人类作为生态系统中的重要功能单位，对地球环境产生了深远的影响。在社会和经济发展的过程中，随着人口数量的迅速增长，人们对自然资源不可持续的开发利用，使森林面积减少、土地退化、淡水资源紧缺、全球气温升高、严重破坏了生物多样性，使作物的产量明显下降，导致粮食安全问题日益严峻。介绍了粮食安全问题现状及其产生的主要原因，同时提出了应对粮食安全问题的举措，诸如大力发展绿色能源、减少温室气体排放、调整研究目标和方法、推广多样化种植摸式、提高粮食生产率等多种可持续发展的对策，共同应对粮食安全的挑战，实现人类与地球的和谐共生，旨在为应对粮食安全问题提供参考。
为探究生物炭理化性质及吸附性能对热解温度及时间的响应规律，明确不同热解温度下制备生物炭的适宜时间，以园林废弃树枝为原料，在常规热解温度450、650 ℃下，分别设置12、24、36、48、60 min 共5个热解时间，分析不同热解温度下热解时间对生物炭产率、pH、灰分、芳香性、亲水性、极性、碘吸附值的影响规律及异同性。结果表明，随热解时间的增加，生物炭产率不断降低，在450 ℃下，与热解12 min处理相比，热解24、36、48、60 min处理下的生物炭产率显著降低，但这些处理间差异不显著； 650 ℃下也呈现出一致的变化规律。随着热解时间的增加，生物炭的pH、灰分含量、芳香性不断升高，亲水性和极性则表现为不断降低，在450 ℃下，各指标在热解48、60 min处理下差异较小或无显著差异；在650 ℃下，热解24、36、48、60 min处理间生物炭的pH无显著差异，热解36、48、60 min处理间生物炭的灰分含量、芳香性、亲水性和极性无明显变化。随着热解时间的增加，生物炭对碘的吸附值不断增加，在450 ℃下，热解48、60 min处理下生物炭的碘吸附值最大，显著高于其他处理；在650 ℃下，热解36、48、60 min处理下，热解时间对生物炭碘吸附值无显著影响。基于生物炭理化性质及吸附性能变化规律，在450 ℃下制备生物炭所需的热解时间不宜低于48 min，在650 ℃下的热解时间不宜低于36 min，超过以上时间，热解时间对生物炭性质及功能的影响显著降低。
枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）是一种食品安全级微生物，现已广泛应用于工业发酵。CRISPR（clustered regularly interspaced short palindromic repeats）介导的基因组编辑技术在以枯草芽孢杆菌为底盘细胞的微生物代谢工程研究中发挥了重要作用。介绍了CRISPR-Cas系统的免疫应答机制和分类以及枯草芽孢杆菌中CRISPR-Cas9基因组编辑的3种类型，重点总结了最新的CRISPR开发和设计策略，以期为优化现有的枯草芽孢杆菌基因组编辑系统提供参考，从而提高枯草芽孢杆菌的工业化应用潜能。
为了更加客观、系统地评价不同花色和等级的白茶产品，以白茶标准样为试验材料，采用超高效液相色谱-三重四级杆质谱联用仪（ultra-performance liquid chromatography tandem mass spectrometry，UPLC-MS/MS）检测技术，对不同花色及同一花色不同等级的白茶标准样品的儿茶素、茶氨酸等主要化学物质进行检测和分析。结果表明，随着等级的降低，毫香毫味的感官总体逐步减弱，滋味由清鲜到清甜，再到醇厚。对不同等级的白茶比较发现，与白茶等级呈极显著正相关的组分有精氨酸（Arg）、天冬氨酸（Asp）、苏氨酸（Thr），其中Asp随着等级的降低逐渐减少，是决定不同等级白毫银针、白牡丹、贡眉、寿眉滋味差异的关键化学物质。对不同花色样品的主要化学物质进行偏最小二乘判别分析（partial least squares-discriminant analysis， PLS-DA）发现，丙氨酸（Ala）、茶氨酸（L-Thea）、组氨酸（His）、赖氨酸（Lys）以及表儿茶素没食子酸酯、表没食子儿茶素没食子酸酯等12个组分的变量重要性投影（variable important projection，VIP）值≥1.0。对同一花色不同等级样品主要化学物质的PLS-DA发现，VIP≥1.0的物质有脯氨酸（Pro）、组氨酸（His）、茶氨酸（L-Thea）以及苯丙氨酸（Phe）。以上研究结果为我国白茶产品风味品质评价和分析提供理论参考，对于不同花色及同一花色不同等级的白茶产品质量等级判别具有重要参考价值。
为研究添加不同类型水稻秸秆对烤烟连作土壤细菌群落的影响，以无添加土壤为对照（CK），分别添加新鲜水稻秸秆（FS）和腐熟水稻秸秆（RS），利用高通量测序分析3种处理下不同时间（0、7、30、60、90 d）土壤细菌和真菌的群落组成及多样性。结果表明，新鲜水稻秸秆和腐熟水稻秸秆能够显著提高土壤微生物群落的多样性和丰富度。FS和RS处理90 d后显著提高了土壤细菌的Chao1指数、Shannon指数和Simpson指数及真菌的Chao1指数。群落结构组成分析表明，FS和RS处理提高了变形菌门（Proteobacteria）、螺旋体门（Spirochaetes）和疣微菌门（Verrucomicrobia）的相对丰度；其中FS处理还增加了担子菌门（Basidiomycota）的相对丰度，降低了壶菌门（Chytridiomycota）和罗兹菌门（Rozellomycota）的相对丰度；RS处理增加了子囊菌门（Ascomycota）和担子菌门（Basidiomycota）的相对丰度，降低了结合菌门（Zygomycota）和壶菌门（Chytridiomycota）的相对丰度。综上所述，添加新鲜水稻秸秆和腐熟水稻秸秆均能改变土壤细菌和真菌的群落构成，改善植烟连作土壤的健康状态。相较于添加腐熟水稻秸秆处理，添加新鲜水稻秸秆处理会导致致病性真菌丰度的增加。
