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.

氮不仅为籽粒发育提供营养支持，还通过调节叶片功能和延缓衰老，为高效光合作用和产量形成奠定基础。但在滴灌下，不同施氮量对水稻生殖生长阶段叶片功能的调控及与产量的关系尚不清楚。基于此，于2020－2021年，以氮高效（T-43）和氮低效（LX-3）品种为材料，设0、150、300和450 kg·ha⁻¹ 4个施氮水平，分析滴灌水稻叶片形态、光合特性、激素含量、抗氧化酶活性、生物量（Mass）及产量的响应差异。结果表明：（1）施氮显著提高滴灌水稻产量（17.38%~74.03%），其中叶面积指数（LAI）、叶绿素a+b含量（Chl a+b）、最大净光合速率（P_nmax）及物质积累量（Mass）均随施氮量呈先增后降趋势，并在N₃₀₀处理下达到最优；而剑叶叶面积（LA）则持续增加。（2）品种间，T-43更高的LA和氮代谢酶活性，从而提高了Chl a+b含量、光饱和点（I_sat）和物质积累量；LX-3更高的脱落酸（ABA）含量，加速了Chl b降解导致Chl a/b升高，从而抑制了P_nmax。（3）

结构方程模型进一步揭示，生长素（IAA）直接促进P_nmax从而提升了光合作用效率；而IAA和氮代谢酶正向促进Chl a+b积累，间接提高了LAI和氮素农学利用效率（NAE），进而增强了LAI（0.477***）和P_nmax（0.715***）对产量的正向贡献。综上所述，在适宜施氮量（300kg·ha⁻¹）下，氮高效品种（T-43）可维持叶片功能期，并通过增加激素含量和抗氧化酶活性来提高光合能力。研究结果可为干旱区滴灌水稻高效生产提供理论依据。

冬小麦是中国西北地区的重要主粮作物，但由于水资源限制和种植密度不佳，其产量和经济效益的提升仍面临挑战。本研究评估了灌溉方案与种植密度（PD）对冬小麦产量、资源利用效率和净经济效益（NEB）的综合影响。通过为期两年的田间试验，设置了四种灌溉处理（I1，无灌溉；I2，冬前和拔节期灌溉；I3，拔节期灌溉；I4，拔节期和开花期灌溉）和三个种植密度处理（PD1，562.5×10⁴ 株/公顷；PD2，375×10⁴ 株/公顷；PD3，187.5×10⁴ 株/公顷），确定了节水灌溉和种植密度的最佳组合，以实现籽粒产量最大化和水资源生产效率的提升。结果表明，低种植密度（187.5×10⁴ 株/公顷）下适当减少灌溉次数显著提高了干物质积累量（DMA）、SPAD值和叶面积指数（LAI），从而提升了籽粒产量。在较高种植密度下，仅在拔节期适度灌溉（I3）就可使籽粒产量较其他灌溉处理提高18.42%，而在中等种植密度下I3灌溉籽粒产量最高，达6,310 kg ha⁻⊃1;。减少特定生育时期的灌溉，缓解了过度蒸散，水分利用效率（WUE）显著提高。PD3-I3组合在2022-23年和2023-24年的净经济效益分别比PD3条件下的I1、I2和I4处理高出11.9%、18.4%、16.4%和15.1%、14.0%、8.4%。这些发现为小麦可持续生产提供了实践指导，确保在节约水资源的同时提高盈利能力。灌溉方案和种植密度的协同优化为中国西北半干旱地区的粮食安全和农业收入的提升提供了战略路径。

玉米粗缩病（Maize rough dwarf disease, MRDD）是由斐济病毒属病毒（Fijivirus）引起的病毒性病害，对全球玉米生产构成重大威胁。我们利用抗病亲本CML199和感病亲本郑58构建的重组自交系（Recombinant inbred line, RIL）群体，鉴定到了三个玉米粗缩病抗性数量性状基因座（Quantitative trait loci, QTLs）分别在第2、6和9号染色体上，解释了12.71%、5.89%和11.04%的表型变异。其中，位于第2号染色体上的主效基因座qMrdd3表现为不完全显性，在不同环境下能提高26.36–34.47%的抗性。通过精细定位，我们将qMrdd3限定在227.7 kb的区间内，该区间包含5个候选基因。其中，病毒（水稻黑条矮缩病毒，Rice black-streaked dwarf virus, RBSDV）侵染抗病近等基因系（Resistant near-isogenic line, NIL-R）后，Zm00001d002441 特异性上调表达。此外，我们还开发了两个共分离标记，用于高效的标记辅助选择。将qMrdd3导入感病自交系郑58和昌7-2后，抗性分别提高了38.84%和26.47%。本研究通过QTL解析、优良种质创制和标记辅助育种，为玉米粗缩病抗性育种提供了宝贵的遗传资源。

