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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

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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
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    不同马铃薯淀粉含量差异的转录组学解析

    赵娜刘宇曦张朝澍石瑛...
    1503-1513页
    查看更多>>摘要：淀粉是马铃薯重要的品质性状之一,广泛应用于食品、医药、石油化工等行业,市场上对高淀粉马铃薯品种的需求逐年提高.为探究马铃薯块茎淀粉积累特性及调控的关键基因,本研究通过RNA测序分析,分别对高、低淀粉含量马铃薯品种大西洋(DXY)、定薯1号(DS1)的匍匐茎(a)、块茎膨大前期(b)、块茎膨大中期(c)、块茎膨大后期(d)及成熟期(e)进行转录组谱分析,5个时期共获得9494个差异表达基因(DEGs),结合功能注释发现差异基因主要富集在结合绑定和催化活性等分子功能中,代谢通路分析发现差异基因主要富集在碳水化合物途径中,其中有137个DEGs与淀粉和蔗糖代谢相关.筛选获得9个调控淀粉合成关键基因,其中蔗糖合酶基因PGSC0003DMG400013547在大西洋整个生育期表达量较高,且在各时期表达量均高于定薯1号;果糖激酶基因PGSC0003DMG400026916在a、b时期大西洋的表达量显著高于定薯1号;定薯1号中淀粉酶基因PGSC0003DMG400009891、PGSC0003DMG400001549和葡聚糖内切-1,3-β-葡萄糖苷酶基因PGSC0003DMG400024642、PGSC0003DMG400003181分别在c和e时期表达量显著高于高淀粉品种大西洋.上述基因可能是参与淀粉的合成与积累的关键调控基因.本研究为不同类型马铃薯品种块茎淀粉代谢调控机制研究提供参考.

    马铃薯发育时期淀粉合成积累转录组测序

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    MeLAZY1c基因调控木薯株型的初步研究

    望嘉翔郁雪婷李梦桃麦伟涛...
    1514-1524页
    查看更多>>摘要：IGT基因家族参与作物株型的调控,LAZY属于IGT的亚家族.以拟南芥6个LAZY成员氨基酸序列为"种子"在木薯基因组中进行比对,在木薯中共鉴定到8个LAZY基因,其中MeLAZY1c与调控分枝角度的AtLAZY1高度同源.基于此,本研究以MeLAZY1c为研究对象,利用qRT-PCR分析发现MeLAZY1c在茎中转录水平最高,GUS染色显示pMeLAZY1c在维管束中染色较深.在MeLAZY1c启动子中发现8个光响应/调节元件,随后发现黑暗能显著抑制其表达水平.同时对MeLAZY1c进行基因编辑,获得纯合编辑株系19个,炼苗移栽后观测表型,发现melazy1c突变体植株与SC8野生型相比,其主茎呈现匍匐生长,并且弯曲部位茎外皮细胞形态扭曲变形且大小不一致,近地侧1mm处细胞数目约是远地侧细胞数量的1.5倍,表明MeLAZY1c在木薯直立/匍匐生长建成方面发挥着重要作用.

    木薯株型调控LAZY光响应匍匐基因编辑

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    侧深施控释氮肥运筹方式对水稻产量、NH3挥发和温室气体排放的影响

