全球人口的持续增长和气候变化给粮食供给带来了严峻挑战，粮食安全问题因此愈发突出。为了满足不断增长的人口对粮食的需求，提升作物产量并增强其对环境的适应性已成为农业领域的重要目标。在此背景下，基因组学被视为加速作物育种进程的重要手段。通过深入挖掘和利用作物优异功能基因信息，不仅能有效提高作物产量，还能增强其抗逆性和适应性，为保障全球粮食安全和实现农业可持续发展提供有力支撑。然而，传统的单一参考基因组往往无法全面反映作物在驯化和改良过程中所累积的所有基因组变异，导致研究者对功能基因及其调控网络的认识存在局限。随着高通量测序技术的不断发展，基因组学研究开始迈入泛基因组学时代。通过整合多个高质量基因组，构建涵盖物种基因序列全集的泛基因组，能精准地鉴定包括单核苷酸多态性（SNPs）及结构变异（SVs）在内的多种遗传变异，全面地捕获物种在不同品种、亚种及野生亲缘种中广泛存在的遗传多样性，为系统挖掘优异功能基因提供更完善的分析框架。通过结合多组学数据（如转录组、蛋白质组、表观组等），泛基因组研究能在更精细的水平上挖掘优异功能基因，进而为分子育种提供更具针对性和准确性的基因靶标。同时，借助CRISPR-Cas9等基因编辑技术，可进一步对重要基因位点进行定向改造，剔除影响作物生长的不利性状或强化其对环境胁迫的抗性，从而为培育兼具高产、优质和抗逆特性的新一代作物品种奠定坚实基础。本文阐述了目前泛基因组的主要构建方法及展现形式的研究进展，并系统地梳理了作物泛基因组的发展及其在育种改良中的应用，深入探讨了泛基因组在未来作物育种中面临的挑战，对如何更好地应用泛基因组进行作物遗传改良进行了讨论，为未来精准分子育种改良提供了新的思路和策略。

本研究系统梳理了我国盐碱地开发而引发的生态问题，包括次生盐渍化、地下水大漏斗形成、湿地萎缩及功能退化、自然植被减少和治理成本与污染风险较高等。明确了盐碱地综合利用的技术发展路径，涵盖系统治理新思路下的分类施策、生态化治理新要求下的节约治理、地种互促新路径下的双向发力以及大食物观新动向下的特色农业四大方向。在此基础上，提出了统筹加强盐碱地综合治理的总体部署，重点推进盐碱化耕地的分区分类治理改造，建立协同创新体系；加快突破盐碱地综合治理与持续利用的基础理论与关键技术，打造盐碱地分级利用模式；支撑盐碱地后备资源和盐碱耕地综合利用试点，推动盐碱地特色农业发展，加快培育盐碱地新质生产力等相应战略对策。本研究可为我国盐碱地综合利用生态保护提供理论依据和战略支撑。

【目的】盐胁迫是制约水稻生产的主要环境胁迫之一，研究耐盐水稻品种响应盐胁迫的生理特征，分析耐盐基因等位变异及表达，为耐盐水稻品种选育提供重要的基因资源和遗传材料。【方法】首先对南粳系列优质水稻品种（系）的苗期耐盐性进行鉴定，以盐处理条件下的存活率作为指标，筛选耐盐性强的品种。分析其在盐胁迫下的生理指标变化，包括叶绿素、Na⁺、K⁺、MDA、H₂O₂、可溶性糖等含量。通过基因组测序解析强耐盐性品种中耐盐基因的变异类型，以及通过检测耐盐基因的表达水平，解析强耐盐品种响应盐胁迫的分子机制。【结果】在140 mmol·L^-1 NaCl处理6 d条件下，南粳9108、南粳5718、南粳盐1号的存活率大于60%，在供试品种中的存活率最高；与对照品种日本晴相比，盐胁迫下，南粳9108、南粳5718、南粳盐1号幼苗含有较高的叶绿素含量、较低的MDA含量，表明盐胁迫对这3个品种造成的细胞损伤较低；南粳9108、南粳5718和南粳盐1号的根系Na⁺/K⁺明显高于日本晴，而地上部Na⁺/K⁺明显低于日本晴，表明这3个耐盐品种根系吸收或者储存的Na⁺较多，但向上运输的Na⁺少，有利于维持细胞离子平衡，对地上部造成的离子毒害和渗透胁迫影响较小；这3个耐盐品种有23个耐盐基因存在94个SNP或InDel位点，分布于外显子、内含子、5′UTR和3′UTR，11个基因的24个变异位点发生在外显子上，其中，有7个基因发生移码突变或错义突变，分布于Os02g0813500（OsGR2）、Os05g0343400（OsWRKY53）、Os06g0685700（OsRST1）、Os07g0685700（OsEIL2）、Os10g0431000（OsPQT3）、Os11g0446000（OsRSS3）、Os12g0150200（P450）；盐胁迫显著诱导耐盐品种中耐盐基因OsSKC1、OsBAG4、OsGPX1、OsCCX2、OsGR3、OsDREB2a、OsRAB21、OsP5CS、OsbZIP23、OsAPX37、OsLEA3等的表达，可增强水稻对盐胁迫的耐受性，减少盐害对水稻生长的不利影响。【结论】南粳9108、南粳5718和南粳盐1号3个品种具有较强的苗期耐盐性，这与盐胁迫下的钠钾离子平衡、多个耐盐基因的等位变异、基因表达水平等密切相关。南粳9108、南粳5718和南粳盐1号聚合了多个耐盐优质基因，可作为耐盐品种选育的骨干亲本进行遗传改良和育种应用研究。

【目的】棉铃虫和田间杂草是制约大田棉花高产的重要因素，现有单一抗虫或耐除草剂品种难以满足高效生产需求，培育兼具抗虫与耐除草剂复合性状的转基因棉花品种，为棉花抗逆育种提供高效种质资源。【方法】通过农杆菌介导法将抗虫融合基因cry1Ac-vip3Da与耐草甘膦基因g10-epsps导入棉花品种R15中，利用PCR鉴定再生株系，对阳性株系持续多代自交纯合，筛选抗性优良的稳定株系；利用qRT-PCR、ELISA分析转基因株系不同组织中目标基因的表达情况；并通过生物活性测定和草甘膦耐受试验分别鉴定不同转基因株系T₄—T₆代际间抗虫与耐草甘膦抗性的遗传稳定性；同时，综合分析不同转基因株系的农艺性状。【结果】PCR鉴定获得8个抗虫耐草甘膦转基因株系，其中，3个转基因株系CA-6、CA-7、CA-17的抗性表现较优；qRT-PCR分析发现cry1Ac-vip3Da和g10-epsps在3个转基因株系各组织中均高表达，且在同株系不同组织中的表达量有所差异；经ELISA检测，在3个转基因株系各组织之间，Cry1Ac-Vip3Da和G10-EPSPS蛋白的含量差异显著，其中，叶片中的蛋白含量最高，且随生育期（四叶期至吐絮期）逐渐下降，但T₄—T₆代际间蛋白表达稳定；生物活性测定和草甘膦耐受试验表明，3个转基因棉花株系T₄—T₆代的校正死亡率为65.12%—82.75%，可耐受4倍以上推荐剂量的草甘膦，且抗性在世代间无衰减；农艺性状分析表明，与对照相比，转基因株系在株高、果枝数、单株铃数、铃重、衣分和籽棉、皮棉产量等农艺性状方面无显著差异。【结论】外源基因cry1Ac-vip3Da和g10-epsps在转基因株系CA-6、CA-7和CA-17中稳定遗传，协同赋予抗虫性与草甘膦耐受性，且农艺性状未受外源基因影响。

【目的】氮肥的大量应用造成了生态环境的污染和农业资源的浪费。培育氮高效小麦新品种，提高小麦的氮素利用效率，是实现农业可持续发展和保护环境的有效途径。筛选耐低氮种质资源，挖掘耐低氮性相关遗传位点及候选基因，为氮高效小麦新品种的培育提供材料和奠定理论基础。【方法】以389份小麦品种组成的自然群体为材料，分别在高氮（HN）和低氮（LN）处理下的10个田间环境中测定小麦单株籽粒产量（GYP）。然后，基于GYP计算各品种的耐低氮指数（stress tolerance index，STI），并筛选出具有不同耐低氮性的小麦品种。结合自然群体660K单核苷酸多态性（SNP）标记芯片的基因型分析数据，对STI进行全基因组关联分析（GWAS），鉴定与小麦田间耐低氮性稳定关联的遗传位点。进一步根据候选基因的单倍型分析、表达分析和功能注释，筛选与小麦耐低氮性相关的候选基因。【结果】共筛选出12份具有强耐低氮性的小麦品种，分别为中洛08-1、冀麦15、京花2号、科红1号、绵阳19、济麦22、镇麦4号、豫麦35、丰抗7号、绵阳11、晋麦31和鲁麦5号。共检测到14个与STI显著关联的位点，其中4个位点（qSTI1A.1、qSTI3B、qSTI6A和qSTI7A.2）的物理区间与前人已报道的小麦耐低氮性或产量相关遗传位点存在重叠，且qSTI3B在3个环境中被重复检测到，是一个调控小麦耐低氮性的重要遗传位点，进而对其候选基因进行了筛选。结果显示，候选基因TraesCS3B02G042400的功能注释为AP2/EREBP（APETALA2/乙烯响应元件结合蛋白）转录因子。携带该基因不同单倍型的小麦品种间STI值呈现显著差异，且其表达水平会随着氮素供应而持续上升。结果表明，TraesCS3B02G042400是一个与小麦耐低氮性相关的关键候选基因。【结论】筛选出12份强耐低氮性的小麦品种。鉴定到一个与小麦耐低氮性稳定关联的重要遗传位点qSTI3B。挖掘到一个小麦耐低氮候选基因TraesCS3B02G042400。