土壤缺硫时，硫（S）肥和氮（N）肥对小麦的面包品质均有显著影响。然而，在土壤不缺硫的情况下，施用硫肥能否改善面包小麦的最终品质尚不清楚。本研究选用藁优5766和洲元9369两个面包小麦品种，设置三个氮肥水平（100、200和300 kg N hm^-2）和两个硫肥水平（0和67.5 kg S hm^-2），研究了氮肥和硫肥对籽粒含氮量、含硫量、籽粒N/S比、籽粒蛋白质含量（GPC）、籽粒蛋白质组成、谷蛋白聚合程度和品质性状的影响。结果表明：在每个施氮水平下，两个品种在GPC、籽粒N/S比以及高分子量谷蛋白亚基与低分子量谷蛋白亚基比值方面对施硫的响应一致。然而在土壤不缺硫的情况下，硫肥对谷蛋白/醇溶蛋白比值（谷/醇比）、谷蛋白聚合程度、面团流变学特性和面包品质的影响随施氮量的不同而不同。在施氮量为100 kg N hm^-2且不施硫时，籽粒N/S比低于12.2:1；施硫导致谷/醇比和谷蛋白聚合程度降低，面团筋力减弱，面包品质下降。在施氮量为200 kg N hm^-2且不施硫时，籽粒N/S比为13.7:1~15.9:1，施硫提高了谷/醇比和谷蛋白聚合程度，从而使面团筋力增强但延展性减弱，面包品质得以维持。在施氮量为300 kg N hm^-2且不施硫时，籽粒氮硫比高于15.9:1，施硫提高了谷/醇比和谷蛋白聚合程度，从而增强了面团筋力并提高了面包品质。相关分析表明，小麦面包品质与受氮、硫肥调控的谷醇比及谷蛋白聚合程度密切相关。综上所述，氮硫配施通过改变特定富硫蛋白与贫硫蛋白的相对含量，从而影响小麦面包品质。在土壤不缺硫的情况下，只有当籽粒N/S比接近或高于16:1时，施硫才会提升小麦面包品质。

小菜蛾Plutella xylostella对十字花科作物构成全球性威胁，并已对常规杀虫剂产生了显著抗性。昆虫病原真菌（Entomopathogenic fungi，EPF）作为化学杀虫剂的环境友好型替代品受到了广泛关注。由于昆虫免疫系统是抵御真菌病原体的主要防线，研究这些机制有助于开发生物防治策略。然而，关于昆虫中半乳糖凝集素免疫功能的研究仍然有限。本研究中，我们在小菜蛾中鉴定出一种半乳糖凝集素-4同源物PxGalectin-4，并系统地探讨了其应对昆虫病原真菌蝉拟青霉Isaria cicadae侵染的免疫功能。PxGalectin-4的开放阅读框编码了338个氨基酸，包含一个CRD结构域。研究发现，PxGalectin-4基因在高龄幼虫阶段和脂肪体中的表达量达到峰值，并在I. cicadae侵染后显著增加。功能分析表明，重组PxGalectin-4（rPxGalectin-4）能够直接与微生物细胞和细胞壁成分结合，并表现出Ca²⁺依赖的微生物凝集作用。此外，rPxGalectin-4通过促进结节和包囊形成，增强血细胞介导的免疫反应，并提高了血淋巴中的酚氧化酶活性。敲低PxGalectin-4表达显著增强了小菜蛾幼虫对I. cicadae感染的易感性。总的来说，PxGalectin-4在P. xylostella对I. cicadae的防御中发挥着重要的免疫作用，可能成为新的害虫控制策略的一个有前途的靶标。