    郭松郭慧婷张裕梁钱紫慧...
    1525-1539页
    查看更多>>摘要：为建立机插稻高产低碳减排的控释氮肥施用技术,以迟熟中粳南粳9108、泰香粳1402为材料,选用控释期100 d、43％树脂包膜缓释氮肥与46％速效尿素为氮肥,分别设置基穗氮肥比例为10∶0(NM1)、8∶2(NM2)、7∶3(NM3)与6∶4(NM4)不同运筹方式处理,基肥采用侧深施肥方法,控释氮肥与速效尿素比例均为5∶5,穗氮肥为尿素,并设置常规施肥(FFT)与不施氮肥(0N)对照处理,研究不同氮肥运筹方式对水稻产量、NH3挥发和温室气体排放的影响.结果表明:与FFT处理相比,侧深施控释氮肥推迟NH3挥发峰值出现,避免分蘖期NH3挥发峰值产生,穗期追施尿素后的NH3挥发通量和平均NH3挥发通量显著降低,NH3累积损失总量降低25.33％～48.76％,NH3排放系数降低29.14％～60.81％,单位产量NH3排放强度显著降低29.60％～56.01％.与FFT处理相比,侧深施控释氮肥分蘖期和抽穗后的CH4排放通量显著降低,搁田期和穗期追施尿素后的N2O排放通量显著降低,CH4排放累积总量降低20.20％～55.04％,CH4减排率随基穗氮肥比例变小而降低,N2O排放累积总量降低25.56％～61.56％,N2O减排率表现为NM1＞NM3＞NM2＞NM4,GWP 和 GHGI 分别降低 20.96％～53.35％、25.91％～55.40％.品种间 NH3 挥发和温室气体规律一致,减排效果均表现为NM1＞NM3＞NM2＞NM4.综合考虑经济、生态效益,NM1处理氨挥发和温室气体减排效果最佳,且比NM3和FFT处理减少施肥次数1～2次,利于水稻绿色轻简规模化生产;NM3处理增产率最高且NH3挥发和温室气体减排效果仅次NM1,实现丰产减排协同进行.综上,本文探索出一套适配迟熟中粳减排增产的控释氮肥施肥方式,重点发现"轻简+减排"型施肥方式NM1和"丰产+减排"型施肥方式NM3.

    控释氮肥运筹方式NH3挥发CH4N2O减排

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    施氮量对滴灌水稻根系形态构型和分形特征的影响

    唐清芸杨晶晶赵蕾宋志文...
    1540-1553页
    查看更多>>摘要：旨在探明水稻在膜下滴灌下根系形态、构型、氮利用效率变化及其与分形维数的关系.于2021-2022年,以氮高效品种(T-43)和氮低效品种(垦-26)为材料,设置滴灌(drip irrigation,DI)、淹灌(flooding irrigation,FI)2种方式与4种施氮水平(0、150、300和450 kg hm-2)的盆栽试验.基于盒维数法结合根系图像分形分析程序计算根系形态的分形维数和分形丰度,研究滴灌及施氮对水稻产量、氮素利用效率、根系形态、构型、分形维数、分形丰度的影响.结果表明,(1)在相同施氮水平下,与淹灌相比,滴灌处理下T-43和垦-26细根百分比、根长密度(root length density,RLD)β 值、氮肥农学利用效率(nitrogen agronomic efficiency,NAE)显著提高(分别为 6.8％～14.5％和 9.9％～17.2％、0.65％～5.45％和 0.32％～3.43％、12.1％～22.4％和 12.2％～20.5％);＞0.5 mm RLD、0～40 cm 土层表面积密度(surface area density,SAD)和根体积密度(RLD)、分形维数(fractal dimension,FD)、分形丰度(fractal abundance,FA)显著降低,造成产量降低(3.8％～37.4％和7.6％～48.3％).(2)滴灌模式下,施氮显著提高了水稻根系FD和FA,T-43在施氮量为300 kg hm-2时,FD和FA最高(分别为1.55和14.07);垦-26在施氮量为450 kg hm-2时最高(分别为1.62和14.78).(3)相关分析表明,FD、FA与直径0.1～0.3 mm RLD、0～10cm 土层根长和根质量密度、产量、氮素稻谷生产效率呈显著正相关,与30～40 cm 土层表面积密度呈显著负相关.因此,在滴灌条件下,氮高效品种"T-43"配施300 kg hm-2氮肥,能够增加细根根长密度比例,优化表层根系形态分布,提高根系分形维数和丰度,进而实现滴灌水稻产量和氮肥利用效率协同提高.

