当期目录

2025年 第27卷 第11期    刊出日期：2025-11-15

上一期   

绿色水产养殖专栏

贝莱斯芽孢杆菌在养殖业中的应用研究进展

周文豪, 张玉涵, 孟德龙, 梁慧, 张元培, 杨雅麟, 张震, 药园园, 冉超, 周志刚

2025, 27(11):  1-7.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2025.0310

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贝莱斯芽孢杆菌（Bacillus velezensis）作为新型的益生菌在工业发酵、农业生产等领域应用广泛。详细介绍了贝莱斯芽孢杆菌产活性物质的功能，产酶和抗病等；综述了其在畜禽养殖和水产养殖的最新应用现状；并针对贝莱斯芽孢杆菌目前存在的问题，展望了未来的研究重点和发展方向，为贝莱斯芽孢杆菌的深入研究以及实际应用提供参考。

高糖/脂比饲料对黄河鲤生长性能和肌肉脂肪酸品质的影响

李新禄, 桑宇航, 黎心怡, 和子杰, 秦超彬, 聂国兴, 李远友, 谢帝芝

2025, 27(11):  8-22.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2025.0272

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为明确黄河鲤饲料中适宜糖/脂添加比例，在满足其对n-3必需脂肪酸（n-3 essential fatty acids， n-3 EFA）基础需求的前提下，采用商品饲料常规配方糖脂比25/7为对照（T0），以豆油与亚麻籽油为混合脂肪源，通过调整碳水化合物与脂肪的添加量，使饲料的糖脂比分别达到40/4（T1）、32/7（T2） 和 25/9（T3），分析不同糖脂比对黄河鲤的影响。结果表明，各饲料组黄河鲤的形态学指标（肝体比、脏体比）、全鱼及肌肉粗蛋白、血清胆固醇和丙二醛含量无显著差异，特定生长率、增重率随饲料糖脂比升高而显著升高，T2处理的血清葡萄糖水平和T1处理的胰岛素含量显著高于T0处理，T1处理的肝脏葡萄糖激酶、6-磷酸果糖激酶-1活性显著高于T3处理。黄河鲤血清甘油三酯、高密度脂蛋白胆固醇及肝脏甘油三酯、游离脂肪酸含量随糖脂比的升高而显著降低，在肝脏抗氧化能力方面，T1~T3处理的总抗氧化能力显著高于T0处理。在肌肉脂肪酸组成方面，T1~T3处理黄河鲤肌肉和肝脏二十碳三烯酸、二十二碳六烯酸、n-6 多不饱和脂肪酸、多不饱和脂肪酸水平显著高于T0处理，T0和T1处理鱼体肝脏Δ6 fad-β与 elovl5-α表达水平均显著高于T2处理，且T1处理鱼体肝脏Δ6 fad-α显著高于T0处理。以上表明，饲料糖脂比为 40/4（T1） 时更适合鱼体肝脏合成高不饱和脂肪酸。综上可知，在饲料必需脂肪酸充足条件下，提高饲料糖脂比可提升高糖脂比饲料的利用率，改善黄河鲤肝脏糖和脂代谢，促进鱼体生长和肌肉脂肪酸品质。

饲料中添加鱼源鲸杆菌产品对池塘养殖鳙的影响

王田田, 李生辉, 杨宏伟, 孟晓林, 张震, 周志刚

2025, 27(11):  23-31.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2025.0573

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为初步探究饲料中添加鲸杆菌产品对池塘养殖鳙（Aristichthys nobilis）形体指标、肝脏健康及肠道菌群的影响，以鳙为研究对象，随机分为对照和鲸杆菌处理2个试验组开展为期8周的池塘养殖试验。结果表明，饲料中添加0.2 kg·t^-1鲸杆菌产品能够显著提高鳙躯壳比，显著降低鳙脏体比、肝体比和肠体比；显著提高肠道脂肪酶和纤维素酶活性，同时降低了肝脏脂肪沉积水平。此外，饲喂鲸杆菌产品显著增加了鳙肠道门和属水平有益菌的丰度，改变了鳙肠道菌群的组成结构。综上表明，鲸杆菌产品具有改善鳙生长性能、提高消化酶活性、促进肝脏健康和优化肠道菌群结构的作用。

配合饲料替代活饵对翘嘴鳜生长性能、消化功能及抗氧化能力的影响

闫芸芸, 汪福保, 董浚键, 张赫桐, 高风英, 张媛, 叶星, 孙成飞, 吴成宾

2025, 27(11):  32-42.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2025.0123