生物炭和玉米秸秆具有改良土壤质量、促进作物生长的作用，其改良效果因物种不同而存在差异，探究不同作物生长性状和养分吸收效率对生物炭和玉米秸秆的响应差异对农业生产具有实践意义。以大白菜、冰草、石竹和紫花苜蓿4种不同科属的作物为材料，采用盆栽试验，分别设置不添加物料、添加生物炭、添加玉米秸秆、生物炭与玉米秸秆配施处理，分析不同处理下土壤养分变化、作物生长和养分吸收的变化规律。结果表明，生物炭、玉米秸秆以及二者配施影响了土壤养分（全氮、有效磷、速效钾和有机碳）含量，变化幅度分别在-28.78%~40.41%、-17.85%~53.20%、-3.45%~62.51%。生物炭与玉米秸秆配施影响了4种作物的生长，其中，地上部干重增加23.74%~80.89%。生物炭、玉米秸秆以及二者配施使根长分别增加22.51%~77.91%、25.86%~80.45%和45.93%~149.24%，养分吸收效率分别提高3.40%~143.73%、1.07%~188.80%和9.82%~290.32%。施用生物炭和玉米秸秆对4种作物的生长均有明显的改善，生物炭和玉米秸秆增加了土壤养分，促进了作物养分吸收，促进了作物地上部和根部的生长。研究结果为生物炭和秸秆的广泛利用和推广提供了理论基础。
为明确2020年以来在福州市郊区种植无花果上新发生的细菌性叶斑病的病因，在果园内采集病样进行病原菌分离纯化，利用烟草过敏性反应测定、喷雾接种无花果叶片以及柯赫氏法则验证，明确其致病性；通过对病原菌的形态特征观察、生理生化测定，结合16S rDNA、gyrB和rpoD基因序列分析，确定病原菌的分类地位。结果表明，从病样中分离纯化获得10株细菌菌株；烟草过敏性反应阳性；人工接种结果显示，供试细菌可侵染健康的无花果叶片，并产生与田间相似的症状，且重新分离到与原菌落形态相同的细菌，柯赫氏法则证明这些菌株为该病害的病原菌。该病菌在NA培养基上培养2 d后，菌落为淡黄色、圆形、扁平；菌体形状为短杆状，革兰氏染色阴性；病菌在KB培养基上能产生绿色水溶性荧光色素；供试菌株的16S rDNA、gyrB和rpoD基因序列分析结果显示，供试菌株与菊苣假单胞菌（Pseudomonas cichorii）聚为一支；其生理生化和Biolog表型测定结果以及菊苣假单胞菌特异性引物检测结果均与菊苣假单胞菌的模式菌株5707一致。因此将该致病菌鉴定为菊苣假单胞菌（P. cichorii）。这是首次发现菊苣假单胞菌在自然状态下侵染无花果并引起叶斑病。
为有效筛选优异抗旱小麦种质，以163份小麦种质资源为材料，对其高分子量麦谷蛋白亚基组成、萌发期和苗期的抗旱性进行分析，筛选优质抗旱种质资源，并对优质抗旱种质资源的已知功能基因/位点进行检测。结果表明，供试材料中鉴定出包含优质面条亚基组合1/7+8/5+10和N/14+15/2+12的材料分别有11和1份，包含优质馒头亚基组合1/7+9/5+10和N/7+8/2+12的材料分别有5和53份。将萌发期和苗期抗旱性综合评价结果联合后，发现有14份抗旱性强的小麦种质。此外，结合14份抗旱种质的HMW-GS鉴定结果最终筛选出9份优质抗旱种质资源，分别为中41-42、陇育5号、陇麦079、兰天31号、92-47、绵麦367、西科麦531号、铜麦3号和临旱5322。经检测，9份优质抗旱材料均含有提高粒重基因以及抗赤霉病、条锈病和叶锈病的基因/位点，6份材料含有提高多酚氧化酶活性的基因Ppo2-D1，6份材料含有半矮化基因RHT-8，仅陇麦079含有抗旱基因TaSINA-2。以上结果为小麦育种提供了优异种质资源与必要的理论支撑。
密码子偏好性存在于几乎所有已知物种基因组中。为了解葡萄基因组的密码子使用偏好性并提高基因异源表达效率，以葡萄的全基因组数据作为基础材料，对葡萄编码基因密码子的特性和影响因素进行分析，并与其他表达系统和葡萄亚科植物基因组的密码子偏好性进行比较。结果表明，以葡萄染色体序列为研究对象，共筛选出21 887条编码序列的密码子。葡萄基因密码子不同位置的GC含量表现为GC1（50.19%）>GC3（43.92%）>GC2（40.36%），密码子末位碱基较偏好于A/U。确定了19个最优密码子，分别为GCA、GCU、GAU、UUU、GGA、GGU、CAU、AUU、CUU、AAU、CCA、CCU、CAA、UCA、UCU、ACA、ACU、GUU、UAU，其中以A结尾的有6个，以U结尾的有13个。葡萄基因组密码子的使用受自然选择和突变的双重影响，其中导致葡萄基因组密码子偏好性的主要因素为自然选择。以上结果为葡萄基因组学的研究提供了理论基础，也为提高异源蛋白在葡萄中的表达和葡萄相关蛋白的体外表达提供了指导。
智慧果园是将现代信息科技和智能化的装备与果园生产的各个环节深度融合，实现定量决策、精准投入和数字化、智能化管理的一种新型的生产方式。为提升果树产业数智化水平，聚焦智慧果园关键应用场景的最新研究进展，剖析了智慧果业在农业现代化进程中的战略地位与布局意义，并结合我国研究和应用现状提出了推动智慧果园发展的建议。详述了北京智慧果园场景设计与搭建，涵盖果园“天-空-地”一体化环境监测、水肥一体化投入、宜机化智能装备、综合管理服务平台等，从多维度打造高效协同生态，为智慧果园发展指明方向，为乡村振兴与数字农业的深度融合注入新的活力，推动果树产业提质增效和高质量发展。
