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期刊信息/Journal information
作物学报
中国作物学会 中国农业科学院作物科学研究所
作物学报

中国作物学会 中国农业科学院作物科学研究所

万建民

月刊

0496-3490

zwxb301@mail.caas.net.cn

010-82108548

100081

北京市海淀区中关村南大街12号

作物学报/Journal Acta Agronomica SinicaCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>《作物学报》是中国科学技术协会主管、中国作物学会和中国农业科学院作物科学研究所共同主办、科学出版社出版的有关作物科学的学术期刊。前身可追溯到1919年1月中华农学会创办的《中华农学会丛刊》, 后相继改名为《中华农林会报》、《中华农学会报》、《中国农业研究》和《农业学报》, 1962年改为现名《作物学报》。主要刊登农作物遗传育种、耕作栽培、生理生化、生态、种质资源、谷物化学、贮藏加工以及与农作物有关的生物技术、生物数学、生物物理、农业气象等领域以第一手资料撰写的学术论文、研究报告、简报以及专题综述、评述等。办刊宗旨是为繁荣我国作物科学技术、促进国内外学术交流和加速我国的农业现代化建设服务。读者对象是从事农作物科学研究的科技工作者、大专院校师生和具有同等水平的专业人士。《作物学报》从1999年起连续12年获“国家自然科学基金重点学术期刊专项基金”的资助。2006—2011年连续6年获“中国科协精品科技期刊工程项目(B类)”资助。从2002年起连续9年被中国科技信息研究所授予“百种中国杰出学术期刊”称号。2011年获第二届中国出版政府奖期刊奖提名奖, 2005年获“第三届国家期刊奖提名奖”。2009年被中国期刊协会和中国出版科学研究所授予“新中国60年有影响力的期刊”称号。据北京大学图书馆编著的《中文核心期刊要目总览》(2004和2008年版)登载, 《作物学报》被列在“农学、农作物类核心期刊表”的首位。
正式出版
收录年代

    茶树CsMCC1和CsMCC2基因的克隆及表达特征性分析

    代洪苇刘洁强张丽童华荣...
    656-668页
    查看更多>>摘要:组蛋白乙酰化修饰由组蛋白乙酰化酶(histone acetyltransferases,HATs)和脱乙酰化酶(histone deacetylase,HDACs)共同催化完成,是重要的表观遗传调控方式之一,在植物生长发育、逆境胁迫响应和激素响应的调控过程中均具有重要意义,但对茶树(Camellia sinensis)组蛋白乙酰化修饰的研究还比较少.本研究从'福鼎大白茶'茶树中克隆获得了 2 个HATs家族的MCC(MEIOTIC CONTROL OF CROSSOVERS)基因:CsMCC1 和CsMCC2,通过生物信息学分析、实时荧光定量PCR技术(Real-time quantitative PCR,qRT-PCR)和亚细胞定位试验对其功能进行解析.结果显示,CsMCC1 和CsMCC2 基因分别位于茶树 1 号和 7 号染色体,分别编码 257 aa和 269 aa,均属于碱性不稳定亲水性蛋白,与拟南芥AtMCC1 具有高度相似的基因结构和蛋白空间结构.系统进化树和保守结构域分析表明,CsMCC蛋白与葡萄、番茄的同源蛋白有较近的亲缘关系,MCC蛋白序列高度保守,均含有GNAT保守结构,属于HAT蛋白的GNAT(GCN5-related N-terminal acetyltransferases)亚家族.拟南芥原生质体亚细胞定位结果显示,CsMCC1和CsMCC2蛋白均定位于细胞质膜.启动子分析显示,在CsMCC1 和CsMCC2 基因启动子中包含多个与胁迫、光和植物激素调节响应相关的元件.转录组数据和表达分析发现,CsMCC1 基因在叶、花和根发育早期的表达量明显高于后期;CsMCC2 基因在茶树根部有最高表达,并在根部发育的较长阶段均有较高水平的表达量;2 个CsMCC基因均能够被多种非生物胁迫(干旱、盐和冷)和外源激素(MeJA、GA3 和 IAA)诱导表达.蛋白相互作用预测分析显示,CsMCC 蛋白与多个乙酰化转移酶相关蛋白具有关联性.综上所述,CsMCC1 和 CsMCC2 基因具有通过组蛋白乙酰化修饰作用广泛参与茶树的生长发育和环境响应过程的潜能,可为进一步研究CsMCC基因在茶树中的功能提供理论参考.