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鳜鱼（Siniperca chuatsi）是我国重要的淡水养殖优质鱼类，天生吃活饵，是凶猛的肉食性鱼类。采用人工驯化的方法改变肉食性鱼类的食性可以降低养殖成本并减少对自然资源的依赖。为探究配合饲料替代活饵对翘嘴鳜生长性能、消化功能及抗氧化能力的影响，将驯化的翘嘴鳜幼鱼（23.17±0.75 g）分别饲喂配合饲料（F组）、活饵（B组）、1餐饲料和1餐活饵（M组），养殖3个月后测量其生长指标及消化酶和抗氧化酶活性，并观察胃肠道组织显微结构。结果显示，F组的体质量和体长显著高于M组，F组的饲料系数显著低于B组，全长、体高、肥满度、肝体比和脏体比在3组之间均无显著差异；F组和M组的超氧化物歧化酶活性显著高于B组，B组和M组的过氧化氢酶活性显著高于F组，F组的还原型谷胱甘肽含量、谷胱甘肽过氧化物酶活性显著高于M组，B组的总抗氧化能力显著高于M组，3组之间的丙二醛含量差异不显著。在胃组织中，M组胰蛋白酶活性显著低于B组，F组淀粉酶活性显著高于B组，胃脂肪酶活性和肠道消化酶活性在3组间差异不显著；F组肠道绒毛高度显著高于B组和M组，相比B组，F组和M组肠道绒毛较稀疏，肠腔中绒毛间空隙增大。综上，翘嘴鳜经过驯化后摄食配合饲料不会影响其生长性能，但M组的饲喂效果不及另外2组。鱼体通过提高淀粉酶活性和部分抗氧化酶活性，以及增加肠道绒毛高度和绒毛间空隙，对饲料养殖具有一定的适应性。研究结果为鳜鱼的大规模饲料养殖以及饲料成分的进一步优化提供了理论依据。

鱼菜共生系统中种养密度和投喂频率对大口黑鲈生长及水质的影响

王岚, 史东杰, 朱建亚, 张晋京, 张悦, 黄杰, 谢吉国, 吴尚

2025, 27(11):  43-55.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2025.0203

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为研究不同种植密度、养殖密度和投喂频率对鱼菜共生系统中大口黑鲈生长、肌肉营养成分及水质的影响，设置生菜种植密度分别为32（a₁）、46（a₂）、60株·m^-2（a₃），大口黑鲈养殖密度分别为8（b₁）、13（b₂）、18kg·m^-3（b₃），投喂频率为1（c₁）、2（c₂）、3次·d^-1（c₃），通过3因素3水平的组合处理筛选种养密度及投喂频率的最优组合。结果表明，种植密度对增重量、增重率、特定生长率和饲料系数均影响显著；投喂频率对增重量影响显著；投喂频率对肌肉中粗蛋白、粗脂肪含量影响显著。各处理的氨氮、亚硝酸盐氮、总氮和总磷含量均显著升高，第7天时达到高峰；氨氮、亚硝酸盐氮、总氮在第37天以后呈稳定状态，总磷在第25天以后呈稳定状态，a₂b₁c₂和a₂b₂c₃处理的水质指标较优。在此鱼菜共生系统中，生菜的种植密度为46株·m^-2、大口黑鲈养殖密度为13 kg·m^-3、投喂频率为3 次·d^-1时，大口黑鲈生长和肌肉品质较好，且具有较好的水质调控作用。研究结果为鱼菜共生系统的种养管理提供理论参考。

辅酶Q10蛋白和牛磺酸替代鱼粉对凡纳滨对虾生长及抗应激能力的影响

周良星, 赵敏, 舒斌, 吴坤岚, 席庆凯, 任宣宇, 陈颖, 刘建高

2025, 27(11):  56-63.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2025.0574

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为探讨在凡纳滨对虾（Litopenaeus vannamei）饲料中添加辅酶Q10蛋白替代鱼粉并补充牛磺酸对其生长及抗应激能力的影响，开展为期56 d的养殖试验。以鱼粉饲料为对照（CK），分别设置5%辅酶Q10蛋白（Q1）、5%辅酶Q10蛋白+0.3%牛磺酸（Q2）、5%辅酶Q10蛋白+0.6%牛磺酸（Q3）、10%辅酶Q10蛋白（Q4）、10%辅酶Q10蛋白+0.3%牛磺酸（Q5）及10%辅酶Q10蛋白+0.6%牛磺酸（Q6），共计7个处理。结果表明，Q3处理特定生长率高于其他处理，且饵料系数显著低于其他处理；辅酶Q10蛋白处理运输应激后的成活率均高于CK，但处理之间差异不显著；运输应激后，添加牛磺酸处理血浆的超氧化物歧化酶活性、总抗氧化能力高于CK，而丙二醛含量低于CK，但差异不显著。综上所述，在该研究条件下，在饲料中添加5%辅酶Q10蛋白和0.6%牛磺酸替代鱼粉，可以提高凡纳滨对虾的生长性能及抗应激能力。研究结果揭示了辅酶Q10蛋白和牛磺酸在提高对虾养殖效益和可持续发展中的潜力，为凡纳滨对虾低鱼粉饲料的开发提供了科学依据。

