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。

Goats (Capra hircus) provide a rich source of products, such as meat, milk, and wool, and are important domestic animals in many parts of the world. Goats were one of the first domesticated livestock species during the late Neolithic period, approximately 11,000 years ago, in the Fertile Crescent. In the past decades, genomic studies of goats have provided insight into their domestication and genetic basis of economically important traits. This review outlines the latest advancements that have been made in reference to domestication and genetic improvement of production traits such as meat and carcass quality, reproduction, milk, cashmere, and functional traits such as environmental adaptation and disease-resistance. Genomic research is entering a new era with the availability of graphical pan-genomics and telomere-to-telomere (T2T) gap-free genome assembly, which will extend our understanding of domestication and molecular mechanistic dissection of economic traits in goats. We provide new perspectives and future directions for genomics and suggest how the ever-increasing multi-omics dataset will facilitate future studies and molecular breeding in goat.

本研究旨在确定日粮中补充丙酸钠（NaPr）对围产后期奶牛泌乳性能、乳脂肪酸谱、血浆糖脂代谢物和脂肪组织脂质沉积的影响。本研究选取了24头产次相同（3胎）、预产期相似、产后身体状况良好的奶牛，随机分为两组。两组处理分别是：（1）对照组为基础日粮（Control）；（2）NaPr组为基础日粮+246 g d^-1 NaPr（NaPr）。本研究表明，日粮中补充NaPr对围产后期奶牛干物质摄入量（DMI）和乳成分组成没有显著影响。与对照组相比，日粮补充NaPr对围产后期奶牛乳中短链脂肪酸（C4:0）、中链脂肪酸（C8:0和C10:0）、长链脂肪酸（C13:0、C16:0、15:1、顺-13、顺-16 和C22:2）、总奇链脂肪酸和从头合成脂肪酸的比例显著增加，其余饱和脂肪酸的比例显著降低。研究发现，日粮补充NaPr显著增加了围产后期奶牛血浆中甘油三酯（TG）、葡萄糖和胰岛素的浓度。这表明产后补充NaPr可以为奶牛提供能量，有利于身体的葡萄糖和脂质平衡。与对照组相比，补充NaPr奶牛的脂肪组织（AT）中TG、Perilipin-1（PLIN1）蛋白表达和脂滴沉积显著增加。同时，NaPr显著上调了脂肪组织中ACCα和ACSS2的mRNA表达，CPT1A和CPT2基因的mRNA表达下调。这表明在日粮中补充NaPr可以促进围产后期奶牛乙酰辅酶A的产生，从而上调脂肪酸合成途径并减少脂肪酸氧化。综上所述，日粮中补充NaPr通过改善奶牛机体糖脂代谢，乳中脂肪酸含量和促进脂肪组织脂质沉积，从而缓解围产后期奶牛的能量负平衡（NEB）。本研究为NaPr作为饲料添加剂缓解围产后期奶牛能量负平衡提供理论基础。

化学脱叶催熟是棉花机械采收的前提。吐絮率是决定脱叶催熟剂施用时间、用量及收获时间的关键参数。针对人工调查吐絮率效率低、时效性差的问题，本文研究了一种基于数字图像的快速监测方法。在脱叶催熟剂喷施前7天及喷施后7、14、21天采集棉田图像，期间吐絮率范围为25%~95%。设置4个拍摄高度、5个拍摄角度和2个拍摄方向，共获取912张原始图像（单张尺寸5184×3456像素），同步调查地面实际吐絮率。将单张图像分割为500×500像素的子图像，利用4种深度学习网络识别吐絮与未吐絮棉铃，其中YOLOv5模型在识别速度与精度平衡上表现最优。针对图像分割导致的边界棉铃重复识别问题，将原始图像按10种尺寸（100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000像素）分割，利用YOLOv5模型对各尺寸子图像中的棉铃进行识别，之后合并不同尺寸子图像中同一位置棉铃的标注框，得到校正边界框。根据与吐絮率真实值的拟合效果，确定400×400像素与700×700像素图像组合效果最佳。应用该组合比较不同拍摄参数的识别效果，发现数码相机最佳拍摄高度为冠层上方20~30 cm，拍摄角度为水平向下0~30°（吐絮率>40%）和15~30°（吐絮率<40%），拍摄方向与种植行平行。本文提出的方法可实现25%~95%吐絮率范围内的快速检测(R⊃2;>92%，rRMSE<10%)，表明其在田间应用中具有较高的精度和稳定性。