    茶树组蛋白乙酰化CsMCC基因表达分析

    基于RNA-Seq筛选高粱低氮胁迫相关候选基因

    王瑞张福耀詹鹏杰楚建强...
    669-685页
    查看更多>>摘要:研究低氮胁迫条件下不同高粱材料间的基因差异表达,为耐低氮型高粱品种选育和耐低氮胁迫的分子机制探究提供参考.选取2个耐低氮型高粱(BSX44和BTx378)为试验材料,设置正常和低氮胁迫2个处理,利用RNA-Seq技术对高粱苗期、抽穗期和开花期的基因表达进行分析,通过生物信息学对差异基因的生物学功能和代谢途径进行研究,筛选可能参与低氮调控的基因,了解氮高效基因型在氮素吸收利用过程中可能的分子途径.结果表明,在正常和低氮胁迫下,BTx378和BSX44在苗期分别筛选出 937个和 787个差异表达基因,抽穗期分别筛选出 1305个和 935个差异表达基因,开花期分别筛选出 1402 个和 963 个差异表达基因.对 3 个时期的差异表达基因进行鉴定,发现在苗期、抽穗期和开花期分别有 246、371 和 306 个基因在 2 个耐低氮高粱品种中共同差异表达,有 28 个基因在 2 个耐低氮品种的不同生育时期均差异表达,其中有 5 个基因上调表达,23 个基因下调表达;对共同差异表达基因的KEGG相关代谢通路富集分析,发现主要集中在氮代谢、丙氨酸,天冬氨酸和谷氨酸代谢、甘油磷脂代谢、氨基酸的生物合成等途径,表明耐低氮型高粱可能通过这些途径相关基因的表达影响其对低氮胁迫的耐受性.

    高粱转录组测序低氮胁迫差异表达基因(DEGs)

    绿洲灌区绿肥还田利用方式对玉米干物质积累、分配及产量的影响

    尚永盼于爱忠王玉珑王鹏飞...
    686-694页
    查看更多>>摘要:研究绿肥还田利用方式对玉米干物质积累分配规律及产量的影响,对优化区域玉米种植制度具有重要意义.2020-2021 年在甘肃内陆河绿洲灌区进行田间试验,研究了绿肥全量翻压(tillage with full quantity of green manure incorporated in the soil,TG)、绿肥地表覆盖免耕(no-tillage with full quantity of green manure mulched on soil surface,NTG)、绿肥地上部移除根茬翻压(tillage with root incorporated in the soil and above ground green manure removed,T)、绿肥地上部移除免耕(no-tillage with above ground manure removed,NT)和传统翻耕、休闲(conventional tillage and leisure,CT)5 个处理对玉米干物质积累、分配及产量的影响.结果表明,NTG和TG处理具有明显的干物质积累优势,在完熟期二者地上部干物质积累量分别较 CT 处理显著提高 20.2%和 17.7%,较 T 处理显著提高20.2%和 7.3%,较NT处理显著提高 15.7%和 13.0%;同时NTG和TG处理促进了干物质向穗部的分配,分别较CT处理显著提高 10.3%和 9.0%;通过Logistic方程拟合发现,NTG、TG处理的玉米干物质最大增长速率(Vmax)和平均增长速率(Vmean)分别较CT处理显著提高 36.6%、24.8%和 20.2%、17.7%;且NTG和TG处理增产效果显著,分别较CT处理增产 24.9%和 25.7%,增产主要归因于穗粒数的提高.因此,绿肥地表覆盖免耕和绿肥全量翻压处理有利于促进玉米干物质积累与分配,提高产量,其中绿肥地表覆盖免耕处理效果突出,可作为该区推荐的绿肥还田利用方式.