农业创新论坛

我国农业科技国际合作机制创新与成效分析：基于5个典型模式的研究

李雅君, 沈云怡, 孟繁超, 胡熳华, 夏新蓉

2025, 27(11):  64-71.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2025.0696

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当前全球农业发展面临气候变化与粮食安全等挑战，加强农业科技国际合作尤为重要。作为农业科技大国，我国国际合作实践亟待系统梳理。基于政府间合作、联合研发、示范基地、合作园区及市场主导5种机制，选取5个典型模式进行对比分析。研究发现，通过科技驱动、技术适配、民生与生态协同、区域辐射及机制创新，中国农业科技国际合作有效推动了合作国农业产业转型与能力建设，并实现了项目的可持续性研究建议，未来应强化顶层设计、创新市场化合作模式、深化产学研融合并注重本土化人才培养，以提升合作效能，为构建农业领域人类命运共同体提供中国方案。

中国畜牧业绿色全要素生产率的区域差异与收敛性分析

张凤华, 余泽田, 董晓霞, 彭华, 王惠惠

2025, 27(11):  72-82.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2025.0603

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“双碳”战略实施背景下，剖析中国畜牧业绿色全要素生产率的区域差异并检验其收敛性可为实现畜牧业区域绿色协调发展提供实证依据。选取2006—2023年中国31个省级行政单元的面板统计数据，通过构建基于环境负产出的Super-SBM模型，结合GML（global-Malmquist-Luenberger）指数对畜牧业绿色全要素生产率进行测度，并进一步运用Dagum基尼系数对其区域分异特征及形成机理进行实证解析，最后引入σ收敛及β收敛模型检验其趋同规律。结果表明，考察期内中国畜牧业绿色全要素生产率指数平均值为0.979，整体呈现负增长态势，关键影响因素为绿色技术进步，且其具有显著的地域非均衡性。畜牧业绿色全要素生产率的总体差异呈现出先缩小后扩大的波动趋势， 2023年总体基尼系数上升至历史峰值0.136，区域间差异是空间差异的最主要来源。畜牧业绿色全要素生产率的σ收敛不显著，但存在绝对β收敛和条件β收敛趋势。因此，政府应着力提升绿色技术进步，加强各省（自治区、直辖市）的资本和技术跨区域流动，以推动区域协同发展。

生物技术 生命科学

水稻CesA/Csl基因家族的全基因组鉴定及生物信息学分析

吴荣菊, 陈能刚, 李欢, 鄢小青, 杨占烈, 刘军

2025, 27(11):  83-92.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2024.0333

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水稻纤维素合成酶超基因家族由纤维素合成酶基因（cellulose synthase，CesA）和类纤维素合酶基因（cellulose synthase-like protein，Csl）组成，为了解水稻CesA/Csl家族成员序列特征及表达特性，探究其功能，利用生物信息学方法在水稻全基因组中鉴定OsCesA/Csl基因，并对其理化性质、保守基序、基因结构、系统进化、顺式作用元件、染色体定位和共线性等进行分析，利用转录组数据分析OsCesA/Csl的组织表达和不同植物激素处理下的表达。结果表明，在水稻基因组中共鉴定到22个OsCesA/Csl成员，基因编码序列（coding sequence，CDS）长度为774~3 648 bp，蛋白质分子量为28.55~132.16 kD，等电点为6.09~9.62，平均亲水系数为-0.339~0.750，亚细胞定位在细胞膜或高尔基体上。系统进化分为OsCesA和OsCsl，各包含11个成员，分布在除第11号以外的11条染色体上。水稻中存在2组串联重复基因，与玉米更具共线性关系。不同OsCesA/Csl成员的组织表达模式不同，均不同程度地响应茉莉酸、脱落酸、赤霉素和生长素处理。以上研究结果为进一步探索OsCesA/Csl基因家族在水稻生长发育中的功能奠定基础。

小麦苗期外施脯氨酸增强抗旱性的生理机制研究

师焕婷, 杨龙飞, 唐华苹, 王鹏飞, 康国章, 韩巧霞

2025, 27(11):  93-101.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2024.0378