【目的】穗部性状是影响小麦产量的重要因素，通过对小麦穗部性状进行全基因组关联分析，旨在发掘控制小麦穗部性状显著位点，为小麦穗部性状的遗传改良研究提供理论参考。【方法】以261份冬小麦品种（系）为材料，测定小麦穗部表型性状，结合小麦90K SNP芯片，采用固定随机循环概率模型（Farm CPU）进行穗部性状全基因组关联分析，并对筛选出稳定且显著的位点进行单倍型分析。【结果】在3个环境下，11个穗部性状均表现出广泛的表型变异，变异系数为3.63—64.29，各穗部性状遗传力为0.42—0.84，且基因型、环境、基因型×环境间均呈现出极显著差异。通过全基因组关联分析，共检测到171个与11个性状显著关联的位点（P<0.001），其中，20个关联位点在2个及以上的环境中被检测到，分别与穗长（3个）、穗下节长（7个）、不育小穗数（1个）、可育小穗数（2个）、总小穗数（2个）、穗粒数（1个）、穗粒重（2个）和千粒重（2个）等8个穗部性状关联，表型贡献率为0.95%—18.54%。在7B染色体上检测到1个与穗粒重和穗粒数显著关联的多效位点Ra_c10072_677，贡献率为2.62%—6.16%。筛选在2个以上环境条件下均能检测到与穗下节长显著关联的wsnp_Ex_rep_c69639_68590556（可解释遗传变异的5.94%）标记，进行单倍型分析。共鉴定出3种单倍型Hap1、Hap2和Hap3，分布频率分别为77.40%、13.70%和8.80%。结合表型分析，含单倍型Hap3（30.58 cm）的261份冬小麦品种（系）穗下节长平均值显著高于（P<0.001）含Hap1（28.67 cm）和Hap2（27.49 cm）品种（系）的穗下节长。冬小麦单倍型分布频率呈显著差异，其中，在北部冬麦区Hap1单倍型的品种（系）占比较大，在黄淮冬麦区Hap2单倍型的品种（系）占比较大，而Hap3单倍型的品种（系）在所有冬麦区无较高出现频率。对3个环境下检测到稳定遗传的显著关联位点进行候选基因挖掘，筛选到4个与小麦穗部相关的候选基因。这些基因与MYB转录因子和F-box结构域等有关，可作为影响穗部性状的重要候选基因。【结论】小麦穗部性状在不同基因型间差异显著，在2个及以上环境中检测到20个稳定存在的关联位点，在7B染色体上鉴定到与穗下节长显著相关的3个不同单倍型，并筛选出4个与穗部性状相关的候选基因。

中国是世界四大农业起源中心之一，分别形成了以长江中下游为代表的稻作农业系统和以黄河流域为代表的旱作农业系统。历史文献和考古证据均表明，早在殷商时期的甲骨文中，已出现黍、稷、麦、稻、菽等作物的名称，在先秦时期确立了“五谷”概念，而《诗经》中也出现了“百谷”这一泛指粮食作物的称谓。但令人关注的是，在上述“五谷”或主粮体系中，荞麦这一源于中国的作物却长期未被明确记载。这一缺位现象，与荞麦作为我国特有的原产作物、拥有极高遗传多样性和地方变异类型、并在冷凉山区长期栽培驯化的事实不符。本文通过对荞麦起源、进化与传播相关文献的系统梳理，结合植物考古学最新发现与遗传多样性数据分析，遵循作物起源中心判定原则，综合历史文献、生物学特征、分布规律等多元证据，系统论证了中国西南地区（尤其是云南、四川、贵州、青藏高原南缘）作为荞麦属植物的起源地、遗传多样性中心和驯化中心的科学依据。研究指出，中国境内荞麦属植物共23个种，其中包括甜荞麦、苦荞麦、金荞麦3个栽培种，及20个野生种，绝大多数集中分布于中国西南部。这一区域不仅是甜荞和苦荞2个栽培种的祖先类型（亚种）——F. esculentum ssp. ancestrale和F. tataricum ssp. potanini的自然分布地，也是荞麦属多样性最丰富的区域，体现出强烈的原产地特征。同时，分子标记和系统发育学研究也证实，中国西南部的野生荞麦与栽培种在遗传上具有密切亲缘关系，为驯化路径的建立提供了明确线索。随着现代研究的深入，荞麦不仅以其短生育期、广适性、耐瘠耐寒等生物学优势在边远冷凉山区得到广泛推广，更因其籽粒富含蛋白质、黄酮类化合物与功能性糖醇，成为极具开发潜力的功能性杂粮作物。荞麦特别适合发展中西部特色农业，兼具生态价值与营养保健潜能，未来在国家营养战略、粮食多样性保护及高附加值农业发展中具有重要作用。本研究为科学认定中国作为荞麦起源与驯化中心提供了理论支撑与实证依据，亦为后续开展荞麦种质资源保护、品种改良与产业发展奠定基础。

【目的】氮素穗肥是影响水稻产量与品质的关键因素之一，研究氮素穗肥对南方香粳稻产量、品质与香气的影响，拟为南方香粳稻优质丰产栽培提供理论依据。【方法】试验于2022—2023年进行，以南方香粳稻代表品种南粳9108为材料，设置不施氮肥（N0）、仅施基蘖肥（N1）和常规施用穗肥（N2，施用70%基蘖肥+30%穗肥）3种施氮模式，分别在不同叶龄时期倒六叶、倒五叶、倒四叶、倒三叶、倒二叶和倒一叶期叶尖刚抽出叶鞘时一次性施用穗肥，依次记为L6、L5、L4、L3、L2和L1，研究氮素穗肥对南粳9108产量、品质和香气的协同调控机制。【结果】与不施氮肥和不施穗肥相比，施用穗肥可显著增加香粳稻单位面积穗数与每穗粒数，从而提高产量；随着穗肥施用时期的后移，产量呈先增后降趋势，在倒四叶处理达到最大值。穗肥施用及施用时期会对香粳稻加工、外观、食味与香气品质产生影响。随着穗肥施用时期的后移，南粳9108整精米率呈现上升趋势，但垩白度升高，外观品质变劣；同时直链淀粉含量降低，蛋白质含量升高，导致食味值下降，食味品质降低。稻米香气主成分2-乙酰基-1-吡咯啉（2-AP）含量也随着穗肥施用期的后移而降低。施用穗肥使籽粒脯氨酸含量与脯氨酸脱氢酶活性显著提高；穗肥施用时期的前移，对于水稻结实期脯氨酸积累具有显著的促进作用，脯氨酸脱氢酶活性也随之升高，有利于成熟期籽粒中保持较高的脯氨酸含量与脯氨酸脱氢酶活性，进而促进水稻籽粒中2-AP的合成。基于实产、整精米率、垩白度、食味值与籽粒2-AP含量等指标综合评价穗肥施用时期的影响，发现倒四叶处理综合评分最高。【结论】本试验条件下，施用穗肥有助于实现南方香粳稻产量、品质协同提升，在保证稳产的基础上，倒四叶期时施用穗肥，南方香粳稻产量、食味和香气等综合效益最佳。

【目的】李种植业是辽宁地区重要产业，李细菌性穿孔病的大面积流行制约了李种植业的绿色、健康和持续发展。本论文旨在明确引起辽宁地区李细菌性穿孔病的病原菌种类，探究不同药剂对病原菌的毒力，为李细菌性穿孔病防控提供理论依据。【方法】2023—2024年，从辽宁省李产区调查10个果园李细菌性穿孔病发生的情况，采集具有典型症状的叶片、果实和枝干病样20份，共分离纯化获得细菌30株。观察并记录其菌落形态、颜色、大小及边缘形态等特征，通过透射电镜观察其形态，并进行革兰氏染色。利用细菌16S rDNA通用引物27F/1492R以及多基因位点进行扩增，登录NCBI数据库对测序结果进行BLASTn比对分析并下载对应属的参考序列，通过网站GIPRES Science Gateway利用最大似然法构建多基因联合系统发育树。通过刺伤接种菌悬液的方式对‘秋姬’李离体叶片进行病原菌接种，28 ℃高湿条件下培养，定期观察和记录叶片发病情况，针对叶片的病健交界处进行病原菌再分离，完成整个科赫氏法则验证。采用抑菌圈法测定病原菌对0.15%梧宁霉素、80%乙蒜素、3%噻霉酮、1.8%辛菌胺醋酸盐、3%中生菌素和6%春雷霉素的敏感性。【结果】经形态学观察和分子生物学鉴定，明确引起李细菌性穿孔病的病原菌种类为树生黄单胞菌李致病变种（Xanthomonas arboricola pv. pruni，Xap）（36.67%，11株）和瓦氏泛菌（Pantoea vagans）（63.33%，19株）。敏感性测定结果表明，0.15%梧宁霉素和80%乙蒜素的抑制效果最好，其中0.15%梧宁霉素对树生黄单胞菌李致病变种、瓦氏泛菌的EC₅₀分别为0.026、0.502 μg·mL^-1；80%乙蒜素对二者的EC₅₀分别为1.162、25.643 μg·mL^-1；其次为3%噻霉酮，EC₅₀分别为5.200、96.075 μg·mL^-1；1.8%辛菌胺醋酸盐、3%中生菌素对树生黄单胞菌李致病变种、瓦氏泛菌的EC₅₀分别为176.008、273.072和621.697、72.270 μg·mL^-1；6%春雷霉素对瓦氏泛菌的EC₅₀为886.467 μg·mL^-1，对树生黄单胞菌李致病变种抑制效果较差。【结论】引起辽宁地区李细菌性穿孔病的病原菌为树生黄单胞菌李致病变种和瓦氏泛菌，0.15%梧宁霉素和80%乙蒜素对这两种病原菌具有较好的抑制效果。研究结果可为李细菌性穿孔病的田间精准防控提供理论依据。

农业是人类食品原料的来源和生存发展的基础。现代农业在满足人们吃饱的同时，也因不合理膳食导致高血脂、高血压和高血糖等食源性疾病。2014年，FAO和WTO联合召开“第二届国际营养大会”后，以满足人们对营养健康需求为目的的功能农业研究在国内外迅速开展，我国政府先后颁布了《国民营养计划（2017—2030年）》《“健康中国2030”规划纲要》等指导性文件。本文系统梳理了国内外功能农业的提出背景，论述了以主粮作物功能化为重点的国内外功能农业研究进展，归纳整理了功能农业的重要研究内容，包括种质资源功能成分挖掘、功能性新品种选育、农艺强化措施和健康食品研发及推广。在此基础上，根据2025年2月农业农村部、国家卫生健康委、工业和信息化部提出的《中国食物与营养发展纲要（2025—2030年）》的要求，提出强化政府顶层设计、设立主粮功能化重大专项、加快标准体系建设和完善品种知识产权保护4项建议，以期为落实我国提出的大农业和大谷物战略，保障国民营养健康提供理论支撑和实践路径。本文对构建具有中国特色的功能农业产业体系具有一定的参考价值。