    绿肥干物质积累干物质分配产量

    施加生物炭对谷子干物质积累、转运、分配和土壤理化性质的影响

    李博洋叶茵楚睿雯井苗...
    695-708页
    查看更多>>摘要:谷子是我国北方重要的杂粮作物,研究表明施加生物炭显著提高谷子产量,但生物炭施用对谷子干物质积累转运及沙地土壤理化性质的影响缺乏详细研究.因此,为研究生物炭对谷子干物质积累转运及分配和土壤的影响,以"榆谷抗 1"为试验材料,于 2021-2022 年在毛乌素新开垦沙地开展田间试验,共设置 1 个对照组(CK,生物炭添加量 0.0 t hm-2)和 3 个试验组 3.0 t hm-2(C1)、4.5 t hm-2(C2)和 6.0 t hm-2(C3).结果表明,与CK相比,新开垦沙地施加生物炭可以显著提高谷子产量和总干物质量,增长幅度分别为 12.22%~53.70%和 9.62%~40.62%.与 CK 相比,施加生物炭处理显著提高了花后 0(开花期)、7、14、21、28 和 45 d谷子倒一叶(旗叶)至倒十三叶的叶片干重.施加生物炭提高了开花期净光合速率,花后同化物积累量、花后同化物积累量对籽粒产量的贡献率以及收获期穗的干物质分配比例,但是后三者随生物炭施用量的增加呈现略微下降的趋势.收获期茎、叶总干物质分配比例随生物炭用量增加而降低,千粒重和收获指数随生物炭施用量的增加呈现先增加后减小的趋势.相关性分析显示,谷子产量与收获期茎重(R2 = 0.68)、收获期地上部总重(R2 = 0.71)和收获期全株总重(R2 = 0.70)呈显著正相关.施加生物炭能有效提高土壤过氧化氢酶、脲酶和蔗糖酶的活性,并且显著提高土壤有效氮和有效磷的含量,其中C2(4.5 t hm-2)处理改善效果较大.综上,施加生物炭改善土壤质量,提高开花期谷子净光合速率,增加花后营养器官光合产物的积累,提高穗部干物质分配比例,最终实现谷子增产.

    生物炭谷子干物质产量土壤理化性质

    低温胁迫对Bt棉纤维中杀虫蛋白含量及氮代谢的影响

    戴雨阳岳野刘震宇何润...
    709-720页
    查看更多>>摘要:本研究以常规种泗抗 1 号(Sikang 1,SK1)和杂交种泗抗 3 号(Sikang 3,SK3)为材料进行盆栽试验,研究了不同低温水平及其处理持续时间对Bt棉盛铃期纤维中杀虫蛋白含量变化及氮代谢生理特征.结果表明,纤维中的杀虫蛋白含量随着温度的降低总体呈下降趋势,同时低温处理持续期显著影响杀虫蛋白含量.与对照相比,纤维中杀虫蛋白含量的降低幅度随低温胁迫时间的延长而增大.此外,随着处理温度的降低,可溶性蛋白含量、谷丙转氨酶活性、谷草转氨酶活性呈下降趋势,游离氨基酸含量、肽酶活性、蛋白酶活性呈上升趋势,且在低温处理 48 h后,均与杀虫蛋白含量呈极显著相关.因此,低温胁迫促使了蛋白质的合成功能下降,分解能力增强,导致可溶性蛋白含量下降,游离氨基酸含量升高,最终导致杀虫蛋白含量下降,且其受低温胁迫持续期显著影响.

    Bt棉低温杀虫蛋白氮代谢

    基于Landsat 8影像提取豫中地区冬小麦和夏玉米分布信息的最佳时相选择

    赵荣荣丛楠赵闯
    721-733页
    查看更多>>摘要:遥感技术对大尺度农业实时监测提供了一个理想的手段,遥感影像植被分类的最佳时相对作物种植面积遥感监测非常重要.本文选取 2020 年至 2021 年的 6 景Landsat 8 影像,覆盖了夏玉米从乳熟到收获、冬小麦从越冬到成熟的生育期,以此分析不同时相的冬小麦-夏玉米与其他地类在光谱特征和 NDVI 上的差异,通过决策树的方法提取豫中地区冬小麦-夏玉米的空间分布情况.结果表明,冬小麦-夏玉米在不同生长发育时期,提取到的面积比有所不同,对于夏玉米而言,乳熟时期的提取效果要优于之后的时期,其在 2020 年 8 月 26 日的总体精度最高,为 83.60%,Kappa系数为 0.72,分类质量很好;对于冬小麦而言,最佳识别时期则处于冬小麦的越冬期,其在 2021年 1月 1日的总体精度最高,为 92.36%,Kappa系数为 0.81,信息提取效果很好.除了作物自身生长过程的覆盖度变化,分类精度随成像时间而改变.多时相信息提取也发现,受到天气等环境条件限制,夏玉米和冬小麦的种植区域不完全重叠,山区冬季不适合冬小麦种植从而没有与夏玉米出现重叠分布.本研究有助于我们从宏观上对作物分布及生长状况作出及时有效的判断,对农业监测,特别是对轮作农田的信息管理和作物物候、种植面积等研究具有广阔的应用前景.