间作体系与丛枝菌根真菌（AMF）接种联合应用，为重金属污染农田提供了一种兼具生态与经济效益的植物修复方案。然而，AMF与间作对镉土壤（Cd）生物有效性的影响尚不明确。本研究通过田间与盆栽试验，探究玉米-大豆间作与AMF接种对作物生长、Cd分配及根际土壤环境的协同效应。田间试验表明：玉米-大豆间作具有显著产量优势，土地当量比（LER）达1.62（普通玉米）与1.64（甜玉米）；间作降低大豆各部位镉积累量，其中籽粒镉积累量降低42.8%，同时维持玉米籽粒Cd浓度低于中国食品安全限值（0.20 mg kg^-1，GB2762-2022）；重金属去除当量比（MRER）达1.33-1.38，证实间作在产量与Cd植物提取上的双重优势。盆栽试验表明：AMF接种联合间作体系（IN+A）使玉米增产16.4%，同时显著降低两种作物Cd积累（籽粒浓度符合安全标准）；根际分析表明IN+A处理显著改善土壤健康指标：生物有效态Cd降低34.5%，pH升高，氧化还原电位（Eh）下降，过氧化氢酶活性提升；接种处理的AMF定殖率较对照组提高2.2-4.3倍。本研究证实：经AMF强化的玉米-大豆间作体系，通过土壤碱化与氧化还原电位下降的协同调控，以及Cd向根系的定向分配，有效降低Cd生物有效性。这种微生物-植物群落协同机制，在保障作物籽粒安全的同时实现土壤Cd稳定，可为污染农田“修复-生产”同步推进提供参考。

库-源平衡对棉花（Gossypium hirsutum L.）的脱叶过程具有关键调节作用，然而如何针对性调控库-源平衡以优化棉花的脱叶仍有待深入研究。本研究以‘新陆早78号’（XLZ78）和‘源棉11号’（YM11）为材料，开展了为期两年的田间试验，设置了四种库源处理：不剪叶不剪库（CK）、剪除每株1/2果枝叶（1/2L）、剪除每株1/2库器官（1/2B）以及剪除每株全部库器官（0B）。同时，在XLZ78品种上设置了三种灌溉处理（亏缺灌溉：2970 m⊃3;·ha⁻⊃1;；常规灌溉：3420 m⊃3;·ha⁻⊃1;；补充灌溉：4095 m⊃3;·ha⁻⊃1;），以探讨其对棉花保铃效果的影响。主要结果表明：与CK处理相比，减库处理（1/2B、0B）通过提高叶片相对含水量（LRWC）及植物激素（IAA、ZR）水平，同时降低脱落酸（ABA）含量及冠层温度，最终抑制了脱落区纤维素酶（CEL）和多聚半乳糖醛酸酶（PG）活性，从而延缓了叶片脱落。具体而言，1/2B和0B处理下XLZ78两年平均脱叶率平均分别降低了7.3%和13.4%，YM11两年平均脱叶率平均分别降低了0.8%和9.2%。减源处理（1/2L）的结果与减库处理类似。相反，与亏缺灌溉（2970 m⊃3;·ha⁻⊃1;）相比，补充灌溉（4095 m⊃3;·ha⁻⊃1;）提高了棉铃的数量、库源比及冠层温度，最终使叶片脱落率提高了14.0%。从机制上看，在库器官受限条件下，较低的冠层温度与植物激素的协同变化共同抑制了离层的形成。上述结果证实，在优化棉铃数量的同时尽量减少叶片损伤的库-源平衡管理策略，能够通过冠层微环境-激素互作途径精准调控棉花的脱叶效率。本研究为高密度棉花种植系统中协调机械采收效率与确保产量稳定性的精准脱叶策略提供了生理学框架。

针对节水水稻种植体系中水资源高效利用与稳产高产的双重难题，本研究在我国东北地区创新引入生物降解地膜覆盖技术。通过系统比较水稻无覆盖与覆盖条件下持续灌溉、控制灌溉及滴灌模式的效果，研究发现：生物降解地膜覆盖显著提升了水稻生长前期地温及保墒能力；其中，生物降解地膜覆盖下持续灌溉模式的水稻产量最高（9.4吨/公顷），净利润约1.18万元/公顷；而生物降解地膜覆盖下滴灌模式的节水效果最优，用水量最少（235 mm），水分生产力最高（1.25 kg m^-3）。研究进一步揭示，0-40厘米土层中水稻的根长、根重及根表面积（尤其在幼穗分化期）与水分生产力、干物质累积及产量呈显著正相关。这表明，根系形态的优化是提升产量和节水效率的关键内在因素。综上所述，生物降解地膜覆盖通过优化根区微环境、高效驱动根系发育，协同实现水稻种植体系的资源节约与稳产高产目标。