【目的】稻瘟病严重危害水稻的安全生产。由于稻瘟病菌的高度变异特性，以及当前水稻育种亲本的遗传背景狭窄，使得当前水稻稻瘟病抗性的遗传改良进展缓慢。利用种质资源鉴定稻瘟病抗性基因位点，有助于水稻稻瘟病抗性的遗传改良。【方法】利用已测序的265份籼稻品种（包括120份国际资源品种和145份华南地区栽培品种）进行田间稻瘟病抗性鉴定，通过全基因组关联分析鉴定稻瘟病抗性QTL，分析稻瘟病抗性QTL不同单倍型对稻瘟病抗性的效应，结合水稻基因组注释对新鉴定的稻瘟病抗性QTL进行候选基因分析。【结果】田间抗性评价筛选出穗瘟抗性和叶瘟抗性均高抗的材料47份，包括18份国际资源品种和29份华南地区栽培品种。全基因组关联分析共鉴定到9个稻瘟病抗性QTL，分布在水稻第1、5、6、11和12染色体上，其中，有4个QTL与前人研究报道的稻瘟病抗性基因共定位，有5个QTL为新鉴定位点。这9个QTL峰值SNP的等位变异衍生的不同单倍型材料的稻瘟病抗性存在差异，其中8个QTL的高抗性单倍型在华南地区栽培品种中的分布高于国际资源品种，只有qPB11的高抗性单倍型在华南地区栽培品种的分布频率（1%）低于其在国际资源品种的分布频率（16%）。在新鉴定QTL的候选基因分析中，挖掘到4个编码NBS-LRR抗病蛋白和4个编码NB-ARC结构域蛋白的候选基因，在第11染色体27.22—27.35 Mb的区间内成簇分布。【结论】华南地区栽培品种比国际资源品种具有更强的稻瘟病抗性。qPB1-1、qPB1-2、qPB1-3、qPB5、qPB6、qPB12-1和qLB12/qPB12-2的高抗性单倍型在华南地区栽培品种的遗传改良过程中受到选择。qPB11候选区间内有编码NBS-LRR抗病蛋白和NB-ARC结构域蛋白的基因，有可能为新的稻瘟病抗性基因。

【目的】TIFY是植物特有的一类参与调控生长发育和逆境胁迫应答的转录因子家族，在小麦中开展TaTIFY11c-4A的克隆并验证其遗传效应，为小麦高产分子育种提供依据。【方法】以小麦品种旱选10号为材料，克隆TaTIFY11c-4A，并在不同种质中检测其等位基因的变异；利用qRT-PCR检测TaTIFY11c-4A的组织表达模式，研究其对不同激素信号和逆境胁迫的响应，并通过在烟草中瞬时表达明确TaTIFY11c-4A亚细胞定位；开发TaTIFY11c-4A多态性标记并检测其在自然群体中的分布，通过候选基因关联分析的方法验证其与表型的相关性。同时，研究不同等位基因在不同年代及地域的分布和频率。通过对TaTIFY11c-4A和TaSRL1-4A单倍型进行联合分析，挖掘优异基因型组合。【结果】克隆了小麦TaTIFY11c-4A，该基因包含3个外显子和2个内含子，编码198个氨基酸，具有TIFY和Jas结构域；该基因在小麦幼苗的根、根基和叶中均有表达，在小麦孕穗期根部和叶中表达量较高。TaTIFY11c-4A启动子区含有激素应答、胁迫响应和胚乳发育相关的多种顺式作用元件，响应ABA、IAA、MeJA等植物激素和干旱、高盐、低温、高温等胁迫信号。在TaTIFY11c-4A上游启动子区-405 bp位置检测到1个SNP(G/A），依据该SNP开发了目的基因的分子标记并进行关联分析。结果显示，TaTIFY11c-4A等位基因与干旱、高温等多环境下小麦的株高、千粒重和分蘖期根深均显著相关。与SNP-G相比，携带SNP-A等位基因小麦种质平均株高较矮、千粒重较高，但分蘖期扎根较浅，在小麦育种历程中受到正向选择。TaTIFY11c-4A-SNP-A和TaSRL1-4A-SNP-C基因型对株高的降低和千粒重的提高具有加性效应。【结论】TaTIFY11c-4A编码一个核定位JAZ蛋白，在小麦植株各组织中均有表达，响应ABA、IAA、MeJA信号和干旱、极端温度和高盐等非生物胁迫；TaTIFY11c-4A-SNP与干旱、高温等多种环境下的株高、千粒重和分蘖期根深相关，并且SNP-A等位基因在育种历程中受到了正向选择。TaTIFY11c-4A和TaSRL1-4A的优异等位变异及组合单倍型为培育高产抗逆小麦品种提供基因资源。

【目的】黄河流域棉区现行播后覆膜技术依赖人工放苗定苗，制约全程机械化发展。探究西北内陆棉区干播湿出技术在黄河流域的适应性，通过比较不同播种方式对种子萌发环境及棉花出苗率、苗期生长的影响，揭示关键环境制约因素，为机械化种植棉花技术优化提供理论支撑。【方法】于2023—2024年以冀863为供试材料，设置露地单粒直播（T1）、单粒播后覆膜（T2）、干播湿出单粒播种（T3）、干播湿出双粒播种（T4）4个试验处理，在河北省曲周县研究不同播种方式对土壤环境、棉花出苗、棉花地上部和根系生长变化的影响。【结果】相较于露地单粒直播，单粒播后覆膜、干播湿出单粒播种的土壤5 cm处地温、土壤含水量、出苗率、株高、地上部干物质重、根系长度、表面积、体积和根系活力显著增加，土壤紧实度、出苗天数和根系直径显著降低；相较于单粒播后覆膜，2023和2024年干播湿出单粒播种的播种30 d内土壤5 cm处地温日较差分别显著降低3.67和1.58 ℃，播种10 d内土壤紧实度分别显著降低9.36%和27.06%，出苗天数在2024年显著降低0.6 d，根系长度、表面积、体积和根系活力在2023和2024年显著增加；相较于干播湿出双粒播种，2023和2024年单粒播种的出苗时间显著增加、出苗率显著降低，但地上部干物质重显著增加13.98%和55.00%。结构方程模型结果表明，不同播种方式通过改变土壤5 cm处地温、5 cm处地温日较差、土壤含水量和土壤紧实度影响棉花出苗率，而苗期干物质重则主要受到土壤含水量、株高和土壤紧实度的直接影响。【结论】在黄河流域棉区，干播湿出通过降低土壤5 cm处地温日较差和土壤紧实度来提高出苗速度和出苗率，促进苗齐、苗壮，以每穴播种1粒种子为最优。

【目的】探明麦后复种绿肥协同不同水平氮肥对春小麦产量和籽粒品质的影响，对构建青海省基于绿肥的化肥减施与优质生产模式提供理论指导。【方法】于2023—2024年在青海大学农林科学院试验地进行裂区试验，主区为麦后复种绿肥（W-G）和麦后休闲（W）2种种植模式；副区为不施氮（N0）、氮肥减施30%（N1，157.5 kg N·hm^-2）、当地习惯施氮（N2，225 kg N·hm^-2）3个施氮水平，测定小麦产量及籽粒品质（籽粒蛋白、沉降值、形成时间、稳定时间、湿面筋等）。【结果】2023和2024年,W-GN1处理籽粒产量较WN1分别增加5.5%和13.4%，较WN2处理增加了2.0%和5.3%；W-GN1处理生物产量较WN1分别增加5.1%和10.6%，较WN2处理增加1.5%和4.6%。W-G较W处理能获得较高的收获指数。复种绿肥补偿效应在不施氮水平下呈负值，在施氮水平下为2.0%—14.0%，复种绿肥结合氮肥减施30%对增加作物产量的贡献最佳。同时，W-GN1处理可通过增加籽粒蛋白含量、沉降值、形成时间和稳定时间改善籽粒品质，其籽粒蛋白含量较WN1分别增加10.62%和9.48%；籽粒沉降值分别增加25.05%和18.13%；籽粒形成时间分别增加34.70%和8.66%；籽粒稳定时间分别增加41.30%和13.68%。通过主成分分析可知，麦后复种绿肥对籽粒蛋白含量、沉降值、形成时间和稳定时间的提升更为显著。【结论】麦后复种绿肥协同氮肥减施30%（N1，157.5 kg N·hm^-2）显著提高了小麦籽粒产量，改善了籽粒品质，可作为青海省减施化肥条件下小麦提质稳产的适宜种植模式和施氮水平。

【目的】 基于不同麦区气候、土壤、耕作、田间管理条件，研究土施硒肥对我国不同麦区小麦富硒效果及土壤有效硒含量的影响，分析不同麦区小麦籽粒硒含量提升效果差异的区域影响因素，为高效利用硒肥、科学推进富硒小麦生产提供依据。【方法】 试验于2022—2024年在我国小麦主产区的陕西永寿、河北柏乡、四川梓潼、安徽舒城4个试验点进行，采用单因素随机区组设计，设置土施硒肥（亚硒酸钠）0、100、200、300和400 g·hm^-2共5个处理（Se0、Se100、Se200、Se300、Se400）。在小麦开花期和成熟期分别采集植株和土壤样品，测定分析各地的小麦产量、开花期及成熟期小麦植株硒含量、硒吸收量及土壤有效硒含量。【结果】 土施硒肥对小麦产量及地上部生物量无显著影响；小麦地上部各器官硒含量及硒积累量均随着施硒量的增加而显著提高；小麦籽粒硒含量与硒肥施用量呈线性正相关，4个供试地区小麦富硒效果依次为河北柏乡>陕西永寿>安徽舒城>四川梓潼，每增施1 g·hm^-2硒肥，籽粒硒含量分别提升1.03、0.57、0.35和0.33 μg·kg^-1；相同施硒量下，开花期硒转运系数TF_穗/茎叶值均高于TF_茎叶/根值，成熟期硒转运系数TF_{籽粒/茎叶}值随着施硒量的增加而提高，说明亚硒酸盐不易从小麦根部进入茎叶中，却易从茎叶向穗中转运。土壤有效硒含量随着施硒量的增加显著提高，增加幅度表现为陕西永寿>河北柏乡>安徽舒城>四川梓潼，每增施1 g·hm^-2硒肥，4个试验点土壤有效硒含量分别提升0.141、0.077、0.008和0.008 μg·kg^-1；陕西永寿、河北柏乡、四川梓潼、安徽舒城达到富硒小麦籽粒硒含量要求（>150 μg·kg^-1）的施硒量分别为232、0、376和354 g·hm^-2。【结论】 在土壤硒含量不高的情况下，土施硒肥在不同麦区均可实现富硒小麦的生产并提高土壤有效硒含量，但在碱性土壤中小麦富硒效果更好、土壤有效硒含量提升更高；达到小麦富硒（>150 μg·kg^-1）要求时碱性土壤所需硒肥用量低于酸性土壤。