    冬小麦-夏玉米光谱特征决策树分类分类精度Landsat8-OLI遥感影像

    盐胁迫对水稻籽粒灌浆特性及产量形成的影响

    韦还和张翔朱旺耿孝宇...
    734-746页
    查看更多>>摘要:以江苏沿海滩涂主栽常规粳稻南粳 9108和淮稻 5号为试材,研究不同盐胁迫处理包括对照(CK,盐浓度 0)、中盐(medium-salinity stress,MS,盐浓度 0.15%)和高盐(high-salinity stress,HS,盐浓度 0.3%)对水稻籽粒灌浆及产量形成生理特性的影响.结果表明:(1)与对照相比,中盐和高盐胁迫均显著降低水稻产量,降幅分别为 26.3%和 57.7%(两品种平均);盐胁迫处理下,穗数、每穗粒数、结实率和千粒重均显著下降.(2)盐胁迫显著降低穗长、每穗强势粒和弱势粒籽粒数、结实率和千粒重,其中强势粒结实率和千粒重的降幅均低于弱势粒.(3)盐胁迫下,水稻植株抽穗期和成熟期干物重以及抽穗期至成熟期干物质积累量显著下降,但收获指数明显增加.此外,抽穗后 15 d和 30 d盐胁迫处理的叶片净光合速率和SPAD值均显著低于对照.(4)盐胁迫降低籽粒最大灌浆速率和平均灌浆速率,但达最大灌浆速率时间和有效灌浆天数有所增加;盐胁迫提高了强势粒和弱势粒有效灌浆天数,但平均灌浆速率显著下降,其中强势粒灌浆量的降幅低于弱势粒.(5)盐胁迫下,籽粒腺苷二磷酸焦磷酸化酶(AGPase)、淀粉合成酶(SSS)、颗粒型淀粉合成酶(GBSS)和淀粉分支酶(SBE)活性显著下降,其中弱势粒的降幅高于强势粒.综上所述,盐胁迫下水稻强势粒和弱势粒灌浆天数有所增加,但籽粒灌浆速率及其淀粉合成关键酶活性显著下降,致使籽粒充实度、粒重和产量显著下降,其中盐胁迫对弱势粒抑制作用大于强势粒.

    盐胁迫水稻籽粒灌浆产量

    刈割对青稞恢复特性及籽粒和秸秆产量品质特性的影响

    贺佳奇白羿雄姚晓华姚有华...
    747-755页
    查看更多>>摘要:探明刈割对青稞植株再生恢复农艺与理化特性变化规律,解析青稞籽粒和秸秆产量品质指标对刈割处理响应规律,为青稞"粮苗草三用"生产模式应用和青稞植株再生恢复调控机制解析提供理论依据.本研究于 2021-2022年,以青稞品种昆仑 18 号和藏 1257 为研究对象,以正常生长(CK)为对照,采用两因素裂区设计,刈割后于 0 h(T0)、2 h(T1)、24 h(T2)、72 h(T3)、拔节期(T4)、抽穗期(T5)、灌浆期(T6)7 个发育阶段取材,以分析刈割后茎部再生恢复速率及残茬中抗氧化酶的变化规律;并对刈割后青稞秸秆和籽粒产量品质特性和内源激素快速响应规律进行分析.结果表明,刈割使再生青稞秸秆及籽粒产量升高,并使茎秆中粗蛋白、粗灰分含量升高,纤维类物质含量降低,使秸秆相对饲喂价值显著升高.刈割使青稞茎部株高和单株生物量生长恢复速率升高;使青稞每公顷穗数和千粒重增加,致使籽粒产量显著增加,并使籽粒中累积更多粗蛋白与淀粉.刈割后青稞残茬中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)含量迅速升高,并使残茬中的反式玉米素核苷(TZR)、异戊烯基腺苷(iPA)含量显著升高,吲哚-3-乙酸(IAA)和脱落酸(ABA)含量显著降低.青稞残茬中细胞分裂素和生长素可能在刈割后抗氧化酶系统快速响应、地上部快速再生恢复过程中发挥重要调控作用.

