生物技术
为明确移栽行距与播期组合对晚粳稻生长特性、产量及品质的协同调控效应，优化太湖地区晚粳稻栽培技术，本研究以‘苏香粳100’（常规晚粳稻）和‘甬优1526’（杂交晚粳稻）为试材，采用三因素（品种×移栽行距×播期）随机区组设计，设置常规行距（30 cm，T1）和宽窄行（40 cm+20 cm，T2）2种行距，5月13日（B1）、5月23日（B2）、6月2日（B3）、6月12日（B4）4个播期，系统测定茎蘖动态、叶面积指数、SPAD值、干物质积累、产量及稻米品质指标。结果表明，宽窄行移栽与5月23日播种组合表现最优，‘苏香粳100’与‘甬优1526’在该组合下成穗率分别为82.96%和79.80%，孕穗期SPAD值为46.02和50.08，叶面积指数为5.68和7.64，干物质积累量分别为23.34和26.37 t/hm2，产量达11.9和13.9 t/hm2，均显著优于其他组合(P<0.01)。稻米品质方面，垩白度降至4.1%，直链淀粉含量适中，胶稠度达90.1 mm，整精米率提高至76.1%，品质优势显著(P<0.05)。研究表明，宽窄行配合适宜播期能够协同优化晚粳稻群体结构与物质转化效率，实现稳产提质，适宜在太湖稻区及周边主产区推广应用。
本研究旨在分析江苏沿海不同盐分梯度（中度、重度）滩涂土壤盐分的动态变化，探讨气候因子（降雨量、蒸发量、温度）对滨海盐土盐分动态变化的影响，揭示其盐分的自然演变规律，为滨海盐土的脱盐改良提供依据。通过野外实地采样与监测，选取表土盐分差异显著的地块（中度盐土5.52 g/kg和重度盐土15.31 g/kg），设置裸地和秸秆覆盖2种处理，分析气候因子对土壤盐分变化的影响。结果表明：秸秆覆盖下土壤盐分变化主要受降雨量驱动，蒸发量的影响可以忽略，多因子作用简化为单因子驱动；裸地处理同时受降雨量、蒸发量等多因子综合影响。主要结论如下：（1）在气候因子共同作用下，中度和重度盐土裸地0~40 cm土层盐分呈现一致的季节性动态特征，即6—8月雨季因雨水淋洗降低盐分，9—12月则表现出明显的积盐特征；（2）秸秆覆盖条件下，土壤盐分变化与累积降雨量呈显著指数函数关系，且中度盐土0~20 cm指数函数土层回归方程为 $y=2.3312{e}^{-0.003{x}_{1}}$ (R2=0.8232，P<0.01)和重度盐土为 $y=4.8782{e}^{-0.003{x}_{1}}$ (R2=0.8207，P<0.01)，每增加10 mm累积降雨量，土壤盐分分别降低0.257、0.180 g/kg；（3）裸地条件下，中重度盐土盐分变化与累积降雨量、累积蒸发量之间均可通过一元二次线性回归方程进行拟合；并通过公式Sgw=St+1-St+S1r估算裸地因毛管水上升导致的地下水盐分表层积累量(Sgw)，相关分析显示平均温度(x32)与Sgw存在显著的正相关。综上，降雨对滨海盐土脱盐起主导作用，温度和蒸发量则主要促进盐分积累。因此，滨海盐土脱盐改良中应充分利用雨水的淋洗作用，并采取措施抑制蒸发和温度驱动的盐分积累。
本研究基于1992—2022年气象资料和大豆生育期数据，构建气候适宜度模型，结合线性趋势分析、自然断点法及反距离权重插值等方法，分析呼伦贝尔地区大豆种植气候适宜性的时空变化特征，划分大豆种植适宜区。结果表明：在全球气候变化背景下，呼伦贝尔地区大豆种植综合适宜度呈波动性变化，总体呈前期平稳上升、后期略有下降；其中温度适宜度、降水适宜度均呈波动上升趋势，日照适度则前期波动上升、后期波动下降。空间分布上，日照、温度、降水及综合适宜度差异显著：综合适宜度高值区主要位于东部，其次为西部，中部综合适宜度最低；温度适宜度呈自东西两侧向中间递减分布；降水适宜呈自东向西递减分布；日照适宜度与降水适宜度空间分布呈相反趋势，为自东向西递增分布。总体而言，呼伦贝尔市东南部气候条件更适宜大豆种植，主要包括莫力达瓦达斡尔族自治旗、阿荣旗大部、扎兰屯市东部以及鄂伦春自治旗东南部。