【目的】明确耕作方式和施肥措施对长江流域稻油轮作系统作物产量和养分利用的影响，为区域粮油协同增产的可持续养分管理提供科学依据。【方法】基于2016—2023年稻油轮作田间定位试验，采用裂区试验设计，主处理为不同耕作方式，分别为旋耕（RT，耕作深度12 cm）和深耕（DT，耕作深度20 cm）；副处理为不同施肥处理，包括不施肥（CK）、单施化肥（F）和有机肥无机肥配施（FM与F处理为等养分设计。FM处理水稻季化肥用量与F处理一致，油菜季有机肥配施化肥）3个处理。分析水稻和油菜产量、养分吸收量和养分利用效率，结合产量稳定性指数和可持续性指数进行综合评估。【结果】与不施肥处理相比，施肥后水稻和油菜平均增产47.6%和288.1%，产量稳定性增加6.1%、10.6%，可持续指数增加14.7%、16.7%。施肥是影响作物产量的主要因素，且有机肥无机肥配施增产效果优于单施化肥。深耕较旋耕进一步增加水稻（9.2%）和油菜（7.0%）产量，且产量稳定性（YSI降低17.9%和4.7%）与可持续性（SYI提高5.7%和7.7%）显著优化。在所有处理中，FM-DT处理水稻和油菜的产量及其稳定性和可持续性均最高。进一步分析发现，FM-DT处理最有利于促进养分向籽粒中转移，提高作物养分收获指数，水稻氮素和磷素收获指数达76.9%和76.0%，油菜达68.5%和69.5%。有机肥投入减少了化肥施用，但提高了氮和磷养分利用效率，其中水稻季分别增加23.1%和24.5%，油菜季分别增加63.7%和22.8%。在有机肥替代的基础上进行深耕，进一步提高了氮肥和磷肥表观利用率。【结论】有机肥无机肥配施结合深耕显著提高稻油轮作系统生产力、稳定性和可持续性，提高养分利用效率，是长江流域稻油轮作实现可持续发展的有效养分管理方式。

【目的】为明确草莓连作对土壤微生物和土壤功能的影响，解析草莓连作下细菌和真菌群落结构以及碳氮磷代谢功能基因的变化特征，为调控连作土壤微生态平衡和土壤功能提供科学依据。【方法】采用荧光定量PCR、Miseq测序和高通量芯片等技术研究未连作(T1），连作3年(T3）和连作10年(T10）条件下细菌、真菌和碳氮磷代谢功能基因变化规律，解析影响土壤功能的主效因子。【结果】草莓连作降低了土壤pH值，但提高了土壤养分含量，其中土壤有机质含量从21.2 g·kg^-1上升至32.4 g·kg^-1。连作使草莓根际和非根际细菌丰度先升高后降低，非根际真菌丰度变化与细菌变化趋势相似，但显著降低了根际真菌丰度，说明细菌和真菌对连作的响应不同。连作对细菌多样性影响不显著，而显著降低了真菌多样性，并改变了土壤微生物群落组成。通过比较不同连作年限细菌和真菌群落组成之间的UniFrac距离发现，真菌群落UniFrac距离为0.64—1.36，远远高于细菌群落的0.028—0.111，说明连作对真菌群落组成的影响高于细菌。相关性分析表明，细菌群落组成与土壤pH显著相关，而真菌群落组成与土壤养分状况(有效磷、碱解氮、有机质等）显著相关。草莓连作改变了土壤碳氮磷代谢功能基因丰度，使土壤中固碳基因accA显著降低，固氮基因nifH和磷代谢相关功能基因(phoD、phoX和pqqC）先升高后降低。进一步通过偏最小二乘路径模型(PLS-PM）分析发现，草莓连作真菌群落结构(丰度、多样性和组成）对土壤碳氮磷代谢功能基因的影响高于细菌群落结构。【结论】草莓连作引起的土壤碳氮磷代谢功能基因丰度的改变主要是通过调控真菌群落结构而实现的。未来应重点调控土壤真菌群落结构，以改良长期连作土壤的健康状况。

【目的】 全基因组选择（genomic selection，GS）是一种通过全基因组标记信息预测个体表型或遗传值的核心技术，在农业育种和遗传研究中具有重要的理论价值和实践意义。然而，高维特征冗余和非线性关系建模是全基因组选择中的关键挑战。提出一种从基因型到表型的堆叠集成模型（genotype to phenotype stacking ensemble，G2PSE），旨在提高预测精度和泛化能力，为高维基因组数据分析提供高效的解决方案。【方法】 构建G2PSE堆叠集成模型框架，综合应用十折交叉验证、集成学习、特征选择（LAR算法）和特征增强策略。模型采用随机森林（RF）、支持向量回归（SVR）和梯度提升回归（GBR）作为基学习器，并以普通最小二乘回归（OLSR）作为元学习器，同时，评估随机森林、支持向量回归和神经网络等元学习器对模型性能的影响。G2PSE模型包含3种核心子模型：（1）全特征堆叠集成（AFSE），充分利用所有SNP特征；（2）LAR特征堆叠集成（LFSE），通过特征选择减少冗余信息，提升泛化能力；（3）LAR特征增强堆叠集成（LFESE），结合特征选择与增强策略，在高维数据环境中优化预测能力。探讨3种特征增强变体（AFESE、HFESEⅠ、HFESEⅡ）的性能。最终，模型在小麦、大豆、罗非鱼3个物种的多性状数据集上进行试验评估，并进一步利用Pepper203数据集进行独立测试集评估，验证模型的鲁棒性。【结果】 G2PSE模型在皮尔逊相关系数（PCC）和平均绝对误差（MAE）2项指标上显著优于传统方法和单一机器学习模型。3种核心子模型中，LFESE通过结合特征选择与增强策略表现最佳，LFSE通过特征选择减少了冗余信息并增强了泛化能力，而AFSE在全面捕获基因型全局信息方面具有显著优势。此外，3种特征增强变体模型进一步验证了特征质量相较于特征数量对提升预测性能的重要性。试验还表明，在元学习器选择中，线性回归模型的表现最佳，而在计算效率上，LFESE和LFSE子模型展示了较为均衡的性能。且合理的特征选择阈值对模型性能至关重要，其中，低维数据集的最优阈值为10%—20%，而高维数据集的最优阈值为1%。最后，在独立测试集上的评估证明LFESE子模型具有最佳的泛化能力。【结论】 G2PSE模型通过集成学习、特征选择与增强策略显著提升了全基因组选择的预测性能。

【目的】 瘤黑粉病是我国玉米生产中的重要病害之一。筛选抗性种质资源，解析其在病原菌侵染下的生理生化响应，以期为抗病育种提供科学依据。【方法】 选取425份玉米种质资源，系统筛选其瘤黑粉病抗性水平，并结合糖代谢、氧化应激及光合参数分析，筛选出高抗、中抗和高感自交系。采用WGA-AF488/PI染色分析菌丝增殖状况，以揭示不同自交系的抗病特性。【结果】 2021年和2022年瘤黑粉病的发病指数和发病率存在显著年际差异，主要受气温和降水影响。主成分分析显示，接种4、8和12 d的病情指数是病害严重程度的关键指标，而灌浆期（R2）和蜡熟期（R4）的发病率揭示了生长阶段的差异。此外，筛选出6份高抗（如Q319）、67份中抗（如599）和171份高感（如M407）自交系。糖代谢分析显示，不同抗病性自交系在蔗糖、果糖和葡萄糖含量上存在显著差异，表明糖代谢在病原菌与寄主竞争中具有重要作用。氧化应激分析表明，感染后H₂O₂和O^2-含量显著升高，且高抗自交系的OH^-清除能力最强。SOD和POD活性接种4和8 d显著提升，D599的SOD活性第8天提高114.98%，Q319提高96.08%；第12天，D599和Q319的POD活性分别增加164.27%和160.91%，表明抗病材料抗氧化能力较强。WGA染色结果显示，Q319的菌丝扩展受限，主要集中于维管束附近，表明其细胞壁防御能力较强；D599的菌丝扩展速度和范围介于Q319和M407之间，表现为中等防御能力；M407菌丝扩展广泛，形成大面积跨细胞侵染，表明其细胞壁防御较弱。接种后，Q319、D599和M407的净光合速率第4天分别较对照组降低52.5%、52.8%和100.2%，光合色素含量显著下降，但第4至第12天下降幅度逐渐减小。【结论】 揭示了瘤黑粉病菌侵染下，不同抗性玉米自交系在糖代谢、氧化胁迫、抗氧化能力及光合作用方面的显著差异。高抗自交系Q319通过低蔗糖、高果糖和葡萄糖的代谢特点，配合较高的叶绿素和类胡萝卜素含量及高效的抗氧化能力，展现出较强抗病性；高感自交系M407因蔗糖积累较多、抗氧化系统响应不足，导致净光合速率和蒸腾速率显著下降，病害易感性增强；中抗自交系D599在光合功能和色素积累上表现适中，抗病能力介于二者之间。

【目的】黄曲霉毒素污染是制约花生产业良性发展的重要因素之一，评价国内外育种材料抗性水平，发掘新的抗性材料，为抗性新品种培育及遗传学研究提供种质资源。【方法】2020—2021年连续2年对国内外322份花生种质进行繁殖和收获，以强侵染力、高产毒的黄曲霉As 3.4408为接种用菌株，采用室内接种法，对3个“环境”繁殖的花生籽仁进行黄曲霉侵染抗性鉴定，并对其植物学类型、株型、籽仁营养品质等进行测定与分析，综合评价和筛选性状优异的抗性材料。【结果】从供试材料中筛选出13份抗黄曲霉侵染材料，占鉴定资源总数的4.04%，且大部分属于普通型花生，其中，包含2份稳定高抗材料（C203和C206），未获得对黄曲霉侵染免疫的种质。统计分析表明，322份花生种质黄曲霉侵染指数表现为连续变异，广义遗传力大于0.80，表明花生对黄曲霉菌的抗性受基因型和“环境”的显著影响，且表型变异主要由遗传因素控制。相关性分析表明，不同“环境”繁殖种质的侵染指数之间均呈极显著正相关关系（P<0.001），同一份种质在不同“环境”收获后的侵染抗性表型较为一致。籽仁营养品质与抗性之间的相关性分析发现，供试花生种质的黄曲霉侵染指数与其营养品质性状无显著相关关系。对不同植物学类型和株型花生种质的侵染抗性分析表明，抗黄曲霉菌侵染的材料在普通型/蔓生型花生种质中占比更高。【结论】不同“环境”繁殖花生种质响应黄曲霉侵染的表型较为稳定，种质之间侵染抗性的差异主要受基因型控制，遗传较为稳定。鉴定获得的稳定高抗材料C203和C206，可作为优异抗源用于黄曲霉抗性基因挖掘和抗黄曲霉花生品种改良。