    水稻滴灌施氮量根系形态分形维数

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    关键栽培措施对菜籽油综合品质的影响

    宁宁余新颖秦梦倩娄洪祥...
    1554-1567页
    查看更多>>摘要：为明确关键栽培措施对菜籽油品质的影响,本研究以"湘杂油518"和"大地199"为材料,分别在武汉和兰州进行播期、密度及氮肥处理单因素试验,籽粒成熟后收获冷榨,测定菜籽油色泽、过氧化值、极性总酚及甾醇含量等关键品质指标,综合评价各处理下菜籽油品质.结果表明:本试验条件下,播期、密度、氮肥均显著影响菜籽油关键品质指标,但各指标在两品种、两试验点间的变化规律不尽相同.两试点、两品种均在早播条件下菜籽油的油酸含量较高,且均随播期推迟,色泽加深,叶绿素含量升高,综合品质下降.两试点的湘杂油518品种在D2密度(4.5×105 hm-2)下的菜籽油的酸价较低,极性总酚、总植物甾醇和总生育酚含量较高,综合品质较好.两试点的大地199品种则随密度增加菜籽油叶绿素含量增加,色泽加深,亚油酸含量降低,综合品质下降.两试点、两品种均在低氮下(120 kg hm-2)有较高的籽粒含油量和出油效率,且均随施氮量的增加菜籽油色泽加深,综合品质下降.主成分分析表明,播期对菜籽油综合品质的影响大于种植密度和施氮量处理,酸价、叶绿素、极性总酚、抗氧化能力和总植物甾醇是影响菜籽油的关键品质指标;相关性分析表明,籽粒含油量与出油效率显著正相关,叶绿素、类胡萝卜素与菜籽油色泽均呈显著正相关,极性总酚与抗氧化性显著正相关.综上所述,生产中适期早播、减少氮肥用量、降低种植密度,可提高压榨菜籽油品质.本试验结果可为高品质菜籽油优质原料的生产提供技术支撑.

    油菜播期密度氮肥菜籽油品质

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    干旱胁迫下冬小麦不同品种萌发特性差异的研究

    乔志新张杰道王雨郭启芳...
    1568-1583页
    查看更多>>摘要：干旱是影响小麦生产的重要逆境,可以造成萌发成苗质量下降.为了解当前小麦品种在干旱胁迫下的种子萌发特性,采用沙培控水法研究了生产上应用广泛的128个小麦品种的干旱萌发特性;筛选出干旱萌发特性差异显著的6个小麦品种(山农28号(SN28)、长6878(C6878)、烟农19(YN19)、山农23号(SN23)、鑫麦296(XM296)和新麦38(XM38))进行干旱胁迫下种子萌发过程中的生理生化分析.结果表明,根据活力指数的耐旱系数进行聚类分析,将128个小麦品种的干旱萌发特性分为好、较好、中等、较差、差5类.山农28号和长6878等18个干旱萌发特性好的小麦品种种子萌发快,幼苗整齐健壮;新麦38、乐麦185等26个干旱萌发特性差的小麦品种种子萌发慢、萌发时间分散、发芽率低且幼苗整齐度差.进一步对不同干旱萌发特性的小麦品种进行生理生化指标测定表明,干旱萌发特性好的山农28号和长6878干旱萌发前期大分子修复基因TDP1表达水平显著高于对照;干旱萌发前期POD活性也显著高于对照;α-淀粉酶和半胱氨酸蛋白酶活性受干旱影响较小,萌发后期的可溶性蛋白含量显著高于对照.而干旱萌发特性差的鑫麦296和新麦38在干旱胁迫下种胚DNA和蛋白质修复基因表达水平上升相对滞后;在干旱胁迫下的半胱氨酸蛋白酶活性显著降低.上述结果表明,干旱萌发特性好的小麦品种在干旱胁迫下萌发成苗过程中种胚大分子修复能力和种子抗氧化能力强,贮藏物质动员早,最终种子萌发速度快,出苗质量高.

