生物技术·遗传育种·种质资源

• 滇水金凤花距发育相关基因MADS-EJ2和MADS2的克隆及表达分析

  王天野;杨梦情;马慧;梁光容;黄美娟;黄海泉;

  E类MADS-box转录因子基因SEPALLATA(SEP)-like在花器官发育方面发挥着重要作用。为了探究基因SEP-like在滇水金凤(Impatiens uliginosa)花距发育中的功能，本研究成功克隆出基因MADS-EJ2和MADS2,分别命名为IuMADS-EJ2和IuMADS2,其cDNA全长均为762 bp,编码253 aa。生物信息学分析表明，IuMADS-EJ2为亲水性稳定蛋白，IuMADS2为亲水性不稳定蛋白，二者均含MIKC结构，在C-端都有其亚家族特异的SEPⅠ和SEPⅡ基序，均为E类基因；亚细胞定位预测IuMADS-EJ2和IuMADS2均定位在细胞核。IuMADS-EJ2和IuMADS2的氨基酸序列与喜马拉雅凤仙花的同源序列相似性分别为98.03%和95.26%。qRT-PCR分析表明，两基因在滇水金凤花距发育的3个时期及2个不同部位均有表达，IuMADS-EJ2在花苞期距部的表达量最高，IuMADS2在花苞期檐部的表达量最高，推测两基因调控花距发育且主要在花距发育初期发挥作用。本研究结果可为凤仙花花距发育分子机制解析、花形改良和新品种培育提供一定的基础数据和理论依据。

  2025年09期 v.57;No.409 1-8页 [查看摘要][在线阅读][下载 1011K]
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• 基于WGCNA的忍冬盐胁迫响应调控网络分析及核心基因发掘

  黄璐瑶;侯丛哲;刘振华;段童瑶;李壮壮;王彬;李佳;

  加权基因共表达网络分析(WGCNA)是一种经典的系统生物学分析方法，可用于鉴定协同表达的基因模块，探索模块与目标性状的生物学相关性，挖掘模块中的核心基因。本研究收集300 mmol·L~(-1) NaCl处理0、12、24、48、72 h的忍冬(Lonicera japonica Thunb.)叶片的15份转录组数据，利用WGCNA方法鉴定忍冬响应盐胁迫的基因共表达网络模块，共得到8个共表达网络模块。其中Brown和Black模块的基因表达模式随NaCl处理时间的延长均表现为由负到正的变化趋势，且两模块的特征向量(ME)之间相关性较高，说明Brown和Black模块是忍冬抗盐相关特异性模块。通过计算模块内基因的连通性挖掘得到Black模块4个核心基因及Brown模块10个核心基因，功能注释表明这些基因可能在忍冬抗盐过程中发挥着重要作用。基因相对表达量分析结果显示，多数核心基因表达量与胁迫时间呈反比，表现为在盐胁迫12 h时表达量增加，而后降低；表达量在盐胁迫12 h时显著增加的核心基因Ljap00036010、Ljap00006511和Ljap00032341均参与植物光响应途径，说明核心基因可能通过快速转录在忍冬盐胁迫应答早期发挥功能，尤其是光响应途径的快速应答。本研究结果提供了对忍冬响应盐胁迫调控网络的进一步了解，对选育耐盐碱植物适应盐碱地、发展金银花产业和盐碱地开发利用至关重要，但核心基因的功能和作用机制还有待深入研究。

  2025年09期 v.57;No.409 9-21页 [查看摘要][在线阅读][下载 1351K]
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• 基于转录组测序鉴定大豆响应铝毒胁迫的转录因子

  吴兰花;宋英培;孔可可;王灿;吴杨;周会汶;