为给我国番茄测土施磷提供有效参考，在数据库中检索我国开展的番茄施肥相关试验文献，并采用零散试验数据整合法和养分平衡-地力差减法新应用公式，对我国番茄土壤有效磷丰缺指标与推荐施磷量进行研究。结果表明，我国番茄露地土壤有效磷第1~6级丰缺指标依次为：≥296.9、76.6~296.8、19.8~76.5、5.1~19.7、1.3~5.0和<1.2 mg·kg-1，设施土壤有效磷第1~6级丰缺指标依次为：≥298.4、79.0~298.3、20.9~78.9、5.5～20.8、1.5~5.4和<1.4 mg·kg-1，露地+设施土壤有效磷第1~6级丰缺指标依次为：≥313.0、81.0~312.9、20.9~80.9、5.4~20.8、1.4~5.3和<1.3 mg·kg-1。当磷肥当季利用率15%~35%、番茄目标产量45~195 t·hm-2时，土壤有效磷丰缺级别第1~6级的推荐施磷量依次为0、13~130、26~260、39~390、51~520和64~650 kg·hm-2。该研究建立了我国番茄土壤有效磷丰缺指标推荐施磷系统，为我国番茄测土施磷提供了科学依据。
大部分兰科石斛属植物都具有极高的药用和观赏价值。全球大约有1 200~1 500种石斛属植物，在我国分布的有76种，主要分布在西南、华南和台湾等地，其中云南最多，有62个种。花香是观赏植物重要的品质性状，随着分子生物学发展，在花香物质的生物合成途径、相关基因调节机制和基因工程方面等取得了较大进展，对近年来报道的石斛属26种植物中17种主要赋香成分和植物花香的生物合成途径、相关酶与基因调节机制的研究成果进行了综述，并对今后的研究和发展方向等进行了展望，旨在为今后植物花香性状的改良提供参考。
褪黑素作为一种吲哚胺类化合物，对调节植物生长发育及抵御逆境胁迫有广泛作用。COMT（caffeic acid O-methyltransferase）是一种O-甲基转移酶，在苯丙烷代谢途径中发挥重要作用，是褪黑素合成的关键酶。陆地棉中共有57个GhCOMT同源基因，其中GhCOMT28和GhCOMT55与拟南芥AtCOMT同源性最高，以GhCOMT28为例，对其生物学功能进行了解析，发现GhCOMT28和GhCOMT55在棉花根和茎的表达量最高，定位于细胞质。GhCOMT28受干旱胁迫诱导，沉默GhCOMT28（TRV2：GhCOMT28）导致叶片中褪黑素水平降低，超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、过氧化物酶（peroxidase，POD）、过氧化氢酶（catalase，CAT）等抗氧化酶活性降低，自由基积累增加，植株耐旱性下降。在拟南芥中超表达GhCOMT28（35S：GhCOMT28-GFP）则显著提高植株耐旱性。揭示了GhCOMT28对于棉花幼苗抵御干旱有重要调控作用，在耐旱品种改良中具有利用潜力。
综述了中西太平洋金枪鱼渔场的环境特征，包括洋流、热力结构、溶解氧分布以及年际变化等，并系统介绍了从经验预报到基于大数据和人工智能的智能化预报技术的发展过程。重点讨论了统计方法、数值模型方法、遥感和地理信息系统方法以及人工智能和机器学习方法在渔场中的应用和不足之处。展望了综合预报和多学科融合在集成多源数据和遥感技术方面的发展趋势，提出中西太平洋金枪鱼渔场的未来发展方向为智能化预报模型、跨学科研究的深化以及可持续管理策略的创新等，旨在为中西太平洋金枪鱼渔业资源等可持续利用和科学管理提供参考。
森林对生态环境的保护和经济的发展起重要作用，然而病虫害的侵染严重制约了森林资源的可持续发展。近年来，遥感、机器视觉、生物传感器、物联网等现代化监测技术迅速发展，为森林大面积病虫害的精准监测与快速预警奠定了坚实基础。因此，就现代化技术在森林病虫害监测和预警方面的应用进行综合评述，旨在为相关从业者提供技术参考及辅助决策依据。在遥感方面，介绍了基于光谱响应监测森林病虫害的机理，从近地、地块及区域3个尺度对森林病虫害遥感监测的研究现状进行总结和讨论；在机器视觉方面，对比传统图像处理方法与深度学习的优缺点，从迁移学习、轻量化模型等方面分析提高监测效率的可行性；在生物学方面，阐述了如何基于虫类的生物学特征以及植物的生物学变化实现对病虫害的监测。此外，对物联网、5G等网络技术与现代监测技术相结合的方法进行探讨，以期达到对森林病虫害进行远程监控与预警的目的。最后，针对现阶段森林病虫害监测不及时、演变不清晰、预警不准确、防治不精准等问题，提出今后亟需以物联网技术为核心，建立地面、空中立体化病虫害监测网络，构建完备的病虫害数据库，建立多终端在线实时信息显示的监测和预警系统。
