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2026年, 第40卷, 第4期
刊出日期：2026-07-10 上一期   
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综述与专论
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综述与专论

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水稻MAPK家族基因功能研究进展 陈春晓, 付琳丽, 张微, 卜庆云, 田晓杰 2026, 40(4): 425-435.  DOI: 10.16819/j.1001-7216.2026.250910 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(1395KB) ( )   丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)级联通路是真核生物中高度保守的信号转导模块，在植物的生长发育、逆境响应和免疫防御中发挥核心作用。作为全球重要的粮食作物和单子叶模式植物，水稻的产量与品质提升直接关系到粮食安全。近年来，大量研究揭示了水稻MAPK家族基因在粒型和穗粒数形成、花药和胚发育、激素信号调控、抗病防御及非生物胁迫适应中发挥重要功能。本文系统综述了水稻MAPK家族的分类与结构特征，梳理了其在生长发育、激素信号转导、抗病免疫及逆境胁迫响应等方面的最新研究进展，并总结了已鉴定的关键MAPK级联通路及其调控机制。该工作为进一步揭示水稻MAPK信号网络提供了参考，同时为提高水稻产量及抗逆性的分子设计育种奠定了理论基础。

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OsST2调控水稻苗期耐盐性的功能研究 付瑶, 李娜, 徐静茹, 覃奕琰, 程笑然, 孙浩峰, 张琪, 崔志波, 杨新宇, 赵明辉 2026, 40(4): 436-446.  DOI: 10.16819/j.1001-7216.2026.250413 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(3552KB) ( )   【目的】探究苗期耐盐相关候选基因OsST2在盐胁迫下的功能，为解析其调控水稻耐盐性的分子机制奠定基础。【方法】利用CRISPR-Cas9基因编辑技术，构建OsST2基因敲除突变体，并分析盐胁迫下突变体表型和生理特性。【结果】盐胁迫下，OsST2基因敲除突变体苗高、死叶率、根系、叶片SPAD值等性状相较于野生型都发生显著的变化，且更耐盐。qRT-PCR分析表明，已知的正向调控水稻耐盐性的基因SKC1、OsMYB84、OsNAC3、OsMsr9及ROS相关基因在OsST2敲除突变体中的相对表达量都显著高于野生型。盐胁迫处理后，OsST2基因敲除突变体的丙二醛含量、过氧化氢含量、超氧阴离子含量均显著低于野生型，而过氧化物酶和超氧化物歧化酶的活性、谷胱甘肽含量等指标均显著高于野生型，说明OsST2敲除增强了水稻清除活性氧的能力，提高了水稻耐盐性。【结论】说明OsST2负向调控水稻耐盐性，且OsST2基因敲除增强了水稻清除活性氧的能力，进而提高了水稻耐盐性，证实OsST2在水稻耐盐调控中发挥重要作用。

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水稻叶脉基因OsLVD1的鉴定及功能分析 邱一洁, 齐飞扬, 杜何为, 黄敏, 李曼菲 2026, 40(4): 447-459.  DOI: 10.16819/j.1001-7216.2026.251016 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(4613KB) ( )   【目的】光合作用决定水稻干物质积累，叶绿素含量和叶脉密度与光合作用密切相关。本研究在水稻中鉴定调控叶绿素含量和叶脉密度的基因OsLVD1，并对其功能进行解析。【方法】通过玉米叶脉发育基因同源比对获得OsLVD1，并利用生物信息学分析其蛋白特性、系统发育关系、信号肽、跨膜结构域、保守结构域及亚细胞定位。通过CRISPR获得lvd1编辑株，以野生型ZH11为对照，测定叶绿素含量、叶脉密度、可溶性糖含量及株高、分蘖数、每穗粒数等主要农艺性状，并通过qRT-PCR分析相关基因的表达水平。【结果】生物信息学分析表明，OsLVD1编码WRKY家族转录因子，定位于细胞核。lvd1因移码突变导致蛋白提前终止。与ZH11相比，lvd1叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素分别下降25.90%、30.75%和27.05%，剑叶小脉密度和泡状细胞数目增加。lvd1株高降低且生育期略延迟，但叶片可溶性糖、结实率、千粒重等均无显著差异。qRT-PCR分析表明，lvd1中叶绿素合成相关基因OsHEMA1和OsCHLI的表达显著下调，而叶绿素降解基因OsNYC1及叶脉发育相关基因OsPIN1b表达上调。组织表达分析显示，OsLVD1在叶片中高表达，且在拔节期达到峰值。【结论】OsLVD1功能缺失导致叶绿素含量降低、叶脉密度增加，可能通过增加叶脉密度和改变泡状细胞发育补偿光合产物运输与水分保持，从而维持产量稳定。本研究揭示OsLVD1在叶片色素代谢与维管系统发育中的新功能，为光合结构优化提供理论基础。