  鉴定大豆响应铝毒胁迫相关转录因子(transcription factor, TF)有利于大豆耐铝毒相关分子机理的解析。本研究以耐铝毒大豆种质南农99-6和铝毒敏感种质中豆32为材料，在铝毒处理后进行转录组测序，筛选差异表达TF基因，并进行基因功能注释和蛋白互作分析，检测关键TF基因的表达水平。结果表明，基于转录组测序共获得387个差异表达TF基因，其中83个在耐铝毒、铝毒敏感大豆种质中均显著差异表达。蛋白互作结果显示，有5个关键转录因子之间存在互作关系，分别为NAC6、WRKY58、WRKY30、WRKY57、I1MEN3＿SOYBN,其基因在不同处理时间均显著上调表达，其中WRKY58、WRKY30和WRKY57在耐铝毒、铝毒敏感种质中随处理时间延长表达水平持续增加。综上，本研究基于转录组和蛋白互作分析鉴定到5个关键转录因子，它们在大豆响应铝毒过程中可能起着重要的调控作用。该结果可为大豆耐铝毒相关基因功能验证提供理论支持。

  2025年09期 v.57;No.409 22-30页 [查看摘要][在线阅读][下载 636K]
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• 稻瘟菌侵染对水稻氮素吸收利用途径相关基因表达的影响

  黄浩;林晋军;陈文凤;姚威;陈倩茹;黄希来;吴俊;刘雄伦;刘金灵;

  稻瘟病是水稻生产中最严重的真菌病害。高氮肥施用容易引发水稻感稻瘟病，但相关遗传基础尚不清楚。为解析氮素吸收利用途径在稻瘟菌侵染过程中的作用，本研究利用实时荧光定量PCR方法对稻瘟菌侵染后水稻氮素吸收、代谢和利用信号途径相关基因的表达模式进行分析。结果显示，在分析的33个相关基因中，有22个基因(包括8个硝酸盐转运蛋白基因、3个铵盐转运蛋白基因、3个氮素同化相关基因、5个氮信号调控相关基因和3个氮素利用相关基因)在接种稻瘟菌亲和小种后4 h受到激活显著上调表达，而在侵染中后期(8～96 h),其表达水平与对照相比无显著变化；有28个基因(包括11个硝酸盐转运蛋白基因、4个铵盐转运蛋白基因、5个氮素同化相关基因、5个氮信号调控相关基因和3个氮素利用相关基因)在接种稻瘟菌非亲和小种后(4～96 h)受抑制下调表达。这些结果表明，氮素吸收、代谢和利用信号途径相关基因的激活在促进早期稻瘟菌侵染过程中发挥着重要的作用，可为进一步解析氮素促进水稻感病的分子机制提供参考。

  2025年09期 v.57;No.409 31-40页 [查看摘要][在线阅读][下载 579K]
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• 10个草莓品种的果实品质分析与综合评价

  毛薇;刘键晔;孙家波;梁红敏;王月;李倩;崔刚;徐波;赵艳侠;

  本研究对10个草莓品种(‘章姬’、‘甜查理’、‘红颜’、‘香野’、‘雪里香’、‘妙香七号’、‘建德红’、‘越秀’、‘粉玉2号’、‘天使八号’)两种成熟度(七成熟和完全成熟)下的果实品质进行对比试验，采用色差仪测定果实表型品质指标，通过酶标仪测定果实类黄酮、花青素含量以及抗氧化能力等内在品质指标，并分析各品质指标间的相关性。结果表明，七成熟草莓果实L~*值与a~*、b~*值呈极显著负相关；通过色彩分析可以将七成熟与完全成熟的草莓进行明确区分，同时通过红绿值a~*和黄蓝值b~*能将白色、粉色和红色系草莓进行明确区分。10个品种草莓果实硬度、可溶性糖含量、可滴定酸含量存在明显差异，可溶性固形物含量与硬度呈显著负相关；不同成熟度果实花青素和类黄酮含量差异明显，花青素含量与可溶性糖含量、L~*值呈显著负相关；草莓的ABTS自由基清除能力比其DPPH自由基清除能力、总抗氧化能力强。综上看出，不同草莓品种的果皮颜色在色相上存在明显差异，草莓成熟度会影响果实的抗氧化能力，花青素含量差异是影响可溶性糖和色差亮度的主要因素。根据加权关联度对10个草莓品种进行综合评价，结果表明‘红颜’果实品质最优，其次是‘香野’、‘天使八号’,之后依次为‘越秀’、‘妙香七号’、‘雪里香’、‘建德红’、‘章姬’、‘粉玉2号’,‘甜查理’最差。