【目的】 分析陆地棉与海岛棉铃形态特征、铃重、纤维与籽仁品质的差异性及其关系，以期为棉花新品种选育和高产优质栽培提供理论依据。【方法】 试验于2022—2023年在新疆维吾尔自治区乌兰乌苏农业气象试验站进行，选择299份陆地棉和274份海岛棉种质资源，采用相关性、主成分和灰色关联度等统计方法，明确陆地棉与海岛棉铃形态特征差异对纤维及籽仁品质的影响。【结果】 海岛棉铃长变化范围为3.79—6.20 cm，显著高于陆地棉，而陆地棉铃直径、铃表面积和铃体积均高于海岛棉，其中铃直径范围为2.81—4.27 cm，铃表面积和铃体积分别为21.86—37.42 cm²和14.76—33.58 cm³；陆地棉断裂比强度随铃直径的增加呈上升趋势，海岛棉纤维品质随着铃体积的增大而变优。海岛棉铃壳重为0.97 g，较陆地棉显著减少37.01%，陆地棉比壳重显著高于海岛棉，其变化范围为2.24—9.88 g·dm^-2；陆地棉纤维长度和断裂比强度与铃壳重和比壳重呈显著正相关关系；海岛棉纤维长度与铃壳重和比壳重呈显著负相关关系，断裂比强度与铃壳重呈显著正相关关系，陆地棉与海岛棉铃壳重和比壳重的增加均与铃重的上升呈显著正相关关系。陆地棉单铃纤维重和单铃棉籽重变化范围为0.85—3.69和1.85—6.16 g，较海岛棉分别增加了48.34%和37.97%。陆地棉纤维长度和断裂比强度与其单铃棉籽重呈显著正相关关系，海岛棉则与单铃纤维重呈显著负相关关系。海岛棉籽仁油脂含量为35.04%，较陆地棉显著高1.75%，陆地棉籽仁蛋白质含量为40.75%，较海岛棉显著高2.86%；纤维品质与籽仁蛋白质含量呈显著负相关关系，随籽仁蛋白质含量的增加，纤维长度和断裂比强度呈显著下降趋势。【结论】 光合产物在纤维和籽仁的分配差异性是陆地棉和海岛棉纤维品质差异的主要原因，扩大棉铃库容能够协同提升陆地棉与海岛棉铃重与纤维品质。

【目的】小豆（Vigna angularis）是我国重要的食用豆类作物，但土壤盐渍化严重制约其生产。通过对大规模小豆种质资源进行系统的苗期耐盐性鉴定与评价，为小豆耐盐品种的遗传改良提供优异的种质材料和理论依据。【方法】以398份小豆种质资源为材料，采用水培法，在预先筛选的100 mmol·L^-1 NaCl胁迫浓度下进行处理。测定盐胁迫后的盐害指数和10项根系形态指标，并结合主成分分析和隶属函数法计算各种质的综合耐盐评价值（D值），据此对所有种质的苗期耐盐性进行系统评价与等级划分，比较育成品种、地方品种及野生种等不同类型种质的耐盐性差异。最后，通过逐步回归分析筛选评价小豆苗期耐盐性的核心指标，构建简化评价模型。【结果】盐胁迫显著抑制了小豆幼苗的根系生长，但不同种质间存在广泛的遗传变异。通过主成分分析将10个根系形态指标降维为3个独立的综合主成分，累计贡献率达88.76%。依据综合耐盐评价值（D值）和耐盐等级标准，筛选出B552、B533等一批苗期高耐盐种质。群体比较分析表明，野生种和地方品种较育成品种具有更强的苗期耐盐潜力，其中，野生种耐盐性尤为突出。通过逐步回归分析，明确了根体积、根鲜重、根干重、根平均直径和根交叉点这5个指标的耐盐系数是评价小豆苗期耐盐性的关键指标，并据此建立了最优回归方程。【结论】系统评价了大规模小豆种质资源的苗期耐盐性，不仅发掘了一批优异耐盐种质，还建立了一套基于5个关键根系指标的简化、高效的小豆苗期耐盐性综合评价体系。

【目的】明确长期秸秆还田对稻稻油轮作作物产量和土壤肥力的影响，为稻稻油轮作秸秆资源高效利用与化肥减量技术提供科学依据。【方法】从2007年早稻开始至2022年，进行连续15年的稻稻油三熟制秸秆还田定位试验，试验设置常规施肥+秸秆不还田（100%F）、常规施肥+秸秆还田（100%F+St）和化肥减量20%+秸秆还田（80%F+St）3个处理，分析作物产量、氮磷钾养分积累量与土壤理化性质，评估稻稻油轮作周年养分表观平衡与土壤综合肥力指数。【结果】长期秸秆还田提高了稻稻油轮作作物产量、产量稳定性与可持续性，其中油菜季产量增幅最为显著。与2007—2010年相比，100%F+St处理2019—2022年晚稻、油菜的平均产量分别增加28.9%、58.7%。与100%F处理相比，100%F+St处理早稻、晚稻与油菜产量分别平均增加7.2%、6.9%、13.4%，其中2019—2022年晚稻季100%F+St处理产量稳定性与可持续性平均增加23.6%、12.5%。连续4年秸秆还田配合化肥减量20%（80%F+St）后，早稻、晚稻、油菜产量均维持稳定或高于常规施肥。与100%F处理相比，2019—2022年80%F+St处理的早稻、晚稻分别增产5.3%、3.1%。100%F+St处理提升了作物氮磷钾养分积累量与周年养分盈余，80%F+St与100%F+St处理相比，轮作周年氮磷钾盈余分别减少54.0 kg N·hm^-2、13.7 kg P₂O₅·hm^-2、48.6 kg K₂O·hm^-2。分析长期秸秆还田后油菜季和水稻季土壤综合肥力指数（IFI）发现，100%F+St处理在油菜季、水稻季IFI分别为1.44、1.51，较100%F处理分别显著提高6.4%、4.3%。油菜季IFI增幅高于水稻季。与100%F处理相比，80%F+St处理在水稻季、油菜季均无显著差异，土壤IFI分别为1.29、1.45。100%F+St处理IFI提高主要依赖于油菜季有机质、全氮、速效钾含量分别提升22.8%、20.5%、13.7%，水稻季有机质、全氮、有效磷含量分别提升14.1%、1.7%、19.0%。【结论】长期秸秆还田可提高稻稻油轮作作物产量、氮磷钾养分积累量及土壤综合肥力指数，且随着还田年限的增加，作物产量稳定性与可持续性提高。秸秆还田配合化肥减量20%能有效保障作物产量与养分积累量维持或高于常规施肥水平，且水稻季产量的可持续性与稳定性高于油菜季。因此在水稻季化肥减量20%能够保障稻稻油轮作体系的稳产高效。

【目的】由大豆花叶病毒（soybean mosaic virus，SMV）引起的大豆花叶病毒病是大豆最具危害的病毒性病害之一，严重影响大豆的产量和品质。利用酵母文库筛选与SMV核内含体蛋白（NIa-Pro和NIb）互作的寄主蛋白，为深入解析SMV的侵染机制及大豆抗病机制提供理论依据及新思路。【方法】首先，从大豆花叶病毒病株系SMV-HN中分别克隆NIa-Pro和NIb，将其重组至pGBKT7酵母载体以构建诱饵质粒，通过酵母双杂交文库筛选技术鉴定与2个病毒功能蛋白互作的大豆寄主蛋白。其次，克隆编码外膜孔蛋白16（outer envelope pore protein 16-1，OEP16）的寄主蛋白基因GmOEP16，并通过酵母双杂交（Y2H）和荧光素酶互补试验（LCA）明确GmOEP16与NIa-Pro和NIb的互作关系。再次，利用荧光定量PCR分析GmOEP16在SMV侵染和外源激素诱导下的表达模式。最后，采用病毒诱导的基因瞬时沉默技术（VIGS）对GmOEP16在SMV病程反应中的功能进行验证。【结果】成功构建pGBKT7-NIa-Pro和pGBKT7-NIb诱饵质粒，分别筛选到12个与NIa-Pro和NIb互作的大豆寄主蛋白。利用Y2H试验，验证NIa-Pro与GmOEP16和GmDEG5，以及NIb与GmOEP16、GmZC3H18和GmAHP1存在相互作用；进一步通过LCA试验，明确GmOEP16与NIa-Pro和NIb均可发生相互作用。表达模式分析显示，GmOEP16可以响应SMV的诱导，并可在反应初期快速地响应水杨酸和脱落酸的诱导。VIGS试验表明，有效沉默GmOEP16后，相较于对照组，沉默植株叶片没有出现明显的感病症状，且SMV外壳蛋白（coat protein，CP）基因SMV-CP的表达量显著降低，即大豆增强了对SMV的抗性，说明该基因可负调控大豆对SMV的抗性。【结论】成功构建了pGBKT7-NIa-Pro和pGBKT7-NIb诱饵载体，并各筛选得到12个与它们互作的大豆寄主蛋白。其中，GmOEP16与SMV核内含体蛋白NIa-Pro和NIb存在相互作用；GmOEP16可响应SMV的诱导且负调控SMV抗性，促进SMV的侵染。

【目的】系统评估不同种类养分投入对连续轮作作物周年产量及养分吸收利用的影响，为稻油轮作养分管理提供参考。【方法】于2016—2024年开展连续8年的稻油轮作田间定位试验，设置氮磷钾均施（NPK）以及在此基础上不施氮（-N）、不施磷（-P）、不施钾（-K）共4个处理，分析轮作周年作物产量及产量构成因子、氮磷钾养分利用及表观平衡。【结果】不平衡施肥显著降低作物产量，与NPK处理相比，-N、-P和-K处理的水稻分别减产26.7%、36.7%和2.8%，油菜分别减产57.4%、86.4%和12.3%，水稻有效穗数和油菜角果数降低是导致作物减产的主要原因。随着轮作年限增加，-N、-P和-K处理的作物累积产量较NPK处理的减产程度逐渐增大；与NPK处理相比，-P处理的水稻和油菜产量稳定性和可持续性显著降低。从轮作周年养分分配来看，水稻的氮素、磷素和钾素累积量均高于油菜。不平衡施肥条件下，水稻、油菜和轮作周年的养分累积量变化趋势与产量一致。肥料利用率分析表明，水稻的氮、磷、钾肥贡献率均低于油菜，而氮肥和磷肥的农学利用率、磷肥和钾肥的回收利用率均高于油菜。从轮作周年养分表观平衡来看，水稻季土壤的养分盈余均少于油菜季土壤，NPK处理的轮作周年土壤氮素盈余135.1 kg N·hm^-2，磷素盈余49.6 kg P₂O₅·hm^-2，钾素亏缺225.1 kg K₂O·hm^-2，单一养分的缺失加剧了其他养分的盈余。【结论】稻油轮作系统中缺乏任何单一养分均会显著降低作物产量及养分吸收利用效率，降幅与基础土壤肥力水平相关。在本试验条件下，-P处理降幅最大，其次为-N处理，-K处理降幅最小，油菜减产的幅度明显高于水稻。因此，需重视氮肥和磷肥的投入以实现作物高产稳产，适当补充钾肥以缓解土壤钾库耗竭，以此实现长期稻油轮作系统的高产高效和可持续发展。

