农业是社会经济发展的基础，受到天气和气候条件的高度影响。干旱是农业发展和粮食安全面临的最严重威胁之一。目前，基于气象站的地面干旱监测和基于遥感数据的干旱监测均存在局限性，包括更新频率低、覆盖范围有限和精度不足。为了监测中国黑龙江省的农业干旱，本研究利用多源遥感数据，整合降水、地表温度、土壤湿度和植被指数，构建了不同时间尺度(3、6、9和12个月)的多源复合干旱指数(MCDIs)。本研究利用多种遥感数据计算了一系列单一干旱指数，包括降水条件指数(PCI)、土壤湿度条件指数(SMCI)、植被条件指数(VCI)和温度条件指数(TCI)，并采用多变量线性回归方法将这些指数整合为MCDIs。分析结果表明，与单一干旱指数相比，MCDIs与标准化降水蒸散指数(SPEI)具有更高的相关性。在不同MCDIs与受灾作物面积及主要粮食产量的相关性分析中，MCDI-9与受灾作物面积的相关性最高，而 MCDI-12与粮食产量的相关性最高。这表明，不同时间尺度下的 MCDI-9和 MCDI-12是农业干旱的更优指标。MCDI 的时空分析结果表明，黑龙江省的干旱主要发生在早春，并逐渐从大兴安岭地区向东南平原扩展。随后干旱在夏季逐渐缓解，并在秋收期结束。因此，本研究构建的MCDIs可作为黑龙江省及类似地区有效的干旱监测方法和指标。

高抗性淀粉稻米因其独特的健康功效而备受关注，其在改善2型糖尿病患者血糖控制、促进心血管健康及调节肠道菌群等方面具有重要应用前景。然而，高抗性淀粉水稻品种的选育仍存在诸多技术瓶颈。本研究从籼稻ZJ100的突变体库中鉴定出一个高垩白突变体chalk2，其直链淀粉与蛋白质含量显著升高，支链淀粉比例发生改变，同时总淀粉与脂质含量显著下降。抗性淀粉含量分析显示，chalk2中两类抗性淀粉（RS2和RS3）含量较野生型大幅增加。chalk2突变体还表现出粒长、粒宽和粒厚减小，结实率下降，最终导致产量显著降低。通过连锁分析、Mut-Map分析和转基因互补实验，我们确定淀粉分支酶家族成员SBEIIb是导致chalk2表型的关键基因。SBEIIb是一个胚乳特异表达基因，编码蛋白定位于质体。进一步研究发现，chalk2突变体中SBEIIb的表达水平、酶活性和蛋白含量均显著降低，同时伴随多个淀粉合成代谢基因表达变化。这些结果表明，SBEIIb在调控籼稻淀粉组分及抗性淀粉形成过程中发挥核心作用。本研究揭示了SBEIIb调控籼稻中抗性淀粉形成的分子机制，为高抗性淀粉水稻的分子设计育种提供了重要理论依据和基因资源。

多数对农业安全生造成严重危害的植物病毒都依赖于昆虫介体进行传播。病毒及其编码的蛋白进入宿主细胞核的过程是其复制和感染扩散的关键环节。灰飞虱（Laodelphax striatellus）传播的水稻条纹病毒（Rice stripe virus，RSV），是水稻上最具破坏性的病原物之一。本研究发现，RSV侵染能显著诱导灰飞虱经典与非经典核转运途径相关基因的表达。其中，灰飞虱核转运蛋白β家族成员—importin5（LsIPO5）在RSV感染的中肠中表达量显著上调了84%。进一步研究发现，RSV非结构蛋白NS3上的核定位信号（NLS，¹⁶⁸YRSPSKKRHKYV¹⁷⁹）能够直接与LsIPO5结合，从而促进NS3的核转运过程。此外，灰飞虱RING型E3泛素连接酶（LsRING）介导的NS3泛素化修饰，不仅增强了NS3与LsIPO5的结合，还增加了NS3在灰飞虱细胞的核周定位。当同时沉默LsIPO5和LsRING基因时，灰飞虱体内的RSV载量显著降低。这些结果表明泛素化修饰与LsIPO5协同促进了NS3的核转运，从而增强了RSV的复制。我们的研究揭示了RSV在昆虫介体中感染的分子协同机制，并为通过昆虫介体控制植物病毒病传播提供了潜在靶标。

对粮食供需和生态系统服务流的全面评估对于确定粮食流动路径、确保区域粮食安全和指导可持续发展管理战略至关重要。然而，目前的研究主要集中在短期的粮食供应服务上，忽略了不同尺度粮食流动的时空变化，制约了粮食供需动态匹配关系识别和优化策略的制定。本研究基于1980-2020年京津冀（BTH）地区不同尺度粮食供应服务供需的时空演变特征，引入增强型两步移动搜索法（E2SFCA），量化了粮食供应生态系统服务流，分析了不同流动情景下供需匹配的变化，并探讨了粮食流动的最优距离阈值。结果表明，粮食产量呈东南高-西北低的空间分布格局，供需错配显著且具有尺度效应，赤字区主要集中在京津冀地区的西北部，盈余区则主要集中在中南部地区。随着空间尺度的增大，生态系统服务供需比（SDR）分类越聚集，尺度越小SDR空间异质性越明显。本研究分别基于100公里和200公里距离阈值，考察了粮食供应生态系统服务流的两种不同情景，研究期内流量显著增长，情景一从2.170×10⁶吨增至1.181×10⁷吨，情景二从2.41×10⁶吨增至1.237×10⁷吨，并形成了从中部及南部地区向四周流动的空间格局。其中，大额流动集中在市内，市域间高额流出量多发生在保定市、石家庄市、邢台市以及衡水市。在县尺度内，两种情景粮食流量后的供需匹配格局较为相似，值得注意的是，与无粮食流动的情况相比，纳入粮食流显著减少了赤字区的数量，2020年，两种情景下粮食赤字县个数分别下降28.79%与37.88%，赤字城市分别下降12.50%与25.0%。此外，两种流动情景下，县尺度实现最优供需匹配的距离阈值均大于城市尺度。本研究为了解粮食匹配动态关系和异质性模式提供了有价值的见解，拓展了不同时空尺度粮食与生态系统服务流动的研究视角。

芙新姬小蜂Neochrysocharis formosa（膜翅目：姬小蜂科）为本地寄生蜂，具有孤雌产雌和两性生殖两个品系，对外来入侵害虫番茄潜叶Tuta absoluta（鳞翅目：麦蛾科）具有较好的生防潜力。本研究通过选择性实验（包括5种寄主龄期比例）评价两种品系芙新姬小蜂对番茄潜叶蛾的控害行为和寄主偏好性；以7个不同种群密度（5-40头）的1龄幼虫为研究对象，评价两种品系芙新姬小蜂的功能反应。寄主控害行为和龄期选择性实验结果表明，随1龄幼虫比例的增加，两种品系寄生蜂对番茄潜叶蛾幼虫的致死率明显增加；与较高龄期幼虫相比，两种品系芙新姬小蜂更倾向于产卵寄生、寄主取食和叮蛰致死1龄寄主幼虫，而且孤雌产雌品系较两性生殖品系对番茄潜叶蛾的控害能力更强。功能反应评价结果显示，两种品系芙新姬小蜂的控害率与寄主密度呈正相关关系；其中，两种品系寄生蜂的产卵寄生行为、以及孤雌产雌品系的寄主叮蛰致死行为III型功能反应，而两种品系寄生蜂的寄主取食行为、以及两性生殖品系的寄主叮蛰致死行为为II型功能反应，表明在番茄生态系统早期建立孤雌产雌品系芙新姬小蜂可以提高对番茄潜叶蛾的控制作用。研究结果对明确芙新姬小蜂孤雌产雌品系和两性生殖品系的功能特性动态具有重要指导意义，并且可以为制定世界性重大入侵害虫—番茄潜叶蛾的有效生物防治方案提供理论支撑。