节肢动物在作物生产中扮演着传粉者、捕食者和害虫的重要角色。因此，了解节肢动物的生物多样性有助于了解农业生态系统的健康、功能和服务。传统调查方法耗时长、成本高，而且依赖于日益缺失的分类学专业知识，从而可能限制其在农业中的应用。环境 DNA（eDNA）指对不同环境样本进行宏条形码测序，从而获得有关物种组成的宝贵信息，而且该方法可以高效、非侵入性地取样。然而，很少有研究在稻田中使用这种方法。本研究使用不同的条形码引物研究了四种稻田样品，包括水稻植株清洗液（RPCF）、水稻花粉、稻田土层和稻田水层，以确定监测稻田节肢动物多样性最合适的样品。另外，我们在转Bt（Bacillus Thuringiensis）基因和非转Bt基因稻田中应用了这种方法，以研究其在生物多样性监测方面的潜力。结果表明，COI基因的引物（mlCOIintF/jgHCO2198R）扩增效果最好，可以注释到的稻田节肢动物种类最多。与吸虫器取样相比，水稻植株清洗液作为eDNA样品时鉴定到的节肢动物种类增加了15%。在水稻抽穗期对水稻花粉进行eDNA宏条形码测序也检测到了大量丰富的节肢动物种类。转Bt基因和非转Bt基因稻田的节肢动物α多样性和群落组成没有差异，这与传统调查方法的结果一致。我们的研究结果表明，对植物清洗液进行eDNA宏条形码分析有可能改善农业节肢动物群落的监测现状，从而优化农业生产。

我国北方灌区面临淡水资源短缺、洪水资源无法有效利用以及地下水长期超采等问题。鉴于这些挑战，本研究提出了利用洪水资源进行深蓄储水灌溉的新技术。然而，深蓄储水灌溉能否补给农田深层土壤水分并维持作物生产尚需进一步研究。因此，本研究在关中平原开展为期两年的夏玉米田间试验（2021-2022），评估以土壤饱和含水率作为灌水上限的不同土壤湿润层深度（T1: 60 cm; T2: 90 cm; T3: 120 cm; T4: 150 cm; T5: 180 cm）对农田深层土壤水分补给和夏玉米产量的影响。结果表明，在2021和2022年不同灌溉处理在100–200 cm土层的深层土壤水分补给（SMS_100–200）分别为73.34–267.42和0–150.03 mm。当有效降水量与灌水量之和超过390 mm时，SMS_100–200随二者之和的增加呈现线性上升趋势。同时，在2021和2022年玉米籽粒产量（GY）分别在T2和T3处理达到峰值，分别为11.44和11.25 t ha^-1。此外，2021年T4处理和2022年T5处理的GY与峰值相比分别仅降低3.9和5.7%。然而，T4和T5处理的SMS_100–200分别是T2和T3处理的2.4和5.0倍。综上所述，深蓄储水灌溉水量进一步增加会造成少量籽粒产量损失，但其能够显著增加农田深层土壤水分补给。因此，深蓄储水灌溉突破了传统灌区以有限水资源开展节水灌溉为目标的思路，其可以作为解决水资源匮乏、洪水资源利用效率较低和地下水位持续下降等问题的有效替代方案在中国北方灌区推广使用。