【目的】在精细农业中，作物幼苗检测会受土壤杂草、幼苗叶片间遮挡及多尺度数据集等因素干扰。本研究基于目标检测算法，改进YOLOv8s算法，设计小麦叶尖检测模型YOLO-Wheat，解决田间麦苗叶片遮挡、土壤杂草干扰与多视角数据多尺度等问题，提升麦苗叶片检测的准确性，为精细农业中作物幼苗阶段的麦苗检测提供理论依据。【方法】通过手机摄像头与机载RGB相机在小麦出苗期分别采集小麦苗近景与远景图像，构建作物图像数据集。在网络模型中采用一种多尺度特征融合的金字塔结构（high-level screening-feature fusion pyramid，HS-FPN），该结构使用高层特征作为权重，通过频道关注模块过滤低层特征信息，将筛选后的特征与高层合并，增强模型的特征表达能力，可有效解决数据多尺度问题。在网络模型中集成局部注意力（efficient local attention，ELA）机制，使模型聚焦于小麦叶尖信息，抑制杂草土壤背景因素的干扰。同时对YOLOv8s的损失函数（complete IoU Loss，CIoULoss）进行优化，引入Inner-IoULoss辅助边界框损失函数，增强网络对小目标的注意力，提高小麦叶尖的定位精度。在训练策略上，运用迁移学习，利用小麦叶尖近景图像对模型进行预训练，再使用远景图像对该模型进行参数更新和优化训练。【结果】将YOLO-Wheat模型与Faster-RCNN、YOLOv5s、YOLOv7、YOLOv8s和YOLOv9s 5种目标检测模型对比，YOLO-Wheat模型在小麦叶尖检测方面最优，识别准确率达92.7%，召回率为85.1%，平均精度均值（mean Average Precision，mAP）为82.9%。相较于Faster-RCNN、YOLOv5s、YOLOv7、YOLOv8s和YOLOv9s模型，YOLO-Wheat的识别准确率分别提升了17.1%、13.6%、11.0%、8.7%和3.8%，召回率分别提升了13.1%、6.7%、4.5%、1.8%和1.3%；相较于Faster-RCNN、YOLOv5s、YOLOv7、YOLOv8s和YOLOv9s模型，YOLO-Wheat的mAP值分别提升了16.2%、9.8%、5.0%、5.9%和0.7%。【结论】该方法可有效解决数据多尺度问题，实现复杂大田环境下利用无人机图像进行小麦苗期叶尖小目标精准检测，可为复杂田间小麦苗叶片智能计数提供技术支持和理论参考。

【目的】化肥和有机物料投入是农业生产中的重要增产措施，水稻-油菜复种轮作是我国长江流域主要水旱轮作模式。明确化肥和有机物料投入对稻油轮作周年作物产量和养分吸收利用的影响及其差异，为保障粮油安全和实现农业绿色可持续发展提供科学依据。【方法】于2016—2022年在湖北省沙洋县华中农业大学沙洋实验站开展田间定位试验，设置不施肥（CK）、单施化肥（NPK）、化肥+秸秆（NPK+S）、化肥+秸秆+有机肥（NPK+S+M）4个处理，分析油菜和水稻产量及氮磷钾养分吸收情况，并对养分利用效率、养分表观平衡及其与产量的关系进行评估。【结果】6年试验的平均结果表明，与不施肥相比，化肥和有机物料投入能够显著提高油菜（493.5%—758.8%）和水稻产量（94.3%—106.4%），显著提高作物产量稳定性（24.6%—72.1%）和可持续性（17.2%—85.0%）。与NPK处理相比，NPK+S处理的油菜产量增加6.3%，产量稳定性和可持续性降低；水稻产量降低0.8%，产量稳定性和可持续性提高。NPK+S+M处理的油菜和水稻分别增产44.7%和5.4%，产量可持续性均提高。在轮作周年内，所有处理的油菜季养分吸收占比均低于水稻季。有机物料投入显著促进油菜和水稻的养分吸收，与NPK处理相比，NPK+S+M处理的作物养分平均吸收量和趋势吸收量分别增加5.1%—91.2%和12.2%—100.4%。NPK+S处理的作物养分平均吸收量与NPK处理无显著差异，趋势吸收量比NPK处理高7.7%—25.4%。有机物料投入降低了作物养分生理利用率，与NPK处理相比，NPK+S+M处理的油菜和水稻氮素生理利用率分别降低3.0和3.7个百分点，磷素生理利用率分别降低19.3和25.5个百分点。进一步分析发现，有机物料的投入带来更高的养分表观盈余，且养分表观盈余累积量与产量累积量呈显著正相关。【结论】化肥和有机物料投入显著提高稻油轮作作物产量和养分吸收，其作用效果受作物类别和养分种类的共同影响。在化肥配施秸秆的基础上，增施有机肥能够进一步提高作物产量和培肥土壤，但仍需提高作物的养分生理利用率，以充分发挥有机物料的培肥增产潜力从而实现粮油兼丰。

【目的】利用逆转录重组酶介导的核酸等温扩增技术（reverse transcriptase recombinase-aided amplification，RT-RAA）结合CRISPR/Cas12a系统，建立李属坏死环斑病毒（prunus necrotic ringspot virus，PNRSV）的RT-RAA-CRISPR/ Cas12a可视化检测方法。【方法】依据PNRSV外壳蛋白（coat protein，CP）编码基因的保守序列，设计并筛选扩增效率高、特异性强的引物；针对引物和探针的浓度、扩增体系、反应温度和时间等条件进行优化，建立PNRSV的RT-RAA-CRISPR/Cas12a可视化检测方法。利用该方法对PNRSV、李痘病毒（plum pox virus，PPV）、苹果花叶病毒（apple mosaic virus，ApMV）、黄瓜花叶病毒（cucumber mosaic virus，CMV）、马铃薯X病毒（potato virus X，PVX）、马铃薯Y病毒（potato virus Y，PVY）等李属植物常见病毒进行检测，验证方法的特异性；将PNRSV的总RNA进行10倍梯度稀释，分别采用RT-PCR、RT-RAA以及RT-RAA-CRISPR/Cas12a方法进行检测，比较3种方法的灵敏度；对口岸收集的31份疑似感染病毒的桃果实试验样品进行RT-RAA-CRISPR/Cas12a和RT-PCR方法检测，验证该可视化检测方法的实用性。【结果】成功建立了用于检测PNRSV的RT-RAA-CRISPR/Cas12a可视化检测方法。最终体系优化结果为引物RT-RAA-PNRSV-F2/R2、荧光报告基因FQ、CRISPR-Cas12a、PNRSV-crRNA（CRISPR RNA，crRNA）的工作浓度分别为0.4 μmol·L^-1、800、200、240 nmol·L^-1，反应条件为41 ℃下反应45 min。该方法可特异性检测PNRSV，与李属植物常见病毒无交叉反应。对携带PNRSV的桃果实样品RNA的检测灵敏度，RT-RAA和RT-RAA-CRISPR/Cas12a分别可达3.06 pg·μL^-1和306 fg·μL^-1，RT-RAA-CRISPR/Cas12a灵敏度是RT-RAA和RT-PCR的10倍。口岸收集的31份桃果实试验样品中，RT-PCR检出14份阳性样品，RT-RAA-CRISPR/Cas12a检出15份阳性样品，两者检测结果一致率基本一致。【结论】建立了PNRSV的RT-RAA-CRISPR/Cas12a可视化检测方法，该方法具有简便、快速、高灵敏度、高特异性和直观的特点，适用于现场快速检测PNRSV。

【目的】为探究稻油轮作下施肥模式在中低产田作物生产上增产提效的潜质，通过分析不同施肥模式对稻油轮作产量、养分吸收及土壤肥力的影响和稻油轮作培肥地力效果，找出适用于中低产田稻油轮作的施肥策略，为中低产田障碍消减，促进稻油轮作高效生产，实现稻油轮作的可持续发展提供理论指导。【方法】试验于2017—2024年在江苏省如皋市农业科学研究所以中低产田为研究对象，通过小区试验，设置不施肥处理（CK）、不施氮肥处理（PK）、不施磷肥处理（NK）、农民习惯施肥处理（FFP）、优化施肥处理（OPT），通过分析水旱两季作物历年产量，成熟期地上部养分吸收量和土壤养分含量等，明确稻油轮作不同施肥制度下的产量变化规律，并探究其主要影响因素。【结果】在7个周年轮作期内，与FFP相比，OPT处理水稻和油菜的产量及产量构成随着轮作周期的增加更为稳定。与FFP相比，OPT处理水稻和油菜的氮肥偏生产力和磷肥偏生产力显著提高，水稻分别高出51.5%—73.3%和81.8%—107.9%；油菜分别高出137.2%—152.3%和89.8%—101.9%。4个周年轮作期内，OPT处理水稻和油菜地上部生物量均高于FFP处理。对比试验开始和试验结束的两个周年轮作期发现，OPT处理水稻和油菜地上部氮、磷、钾累积量均高于FFP处理，且OPT处理对土壤有机质、全氮、速效钾提升效果优于FFP处理。经过7年稻油轮作，各处理土壤肥力指数均显著升高（63.8%—117.2%）。与FFP处理相比，OPT处理的水稻季土壤化学指标的隶属度平均值5个指标均高于FFP处理，其综合肥力指数提高13.4%—19.2%。此外，监测3个周年轮作期的土壤磷活化系数，发现OPT处理土壤磷活化系数高于FFP处理。【结论】与农民习惯施肥相比，优化施肥可以通过优化肥料运筹，在水稻氮肥和磷肥减施40%和50%，油菜氮肥和磷肥减施60%和50%的基础上，通过稳定其产量构成，保持较高的生物量和养分吸收，实现稻油轮作体系周年产量的稳定；优化施肥在肥料利用率和土壤肥力提升上的表现优于农民习惯施肥。因此，稻油轮作优化施肥模式在肥料长期减施情况下，可以协调作物养分需要与养分供应，保持作物稳产或增产，提高肥料利用率，提升中低产田土壤肥力，实现中低产田障碍消减和生产的可持续发展。