  2025年09期 v.57;No.409 41-50页 [查看摘要][在线阅读][下载 562K]
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耕作栽培·生理生化

• 不同株高玉米配置对玉豆复合种植模式下玉米光合特性及产量的影响

  王庆国;张学鹏;林松明;刘灵艳;褚鹏飞;孟维伟;

  为充分挖掘玉米大豆复合种植模式中玉米的增产潜力，提高复合种植系统产量，本试验在玉米大豆行比4∶4间作模式下，选择株高、株型不同的12个玉米品种用于设置边行不同矮秆玉米品种(中间行统一用高秆立原296)和中间行不同高秆玉米品种(边行统一用矮秆黄金粮MY73)配置试验，分别标记为边行(B)试验和中间行(M)试验，系统研究株高配置对间作玉米光合特性及产量的影响。结果表明，在B试验中，登海605和鲁单608的叶面积指数及光合性能明显优于其余品种，且对中间行立原296生长发育的影响较小，群体光能利用率高，组合总产量显著高于其余品种组合；在M试验中，立原296和农大372受边行黄金粮MY73的影响较小，群体光能利用率较高，组合总产量显著高于其余品种组合。综上可知，本试验条件下，登海605和鲁单608作边行、立原296作中间行的品种组合，以及立原296和农大372作中间行、黄金粮MY73作边行的品种组合其光合性能更强，产量更高，可在生产上推广应用。

  2025年09期 v.57;No.409 51-63页 [查看摘要][在线阅读][下载 1128K]
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• 外源褪黑素对不同生育时期低温处理水稻光合特性、抗氧化系统及产量的影响

  徐令旗;杜晓东;蔡永盛;杨丽敏;赵海新;陈书强;韩笑;薛菁芳;黄晓群;

  为探究外源褪黑素处理对不同生育时期水稻低温胁迫的缓解作用，本试验于2023年开展盆栽试验，设置室外正常生长(CK)、低温胁迫(LT)、喷施褪黑素后低温胁迫(MT)3个处理，研究分蘖期(TS)、孕穗期(BS)和灌浆期(FS)喷施褪黑素后低温处理对水稻光合特征、抗氧化系统及产量的影响。结果表明，与LT相比，MT处理显著提高TS、BS水稻叶、茎鞘干重及TS、BS、FS水稻叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和胞间CO_2浓度(Ci);与LT相比，MT处理三个生育时期水稻叶片超氧化物歧化酶(SOD)活性显著提高达22.90%～33.18%,过氧化物酶(POD)活性显著提高达8.47%～17.38%,过氧化氢酶(CAT)活性显著提高达5.49%～13.14%;与LT相比，MT处理显著提高三个生育时期水稻叶片可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸含量，各生育时期水稻叶片丙二醛(MDA)含量分别降低13.73%、10.66%、18.71%且均达显著水平；不同生育时期MT处理实测产量较LT分别提高17.79%、22.10%、27.93%且均达显著水平。综上，喷施外源褪黑素可减轻低温胁迫处理水稻叶片氧化损伤，稳定水稻植株生理代谢，最终减轻因低温胁迫引起的水稻产量损失。

  2025年09期 v.57;No.409 64-71页 [查看摘要][在线阅读][下载 333K]
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• 高油酸花生油感官评定及基于GC-IMS法的挥发性物质分析

  赵健鑫;王恩琪;曹欢;赵旭红;梁成伟;孙杰;潘丽娟;宋昱;殷祥贞;迟晓元;