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水稻光温敏核不育系的诱变创制 朱骏, 杨延铭, 杨仲南 2026, 40(4): 460-468.  DOI: 10.16819/j.1001-7216.2026.250613 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(2397KB) ( )   【目的】水稻两系杂交育种技术高度依赖携带 tms5 位点的温敏雄性核不育系。该位点源自自然突变，在不同遗传背景中具有不同的不育起点温度，而且在后代中可能存在遗传漂变，所以不育起点温度偏高和遗传漂变是制约水稻两系杂交技术发展的关键瓶颈。【方法】本研究以粳稻中花 11 种子为材料，建立了光温敏核不育系的创制方法。水稻种子经过化学诱变剂甲基磺酸乙酯(EMS)诱变处理(M1)自交收种后，在高温环境下的 M2 群体中筛选出不育单株。将这些不育单株割蔸后继续生长，此时环境温度逐渐降低，部分新抽穗的植株育性得到恢复。【结果】经多年实验，约10%的不育株在低温条件下能够自交结实。收集这些育性恢复株系的种子，进一步进行高温不育和低温可育的验证。这些经过验证的光温敏不育系，采用构建遗传群体结合 BSA-seq (混池分离分析)基因定位方法，已获得18个新的中花11背景的光温敏雄性不育位点，其中ostms15，ostms16，ostms18，ostms19已经发表。在这些位点中，ostms15 不育系的育性转换温度显著低于同样遗传背景下在生产上广泛应用的 tms5不育系，目前已有20多家科研单位将该不育系用于水稻杂交育种。【结论】本研究提出的水稻光温敏不育系的创制技术，可以获得一系列新型光温敏不育系，有望彻底突破水稻两系杂交中光温敏不育系缺乏的瓶颈，助力水稻杂交育种的持续发展。

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一次性基施控释掺混肥对水稻产量和倒伏性状的影响 廖萍, 刘若彤, 孟轶, 翁文安, 都晗萌, 李骏, 高辉, 张洪程 2026, 40(4): 469-475.  DOI: 10.16819/j.1001-7216.2026.250607 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(1021KB) ( )   【目的】倒伏是水稻丰产的关键限制因素，优化施肥策略以提升茎秆强度是降低水稻倒伏的重要途径之一。本研究旨在阐明不同类型肥料对水稻产量和倒伏性状的影响。【方法】利用2个常规粳稻品种(淮稻5号和南粳9108)和2种肥料类型(常规肥料和控释掺混肥)，在江苏稻麦轮作区开展大田试验。【结果】与常规肥料相比，控释掺混肥显著提高了水稻产量(+3.7%)，其中，淮稻5号和南粳9108的产量分别增加了3.3%和4.1%；水稻增产主要得益于有效穗数和总颖花量的提升。在倒伏性状方面，控释掺混肥显著降低了茎秆基部第1(−5.3%)和第2(−4.2%)节间的倒伏指数，对第3节间影响不显著。水稻倒伏指数下降的原因是控释掺混肥对茎秆抗折力的促进效应大于其对弯曲力矩的促进效应。控释掺混肥显著降低了茎秆基部第1和第2节间长度，而增加了节间粗度和茎壁厚度，进而提高了茎秆强度。【结论】一次性基施控释掺混肥可协同提升水稻产量与抗倒伏能力，为稻麦轮作区水稻高质量发展提供科学依据。