葡萄白腐病是由白腐菌Coniella diplodiella (Speg.) Sacc.（C. diplodiella）引起的一种真菌性病害，严重影响了葡萄果实的品质和产量；然而，关于植物对C. diplodiella病原菌反应的调节机制仍然知之甚少。在此，我们对葡萄（Vitis vinifera）中的一个Homeodomain（HD）转录因子VvOCP3进行了鉴定，并证明了其在C. diplodiella抗性中的重要作用。基因表达分析表明，接种C. diplodiella病原菌后，VvOCP3的表达水平显著下调。在葡萄果实瞬时注射和愈伤组织中稳定过表达的功能分析表明，VvOCP3负向调控葡萄对C. diplodiella的抗性。进一步的研究表明，VvOCP3直接与VvPR1（病原相关蛋白1）的启动子结合并抑制其转录，从而降低了对C. diplodiella的抗性。此外，VvOCP3还能与2C型蛋白磷酸酶VvABI1相互作用，后者是ABA信号通路的负调节因子。综上所述，我们的研究结果表明VvOCP3在葡萄抗白腐病中起着至关重要的调节作用，为通过基因工程调节VvOCP3的表达水平来培育具有更强白腐病抗性的葡萄品种提供了理论指导。

【目的】燕麦（Avena sativa）是一种重要的世界性栽培的粮饲兼用作物。在全球气候变化和人口增长的背景下，优异燕麦品种的培育对维护全球食物安全具有重要的作用。作为重要的饲用作物，目前关于其饲草产量相关性状的遗传基础研究还较少，严重阻碍了其分子育种的研究。本研究旨在借助全基因组关联分析（GWAS）解析皮燕麦中与饲草产量相关性状的遗传基础，为饲用燕麦的分子育种提供理论依据。【方法】本研究以来自全球的266份皮燕麦种质材料为研究对象，在5个不同生态环境下对其株高、茎长、穗长、旗叶长、旗叶宽和茎粗6个饲草产量相关性状进行表型测定。利用高通量重测序技术获得34,896个高质量SNP位点，并分别采用RTM-GWAS和Blink-GWAS方法开展GWAS分析。【结果】研究结果表明，6个饲草产量相关性状在不同环境下均表现出较大的变异和相对较高的遗传力，性状之间呈显著正相关（r = 0.23~0.93）。GWAS分析共鉴定出54个SNP连锁不平衡区块（SNPLDBs）和52个与农艺性状显著相关的SNP位点，共定位到105个QTLs，其中14个QTLs在多个环境和模型中均重复出现，具有高度的稳定性。进一步对代表性QTLs进行连锁不平衡分析，构建了对应的单倍型区块，发现相关的性状均存在具有显著表型差异的优异单倍型，且表现出良好的环境稳定性。同时，结合QTLs区间基因注释结果、转录组数据及同源比对信息，最终筛选鉴定出35个候选基因，涉及信号转导、转录调控、物质运输、激素响应与细胞发育等多个生物学过程。其中多个QTLs与已研究报道的燕麦株高、茎长等QTLs高度相关。【结论】综上，本研究通过GWAS揭示了皮燕麦中6个饲草产量相关性状的遗传基础，鉴定了相关的QTL、优异单倍型与候选基因，研究结果为燕麦分子设计育种和优异等位变异的挖掘利用提供了重要的参考。【创新性】本研究联合两种GWAS模型进行饲用燕麦多性状综合分析，显著提升了QTL定位的准确性与稳定性；同时结合转录组信息和连锁区块进行单倍型优选，鉴定出了可用于饲用燕麦分子育种的目标位点和关键候选基因。

大白菜黑斑病是由芸苔链格孢（Alternaria brassicae）引起的真菌病害，对大白菜造成严重的危害。通过转录组学的分析，我们探讨了大白菜对芸苔链格孢防御反应的分子机制。值得注意的是，我们发现BrERF109在大白菜受到芸苔链格孢侵染后显著上调。通过优化的VIGS技术，在大白菜中沉默BrERF109降低了大白菜对芸苔链格孢的抗病性，而在拟南芥中过表达BrERF109增强了对芸苔链格孢的抗病性。进一步，我们发现在大白菜中沉默BrERF109抑制了吲哚族芥子油苷基因的表达，吲哚族芥子油苷含量显著降低，而在拟南芥中过表达BrERF109增加了吲哚族芥子油苷的含量。进一步研究发现，BrERF109可以直接结合BrIGMT4的启动子，从而促进吲哚族芥子油苷的积累，积极防御芸苔链格孢的侵染。我们的研究揭示了BrERF109-BrIGMT4 调控模块在大白菜防御芸苔链格孢中的作用，并进一步为探索植物与芸苔链格孢的相互作用提供有价值的数据。