  为探明高油酸花生油挥发性风味物质和感官指标之间的关系，本研究以3个高油酸花生品种(花育9111、花育917、花育910)为原料，烘烤后制备花生油进行感官评定，采用气相色谱-离子迁移谱法对不同品种花生油挥发性风味成分进行分析，并测定其氧化稳定性指数。结果表明，花育917花生油的总体喜欢度优于花育9111和花育910。从高油酸花生油中检测出77种挥发性成分，已定性的38种主要为醛类和吡嗪类化合物，不同品种高油酸花生油的主要挥发性风味物质峰体积间大多存在极显著或显著差异。己醛、壬醛、2-甲基吡嗪、(E)-2-己烯醛、2,5-二甲基吡嗪、苯甲醛、苯乙醛这些特征香气物质可以较好地描述花生油的香气。花育9111、花育910、花育917花生油的氧化稳定性指数分别为15.24、18.45、19.67 h。相关性分析结果显示，2,5-二甲基吡嗪、2-甲基吡嗪含量与坚果香、烧烤香和总体喜欢度呈正相关；正壬醛、己醛含量与甜香味呈极显著正相关；氧化稳定性指数与油酸含量呈极显著正相关，与亚油酸、棕榈酸、山嵛酸、二十四烷酸含量呈极显著负相关。综上可知，挥发性风味物质含量影响花生油的感官品质，油酸含量影响花生油的氧化稳定性。本研究结果可为花生油鉴别提供可靠依据，对评价花生油品质及选育适宜油用的花生品种具有重要意义。

  2025年09期 v.57;No.409 72-81页 [查看摘要][在线阅读][下载 746K]
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药用植物·微生物

• 化肥减量配施有机肥对植烟土壤微生物多样性及烟叶品质的影响

  韩武龙;张力;王卫民;李秋剑;许自成;史久长;韩丹;

  为了探究化肥减量配施有机肥对土壤微生物及烤烟生产的影响，筛选出最佳的配施方式。本试验设置常规施肥(10N)、芝麻饼肥(20%有机氮)+8N、芝麻饼肥(20%有机氮)+猪粪(20%有机氮)+6N、芝麻饼肥(20%有机氮)+羊粪(20%有机氮)+6N 4个处理，分别记为CK、B、ZB、YB,测定不同处理对烤烟田间农艺性状、土壤细菌和真菌多样性以及烤后烟叶的物理特性、化学成分和致香物质含量等指标的影响。结果表明，化肥减量配施有机肥可有效促进烤烟生长，以YB处理下烟叶长势最佳；在土壤微生物多样性方面，YB处理下根际土壤细菌和真菌丰度和多样性均最高，提高了子囊菌门相对丰度，降低担子菌门相对丰度，降低病理营养型真菌数量；YB处理烤后烟叶油分足、色度强、外观质量佳，与CK相比，最大叶长、最大叶宽和单叶重分别增加6.87%、25.40%和29.00%,两糖比提高14.10%,糖碱比提高53.93%,化学成分更协调。综上，化肥减量配施有机肥可有效促进烤烟生长，提高土壤微生物多样性并改善烟叶质量，本试验条件下以芝麻饼肥(20%有机氮)+羊粪(20%有机氮)+6N处理效果最佳。

  2025年09期 v.57;No.409 82-93页 [查看摘要][在线阅读][下载 715K]
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• 保山芒合小粒咖啡干法加工初期微生物群落及理化指标变化特征

  杨跃梅;方红丽;李紫伊;张枝润;吴燕;郭磊;韩龙;

  为揭示保山芒合产小粒咖啡干法加工初期细菌与真菌群落结构及理化指标变化规律，本研究以鲜咖啡果为材料，按当地干法加工工艺进行日晒处理，采用高通量测序技术分析不同日晒时长咖啡果中细菌与真菌多样性，并测定其水分、有机酸和糖含量等理化指标。结果表明，甲基杆菌-红色甲基菌属、泛菌属和金色单胞菌属是咖啡果中的优势细菌属，枝孢属、横断孢属、维希尼克氏酵母属和蝶孢耳属为优势真菌属。日晒至第6天，与鲜果相比，咖啡豆中草酸、柠檬酸、琥珀酸、奎宁酸、乙酸含量下降，而酒石酸、苹果酸、乳酸、丁酸、果糖、葡萄糖含量则增加。相关性分析结果表明，细菌中，科萨克氏菌属与苹果酸，微杆菌属与柠檬酸、琥珀酸呈极显著正相关；而微杆菌属与奎宁酸，嗜酸菌属与草酸呈极显著负相关。真菌中，蝶孢耳属与草酸，枝顶孢属与苹果酸，青霉属与柠檬酸、琥珀酸呈极显著正相关；而青霉属与奎宁酸，断孢属与草酸，暗球腔菌属与乳酸呈极显著负相关。总之，干法加工初期咖啡果中细菌与真菌群落及理化指标均随日晒时间的延长发生变化，其中日晒第3天是微生物群落开始显著变化的关键时间点，且绝大多数时间咖啡豆与果皮中化合物含量差异明显。

