全球草地生态系统正面临严峻考验，约49%的草地呈现不同程度的退化。解决可利用牧草与牲畜需求之间的不平衡是草地生态系统面临的一个重大问题。将处于生态崩溃边缘且修复成本极高的天然草地转变为刈割草地，既能解决牧草短缺问题，又能降低长距离运输成本。探索青藏高原东南缘多次刈割草地的饲草产量和品质，对于确定其建设规模至关重要。为此，本研究在青藏高原东南缘开展了多品种牧草种植与多次刈割试验。结果表明，相较于生长季末一次性收获，多次刈割策略能显著提升牧草的产量与营养品质，并且随着刈割过程的推进，牧草生长策略逐渐由产量优先向品质权衡。基于此，我们以当前牲畜越冬损失率为基准，从能量供需平衡角度构建了不同补饲情景模型。测算显示，在自由采食模式下，实现草畜能量平衡需将人工草地面积扩大至当前的2.22-9.38倍；而在限制饲喂模式下，则需扩大1.55-9.38倍，并相应减少3.96%-16.75% 或2.77%-16.75% 的天然草地面积以满足能量需求与供给。本研究结果为青藏高原的草地管理规划提供了数据支持，并为改善青藏高原的草畜动态提供了可行性参考。

全基因组互作效应对揭示复杂性状的遗传基础至关重要，然而，在当前用于解析和预测复杂性状、疾病的基因组统计模型中，丰富的基因互作信息常被忽略。为弥补这一不足，本研究提出了一种名为biBLUP（基于生物学互作效应的最佳线性无偏预测）的新型上位效应模型。该模型通过重点关注KEGG通路内的基因间互作，从而整合了先验的生物学知识。模拟实验证明，在多种遗传结构下，biBLUP模型能有效捕获互作效应，与忽略生物学互作信息的传统模型相比，其预测准确性最高可提升62%。本研究利用跨物种的真实数据进一步验证了biBLUP模型的性能。例如，在对6,642个酵母株系数据的分析中，biBLUP模型通过模拟与尿囊素利用相关的KEGG通路内的遗传互作效应，使生长速率的预测准确性提高了40.36%。此外，在水稻开花期的研究中，将KEGG信息整合到biBLUP模型中，不仅成功捕获了已验证的上位效应，还使开花期的预测准确性提升了16.29%。本研究结果表明，将KEGG通路信息整合到基因组预测模型中，能够有效捕获具有生物学意义的互作效应，从而提高模型的预测能力，并加深对复杂性状遗传基础的理解。本研究的核心创新在于提出了biBLUP新模型，将KEGG通路这一生物学先验知识整合进基因组预测模型中，专门用于模拟基因间的互作效应。与传统模型不同，biBLUP模型通过聚焦特定生物通路内的互作，精准捕获了具有生物学意义的遗传互作效应。经模拟和跨物种真实数据验证，该方法不仅显著提升了复杂性状的预测准确性，还成功解析了已知的上位性机制，为深入理解复杂性状的遗传基础提供了有力的新思路。

背景：紫花苜蓿（Medicago sativa L.）作为光周期敏感型长日照开花豆科饲草作物资源，因高产、优良的饲用特性及显著经济效益而被广泛栽培。然而，过早开花显著制约其生物量积累与饲用品质。循环DOF因子（Cycling DOF Factors, CDFs）作为调控高等植物光周期开花等核心生理过程的关键转录因子，但在调控紫花苜蓿开花的功能仍不明确，需要进一步研究。

方法和结果：本研究通过全基因组分析，在紫花苜蓿基因组中系统鉴定了15个MsCDF基因，其数量约为已报道高等植物CDF基因家族成员的三倍，基因复制事件被证实为MsCDF家族扩张的主要驱动力。进化分析揭示，C亚家族MsCDFs为豆科植物所特有，暗示其在豆科植物中可能具有独特的功能分化。表达模式分析表明，MsCDFc1基因表达呈现显著昼夜节律性，且在长日照条件下特定时段的转录水平显著高于短日照条件。通过异源过表达及同源转化体系验证，MsCDFc1的过表达可显著延迟模式植物拟南芥及紫花苜蓿的开花时间，显著降低了紫花苜蓿中性洗涤纤维（NDF）和酸性洗涤纤维（ADF）含量，改善饲草消化率，提升了牧草粗蛋白含量与相对饲用价值（RFV）。遗传机制解析发现，MsCDFc1通过降低豆科植物特异性转录因子MsE1和成花素基因MsFTa1表达，而不是CO-Like基因，延迟紫花苜蓿开花。MsCDFc1的不与MsFTa1和MsFTb1启动子结合。酵母双杂交表明，其C端推测的FKF1结合结构域的N⁴¹⁷发生突变，导致不与MsFKF1相互作用。研究结果表明，MsCDFc1作为豆科植物特有的关键调控因子，在整合紫花苜蓿光周期信号、延迟开花、提升饲用品质方面具有重要生物学功能。本研究首次系统地对紫花苜蓿CDF 基因家族成员进行鉴定和分析，并利用遗传学方法阐明了MsCDFc1基因在长日照下通过调控MsFTa1和MsE1基因，而非MsCO–Like基因，延迟紫花苜蓿开花时间、改善牧草品质，揭示了豆科植物中CDF 介导的开花调控新机制。

猪缺乏典型的棕色脂肪组织，但有研究表明猪脂肪细胞具有不依赖UCP1产热的能力，然而目前对这些产热脂肪细胞的发育过程和调控机制仍然缺乏了解。本研究探究了二花脸仔猪背部皮下脂肪组织在冷刺激下的适应性反应机制，重点关注纤维/脂肪生成祖细胞（FAPs）的分化命运转变及其调控分子微纤维相关蛋白5（MFAP5）的作用，揭示了冷刺激条件下脂肪组织纤维化与产热功能的关联。本文以4对体重相近的6-8周龄雄性全同胞二花脸仔猪为试验材料，将全同胞二花脸仔猪随机分为室温组（28±0.5℃）和冷刺激组（11±0.5℃）进行30天试验。采集10个部位脂肪组织进行分析，发现背部皮下脂肪组织在冷刺激下表现出显著的产热潜力，同时观察到背部皮下脂肪组织发生组织结构重塑。综合分析背部皮下脂肪组织转录组测序和单细胞测序数据，发现冷刺激促进FAPs向非脂肪成纤维细胞分化，且MFAP5是冷刺激背部皮下脂肪组织可塑性的潜在调节因子。体外细胞试验证实，过表达MFAP5或添加MFAP5条件培养基抑制了前脂肪细胞分化为成熟脂肪细胞，促进其向非脂肪成纤维细胞分化，并显著增强非脂肪成纤维化细胞的线粒体生物合成。进一步研究表明，MFAP5主要通过Hippo-YAP1信号通路发挥作用。综上所述，本研究发现冷刺激通过上调二花脸仔猪背部皮下脂肪组织中MFAP5表达，激活Hippo-YAP1信号通路，促使FAPs分化为非脂肪成纤维细胞，进而抑制脂肪生成并促进脂肪组织纤维化和产热适应。这一发现揭示了MFAP5作为冷适应调控因子的新功能，为理解哺乳动物脂肪组织可塑性提供了新视角。