长期施用有机肥能有效缓解土壤酸化，增加固碳潜力和养分有效性，提高农田土壤肥力水平。然而，有机肥长期施用对酸性土壤N₂O排放的影响机制尚不清楚。基于此，本研究依托连续36年施肥处理（包含不施肥, CK; 常规施化肥, F; 2倍常规化肥用量, 2F; 单施有机肥, M; 化肥配施有机肥, FM）的酸性旱地红壤定位试验，研究不同施肥处理的土壤N₂O排放特征及其与初级氮素矿化速率、初级硝化速率、硝化和反硝化功能微生物的关联性。与CK处理相比(1.34 μg N kg^–1 d^–1)，施肥处理N₂O排放平均增加了34倍，其中有机肥配施处理N₂O排放(10.6–169 μg N kg^–1 d^–1)显著高于单施化肥处理(3.26–5.51 μg N kg^–1 d^–1)。有机肥施用引起的N₂O排放增加强度与增加的土壤酸碱度、团聚体稳定性、底物有效性、氮素矿化速率和反硝化功能基因比值(nirK+nirS)/nosZ密切相关。这些研究结果表明有机肥施用通过缓解土壤酸化、增加底物有效性、改善土壤结构等方式，增强氮素矿化和反硝化介导的N₂O产生过程，促进N₂O排放。进一步研究发现，氨氧化细菌而非氨氧化古菌与土壤硝态氮含量和N₂O排放显著正相关。这表明硝化过程通过为反硝化供应硝态氮，间接促进N₂O产生和排放。总体而言，有机肥施用通过缓解土壤酸化、增加底物有效性等，增强氮素矿化和反硝化介导的N₂O产生过程，提高N₂O排放潜力。这些研究结果表明当我们通过施用有机肥等方式缓解土壤酸化和提升肥力水平时，应综合考虑有机肥施用引起的温室气体排放，实现农业绿色可持续生产。

耕地撂荒已成为全球性问题，对耕地可持续管理、国家粮食安全和生态环境保护等构成重大威胁。遥感技术对于大尺度区域内撂荒耕地的识别和监测至关重要，然而，目前关于黄土丘陵沟壑区撂荒耕地的有效识别方法和空间分布格局的研究较少。本研究基于2019-2021年Landsat-8影像，提出了土地利用轨迹和归一化植被指数（NDVI）时间序列法，对延河流域的撂荒耕地进行监测并分析其空间分布。结果表明，利用随机森林算法、可靠的土地覆盖样本和优化特征数据集可以实现高精度的年度土地利用分类。土地利用图的总体精度（OA）和Kappa系数分别超过90%和0.88，证明了三年以来分类的有效性。我们使用两种不同的变化检测方法对研究区的撂荒耕地进行识别，并评估其精度和有效性。土地利用轨迹法对撂荒耕地的提取效果优于NDVI时间序列法，其OA值为83.5%，F1值为84.7%。根据土地利用轨迹检测结果，2021年研究区的撂荒耕地面积为164.6 km²，撂荒率为16.3%。此外，耕地撂荒主要发生在自然条件恶劣的西北部，南部和东部地区的撂荒较少。地形地貌对撂荒耕地的空间分布有显著影响，撂荒耕地大多位于海拔较高、坡度较大的山区。撂荒率一般随着海拔和坡度的升高而增加。本研究结果为黄土丘陵沟壑区撂荒耕地识别方法的选择及其空间分布分析提供了有价值的参考和指导。我们提出的方法为类似复杂地形地区的撂荒耕地监测和优化土地利用变化检测提供了可靠的解决方案。

农田通常被定义为适宜或实际用于种植作物的土地，其应用术语种类多样，包括“farmland”“arable land”“cultivated land”等。然而，科学文献中常忽视这些术语的细微差异。术语使用的不一致易引发研究结论与政策讨论的歧义，阻碍了耕地领域的研究对比与数据应用。本研究通过对5214篇科学论文进行文献综述，结合独立性检验、聚类分析与相关性方法，系统性地揭示了六类农田相关术语的应用差异。结果表明：（1）耕地术语在学科偏好上具有显著差别。生物多样性与保护领域倾向使用“farmland”以强调人类活动影响，地质学与计算机科学则偏好“cropland”；地理学研究为明确地理边界多采用“cultivated land”，而工程类文献更关注“arable land”；（2）耕地术语应用具有突出的区域差异。中国学者与“cultivated land”呈现强关联性，美国研究则多使用“agricultural land”。这种区域差异同时受到农业机械化水平、殖民历史及移民模式等多因素驱动。本研究首次系统解析了农田术语的学科与区域异质性，提出术语标准化对促进跨学科数据融合、提升全球农业环境政策协调性的重要意义。

日本脑炎（Japanese encephalitis, JE）是由日本脑炎病毒（Japanese encephalitis virus, JEV）引起的一种蚊媒人畜共患病毒病。JEV可引起母猪流产和公猪睾丸炎。疫苗接种仍然是预防和控制该疾病的最有效策略。研究表明，近年来基因I型（GI）JEV已取代了基因III型（GIII）JEV成为优势基因型。然而，目前商品化的JE疫苗均是GIII JEV毒株，包括广泛使用的减毒活疫苗SA14-14-2。而且GIII JEV疫苗针对GI毒株攻击不能提供完全的免疫保护。本研究在小鼠和公猪模型上进行了GI JEV减毒活疫苗株（SD12-F120）免疫攻毒保护试验，以评估其对相同基因型JEV强毒攻击的免疫保护效果。该疫苗接种小鼠后可诱导针对GI JEV强毒株（SD12）高水平的中和抗体，对GI型JEV强毒株（SD12）攻击提供完全保护。SD12-F120免疫的公猪血液、口鼻拭子和睾丸中均未检测到病毒，诱导针对GI强毒株（SD12）中和抗体滴度达1：64。组织病理学分析显示，SD12-F120免疫组的公猪在攻毒后睾丸间质细胞和各阶段的精原细胞未发生病变。结果表明，减毒活疫苗SD12-F120（GI）对GI型JEV强毒株（SD12）攻击提供了完全保护，可有效预防睾丸炎发生。由此可见， SD12-F120（GI）是一种有前景的减毒活疫苗候选株，可用于控制GI 型JEV的传播。

【目的】鉴定调控猪产肉性能与肉品质的关键基因对生猪产业可持续发展至关重要。本研究旨在系统解析转录因子锌指蛋白6（ZBED6）对猪胴体性状和肉品质的作用，并深入探究其分子调控机制，评估其缺失猪作为新型种质资源的应用潜力。【方法】基于ZBED6缺失猪模型，通过生长性能评估、肉品质测定和多组学分析等方法，活体水平解析ZBED6对骨骼肌生长的作用和机制。在C2C12成肌细胞中敲低Zbed6，离体水平验证ZBED6的靶基因和关键信号通路。最后，采用90天大鼠亚慢性毒性实验评估ZBED6缺失猪肉的安全性。【结果】与对照组相比，ZBED6缺失猪生长性能和胴体性能显著提高，其体重显著增加15.18%（P<0.01）、饲料转化率显著降低21.45%（P<0.01）、胴体瘦肉率提升6.21%（P<0.001）。肉品质和营养价值评估表明，ZBED6缺失猪的肉色红度值（a*）提高17.27%（P<0.05），蒸煮损失率降低2.00%（P<0.05），n-3多不饱和脂肪酸提高3.85%，必需氨基酸总量增加6.74%。联合RNA-seq、定量蛋白质组学和ChIP-seq等多组学方法，筛选出ISLR和Wnt/β-catenin信号通路是ZBED6的靶基因和下游信号通路；在C2C12细胞中敲低Zbed6，显著上调ISLR表达，并激活经典Wnt/β-catenin通路，促进成肌细胞分化，进一步验证ZBED6缺失通过负调控ISLR表达和激活Wnt/β-catenin通路促进骨骼肌生长并改善猪肉品质。最后，通过毒理实验表明长期饲喂ZBED6缺失猪肉对大鼠血液生化指标、器官系数等均无显著影响（P>0.05），证明ZBED6缺失猪肉的安全性。【结论】本研究首次证实ZBED6缺失通过促进ISLR的表达，激活Wnt信号通路从而促进生猪骨骼肌生长，系统阐明了其提升产肉效率和改善肉品质的分子机制。【创新性】本研究基于ZBED6缺失猪，首次揭示ZBED6缺失通过靶向抑制ISLR介导Wnt/β-catenin信号通路激活进而促进猪骨骼肌生长和改善肉品质的分子机制，实现生猪骨骼肌生长和猪肉品质的双向改良，为ZBED6基因编辑猪的未来生产应用提供了理论参考。