  2025年09期 v.57;No.409 94-103页 [查看摘要][在线阅读][下载 749K]
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资源环境·植物营养·土壤肥料

• 不同碳源对黄三角玉米地盐化潮土温室气体排放的影响

  高枫舒;王宇豪;季晓辉;刘晓娜;柳新伟;

  为探究不同碳源投入对盐化潮土温室气体排放的影响，本试验以黄河三角洲盐化潮土为研究对象，设置不施肥(CK)、常规施肥(NPK)、施玉米秸秆生物质炭(BC)、施牛粪肥(M)、牛粪肥和玉米秸秆生物质炭混施(MBC)、撂荒(Y)共6个处理，用静态暗箱法连续监测2023年6月30日至10月26日玉米生长季土壤温室气体排放动态、土壤含水率、土壤温度和玉米产量，分析不同碳源投入及环境因子对盐碱地温室气体排放的影响。结果表明，BC处理土壤CO_2累积排放量为16 808.85 kg·hm~(-2),与CK差异不显著；NPK、M、MBC处理则均显著高于CK,其中NPK、M处理较CK分别增加13.27%、10.71%。NPK、BC、M处理土壤N_2O累积排放量较CK均显著提高，增幅分别为43.84%、36.80%、12.00%;MBC处理土壤N_2O累积排放量低于CK,但差异不显著。MBC处理土壤CH_4吸收量最低，为0.18 kg·hm~(-2)。相关性分析结果显示，土壤含水率主要影响土壤CO_2和N_2O排放，且均呈显著正相关，土壤温度与土壤CH_4排放则呈显著负相关。综上可知，牛粪和玉米秸秆生物质碳混施可显著降低土壤温室气体排放。

  2025年09期 v.57;No.409 104-110页 [查看摘要][在线阅读][下载 560K]
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• 水肥调控对水稻季小麦秸秆腐解及养分释放的影响

  赵庆雷;杨军;王瑜;孙召文;刘奇华;

  为了探明利于黄淮稻麦轮作区水稻季小麦秸秆腐解和养分释放最佳的水肥调控措施，本试验采用裂区设计，主区设置4种水稻氮肥运筹措施(N),即基肥、返青肥、分蘖肥和穗肥的施用比例(N1=0∶2.8∶3.6∶3.6,N2=2.0∶2.2∶2.9∶2.9,N3=4.0∶1.8∶2.1∶2.1,N4=6.0∶1.2∶1.4∶1.4),副区设置3种水层管理措施(S),即秸秆还田后的晾田措施(S1为泡田后15 d自然耗干晾田，3 d后复水；S2为泡田后25 d自然耗干晾田，3 d后复水；S3为不晾田),共组合为12个处理，研究不同水肥调控措施对小麦秸秆腐解及养分释放特征的影响。结果表明，水层管理措施和氮肥运筹均极显著影响秸秆腐解进程，各处理秸秆当季累积腐解率为43.67%～65.84%;S1处理最有利于促进秸秆腐解，秸秆腐解率提升幅度最大为27.09%;N3和N4处理对秸秆的促腐效果相对更好，其中N4处理秸秆腐解率提升幅度最大达21.36%。秸秆当季氮素累积释放率为29.78%～62.47%;S1处理最有利于秸秆氮素释放，氮素累积释放率的提升幅度最大为64.88%;N3和N4处理均利于秸秆氮素释放，二者效果相当，N4处理氮素累积释放率提升幅度最大为43.79%。秸秆当季磷素累积释放率为50.55%～74.29%,水层管理措施是影响秸秆磷素释放的第一要素，氮肥运筹是秸秆腐解后期影响磷素释放的重要因素；S1处理最有利于秸秆磷素释放，磷素累积释放率提升幅度最大为32.07%,N3和N4处理均较有利于秸秆磷素释放。水层管理措施和氮肥运筹对秸秆钾素释放进程均无显著影响。综上，水层管理措施和氮肥运筹是影响秸秆腐解进程和秸秆氮、磷养分释放的主要因素，统筹考虑水稻生长和秸秆腐解，泡田后15 d自然耗干晾田3 d后复水和氮肥施用比例为4.0∶1.8∶2.1∶2.1的运筹措施是黄淮稻麦轮作区水稻季较理想的水肥调控措施。