小菜蛾（Plutella xylostella）是一种危害全球十字花科作物的毁灭性害虫。对化学合成杀虫剂的过度依赖导致了生态污染和抗药性的产生，这促使研究者探索环境友好型生物农药。丝氨酸蛋白酶抑制剂（serpins）在先天免疫中的黑化作用、繁殖以及变态发育中发挥着关键作用。基于我们实验室对小菜蛾不同发育阶段进行的蛋白质组学分析，serpin15被确定为典型抑制性serpin家族的关键成员，但其在小菜蛾中的具体功能仍不明确。在本研究中，通过对不同组织和发育阶段的基因表达模式进行RT-qPCR分析发现，serpin15在雄性成虫的性腺中高表达，且在血淋巴中的丰度最高。值得注意的是，在被粘质沙雷氏菌（PS-1）感染后，中肠内serpin15的mRNA水平呈现动态变化，先下降后上调。利用CRISPR/Cas9技术在纯合品系中敲除serpin15后，产卵率和后代的胚胎孵化率均有所降低。功能实验证实，serpin15能抑制酚氧化酶（PO）的活性，外源性补充重组serpin15蛋白可有效抑制血淋巴的黑化，从而确立了其通过免疫黑化作用对抗PS-1的调控功能。综上所述，这些研究结果强调了serpin15在小菜蛾中具有调节繁殖力和对抗PS-1免疫力的双重功能。这一发现为开发针对昆虫免疫和发育系统的生物防治策略提供了理论基础。

蔬菜作物的主场植物-土壤反馈（home-PSFs）通常表现为负反馈，严重抑制蔬菜生长。磷作为植物必需的重要营养元素，其土壤有效磷水平可显著影响蔬菜的生长模式。然而，土壤有效磷如何调节蔬菜作物的home-PSFs尚不明确。本研究通过构建12种不同蔬菜组成的home-PSF系统，比较了两种磷水平（低磷：40 mg P kg⁻⊃1;；高磷：200 mg P kg⁻⊃1;）对蔬菜生长的影响。结果显示，低磷处理导致所有供试蔬菜生物量显著降低，且大部分蔬菜将更多生物量分配至根部。此外，低磷条件下丛枝菌根定殖率与根际酸性磷酸酶活性上升，而根长显著减小。在不同磷水平下，蔬菜home-PSFs总体上呈负效应，仅葱属蔬菜与非菌根蔬菜在高磷条件下表现出正反馈；此外，野生番茄的反馈值变幅大于普通番茄。高磷条件下，丛枝菌根定殖率与生物量和磷吸收量反馈值呈正相关；低磷条件下，根径和丛枝菌根定殖率均与生物量和磷吸收量反馈值表现出不同的相关性。综上所述，提高磷水平可缓解蔬菜的负home-PSFs，促进生物量积累，且高磷水平在缓解野生番茄负反馈方面效果优于普通番茄。

堆肥是可持续废弃物管理的关键环节，能够显著实现资源回收并带来环境效益。然而，氮素损失始终是堆肥过程中的主要难题，亟需建立氮损失预测模型。本研究基于307组涵盖堆肥策略、理化性质及堆肥时间阶段的实验数据，采用五种机器学习算法对有机固废堆肥过程中的氮损失进行预测。结果表明，AdaBoost 算法在剔除冗余特征（规模和碳氮比）后表现最优，决定系数达到 0.847。进一步通过Shapley分析发现，堆肥时间阶段、膨松剂、原料类型及铵态氮含量是影响氮损失的关键因素。其中，堆肥初期是氮损失最敏感的时期；以锯末、稻壳和玉米秸秆为膨松剂可提升氮保留率；采用静态通风并辅以化学添加剂亦能有效降低氮损失。上述发现为优化堆肥条件、最大限度减少氮损失提供了科学依据，并为实际操作中的最佳实践给予了明确指导。

耕地撂荒对粮食安全和农业可持续发展具有重要影响，但目前对中国耕地撂荒的动态变化过程及其潜在粮食安全影响的深入研究仍显不足。本研究基于1992-2022年中国土地利用轨迹数据，分析了耕地撂荒的时空模式、劳动力迁移对其产生的影响，以及由此带来的粮食安全潜在影响。研究发现，中国耕地撂荒经历了缓慢增长、快速增加、高位波动和逐步下降四个阶段，并于2016年达到3.98%的峰值。本研究识别出了三种主要的撂荒模式，并揭示了其空间分布特征。其中，长期性撂荒（单次撂荒时长≥10年）主要集中在自然条件较差的西南山区；偶发性撂荒（单次撂荒时长在3-9年间）则主要出现在经济发达的东部沿海地区；而渐进退化模式则出现在平原和山地的过渡地带。劳动力迁移与耕地撂荒率之间具有非线性关系，短距离（县域内）迁移有助于减少撂荒率，而中距离（省域内）迁移则显著增加了弃耕率。在撂荒耕地的耕作适宜性及其对潜在粮食损失的影响方面，57.50%的撂荒发生在低耕作适宜性土地上，但仍有42.50%则发生在高耕作适宜性耕地上。2010年中国潜在粮食损失达到峰值，其中低耕作适宜性土地和高耕作适宜性土地的损失分别约为1500万吨和880万吨。本研究的发现为制定区域差异化管理策略提供了数据支撑，旨在通过统筹考量土地适宜性、劳动力迁移模式和地方社会经济状况，以确保农业的可持续发展。

基于机器视觉的智能虫情测报灯利用特定光谱吸引害虫，通过红外加热灭杀害虫，并借助人工智能模型进行害虫的识别与计数。为实现更优的害虫识别模型性能，构建高质量的昆虫标注数据集至关重要。然而，传统的人工标注方式依赖专家知识，耗时且在大规模多类昆虫标注任务中效率低下。本研究建立了一种高效的小样本学习方法，用于构建大规模灯诱昆虫数据集。该方法采用“检测-分类”的两阶段标注框架：首先设计了一种多尺度灯诱昆虫检测器（MLTIDD），解决不同大学昆虫尺度与感受野差异问题。该方法基于微调的Grounding DINO模型，整合了SAM和SAHI技术，实现了多尺度昆虫检测。然后，我们提出了一种基于iBOT的自监督学习方法InsectSSRL用于从MLTIDD检测到的大量未标记昆虫子图像中学习具有鲁棒性的昆虫特征表示。该方法通过结合三项代理任务，显著提升了昆虫子图像的特征提取能力。该特征提取器可以用于分类模型对昆虫子图像进行预分类。经专家校正后，昆虫标签信息回溯至原始图像，完成灯诱昆虫数据集的标注工作。

实验表明，在有限样本条件下，MLTIDD实现了79.6%的AP_50-95和90.8%的AR，比DINO模型分别提高7.0和4.7个百分点。InsectSSRL在k近邻评估中达到了85.87%的top-1准确率。在小样本分类任务中，使用InsectSSRL预训练并在5%的InsectID数据集上微调的Swin-T模型取得了80.35%的准确率，较iBOT提升了2.08个百分点，较基于COCO的迁移学习模型提升了11.3个百分点。相较于DINO和iBOT结合的模型，基于本文提出的灯诱昆虫标注数据集构建方法在测试集上mAP_50-95提升了10.91个百分点，AR提升了8.26个百分点，与专家人工标注相比，标注时间减少了约80%。