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Fe-Mg纳米颗粒引发对盐胁迫下水稻种子萌发及幼苗生长的影响 陈川燕, 宋志文, 李玉祥, 郝全有, 朱岚 2026, 40(4): 476-486.  DOI: 10.16819/j.1001-7216.2026.250610 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(825KB) ( )   【目的】探究纳米引发技术对盐胁迫下水稻种子萌发的影响，为盐碱地水稻种植提供技术参考。【方法】以宁粳47号水稻为供试材料，设置盐胁迫处理(0、150 mmol/L NaCl)，并在150 mmol/L NaCl胁迫下，设置0、50、100、200、400 mg/L 5种浓度的Fe-Mg纳米颗粒处理，研究纳米引发对盐胁迫下水稻种子萌发、幼苗生长及生理特性的影响。【结果】盐胁迫显著抑制了水稻种子萌发和幼苗生长。纳米引发对水稻种子的发芽率和发芽势没有显著影响，但能促进幼苗生长，显著提高超氧化物歧化酶(27.78%~76.39%)、过氧化物酶(14.05%~38.71%)和过氧化氢酶(18.67%~120.00%)活性及维生素C(4.40%~225.79%)、可溶性糖(63.08%~145.96%)、脯氨酸(10.33%~16.88%)、叶绿素(45.38%~105.31%)含量，降低丙二醛含量(16.94%~32.41%)，提高钾离子选择交换系数。【结论】200 mg/L Fe-Mg纳米颗粒引发是缓解盐胁迫，促进水稻萌发和幼苗生长的最适浓度。

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精准条播育秧对广西机插水稻栽插质量、干物质生产及产量的影响 钟晓媛, 王众, 陈雷, 张晓丽, 黄严, 朱德峰, 王亚梁, 覃勇, 高国庆, 张隆葵, 唐茂艳, 梁天锋 2026, 40(4): 487-501.  DOI: 10.16819/j.1001-7216.2026.250606 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(1192KB) ( )   【目的】明确精准条播育秧机插对广西机插稻产量的影响，为广西水稻机械化生产和大面积单产提升提供技术支撑。【方法】以昌两优8号、昌两优馥香占、华盛优京贵占、菁美丝香、聚香丝苗、广粮新桂等6个籼稻品种为供试材料，设置精准条播(precision drill sowing, PS)育秧机插和传统撒播(broadcast sowing, BS)育秧机插两个处理，测定分析秧苗素质、机插质量、干物质积累及产量形成等性状指标。【结果】1)与BS处理相比，PS处理分别提高了秧苗均匀度和根系盘结力5.68%~15.47%和7.65%~24.21%。2)PS处理显著降低漏插率54.72%~76.67%，提高机插苗数均匀度、分蘖高峰苗数以及有效穗数均匀度37.91%~104.73%、16.49%~24.18%和6.67%~13.72%，其中昌两优8号PS处理下机插苗数均匀度最高。3)与BS处理相比，PS处理增加齐穗期叶面积指数和有效叶面积指数、光合势，提高了移栽−齐穗阶段的干物质积累量以及成熟期群体干物质积累量。4)群体有效穗数和群体颖花数的显著增加是PS处理获得高产的重要原因之一。【结论】精准条播育秧机插能够降低漏插率，提高机插苗数均匀度，增加群体有效穗数及其均匀度、叶面积指数和光合势，促进干物质积累，进而提高产量。

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关键栽培措施对优质超级稻华浙优261产量、品质形成及生育特性的影响 马义虎, 周翠, 朱练峰, 余山红 2026, 40(4): 502-518.  DOI: 10.16819/j.1001-7216.2026.250715 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(3159KB) ( )   【目的】探究关键栽培措施(播期、密度、施氮量)对优质超级稻华浙优261产量、品质形成及生长发育特性的影响，为其制定高产、优质、高效的栽培技术方案提供理论依据。【方法】于2022−2023年，以优质超级稻华浙优261为供试品种，进行单因素大田试验，设4个播期(5月15日、5月28日、6月10日和6月23日，记为S1、S2、S3和S4)、5个移栽密度(株距依次为27.0、22.5、19.3、16.9和15.0 cm，记为D1、D2、D3、D4和D5，行距固定30 cm)和5个施氮量(0、135、180、225和270 kg/hm2，记为N0、N1、N2、N3和N4)处理，测定不同处理下水稻的产量、品质及生育特性，分析产量与干物质积累量、温光资源的相关性，并综合评价各处理下稻米品质。【结果】播期、密度和施氮量均显著影响水稻产量、品质及生育特性。各栽培措施下，产量和稻米品质综合判定等级均呈先升高后降低的变化趋势，S3、D3、N3处理的产量最高，S3、D3、N2处理的品质最优。产量与播期、密度、施氮量均呈显著的二次曲线关系；产量构成因素和稻米品质指标的变化趋势因栽培措施不同而异。随播期推迟、密度降低、施氮量增加，生育时期延迟且全生育期延长；分蘖数增加但茎蘖成穗率(密度处理除外)降低，叶片SPAD值升高；高效叶面积指数、粒叶比(施氮量处理除外)、齐穗至成熟期干物质积累量、收获指数及温光生产效率均呈先增后减趋势。统计分析表明，产量与总颖花量和干物质积累量均显著正相关，其中总颖花量对产量的贡献最大；主成分分析揭示，精米率、整精米率、垩白粒率、垩白度、碱消值和胶稠度是评价稻米品质的关键指标。【结论】本研究条件下，浙东南地区种植华浙优261，建议于5月28日−6月15日播种，采用行距30 cm、株距19.3~23.3 cm的移栽密度，配施176.6~209.8 kg/hm2的氮肥，可实现其产量与品质的协同提升。