为探究番茄黄化曲叶病毒（tomato yellow leaf curl virus， TYLCV）胁迫下外源一氧化碳（nitric oxide， NO）对番茄抗氧化物酶基因表达的影响，以易感病番茄品种金鹏1号为试验材料，在对照（CK）、TYLCV（TY）和NO+TYLCV（NO+TY）3种处理下，通过转录组测序、荧光qRT-PCR和生物信息学分析进行研究。结果表明，在番茄基因组中共筛选出55个抗氧化酶相关编码基因，其中存在于不同亚细胞区室中含有外显子数目最多的抗氧化酶基因均显著响应TYLCV胁迫。NO介导的抗氧化酶编码基因数量在不同亚细胞区室的分布表现为叶绿体>细胞膜>细胞质>过氧化物酶体>液泡，其中Chl Cu-Zn SOD、Chl MR2、Chl GR、Per MR、Pla CAT1和Pla CAT7的表达量显著上调；Chl Fe SOD1、Chl Fe SOD2、Cyt GPX、Cyt APX1、Cyt APX2 L-5、Pla CAT3、Pla CAT8和Vac CAT的表达量显著下调。实时荧光qRT-PCR验证发现，Chl GR、Min Mn SOD和Per CAT2响应TYLCV表达，Chl Cu-Zn SOD、Pla CAT7、Pla CAT8和Cyt APX2 L-5响应TYLCV和NO表达。以上结果为研究NO在提高番茄抗病性机制中的作用提供理论依据。
脱粒装置作为谷物联合收获机的核心工作部件之一，其性能的优劣直接影响机具作业质量。为解决我国谷物联合收获机脱粒装置损失较大而导致机收质量较低的问题，从谷物力学特性、谷物收获理论、脱粒装置零部件、脱粒装置结构参数与运动参数、谷物收获脱粒技术研究、脱粒装置的损失监测以及控制方法等方面进行综述，旨在改进设计出具有更高性能的脱粒装置。在试验研究过程中，需对现有装置进行详细的理论分析与计算，包括效率、功耗等，并通过计算模拟优化设计；分析不同类型装置的优缺点，根据作物特性选择合适的脱粒装置和元部件组合；设计并进行台架试验和小规模田间试验，验证改进设计的有效性；结合物联网、大数据和人工智能技术，开发智能化的脱粒装置，实时监测和自动控制，从而实现精准农业目标，为农业生产带来更高效益。
为探究玉米幼苗对低温胁迫的响应机制，以低温敏感型GS2264和耐低温型LY2030玉米幼苗为试材，在10（低温）和22 ℃（对照）处理7 d后测定其幼苗生长、叶片活性氧、渗透调节、抗氧化酶活性、光合性能的变化及抗氧化酶相关基因的表达特征。结果表明，低温胁迫显著抑制玉米幼苗的生长发育。与常温对照相比，低温胁迫下玉米幼苗的苗长、根长、苗鲜重、根鲜重及根冠比分别下降22.98%、31.70%、32.27%、37.40%和7.83%；净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、Rubisco活性、水分利用效率、光系统Ⅱ的最大光能转化效率及光系统Ⅱ的潜在光化学活性分别下降42.88%、27.09%、15.23%、59.38%、29.78%、31.90%和32.88%；胞间CO2浓度升高50.84%；玉米幼苗体内O 2 ? - 产生率和H2O2、脯氨酸、丙二醛含分别显著升高67.27%和119.55%、154.04%、55.19%；超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶、抗坏血酸过氧化物酶活性增强46.66%、96.53%、158.44%、4.34%，而谷胱甘肽还原酶活性下降3.34%。相关性分析和主成分分析结果表明，22个性状间的关系较为复杂。进一步分析发现，低温胁迫处理下8个抗氧化酶相关基因显著上调表达，因此，这8个基因可作为玉米抗寒性改良的重要候选基因。以上研究结果为低温胁迫下系统揭示玉米幼苗的抗寒响应机制及抗寒种质改良奠定了基础。
为探究蓼属植物叶绿体基因组的结构、功能和进化特征，利用CodonW、SPSS软件和在线程序Galaxy、Genepioneer生信云、mVISTA、GENE DENOVO等工具，对28种蓼属植物叶绿体基因组的密码子使用偏好性和系统发育关系进行分析。结果表明，28种蓼属植物叶绿体基因组的密码子适应指数（codon adaptation index，CAI）和有效密码子数（effective number of codon，ENC）均较低，说明其密码子使用偏好性较弱，且主要受自然选择影响；密码子第3位碱基以A/U结尾为主，且叶绿体基因组的9个最优密码子均以A/U结尾；密码子不同位置的GC含量和ENC与密码子GC3s、GC3、GC2之间的相关性分析揭示，蓼属植物叶绿体基因组的密码子偏好性弱，且密码子偏好性主要受第3位碱基组成的影响，叶绿体基因序列长度对碱基组成和密码子偏好性影响较小；基于同义密码子相对使用度（relative synonymous codon usage，RSCU）的系统发育树与基于matk和rbcl基因序列的系统发育树结果相似，28种蓼属植物均被划分为3个类群，但内部存在部分差异，如长戟叶蓼基于matk序列时与蓼蓝聚为一个类群，而基于rbcl序列时与丛枝蓼聚为一个类群。以上研究结果为蓼属植物的资源利用、系统发育和叶绿体基因工程研究提供了参考和依据。
SDS沉降值是小麦品质育种的一项重要指标。对145份小麦品种的SDS沉降值进行了全基因组关联分析，在染色体3DL末端鉴定到成簇的显著信号，结合peak SNP的位置与LD衰减距离锁定587.514~589.514 Mb为候选区段；利用重测序数据（ http：//wheat.cau.edu.cn/WheatUnion/ ）发掘该区段内候选基因的变异位点，再对SDS沉降值的候选基因进行关联分析。综合关联结果、基因注释和基因表达分析，获得沉降值相关候选基因TraesCS3D03G1092400，命名为TaAGAP-3D。基于该基因的多态性SNP位点开发了可供育种利用的KASP标记Sv-3D-KASP，发现TaAGAP-3D（C）为SDS沉降值相关的优异等位变异。研究结果将为小麦SDS沉降值的遗传改良提供有效分子标记，同时也为进一步克隆品质基因提供参考。