再生稻模式因低碳排放和高产特性在中国南方地区受到正受到广泛关注，然而其收支平衡状况及其潜在机制并不清楚。本研究通过2021-2022年在华东南地区-福州（北纬25°17′，东经119°18′）开展田间试验，构建了三种水稻种植模式：再生稻模式（MC+RSR）、单季稻（LR₁）和双季稻（ER+LR₂）。采用密闭静态暗箱观测法、干物质测定、生命周期评价（Life Cycle Assessment, LCA）等方法，从作物产量、温室气体排放、碳氮足迹、资源利用效率、固碳能力和碳收支平衡等多维度评估再生稻模式“高固碳-低排放”的机制。结果表明2021~2022年不同再生稻模式的RSR日均产量较其头季稻MC和单季稻LR₁提高28.21%~47.40%，再生稻（MC+RSR）模式较双季稻（ER+LR₂）模式日均产量提高13.50%~27.76%。并认为造成这一差异的原因是其再生季稻RSR光合产物（包括NSC）向穗部器官分配高3.32%~6.85%和向地下部根器官和土壤部位分配量减低21.77%~43.51%。此外，日均全球增温趋势（GWP）数据显示，再生稻（MC+RSR）日均全球增温趋势（GWP）为16.44 kg CO₂-eq ha^-1，单季稻（LR₁）日均GWP平均为24.99 kg CO₂-eq ha^-1，双季稻（ER+LR₂）日均GWP平均为21.32 kg CO₂-eq ha^-1，再生稻模式日均GWP比单季稻和双季稻分别降低34.21%和22.90%。同样地，再生稻日均GHGI比单季稻和双季稻分别降低62.28%和28.96%。从碳氮足迹而言，再生稻模式日均碳氮足迹分别为34.54 kg CO₂-eq ha^-1和22.72 kg N-eq ha^-1，单季稻模式为45.63 kg CO₂-eq ha^-1和24.49 kg N-eq ha^-1，双季稻模式为43.38 kg CO₂-eq ha^-1和24.77 kg N-eq ha^-1，再生稻日均碳、氮足迹比单季稻和双季稻分别降低24.30%、7.23%和20.38%、8.30%。此外，三模式的碳收支盈余量，再生稻（MC+RSR）为22380.01 kg CO₂-eq ha^-1，单季稻（LR₁）和双季稻（ER+LR₂）分别为11228.54和23772.15 kg CO₂-eq ha^-1。因此，再生稻模式（MC+RSR）资源利用效率比单季稻模式（LR₁）和双季稻模式（ER+LR₂）分别提高23.92%和47.50%，同时，日均经济效益分别提高32.71%和80.75%，该研究结果可为进一步探索农业碳中和技术和保障粮食安全的终极目标提供理论基础和实践依据。

绿豆（Vigna radiata L. (Wilczek)）是重要的食用豆科作物。利用雄性不育系实现杂种优势可提升绿豆产量，但针对绿豆雄性不育的遗传学研究较为匮乏。因此，挖掘绿豆雄性不育基因具有重要意义。本研究鉴定出一个绿豆无花粉型雄性不育突变体 vrnpms（Vigna radiata no pollen male sterility）。通过 vrnpms 与 V2709 杂交构建F₂群体进行基因定位，将控制不育性状的基因定位到第6号染色体426.65 kb区间内。在 vrnpms 中，一个编码MYB80转录因子同源蛋白的候选基因 VrMYB80（EVM0016947），发生52 kb缺失，导致编码蛋白C’端截短。基于该缺失开发了一个与不育表型连锁的分子标记。拟南芥功能互补实验证明 VrMYB80 可恢复 myb80 突变体的育性。亚细胞定位显示 VrMYB80 定位于细胞核；转录激活实验表明其C’端为转录激活结构域；原位杂交检测到 VrMYB80 在花药绒毡层特异性表达。下游基因 VrMS1 在 vrnpms 中表达显著下调，暗示C’端转录激活域缺失导致 Vrmyb80 无法激活下游基因表达是 vrnpms 不育的原因。本研究揭示了豆科作物花粉发育的分子遗传基础，为绿豆杂种优势利用提供了理论支撑。

土壤微生物与代谢物互作驱动作物生产力，然而其在豆科作物系统中对长期养分管理的响应机制仍需深入探究。本研究旨在阐明施肥与根瘤菌接种如何通过重构大豆根际真菌-代谢物互作网络以提升土壤健康。依托十年的田间试验，结合ITS测序和液相色谱-质谱联用（LC-MS）代谢组学技术，分析了四种处理：对照（CK）、磷钾肥（PK）、PK配施氮肥（PK+N）、施PK肥并接种Bradyrhizobium japonicum 5821（PK+R）。结果表明，施氮肥显著提高了成熟期真菌多样性并增强了共现网络复杂性（表现为最高的节点数和边数），而接种慢生根瘤菌则提升了群落的随机性组装程度。土壤真菌与3-羟甲基安替比林（3-Hydroxymethylantipyrine）、大黄酚（Chrysophanol）、3,7-二羟基黄酮（3,7-Dihydroxyflavone）及三乙胺（Triethylamine）等代谢物呈现显著相关性。代谢谱分析进一步揭示：施氮肥抑制了抗胁迫黄酮类化合物（3-羟甲基安替比林、大黄酚、3,7-二羟基黄酮）的积累，而接种慢生根瘤菌显著富集了这些关键代谢物。KEGG通路富集分析证实，在开花结荚期，色氨酸代谢和咖啡因代谢是协调氮素同化与防御响应的核心通路。此外，上述关键代谢物的丰度与土壤全氮、有机质及碱解氮含量呈显著相关。本研究证实，接种慢生根瘤菌可与施肥协同作用，激活真菌群落驱动的关键代谢途径，为大豆体系提供基于微生物组的增效减投（提升氮素利用率、减少化肥投入）策略。