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为探究外施脯氨酸（proline，Pro）对干旱胁迫条件下小麦苗期植株生长的影响，选用小麦品种百农207为试验材料，以加清水为对照（CK），分别设置20% PEG-6000溶液模拟干旱胁迫处理（PEG）、20 mmol·L^-1脯氨酸处理（PRO）及施用20% PEG-6000溶液+20 mmol·L^-1脯氨酸处理（PFG+PRO），共计4个处理，研究小麦苗期外施脯氨酸调控其抗旱性的生理机制。结果表明，干旱胁迫前，各处理叶片的SPAD值及丙二醛（malondialdehyde，MDA）、可溶性糖（soluble sugar，SS）、Pro含量均无显著差异；干旱胁迫后，与CK相比，PEG处理的SPAD值降低，MDA、SS、Pro含量升高，SOD、POD、P5CS基因的相对表达量增加，苗高、茎叶鲜重、茎叶干重、根干重显著降低，根冠比显著升高；与PEG处理相比，PEG+PRO处理的SPAD及SS、Pro含量显著提高，MDA含量显著降低。PEG+PRO处理在干旱胁迫1 d时，SOD、POD、CAT基因的相对表达量显著高于PEG处理；在干旱胁迫2 d时，LEA与P5CS基因相对表达量显著高于PEG处理。干旱胁迫后，PEG+PRO处理的株高、茎叶干重分别较PEG处理显著增加11.64%、12.96%。综上，小麦苗期外施20 mmol·L^-1脯氨酸处理可降低叶片MDA含量，提高叶绿素、SS、Pro含量以及抗逆相关基因SOD、POD、CAT、LEA和P5CS的相对表达量，从而提高小麦抗旱性，为小麦后期正常生长发育奠定基础。

陆地棉苗期耐低氮种质鉴评与筛选

吕星, 王星懿, 孙正文, 柯会锋, 王国宁, 张艳, 王省芬, 马峙英, 谷淇深

2025, 27(11):  102-110.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2024.1034

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为分析棉花苗期的耐低氮性，在模拟大田低氮（15 g·m^-2）和正常氮（45 g·m^-2）施肥条件下，采用旱棚盆栽种植法，对419份陆地棉核心种质苗期的根干重、地上部干重、总干重、根冠比和叶绿素值进行测定，计算其耐低氮指数，并通过相关性分析、主成分分析以及隶属函数分析，综合评价419份陆地棉种质资源的耐低氮性。结果表明，低氮胁迫下，陆地棉幼苗地上部干重的耐低氮指数与根冠比的耐低氮指数呈极显著负相关，其他性状间均呈显著或极显著正相关。主成分分析将5项指标综合为3个主成分，累积贡献率达98.590%。依据3个主成分的权重计算各种质资源的综合评价值（D值），将419份种质划分为4个等级，筛选出10份耐低氮种质。利用逐步回归分析建立了陆地棉耐低氮性鉴定的回归方程：D=-0.123+0.167X_RDWNRI+0.252X_TDWNRI+0.132X_SPADNRI （X_RDWNRI、X_TDWNRI、X_SPADNRI分别为根干重、总干重、叶绿素值的耐低氮指数）。以上研究结果为进一步开展棉花耐低氮基因挖掘和耐低氮品种改良奠定了基础。

基于茄子种质资源设施栽培表型性状的遗传多样性研究

阎世江, 张继宁, 刘洁

2025, 27(11):  111-119.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2024.0342

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为培育茄子设施新品种，发掘茄子优良种质资源，以30份不同遗传来源的茄子品系为材料，在日光温室种植，调查株高、主茎粗等设施栽培重要表型性状，分析其遗传多样性。结果表明，测定的14个性状存在不同程度的变异，变异系数在11.387%~55.014%，其中果肉色变异系数最小，果型变异系数最大，表明茄子果型变异丰富，有较强的选育潜力。相关分析表明，株高与单果重、株高与耐低温性、主茎粗与耐低温性、叶长与叶宽、耐低温性与单果重、单株结果数与单株产量呈显著正相关，其余性状间的相关未达显著水平。主成分分析将14个性状归纳为4个主成分，其累积贡献率为92.625%，基本包含茄子表型性状的大部分信息，可作为茄子表型性状的综合指标。在欧式距离为10处将30份茄子品系分为4个类群，综合分析认为，第Ⅲ类群适合设施栽培的性状较好，可作为杂交亲本选配来源。研究结果可为育种实践提供参考。

智慧农业 农机装备

基于改进YOLO v8n-seg的群猪分割方法研究

王兴家, 郑纪业, 盛清凯, 杨亮, 张霞

2025, 27(11):  120-130.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2024.0393