  2025年09期 v.57;No.409 111-118页 [查看摘要][在线阅读][下载 160K]
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• 秸秆生物炭对玉米生长及氮素吸收利用的影响

  朱俊科;封伟祎;杨弓贤;秦晓春;王育喆;张立华;兰玉彬;

  本研究开展连续两年的田间小区试验，研究施用0、10、20、30 t/hm~2生物炭处理(分别记为C0、C10、C20、C30)对玉米吐丝期(R1)和成熟期(R6)不同器官干物质积累和氮素吸收转运及不同土层(0～10、10～20、20～30 cm)土壤不同形态氮素含量的影响。结果表明：玉米干物质积累量在成熟期随生物炭用量增加而降低，各生物炭处理均显著低于C0;吐丝期仅2020年的C10处理和2021年的C30处理显著低于C0。吐丝期氮积累量因年份和生物炭用量存在差异，2020年，C20、C30处理显著高于C0,其余处理(包括2021年所有生物炭处理)均低于C0,且大多表现为差异显著；成熟期两年份所有生物炭处理的植株氮积累量均显著低于C0。2020年，C20、C30处理叶片氮转运量和转运率均显著高于C0,C10则表现为显著低于C0,而2021年则表现为随生物炭用量增加而降低，C20、C30处理均显著低于C0;2020年茎秆氮转运量和转运率均随生物炭用量增加而升高，2021年则表现为先降后升，且2021年指标水平明显高于2020年。生物炭处理的玉米收获指数和氮收获指数均显著升高。0～20 cm土层土壤全氮、铵态氮和硝态氮含量随生物炭用量增加均呈上升趋势，2021年，生物炭处理0～10 cm土层土壤铵态氮和10～20 cm土层土壤硝态氮含量大多显著高于C0。综上可知，过量施加生物炭(C20、C30处理)可提高土壤对养分的保持能力，减少养分损失，但可能减少作物对养分的吸收，生产中推荐生物炭施用量为10 t/hm~2,必要时配合速效氮肥，以平衡土壤保肥与作物养分需求。该结论可为合理利用生物炭改善土壤肥力提供科学依据。

  2025年09期 v.57;No.409 119-128页 [查看摘要][在线阅读][下载 307K]
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• 控制颜色性状的等位基因变异对芥菜镉耐受性的影响

  冯慧敏;肖远业;袁晓;冯靖启;李海渤;曾鸿浩;朱云娜;王斌;