为明确新疆乌鲁木齐地区谷子品种‘天粟5号’的最佳种植密度，本研究结合当地谷子机械化播种实际及前期预试验结果，基于常用播种机行距(40、45、50 cm)和株距10 cm，设置6个种植密度梯度（40.0万、44.4万、50.0万、60.0万、66.7万、75.0万株/hm²），比较不同密度下‘天粟5号’的农艺性状与产量表现，并进行相关性分析及回归分析。结果表明：各种植密度处理在主茎直径、有效穗数、主穗重、主穗粒重及产量关键指标上差异极显著(P<0.01)，主茎长度、千粒重差异显著(P<0.05)；随着种植密度的增大，有效穗数递增，主茎长度、主穗长度递减，主穗重、产量呈先升后降趋势；产量与主穗重、主穗粒重等关键穗部性状极显著正相关，与有效穗数、主穗粒重存在极显著正向线性回归关系。综合来看，‘天粟5号’在60.0万株/hm²种植密度下的产量最高，相较于其他密度平均增产15%以上，且穗型紧凑、籽粒饱满，可作为乌鲁木齐地区‘天粟5号’的推荐种植密度。
本研究旨在提升大豆病虫害预警和防控的精准性，指导生产布局优化。基于2008—2022年呼伦贝尔市的气象观测资料和大豆食心虫发生面积和调查资料，采用气候适宜性指数评价方法，计算了该区域近15 a逐年大豆食心虫适宜性指数，建立了食心虫气候适宜性评价等级。利用GIS技术，完成了呼伦贝尔市大豆食心虫发生气候风险区划。研究结果表明，气候适宜性指数可划分为四个等级：F>2.0为极高发生区，1.5<F≤2.0为高发生区，1.0<F<1.5为中发生区，F≤1.0为低发生区。呼伦贝尔市大豆食心虫主要发生于大兴安岭东南麓和西麓地区，以高风险和中风险区为主，大兴安岭山地和北部林区发生风险低，未发现极高风险区。建议高风险区要加强生物防治和化学防治措施，降低病虫害发生率，促进全市大豆产业可持续发展。
为探究不同增产栽培措施对甘薯生长发育的影响，本试验采用二因素随机区组试验设计，研究地膜覆盖和栽培密度处理对宁德丘陵山地‘福宁紫4号’紫甘薯品种农艺性状和结薯习性的影响。结果表明：地膜覆盖可显著促进‘福宁紫4号’地上部的生长，进而提升产量、商品薯率和品质。在5.25万株/hm2栽培密度下，地膜覆盖较不覆膜处理，平均单株结薯数增加1.65个，单株鲜薯重提高34.62%，大薯率提高10.45个百分点，单位面积鲜薯产量增加33.87%，商品薯率提高7.72个百分点，花青素含量提高7.2%，干物质率提高2.01个百分点。过高或过低的栽培密度均对商品薯率、鲜薯产量和品质提高均有不利影响。此外，地膜覆盖和栽培密度处理对‘福宁紫4号’的分枝数、最长蔓长、单株茎叶鲜重、单株结薯数、单株鲜薯重、单位面积鲜薯产量、大薯率、小薯率、商品薯率存在显著交互作用。综上，地膜覆盖和适宜栽培密度协同作用，可更有效地提升‘福宁紫4号’的产量、商品薯率和品质。结合‘福宁紫4号’在宁德丘陵山地的生长特性，建议春季栽培采用地膜覆盖并选择5.25万株/hm2的栽培密度作为适宜措施。