    再生恢复产量饲用品质抗氧化酶内源激素

    紫云英稻秸秆协同还田与氮肥减量配施对水稻干物质积累、氮素转运及产量的影响

    王吕吴玉红秦宇航淡亚彬...
    756-770页
    查看更多>>摘要:研究紫云英稻秸秆协同还田下氮肥减量对水稻关键生育期干物质积累和氮素吸收转运及籽粒产量的影响,为水稻绿色高效栽培提供技术路径.试验于 2019-2021 年在陕西省汉中市农业科学研究所韩塘试验基地进行,采用随机区组设计,重复 3 次.供试水稻品种为优质籼稻'黄华占'.共设 5 个处理,(1)冬闲水稻秸秆不还田,不施肥(CK);(2)冬闲水稻秸秆不还田,常规施氮(NPK);(3)冬作紫云英水稻秸秆还田,常规施氮(GRN100);(4)冬作紫云英水稻秸秆还田,氮肥减量 20%(GRN80);(5)冬作紫云英水稻秸秆还田,氮肥减量 30%(GRN70).分析了水稻齐穗期和成熟期干物质积累、氮素累积量、氮素吸收与利用.结果表明:1)与NPK相比,紫云英水稻秸秆协同还田各处理水稻产量增加 3.50%~7.65%;齐穗期茎鞘、叶片、穗干物重分别增加 25.54%~44.79%、44.79%~53.74%、33.76%~61.81%,成熟期茎鞘、叶片干物重增加 6.87%~25.57%、20.87%~23.46%;且与GRN100 相比,GRN80 和GRN70 水稻产量增加 4.00%和 2.77%,齐穗期穗干物重增加 21.33%、4.56%,GRN80 有效穗增加 7.77%,千粒重增加 2.56%,GRN80 成熟期茎鞘、穗干物重增加 17.52%、10.91%.2)与NPK相比,紫云英水稻秸秆协同还田各处理齐穗期茎鞘、叶片、穗氮累积量增加34.84%~60.59%、50.41%~69.28%、26.57%~45.35%,成熟期增加48.61%~54.78%、54.67%~91.81%、6.42%~19.96%,茎鞘氮转运量增加 16.89%~64.99%,叶片氮转运量增加 47.85%~73.05%,氮转运贡献率增加 27.75%~41.09%;且与GRN100 相比,GRN80 穗中氮增量增加 19.76%,茎鞘氮转运量、茎鞘转运率、叶片转运率、氮素转运效率分别增加7.46%、2.73%、9.35%、6.86%.3)与NPK相比,紫云英水稻秸秆协同还田各处理氮素干物质生产效率减低 10.64%~20.92%,氮肥生理利用率减少 17.88%~32.89%,氮肥农学效率增加 7.81%~63.03%,氮素回收率增加 57.36%~97.19%,氮肥偏生产力增加 3.55%~52.00%;且与GRN100 相比,GRN80 和GRN70 氮素干物质生产效率增加 13.00%、10.97%,氮肥生理利用率增加 12.34%、22.37%,氮肥农学效率显著增加 35.66%、51.21%,氮素回收率显著增加 21.04%、25.52%,氮肥偏生产力增加 30.04%、46.79%.紫云英水稻秸秆协同还田下减氮 20%或 30%能够显著提高水稻产量,增加氮素吸收转运,提高氮素利用,是适宜汉中地区水稻生产的一种绿色高效栽培模式.

    紫云英-水稻氮肥减量干物质积累氮素积累氮素利用

    玉米穗轴的颜色变化,是偶然还是与农艺性状存在关联?——以历年国审普通品种为例

    梁星伟杨文亭金雨胡莉...
    771-778页
    查看更多>>摘要:玉米穗轴颜色在温带种质及商业化杂交品种中受到强烈的人工选择.为了明确我国不同区域玉米穗轴颜色选择的偏向性,探索轴色与多种农艺性状间的关联,本文以 1992-2020 年国审普通玉米品种为例,对品种轴色、审定区域及多项农艺性状进行了比较分析.在统计到的1604个品种中,红轴品种占比从1992年的50%逐渐提高至2020年的 80%以上.其中,北方春玉米区、黄淮海夏玉米区和西北玉米区的红轴品种比例随年份更替提升速度高于西南和南方玉米区.对比分析红、白轴品种在株型、果穗和籽粒特性等方面的差异发现,近 15~20 年间的红轴品种平均穗长和穗行数均显著高于白轴.随年代更替,红轴品种的籽粒平均粗淀粉含量升高趋势快于白轴,但其平均粗脂肪含量下降明显,并且红轴品种平均粗蛋白含量和赖氨酸含量表现弱于白轴.因此,针对红色穗轴的强烈人工选择可能主要与玉米单株产量潜力的挖掘有关.但红轴品种在非生物逆境抗性和籽粒品质方面的表现需要进一步探讨.

    玉米穗轴颜色人工选择国审品种区域分布农艺性状