溶酸沉法制得蛋白的二级结构中,α螺旋结构比例增加,无规则卷曲比例减少。本研究可为苦荞麸皮蛋白提取及其加工利用提供理论参考。

  • 王亚鹏, 王瑞红, 何鸿举, 潘艳芳, 庞玲玲, 史建民, 夏伊宁, 宋方圆
    核农学报. 2026, 40(4): 774-783. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2026.04.0774
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    为评估1-甲基环丙烯(1-MCP)和乙烯吸附剂(EA)对西梅采后冷藏的保鲜效果,以法兰西西梅为研究对象,研究1-MCP、EA、EA+1-MCP处理对西梅冷藏期间(0 ℃,相对湿度80%~90%)果实品质及风味的影响。结果表明,相较于对照(CK)组,3个处理组均能延缓果实品质劣变,其中以EA+1-MCP处理组效果最佳,可较CK组显著抑制果实色差L* 值和b* 值、失重率、相对电导率的上升,抑制色差a* 值、果实硬度和可滴定酸含量的下降,维持更高的可溶性固形物含量,并延缓呼吸高峰和乙烯释放高峰的出现,冷藏结束时的总酚含量较CK组高30.31%,抗坏血酸含量的保留率较CK组高23.53个百分点,同时电子鼻/舌分析证实EA+1-MCP处理较CK组更能有效维持西梅冷藏期间的风味特性。综上,EA+1-MCP的联合使用对西梅具有更好的保鲜效果,可有效维持西梅采后冷藏品质及风味。本研究可为西梅采后冷藏保鲜技术的研发提供指导。

  • 同位素示踪·资源环境·动植物生理
  • 李卫红, 曾洋, 蒋伟勤, 董青君, 董玉兵, 李传哲, 陈川, 章安康
    核农学报. 2026, 40(4): 784-793. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2026.04.0784
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    为验证不同释放周期控释尿素在苏北黄河故道地区直播粳稻栽培中的应用效果,本研究通过大田和盆栽试验,分析了常规施肥(CK)、一次性基施普通尿素(U)、一次性基施控释尿素(60 d、90 d、120 d释放周期:N1、N2、N3)、控释尿素与普通尿素组合施用(N4、N5、N6)8个施肥处理对水稻产量形成和土壤无机氮供给的综合影响。结果表明,各处理的产量在田间条件下表现为N2、N3>CK、N1、N4、N5、N6>U,盆栽条件下略有不同,表现为N1、N3>N2>N4>N5>N6>CK>U。并且,N2、N3在田间条件下较CK增产9.92%~10.13%,盆栽条件增产47.65%~51.84%,增产主要得益于每穗粒数和群体颖花量的显著提升。相较于CK,N2、N3处理在水稻生育中后期的干物质和氮素积累量分别增加了6.40%~19.91%和29.20%~51.19%,结合其在水稻前期的供氮特征,表明这两个释放周期的控释尿素氮素释放特征与直播稻生长需求更为契合。此外,大田条件下,与CK相比,单施控释尿素处理的氮肥表观利用率显著提高了11.39~14.96个百分点,同时土壤氮盈余显著减少23.49%~30.83%,但稻米食味品质略有下降;盆栽条件下各指标趋势与田间大致相同。组合施用处理的氮肥利用率、土壤氮盈余等多指标与CK无显著差异,但稻米食用品质有所提升。综上所述,单施释放周期为90 d或120 d的控释尿素与苏北黄河故道直播粳稻的养分吸收需求最为匹配,促进了高产群体的形成。本研究为苏北黄河故道地区肥料的一次性施用提供了理论依据和技术支撑。