硒因其能缓解水稻中的镉(Cd)毒性而为人所知，但海藻类多糖-纳米硒颗粒(AP-SNPs)通过调节碳氮代谢来减轻Cd胁迫的机制尚不清楚。本研究发现，处理7天和14天后，AP-SNPs通过促进硒的吸收与转运以及上调硒编码基因(OsPT2、OsNIP2;和OsSULTR1;2)的转录水平，改善了水稻根系和叶片细胞的超微结构、提高了叶片气孔开度和光合特性，并减少Cd从根部向地上部转运。研究发现，AP-SNPs通过上调碳氮代谢相关基因(OsRbcS2、OsCS1、OsAGPL1、OsAMT1、OsNRT2.1、OsNR2、OsGS1 和OsGOGAT1)的转录水平，促进了碳氮代谢中代谢物和酶的浓度。与镉胁迫相比，AP-SNPs处理7天和14天时，根系SOD、POD和CAT活性分别提高11-13%、8-10%和8-12%，从而抵消Cd胁迫下活性氧造成的损伤。此外，AP-SNPs 还能促进水稻的碳氮代谢、改善生理状态、增强抗氧化防御系统，并在7天和14天处理时，使水稻根部和地上部镉含量分别降低12-23%和30-39%，总镉含量和镉转运系数分别降低28-46%和14-27%。偏最小二乘模型(PLSM)和Mantel检验的显著相关矩阵进一步量化了上述发现，并表明AP-SNPs可作为一种绿色可持续的生物制剂，通过调节水稻的碳氮代谢和抗氧化防御系统，来最大限度地减少镉从根部向地上部的转运及其进入食物链的风险。

过量的氮（nitrogen, N）流失严重威胁可持续的农业和生态发展。近年来，秸秆和生物炭（biochar, BC）在农田中被广泛应用以减少土壤N流失，但其性质影响土壤N循环和流失的机制尚不明确。本研究通过培养实验和田间试验，探讨了BC和秸秆施用对土壤N转化和作物产量的影响。此外，我们通过密度泛函理论（density functional theory, DFT）计算分析了秸秆与BC在分子尺度上对土壤N流失的差异性影响。研究结果表明，当BC施用量为3.0%（重量百分比）时，其促进土壤N转化的效果最为显著。BC优于秸秆的表面特性增强其与NO₃⁻-N和NH₄⁺-N的相互作用及吸附能，使其在田间试验中相较于秸秆，土壤N流失量减少20.2%。相对于对照组，BC施用能通过调控微生物功能基因和削弱土壤反硝化作用，减少45.0%的土壤N₂O排放量。尽管BC通过改善尿素酶功能基因（ureC、UreB）使土壤NH3挥发量增加，但与秸秆相比，它提高了25.3%的作物氮利用效率。因此，在钙质紫色土壤中，3.0%（质量分数）的BC含量在增强N循环、减少N流失和提高作物产量方面表现优于秸秆。综上所述，本研究的结论为优化农田BC应用策略和提升土壤肥力以实现可持续农业与生态发展提供了关键的理论依据。

To examine the impact of anthropogenic land reconstruction, particularly the consolidation of small terraces into larger fields, on soil organic carbon (SOC), total nitrogen (TN) dynamics, rice yield, and its components, soil and plant samples were collected from seven newly reconstructed fields in Japanese Andosols in Tochigi, Japan. Samples were obtained from both the former low- and high-elevation sides within each field plot. During harvest season, nine rice plants were randomly selected from each plot (0.675 m², comprising 3 rows and 3 hills per row), collected from a 3-meter stretch along both the east (former low side) and west (former high side) ridges. Soil cores were collected from identical plots at two depths (0–15 and 15–30 cm) and combined into one composite sample per layer. Rice plant samples were air-dried for two weeks until reaching constant moisture content, after which stems and ears were separated and weighed to determine biomass, yield, yield components, and nitrogen uptake. The indicated that land reconstruction significantly affected rice yield and its components between the two sides of all field plots. SOC, TN, and their decomposition following land reconstruction showed notable changes, especially in the 15–30 cm subsurface soil layer. Additionally, grain weight demonstrated significant correlation with SOC, TN, and carbon decomposition in both the 0–15 cm and 15–30 cm layers, indicating that soil fertility to a depth of 30 cm was crucial for rice productivity after land reconstruction.