亚洲玉米螟是一种极具破坏性的鳞翅目害虫，可导致全球玉米减产 30%，其幼虫蛀食组织、传播病害，加剧粮食安全风险。目前防治以合成杀虫剂为主，但长期使用也导致了昆虫的抗药性。靶向几丁质代谢是绿色农药开发的重要方向，OfChi-h作为亚洲玉米螟蜕皮及生存所必需的关键几丁质酶，已成为潜在的防治靶点。本研究通过虚拟筛选策略，成功获得了一类新型OfChi-h抑制剂—N-苯基-异吲哚-1,3-二酮（PI）骨架化合物。其中，化合物PI-17对OfChi-h 表现出强效抑制活性，其抑制常数（K_i）为2.3 μM。同时PI-17对鳞翅目害虫亚洲玉米螟也展现出与对照药剂氟铃脲相当的杀虫活性。此外，本研究利用扫描电子显微镜（SEM）观察了经PI系列化合物处理后的亚洲玉米螟幼虫的表皮形态变化。通过静电势（ESP）及密度泛函理论（DFT）计算，从原子和电子层面探究了PI系列化合物生物活性的差异。同时，这些化合物也对天敌昆虫玉米螟赤眼蜂及非靶标生物具有很高的安全性。研究结果表明，N-苯基-异吲哚-1,3-二酮衍生物作为一类新型先导化合物，有望开发成为作用于几丁质酶的环境友好型昆虫生长调节剂。

（目的）H9N2亚型禽流感病毒（Avian influenza virus，AIV）因其血凝素（Hemagglutinin，HA）蛋白频繁发生抗原漂移，导致灭活疫苗的保护效果减弱，持续对全球家禽养殖业构成威胁。前期研究发现，H9N2 AIV HA蛋白中的12个抗原残基在其两个主要抗原群之间的抗原漂移中起关键作用。为进一步阐明这些抗原残基对病毒抗原性与交叉保护力的影响。（方法）本研究以H9N2 group 2（B4.7）毒株A/chicken/Jiangyin/JY120118/2018（R118）为母本，构建了替换group 1毒株（B4.4和B4.6）HA蛋白抗原区域（A、B1、B2和E）的单一表位或联合表位突变株，通过三维抗原制图及单抗排谱分析各突变对病毒抗原性的改变；随后，选择变突株制备免疫血清，进行交叉血凝抑制（Hemagglutinin inhibition，HI）与微量中和（Microneutralization，MN）试验；最终选择候选疫苗株免疫SPF鸡，采用不同H9N2毒株进行攻毒试验，评估其交叉保护效果。（结果）单抗排谱显示突变株R118-A、R118-AE、R118-B1和R118-AB1E能同时被group 1和group 2的单抗识别。在HI和MN试验中R118-A的免疫血清对group 1和group 2抗原均具有良好的覆盖能力，个体间免疫反应一致性较高。动物试验表明，R118-A对group 2 毒株W120118攻毒的保护效果与母本相当，而针对group 1毒株W100318和group 2异源毒株W05091攻毒时，R118-A显著减少了排毒量和排毒动物的个体数量。（结论）因此，基于抗原区域A（D145S、T149K和G153D）改造的疫苗候选株R118-A对不同分支的H9N2亚型AIV的感染具有良好的交叉保护作用，为广谱H9N2疫苗的设计与优化提供了理论支持和实践指导。

创新性：

1. 通过三维抗原制图与单克隆抗体排谱技术，系统评估了HA蛋白不同抗原区域突变对H9N2禽流感病毒抗原性的影响。

2. 通过上述技术筛选获得了疫苗候选株R118-A，其对不同抗原分支的H9N2禽流感病毒感染具有交叉保护能力。

磷有效性（P）通过影响植物生长和微生物活性，进而调控根际碳（C）循环酶活性的空间分布。玉米（Zea mays L.）和窄叶羽扇豆（Lupinus angustifolius L.）对磷缺乏的适应与获取策略存在显著差异。然而，磷有效性如何影响这两种植物根际碳、磷水解酶活性的空间格局仍不明确。本研究通过酶谱法分析了玉米和羽扇豆根际碳、磷水解酶活性的空间格局，并将其与根际细菌群落结构相关联。结果表明，低磷条件下，玉米生长受到显著抑制，但根系分泌物较高磷条件增加了 2.2-9.6倍。低磷条件下，玉米根系分泌物的增加促进了 r策略细菌（如纤维杆菌门、黄单胞菌目）的增殖，但降低了 K 策略细菌（放线菌门、绿弯菌纲、α-变形菌纲）的相对丰度。玉米根际的酶活性及热点区域面积随 K 策略细菌丰度增加而升高，随 r 策略细菌丰度增加而降低。高磷条件下，玉米生长的较好，具有发达的根系，加上根际微生物群落结构向具有更高酶合成速率的 K 策略细菌转变，因此其碳、磷循环相关酶活性及热点区域比低磷条件高 15%-550%。羽扇豆对磷缺乏表现出更强的适应性，其释放的溶解有机碳（DOC）和有机酸比玉米高 2-19倍，因此其酶活性、热点区域面积及细菌群落组成未随有效磷含量发生显著变化。综上所述，植物对低磷环境的不同方式塑造了根际碳循环酶活性的空间分布和细菌群落结构。

土壤盐渍化是土地退化的主要表现之一，严重威胁农业可持续发展。基于遥感的方法是目前盐渍化监测的首选。然而环境因素的空间异质性，严重限制了遥感建模过程对土壤盐分含量（SSC）-建模因子关系的准确捕捉，最终影响监测精度。本研究提出了一种基于盐渍化发生主导因素的分类建模思路，通过划分土壤质地和地表排水条件，分类构建了盐渍化遥感反演模型。结果表明：分类建模显著增强了建模过程对SSC-建模因子的关系的捕捉。相同的建模指标与建模方法在不同分类情景下的适宜性具有显著差异。三种建模方法中，随机森林算法（RF）整体结果更稳健。三种变量优选方法中，LightGBM 方法与三种机器学习方法耦合效果整体最好。分类建模策略显著提升了反演模型精度，与未分类建模（R²=0.62）相比，测试集（R²=0.77）R²最高提升24%；地表排水条件较差情景的独立建模效果最好，其最佳耦合模型训练集R²=0.82，测试集R²=0.77。这项研究能够为精准农业背景下的土壤盐渍化遥感监测提供有价值的参考。

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。

干旱胁迫是影响植物生长、发育和生产力的最重要非生物限制因素之一。秣食豆（Glycine max）是一种营养价值极高的饲料作物，在土壤水分亏缺条件下，其产量和质量都会大幅下降。独脚金内酯（Strigolactones）是一类新型的植物激素，在植物的多种发育过程中发挥着关键的调节作用。然而，独脚金内酯介导秣食豆缓解干旱胁迫的机制尚不清楚。本研究证明，外源独脚金内酯的应用不仅能提高光合参数和叶绿素含量，还能通过多种机制提高耐旱性：调节气孔关闭、积累渗透调节物质以及增强抗氧化能力。整合转录组分析及后续验证表明，独脚金内酯通过调节植物激素信号通路，特别是脱落酸（ABA）信号通路，增强饲料大豆的耐旱性。此外，通过加权基因共表达网络分析（WGCNA）确定了 GmPP2C56 为关键候选基因，其在耐旱性中的关键作用得到了功能验证。我们的研究结果表明，GmPP2C56 通过负向调节脱落酸信号传导显著增强了秣食豆的耐旱性。这项研究为通过外源激素应用提高植物耐旱性提供了理论基础，并为干旱条件下秣食豆的育种和栽培提出了创新策略。