分蘖数量是决定甘蔗（Saccharum spp. hybrids）产量的关键农艺性状。独脚金内酯（Strigolactones, SLs）作为植物激素，对株型建成具有重要调控作用。DWARF27（D27）是SL生物合成途径中的关键酶，可催化类胡萝卜素的可逆异构化反应。甘蔗D27同源基因ScD27.2的启动子区含有非生物胁迫响应元件，提示其在SL生物合成与胁迫应答中具有重要作用，可能通过调控分蘖数等性状影响甘蔗产量。阐明其调控机制将为培育高产、抗逆甘蔗新品种提供理论依据。本研究通过RNA干扰（RNAi）和过表达（OE）技术对甘蔗品种新台糖22号（XTT22）中关键胡萝卜素异构酶基因ScD27.2进行遗传调控。结果显示：与野生型相比，ScD27-RNAi-2株系的ScD27.2表达量显著降低，分蘖数显著增加；而ScD27-OE-1、ScD27-OE-5和ScD27-OE-9株系的基因表达量显著升高，分蘖数显著减少。其中ScD27-OE-9株系侧芽萌发明显受抑，而ScD27-RNAi-2株系耐旱性显著降低。在正常光温水管理条件下，转基因植株的分蘖数和株高均呈现显著差异。长期干旱胁迫下，ScD27-RNAi-2株系的株高显著低于野生型和ScD27-OE-9株系，呈现矮化多蘖表型。进一步检测发现ScD27-RNAi-2株系的SLs含量显著下降。本研究推测ScD27.2通过调控甘蔗分蘖数响应干旱胁迫，且干旱相关转录因子ScMYB44可能参与ScD27.2对干旱胁迫的应答过程。

准确测定玉米的辐射利用效率（RUE）对评估气候变化对玉米生产的影响至关重要。本研究选取了我国吉林省三个玉米品种：郑单958（ZD958）、先玉335（XY335）和良玉99（LY99），在高密度（9 株/m⊃2;）的最优种植条件下，对玉米在营养生长期、生殖生长期及整个生育期的辐射利用效率进行研究。结果表明，玉米群体光截获量在开花期达到峰值，开花后玉米植株生物量持续积累。基于吸收光合有效辐射（APAR），计算了玉米不同品种不同阶段的RUE。从整个生育期来看，三个玉米品种的RUE平均为5.71 g MJ^-1 APAR，三个品种由高到低依次为ZD958（5.85 g MJ^-1 APAR）>XY335（5.64 g MJ^-1 APAR）>LY99（5.07 g MJ^-1 APAR）。三个玉米品种营养生长期和生殖生长期平均RUE平均为6.85 g MJ^-1 APAR和5.64 g MJ^-1 APAR。以APSIM为代表的基于RUE的作物模型预测玉米地上部生物量积累时，RUE值（3.6 g MJ^-1 APAR）显著低于在高密最优种植条件下测得的值。因此，为准确估算此类种植条件下玉米的潜在产量，建议将RUE调整至5.07-5.85 g MJ^-1 APAR。

猪δ冠状病毒（PDCoV）是一种新发的猪肠道冠状病毒，可引起哺乳仔猪急性腹泻、呕吐、脱水和死亡。该病毒不仅严重危害养猪业的健康发展，其潜在的跨物种传播风险更值得关注。PDCoV的非结构蛋白14（nsp14）抑制β干扰素（IFN-β）的机制不清。在本研究中，我们发现PDCoV的nsp14蛋白能够通过泛素-蛋白酶体和自噬-溶酶体途径，特异性靶向降解干扰素信号通路中的关键接头蛋白MAVS、MyD88和TRAF3。PDCoV nsp14通过招募E3泛素连接酶MARCH8介导MAVS、MyD88和TRAF3蛋白的泛素化修饰。泛素化后的蛋白被货物受体NDP52识别，并转运至溶酶体降解，有效抑制IFN-β的表达。这一过程揭示了PDCoV nsp14在抑制天然免疫和促进病毒复制中的重要作用。我们还发现：宿主细胞中的MAVS、MyD88和TRAF3蛋白也能够通过激活NDP52介导的选择性自噬途径降解PDCoV的nsp14蛋白，抑制nsp14拮抗天然免疫。

本研究揭示了PDCoV nsp14与宿主蛋白之间的相互博弈机制。一方面，PDCoV nsp14通过选择性自噬途径降解宿主蛋白，抑制宿主的天然免疫，为病毒的复制和增殖创造有利条件；另一方面，宿主细胞通过选择性自噬途径降解PDCoV nsp14蛋白，试图清除病毒并维持自身的免疫防御功能。这种双向蛋白降解机制的发现，不仅阐明了PDCoV免疫逃逸的核心策略，更为理解冠状病毒与宿主的协同进化提供了新视角。本研究为开发靶向病毒免疫逃逸机制的广谱抗冠状病毒药物奠定了理论基础。

在中国，越来越多农民采用直播稻。虽然直播稻的影响得到了一些研究，但直播稻采用对农药施用影响的证据却很少。本研究利用2018年对中国长江流域982位稻农的调查数据，研究了直播稻采用对农药施用的影响，并且采用内生处理回归模型和转换回归模型来解决自选择问题。结果表明，在考虑自选择问题后，采用直播稻的农户与未采用直播稻的农户相比，每公顷多花费401.72元购买农药。虽然直播稻采用大幅增加了杀虫剂、杀菌剂和除草剂的使用，但其对杀虫剂和除草剂支出的正向影响分别最大和最小。通过替换因变量、对研究样本进行极端值删除以及改变计量估计方法，本研究证实了研究结果的稳健性。异质性分析表明，对于年龄在60岁以下、至少受过6年教育、水稻播种面积小于2公顷的农民来说，直播稻采用对农药支出的正向影响更大。基于这些结果，本研究建议应加强直播稻配套技术普及、直播稻栽培技术推广和社会化服务。总之，本研究更加全面地论述了直播稻的优缺点，重点关注其对农药施用的影响，为减少农药施用提出了重要的政策建议。