为探究生防细菌对人参连作土壤微生态的影响，在田间进行生防细菌处理试验。采用化学分析及高通量测序技术研究土壤理化性质、酶活性和细菌群落的变化。结果表明，施用生防细菌后，土壤电导率显著降低；土壤pH、有机质、水解氮和速效磷含量及土壤脲酶、蔗糖酶、酸性磷酸酶活性显著提高，其中土壤有机质含量增加9.00%；土壤蔗糖酶活性增加19.42%。细菌分类学分析将土壤细菌群落划分为39门、124纲、279目、424科、774属，生防细菌处理显著提高了土壤细菌的ACE指数和Chao指数。相关性分析表明，土壤pH、有机质、水解氮、蔗糖酶、脲酶与节杆菌属（Arthrobacter）呈显著正相关，与慢生根瘤菌属（Bradyrhizobium）、小月菌属（Microlunatus）呈显著负相关；土壤速效磷含量与Candidatus_Xiphinematobacter、RB41 呈显著正相关，与Candidatus_Udaeobacter、节杆菌属呈显著负相关；土壤酸性磷酸酶与分支杆菌属（Mycobacterium）呈显著负相关。综上所述，生防细菌刺激了土壤有益微生物的生长和繁殖，提高了人参连作土壤的肥力和土壤酶活性，改善了土壤营养状况，因此生防细菌有望成为修复退化土壤的有效途径。
为研究整合微生物组菌剂（整合菌剂）对番茄植株生长的影响，采用大棚基质栽培法，设置种植过一茬番茄的旧基质（TA）、旧基质+10%整合微生物组菌剂（TB）和未种植过番茄的新基质（TC）共3个处理，测定不同处理下番茄植株的生长及根际细菌群落多样性。结果表明，与TA处理相比，TB处理能够显著促进番茄植株生长，但对旧基质的营养状况无显著改善，因此使用时应配合其他（生物）有机肥等，以改善基质微生物种群结构和营养水平。采用16S rRNA高通量测序技术分析番茄根部基质中细菌群落多样性，共检测到细菌40门、121纲、291目、438科和748属，丰度最高的菌门是变形菌门（35.24%~38.25%），其次为放线菌门（13.20%~20.60%）；TB处理显著提高了放线菌门的丰度，降低了厚壁菌门的丰度，但对基质细菌群落的多样性和丰富度影响较小。放线菌门和变形菌门与基质全钾、全氮和有机质含量呈正相关，与总磷和pH呈负相关；厚壁菌门、绿弯菌门和酸杆菌门与总磷和pH呈正相关，与全钾、全氮和有机质含量呈负相关。基质理化因子中的pH、全氮、总磷和全钾含量对基质细菌群落结构影响显著，其中全氮是影响基质细菌门水平群落结构的最重要环境因子。因此，在番茄基质重复使用过程中，整合微生物组菌剂应配合施用适量的氮肥，有利于提高基质养分含量及改善基质微生物群落结构，进而保障番茄基质生态系统的良好发展。
为探究疫霉侵染下烟草对哈茨木霉施用顺序的生理响应，采用盆栽试验方法，以接种清水为对照（CK），设置5个哈茨木霉处理，分别为接种疫霉孢子悬浮液（T1）；接种哈茨木霉孢子悬浮液（T2）；先接种疫霉孢子悬浮液，后接种哈茨木霉孢子悬浮液（T3）；先接种哈茨木霉孢子悬浮液，后接种疫霉孢子悬浮液（T4）；同时接种疫霉孢子悬浮液和哈茨木霉孢子悬浮液（T5），探究哈茨木霉接种顺序对疫霉侵染下烟草生物学性状、生理特性和诱导抗性的影响。结果表明，在烟株生长上，T4处理烟株的农艺性状较CK增幅最大，且地下部干、鲜重较CK分别增加103.73%、8.30%；在烟株生理特性上，哈茨木霉可缓解疫霉对烟株光合色素积累和根系活力的抑制作用，同时对二者有显著增益效果，还可增强烟株内碳氮代谢相关酶的活性。移栽后21 d，T4处理的硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶活性较CK分别提高13.14%和6.40%；在防治效果上，T4处理烟株黑胫病的发病率和病情指数最低，分别为39.39%和13.89%，且抗氧化酶活性最高。综上，烟株对哈茨木霉接种顺序的生理响应存在显著差异。在生产中，可提前接种哈茨木霉菌剂来促进烟草生长发育，抑制黑胫病的发病率。以上研究结果为调控烟草生长发育及黑胫病的综合防治奠定了理论基础。
为提高发酵菌株的木糖利用速率，以嗜热毁丝霉为体系，利用遗传学手段及转录组学技术，探究丝状真菌嗜热毁丝霉木糖代谢的调控机制。结果表明，在嗜热毁丝霉中，转录因子XlnR能够正向调控木糖代谢和转运以及半纤维酶的表达，是木糖条件下孢子萌发的必需因子。在木糖条件下，突变体ΔxlnR孢子丧失了萌发的能力，并且菌丝木糖利用速率显著降低，而过表达xlnR 使得木糖利用速率提升14.2%。转录组数据表明，敲除xlnR 导致木聚糖水解酶基因、木糖转运蛋白及代谢相关基因的转录水平显著降低。全局调控因子Cre-1是木糖及葡萄糖代谢的抑制因子，敲除cre-1后显著提升嗜热毁丝霉木糖和葡萄糖利用速率；同时，Cre-1可直接抑制xlnR及自身的表达。通过过表达木糖代谢激活因子XlnR编码基因xlnR，同时敲除抑制因子Cre-1编码基因cre-1，嗜热毁丝霉木糖利用速率提高100%。以上研究结果为生物质高效利用底盘细胞的创建提供了良好的出发菌株。