  • 胡亚朋, 高玉红, 王瑞珺, 刘杰, 张婷, 郭之瑶, 杨正东, 张素梅
    核农学报. 2026, 40(4): 794-802. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2026.04.0794
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    为明确增密扩幅对胡麻植株非结构碳水化合物(NSC)积累及籽粒产量的影响,以定亚26为材料,研究2个播种幅度(R1,常规条播,播幅5 cm;R2,宽幅匀播,播幅10 cm)和3个种植密度(D750,750×104粒·hm-2;D850,850×104粒·hm-2;D950,950×104粒·hm-2)条件下胡麻不同生育时期各器官非结构碳水化合物积累和转运与籽粒产量的关系。结果表明,同一播种幅度下,随密度的增加,胡麻茎秆、叶片和花中的NSC含量和积累量降低,花后NSC表观转运量(ATMNSC)、NSC表观转运率(ARNSC)和表观贡献率(ACNSC)逐渐减小。同一密度下,随播幅扩大,花期茎秆NSC积累量、叶片NSC含量和积累量增加,R2处理花和籽粒中的NSC积累量分别较R1提高72.85%~101.93%和1.02%~25.52%,ATMNSC、ARNSC和ACNSC分别提高9.48%~49.93%、0.15~1.13和0.55~1.14个百分点。与常规条播相比,扩大播幅处理胡麻产量显著提高4.74%~30.46%。相关性分析表明,叶片和花中的NSC含量、茎秆的NSC积累量与产量呈正相关,叶片和花的NSC积累量与产量呈显著正相关。综合分析表明,与常规条播相比,扩大播幅能显著提高胡麻密植潜力,播幅10 cm搭配种植密度950×104粒·hm-2可提高胡麻籽粒NSC积累量,并获得最高产量。本研究为旱作农业区胡麻高产高效种植提供了理论依据。

  • 张博涵, 韩桐鹤, 费帅鹏, 李雷, 贾艺丹, 肖永贵, 郭林, 孟亚雄
    核农学报. 2026, 40(4): 803-812. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2026.04.0803
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    为解决目前倒伏定量化研究中存在的生育期动态特征解析不足、传统单模态算法泛化性受限、多源数据协同机制解析缺失等问题,本研究利用深度实验室3+(DeepLabV3+)、金字塔场景解析网络(PSP-Net)、U型网络(U-Net)及高分辨率网络(HR-Net)四种深度学习模型,针对3 783份小麦自然群体的RGB图像进行倒伏区域提取,并结合多光谱数据计算植被指数,融合支持向量机(SVM)、极端梯度提升(GBR)、多元线性回归(MLP)和随机森林(RF)四种机器学习算法构建产量估算模型。通过预测正常生长产量与倒伏后实收产量评估产量损失。结果表明,在倒伏区域提取任务中,U-Net相较于DeepLabV3+、PSP-Net和HR-Net的召回率和平均精度最优,均达到了90.63%,但精确率略低于其他模型。不同生育条件下,提取小麦倒伏区域精度差异较大:抽穗期R2仅为0.19~0.32,灌浆初期R2提升至0.84~0.88,而灌浆中期R2降至0.71~0.77,灌浆后期R2则维持在0.65~0.74,可知灌浆初期为提取倒伏区域效果最佳时期。在小麦抽穗期与灌浆期,将U-Net算法提取的倒伏特征引入产量估算模型中,R2提高0~0.26,其中以MLP算法构建的模型在灌浆初期精度最高(R2=0.68)。在产量损失预测中,采用“直立-倒伏双轨建模”策略:先以SVM、GBR、MLP、RF四种算法分别构建未引入倒伏面积特征的直立小麦产量模型,估算潜在产量,再建立倒伏小麦产量模型,两次预测值之差即为倒伏造成的实际产量损失。其中MLP-MLP模型预测产量损失的精度最高(R2=0.89),且误差最小(RMSE=419.47 kg·hm-2)。综上,多种智能算法结合使用可提高小麦倒伏区域提取与产量损失估算的精度。本研究为估算倒伏对小麦产量损失的影响提供了理论依据与技术支撑。