为探讨干旱胁迫下不同粒径保水剂对大豆苗期生长发育的调控效应，为呼伦贝尔地区大豆旱作栽培的抗旱保苗技术提供科学参考。本研究以‘同豆2号’为供试材料，采用盆栽双因素试验设计，设置4个水分梯度（正常供水：田间持水量70%；轻度干旱：60%；中度干旱：50%；重度干旱：40%）和3种粒径保水剂（粉末状SAP-A、0.6~1 mm SAP-B、2~3 mm SAP-C），以不施保水剂为对照（CK），共16个处理，分析大豆V2期农艺性状、根系形态及干物质积累的差异。结果表明，随干旱加剧大豆幼苗各农艺指标均呈降低趋势。施保水剂可缓解干旱胁迫的不利影响。轻度干旱下，SAP-A对大豆幼苗农艺性状改善效果优于其他处理，株高、茎粗、SPAD值、根系总长、根系表面积、根系体积、单株干重较对照分别提高19.90%、10.28%、7.81%、19.81%、8.91%、24.38%和20.09%；中度干旱下，SAP-C改善效果较佳，上述指标较对照依次提高17.45%、10.77%、5.04%、38.27%、18.13%、43.63%和31.85%；而重度干旱下，施用保水剂改善效果不明显。呼伦贝尔地区大豆生产中轻度干旱下施用粉末状保水剂；中度干旱下施用2~3 mm大颗粒保水剂效果较好，可为区域大豆旱作生产提质增效提供技术支撑。
本研究旨在探究航天诱变对不同大豆品种生理指标及抗氧化酶活性的影响，为大豆种质创新与品种选育提供理论依据，同时推动航天诱变育种技术在豆科作物遗传改良中的深入应用。实验以“实践十九号”卫星搭载的4种优良大豆种子为研究对象，经航天诱变处理后返回地面进行SP1代地面种植，未经搭载的大豆种子为CK，对其生长性状、光合指标、抗氧化酶及可溶性蛋白含量进行了测定和分析。结果表明：‘德顺34’、‘东创19’发芽率较CK分别提高13.2%、17.6%，‘东创19’发芽势较CK提高9.4%；‘德顺14’叶长较CK降低8.9%，‘东农219’叶宽较CK下降28.0%；‘德顺34’株高较CK提高5.19%，‘德顺34’、‘德顺14’、‘东创19’株幅较CK分别降低53.2%、54.7%、56.3%，‘东创19’节间长较CK提高10.8%，‘东农219’分枝数较CK降低28.0%；‘东农219’单株荚数较CK提高7.7%。‘德顺14’净光合速率较对照提高17.3%。‘德顺34’、‘德顺14’POD活性较CK均有所提高；‘德顺14’MDA含量极显著高于CK；‘东创19’可溶性蛋白含量较CK极显著提高。综上所述，航天诱变导致大豆植株性状发生广泛变异，尤以株幅变化最为突出；光合指标有所改善，抗氧化酶活性及可溶性蛋白含量波动较大，其中SOD变化最小，且这些变异在不同品种间表现出差异性。
本研究旨在研究膜下滴灌灌水定额对北疆棉花生长发育、耗水特性及产量的影响，为该区域棉花生产的节水、增产、增效提供理论依据。试验于2022—2024年通过设置4种不同灌水定额：30.0 mm(I20)、37.5 mm(I25)、45.0 mm(I30)和52.5 mm(I35)，探究不同滴灌定额对棉花生长指标、耗水规律及产量的调控效应。结果表明，随灌水定额的增加，棉花株高呈增加趋势，在I30和I35处理下达到峰值；而叶面积指数(LAI)和叶绿素相对含量(SPAD)呈先升后降趋势，峰值均出现在I30处理。棉花各生育阶段耗水量及作物系数均随灌水定额的增加呈上升趋势。棉花籽棉产量和皮棉产量随灌水定额的增加呈先增加后降低的趋势，其中I30处理产量最高，平均值分别为5535.35 kg/hm2和2348.42 kg/hm2。耗水量-产量的拟合分析表明，适宜耗水量范围为491.93~571.61 mm。综合评价结果表明，I30处理在3个生长季的综合评分均最高。综上，I30处理可实现北疆滴灌棉花产量最优，研究结果可为北疆棉花节水高产栽培提供理论依据。