为研究黄花蒿石油醚萃取物对粘虫3龄幼虫杀虫活性成分及初步作用机制，采用硅胶柱色谱进行分离，气相-质谱法分析化学成分，浸虫法测定不同馏分及主要成分的触杀活性，并进一步对活性成分进行粘虫幼虫体内靶标酶和代谢酶活性测定。结果表明，黄花蒿石油醚萃取物经硅胶柱色谱分离，共得到27个馏分，其中馏分8表现出较好的触杀活性。经气相色谱-质谱法检测，十三烷、4-喹啉甲醛、石竹烯氧化物、亚油酸乙酯和亚麻酸乙酯为主要化合物，含量分别为7.9%、72.8%、3.6%、2.4%、3.1%。这5种化合物处理粘虫7 d的半数致死浓度（LC50）分别为7.9、2.5、3.6、5.4和1.5 mg·mL-1，即亚麻酸乙酯对粘虫的触杀活性最好。扫描电镜结果显示，1.5 mg·mL-1亚麻酸乙酯处理粘虫7 d，粘虫表皮蜡质层结构排列疏松，蜡质层颗粒明显消失，蜡花间隙增大；在处理过程中，粘虫的乙酰胆碱酯酶和羧酸酯酶表现出先激活后抑制作用；Na+-K+-ATPase表现出持续抑制作用；过氧化氢酶表现出先抑制后激活作用。综上，亚麻酸乙酯为黄花蒿对粘虫杀虫活性的主要化合物，研究结果为黄花蒿资源的开发利用以及将亚麻酸乙酯作为生物防治粘虫的潜力化合物提供参考。
乳酸乳球菌是乳酸菌在异源表达蛋白方面的应用与研究中的一种重要模式菌，由于其公认的安全性、益生特性、无包涵体和内毒素、易于表面显示和细胞外分泌使其成为蛋白异源表达的理想宿主。由于乳酸乳球菌刺激黏膜免疫的特性，其在递呈病毒、细菌抗原等方面得到了广泛应用。阐述了乳酸乳球菌表达系统的相关研究进展，着重介绍了乳酸乳球菌表达异源蛋白的分泌和锚定策略，并总结了对乳酸乳球菌作为细胞工厂在食品、医药，特别是抗原呈递方面的应用，最后对乳酸乳球菌表达系统未来的研究方向进行了展望。
改革开放以来，我国天然饮用矿泉水产业迅猛发展，产品种类日益丰富，特别是一些富集特殊营养元素的矿泉水越来越受到消费者青睐。微量元素锶的摄入在改善骨质疏松、预防心血管疾病以及促进糖脂代谢等方面起有效作用，但中国居民对锶暂未达到推荐摄入量要求，锶型饮用天然矿泉水是人体补充锶的重要来源，未来市场潜力巨大。结合中国目前天然饮用矿泉水产业状况和发展趋势，分析现有锶型天然矿泉水资源的市场供应潜力，针对市场上不同类别的锶型天然饮用矿泉水发展瓶颈，对价格、品质、标签标识等方面提出建议，从而有效促进我国锶型天然矿泉水产业的可持续发展。
农作物病害对农业生产造成重大威胁，及时、准确的病害识别对制定防治措施和保证粮食安全具有重要意义。随着深度学习的迅猛发展，以卷积神经网络为代表的农作物病害识别方法越来越多地被采用。从基于不同数据集的病害识别、使用迁移学习与预训练的病害识别、病害识别模型的轻量化3个方面对卷积神经网络病害识别方法的优劣进行了比较，分析了现有方法存在的不足，并对未来发展趋势进行了展望，指出为实现农作物病害的自动检测，应构建更丰富数据集、结合多模态数据、进一步优化模型、使用机器人等设备。为减少粮食损失、实现精准农业管理、推动农业现代化和可持续发展提供重要的参考。
计算机视觉与深度学习技术在众多场景（如物体识别，图像分类）取得了显著进展，近年来这项技术在烟叶生产中展现出广泛的应用空间与发展潜力。综述了计算机视觉与深度学习技术在烟叶生产上的应用现状，重点讨论了其在解决烟叶病害识别、烟叶采收调制、烟叶分级等问题方面的方法。通过分析不同的算法及其在烟叶生产关键阶段的运用，并考虑这项技术在烟叶生产领域所面临的挑战与发展方向，为智能化烟叶生产提供理论支持和参考。
微生物所产的胞外多糖（extracellular polysaccharides，EPS）作为一种对环境友好的绿色制剂，在促生植物方面具有广阔的应用前景。以鞘氨醇单胞菌（Sphingomonas sp.）CX7发酵所产的EPS为研究对象，分析其一级结构，并探究其对大麦幼苗的促生和抗逆性作用。结果显示，CX7所产EPS是一种由葡萄糖、甘露糖、鼠李糖、岩藻糖、核糖、葡萄糖醛酸、半乳糖、半乳糖醛酸、阿拉伯糖、木糖组成的杂多糖，质量比为5.68∶3.25∶1.99∶1.62∶1.00∶0.81∶0.27∶0.06∶0.02∶0.01。配制不同剂量的EPS喷施大麦叶片，结果表明，大麦生长最适的EPS剂量为2 g·L-1，在此剂量下大麦的根长、株高、鲜重和干重分别增加47.45%、19.28%、18.15%和37.88%；叶片的叶绿素、可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸含量及过氧化物酶、过氧化氢酶活性分别增加52.47%、25.55%、27.36%、94.44%、82.81%、97.91%。综上所述，鞘氨醇单胞菌所产EPS对植物生长具有一定的促生作用，提高植物抗逆性，为绿色生物制剂替代传统农用叶面肥提供一定的参考依据。
为研究苗期干旱胁迫对谷子生理特性的影响以及外源脱落酸（abscisic acid， ABA）的缓解效应，以不同耐旱性谷子品种济谷22和鲁谷1号为材料进行盆栽试验。研究苗期20% PEG6000模拟脱水胁迫下，喷施0.1 mmol L-1 ABA对抗旱性不同谷子形态指标，抗氧化酶和抗坏血酸过氧化物酶（ascorbate peroxidase， APX）活性，丙二醛（malondialdehyd， MDA）、脯氨酸（proline， Pro）、可溶性糖（soluble sugar， SS）和可溶性蛋白（soluble protein， SP）含量等生理特性的影响。结果表明，干旱胁迫4 d后济谷22相对苗高为81.49%，高于鲁谷1号。2个品种叶片MDA含量在干旱胁迫后均增加，在胁迫的第7天济谷22的MDA含量较对照增加3.03%，鲁谷1号比对照增加33.61%，施用外源ABA后MDA含量显著减少。同时，施用外源ABA促进2个品种超氧化物歧化酶（superoxide dismutase， SOD）、过氧化物酶（peroxidase， POD）、过氧化氢酶（catalase， CAT）和APX活性大幅增加；渗透调节物质Pro、SS和SP大量合成，维持细胞渗透调节，从而缓解干旱胁迫对谷子幼苗的损伤。干旱胁迫下，外源ABA的施用对耐旱品种济谷22的作用更明显；对鲁谷1号的影响相对较弱，尤其是在干旱胁迫的第7天，生理特性恢复慢。综上可知，ABA能有效缓解谷子苗期干旱胁迫对生理功能的损伤，减轻干旱对幼苗生长的影响。耐旱性不同的谷子对ABA的敏感性不同，抗旱性强的品种对ABA较敏感，喷施ABA对干旱的缓解作用明显。研究结果对于揭示谷子应答干旱胁迫的生理机制以及外源激素ABA的应用提供理论依据。