  • 齐跃, 张赫楠, 徐浩策, 袁进成, 瓮巧云, 郭江, 赵治海, 刘颖慧
    核农学报. 2026, 40(4): 813-822. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2026.04.0813
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    土壤盐碱化严重制约了耕地资源的可持续利用和农业高质量发展。为推动盐碱地综合利用,本研究以具有代表性的111份谷子种质资源为材料,在70 mmol·L-1混合盐碱(Na2SO4∶NaCl∶NaHCO3∶Na2CO3=4∶1∶4∶1)胁迫下研究不同谷子品种萌发期的耐受性。结果表明,混合盐碱胁迫对谷子萌发期发芽势、发芽率、芽长等10项指标均表现出抑制作用,其中对根长的影响极显著。通过主成分分析将10个单项指标转化为4个代表性主成分,累计贡献率达到82.89%。根据隶属函数法计算谷子的萌发期综合耐盐碱评价值并进行聚类分析,筛选出高耐盐碱品种3份、耐盐碱品种28份、敏感品种71份、高敏感品种9份。同时利用线性步进回归分析建立回归方程D=1.018-0.018X2+0.110X5+0.405X8+0.012X9(方程中D代表耐盐碱值,X2X5X8X9分别代表发芽率盐害率、相对芽长、相对芽干重、相对根鲜重,方程决定系数R2=0.977 5),确定了发芽率盐害率、相对芽长、相对芽干重和相对根鲜重可以作为谷子耐盐碱性的评价指标。盐碱胁迫后高耐盐碱品种母鸡够、白毛谷及高敏感品种豫谷23、A29叶片抗氧化酶活性测定结果表明,高耐盐碱品种能够在早期激发超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性表达,清除细胞内过量的活性氧,增强谷子对盐碱胁迫的耐受能力。本研究结果为培育耐盐碱谷子品种、解析谷子耐盐碱生理机制提供了理论依据。

  • 刘芬, 屈成, 王悦, 莫旭, 肖建平, 吴建军, 陈浩
    核农学报. 2026, 40(4): 823-831. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2026.04.0823
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    为探究人工老化和干旱胁迫对水稻种子萌发的影响,以杂交稻H优518和常规稻中嘉早17为供试材料,对种子进行标准发芽(对照)、人工老化、干旱胁迫处理,测定水稻种子的萌发特性和抗氧化酶活性,以及萌发过程中种子内主要物质含量的变化。结果表明,人工老化和干旱胁迫对种子活力均存在一定的影响,同等条件下,H优518的种子活力高于中嘉早17。人工老化和干旱胁迫处理水稻种子过氧化物酶、过氧化氢酶活性、丙二醛含量分别较对照提高19.9%和36.0%、10.9%和83.2%、15.6%和16.4%,且H优518的过氧化物酶和过氧化氢酶活性均高于中嘉早17,丙二醛含量低于中嘉早17。萌发过程中,可溶性总糖含量呈先升高后降低再升高的趋势;可溶性蛋白含量呈递增趋势;内肽酶活性基本呈先降低后升高的趋势,但人工老化和干旱胁迫与对照相比差异不明显。综上,杂交稻H优518的抗逆性强于常规稻中嘉早17,其更适应于逆境高产栽培。本研究结果为后续抗逆品种选育及种子贮藏技术的优化提供了理论依据。

  • 詹庆玲, 李博文, 王倩倩, 刘晔, 蒋甲福, 陈发棣, 房伟民, 管志勇
    核农学报. 2026, 40(4): 832-841. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2026.04.0832
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    为建立一套稳定可靠的菊花黑斑病多维抗病性鉴定体系,本试验选取22份菊花种质,在滁州、白马两地开展田间自然发病调查,同时采用三种人工接种方法(活体孢子接种、活体菌丝接种、离体叶片接种)进行室内抗性鉴定。本研究提出基于层次分析法(AHP)与K-means聚类的综合评价策略:AHP用于整合田间与人工接种数据的权重分配,K-means则基于多维数据客观划分抗性等级,确保评价结果的科学性与稳定性。结果表明,不同鉴定方法对高抗和感病材料的评价一致性较高,但对中抗和中感材料的分类存异。环境条件显著影响菊花抗性表达,滁州基地因避开了梅雨高湿期,整体病情指数较白马基地降低21.7%;人工接种方法的适用性各异,活体接种结果相对稳定,而离体接种的抗性评分普遍偏低,部分品种抗性等级下降;基于AHP-K-means的综合评价模型将22份种质划分为4个抗性等级,筛选出钟山无忌、金丝黄菊、苏菊6号共3份高抗且稳定的核心种质。本研究建立的菊花黑斑病抗性综合评价体系提高了抗性鉴定的可靠性。筛选出的高抗种质可直接用于抗病育种,而提出的多维评价策略可为其他作物抗病性鉴定提供参考。