交配行为作为昆虫繁衍的重要环节，有助于后代种群的延续。表皮碳氢化合物（Cuticular Hydrocarbons, CHCs）是调控昆虫交配行为的一类重要化学信号分子。然而，目前对天敌昆虫大灰优蚜蝇（Eupeodes corollae）的交配行为及其CHCs的化学通讯机制仍缺乏系统研究。本研究通过行为试验系统解析大灰优蚜蝇的交配动态，利用气相色谱-质谱联用技术（GC-MS）鉴定大灰优蚜蝇雌、雄虫CHCs组成，并采用气相色谱-触角电位联用技术（GC-EAD）和触角电位技术（EAG）筛选触角活性组分，进一步通过行为试验测定活性组分对其行为选择及交配的调控作用。结果表明，大灰优蚜蝇交配过程划分为五个行为阶段：定向、靠近、振翅、爬背和求偶。其中，5日龄个体展现出最高的求偶率和交配成功率，同时雄虫求偶前所用搜寻时间最短，求偶持续时间稳定。表皮化合物分析显示，雌、雄个体CHCs呈现单态性化学特征，其中顺-9-二十三烯和正二十三烷均能显著引起雌、雄虫触角电生理反应。行为试验表明，顺-9-二十三烯对大灰优蚜蝇雌、雄个体均有显著吸引作用，并能有效调控雄虫求偶行为。以上研究不仅为深入解析食蚜蝇化学通讯机制提供了新视角，更为开发基于信息素的行为调控技术提供了科学依据，对实现害虫防控具有重要应用价值。

Elevated CO₂ (eCO₂) may mitigate stress-induced damage to cotton (Gossypium spp.) growth and development.  However, understanding the early-stage responses of cotton to multiple abiotic stressors at eCO₂ levels has been limited.  This study quantified the impacts of chilling (CS, 22/14°C, day/night temperature), heat (HS, 38/30°C), drought (DS, 50% irrigation of the control), and salt (SS, 8 dS m^-1) stresses on pigments, physiology, growth, and development of fourteen upland cotton cultivars under ambient CO₂ (aCO₂, 420 ppm; current) and eCO₂ (700 ppm; future) levels during the vegetative stage.  The eCO₂ partially negated the effects of all stresses by improving one or more of the pigments, physiological, growth, and development traits, except CS.  For instance, HS at aCO₂ significantly increased stomatal conductance by 36% compared with non-stressed plants at aCO₂.  However, HS at eCO₂ significantly decreased stomatal conductance by 18% compared with HS at aCO₂.  The first squaring was delayed by one day under SS at aCO₂ but two days earlier under SS at eCO₂ than non-stressed plants at aCO₂.  Root and shoot dry mass and the total leaf area were significantly higher under all stresses, except for CS, at the eCO₂ compared with similar stresses at the aCO₂.  Most growth and development traits, including plant height, leaf area, and shoot dry mass, displayed a mirroring response pattern between aCO₂ and eCO₂ under all environments except CS.  Cultivars exhibited significant interaction with stressed environments.  Further, results revealed differential sensitivity and adaptation potential of cultivars to stress environments at varying CO₂ levels.  This study highlights the need to consider eCO₂ in designing breeding programs to develop stress-tolerant varieties for future cotton-growing environments. 

土壤耕作会改变土壤与水稻秸秆之间的相互作用，从而影响土壤质量和镉（Cd）动态变化。然而，土壤耕作与水稻秸秆管理对土壤Cd积累和水稻Cd吸收的影响尚不明确。本研究探讨了耕作与秸秆方式如何通过改变土壤Cd迁移和生物有效性来影响水稻Cd吸收。设置了长期田间定位试验，包含四种处理：免耕+秸秆还田（NTS）、旋耕+秸秆还田（RTS）、翻耕+秸秆还田（PTS）和翻耕+秸秆不还田（PT）。结果表明，不同耕作方式下水稻各器官（根、茎、叶和稻米）Cd含量表现为NTS>RTS>PTS，其中仅有PTS处理稻米Cd含量低于0.2 mg kg⁻⊃1;。PTS处理稻米平均Cd含量较NTS和RTS处理分别显著降低了56.76%和25.88%。偏最小二乘路径模型显示，土壤有效Cd（Avail-Cd）和弱酸可提取态Cd（Aci-Cd）的降低以及水稻根表铁膜（IP）的形成，是减少稻米Cd含量的关键因素。PTS处理通过降低土壤容重，提升土壤有机质含量、pH值和Nitrospirota和Bacteroidota菌门的相对丰度，使得土壤Avail-Cd和Aci-Cd含量降低。此外，PTS处理通过提高土壤养分和Fe²⁺含量、改善水稻根系形态、增强根系抗氧化活性促进水稻IP的形成，从而抑制水稻Cd吸收。尽管PTS处理较PT处理增加了土壤总Cd和Avail-Cd含量，但因其促进IP形成而有效降低了水稻对Cd的吸收，最终两者间稻米Cd含量没有差异。因此，长期实施翻耕结合秸秆还田是稻作系统中既能提高土壤质量，又能有效降低水稻Cd吸收的有效措施。

厘清关键土壤养分的空间分布及其变异机制有助于脆弱喀斯特生态系统的可持续发展。生态修复举措涉及土地利用变化等，因其实施导致的土壤养分空间分布特征变化仍不清楚。本研究基于区域尺度的样品采集利用描述性统计、地统计和空间分析方法探究0-15 cm表层土壤养分的空间变异及其驱动因素。结果表明：土壤有机碳（SOC）、全氮（TN）、全磷（TP）和全钾（TK）含量皆属中等程度变异，其变异系数分别为0.60、0.60、0.71和0.72；其全局莫兰指数分别为0.68、0.77、0.64和0.68，表明存在明显正向空间自相关；其局部莫兰指数皆较低，表明存在较大的空间变异；其最优半变异模型分别是球状、高斯、指数和指数模型。据中国第二次土壤普查养分分级标准，SOC和TN是相对丰裕的，其极丰富和丰富等级面积累计占比分别为90.9和96.0%；TP属于中等-贫乏水平，其中等和贫乏等级面积占比分别为33.7和30.1%；TK是贫乏的，其贫乏、非常贫乏和极其贫乏等级面积累计占比87.6%。因此，相较于土壤氮，研究区内的陆地生态系统更易受土壤磷和钾的限制。此外，影响因素的方差分解表明，相较空间和环境变量，其它土壤特性对养分变异的贡献更大。以上结果可为研究区内陆地生态系统的管理提供理论依据。

秸秆还田在提高碳固存和氮吸收方面已表现出显著潜力，同时还能促进植物生产力。然而，在秸秆还田条件下，水稻植株—土壤系统中光合碳以及外源氮的具体转运和分布情况仍不清楚。基于此，我们在双季稻系统中进行了一项长期秸秆还田定位试验，设置秸秆移除（F）、秸秆焚烧还田（SBR）和秸秆还田（SR）处理，以使用¹³C脉冲和¹⁵N同位素示踪技术研究碳固存和外源氮吸收。结果表明，在水稻植物—土壤系统中，与SBR和F处理相比，SR显著提高了土壤¹³C丰度，增幅为24.4%—25.4%，地上部植物中¹³C积累量（18.4%—35.8%），以及穗中¹⁵N的积累量（12.8%—34.3%）。这些变化增加了植株—土壤系统中总有机碳的含量以及水稻籽粒产量。SR显著提高了光合碳向土壤中转移，增幅达9.8%。对于水稻器官而言，与SBR相比，SR在叶片和茎中表现出更高的光合碳分布，但在穗中分布较低。说明秸秆还田有利于将光合碳固定到土壤中；相反，在¹⁵N分布中观察到了相反的趋势。此外，SR增加了对肥料尿素和土壤氮源中氮的吸收，将氮回收率提高了9.2%—12.5%，并降低了氮素残留。相关性分析表明，SR 提高了叶片和根部¹³C的积累量，同时降低了所有水稻器官中¹⁵N的丰度，从而增加了水稻的产量。 偏最小二乘法路径模型表明，SR 下水稻产量的增加主要与水稻—土壤系统中¹³C积累量有关。研究结果表明，长期秸秆还田有利于增加水稻植物—土壤系统中光合碳和外源氮的固存，特别是氮素利用效率，从而提高水稻和土壤的生产力。