    小麦干旱胁迫种子萌发特性贮藏物质分解转化大分子修复能力抗氧化能力

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    密度与氮素对夏播棉氮素吸收利用的影响

    徐泽吴莘玲刘震宇李涵佳...
    1584-1596页
    查看更多>>摘要：为明确密度氮素对夏播棉氮素吸收利用的影响,2019-2020年于扬州大学遗传生理重点实验室以特早熟品种中棉所425为材料,2019年采用裂区设计,以密度为主处理,设60,000株hm-2、90,000株hm-2、120,000株hm-2 3个水平,以施氮量为副区,设施纯氮0kghm-2、90kghm-2、150 kg hm-2、210kghm-24个水平;2020年采用单因素随机区组设计,设置生产对照CK(90,000株hm-2;180 kg hm-2氮素),在120,000株hm-2密度下,设施纯氮0kghm-2、90 kghm-2、150 kg hm-2、210 kg hm-2 4个水平,研究密度与氮素处理对此种植方式下产量及其构成以及氮素吸收利用的影响.结果表明,在120,000株hm-2密度下配合施氮150 kg hm-2夏播棉籽棉产量显著提高,达4147.8～5119.2 kg hm-2;生殖器官干物重达2605.6～2863.6 kg hm-2且占比达50％以上;生殖器官氮素积累量显著增加,达45.97～60.70 kg hm-2;氮素利用率显著提高,氮肥回收利用率达42.58％～44.17％,氮肥农学利用率达7.16～21.34 kg(kg N)-1,氮素生理利用率达19.16～24.03 kg(kg N)1,氮肥偏生产力达21.12～34.13 kg(kg N)-1,回归分析进一步表明氮肥回收利用率、氮肥农学利用率、氮素生理利用率与产量呈显著以上水平线性正相关;喷施脱叶催熟剂前吐絮率达43.59％～60.76％,喷施脱叶催熟剂后可达到正常吐絮的要求.因此,高密中氮配合有利于夏播棉氮素的吸收利用,可为棉花高产高效和减氮提供技术支撑.

    夏播棉密度氮素氮素利用率

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    盐胁迫对油菜生理特征和菜籽产量品质的影响

    王龙李静钱晨林国冰...
    1597-1607页
    查看更多>>摘要：为了探明盐胁迫对油菜产量品质和生理特征的影响机制,本研究以浙油50为材料,于2020-2022年油菜生长季在盐城大丰盐碱地进行试验,分别设置低盐和高盐处理,研究油菜碳氮同化、光合特征、抗逆生理以及菜籽产量品质的变化.结果表明,相比低盐处理,高盐处理下油菜初花期各器官干物质积累降低18.46％～35.67％,成熟期降低20.92％～46.03％;高盐处理提高了初花期根和叶片的干物质分配比例,降低了茎枝的分配比例,提高了成熟期根和茎枝的分配比例,降低了果壳和籽粒的分配比例.此外,高盐处理降低初花期和成熟期各器官碳氮积累,降低了茎枝和叶片的碳氮转运效率,表明盐胁迫抑制油菜碳氮同化和花后养分转运,最终导致籽粒产量降低;另一方面,高盐处理下各器官C/N显著降低,表明盐胁迫对碳素同化的抑制程度强于氮素,导致籽粒品质改变,使籽粒蛋白质含量提高8.23％,油分含量降低4.42％.高盐较低盐显著降低初花期叶片净光合速率、气孔导度、蒸腾系数、瞬间羧化效率,提高胞间CO2浓度和水分利用效率,表明盐胁迫对油菜光合的影响可能主要归因于非气孔限制.与低盐相比,高盐下油菜H2O2和MDA含量增加27.41％和42.33％,SOD活性、CAT活性、AsA含量、可溶性蛋白含量和可溶性糖含量分别上升65.54％、22.85％、29.68％、9.75％和16.84％.由此认为,盐胁迫通过抑制油菜碳氮同化和限制光合,降低籽粒产量,改变籽粒品质,同时油菜可以提高抗氧化和渗透调节能力来适应盐胁迫环境.