  镉(Cd)是植物非必需的有害重金属元素，在蔬菜体内富集会严重影响食品安全。为明确控制颜色性状的等位基因变异是否影响芥菜(Brassica juncea L.)的Cd耐受性，本试验以近等位基因系紫叶芥菜品种20Z5和绿叶芥菜品种20Z6为试材，研究Cd胁迫对两个芥菜品种生长生理特性和叶片色度的影响，并比较Cd胁迫下两个芥菜品种的Cd富集特性和耐受性。结果表明，Cd胁迫均会显著降低两个芥菜品种的株高、鲜重、干重等指标，但Cd胁迫下紫叶芥菜生物量的降幅明显小于绿叶品种，表明紫叶芥菜具有更强的Cd耐受性。Cd胁迫下，紫叶品种的Cd含量、过氧化氢(H_2O_2)含量、相对电导率和超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性与绿叶品种没有显著差异，但紫叶品种的叶片相对含水量和可溶性糖含量显著高于绿叶品种，丙二醛含量显著低于绿叶品种，表明紫叶品种和绿叶品种的Cd富集能力没有显著区别，紫叶品种更强的渗透调节能力可能与其Cd耐受性密切相关。此外，紫叶芥菜品种花青素含量更高，表明花青素对紫叶芥菜品种提高Cd耐受性至关重要。采用隶属函数法对20Z5和20Z6的Cd耐受性进行综合评价，结果显示，紫叶芥菜的隶属函数均值为0.50,绿叶芥菜的为0.46,紫叶芥菜的Cd耐受性强于绿叶芥菜。综之，紫叶品种芥菜比绿叶品种具有更强的Cd耐受性，控制花青素合成的等位基因变异会影响芥菜的Cd耐受性。

  2025年09期 v.57;No.409 129-137页 [查看摘要][在线阅读][下载 366K]
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• 不同功能菌与高羊茅互作对贫瘠土壤微生物多样性与土壤结构及理化性质的影响

  陶俣潼;胡芸菲;韩洪瑞;李延禹;白金鑫;石立豪;罗正宇;严冬;孙华章;

  贫瘠土壤因养分不足和水分保持能力差限制了植物的生长和生态系统的健康，因此寻找有效的土壤改良方法至关重要。本试验采用室内盆栽法，选择高羊茅为供试植物材料，以碎石土为栽培基质，设计碎石土中分别施加枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、黑曲霉菌和哈茨木霉菌4种功能菌处理，研究不同功能菌与高羊茅互作对土壤微生物多样性、土壤结构及土壤理化性质等的影响，并对根际土壤理化性质与土壤酶活性进行相关性分析。结果表明，与未添加菌剂的对照相比，引入外源功能菌改变了土壤微生物群落组成。试验期120 d时，解淀粉芽孢杆菌和哈茨木霉菌处理组土壤含水率较原状土样显著提升14.52%和15.38%;土壤大团聚体含量占比分别提高至83.38%和85.22%,优化了土壤结构的稳定性；哈茨木霉菌处理显著提高了土壤有机质、速效钾和有效磷含量。相关性分析结果表明，土壤理化性质与土壤酶活性存在显著相关关系。本研究结果可为贫瘠土壤修复提供一定的理论依据。

  2025年09期 v.57;No.409 138-148页 [查看摘要][在线阅读][下载 1020K]
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信息技术·农业工程

• 基于RT-YOLOv10和无人机遥感影像的烟草病害轻量化检测研究

  陈自立;郭燕;王明鑫;林卫;王来刚;杨秀忠;刘剑君;郑恒彪;王爱国;

  针对烟草无人机遥感影像中病害植株尺度差异大、背景复杂、分辨率低等问题，本研究基于YOLOv10提出了一种轻量化病害检测算法——RT-YOLOv10,用于无人机影像烟草病害的高精度实时监测。首先，引入RFAConv卷积和SimAM无参注意力优化下采样模块，提高特征提取的精确性；引入DySample上采样，更准确地恢复颜色、纹理、边缘等病害识别有效信息；同时，设计一种双分支协同密集连接颈部结构，促进多层次语义信息的交互，提高网络对不同类型病害特征的学习与表达能力。其次，使用改进后的MS＿C2f、MS＿CSP模块分别替换主干和颈部网络中的C2f模块，增强网络对不同大小、形状病害植株的多尺度特征捕捉能力和特征融合效率，并利用内部嵌入的注意力机制聚焦关键信息、突出病害植株目标主体，减少因杂草、光斑等复杂背景干扰带来的误检漏检。最后，将原边界框损失函数替换为MPDIoU,进一步提高病害识别准确度。实验结果表明，RT-YOLOv10的标准版本RT-YOLOv10-s以7.4 M、33.3 GFLOPs的较低参数量和浮点运算量在精确率、召回率、平均精度均值mAP50和mAP50-95上分别达到97.2%、93.6%、97.5%和83.9%,相较于YOLOv10-s、YOLOv9-s、YOLOv8-s等对比模型均最优。RT-YOLOv10的更轻量化版本RT-YOLOv10-t在精确率、召回率、mAP50、mAP50-95上尽管有所下降，但仍分别达到95.5%、92.4%、97.2%、79.7%,且参数量仅为2.3 M,相较于YOLOv5-s、YOLOv6-s、YOLOv7-Tiny、YOLOv8-s、YOLOv9-s、YOLOv10-s分别降低67.1%、86.6%、61.7%、79.3%、76.3%、71.6%。综上，RT-YOLOv10能够满足实际应用的需求，并可部署在计算资源极其有限的边缘设备上，这为烟草病害的大面积精准监测提供了一种有效手段。