荞麦（Fagopyrum tataricum）是一种未充分利用的孤儿作物，具有重要的营养和药用价值，且对逆境有较好的耐受性。然而，这种环保作物对盐胁迫敏感，盐胁迫会导致水分流失、气孔关闭，影响光合作用和代谢，降低荞麦的产量和质量。因此，了解荞麦的盐胁迫耐受机制至关重要。在本研究中，我们通过全基因组关联分析（GWAS）确定了在第2号染色体上包含35个候选基因的位点，这个位点与荞麦的盐耐受性显著相关。转录组分析表明，丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶 Aurora-3（FtAUR3） 家族基因在盐胁迫下上调表达。在 FtAUR3 启动子中单核苷酸的缺失会导致 FtAUR3 表达增加，从而增强荞麦对盐的耐受性。FtAUR3 在荞麦毛状根中的过表达导致了类黄酮的积累，包括芦丁和肉桂酸，并在盐胁迫下诱导了类黄酮生物合成基因 （如PAL、C4H、F3H和F3’H） 的表达。此外，过表达 FtAUR3 的拟南芥相较于野生型拟南芥增强了盐耐受基因 （SOS1、AVP1等） 的表达，增强了植物对盐胁迫的耐受性。同时，在盐胁迫下，FtAUR3 显著提高了 ROS 通路成分的水平，包括超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和过氧化物酶，进而改善植物的盐耐受性。另外，我们证明了 FtAUR3 与 ROS 通路中的关键酶 FtGAPB 相互作用，提出了 FtAUR3 参与 ROS 信号的潜在机制。综合这些结果，证实了FtAUR3 在荞麦耐盐胁迫中可能发挥重要的积极作用。

基因编辑系统在阐明植物基因功能和促进分子设计育种方面具有广泛的潜力。然而，单引导rna（sgRNAs）的效率各不相同，通过生物信息学准确预测其效率仍然存在挑战，特别是在棉花（陆地棉）等作物中。在本研究中，我们开发了一种快速、有效的方法，利用一个瞬时表达系统来验证棉花中sgRNAs的功能，它可以在三天内完成。本研究选择6个基因12个靶点，观察到通过稳定和瞬态转换获得的编辑效率呈正相关，皮尔逊相关系数（R2）为0.71。我们的研究通过评估多个基因的不同gRNA序列的效率，证实该方法可以快速评估gRNA对基因组的编辑效率，从而通过预筛选提高基因编辑的工作效率。

棉花（Gossypium）是一种重要的经济作物，为全球纺织业提供了大部分天然纤维。次生细胞壁（SCW）构成棉纤维干物质的主体，是决定棉花产量和质量的关键因素。本研究采用纤维特异性启动子proFbl2A，在次生细胞壁合成阶段的棉花纤维中控制八氢番茄红素合成酶和1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸合成酶融合基因的表达，从而提高转基因棉花纤维中的类胡萝卜素和脱落酸（ABA）水平。与野生型对照相比，ABA上调的棉花纤维中次生壁合成提前，同时伴随次生细胞壁阶段特异性基因和关键次生细胞壁调节因子的表达提前。同时发现ABA信号传导的正向bZIP转录因子（GhbZIP27b、GhbZIP37b和GhbZIP66b）可以结合并激活关键次生细胞壁调节因子（GhTCP4A、GhFSN1和GhMYB7D）的启动子。此外，这些bZIP还可以与两个乙烯合成酶基因（GhACS10和GhACO3）相互作用并促进其表达。我们的数据表明，提高类胡萝卜素和ABA合成水平可以通过激活关键转录因子启动棉花次生壁的合成，并通过上调乙烯生物合成促进次生细胞壁的增厚。

调环酸钙（Pro-Ca）可以积极调节作物对盐碱胁迫的耐受性。然而，施用Pro-Ca的最佳浓度及其增强大豆耐盐碱性和产量的机制仍不清楚。本研究旨在确定外源施用Pro-Ca的最佳浓度，并揭示Pro-Ca对盐碱胁迫下大豆修复和产量响应的潜在机制。结果表明，盐碱胁迫通过触发活性氧（ROS）产生，导致Na⁺过度积累对基粒片层造成氧化损伤，从而对大豆幼苗的形态和生理特性产生负面影响。施用100 mg L⁻¹ Pro-Ca为最佳，通过显著降低盐碱胁迫下的Na⁺吸收来改善干物质积累和归一化植被指数（NDVI）。此外，综合生理、超微结构和转录组数据表明，Pro-Ca显著增强了抗坏血酸-谷胱甘肽（AsA-GSH）循环，通过上调相关基因的表达来增强抗坏血酸过氧化物酶（APX）、谷胱甘肽还原酶（GR）、脱氢抗坏血酸还原酶（DHAR）和单脱氢抗坏血酸还原酶（MDHAR）的活性以及AsA/DHA和GSH/GSSG的比率以淬灭ROS，从而保护内囊体膜和线粒体膜免受降解。编码抗坏血酸和醛酸代谢的差异表达基因（DEGs）在膜的组成部分中显著富集（P<0.05）。此外，Pro-Ca处理上调了盐碱胁迫下编码光系统的基因表达，降低了光抑制和气孔限制（L_s），并减轻了盐碱胁迫引起的光系统损伤和产量下降。总之，叶片喷施Pro-Ca可通过抑制Na⁺内流、增强AsA-GSH循环、维持生物膜系统和提高光合效率来有效增强大豆幼苗对盐碱胁迫的耐受性。

普遍胁迫蛋白（USPs）不仅在植物非生物胁迫抗性中发挥重要作用，还参与植物生长发育调控。然而，USPs对植物淀粉生物合成的调控作用尚未见报道。本研究从高淀粉含量甘薯株系H283中克隆得到IbUSP17基因，其编码蛋白定位于细胞核。IbUSP17在高淀粉含量株系及贮藏根快速膨大与淀粉积累时期显著高表达。过表达IbUSP17基因显著提高甘薯块根的淀粉含量尤其是支链淀粉比例，且未降低块根产量，上调淀粉生物合成相关基因的表达，增强支链淀粉合成关键酶活性，并提高淀粉生物合成相关代谢物含量；沉默该基因则产生相反的效应。这些结果建议，过表达IbUSP17基因通过上调淀粉生物合成相关基因表达及关键酶活性，尤其是支链淀粉合成途径，增加淀粉含量。本研究首次揭示了USP基因在淀粉生物合成中的作用，IbUSP17基因可望用于提高甘薯淀粉产量和改善淀粉品质。

由于不合理耕作方式和气候变化的影响，表土深度持续降低，严重制约了玉米产量的可持续提高。然而，表土深度影响作物生理生化的机制尚不清楚，特别是光合作用及碳同化方面。为了研究表土深度对玉米光合过程、碳同化和产量的影响，本研究采用双因素随机区组设计，在60,000株/hm²（常规密度，D1）和90,000株/hm²（高密度，D2）两个种植密度条件下，构建了10 cm（S1）、20 cm（S2）、30 cm（S3）、40 cm（S4）和50 cm（S5）共五个表土深度。结果表明，增加表土深度显著提高了玉米的籽粒产量，在D1和D2条件下最大增幅分别为43.6%和55.6%。增加表土深度也增加了叶绿素含量、最大光化学效率（F_v/F_m）、实际光化学效率（ΦPSII）和光合酶活性（包括核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶（Rubisco）、磷酸烯醇丙酮酸羧化酶（PEPC）和丙酮酸正磷酸二激酶（PPDK））。随着这些参数的增加，植株在达到光饱和点时能保持较高的净光合速率（P_nmax），在D1和D2条件下最大增幅分别为68.0%和75.7%，从而在生理成熟期时产生更多的干物质。表土深度的增加使¹³C光合产物在玉米茎、叶和籽粒中的分布增多，从而使植株碳同化能力，分配效率以及叶片光合能力增强。综上所述，增加表土深度是确保玉米高产稳产的重要因素，而产量的增加与表土深度变化引起的生理差异密切相关。