脱水素（DHN）通过调节渗透调节物质的合成和清除活性氧，增强植物抗性。然而，PbDHN3在盐胁迫条件下的功能尚不清楚。本研究中，盐胁迫诱导了梨PbDHN3的高表达，而过表达（OE-PbDHN3）植株显著提高了梨在盐胁迫下的生长，与野生型相比表现出更高的叶绿素含量和根系生长能力。转录组分析表明，PbDHN3的表达与乙烯信号转导途径相关。OE-PbDHN3转基因植物显著影响乙烯含量及其相关基因的表达。然而，在外源乙烯利处理后，转基因株系显著抑制了乙烯合成和信号转导过程。经过外源乙烯和乙烯抑制剂1-MCP处理的OE-PbDHN3转基因株系显著抑制了乙烯合成和信号转导，同时，根系发育增强和叶绿素含量增多。在盐胁迫下，OE-PbDHN3在胁迫早期抑制了乙烯生物合成基因PbACO1-like和PbACO2以及乙烯信号转导基因PbEIN3-like的表达，这种早期调控效应减轻了盐胁迫对植物的损伤。综上所述，我们的结果表明，PbDHN3通过调节乙烯合成和信号转导，增强了植株的盐胁迫抗性。

玉米-大豆带状间作是增加蛋白饲草料的重要种植模式，而全株玉米-大豆高效加工与贮藏是实现畜牧业可持续发展的重要因素。本研究旨在探究玉米-大豆带状间作混合青贮发酵品质、有氧稳定性、微生物群落结构及其群体感应变化，并通过深入解析青贮过程中微生物群落演替、代谢与其群体感应关系，明晰丁香对玉米-大豆带状间作混合青贮品质调控作用。结果表明，全株玉米-大豆混合青贮在厌氧发酵60天时表现出良好的发酵品质；然而，有氧暴露3天后Nakascomycos和毕赤酵母属（Pichia）逐渐成为优势菌，导致pH和氨态氮含量升高，有氧稳定性低至34小时。丁香的应用显著降低了有氧暴露阶段全株玉米-大豆混合青贮pH值、氨态氮含量、干物质损失，提高了混合青贮有氧稳定性（ > 168 h），有效改善了玉米-大豆混合青贮品质和稳定性。宏基因组学发现有氧暴露期间丁香处理组微生物多样性和群落结构保持稳定，植物乳植杆菌（Lactiplantibacillus）为优势菌，且丁香有效抑制了Nakascomycos和毕赤酵母属菌生长；此外，丁香处理组微生物碳代谢相关酶（磷酸丙糖异构酶、L-乳酸脱氢酶及乙酸激酶等）和群体感应信号分子相关合成酶（LuxI和LuxS等）的富集程度更高。结构方程模型路径分析发现，丁香的应用对青贮微生物群体感应有直接作用（路径系数= 0.732，P < 0.001），进而影响微生物群落（路径系数= -0.854，P < 0.001）和有机酸代谢（路径系数= -0.488，P < 0.05）。综上，玉米-大豆带状间作混合青贮具有良好的厌氧发酵品质，但有氧稳定性较差，丁香的应用主要通过群体感应调节微生物群落和代谢改善青贮质量。本研究为带状间作下玉米-大豆青贮的高质量保存提供了方法，为基于群体感应的微生物群落管理和有效提高发酵品质提供新思路。

镉（Cd）作为Ⅰ类致癌物，大米是亚洲人群Cd摄入的主要途径，尤其在中国南方稻田Cd污染高风险区。本研究发现，水稻钙/氢离子交换蛋白基因OsCAX2在根中的表达受Cd胁迫诱导上调。亚细胞定位证实OsCAX2蛋白定位于液泡膜。水培实验表明，OsCAX2过表达株系根系Cd积累显著增加，而地上部Cd积累显著减少，根向地上部的Cd转运率降低43.7%，且植株生长未受影响；在Cd污染土壤（1 mg kg⁻⊃1; Cd）下种植发现，过表达株系糙米和剑叶中Cd含量分别较野生型显著降低49.1%和39.7%，且关键农艺性状及产量无显著变化。这些结果表明，过表达OsCAX2可能通过增强根细胞液泡对Cd的区隔化存储，有效阻遏Cd向地上部及籽粒转运，为培育适用于中国南方Cd污染区的低Cd积累高产籼稻品种提供了重要的理论基础和基因资源。

十字花科炭疽病菌（Colletotrichum higginsianum）是严重危害蔬菜作物的重要病原真菌，其遗传学研究长期受限于选择标记匮乏、外源基因干扰以及标记回收效率低等问题。针对该病原菌遗传操作工具缺乏的瓶颈，本研究利用AlphaFold3蛋白结构预测技术，解析了乙酰乳酸合成酶（ChALS）与除草剂氯嘧磺隆（CE）的结合机制。分子对接结果显示，ChALS的V191、A200和F201残基形成疏水性结合口袋，其中A200位于CE芳香环的关键作用位点。基于此，设计了A200D单点突变，并通过同源重组获得突变菌株。结果表明，突变体ChALS^A200D在含CE培养基（100 ng/mL）中的生长速率与野生型无显著差异，且抗性强于对照突变体ChALS^A195D。分子对接模拟分析显示，天冬氨酸侧链通过空间位阻破坏CE的结合，但酶整体结构保持稳定。表型分析证实，突变体的产孢量、附着胞形成及对寄主植物菜心（Brassica parachinensis）的致病力均未受影响。

基于ChALS^A200D突变，创新性开发了以其为内源选择标记的模块化整合系统（pSFZY022系列载体），实现了细胞质（GFP）、细胞核（H1-GFP）、线粒体（Ech1-GFP）及过氧化物酶体（SKL-GFP）的精准定位。活体成像成功追踪到初级侵染阶段（40 hpi）病原菌在寄主表皮细胞内的营养生长动态，证明该遗传操作不会影响侵染生物学过程。

本研究首次将AlphaFold3结构预测与真菌遗传编辑结合，创建了基于内源ALS基因的双功能选择标记系统，克服了传统外源标记的局限性。研究揭示A200D突变通过疏水作用破坏而非抑制催化活性来实现CE抗性，为希金斯炭疽菌抗除草剂机制提供了新见解。该双功能选择标记系统支持多细胞器精准标记，且不影响病原菌致病性，为十字花科作物-希金斯炭疽菌互作研究提供了通用平台。此外，单一氨基酸替换（A200D）即可赋予强抗性，提示单一靶点抑制剂在病害防控中存在进化风险。

早酥梨为呼吸跃变型果实，在跃变期易发生快速软化，从而导致品质下降及商品性降低等问题。月桂酰精氨酸乙酯盐酸盐（LAE）是一种阳离子表面活性剂，具有高安全性和广谱抗菌特性。本研究旨在探究LAE浸泡处理对早酥梨果实衰老及贮藏品质的影响，并分析其对细胞壁、碳水化合物和磷脂代谢的影响。结果表明，LAE处理可延缓果皮表面黄化和失重率上升，同时维持较高的可溶性固形物、抗坏血酸、总酚和类黄酮含量；LAE处理抑制了果实呼吸速率和乙烯生成量，并下调ACC合成酶和ACC氧化酶的基因表达；并通过调控碳水化合物代谢相关基因表达及酶活性，促进可溶性糖含量积累。此外，LAE处理通过下调细胞壁和磷脂降解相关基因表达及酶活性，减少细胞壁多糖和磷脂的降解。这些研究表明，LAE处理通过调控乙烯合成、抑制细胞壁降解、调节碳水化合物和磷脂代谢，有效维持了早酥梨的采后贮藏品质并延缓其衰老。