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针对复杂场景中生猪图像分割精确度不高、分割实时性不足等问题，提出一种基于改进YOLO v8n-seg的群猪实例分割模型算法。在YOLO v8n-seg基础上，首先，将GhostConv引入C2f模块中，降低模型的计算复杂度；然后，在网络结构的不同位置添加空间分组增强、内卷、多维协作注意等注意力机制，用于增强模型对特征提取和融合的能力；最后，选用WIoU（wise IoU）作为新的损失函数，以加快模型的收敛速度，并提高检测器的整体性能。结果表明，相较于原始模型，改进后的模型在参数量上减少0.39 M；在检测精度上，精确率提升3.7百分点，召回率提升4.8百分点，交并比阈值为50%和50%~95%的均值平均精度分别提升4.6百分点和7.6百分点，识别速度提高5.2帧·s^-1，表现出良好的性能。通过对YOLO v8n-seg进行改进，在精度和速度上均取得了较大提升，特别是针对群养场景中生猪黏连和轻度遮挡导致的分割准确率降低的问题，该模型表现出卓越的性能，能够精准地分割群猪个体，为实际生产应用提供有力支持。

4UMS-1000型木薯收获机的设计与试验

黄龙, 廖宇兰, 黄林, 潘翔, 吴振鹏, 张文翔

2025, 27(11):  131-140.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2024.0398

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为解决现有木薯收获机在工作过程中出现明薯率低、伤薯率高的问题，研制了一种4UMS-1000型木薯收获机，对长短齿挖掘铲、薯土分离装置和收集装置等关键部件进行了结构设计与分析，并对其田间作业性能开展研究。以明薯率、伤薯率作为评价指标，以机具前进速度、挖掘铲入土深度、挖掘铲入土角为试验因素，运用Box-Benhnken试验方法开展3因素3水平正交试验，建立二次多元回归模型和响应曲面，进一步分析试验因素对评价指标的影响。结果表明，挖掘铲入土角28°、机具前进速度0.56 m·s^-1、挖掘铲入土深度187 mm为最优工作参数组合，在此条件下明薯率为97%，伤薯率为3.3%。对最优工作参数进行5次重复试验验证，结果表明，明薯率和伤薯率与理论值的相对误差均在2%以内，满足木薯收获作业要求。研究结果为木薯收获机械领域的发展提供参考。

油莎豆收获设备关键部件的设计与试验

国文慧, 刘枫, 刘文亮, 董润坚, 张含思, 李健, 魏常友

2025, 27(11):  141-150.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2024.0450

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油莎豆块茎生长在地下，颗粒较小，豆与土分离困难，东北地区多为黑黏土质，在初筛时易导致土沉积在筛孔上产生堵塞现象，影响油莎豆收获机的脱粒效率和脱粒质量。针对东北地区油莎豆收获时设备易堵塞及脱净率低的问题，研制了一款复合筛分式油莎豆收获机。对装置的关键部件输送链条装置和滚筒脱粒装置进行优化设计。采用Box-Behnken方法对输送链条装置进行优化，探究不同因素对脱净率及漏豆率的影响。结果表明，网链最优工作参数组合为起振高度20 mm、网链线速度0.9 m·s^-1、网链角度46°；在此条件下，脱净率和漏豆率分别为66.83%和0.55%。对滚筒脱粒装置的齿形进行试验表明，当齿形为弓齿钉齿混合时效果良好，脱净率和破损率分别为99.33%和1.10%，并使用Ansys软件进行了模态分析，表明该装置的安全性良好。研究结果为油莎豆收获机设计提供参考，可促进油莎豆种植向着产业化发展。

动植物健康

作物除草剂抗性研究及应用进展

李一林, 郝梦宇, 温运飞, 王会, 汪文祥, 何平, 梅德圣, 胡琼, 成洪涛

2025, 27(11):  151-163.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2024.0654

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农田杂草是制约作物生产的重要因素之一，严重影响农作物的产量和品质。提升草害的防治水平对于稳定和发展作物生产具有重要意义。化学除草是目前农业生产中主要使用的控制手段，但除草剂施用不当会对农作物产生药害。培育和应用抗除草剂作物是防治杂草最经济有效的手段。综述了目前作物中施用的主要除草剂类型以及作用机理，概述了作物除草剂抗性研究进展，对目前全球抗性杂草产生主要类型和突变位点进行了分析。作物除草剂抗性研究应发掘更多除草剂潜在作用靶标位点，利用新兴的基因编辑等技术创制抗除草剂新种质，加快抗除草剂新品种的培育。

枣植原体分泌蛋白ncSP35抑制超敏反应及植物生长发育

金玉倩, 傅子恒, 高小语, 李为民

2025, 27(11):  164-173.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2025.0529