本研究旨在探究地膜覆盖对甜菜营养生长动态及生育进程的影响，为高产优质甜菜生育调控提供理论依据。以新疆滴灌条件下的覆膜与裸地甜菜为供试材料，田间试验测定植株生长动态、块根产量和品质指标。结果显示：苗后87 d内，地膜覆盖下甜菜块根鲜重增长量高于裸地甜菜；87 d后裸地甜菜块根增长量逐渐高于覆膜甜菜，且其含糖率始终高于覆膜处理。至收获时，地膜覆盖后甜菜块根产量较裸地减少了6.02%，根体含青头比例降低0.74%，含糖率降低19.04%，产糖量减少了23.91%；同时，覆膜处理导致块根中K+、Na+、α-N含量分别增加了12.21%、11.36%和46.99%。研究表明，地膜覆盖虽能显著促进甜菜前期生长、加速地上部生物量积累，但裸地甜菜中后期生长优势更显著，更利于块根膨大和糖分积累。
为修正20世纪60年代农业气象规范中固定叶面积校正系数导致的误差，本研究于2024—2025年在内蒙古扎赉特旗典型农业气象试验区，以玉米、水稻、高粱、大豆、绿豆5种主栽作物为对象，采用坐标纸法系统测定不同生育期的叶面积校正系数(K)与叶面积指数(LAI)。结果表明：（1）作物K值呈显著生育期差异，玉米开花吐丝期(0.856)和大豆分枝期(0.841)达到峰值，平均K值由高至低依次为玉米0.750、水稻0.739、绿豆0.735、大豆0.709、高粱0.683，均显著高于传统经验值；（2）LAI呈单峰型动态变化，峰值集中在生殖生长期（水稻抽穗开花期最高达2.14），具明显作物特异性；（3）传统固定K值普遍偏低，最大偏差达17.6%，对现代精准农业与遥感反演引入潜在系统性误差。本研究初步构建了兴安盟主栽作物分生育期高精度K值与LAI数据集，为区域作物生长模型构建、遥感验证及智慧气象服务提供了本地化关键参数，有助于推动农业气象观测规范向“动态、精准、分作物、分生育期”方向发展，推动传统经验型农业气象服务向数据驱动型、模型支撑型转变，为智慧农业与气候适应性管理提供可靠科学依据。
探讨盐渍地条件下不同品种甘薯产量和内源激素含量差异，旨在筛选出盐渍地种植的适宜品种及耐盐新品种选育的亲本材料。以20个福建省本地选育的甘薯品种（系）为试材，在盐渍地开展适应性种植试验，种植60 d后测定甘薯叶片和块根的内源激素含量，140 d后收获测定块根产量。结果表明：（1）盐渍地种植甘薯块根产量达30000 kg/hm2以上的品种（系）有：‘龙薯10号’、‘福薯604’、‘R132’、‘R106’、‘金山57’、‘金薯20’、‘龙薯116’、‘福宁紫5号’，属于盐渍地高产类型，块根产量比对照下降幅度低于10%，耐盐指数高于1.1，属于强耐盐品种（系）。（2）相关性分析表明，盐渍地种植不同品种（系）甘薯块根产量与叶片IAA、GA3、ZR含量呈显著正相关，与叶片ABA含量呈显著负相关；与块根IAA、GA3、ZR含量呈极显著正相关，与块根ABA含量呈极显著负相关。综上，‘龙薯10号’、‘福薯604’、‘R132’、‘R106’、‘金山57’、‘金薯20’、‘龙薯116’、‘福宁紫5号’等品种（系）适宜用于盐渍地种植及耐盐甘薯新品种选育的亲本材料。
在旱作栽培条件下，本研究以马铃薯品种‘维拉斯’为材料，聚焦花期不同株高时期，开展了叶面喷施植物生长调节剂多唑·甲哌鎓、烯效唑的试验。旨在综合比较这2种植物生长调节剂在不同株高时期叶面喷施，对马铃薯生长特性、农艺性状以及产量的影响。试验结果显示，产量与株高呈现极显著负相关，相关指数为-0.8935。在不同株高时喷施植物生长调节剂，均达到了极显著增产的效果。其中，在株高60 cm左右时，叶面喷施多唑·甲哌鎓效果最为理想，‘维拉斯’产量达到最高，相较于对照增产22.79%。叶面喷施植物生长调节剂能够促使株高矮化、块茎产量增加。在大田生产中，明确在植株达到多少厘米时进行药剂处理，对于生产者具有现实指导意义。本研究结果以期为马铃薯品种‘维拉斯’种植时的化学调控提供基础数据。