种子萌发是植物生命周期的起点，对盐胁迫表现出高度敏感性。盐胁迫是限制水稻生产的重要环境因子。油菜素甾醇（Brassinosteroid, BR）作为一种生长促进类植物激素，能够缓解水稻因遭遇盐、干旱、极端温度等逆境胁迫而产生的伤害。然而，BR在种子萌发过程中缓解盐胁迫的机制仍不明确。本研究证实，在种子中特异性过表达BR生物合成途径中的限速基因OsDWF4，可显著提升水稻萌发率。过表达OsDWF4可提高种子中内源BR含量，进而在盐胁迫下促进萌发。该结果与外源施加BR所得结果一致。抗氧化酶实验证实，BR可增强萌发种子中超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）的活性。代谢组学分析揭示，BR主要通过加强苯丙烷类及次生代谢产物的生物合成来缓解盐胁迫。转录组分析表明，增加内源和外源BR具有五个相同的靶基因，并通过一条共同的通路来合成芪类化合物、二芳基庚烷类化合物和姜酚。综上所述，这些发现不仅证实了BR在盐胁迫下具有增强种子萌发的能力，还为培育适应直播的耐盐水稻新品种提供了多个BR介导的靶点。

免耕和秸秆留茬已被证实是恢复退化土地和提升生态系统生产力的有效措施，但推动生产力提升的内在机制尚不明确。本研究聚焦生态脆弱的黄土高原两年三熟的粮草轮作系统，旨在解析实施长期保护性耕作对籽粒和饲草生产的关键驱动路径，以弥补该领域研究的不足。基于在黄土高原典型雨养农业区22年长期定位试验，设置了传统耕作（T）、传统耕作结合秸秆还田（TS）、免耕（NT）和免耕结合秸秆还田（NTS）四种处理，研究不同处理下土壤养分库、作物和牧草生产力的变化及其驱动因素。结果显示，与T处理相比，TS和NTS处理分别使系统生产力显著提高了19%和32%；NTS处理使玉米产量、小麦产量和大豆生物量分别提高了19%、14%和52%。此外，NTS处理下土壤碳氮积累、酶活性提升也最明显，并有效改善了土壤水分储存和温度条件。在0-10 cm土层中，与T处理相比，NTS处理的土壤碳储量和氮储量分别增加了41%和53%；βG（β-葡萄糖苷酶）、CBH（纤维二糖水解酶）、βX（β-木糖苷酶）、LAP（亮氨酸氨肽酶）、NAG（β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶）的活性分别提高了45%、98%、39%、50%和53%。总体而言，长达22年尺度的免耕和秸秆还田通过改善土壤碳氮组分、酶活性、水分和温度，提高了作物生产力。土壤水分和有机碳输入分别是影响饲草生物量和籽粒产量的关键驱动因素。精准识别并调控这些驱动因子，为退化农田可持续管理提供前瞻性理论支撑，对黄土高原雨养区种植-畜牧协同发展具有核心实践价值。综上所述，免耕结合秸秆还田（NTS）是黄土高原优化农业产量的最适宜土地管理措施，同时促进绿色和可持续农业发展。

目的：甲型流感病毒（IAV）可感染多种动物，包括犬类。犬流感病毒（CIV）主要有H3N8和H3N2亚型，其中H3N2在中国犬群中流行率较高（5.63%）。犬与人类接触密切，可能导致人流感病毒与犬流感病毒交叉感染及基因重组，从而引发公共卫生风险。辽宁省作为中国重要的宠物犬交易集散地，需加强犬类病原体流行情况的监测与防控。本研究对辽宁省某动物收容所CIV与犬瘟热病毒（CDV）的共感染情况展开调查，分析其流行病学特征，并探讨共感染对CIV传播风险的影响。

方法：2018—2024年期间，本研究对辽宁省某动物收容所开展系统性监测，采用RT-PCR方法检测CIV、CDV及犬副流感病毒（CPIV）等常见犬呼吸道病原体。对PCR阳性样本进一步进行病毒分离培养及全基因组测序，并通过系统发育分析与中国其他地区流行毒株进行遗传进化比对。基于监测数据，采用多元线性回归模型分析CIV流行率与CDV、CPIV共感染之间的流行病学关联。

结果：

1. 监测数据显示，2018-2022年间CIV总体阳性率为6.18%，主要检出H3N2、H3N6和H9N2三种亚型。值得注意的是，2023年4-10月期间出现显著流行高峰，CIV感染率急剧上升至26.67%-70.83%。同期CDV暴发流行，阳性率达16.67%-79.17%，两种病毒的共感染率最高达到66.67%，呈现明显的协同流行趋势。

2. 遗传进化分析：从共感染样品中分离的16株CIV毒株HA基因与辽宁地区其他分离株的核苷酸同源性为97.8%~100%。全基因组分析表明，其代表毒株未携带PB2-E627K、HA-Q226L等已知传播力增强相关突变位点。此外，分离的CDV毒株H基因与当地流行株同源性达98.0%~100%，均属于Asia-1基因型。

3. 共感染相关性：CIV与CDV的感染显著正相关（p<0.001），提示两种病毒可能存在协同传播机制；而CIV与CPIV的感染未发现统计学关联（p=0.628）。

结论：本研究首次证实CIV与CDV存在协同流行现象，揭示CDV暴发可显著提升CIV传播风险，其机制可能与CDV引起的免疫抑制效应相关。值得注意的是，尽管共感染未导致病毒关键遗传特征改变，但显著提高了CIV的流行强度。建议加强犬类疫苗接种和共感染监测，以降低公共卫生威胁。

创新性：

1. 首次揭示CIV与CDV之间存在流行病学关联；

2. 提出CDV通过免疫抑制机制促进CIV传播的假说。

（目的）为减少畜牧业生产中青贮饲料的有氧变质以及瘤胃温室气体排放。（方法）本研究探讨了单独使用蒲公英以及蒲公英与植物乳杆菌和布氏乳杆菌（LAB）联合使用对全株玉米进行180天厌氧发酵和4天有氧发酵后的发酵品质、细菌群落和真菌群落的影响，评估了厌氧发酵后全株玉米的体外干物质消化率（IVDMD）和产气量。（结果）结果表明，蒲公英单独使用或与LAB 联合使用均能有效改善发酵品质，厌氧发酵后降低了氨态氮浓度（22.72% - 25.99%），抑制酵母和霉菌的繁殖，从而提高有氧稳定性。值得注意的是，有氧暴露后细菌群落的变化比真菌群落的变化更为显著。相关性分析结果发现，添加蒲公英或其与LAB联合使用均降低了醋菌属的一种腐败微生物——可可豆醋杆菌的丰度，并且促进了微生物群落的竞争关系，从而有助于提高有氧稳定性。此外，蒲公英添加分别使甲烷和二氧化碳的排放量减少了14.88%和13.73%，使IVDMD提高了4.46%。（结论）总的来说，单独使用蒲公英或与LAB结合使用，均可提高全株玉米厌氧发酵后有氧稳定性，这一过程与细菌群落和真菌群落之间的相互作用有关，并有助于通过减少瘤胃甲烷和二氧化碳排放来实现清洁生产。（创新性）本研究首次将蒲公英与特定乳酸菌复配作为青贮添加剂，通过调控微生物群落同步提升全株玉米发酵品质与有氧稳定性，并显著降低体外瘤胃温室气体排放，为开发兼具抑制好氧变质和减少温室气体的环保型青贮技术提供了新策略。