为了利用黑水虻高效处理餐厨垃圾，提高资源化率，以黑水虻幼虫产量为响应值，利用响应面法，在Plackett-Burman（PB）试验基础上，通过Box-Behnken（BB）试验对环境温度、处理料含水率、日投料量、投放空间、初始虫龄、处理料透气性6个参数进行优化。PB试验结果表明，对黑水虻幼虫产量影响显著的因素依次为处理料含水量、环境温度、日投料量、投放空间和起始虫龄；BB试验结果表明，最佳幼虫产量条件为环境温度28 ℃，处理料含水量75%，日投料量26 g·千头-1幼虫，投放空间1 443 cm3·千头-1幼虫，初始虫龄6日龄；在此条件下可获得最大幼虫产量，达243.78 g，与模型预测值（243.82 g）相对误差较小，表明响应面法可以准确优化工艺参数。以上研究结果为黑水虻处理餐厨垃圾的生产实践提供理论依据。
食用豆是中国粮食系统的重要组成部分，区域公用品牌是促进其产业高质量发展的重要抓手。从品牌数量、品牌分布、品牌价值、品牌溢价4个维度分析了食用豆区域公用品牌发展现状。我国已创建84个食用豆区域公用品牌，但年均增长率降至1.2%；1/3种植食用豆的省拥有3/4品牌，9成品牌分布在绿豆、小豆、蚕豆、豌豆、芸豆主栽豆种当中；与其他农产品相比，食用豆区域公用品牌价值为中下游水平，品牌溢价率达到12.63%~2 058.70%。针对食用豆品牌发展存在的顶层设计缺失、发展不充分、药用价值挖掘不够深入和准入退出机制不完善等问题提出了开发创新产品、强化顶层设计、分类培育区域公用品牌、完善品牌准入退出机制的建议。
为探究不同放牧强度对土壤团聚体稳定性的影响，选取在内蒙古包头市达茂旗希拉穆仁建立的荒漠草原长期放牧试验平台（禁牧、轻度、中度、重度放牧强度）为研究对象，通过测定0—40 cm土层的土壤水稳定性团聚体，分析不同放牧强度下土壤团聚体组成、稳定性及抗蚀性特征。结果表明，放牧强度对土壤水稳定性大团聚体含量影响较大，各放牧处理的大团聚体质量百分比为73.00%~89.93%，且随放牧强度的增加，水稳定性大团聚体含量呈先增加后降低的趋势。轻度、中度放牧下土壤的平均重量直径、几何平均直径数均高于禁牧。相关性分析表明，水稳性大团聚体含量、平均重量直径、几何平均直径与土壤可蚀性因子均呈显著负相关。综上所述，适度放牧可以增强土壤团聚体的稳定性，提升土壤抗侵蚀性能，维护草原长期可持续发展。
热激蛋白HSP70（heat shock protein 70）家族是一类结构高度保守和功能强大的蛋白家族，然而有关其在二倍体长穗偃麦草（Thinopyrum elongatum）中的研究尚未报道。为研究二倍体长穗偃麦草HSP70基因家族（TeHSP70），基于生物信息学方法对二倍体长穗偃麦草TeHSP70基因进行鉴定，并系统分析其在盐胁迫和多组织中的表达模式。结果表明，在二倍体长穗偃麦草中共鉴定到29个TeHSP70基因，可分为3个亚族，均匀地分布在7条染色体上；其中有26个TeHSP70基因定位于细胞质，且都包含α-螺旋、延伸链、β-折叠和无规则卷曲结构。29个TeHSP70基因在基序上高度保守，但基因结构存在差异，此外在各基因上游均包含多种激素和胁迫响应的顺式作用元件。共线性分析显示，29个TeHSP70基因间存在3对串联重复和片段重复事件；同时与水稻和小麦有着多对同源基因，而与拟南芥同源基因较少。蛋白质互作网络分析显示，有11个TeHSP70蛋白间存在复杂且密切的蛋白质互作网络。表达分析显示，随着盐胁迫的增加（0~300 mmol·L-1）有7个TeHSP70基因持续上调，有6个TeHSP70基因持续下调，其余16个TeHSP70基因未表达或变化特征不连续；有25个TeHSP70基因在10个不同组织中均有表达，有4个TeHSP70s基因仅在部分组织中表达。以上研究结果为深入解析二倍体长穗偃麦草HSP70功能提供了有效的借鉴和参考。
为提高播种机变量施肥的排肥性能，基于离散元法对外槽轮排肥器的排肥性能进行研究。首先，通过肥料标定试验确定离散元物料仿真参数；然后，基于Isight软件的优化模块设计试验，以外槽轮的工作长度、转速为因素，以排肥均匀性变异系数为响应设计试验，得到排肥器排肥均匀性变异系数的二阶回归方程，根据所得回归方程分析在特定肥量范围内，外槽轮的工作长度及转速组合对施肥稳定性的影响。针对300 kg·hm-2的施肥量，以外槽轮流量方程为约束条件进行寻优求解，得到外槽轮排肥器排肥参数的最佳组合为槽轮工作长度60 mm，转速30 r·min-1。采用最佳排肥参数组合进行排肥仿真试验，得到排肥均匀性变异系数为11.7%，符合施肥要求。研究结果为2BMJ系列免耕精量播种机排肥器工作中的参数调配提供参考。