为研发一种鸡腿菇新型栽培基质及轻简化栽培方法，于2023年1—4月在河北省宁晋县鸡腿菇种植基地开展试验，供试菌株为鸡腿菇3号，以常规鸡腿菇栽培配方为对照，添加30%羊肚菌外源营养袋废料代替麦麸作为氮源和部分碳源，同时采用大袋层架栽培模式进行鸡腿菇的栽培，对鸡腿菇菌丝生长情况、子实体产量、生产原料成本以及子实体营养成分进行分析。结果显示，添加30%羊肚菌外源营养袋废料进行鸡腿菇栽培，鸡腿菇菌丝性状、子实体产量及商品性状与对照配方无显著差异，栽培原料成本降低29%，但蛋白质、总氨基酸、黄酮、脂肪和灰分含量低于对照配方。研究表明，羊肚菌外源营养袋废料可以作为辅料为鸡腿菇生长提供氮源和部分碳源，采用轻简化大袋层架栽培模式可以有效简化鸡腿菇栽培流程。研究实现了废弃资源循环利用，同时可以降低鸡腿菇种植成本。
对新选育的2个软米品种‘德稻1号’、‘德稻3号’进行综合评价，为云南软米品种的推广应用提供科学依据。通过在云南芒市、勐海、个旧、广南和元阳开展田间试验，以‘红优7号’为对照，对比了新品种‘德稻1号’、‘德稻3号’的田间农艺性状、抗病表现、产量性状和稻米品质。结果表明：‘德稻1号’生育期(151 d)最长，‘红优7号’(145 d)次之，‘德稻3号’(136 d)生育期最短；3个品种的株高无显著差异；主要病害田间发生总体较轻，其中‘德稻1号’和‘德稻3号’穗颈瘟、白叶枯病和纹枯病的病情指数均显著低于‘红优7号’；‘德稻1号’和‘德稻3号’的穗长、穗总粒数、穗实粒数、结实率和千粒重均高于‘红优7号’，平均产量分别比‘红优7号’高15.54%和6.89%；‘德稻1号’和‘德稻3号’的蒸煮品质优于‘红优7号’。从试验来看，与‘红优7号’相比，新品种‘德稻1号’和‘德稻3号’的综合表现突出，适应性好，可以在云南软米生产区进一步示范推广种植。
本研究旨在探究联合施用沼泽红假单胞菌、贝莱斯芽孢杆菌与海藻有机水溶肥对烟叶品质及叶际微生态的影响。采用田间小区试验，设置处理1(Rho)：5×109 cfu/mL沼泽红假单胞菌GJ-22 300倍液；处理2(Rhor)：5×109 cfu/mL沼泽红假单胞菌GJ-22 300倍液和150 g/L海藻有机水溶肥1000倍液；处理3(Bav)：5×109 cfu/mL贝莱斯芽孢杆菌300倍液；处理4(Baor)：5×109 cfu/mL贝莱斯芽孢杆菌300倍液和150 g/L海藻有机水溶肥1000倍液；处理5(ORF)：150 g/L海藻有机水溶肥1000倍液；处理6(CK)：空白对照，共6个处理。测定烟草的农艺性状、主要化学成分，分析叶际微生物群落结构变化。结果表明：处理2显著促进烤烟生长，提高了烤烟C3F和C4F等级烟叶的比例，从而显著提高了烟叶品质；处理1显著提高了烟叶总糖含量。在叶际微生物方面，处理2和处理4均显著增加了细菌中γ变形菌纲的相对丰度，同时降低了拟杆菌纲的相对丰度。处理1对叶际细菌和真菌的多样性具有增加趋势，但与有机水溶肥联合应用后，对细菌和真菌的多样性影响不显著。处理3对细菌多样性影响不显著，但显著降低了叶际真菌的多样性，与处理5相比，显著降低了叶际细菌的多样性。这些研究结果可为生产中微生物菌剂和有机水溶肥在烟草生产中的应用推广提供理论依据。
随着稻米品质需求的提升，栽培管理对淀粉品质的调控作用日益突出。本研究系统综述了稻米淀粉的关键评价指标（糊化特性、结晶度、颗粒形态及直链淀粉含量），阐明了光合作用、碳氮代谢与淀粉合成的生理机制，并综合评析了施肥、灌溉、温光、种植密度及收获期等栽培措施对淀粉品质的影响。未来研究应强化多因子互作、分子—环境协同及精准栽培研究，为优质稻米生产提供理论和技术支撑。