【目的】随着消费者对健康食品和可持续农业的关注日益增加，有机管理方式和自然发酵已成为葡萄酒研究的重点。研究贺兰山东麓产区两种不同管理模式下葡萄自然发酵酒的微生物多样性及产香特征，为自然发酵葡萄酒在葡萄园管理策略上的选择提供了发酵数据支撑和重要的参考依据。【方法】本研究以宁夏贺兰山东麓产区内有机管理葡萄园（organic management vineyard, OMV）赤霞珠葡萄为试材，设常规管理葡萄园（conventional management vineyard, CMV）的原料为对照，进行自然发酵，利用高通量测序法分析了发酵过程中微生物多样性及群落组成，高效液相色谱法分析了酿酒学特性，气相色谱-质谱联用法分析了挥发性化合物，感官品评法分析了香气特征，并通过网络分析建立微生物与挥发性化合物及香气特征的关联。【结果】OMV和CMV中葡萄醪的微生物种类和α多样性不同。OMV的特有真菌种类比CMV多23%，特有细菌种类比CMV多341%。OMV的ACE指数（表征丰富度）均高于CMV，但Shannon指数（表征均匀度）低于CMV，并且OMV的α多样性指数在发酵结束时均高于CMV。微生物群落演替在OMV和CMV中具有差异，对于真菌而言，OMV中Saccharomyces的相对丰度（37.97%）在发酵结束时低于CMV（82.70%），从而提高了其他酵母菌种在发酵过程中的占比。对于细菌而言，OMV发酵过程中群落演替保持稳定，Pantoea始终占据主导地位（94.3%）。OMV酒样的甘油含量显著高于CMV，总酸、酒石酸和柠檬酸含量显著低于CMV，其余无显著差异。OMV酒样的发酵香气总量（+16%）和品种香气总量（+72%）均显著高于CMV，包括乙酸乙酯（+83.5%）、乙酸高级醇酯类（+257.2%）、苯乙基类（+40.5%）、C6醇（+60.0%）和萜烯类化合物（+162.7%）的总量。感官分析表明，OMV酒样的花香和甜果香气强度高于CMV，同时具有明显的指甲油和植物气味特征。网络分析结果显示，Saccharomyces，Hanseniaspora，Metschnikowia和Pantoea与特定的挥发性化合物和香气特征有很强的相关性。【结论】有机管理显著提高了微生物的物种丰富度、α多样性以及香气化合物的种类和浓度，有利于酿造具有复杂香气特征的自然葡萄酒。

植保无人机的爆发式增长对农药制剂提出了新的要求，亟需基于靶标界面特性开发靶向、精准且高效的农药制剂以满足植保无人机低容量喷雾的需求。本研究基于稗草表面疏水特性，开发了适用于植保无人机低容量喷雾的噁嗪草酮纳米悬浮剂。OWRK法表明稗草2到3叶期近轴面和远轴面的固体表面自由能介于23.73 mJ m^-2至28.00 mJ m^-2之间，且以色散分量为主。稗草叶片表面覆盖着长度约为1μm的无序致密蜡片，将稗草叶片表面划分为不同大小的微纳米结构，其尺寸介于251.7 nm至266.8 nm之间。噁嗪草酮纳米悬浮剂中的纳米颗粒可以嵌入稗草表面的微纳米结构中。雾化试验表明，噁嗪草酮纳米悬浮剂可以显著降低细雾滴比例，进而降低飘移潜能。噁嗪草酮纳米悬浮剂具有良好的稀释稳定性和热储稳定性，可以改善雾滴在稗草表面的润湿、铺展和粘附性能，且显著提高了噁嗪草酮在稗草植株体内的内吸和传导性能。此外，噁嗪草酮纳米悬浮剂可以显著提高对直播水稻田稗草的除草活性，且不会增加对水稻的药害风险。本研究为基于靶标界面特性开发适配植保无人机低容量喷雾的纳米农药制剂提供了一种新颖、有前景且可行的策略，对于提高植保无人机的剂量输送效率和改善对有害生物的防治效果具有重要意义。

蛋鸡产业作为全球优质蛋白供给的核心支柱，正面临老龄鸡生产性能衰退的严峻挑战，而肠道功能退化是其关键诱因，具体特征在器官和细胞层面表现为微生物群失调、慢性炎症及肠道通透性增加。尽管炎症衰老过程导致的促炎和抗炎反应失衡在人类研究中已被阐明，但其在畜禽（尤其蛋鸡）中的机制研究仍存显著空白。鉴于肠道屏障完整性对营养吸收与免疫稳态的决定性作用，解析蛋鸡衰老过程蛋鸡衰老过程中肠道黏膜屏障功能的系统性变化具有迫切科学价值。本研究采集40、70和100周龄蛋鸡样本进行综合分析，旨在阐明肠道屏障功能变化与年龄的相关性规律，同时评估靶向干预措施恢复肠-免疫稳态及生产性能的潜力，最终建立通过精准肠道健康策略缓解家禽衰老炎症的机制。结果表明：随年龄增长，蛋鸡采食量逐渐降低，蛋品质与生产性能显著下降。更为重要的是，肠道细胞衰老标志物表达水平随着蛋鸡年龄增加而显著增加。衰老过程与黏膜屏障功能受损密切相关，表现为回肠绒毛缩短、杯状细胞数量减少、肠道通透性升高及免疫稳态被破坏。深入机制研究表明：调节性T细胞（Treg）源性白细胞介素IL-10分泌减少，而巨噬细胞源性肿瘤坏死因子TNF-α水平增加并能诱导鸡肠道类器官上皮细胞衰老。值得注意的是，蛋鸡采食量下降和营养缺乏可能是通过阻碍肠道屏障维持和限制免疫调节所需底物，进而破坏肠道屏障完整性并损害免疫稳态，加剧肠功能障碍。本研究不仅阐明蛋鸡肠道黏膜屏障与年龄的相关性变化，并首次揭示了Treg细胞与巨噬细胞稳态即免疫调控在肠道炎症衰老中的核心作用。