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枣疯病由枣植原体（Candidatus Phytoplasma ziziphi）引起，是当前最具毁灭性的枣树病害。通过生物信息学分析结合大肠杆菌碱性磷酸酯酶报告系统，从枣植原体中鉴定了一个新的非典型分泌蛋白ncSP35；利用马铃薯X病毒载体在本氏烟中瞬时表达ncSP35，证明其可抑制Bax激发的超敏反应（hypersensitive response， HR）及H₂O₂积累，并能干扰植物生长发育；缺失和定点突变分析表明，ncSP35中间区域（第37~71位氨基酸残基）及极性氨基酸簇HKKENK⁸²是其抑制HR的重要功能区，而C-末端18个氨基酸残基为干扰植株生长发育的必需元件。蛋白亚细胞定位分析显示，ncSP35在细胞质中产生大量凝聚体，并干扰组蛋白H2B的核定位，导致H2B在胞质中形成凝聚体。酵母双杂交、免疫共沉淀和荧光素酶互补试验证实，ncSP35与枣ZjH2B蛋白存在相互作用。研究结果为揭示枣疯病致病机理提供了新的分子视角。

生物制造 资源生态

农业合成生物学发展与公共风险防控研究

程琨, 张森, 黄帅涛, 马振玲, 王永才

2025, 27(11):  174-185.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2025.0643

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农业合成生物学融合了工程学与生命科学，已从单基因编辑迈向系统设计，关键技术包括 CRISPR-Cas（clustered regularly interspaced short palindromic repeats-CRISPR associated systems）优化、AI（artificial intelligence）设计平台、合成微生物技术及作物底盘改造等。这些技术的应用推动了新型农业生产范式的发展，促进了营养强化作物、环境友好型投入品、抗逆作物及低碳循环技术等方面创新，但在生物安全上也面临基因编辑的脱靶效应、病原体改造、实验室操作错误等多维度风险。在生态安全上面临生物多样性影响、生态系统功能扰动风险；在社会伦理上存在创造生命和生命本质争议及食品安全与健康影响、有机农业与合成生物学兼容性争议；在经济上存在技术与市场垄断风险及产业链重组与整合对就业、农业系统结构和功能的影响。为此，世界各国高度重视构建公共风险防控体系，形成了基于产品的监管模式、基于过程的监管模式以及混合模式3种主要模式。未来，技术快速迭代与政策监管滞后的矛盾是农业合成生物学面临的严峻挑战，需遵循全生命周期管理、科学评估、预防为主等原则，通过完善政策与治理体系、坚持责任创新路径，从而支撑全球粮食安全与环境可持续发展。

黑麦草还田替代尿素对稻田土壤氨挥发的影响

易丽霞, 周勇, 杨伟, 姚涞, 蒋梦蝶, 聂江文, 朱波, 刘章勇

2025, 27(11):  186-194.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2024.0715

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为探究黑麦草配施尿素对稻田土壤中氨挥发的影响，以南方水稻-绿肥（黑麦草）轮作模式为研究对象进行盆栽试验，设置5种配施比例：单施尿素（CF）、25%黑麦草+75%尿素（25%RG）、50%黑麦草+50%尿素（50%RG）、75%黑麦草+25%尿素（75%RG）和单施黑麦草（100%RG），所有处理施氮量均为100 mg N?kg^-1风干土，监测不同处理下水稻季的氨挥发速率、水稻产量和土壤环境指标。结果表明，各处理氨挥发速率均在尿素施用后迅速增加，氨挥发排放峰值随黑麦草替代尿素比例的增加而降低。氨挥发累计量的大小依次为CF>25%RG>50%RG>75%RG>100%RG，其中最大值为30.53 mg·m^-2，最小值为22.07 mg·m^-2。与CF处理相比，黑麦草还田处理氨挥发累计量分别降低4.8%、17.2%、20.7%和27.7%，其中50%RG的排放因子（单位氮肥投入的氨排放强度）显著低于CF（P<0.05）。25%RG和50%RG处理的水稻产量与CF之间无显著差异，但50%RG处理的氨挥发排放强度最低，与其他处理差异显著（P<0.05）。土壤温度、pH、铵态氮和硝态氮含量均显著影响稻田氨挥发速率（P<0.05）。综上，50%RG处理在兼顾水稻产量的同时能够有效减缓稻田土壤氨挥发的损失，对减少稻田氮素损失和保护生态环境具有一定指导意义。

内蒙古东北林草交错生态脆弱区的公路边坡生态袋防护效益研究

张宇, 李龙, 刘宝河, 曹治明, 李鹏飞, 王嫣娇, 王颖, 张睿姝

2025, 27(11):  195-204.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2024.0444