粒形是决定水稻产量和品质的重要因素。功能缺失型gs9等位基因可以产生细长粒形和较低垩白，影响籽粒外观。本研究中我们证实了当前大多数的粳稻品种表现为短圆粒，其主要粒形基因位点上携带相同的等位基因组合。利用CRISPR/Cas9产生的敲除等位基因gs9^KO能够显著改善供试粳稻品种的粒形和垩白，且对产量性状无影响。此外，通过栽培密度试验确认gs9^KO等位基因造成的植株叶夹角略有增加，不影响最终单株产量。结果表明，gs9^KO等位基因在改善籽粒外观品质方面具有广泛的应用潜力。

绿肥还田是提高作物产量和氮肥利用效率的一种有效且环保的农艺管理措施。然而，不同绿肥还田量对氮素损失、小麦籽粒产量和氮肥利用效率的影响尚不清楚。为此，本研究于2020-2023年在干旱绿洲灌区进行了田间定位试验。本研究旨在探究不同绿肥还田量对麦田氮素损失的影响，并探讨其机制。试验采用随机区组设计方法，设两个施氮量(N0: 0, N1:180 kg ha^-1)和四种绿肥还田量(G0: 0, G1: 15000 kg ha^-1, G2: 30000 kg ha^-1, G3: 45000 kg ha^-1)。探究不同绿肥还田量结合合成氮肥对麦田氮素损失、氮肥利用效率及小麦生产力的影响，并分析了氮素投入、氮素损失、氮肥利用效率与籽粒产量的关系。结果表明：绿肥还田显著提高麦田0-100 cm土层土壤硝态氮储量，降低氮素向深层土壤淋失风险，减少了氧化亚氮的排放，同时提高了小麦产量。尽管增加了氨挥发，但氮肥利用效率得到了提高。与N1G0相比，不同绿肥还田量的N₂O排放量降低14.1%-19.0%。而在N0水平下，绿肥还田使N₂O排放平均增加12.2%。两个施氮水平下，随绿肥还田量的增加，NH₃挥发呈现先升高后趋于平稳。N1G2处理实现了最高籽粒产量和氮肥利用率。拟合结果表明，当180 kg ha^-1的合成氮肥与30000 kg ha^-1绿肥还田量配施，可保证小麦产量和氮肥利用效率最大化的同时，将表观氮素损失降低至最低。因此，本研究种N1G2处理即可提高小麦籽粒产量和氮肥利用效率，又可减少氮素损失，降低土壤硝态氮淋失风险。该管理策略为实现“高产低耗”的农业生产提供了重要参考，为农业可持续发展提供了切实可行的解决方案。

二化螟是水稻种植区最严重的害虫之一，并且已对目前田间使用的大多数杀虫剂产生了不同程度的抗性。环丙氟虫胺是一种新型间二酰胺类杀虫剂，对多种害虫表现出高效活性。评估二化螟对环丙氟虫胺的抗性风险对其制定预防性抗性治理策略是必要的。在此，我们通过稻苗浸渍法和点滴法建立了二化螟对环丙氟虫胺的毒力敏感基线，其LC₅₀和LD₅₀值分别为0.026 mg/L和0.122 ng/头。环丙氟虫胺对37个二化螟田间种群的LC₅₀值范围为0.012至0.061 mg/L，其中25个田间种群对氯虫苯甲酰胺表现出不同程度的抗性，最高LC₅₀值为3770.059 mg/L。此外，种群敏感性分布模型分析表明，0.048 mg/L的环丙氟虫胺即可杀死90%的田间氯虫苯甲酰胺抗性二化螟种群，而氯虫苯甲酰胺需要2087.764 mg/L才能达到类似的防治效果。经过19代的抗性筛选，未发现二化螟对环丙氟虫胺的抗性显著上升（抗性倍数RR=3.1）。通过阈性状分析估计的抗性现实遗传力（h²）为0.067，表明在二化螟敏感品系中对环丙氟虫胺具有较低的抗性风险。环丙氟虫胺筛选种群未表现出明显的适合度代价（相对适合度=0.96），并且对七种杀虫剂的敏感性没有显著变化。这些结果表明，环丙氟虫胺是治理氯虫苯甲酰胺抗性二化螟的一种有效的替代杀虫剂。此外，抗性风险评估为环丙氟虫胺对二化螟的可持续抗性管理提供了科学应用指南。

制定农业面源氮（N）磷（P）污染的防控策略常常具有挑战性，需要在工程成本与处理效果之间寻找平衡，一旦防控策略失衡往往会导致治理农业流域面源污染时出现不理想的治理后果或高昂的技术成本。针对这一问题，本文开发了一种可行的便携式流域N&P决策支持系统（CNPDSS），该系统基于安卓智能手机平台，并集成了Web地理信息系统（GIS）和流域氮磷污染防控评估系统。CNPDSS旨在通过人工智能驱动的优化算法来制定氮磷流失负荷控制目标，并控制防控工程成本。该系统由四个主要组件构成：用户界面（GUI）、GIS模块、N&P污染模型（NPPM）和决策支持系统（DSS）。该系统的用户界面简洁，并集成了GIS模块，提供了直观的交互体验，适合非专业人员使用。CNPDSS采用简洁的经验模型来预测氮磷负荷，提高了预测效率并减少了参数复杂度；同时综合考虑了流域内氮、磷迁移路径和三种控制措施（农田源头减量、生态沟渠过程截留及末端湿地净化处理），形成了全面的“三元”面源氮磷防控体系。为了优化子流域中的任一N&P污染防控方案，提高其成本效益比，CNPDSS采用差分进化算法（DEA）执行双目标决策优化计算。本研究应用CNPDSS在我国中部某一典型农业小流域进行了案例开发应用，证实了CNPDSS可以通过制定了一套优化且高效的氮磷污染控制策略，确保该流域水质达到国标III类水的标准（GB3838-2002，TN浓度≤ 1.0 mg/L 和 TP≤ 0.2 mg/L）。该案列也表明CNPDSS具备自适应设计和灵活架构，可以支撑其在其它流域中的广泛应用。

环状RNA（circRNA）是一类在不同生物中广泛存在的非编码RNA，但其生物学功能大多尚未明确，特别是其在植物与微生物互作中的作用研究较少。在本研究中，我们从玉米小斑病菌（Cochliobolus heterostrophus，简称C. heterostrophus）中鉴定出一种外显子来源的环状RNA（Che-circR2410），并且通过构建Che-circR2410和其前体基因（ChCYP51）的敲除和回补突变体并回接玉米叶片，调查其致病作用的变化。结果证明：Che-circR2410与其前体基因ChCYP51均参与调控C. heterostrophus对玉米叶片的致病性。进一步通过Che-circR2410的原位杂交实验和双荧光素酶报告系统分析，发现Che-circR2410定位在侵染的菌丝周边，可跨界与寄主细胞中的靶标zma-miR399e-5p相互作用。此外，构建了玉米 zma-miR399e 的瞬时沉默株，比较接种小斑病菌 Che-circR2410 的敲除突变株和野生株后造成的病斑面积，我们发现由野生型C. heterostrophus和Che-circR2410敲除突变株（∆ChcircR2410）在玉米zma-miR399e沉默突变体上引起的病斑面积无显著差异，进一步证明了Che-circR2410与zma-miR399e-5p在叶片内存在相互作用。此外，发现小斑病菌侵染玉米zma-miR399e 沉默株叶片形成的病斑面积均显著高于玉米野生株上的病斑面积，表明zma-miR399e参与调控玉米对小斑病菌的防御反应。进一步检测zma-miR399e预测的靶标基因在病菌侵染过程中的表达量，发现zma-miR399e能够参与调控自噬相关基因的表达，进而影响玉米防御反应。综上所述，本研究揭示了小斑病菌致病性外显子环状RNA 与其前体基因协同调控病菌致病性，且病菌环状RNA与寄主miRNA之间通过跨界互作调节病菌对玉米叶片的侵染。这一发现拓展了人们关于非编码RNA在C. heterostrophus与玉米互作中作用的认识。