【目的】 Tos17是水稻基因组中的一类逆转座子。在粳稻品种日本晴中，位于第7染色体上的一个Tos17（Tos17^Chr.7）在组织培养中可被激活。研究我国籼稻品种中Tos17的基因组学特征，确定其在组织培养中可否被激活而影响生物技术育种。【方法】 从公共数据库中获取籼稻品种或杂交稻亲本的高质量基因组重测序数据，定制开发程序鉴定和分析Tos17的插入位点，并采用IGV软件和PCR验证鉴定结果。通过层次聚类和主成分分析对品种进行分类，基于全基因组单核苷酸多态性（single-nucleotide polymorphism，SNP）数据构建系统发育树，并运用Mantel检验评估其与Tos17单倍型的关联性。同时，采用农杆菌介导法培育籼稻品种成熟胚愈伤组织转化植株，并分析其Tos17数量的变化。【结果】 开发了一个鉴定Tos17的程序Tos17-finder，在1 511份籼稻品种中共鉴定到23个插入不同位置的Tos17。12个Tos17位于已注释基因的内部或其上下游2 kb范围内，其余11个位于基因间区。1 511个品种在第10染色体上均有一个与日本晴一致的Tos17（Tos17^Chr.10），在第2染色体上有2个高频率出现的拷贝，即Tos17^Chr.2-1（79.0%）和Tos17^Chr.2-2（83.7%），但只有85个（5.6%）品种携带Tos17 ^Chr.7。Tos17在每个品种的平均拷贝数为4.0个，其中，有11个品种的Tos17拷贝数多达8个，还有35个品种只检测到Tos17^Chr.10。根据基因组SNP，将1 511个品种分为3个亚群，每个亚群均与Tos17单倍型存在一定相关性。采用农杆菌介导遗传转化，共培育5个籼稻品种的125株T₀转基因苗，并获得了高质量基因组重测序数据，经分析，未发现有新的Tos17插入。开发了一个能准确区分Tos17 ^Chr.7和其他Tos17的分子标记。【结论】 籼稻品种中Tos17的基因组学特征与粳稻品种日本晴存在一定差异，可以用本试验开发的分子标记快速检测待测材料是否携带可被激活的Tos17 ^Chr.7。

【目的】水稻细菌性条斑病(rice bacterial leaf streak，BLS）为我国检疫性植物病害，由稻黄单胞杆菌稻生致病变种(Xanthomonas oryzae pv. oryzicola，Xoc）侵染引起，严重威胁水稻产量和稻米品质，是我国水稻生产区的主要病害之一。本研究旨在利用优质放线菌资源，为研发防治农作物病害的微生物源产品打下理论基础。【方法】采用梯度稀释涂布法，从不同植物根际土壤样品中分离纯化放线菌菌株，通过测量抑菌圈直径比较不同菌株对Xoc的抑菌能力，选择抑菌效果最好的菌株保藏并进行后续形态学、生理生化特征和多基因比对分析。采用扫描电镜观察、傅里叶变换红外光谱分析、胞内β-半乳糖苷酶的泄露情况测定以及SDS-PAGE凝胶电泳法探究拮抗放线菌对Xoc生理特征的影响，开展盆栽防效试验进行防治水稻细菌性条斑病的实际效益研究。采用特定培养基分析拮抗放线菌的促生特性，并通过浇灌促生试验探究其对水稻幼苗生长发育的影响。【结果】共分离获得80株放线菌，其中Sv-6菌株拮抗Xoc能力最强，抑菌圈直径为(44.87±0.26）mm，经形态特征及系统发育分析，将Sv-6菌株鉴定为弗吉尼亚链霉菌(Streptomyces virginiae）。Xoc经Sv-6菌株培养滤液处理后产生细胞溶胀、皱缩和聚集，同时膜表面物质组成改变、通透性增加，以及蛋白质表达下降。盆栽防效试验结果显示，水稻易感品种甬优15和湘两优900经Sv-6菌株培养液处理后，病斑抑制率达到57.98%—88.25%，且对预防Xoc侵染水稻效果显著。促生特性测定证明Sv-6菌株具有产铁载体、溶无机磷以及产生吲哚乙酸(IAA）的能力。浇灌促生试验验证了Sv-6菌株对水稻幼苗生长具有促进作用，处理后根长的增幅可达48.50%。【结论】弗吉尼亚链霉菌Sv-6菌株对水稻细菌性条斑病具有较好的防治效果，有开发成为绿色生防制剂和微生物菌肥的潜力。

【目的】为满足人口增长和环境变化带来的粮食需求增长，需要不断培育高产、优质和多抗的品种。高效创制具有丰富遗传背景和遗传多样性的新种质，为培育兼顾多个优良性状的新品种提供参考。【方法】利用三明显性核不育材料简化杂交程序，选择多个地缘关系较远的优异亲本与之杂交，聚合多个优良性状。针对遗传基础窄、分子标记应用难度大等问题，通过S221先后与09598、鄂中5号、源丰占、云香软等材料连续杂交，在最后一次杂交后代中选择可育株，用系谱法结合耐热分析、米质分析及抗稻瘟病筛选等培育新品种。提取F₁₀系列株系中的60个中选单株及4个亲本DNA，设计目标位点引物，通过PCR捕获目标DNA片段，并进行测序，最后进行目标位点的基因型分析。运用SLYm1R高密度水稻全基因组SNP芯片进行功能基因分析。【结果】基因型分析以碱基替代率的大小来分析其亲缘关系的远近或相似度。亲本材料鄂中5号、云香软与其他亲本的关系较远，09598与源丰占的关系较近；创新获得的3个株系群之间的碱基替代率分别为0.0099545（170531-170532）、0.0338213（170531-170533）和0.0371913（170532-170533），而在各个株系内部，碱基替代率均为0，表明3个株系群之间有差异，但各株系内的遗传没有差异，通过加代扩繁分别形成新的种质，分别命名为ZY531、ZY532和ZY533。功能基因分析结果显示，ZY532系列种质的功能基因分别来源于4个亲本，聚合了多个亲本的优异基因，如Os-MOT1;1来源于云香软，可减少钼积累等非生物胁迫；Bph3来源于09598和鄂中5号，可增强褐飞虱的抗性；OsGSK2来源于09598、源丰占和云香软，可使中胚轴长度增长适宜直播；Badh2来源于云香软，使稻米具有香味；多个抗稻瘟病基因来源于不同亲本，也可以聚合到创新资源中，使其获得较好的稻瘟病抗性。ZY532米质优、稻瘟病抗性好，耐热性强，配制的杂交组合耐热性达到3级。【结论】利用三明显性核不育材料可有效聚合多个优良基因，但同时造成的遗传背景复杂，会延长育种周期，结合高通量SNP标记检测，可快速筛选出稳定的株系和更多的类型，既拓宽了遗传基础又提高了育种效率，可高效创制兼顾多个优良性状的新种质。

【目的】 为优化黄淮海区域玉米大豆间作种植模式，通过评估不同行比配置对作物农艺性状、群体冠层结构、产量构成要素、边际效应及综合经济效益的影响，筛选适宜的行比模式，以提升土地资源利用效率及经济效益。【方法】 设置4行大豆间作2行玉米（4﹕2）、6行大豆间作4行玉米（6﹕4）、4行大豆间作4行玉米（4﹕4）3种行比模式，并以大豆单作（SCK）和玉米单作（MCK）为对照，测定分析不同行比配置下作物干物质积累量、叶面积指数(LAI)、叶绿素相对含量（SPAD）、冠层透光率及产量构成要素。采用分内外行取样法评估边际效应及经济效益。【结果】 与单作相比，间作显著降低了玉米（灌浆期、乳熟期及成熟期）和大豆（盛花期、盛荚期、鼓粒期及完熟期）的单株干物质积累量。在行比模式中，4﹕4模式的玉米单株干物质积累量最高，而大豆则以6﹕4模式最高。行比配置显著影响了两作物各行间干物质积累量及产量。玉米产量排序为：4﹕4模式>4﹕2模式>6﹕4模式，较MCK分别降低15.22%、18.02%和12.62%；大豆产量排序为：6﹕4模式>4﹕4模式>4﹕2模式，较SCK分别降低55.99%、50.43%和56.00%。间作玉米表现出明显边际优势，边行产量显著高于内行。间作体系下，玉米和大豆的冠层透光率、LAI及SPAD值均低于单作。玉米的冠层透光率、LAI和SPAD值均表现为：4﹕4模式>4﹕2模式>6﹕4模式；大豆冠层透光率排序为4﹕4模式>6﹕4模式>4﹕2模式，其LAI和SPAD值排序同玉米。玉米LAI受行比影响显著，而其SPAD值及大豆的LAI、SPAD值行间差异均不显著。经济效益及间作优势评估中，4﹕4模式表现最优，其土地当量比(LER)、相对拥挤系数(K)及经济效益均为最高。间作玉米的LER值和K值均高于大豆，且玉米竞争比率(CR_m)显著高于大豆(CR_s)（CR_m>1,CR_s<1），表明玉米在种间竞争中占据优势。【结论】 相较于单作，间作模式虽降低了两作物单株干物质积累量、LAI及SPAD值，但显著提升了土地当量比及综合经济效益。本试验条件下，4﹕4模式群体冠层结构更优，玉米边际优势显著，在维持玉米产量水平的同时增收大豆，实现了总产量与经济效益的协同提升。