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公路工程开挖造成较大面积的裸露岩石边坡是引起水土流失的主要原因。为探究生态袋在公路边坡生态防护中的作用，选取内蒙古东北林草交错生态脆弱区的公路边坡为研究对象，采取野外调查与室内试验相结合的方法分析生态袋的土壤、植被指数及根系特征。结果表明，坡向对土壤理化性质（容重、全氮含量除外）的影响均表现为阴坡>阳坡>对照边坡，其中，阴坡的全钾含量变化最显著，比阳坡、对照边坡分别高18%、26%；坡向对植物株高、盖度、生物量的影响均表现为阴坡>阳坡>对照边坡，阴坡的总根系长度比阳坡、对照边坡分别高30%、38%。主成分分析表明，阴坡、阳坡和对照边坡的主成分综合得分分别为46.16、-13.00、-33.15。原裸露岩石边坡与生态袋防护边坡对比发现，使用生态袋进行生态防护的边坡土壤养分及植被生长较好；而原生态边坡生态环境较脆弱，需加强对脆弱区裸露岩石边坡的生态保护力度。研究结果为进一步探究生态袋对公路边坡的影响提供理论依据。

黄河上游耕地“三生”空间耦合协调时空演变特征分析

王雅婷, 杨清

2025, 27(11):  205-215.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2024.0282

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为揭示耕地生产、生活和生态（“三生”）空间耦合协调程度及其空间分布特征，通过构建耕地“三生”空间综合评价指标，利用熵权法确定指标权重，借助耦合度和耦合协调度模型，测算甘肃省2013—2022年的耕地“三生”空间耦合度和耦合协调度，分析其时序演变的趋势特征和变动原因，利用ArcGis绘制2013、2016、2019和2022年甘肃省14个市（州）的耕地“三生”空间耦合协调度分布图，探究其空间分布特点。结果表明，耕地“三生”空间综合发展水平差异大，生产空间综合发展水平呈“U”型，发展水平下降后稳步回升；生活空间综合发展水平呈“L”型，呈高开低走态势；生态空间综合发展水平呈“M”型，发展水平日趋低下。从时序演变来看，耕地“三生”空间总体处于低协调发展状态，2013—2022年耦合协调度总体呈“V”型，2013年耦合协调度最高，达到0.800 2， 2015年耦合协调度最低，为0.534 6；2013—2014、2019—2022年均实现了协调发展，其中，2013年为优质协调，2015—2018年处于濒临失调状态。在空间格局上，甘肃省中西部多呈濒临失调状态，东南部以“抱团式”的初级失调状态为主，耦合协调状态存在显著区域差异。以上结果表明，应结合耕地资源分布格局，以差异化耕地管控措施为基础，从据实设置种收补贴范围、适度机械化入田、农作物多样化种植、提高社会化服务水平等方面促进耕地“三生”空间实现耦合协调发展。

沙区追踪式光伏阵列区域土壤养分空间分异特征

袁嘉茂, 高永

2025, 27(11):  216-225.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2024.0304

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为明确沙区光伏电站平单轴低桩追踪式光伏电板对土壤养分空间分布特征的影响，以内蒙古西部典型沙区光伏电站植被自然恢复区内平单轴低桩追踪式光伏电板下的土壤为研究对象，将光伏电板分为光伏板间（IP）、板前（FP）、板后（BP）、板下（UP）4个位置，同时在每个位置设置0—10、10—20、20—40、40—60、60—100 cm共5种土层深度，以光伏电站内无任何光伏措施的裸沙地为对照（CK），通过相关分析及单因素方差分析探究平单轴低桩追踪式光伏电板下土壤的养分水平以及垂直分布特征，进一步利用主成分分析对该场区不同位置的土壤质量进行评价。结果表明，追踪式光伏电板的建设会降低光伏场区的大气温度与大气湿度。电板不同位置的土壤水分和土壤容重均表现出随土层深度的增加而增加的规律。追踪式光伏电板的建设会增加土壤的养分含量，土壤碱解氮、有机质、速效钾含量随土层深度的增加而降低，速效磷含量在不同深度之间变化不大且呈现波动性变化。追踪式光伏电板区域的土壤质量较CK位置有所提高，其中IP、FP、RP位置的土壤质量较好，UP与CK位置的土壤质量较差，表明沙区追踪式光伏电板的建设与运营会提高场区内的土壤质量。研究结果为沙区光伏电站的生态修复提供理论支持。