黄酮醇具有很高的药用价值，不但在植物抗逆性具有重要作用，而且也是洋葱营养价值的关键组成部分，尤其是在可食用部分。虽然黄酮醇的生物合成途径已经得到了很好的研究，但在洋葱中的调控作用尚不完全清楚。本研究通过分析“SA1”不同发育阶段的转录组学和代谢组学数据，筛选到了黄酮醇生物合成和调控基因。其中，鉴定了两个R2R3-MYB转录因子AcMYB12和AcMYB29，是洋葱黄酮醇生物合成的正调控因子。转录激活实验表明，它们都能激活黄酮醇生物合成途径基因AcCHS、AcF3’H和AcFLS的转录，而酵母单杂交实验证实它们直接结合这些基因的启动子。过表达洋葱愈伤组织和拟南芥中黄酮醇途径基因的表达量和黄酮醇含量显著高于对照，进一步证实AcMYB29和AcMYB12在黄酮醇调控中的作用。瞬时沉默试验显示两者之间存在部分功能冗余。有趣的是，他们的调节能力也存在显著差异。AcMYB12主要调控黄酮醇积累，而AcMYB29主要调控槲皮素的合成。进一步研究了它们之间的差异调控的分子机制，结果表明，这些差异可能是由于黄酮醇生物合成途径基因启动子中顺式元件的多样性以及转录因子和顺式元件之间结合活性的差异。

化学农药与生物天敌协同应用在病虫害防控中面临一个根本性挑战：如何在确保防控效果的同时实现生态安全。近年来，纳米技术作为一种新兴策略，在提升农药性能、减少农药残留和缓解环境污染方面展现出广阔前景。本研究构建了一种基于星型阳离子聚合物（SPc）负载噻虫胺的高效纳米农药，并与广泛应用的寄生蜂，粗脊蚜茧蜂（Aphidius colemani ）联合施用，实现了虫害的协同防控。实验表明，SPc 在工作浓度下对寄生蜂的羽化率和存活率无显著影响，而在极高浓度下经饲喂法处理，显著上调了与核糖体蛋白及能量代谢相关的多个基因，导致代谢失衡，进而引发寄生蜂死亡。SPc 可通过氢键和范德华力与噻虫胺自发形成复合物，将粒径由6554.87 nm 缩小至 467.84 nm。并且，噻虫胺/SPc 复合物对蚜虫（Myzus persicae）的毒力提升了16–28%，同时对寄生蜂的羽化和寄生率几乎无不良影响。最终，该复合物与寄生蜂协同施用可实现对蚜虫高达80%的致死率，展现出快速抑制害虫种群数量和可持续控制的双重优势。本研究提出了一种基于纳米农药与天敌协同施用的病虫害治理策略，有助于实现农业生态系统的长期稳定与平衡。

大豆作为优质蛋白质和油脂的重要来源，在人类膳食和动物饲料中具有不可替代的作用。随着全球大豆需求的持续增长，提高其产量和品质已成为当前研究的首要目标。糖外排转运蛋白（SWEET）在调控种子发育和品质形成中发挥关键作用。本研究以GmSWEET20为研究对象，系统分析了其表达模式、生物学功能、调控机制及单倍型特征。研究结果显示，GmSWEET20定位于质膜，在叶片和发育中的种子中呈现高表达特征；过表达该基因可显著提高单株种子数、总产量及粗蛋白含量。这一效应与GmSWEET10a/10b（同时增加种子大小和含油量）形成鲜明对比，揭示了GmSWEETs家族成员在调控大豆产量与品质