为解决楚雄‘K326’烤烟产质量波动（化学成分不协调、工业可用性下降）问题，明确施氮量、有机氮占比、留叶数的最佳组合，2023年在楚雄南华采用L9(34)正交试验，系统研究三因素对烤烟农艺性状、经济性状及内在化学成分的影响。结果表明，施氮量150 kg/hm2时，烤烟综合农艺性状表现最好，烟叶内在化学成分更协调；施氮量120 kg/hm2时经济性状表现最好。有机氮占比10%时，烤烟产量及中等烟比例最高；有机氮占比20%时，烤烟的产值、均价、上等烟比例达到最高水平；有机氮占比增加到30%时，烟叶农艺性状最好，内部化学成分更协调。留叶数18片时，烤烟农艺性状表现最好，经济性状最佳；留叶数22片时，烤烟产量最高；留叶数20片时，烟叶内部化学成分更加协调。综合考虑施氮量、有机氮占比及留叶数的影响，施氮量150 kg/hm2、有机氮占比30%、留叶数20片时，烤烟在农艺性状、化学品质方面表现最优；施氮量为120 kg/hm2、有机氮占比10%、留叶数20片时，烤烟产量最高；而施氮量为120 kg/hm2、有机氮占比30%、留叶数18片时，烤烟产值、均价、上等烟比例表现最佳。因此，适宜于楚雄当地生产实际的最佳组合方式是施氮量120 kg/hm2、有机氮占比30%、留叶数18片，可作为楚雄‘K326’的关键栽培技术指导烟草生产。
本研究旨在阐明植物萜类合成酶(terpene synthase，TPS)在萜类化合物生物合成中的关键作用及其复杂调控机制，并探讨其多样化的生物学特性与广阔的应用前景。基于现有文献和研究成果，采用系统综述与综合分析方法，从功能分类、进化历程、结构催化特性及多层次调控（DNA、转录、转录后）维度分析TPS的作用机理与环境响应规律。TPS通过多样化的结构域催化形成种类繁多的萜类骨架，其过程具有高度复杂性。TPS的活性受精细的多层级调控；转录调控受多种转录因子控制；转录后水平调控则包括mRNA稳定性、翻译效率及蛋白质翻译后修饰等；环境因素（如生物/非生物胁迫）可显著影响TPS基因表达及酶活性，进而调控特定萜类产物的合成积累。不同TPS家族成员在进化上呈现发散性，其功能分化与植物适应性及萜类多样性密切相关。对TPS结构与功能关系的深入解析，为理解其底物选择性和产物特异性提供了分子基础。TPS研究为阐明萜类化合物生物合成及调控机制提供了核心理论支撑，极大地推动了其在农业、医药、香料、化妆品及工业领域的创新应用，对促进可持续发展、增进人类健康和提升生活质量具有重要意义。
水稻不仅是中国重要的粮食作物，更是全球30多亿人口的主要食物来源。近几十年来，各种病虫害肆虐、气候变化加剧及其他不利因素对水稻生产及全球粮食安全构成了严重威胁，培育高产抗病水稻品种的需求日益迫切。传统育种方法过程繁琐、效率低下，在此背景下，基因编辑技术已逐渐成为水稻抗病育种领域的研究热点。基因编辑技术历经三代演进：从锌指核酸酶(ZFN)、转录激活样效应因子核酸酶(TALEN)到CRISPR基因编辑系统，并衍生出单碱基编辑和引导编辑系统等技术。本文通过梳理国内外最新研究进展，系统总结了CRISPR-Cas基因编辑技术在水稻稻瘟病、纹枯病、稻曲病、白叶枯病、细菌性条斑病和黑条矮缩病抗性研究中的应用，深入分析其在水稻抗病育种中的应用现状，展望未来发展前景，以期为水稻抗病育种提供新的思路和方法，同时为基因编辑技术的进一步发展提供参考。
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