方法与技术创新

猪MSTN、pAPN和CD163基因同步编辑的胚胎制备

谢浩, 陈指龙, 彭翠婷, 潘颖婷, 齐霖, 赵玉兰, 闭英连, 宋子仪, 唐中林

2025, 27(11):  226-239.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2025.0240

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CRISPR/Cas9作为一款强大的基因编辑工具，在猪的遗传改良中已经广泛应用。然而，单一基因的编辑无法满足多性状的同步改良。为利用CRISPR/Cas9基因编辑体系构建MSTN、pAPN和CD163多基因编辑猪胚胎成纤维细胞（porcine embryonic fibroblasts， PEF）并制备胚胎，首先，根据猪CD163、MSTN和pAPN蛋白功能结构域，选定MSTN外显子1、CD163外显子7及pAPN外显子2作为打靶区域，各设计2对sgRNAs，连接至骨架pX330载体，通过电转染至PEF，筛选每个基因编辑效率较高的sgRNA；然后，利用同源重组法将CD163、MSTN、pAPN单个基因的sgRNA表达盒组装成一体化串联表达系统，转化至Fast-T1感受态细胞并进行Sanger测序鉴定；最后，利用电转染方式将3基因敲除载体转染至PEF，用2.5 μg·mL^-1的嘌呤霉素进行药筛，挑选单克隆细胞，PCR扩增后进行Sanger测序，鉴定单克隆细胞MSTN、CD163、pAPN基因的打靶序列。结果显示，CD163、MSTN、pAPN基因的sgRNA1编辑效率高于sgRNA2，因此选择较高效率sgRNA1用于构建一体化质粒。质粒测序显示，3个基因的sgRNA表达盒成功连接到骨架pX330载体上。挑取45株转染3基因编辑质粒的单克隆细胞，测序结果显示，MSTN、pAPN、CD163基因的突变率分别为62%、26%、11%，其中有4株细胞实现了3个基因同时编辑（效率为8.9%）。进一步用编辑细胞进行体细胞核移植生产胚胎，与未编辑细胞生产的胚胎在体细胞融合率、胚胎卵裂率和囊胚率上均无显著差异；测序结果显示，胚胎水平的打靶结果与体细胞一致。综上，利用CRISPR/Cas9技术制备猪MSTN、pAPN、CD163基因同时编辑的PEF和胚胎，为多基因编辑克隆猪的制备奠定基础和提供参考。

HDXRF法快速测定水稻土Cd含量的精准度评价与检测条件分析

柴冠群, 田茂苑, 蔡景行, 吴道明, 陈开富, 赵苗苗, 范成五

2025, 27(11):  240-249.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2024.0490

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为评价高精度便携式X射线荧光光谱（high-definition X-ray fluorescence spectrometry，HDXRF）法运用于稻田Cd超标快速分析与调查评估的可行性，以国家标准土壤物质和黔中Cd超标稻田为研究对象，采用相对误差（relative error，RE） ）与相对标准偏差（related standard deviation，RSD）评价HDXRF法测定土壤Cd含量的精准度，研究HDXRF法与电感耦合等离子体质谱仪（inductively coupled plasma source mass spectrometer，ICP-MS）法测定水稻土Cd含量的差异，并分析土壤水分、过筛粒径及检测时长等样品制备与测试条件对HDXRF法测定水稻土Cd含量的影响。结果表明，HDXRF法测定土壤Cd含量的测定下限为0.254 mg·kg^-1，低于《土壤环境质量 农用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB 15618—2018）中Cd的最低筛选值（0.3 mg·kg^-1）。当土壤Cd含量高于测定下限（λ=0.254 mg·kg^-1）时，HDXRF法测定土壤Cd含量的准确度和精密度较高（<10%）。HDXRF法与ICP-MS法测定水稻土Cd含量差异不显著，2种方法测定土壤Cd含量的拟合方程为：y=0.981x+0.006（R²=0.998）。随着土壤水分含量的增加，HDXRF法测定水稻土Cd含量的RE与RSD呈升高趋势，2.5%（风干）的土壤水分含量与0%（烘干）的土壤水分含量的水稻土Cd含量检测结果差异不显著；随土壤过筛粒径的降低，HDXRF法测定水稻土Cd含量的RE与RSD降低，过筛粒径为0.15 mm时，HDXRF法测定水稻土Cd含量变幅最小，RE与RSD均<10%；随着检测时长的增加，HDXRF法测定水稻土Cd含量的RE与RSD均呈降低趋势，当检测时长为10 min时，HDXRF法测定土壤Cd含量的RE与RSD均小于10%。综上，HDXRF法适用于稻田Cd超标快速分析与调查评估，适宜的样品制备与测试条件为土壤含水率2.5%、过筛粒径0.15 mm、检测时长10 min。