开发新型刺激响应型农药递送系统是提高农药利用率并降低环境风险的有效策略。本研究通过将壳寡糖（COS）共价接枝至含有可降解二硫键的有机介孔二氧化硅纳米颗粒（MONs），并负载吡唑醚菌酯（PYR），成功构建了一种pH/谷胱甘肽/几丁质酶三重刺激响应的农药递送系统。该系统的载药量为 13.6%，其 COS 修饰层可有效保护活性成分免受光降解，并防止 PYR 过早释放。在稻瘟病菌（Magnaporthe oryzae）侵染过程中，感染部位的pH降低、谷胱甘肽浓度升高以及几丁质酶酶活性增强可协同触发二硫键断裂与 COS 酶解，实现 PYR 的靶向快速释放。此外，PYR@MONs-COS显著提升了PYR在水稻叶片中的渗透能力和农药液滴的附着性能，并诱导水稻叶片细胞中胼胝质的沉积，提高了水稻自身的免疫力。离体和活体抗菌活性结果表明，与PYR微胶囊相比，PYR@MONs-COS对水稻稻瘟病表现出更好的防效和更长的持效期。安全性评估表明，PYR@MONs-COS对水稻无明显毒性，且对斑马鱼的急性毒性相比原药降低了7.3倍。因此，这种三重刺激响应的农药递送系统在水稻病害防治中具有广阔的应用前景，并为可持续农业的发展提供了一条有前景的途径。

真菌在营养吸收、植物生长促进以及增强植物对非生物和生物胁迫的抵御能力等方面扮演起着重要作用。然而，关于豌豆（Pisum sativum L.）相关真菌群落的研究目前仍相对匮乏。在本研究中，我们采用模式识别（β多样性分解）、机制验证（中性群落模型检验）和动态追踪（迁移路径溯源分析）等多尺度研究方法，系统研究了宿主生态位（土壤、根、茎、叶、荚）与基因型对豌豆真菌群落多样性及组成的生态效应。结果表明，不同生态位和基因型地优势门为子囊菌门（Ascomycota）、担子菌门（Basidiomycota）和被孢霉门（Mortierellomycota），且土壤-植物连续体的群落结构主要由豌豆生态位而非基因型决定。β-多样性分解在很大程度上归因于物种替代而非丰富度差异，表明微生境间存在显著的生态位特异性与微生物替代。中性模型分析表明基因型相关群落主要受随机性过程主导，而生态位相关群落主要受确定性过程主导。溯源分析确定了真菌在生态位与生态位之间的迁移，其中白粉菌属（Erysiphe），镰刀菌属（Fusarium），头孢菌属（Cephaliophora），粪盘菌属（Ascobolus），链格孢属（Alternaria）和曲霉属（Aspergillus）是关键属。外生生态位向内生生态位的迁移率较低（1.3-61.5%），而外生生态位间（64.4-83.7%）或内生生态位间（73.9-96.4%）的迁移率更高，表明豌豆表皮在内部定殖之前起到了过滤并富集微生物群落的选择性屏障。本研究为寄主过滤、富集和微生物来源的机制提供了全面的见解，增加了对豌豆相关真菌群落的组装机制的理解。

Improved yield potential is the goal of barley domestication and cultivation.  During this process, two-rowed and six-rowed barley types emerged and have been utilised in breeding and production.  The six-rowed type could produce three times as many grains as its ancestral two-rowed forms, thus dominating barley cultivation for thousands of years. The deficiens form of the two-rowed type, characterised by extremely suppressed lateral spikelets, has gained dominance over the past few decades in barley-growing regions worldwide.  We hypothesised that the absence of lateral spikelets in deficiens barley affects spike architecture and spike-related traits, contributing to its superior yield potential of deficiens barley cultivation.  Currently, a deficiens barley variety, RGT Planet, is the most popular barley variety in the world.  In this study, we used two F₂ populations derived from crossing RGT Planet with two canonical two-rowed barley and identified the functional allele Vrs1.t1 associated with deficiens morphology. We observed that the Vrs1.t1 allele may contribute to high yield potential by optimising spike architecture through increased spikelet length, grain number, and grain size.  Phylogenetic analysis suggests that the deficiens mutation was likely present from the early stages of barley cultivation in the Fertile Crescent and spread to Ethiopia and beyond with agricultural expansion. We conclude that the ancient deficiens allele Vrs1.t1 has been a critical driver for the recent success of modern barley improvement by optimising spike architecture.