  • 何振富, 王斐, 陈平, 谢建鹏, 马学军
    核农学报. 2026, 40(4): 842-850. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2026.04.0842
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    为探究青贮调制对全株甜高粱和全株玉米发酵品质及营养价值的影响,本研究采用双因素(饲草种类×青贮剂)试验设计,设置无青贮剂组(CK)、复合菌制剂1、复合菌制剂2和酶菌复合制剂4个处理。采用聚乙烯袋青贮90 d后,评估各处理组的营养和发酵品质,并用V-Score评分和隶属函数法进行综合评价。结果表明,营养价值方面,饲草种类对干物质、粗蛋白、酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维、粗脂肪和总可消化养分含量均影响极显著(P<0.01),对干物质回收率影响显著(P<0.05);青贮剂和饲草种类×青贮剂交互作用对干物质含量及其回收率影响极显著(P<0.01),饲草种类×青贮剂交互作用对可溶性糖含量影响极显著(P<0.01)。发酵品质方面,饲草种类对pH值、氨态氮/总氮、乙酸和丁酸含量影响极显著(P<0.01);青贮剂对氨态氮/总氮、乙酸和丁酸含量影响极显著(P<0.01),对乳酸含量影响显著(P<0.05);饲草种类×青贮剂交互作用对乳酸、乙酸和丁酸含量影响极显著(P<0.01),对氨态氮/总氮有显著影响(P<0.05)。各处理组V-Score评分均达到良好等级(>80分),全株甜高粱的平均隶属函数值高于全株玉米。综上所述,全株甜高粱青贮品质优于全株玉米青贮,复合菌制剂和酶菌复合制剂在提升全株甜高粱及全株玉米青贮发酵品质方面效果明显。本研究结果为甜高粱在畜牧养殖生产中的实际应用提供了理论基础与技术支撑。

  • 赵彩凤, 刘璐, 刘超, 谢洪科, 张乐平, 王得正, 金龙新, 邵赛
    核农学报. 2026, 40(4): 851-863. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2026.04.0851
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    为提高农药的利用率,并最大限度减少农药对生态系统和非靶标生物的不良影响,采用60Co γ射线辐射制备了淀粉基水溶性高分子预聚物,进一步在室温下与己二酸二酰肼交联反应,包覆丙草胺、解草啶形成缓控释剂。采用傅里叶变换红外、扫描电镜-能谱、凝胶渗透色谱、低场核磁共振、热重分析仪、差示扫描量热仪等手段对缓控释剂的结构、微观形貌和热稳定性进行表征,并探究了不同微环境条件下(pH值、温度)丙草胺的缓控释性能及除草活性。结果表明,辐射制备的淀粉基预聚物分子量高且分布宽,重均分子量(Mw)和多分散指数(PD)分别为4.2×105 g·mol-1和46.85。缓控释剂(CL-1)交联密度为2.333×10-4 mol·mL-1,低于未添加农药的交联共聚物(CL-0)。农药与淀粉基载体结合方式主要以悬尾链为主,这有利于除草剂的释放而不失活。淀粉基缓控释剂具有pH和温度缓控释性能,不同pH值下的释放速率表现为pH 4>pH 9>pH 7,不同温度下的释放速率表现为30 ℃>50 ℃>16 ℃,释放动力学符合Korsmeyer-Peppas模型,释放机理为Fickian扩散。28 d室内盆栽试验表明,市售的乳油制剂与自制的淀粉基缓控释剂除草率分别为73.33%、100%,存在极显著差异。室温下,采用辐射-后交联协同制备淀粉基农药缓控释剂,农药被包覆在高分子立体交联网络中,可避免农药失活,同时农药负载率高,药效持效期长。本研究为淀粉基缓控释制剂的工业化制备提供了理论支撑和技术指导。