Pepper fruit is highly favored for its spicy taste, diverse flavors, and high nutritional value. The proper development of its flower and fruit directly determines the quality of pepper fruit. The YABBY gene family exhibits diverse functions in growth and development, which is crucial to the identity of plant flower organs, but its specific role in pepper is still unclear. In this study, nine CaYABBY genes were identified and characterized in pepper. Most CaYABBY genes were highly expressed in reproductive organs, albeit with varying patterns of expression. The CaYABBY5 gene, uniquely expressed in petals and carpels, has been demonstrated to modulate floral organ determinacy and fruit shape through gene silencing in pepper and ectopic expression in tomato. Protein interaction analysis revealed an interacting protein SEPALLATA3-like protein (SEP3), exhibiting a similar expression profile to that of CaYABBY5. These findings suggest that CaYABBY5 may modulate the morphogenesis of floral organs and fruits by interacting with CaSEP3. This study provided valuable insights into the classification and function of CaYABBY genes in pepper.

遗传多样性在遗传研究和育种中起着关键作用，而核心种质是获取遗传多样性的重要资源。目前，茶树核心种质的构建主要基于表型数据或分子标记；然而，有效构建植物育种计划的核心种质需要综合考虑多个因素。本研究收集了320份茶树种质资源，分析了其单核苷酸多态性（SNP）和代谢物数据。基于2,118,060个高质量SNP标记，分析结果表明陕西省茶树种质资源具有丰富的遗传多样性，表现为较高的观察杂合度（Ho=0.340）、期望杂合度（He=0.327）、次要等位基因频率（MAF=0.229）和多态信息含量（PIC=0.268）。此外，较高的遗传多样性指数（H'=1.902）表明代谢变异显著。系统发育分析将320份茶树种质资源分为6个聚类分支，反映了地理因素对茶树遗传多样性的影响。在遗传和代谢数据的基础上，我们开发了一个包含106份材料的核心集合，旨在有效地代表原始种质资源的基因、代谢、种群和区域多样性。核心集合的全基因组关联分析成功地验证了在原始集合中发现的标记-性状关联。本研究为茶树种质资源的保护与管理提供了理论依据。

制定农业面源氮（N）磷（P）污染的防控策略常常具有挑战性，需要在工程成本与处理效果之间寻找平衡，一旦防控策略失衡往往会导致治理农业流域面源污染时出现不理想的治理后果或高昂的技术成本。针对这一问题，本文开发了一种可行的便携式流域N&P决策支持系统（CNPDSS），该系统基于安卓智能手机平台，并集成了Web地理信息系统（GIS）和流域氮磷污染防控评估系统。CNPDSS旨在通过人工智能驱动的优化算法来制定氮磷流失负荷控制目标，并控制防控工程成本。该系统由四个主要组件构成：用户界面（GUI）、GIS模块、N&P污染模型（NPPM）和决策支持系统（DSS）。该系统的用户界面简洁，并集成了GIS模块，提供了直观的交互体验，适合非专业人员使用。CNPDSS采用简洁的经验模型来预测氮磷负荷，提高了预测效率并减少了参数复杂度；同时综合考虑了流域内氮、磷迁移路径和三种控制措施（农田源头减量、生态沟渠过程截留及末端湿地净化处理），形成了全面的“三元”面源氮磷防控体系。为了优化子流域中的任一N&P污染防控方案，提高其成本效益比，CNPDSS采用差分进化算法（DEA）执行双目标决策优化计算。本研究应用CNPDSS在我国中部某一典型农业小流域进行了案例开发应用，证实了CNPDSS可以通过制定了一套优化且高效的氮磷污染控制策略，确保该流域水质达到国标III类水的标准（GB3838-2002，TN浓度≤ 1.0 mg/L 和 TP≤ 0.2 mg/L）。该案列也表明CNPDSS具备自适应设计和灵活架构，可以支撑其在其它流域中的广泛应用。

为了探索自噬对辣椒耐热性贡献的分子机制，在之前的研究中，我们鉴定了锌指蛋白B-BOX 9/CONSTANS-LIKE 13（CaBBX9/CaCOL13）作为自噬调节蛋白（ATG）CaATG8c的相互作用伴侣，其中CaATG8c是自噬的核心组分之一。然而，CaBBX9在自噬和耐热性中的作用尚不清楚。在这项研究中，我们进一步证实了CaBBX9与CaATG8c之间的相互作用，并定义了CaBBX9的相互作用区域是CCT结构域以及特定片段区域。热处理可以诱导CaBBX9的表达，并发现CaBBX9与CaATG8c在细胞核中共定位且表现出转录活性。当沉默CaBBX9时，辣椒的耐热性增强，表现为MDA含量、H2O2、死细胞和相对电解质渗漏的减少以及叶绿素含量和热胁迫相关基因表达水平的增加。在番茄中过表达CaBBX9则显示出相反的效果。综上所述，我们的研究表明，CaBBX9通过加剧氧化损伤和抑制热相关基因的表达来负向调节辣椒的耐热性。我们的发现为指导作物对不利环境的耐受性育种提供了新的线索。

近年来，合理利用咸水资源进行农业灌溉已成为缓解水资源短缺的有效策略。为了长期安全有效地开发咸水资源，明确灌水盐度对加工番茄的影响并制定最佳水盐灌溉策略至关重要。本研究进行了两年（2018年和2019年）的田间小区试验，以探讨灌水盐度（S1：1 g L^-1、S2：3 g L^-1和S3：5 g L^-1）和灌溉定额（W1：305 mm、W2：485 mm和W3：611 mm）对土壤体积含水量、土壤盐分、加工番茄生长、产量和水分利用效率的影响。结果表明，使用低中度咸水（<3 g L^-1）灌溉提高了作物的水分吸收和利用能力，与S3相比，S1和S2处理的土壤含水量（SWC）分别降低了6.5‒7.62%和10.52‒13.23%（2018年）。S1水平下，土壤含盐量（SSC）积累速率随灌水量的增加而逐渐降低。2018年，W3处理SSC较W1和W2分别下降85.00和77.94%，2019年分别下降82.60和73.68%。高水低盐条件下（S1W3）土壤出现淋洗作用，随着灌水盐度和灌水次数的增加淋洗作用逐渐减弱。2019年，各处理土壤含盐量较2018年增加了10.81‒89.72%。加工番茄的产量随着灌溉量的增加而增加，且两年均在S1W3处理达到峰值（125304.85 kg ha^-1，2018年；128329.71 kg ha^-1，2019年）。S2W3处理在第一年咸水灌溉条件下，保持相对较高的产量，与S1W3处理相比仅下降2.85%，但在第二年显著降低15.88%。结构方程模型（SEM）显示，土壤环境因素（SWC和SSC）直接影响产量，同时也对加工番茄的生长指标（株高、茎粗和叶面积指数）产生间接影响。TOPSIS分析表明，S1W3、S1W2和S2W2得分始终排在前三位。单因素边际效应函数显示，当灌溉水盐度低于0.96 g L^-1时，对综合评价分数（CES）有正向贡献。使用盐度为3 g L^-1的咸水一年，且灌溉量为485 mm时，可确保加工番茄保持高产量和相对较高的CES（0.709）。然而，连续使用咸水灌溉超过一年并不可行。