    油菜盐胁迫碳氮同化生理产量品质

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    不同施磷水平对甘薯硒吸收、分配和转化的影响

    孙一鸣田侠王少霞刘庆...
    1608-1615页
    查看更多>>摘要：为了探明叶面喷施硒条件土壤施磷对甘薯(Ipomoea batatas(L.)Lam.)硒吸收、分配和转化的影响,于2021和2022年在山东莱阳市开展连续2年的田间试验.采用裂区试验设计,主区纯硒用量分别为0 g hm-2(Se0)和150 g hm-2(Se1),副区P2O5施用量分别为0kghm-2(P0)、75 kg hm-2(P1)、225 kg hm-2(P2),测定甘薯各器官干物质量、总硒和有机硒含量并计算硒利用率.结果表明,施磷可显著增加甘薯不同器官干物质量,施硒对不同器官干物质量的影响不显著.施磷可显著提高甘薯块根中硒含量和硒累积量,与不施磷(P0)相比,施用低磷(P1)可使施硒条件下块根硒含量和硒累积量平均增加19.54％和27.74％,施用高磷(P2)可使施硒条件下块根硒含量和硒累积量平均增加40.24％和52.64％.施硒条件下施磷还可提高甘薯块根中的硒分配率和硒利用率,施用低磷(P1)和施用高磷(P2)块根硒分配率较不施磷(P0)平均提高7.77和12.46个百分点,硒利用率平均提高1.81和3.36个百分点,施磷对甘薯全株硒利用率影响不显著.施磷提高了甘薯块根中总硒含量的同时,还提高了块根中有机硒含量,但对块根中有机硒占总硒的比例影响不显著.综上所述,富硒甘薯生产中,适量增加施磷量可以提高甘薯不同器官干物质量,增加块根中的总硒和有机硒含量,提高硒利用率,但应避免过量施磷带来的环境风险.

    土壤施磷叶面施硒吸收利用累积分配有机硒甘薯

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    绿洲灌区增密对水氮减量玉米产量的补偿机制

    王菲儿郭瑶李盼韦金贵...
    1616-1627页
    查看更多>>摘要：针对河西绿洲灌区水资源短缺、玉米田氮肥施用量高等生产生态问题,在节水减氮条件下,分析增加种植密度补偿水氮减量导致玉米减产的效应,为水氮节约型玉米高效生产提供理论依据与技术支撑.基于2016年布设的裂裂区田间试验,主区为2种灌水定额:灌水减量20％(W1,3240 m3 hm-2)和传统灌水(W2,4050 m3 hm-2),裂区为2种施氮量:减量施氮25％(N1,270 kg hm-2)和传统施氮(N2,360 kg hm-2),裂裂区为3种玉米密度:传统种植密度(D1,7.50万株hm-2)、增密30％(D2,9.75万株hm-2)和增密60％(D3,12.00万株hm-2),通过测定2020-2021年玉米籽粒产量和生物产量,分析干物质积累及其分配、转运特征,量化产量构成因素,明确增密对水氮减量玉米产量的补偿效应及机制.研究表明,减水、减氮降低了玉米籽粒产量和生物产量,而增密30％能够补偿因水氮同步减量造成的产量负效应,且维持较高的施氮量有利于玉米增产节水.W1N1D1(减量灌水减量施氮及传统密度)较W2N2D1(对照:传统灌水传统施氮及传统密度)籽粒产量和生物产量分别降低9.1％～15.0％与10.0％～11.0％,但W1N1D2(减量灌水减量施氮及增密30％)与W2N2D1差异不显著.W1N2D2(减量灌水传统施氮及增密30％)较W2N2D1籽粒和生物产量分别提高12.9％～15.4％与6.4％～12.0％.增密30％能够补偿水氮同步减量造成玉米减产的主要原因是W1N1D2能增加玉米穗数,进而提高玉米灌浆初期至成熟期干物质积累量和苗期到大喇叭口期群体生长速率及花前转运率.增密30％在灌水减量和传统施氮条件下促进玉米增产的主要原因是W1N2D2可增加玉米穗数,提高玉米生育期干物质积累量与群体生长速率,促进穗部干物质分配,提高花前转运量、转运率及转运贡献率.因此,增密30％是绿洲灌区水氮同步减量玉米稳产高产的可行措施,是氮肥不减但减水20％玉米节水增产有效举措.

    水氮减量密植玉米产量构成干物质积累干物质分配与转运

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