为研究和不同氮效率海岛棉品种在不同氮肥水平下叶面积及光合荧光特性的差异，以氮高效品种棉城10号（MC10）和氮低效品种新海14号（XH14）为供试材料，分别设置0（N0）、320（N1）、480 kg·hm-2（N2）3个施氮处理，研究不同氮效率海岛棉品种的单株叶面积、光合荧光特性、产量构成及其对氮肥的响应特性。结果表明，施氮能显著提高海岛棉单株叶面积、净光合速率（net photosynthetic rate，Pn）、气孔导度（stomatal conductance，Gs），品种间表现为MC10大于XH14，在不同施氮量下分别提高7.5%~22.4%、14.5%~38.0%、32.4%~111.1%。2个品种的相对可变荧光曲线（ΔVt）在K点出现较大波动，表现为N2、N0处理显著高于N1处理；品种间表现为N0处理下XH14低于MC10，N1与N2处理下XH14高于MC10。2个品种可变荧光FK占FJ-FO振幅的比例（Wk）、在J时的相对可变荧光强度（VJ）与OJIP荧光诱导曲线初始斜率（Mo）均表现为N2>N0>N1，N0、N2处理相较于N1处理降幅表现为MC10>XH14，而光系统Ⅱ（PSⅡ）中最大光化学效率（φPo）、向下游电子传递链传递电子的能力（ψo）和用于电子传递的量子产额（φEo）则表现出相反的规律。最大光合量子效率（Fv/Fm）、潜在光化学活性（Fv/Fo）、以吸收光能为基础的性能指数（PIABS）和从PSⅡ吸收的光子到PSⅠ末端受体减少的能量守恒潜在的性能指数（PItotal）均表现为随施氮量的增加先升后降，且MC10均大于XH14。2个品种均在N2条件下Fv/Fm、Fv/Fo、PIABS、PItotal最低，其中XH14降幅较大。施氮可以显著提高海岛棉单株结铃数、单铃重与产量，MC10的单株结铃数、单铃重、籽棉产量较XH14分别增加16.9%~33.8%、3.3%~7.7%、19.4%~41.7%。综上所述，不施氮或高氮处理均会在不同程度上造成海岛棉叶片PSⅡ损伤，降低其光合性能，并表现出较强的品种间差异。以上结果可为氮高效品种筛选与培育提供理论依据。
为探究不同农艺性状对产量的影响，筛选适宜吉林西部种植的谷子品种，对20个谷子品种在各重要生育期节点的23个农艺性状进行观察并测定产量，采用变异分析、偏相关分析、相关分析和通径分析等方法进行评价。结果表明，单穗粒重的变异系数最大（15.3%），生育日数的变异系数最小（5.9%）；抽穗期茎节数、成熟期茎节数、拔节期叶片数、抽穗期叶片数、成熟期倒第2片叶长、穗粗、单穗重、单穗粒重、千粒重共同影响了产量98.6%的变异；偏相关分析表明，产量与抽穗期茎节数、抽穗期叶片数、穗粗、单穗粒重显著相关，偏相关系数分别为-0.687、0.642、0.647和0.573；相关分析表明，穗长、单穗重和单穗粒重均与产量呈极显著正相关，相关系数分别为0.601、0.958、0.962，穗粗与产量呈显著正相关，相关系数为0.559；通径分析表明，成熟期茎节数、抽穗期叶片数、成熟期倒第2片叶长、穗粗、单穗粒重、千粒重对产量有正直接效应，单穗粒重对产量的直接作用最大。综上所述，冀谷168、中谷9号、嫩选18为适宜吉林西部半干旱地区种植的中熟、高产品种，应以单穗粒重和单穗重为主，抽穗期茎节数、抽穗期叶片数和穗粗为辅开展田间筛选和品种选育。以上结果为吉林西部半干旱地区谷子新品种选育和高产品种筛选提供依据。
为研究丛枝菌根（arbuscular mycorrhizal，AM）真菌对重金属胁迫下植物生长的影响，在不同镉（Cd）水平（0 、10、30、50 mg·kg-1）下用AM真菌摩西斗管囊霉（Funneliformis mosseae）对狗尾草进行接种处理，探讨重金属污染对宿主与AM真菌共生的影响，以及AM真菌对狗尾草生长、光合特性和Cd吸收富集的影响。结果表明，同一Cd水平胁迫下，AM真菌显著提高了狗尾草的株高、叶绿素含量、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、表观量子效率和生物量。当Cd水平为50 mg·kg-1时，与未接种对照相比，接种AM处理的狗尾草株高、总叶绿素含量、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、表观量子效率和生物量分别显著提高51%、24%、33%、33%、26%、45%和51%（P<0.05）。同一Cd水平胁迫下，AM真菌显著增加了狗尾草根部Cd含量、地上部Cd富集量、根部Cd富集量及Cd富集系数（P<0.05）。当Cd为50 mg·kg-1时，与未接种对照相比，接种AM处理的狗尾草根部Cd含量、地上部Cd富集量、根部Cd富集量分别提高39%、18%、100%，显著促进了狗尾草对Cd的吸收和富集。研究结果为AM真菌-狗尾草联合修复Cd污染土壤提供参考。
随着信息化的发展，农情数据采集、处理、分析和应用已成为智慧农业的第一驱动力。在传统智慧农业管理系统中，通常需要将农业数据集中到中心服务器上进行分析和模型训练，这种方式存在数据泄露的风险。关键农业隐私数据泄漏严重影响到农户和农业机构的利益，因此很多农户和机构会谨慎处理原始数据的共享问题。针对这一问题，联邦学习允许不同农业机构、农场和农业企业在只共享加密模型的条件下完成农事决策模型训练，降低了农业隐私数据泄漏风险，保护了数据提供方的合理权益。介绍了联邦学习技术在智慧农业领域中的理论发展、技术创新和应用实践，并根据智慧农业系统的发展趋势提出基于联邦学习的智慧农业系统的设计建议。为相关领域研究者和实践者提供了参考，对推动农业数据科学的进步、保障农业数据安全和提升农业智能化水平有理论参考价值和实践指导意义。