穗部发育是决定小麦产量的关键因素，穗部的耐冷性对保持育性和生产力至关重要。本研究对穗部顶端畸形突变体lwasa-B1进行了全面的鉴定和分析，结果表明，lwasa-B1是一个低温敏感突变体，在15°C以下穗部发育受到明显的改变，导致其耐冷性降低。与野生型相比，低温胁迫下的lwasa-B1表现出生长延迟、分蘖增多以及小穗退化。lwasa-B1的过氧化氢酶、过氧化物酶和生长素活性显著降低，而丙二醛和赤霉素含量显著升高。利用代谢组学和转录组综合分析，推测lwasa-B1可能参与植物激素信号转导和苯丙烷类代谢调控途径。将目标基因定位于4B染色体短臂上标记k_sau_4B_17478331和k_sau_4B_19541181之间，遗传距离为2.1cM。结合BSE-Seq、转录组学和代谢组学联合分析，推测TraesCS4B02G023800是与lwasa-B1相关的潜在关键基因。本研究揭示了lwasa-B1对低温胁迫的表型和生理反应，并挖掘了一个可能调控小麦穗退化的候选基因。本研究初步解析了低温胁迫下小麦穗退化的调控机制，为小麦耐低温品种的选育提供了理解基础。

小麦（Triticum aestivum L.）在保障全球粮食安全中发挥着重要的作用，但田间种植受限于土地资源和环境条件，通常每年只能成熟一次，且产量波动较大，限制了其改良速度，难以满足未来的粮食需求。为探究受控环境中小麦生长发育和产量建成的潜力，本试验利用植物工厂，以“永良4号”春小麦为材料，设置了5种光处理，分别为12 h光照+白光质（P12W），17 h光照+白光质（P17W），22 h光照+白光质（P22W），22 h光照+红：绿：蓝光质=6:3:2（P22RGB）和22 h光照+红：蓝光质=6:1（P22RB）。结果表明，在受控环境中，小麦可完成其生命周期，其中，延长光照时间（从12 h到17 h再到22 h）能够加速小麦的发育，特别是缩短花前生长阶段所需的时间。但不容忽视的，延长光照时间，尤其P22W处理，会导致光胁迫加剧，不仅影响小麦株高、茎数等外观形态和干物质积累，而且缩短的花前生长阶段阻碍了花粉的持续发育，造成穗粒数和产量的显著降低。有趣地，在长光照条件下增加红光（如P22RB处理）能够改善干物质积累、增加碳水化合物向生殖组织的转运以及加快孢粉素的生物合成，有助于小麦植株形态和籽粒产量的恢复。总体而言，在受控环境中采用P17W和P22RB处理为代表的优化光制度，每年可生产5~6代小麦，产量达到3.16~5.87 kg m⁻⊃2; yr⁻⊃1;，是大田种植的3.59~6.68倍。因此，在受控环境中采用适宜的LED光制度是实现小麦“早熟和高产”双重目标协同的有效途径。

落花落果使作物产量降低，因此减少花果脱落是一个重要的农业问题。HAESA（HAE）和HAESA-like2（HSL2）受体激酶及其配体IDA小肽是调控拟南芥花器官脱落的核心。我们早期研究表明，SlIDL6是番茄中IDA的同源物，其功能与AtIDA相似，可以调控番茄花器官脱落。在本研究中，我们发现三个与番茄花柄脱落相关的HAESA-like同源物SlHSL1/2/3。SlHSL1/2/3在离区（AZ）高表达。Slhsl1、Slhsl2和Slhsl3的敲除株系花柄外植体脱落显著慢于野生型（WT）。双突变体Slhsl1Slhsl2、Slhsl1Sslhsl3和Slhsl2Slhsl比单基因敲除株系进一步抑制了花柄脱落，且三突变体Slhsl1sl1Slhsl2Slhsl3的脱落率更低，表明在番茄花柄脱落过程中SlHSL1/2/3的功能是部分冗余的。用SlIDL6小肽处理番茄花柄外植体显著加速了WT的花柄脱落，但对SlHSL1/2/3敲除系的脱落率影响不大，表明在番茄花柄脱落中SlHSL1/2/3作为SlIDL6的受体发挥作用。乙烯抑制剂1-甲基环丙烯（1-MCP）可显著抑制SlHSL1/2/3的表达。在乙烯处理的情况下，乙烯显著加速WT花柄脱落，而SlHSL1/2/3敲除系的脱落率显著低于WT。综上所述，我们的研究结果表明，SlHSL1/2/3可以作为SlIDL6的受体，正调控番茄花柄脱落，且SlHSL1/2/3调控的脱落部分依赖于乙烯。

非洲猪瘟（African swine fever，ASF）是由非洲猪瘟病毒（African swine fever virus，ASFV）引起的一种急性、出血性疾病，死亡率高达100%。ASF严重危害全球养猪业的健康发展，除越南外仍无可用的商品化疫苗和抗病毒药物。传代致弱是ASF疫苗研究的重要技术路径。本研究将ASFV Pig/HLJ/18株在野猪肾细胞（Boar kidney cells，BK2258）中连续传代成功获得了细胞适应株，命名为HLJ18/BK33株。该适应株在BK2258细胞中形成明显的细胞病变效应（CPE），并能稳定且高效地复制，同时在猪肺泡巨噬细胞（PAM）中保留高效复制能力。全基因组序列分析显示，与Pig/HLJ/18相比，HLJ18/BK33株在181,027-187,188位存在6162 bp的大片段缺失，同时存在4个单核苷酸缺失，导致移码突变，使3个开放阅读框（ORF）（ASFV_G_ACD_00120、ASFV_G_ACD_00350和A179L）截短表达，2个ORF（MGF_110-14L与MGF_110-11L）融合表达。此外，还有4个基因发生错义突变，导致单个氨基酸的改变。将HLJ18/BK33株以10⁶ TCID₅₀/头的剂量肌肉注射接种5头6-8周龄的SPF猪，28天后所有猪均健康存活，体温正常，未见异常临床症状，表明其毒力完全丧失。用亲本毒株Pig/HLJ/18进行攻毒，结果4头猪出现持续性发热和ASF相关的临床症状，并在攻毒后13天内死亡；1头猪出现一过性体温升高，在攻毒后28天观察期仍健康存活。以上结果证明，HLJ18/BK33株高度减毒，但不能提供针对亲本强毒株的免疫保护。本研究获得的细胞适应株HLJ18/BK33不具备开发疫苗的潜力，但其在BK2258细胞中稳定复制并形成典型的CPE且高度减毒，大大降低了生物安全风险，是病毒与宿主相互作用、抗病毒药物筛选、诊断方法的研制和病毒生物学特性研究的理想毒株。

猪圆环病毒3型（Porcine circovirus type 3, PCV3）是一种新发病原体，可感染猪、犬、牛、小鼠等多种动物。此前，已有多种间接酶联免疫吸附试验（iELISA）用于检测猪体内PCV3抗体。本研究首次以杆状病毒表达系统（BEVS）制备的PCV3衣壳蛋白（Cap）作为包被抗原，建立了一种双抗原夹心ELISA（DAgS-ELISA），用于检测不同动物血清中的PCV3抗体。利用该方法，对2022年至2024年中国17个省份的猪血清样本进行了大规模血清学调查，结果显示猪群PCV3血清阳性率为55.7%，其中母猪阳性率显著高于其他群体，达86.3%。此外，该方法成功检测到牛和犬血清中的PCV3抗体，阳性率分别为7.7%和4.4%。进一步研究还将其应用于马、昆明小鼠及20种野生动物血清样本的检测，首次在马体内检出PCV3抗体，表明PCV3的宿主范围进一步扩大。本研究结果证实了PCV3具有广泛的宿主谱，同时表明DAgS-ELISA是一种高效、可靠的血清学检测工具，对PCV3的流行病学监测及防控具有重要意义。