【目的】土壤盐渍化导致土壤结构恶化、作物减产及生态系统退化，是威胁干旱区农业可持续发展的关键环境问题。本研究旨在利用光谱变换、波段筛选以及多种机器学习方法，构建土壤盐分预测模型，快速、准确地预测土壤盐分，为盐渍化农田的科学管理提供技术支撑。【方法】以达拉特旗农田土壤为研究对象，系统采集土壤样品并测定其电导率（EC）与光谱反射率数据。首先，采用Savitzky-Golay（S-G）滤波对原始光谱（R）进行平滑去噪，在此基础上系统开展包括倒数、对数、一阶微分、二阶微分等在内的12种光谱变换处理，以挖掘隐含光谱特征。进而，分别采用相关性分析（CA）和最小角回归（LAR）方法进行特征降维，并结合竞争性自适应重加权采样（CARS）算法进一步筛选敏感特征波段。最后，基于优选特征分别构建偏最小二乘回归（PLSR）、支持向量机（SVM）、反向传播神经网络（BPNN）和随机森林（RF）模型，通过决定系数（R²）和均方根误差（RMSE）综合评价模型性能，对比特征集在不同算法中的建模效果。【结果】原始光谱经过光谱变换后，相关系数均有不同程度的提升，表明光谱变换能显著增强土壤盐分与光谱特征的相关性；在使用竞争性自适应重加权采样进行特征波段优选时，最小角回归比相关性分析具有更好的特征降维效果；倒数对数一阶微分（ATFD）结合偏最小二乘回归模型表现最优，其验证集精度为R²=0.81、RMSE=2.04 dS·m^-1；不同建模方法对比显示，偏最小二乘回归模型的预测性能优于其他3种模型（反向传播神经网络/随机森林/支持向量机），表明偏最小二乘回归模型更适合该区域土壤盐分的预测。【结论】基于ATFD-LAR-CARS-PLSR的土壤盐分高光谱预测模型精度高、预测能力最优，证实了高光谱技术结合多维度特征优化可有效实现干旱区土壤盐分预测。

【背景】土壤盐渍化严重制约作物生长和生态平衡，精准监测对盐碱地改良利用、产量预测及农田管理至关重要。在自然和人为等多种因素影响下，土壤盐渍化主要受水分和盐分在土体中迁移与再分配的水盐运动过程控制，呈现垂直迁移显著、空间异质性大的特点。目前无人机遥感技术已经广泛用于田块尺度的土壤盐渍化监测，但是，遥感技术多进行表层监测，难以表征深层盐分梯度。【目的】融合机器学习与克里金插值方法，建立无人机影像分层建模的土壤深层盐渍化空间预测方法。【方法】首先，利用无人机搭载多光谱传感器获取试验田高分辨率影像，并同步测量不同深度土壤盐分数据，辅以实时动态差分定位技术确保空间精度；随后，构建包含红边波段在内的光谱特征集，并基于随机森林算法进行特征优选；在此基础上，融合机器学习与克里金插值方法，建立分层土壤盐分预测模型，生成高分辨率盐分分布图；最后，通过与三次拟合深度函数预测方法对比验证本方法在深层盐渍化空间表征中的优势。【结果】混合模型分层建模的土壤深层盐渍化空间预测各深度预测精度R²分别为0.68（0—10 cm）、0.51（10—20 cm）、0.58（20—40 cm）、0.56（40—60 cm）与0.52（60—80 cm），其中0—10 cm表层预测效果最佳。红边盐分指数在各深度均表现为重要预测因子，验证了所构建红边指数的适用性与有效性。通过混合模型与三次拟合深度函数预测的结果对比，混合模型分层建模的土壤深层盐渍化空间预测精度更高，更能真实地反映试验区不同深度的盐渍化程度。【结论】无人机遥感技术在浅层（0—10 cm）土壤盐分预测最优，土壤性质的预测精度随深度的增加而下降，深层精度仍需提升；从预测结果来看，随着深度增加，土壤盐分均值逐渐升高，表明盐分在土壤剖面中存在累积现象；相较于三次拟合深度函数方法，本研究提出的基于随机森林分层建模与克里金残差校正的混合模型在各土层展现出更高的空间预测精度，更具合理性与实用性，为区域土壤盐渍化动态监测及分层盐分精准制图提供了科学依据。

【目的】 分析新疆小麦品种资源蛋白质品质性状和贮藏蛋白组分的遗传多样性及其关系，为拓宽新疆小麦品种资源的遗传基础及育种的亲本选配和品种选育提供优质亲本材料。【方法】 以303份新疆小麦品种资源为材料，对其蛋白质品质性状和贮藏蛋白组分含量进行变异、相关及聚类分析，并计算其遗传多样性指数（H '）和隶属函数值，对供试材料进行综合评价。【结果】 新疆小麦品种资源蛋白质品质性状和贮藏蛋白组分含量的变异系数范围分别为5.52%—60.99%和9.17%—23.69%，变异系数最大的为8分钟宽度；贮藏蛋白组分含量的变异系数最大为不溶性谷蛋白聚合体含量（UPP）；遗传多样性指数分别为1.06—2.15，平均为1.78，其中，面筋指数最大，为2.15，峰值时间最小，为1.06。相关分析、多元回归分析表明，综合评价值（F₁₅）可以评价蛋白品质（面筋质量）的优劣；面筋指数（GI）、峰值时间（PT）、8分钟宽度（8 min width）、沉淀值（SV）和不溶性谷蛋白聚合体含量（UPP）指标是评价蛋白品质的重要性状，可在今后的育种中加以应用。经聚类分析，将303份小麦品种资源分为三类，所占比例分别为15.84%、43.23%和40.92%，3个类群中，第Ⅰ类群的综合评价值表现最高，品质指标表现最优，其中，不溶性谷蛋白聚合体百分含量（%UPP）、不溶性谷蛋白聚合体含量（UPP）、面筋指数（GI）、峰值时间（PT）、8分钟宽度（8 min width）、8分钟面积（8 min area）、沉淀值（SV）等7个指标的平均值均显著最高，表明通过F₁₅评价面筋质量的优劣是可靠的。【结论】 明确了新疆冬小麦品种资源蛋白质品质性状和贮藏蛋白组分指标的遗传多样性分布特点及关系，筛选出评价蛋白质品质的重要性状，基于综合评价值（F₁₅）筛选出一批贮藏蛋白组分与小麦蛋白质品质性状综合表现优异的资源，可在今后的育种中加以利用。

【目的】 探究不同有机物料配施化肥对中低产田作物产量和农田土壤肥力的影响，为选择最佳的有机培肥措施提供科学依据。【方法】 以黄土高原中低产田为研究对象，于2022和2023年，连续两年进行玉米田间试验。设置秸秆还田配施化肥（SF）、生物炭配施化肥（B）、有机肥配施化肥（M）和生物有机肥配施化肥（EM）4个处理，以单施化肥（F）为对照，通过测定不同处理的玉米产量和土壤物理、化学和生物指标，采用相关性分析和主成分分析等方法建立评价指标最小数据集，并利用模糊数学法对土壤肥力进行评价。【结果】 与F处理相比，SF和B处理土壤水稳性大团聚体（R_>0.25）百分比显著提高了19.8%和17.8%，<0.053 mm团聚体百分比显著降低了17.2%和14.0%，土壤水分显著提高了7.6%和13.0%。M和EM处理同样提高了土壤水稳性大团聚体和表层土壤水分，但差异不显著。有机物料配施化肥提高了土壤团聚体的几何平均直径和平均重量直径，其中SF处理显著高于F处理，但与B、M处理差异不显著。与F处理相比，不同有机物料处理土壤有机质和土壤有效磷含量分别显著提高了16.1%—28.5%和23.1%—195.4%；SF处理的可溶性有机碳和M处理的可溶性有机氮含量增加最显著。EM处理的土壤微生物量碳、微生物量磷含量和M处理的微生物量氮含量最高，分别较F处理显著增加了36.9%、216.4%和63.3%。与F处理相比，SF、M、EM处理的土壤β-葡萄糖苷酶、N-乙酰葡萄糖苷酶和亮氨酸氨基肽酶活性分别显著提高了13.3%—57.0%、21.4%—22.0%和24.3%—35.1%，B处理的β-葡萄糖苷酶活性显著增加，但N-乙酰葡萄糖苷酶和亮氨酸氨基肽酶活性增加不显著；土壤总体酶活性（TEI）表现为EM>M>SF>B>F处理，其中EM处理显著高于SF、B和F处理。化肥配施有机物料通过改善土壤团聚体结构、提升土壤有机质及养分含量、增强土壤酶活性，从而提高了土壤肥力指数（IFI），提升幅度在0.6%—36.9%，其中EM、M和B处理增加显著。试验两年化肥配施有机肥和生物有机肥玉米产量较单施化肥显著提高了13.4%—18.5%，且显著高于秸秆配施化肥处理。【结论】 有机物料配施化肥能够改善土壤结构、提高土壤肥力，从而增加玉米产量，其中有机肥和生物有机肥配施化肥的效果最好。

【目的】探讨生物育种抗虫新品种与密植精准调控高产技术结合对玉米产量及经济效益的影响，提出适宜生物育种抗虫新品种的最佳栽培模式，为优化西辽河平原春玉米高产高效栽培技术体系提供理论依据。【方法】于2023—2024年在内蒙古自治区通辽市开展田间试验，试验采用裂区设计，以栽培模式为主区，设置当地传统农户模式(FP）和密植精准调控模式(DPDI）2种综合栽培模式；以品种为副区，采用东单1331(DD1331）、东单1331K(DD1331K）、优迪919(YD919）、优迪919HZ(YD919HZ）4个玉米品种，分析不同栽培模式下品种抗虫性状对玉米产量及经济效益的影响。【结果】2年试验期间，抗虫品种田块虫害发生程度均为轻发生，虫株率达6.80%—9.87%；常规品种田块虫害发生程度为中等发生或偏重发生，虫株率达22.27%—36.31%。在2023年(虫株率>30%），抗虫新品种(DD1331K、YD919HZ）较常规品种(DD1331、YD919）显著提高了千粒重，进而提高了玉米产量(0.84%—9.31%）和经济效益(0.3%—13.3%）；而在2024年虫株率约为23%的情况下，抗虫品种与常规品种间穗粒数、千粒重和产量无显著差异。随着种植密度的增加，玉米产量在9.0或10.5万株/hm²密度时达到最大，显著高于6.0万株/hm²密度下的产量，分别提高了13.54%—19.94%和7.48%—21.01%。玉米密植精准调控模式2年的平均产量显著高于传统农户模式，2023年的增产幅度为13.50%—19.19%，2024年的增产幅度为7.03%—14.42%。与传统农户模式相比，密植精准调控模式的经济效益总体提升0.19—1.02万元/hm²。【结论】抗虫品种在虫害严重发生时，可显著提高玉米产量(最高9.31%）和经济效益(最高40.3%），但在虫害中等发生程度的情况下与常规品种无显著差异。密植精准调控模式通过调控种植密度(9.0—10.5万株/hm²）和优化水肥精准管理，较传统农户模式2年平均增产22.18%，经济效益提升0.57万元/hm²。其核心原理在于抗虫品种可以减少虫害威胁，降低产量损失，减少杀虫剂使用同时降低生产投入成本，通过合理密植增大玉米群体的生产能力，并结合滴灌水肥一体化进行精准调控进而实现玉米的增产和增收。抗虫品种与密植精准调控模式的协同应用可实现技术叠加，进一步提升玉米的高产稳产高效能力。