猪德尔塔冠状病毒（PDCoV）感染可引起仔猪严重腹泻、脱水甚至死亡，威胁养猪业发展，且PDCoV具备跨种传播的潜能，存在不容忽视的人兽共患病风险。因此，开发PDCoV现场快速检测工具对其防控至关重要。本研究针对 PDCoV 高度保守的核衣壳（N）蛋白，建立了胶体金和荧光微球两种免疫层析试纸条。首先，原核表达系统表达并纯化获得N蛋白，免疫小鼠后采用杂交瘤技术筛选出 4 株高亲和力单克隆抗体。经配对优化，选择最优组合制备胶体金与荧光微球标记试纸，均可在 5 分钟内完成检测。胶体金试纸条对病毒感染细胞培养物的检测下限为 10^2.3 TCID₅₀/0.1 mL，荧光试纸条灵敏度更高，达10^1.7 TCID₅₀/0.1 mL。两种试纸条均高度特异，与猪血凝性脑脊髓炎病毒（PHEV）、伪狂犬病病毒（PRV）、猪圆环病毒 2 型（PCV2）、猪圆环病毒 3 型（PCV3）、塞内卡病毒（SVA）及牛疱疹病毒4型（BoHV-4）等均无交叉反应。两种试纸条在室温下可稳定保存 6 个月，有较好的稳定性。临床测试腹泻仔猪样本显示：胶体金试纸条与 qRT-PCR 的符合率为 90.32%（28/31），荧光试纸条与 qRT-PCR 的符合率为 96.77%（30/31）。结果表明，本研究建立的两种试纸条操作简便、快速，无需专业设备，肉眼或便携紫外灯即可判读结果，具有良好的临床应用潜力，为 PDCoV 现场筛查、疫情溯源及跨物种传播监测提供了重要技术支持。

花药正常开裂是被子植物成功繁殖的关键，生长素在此过程中发挥着重要的调控作用。本研究围绕水稻光温敏不育突变体rice sterility 7 (rs7)进行。通过图位克隆，RS7被鉴定为OsMCS，编码丙二酰辅酶A合成酶。在突变体中，一个G到A的核苷酸替换导致了osmcs转录本中一个内含子滞留，从而引起花粉活力降低和长日照高温条件下花药开裂缺陷。细胞学分析揭示osmcs突变体花药结构异常，具体表现为花药表皮和花粉外壁杆状层厚度均较野生型显著减小。这些结构缺陷与osmcs突变体中角质单体含量降低和表皮蜡质组成改变密切相关。此外，osmcs突变体中丙二酸的积累将代谢流重新导向至色氨酸生物合成，进一步导致生长素水平升高。本研究还发现osmcs突变体未开裂花药的药室内壁增厚存在缺陷，而此时野生型花药已经发生了药室壁破裂。本研究阐明了OsMCS在水稻生殖发育中的作用，并为两系杂交水稻育种提供了潜在的改良靶点。

猪德尔塔冠状病毒（PDCoV）感染可引发仔猪严重腹泻、脱水和死亡，是一种急性、高度接触性传染病，严重威胁养猪业的可持续发展。此外，PDCoV 还具有跨物种传播潜力，带来重大公共卫生安全风险。因此，建立快速、准确的诊断方法对于有效防控该病至关重要。本研究开发了一种将逆转录重组酶辅助扩增（RT-RAA）与 CRISPR/Cas12a 系统相结合的单管封闭式可视化检测方法。该方法全程在封闭系统内进行，可有效避免开盖操作导致的气溶胶污染及假阳性风险。该方法灵敏度高，在40分钟内可检测低至 3.9 拷贝/μL的阳性质粒及低至 10^0.8 TCID₅₀/0.1 mL 的PDCoV。此外，该方法特异性良好，与猪血凝性脑脊髓炎病毒（PHEV）、伪狂犬病病毒（PRV）、猪圆环病毒 2 型（PCV2）和猪圆环病毒 3 型（PCV3）均无交叉反应。在临床样本检测中，其检测结果与 RT-qPCR 检测结果符合率为100%。综上所述，该方法具有高灵敏度、高特异性和快速简便的特点，有望成为 PDCoV 感染早期诊断的可靠手段，为 PDCoV 疫情的有效防控提供技术支持。

新生犊牛因胃肠道屏障功能未成熟和免疫系统发育不全，极易受到各种肠道病原体的感染，由此引发的新生犊牛腹泻已成为畜牧业的重大健康挑战。这不仅导致犊牛生长受阻，且会造成严重的经济损失。犊牛腹泻的致病机制复杂，涉及感染性与非感染性因素。病毒（如牛轮状病毒、冠状病毒）、细菌（如肠毒素性大肠杆菌、沙门氏菌）和寄生虫（如隐孢子虫）等病原微生物通过破坏肠绒毛上皮细胞、分泌毒素或侵袭淋巴组织引发肠道损伤。非感染性因素包括母体营养失衡、初乳摄入不足、环境应激及饲养管理不当等。尽管抗生素长期用于临床治疗，但滥用现象已引发细菌耐药性增强、肉品抗生素残留等公共卫生问题，因此探索安全有效的替代疗法迫在眉睫。近年来，益生菌凭借改善肠道微环境、增强机体免疫力等优势，已被开发为提升动物健康与生产性能的新型制剂。通过补充益生菌维持肠道菌群稳态以防治犊牛腹泻，正成为该领域的新兴研究方向。研究发现，益生菌可通过多途径发挥治疗作用：在抑制病原体方面，可竞争黏附位点、分泌抗菌物质以降低病原体丰度；在增强肠屏障功能方面，能调节紧密连接蛋白表达，减少肠黏膜通透性；免疫调节方面，可抑制促炎因子释放，促进免疫球蛋白分泌；在代谢调节中，其发酵产生的短链脂肪酸为肠上皮细胞供能，并调节肠道pH 值，同时促进营养物质转运蛋白表达以改善吸收。综上，本综述系统整合了多因素致病路径，揭示益生菌通过“抑制病原 - 修复屏障 - 调节免疫 - 改善代谢” 的多维度协同机制，展现出优于传统抗生素的安全性与有效性，证实单一或复合益生菌在调节菌群多样性及缩短病程中的优势。未来研究可聚焦菌株特异性筛选及作用靶点的分子机制解析，推动益生菌在犊牛腹泻防治中的精准应用。

贫瘠农田土壤有机碳快速提升依赖高强度有机物料投入，但农作物秸秆极为蓬松，田间难以实现大量深还入土。将粉碎秸秆压缩为致密棒状颗粒能够实现秸秆大量均匀深还入土，秸秆颗粒化还田下土壤有机碳积累效率、最有效增量组分尚不清楚。本研究以亚热带典型贫瘠旱地和稻田土壤为对象，采用田间微区试验，设置0、30、60和90 t ha⁻¹秸秆颗粒投入量梯度，分析一年后土壤中有机碳积累效率及其植物残体碳（生物标识物为木质素酚）和微生物残体碳（生物标识物为氨基糖）积累特征。结果表明：随秸秆颗粒投入量增加，旱地土壤有机碳积累效率保持稳定（30.8–37.5%），而稻田呈下降趋势（从60.0%降至38.3%）。随秸秆颗粒投入量增加，两种土壤中木质素酚对土壤有机碳积累的贡献显著提升，而氨基糖贡献无显著变化，且木质素酚与氨基糖的比值随秸秆颗粒投入强度增加呈线性增加。这表明秸秆颗粒投入下土壤有机碳的快速提升以植物残体为主，而非微生物残体，这主要归因于物理空间隔绝效应限制了土壤微生物对秸秆颗粒内部碳源的摄取和代谢。综合作物产量提升情况，高强度秸秆颗粒化还田是亚热带贫瘠农田土壤快速培肥增碳的有效措施。