  2025年09期 v.57;No.409 149-163页 [查看摘要][在线阅读][下载 1832K]
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• 基于改进YOLOv8n算法的水稻叶病害检测研究

  刘政峰;杨健晟;张梅;陈哲;张群英;

  水稻叶病害检测是降低病害风险、稳定水稻产量的重要途径之一。针对现有水稻叶病害检测模型存在参数量大、计算复杂度高及精确率低等问题，本研究提出了改进YOLOv8n模型。首先，将原YOLOv8n的主干网络替换为轻量级的HGNetv2架构，并将HG-Block中的Conv模块替换为Ghost模块，在轻量化模型的同时提高了检测精度。其次将C3模块中的残差块替换为Ghost Bottleneck,构建全新的C3Ghost模块，并用此模块替换颈部的所有C2f模块，在保持模型性能的同时进一步轻量化模型。最后，采用一种密集预测的通道式知识蒸馏技术，以无损的方式对模型进行增强。实验结果表明，与基线模型YOLOv8n相比，本研究所提改进模型的参数量、权重和浮点运算次数分别降低39.33%、37.00%和28.40%,而精确率、召回率分别达到94.3%、95.6%,mAP达到96.7%,全面优于基线模型。总体而言，本研究所提改进模型能满足农业场景下水稻叶病害检测任务在精度和轻量化方面的要求，展现出良好的发展潜力和应用前景。

  2025年09期 v.57;No.409 164-172页 [查看摘要][在线阅读][下载 789K]
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• 基于改进YOLOv5s的不同场景下毛尖茶叶嫩芽检测方法

  程浈浈;程一帆;方婷婷;龚守富;

  茶叶嫩芽的准确检测对于茶叶的生产和加工具有重要意义。针对毛尖茶叶嫩芽检测中小目标特征不显著、复杂背景干扰严重等问题，本研究提出了一种基于改进YOLOv5s的检测方法。首先，设计了SE(Squeeze-and-Excitation)注意力机制与CSP(Cross Stage Partial networks)结构相结合的SE＿CSP模块，并将其引入YOLOv5s的主干网络中；其次，在网络的中间层结构中引入BiFPN(Bidirectional Feature Pyramid Network)模块，以提升模型对小目标特征的提取能力以及对多尺度特征的双向融合效果，从而适应复杂场景下的目标检测需求。使用不同场景下的茶叶嫩芽数据集对改进的YOLOv5s算法进行验证，并与多种算法(Faster R-CNN、MobileNetV+SSD、YOLOv5s)进行比较分析。结果显示，本研究提出的模型在精确率、召回率和平均精度均值方面，分别较原YOLOv5s模型提高3.8、6.5、5.8个百分点。改进的YOLOv5s算法在识别各场景下的毛尖茶叶嫩芽的准确率上表现优异，显著降低了漏检率和误检率，可为茶叶产业的自动化和智能化发展提供技术支撑。

  2025年09期 v.57;No.409 173-180页 [查看摘要][在线阅读][下载 718K]
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