本研究探讨了茉莉酸类物质（JAs）在适度土壤落干（MD）缓解高温胁迫诱导的光温敏核不育系（PTGMS）水稻开颖障碍中的作用。通过多年控温盆栽与露天田间试验，对两种PTGMS水稻品种在正常温度与高温条件下分别采用充分灌溉（WW）和MD策略进行系统对比。研究发现，与传统WW处理相比，MD处理显著提升了浆片中JAs的积累，有效缓解了高温诱导的开颖障碍及杂交制种产量损失。其保护机制主要通过以下途径实现：（1）促进淀粉水解为可溶性糖，（2）上调水通道蛋白基因表达，（3）增强抗氧化能力，从而维持浆片细胞的渗透压与氧化还原平衡。通过JAs缺陷突变体、不同JAs合成能力的转基因水稻以及外源JAs处理，进一步验证了JAs在这一机制中的核心作用。研究结果表明，MD通过调控JAs水平维持浆片的渗透压与氧化还原平衡，是一种比传统WW更有效的栽培策略，能够在高温胁迫下显著改善PTGMS水稻的开颖能力，提高杂交制种产量。

复种是一种广泛采用的提高农业生产力的土地经营策略。然而，各种水稻种植制度的环境成本和农业可持续性仍不清楚，特别是在热带地区。本研究中，我们评估了辣椒-水稻-水稻、豇豆-水稻-水稻和苦瓜-水稻-水稻三季轮作和辣椒-单季稻、豇豆-单季稻、苦瓜-单季稻和休闲稻-水稻双季轮作的生产力、经济效益和环境可持续性。苦瓜-单季稻和豇豆-单季稻的经济效益分别比苦瓜-水稻-水稻和豇豆-水稻-水稻高34.2%和4.6%。以单位耕地面积和经济效益为基础的苦瓜-水稻-水稻的环境足迹指数比苦瓜-单季稻低17.1 ~ 40.7%。同样，与豇豆-水稻-水稻轮作模式相比，豇豆-单季稻轮作模式的单位面积环境足迹指数和单位经济产值环境足迹指数分别下降了25.6%和21.3%。这些结果表明，降低种植强度可以降低环境成本，提高经济效益。此外，氮和磷足迹是总体环境成本的主要贡献者。同时，优化施肥和合理安排作物生育期是提高轮作系统可持续性和生产力的关键因素。综上所述，热带地区推荐苦瓜-单季稻和豇豆-单季稻轮作，以减少对环境的影响，同时保持高产和经济效益。

诱导性多能干细胞（induced pluripotent stem cells, iPSCs）具有与胚胎干细胞（embryonic stem cells, ESCs）相似的生物学特性和功能。绵羊作为一种重要的家畜动物，在生物医学和农业领域中具有重要价值，然而目前报道的绵羊iPSCs（siPSCs）基本是由人和鼠等异源重编程因子诱导获得，制约了重编程效率、安全性和多能性的提升，致使siPSCs的高效制备依然存在挑战性。因此，本研究基于绵羊源重编程因子和piggyBac转座子系统构建了一套优化的诱导体系，即S10F：sOSKM (sheep OCT4-SOX2-KLF4-MYC)+sNL (sheep NANOG-LIN28)+hRL (human RARG-LRH1)+hTERT+SV40 LT，成功将绵羊胎儿成纤维细胞（sheep fetal fibroblasts, SFFs）重编程为siPSCs。荧光定量PCR和免疫荧光检测表明，该siPSCs高表达多能性基因，可以在体外形成拟胚体，并进一步分化为三胚层（内胚层、中胚层和外胚层），茜素红染色显示其具有定向诱导后成骨分化的能力。基于RNA-seq分析获得SFFs和五组siPSCs之间的差异表达基因（differentially expressed genes, DEGs），以初步理解siPSCs的整体转录组谱。通过GO和KEGG富集分析预测了DEGs的功能，发现其富集到MAPK、PI3K-AKT、TGF-β、WNT和Regulating Pluripotency of Stem Cells等多个多能性维持相关的信号通路，其中siPSC 180和185组尤为显著。结合蛋白互作和通路富集分析进一步发现氧化磷酸化相关的枢纽基因抑制可以作为表征siPSCs多能性的一个指标。基于DEGs差异表达水平鉴定了17种潜在的绵羊重编程因子，其中7个为可能与多能性有关的新功能基因。通过构建转录调控网络预测发现，关键DEGs的表达受到重编程转录因子OCT4、SOX2、KLF4、MYC、NANOG和LIN28A的直接或间接调控。总之，本研究利用基于绵羊源因子优化的重编程体系，构建了多能性高且传代稳定的siPSCs，并通过RNA-seq分析探究了siPSCs的多能性维持机制，为进一步揭示绵羊重编程机制和提高重编程效率奠定了基础，并有望进一步通过基于siPSCs的基因修饰育种改进绵羊生产性能。

活性有机碳侧向迁移是土壤有机碳损失的重要途径，其可降低土壤固碳能力和加剧水体污染风险。有机肥替代化肥是农田生态系统保障作物产量、增强土壤固碳能力和降低水蚀强度的有效手段。然而，长期有机替代对农田土壤活性有机碳水文迁移的定量影响尚不清楚。因此，本文以亚热带坡耕地长期定位试验为平台，通过三年的田间连续观测，分析不施肥（CK）、常规施肥（SF）、猪粪替代40%化肥氮（PMF）和猪粪替代100%化肥氮（PM）对可溶性有机碳（DOC）和颗粒态有机碳（POC）随地表径流、壤中流和泥沙迁移的影响。与SF相比，PMF和PM处理年累积地表径流可分别降低13.5和 21.6%，年累积泥沙通量降低12.9和19.1%，表层土壤（0-20cm）水稳性团聚体平均重量直径增加37.7和73.6%，年累积POC随泥沙流失通量分别增加61.1和47.9%，活性有机碳（DOC和POC之和）流失通量分别增加11.9和31.4%（P<0.05）。这说明在亚热带坡耕地区，长期有机替代可提高土壤团聚体稳定性降低水蚀强度，但仍有增加活性有机碳流失加剧水体污染的风险。今后还应加强对不同土壤类型和不同坡度条件下有机替代对活性有机碳流失的影响研究，以期全面理解极端降雨事件下亚热带坡耕地有机替代对活性有机碳流失的影响过程与机制。

甜樱桃（Prunus avium）是温带地区的重要核果树种之一。自第一个甜樱桃基因组发布以来，甜樱桃的分子育种取得了重大进展。已发表甜樱桃的基因组中存在的缺口较多，且嵌合序列无法区分单倍型等位基因信息，大大限制了对一些重要农艺性状的遗传研究。在本研究中，我们获得了甜樱桃“美早”单倍型解析端粒到端粒的参考基因组。在“美早”两个单倍型基因组中共有653.03 Mb的序列挂载到16个染色体，共预测了67,012个编码基因，其中，在hapA中包含33,777个基因，hapB中包含33,235个基因。该基因组的单碱基准确率的质量值超过44，conting N50超过17.94 Mb，有胚植物单拷贝同源基因基集（BUSCO）完整性达到98.7%，长末端重复序列组装指数(LAI)超过20,达到了金标准的水平。该基因组提供了单倍型解析的染色体组，全面解析了甜樱桃杂合二倍体基因组的结构差异。此外，利用该参考基因组，我们鉴定了与甜樱桃“13-33”黄色果皮性状相关的一个大片段缺失。期望该基因组能够为甜樱桃育种工作和遗传学研究的提供帮助。

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。