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节水灌溉对优良食味粳稻产量形成及根系形态的影响 赵春芳, 罗磊, 赵庆勇, 庄丽华, 管菊, 陈涛, 朱镇, 张亚东, 王才林 2026, 40(4): 519-530.  DOI: 10.16819/j.1001-7216.2026.250309 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(1189KB) ( )   【目的】探究两个优良食味超级稻品种在节水灌溉条件下产量形成及根系形态变化的特性，为明确品种的耐旱稳产特性及节水栽培技术研发提供依据。【方法】以南粳5718和南粳3908为材料，在2023和2024年设置淹水灌溉(W0)、轻度间歇灌溉(W1)、中度间歇灌溉(W2)三种灌溉方式，比较叶色、分蘖数、株高、干物质积累与转运、产量及其构成因素、根系形态生理指标等性状差异，并分析各性状与产量间的相互关系。【结果】与W0相比，W1下南粳5718的产量及构成因素无显著差异，而南粳3908产量在两年间分别降低了15.3%和12.5%，穗数和千粒重也显著降低。W2下两品种产量及部分构成因素显著降低，其中南粳5718产量两年平均减少9.4%，南粳3908产量两年平均减少21.3%。W2下两品种的分蘖数、茎蘖成穗率以及茎叶干物质积累量、输出与转化率显著降低，其中W1下南粳5718的干物质积累与转运表现最优。两品种的叶片SPAD值随节水程度增加而降低，尤其是灌浆后期表现更为明显。与W0相比，南粳3908在两种节水灌溉条件下，各根系形态指标均显著下降；而南粳5718仅在W2下根尖数、总根长、根直径、根表面积显著降低。相关性分析表明，灌浆后期水稻株高、叶色、根系形态指标与产量显著正相关。【结论】南粳5718在轻度节水灌溉下能够维持较高产量，表现出更好的节水效应，而南粳3908对节水灌溉表现较敏感，产量稳定性较差。合理的间歇灌溉通过改善水稻的株型、叶色和根系形态等关键指标，有效维持了南粳5718的产量稳定。

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干湿交替灌溉与秸秆还田方式对水稻产量及温室气体排放的影响 王超瑞, 张男, 汝艳, 严语, 孟庆好, 温雅, 张瑛, 肖治林, 张耗 2026, 40(4): 531-547.  DOI: 10.16819/j.1001-7216.2026.250115 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(1064KB) ( )   【目的】研究不同灌溉和秸秆还田组合方式对水稻产量及温室气体排放的影响，为稻田高产和温室气体减排提供理论依据和实践指导。【方法】以甬优2640和南粳5718为供试品种，设置常规水层灌溉(CI)、干湿交替灌溉(AWD)2种灌溉方式和秸秆不还田(S0)、秸秆生物炭(SC)、秸秆堆腐还田配施秸秆生物炭(SS)3种秸秆还田方式，分析其对水稻产量、干物质积累量、光合速率、光合势、根系活力以及全生育期甲烷和氧化亚氮排放通量等的影响。【结果】(1)与CI+S0相比，AWD+SC与AWD+SS分别显著增产8.30%~13.90%和18.55%~22.58%。从产量构成因素分析，SC和SS较S0处理提高了有效穗数和每穗粒数，并且AWD处理显著提高了每穗粒数、结实率和千粒重。(2)产量的提高主要得益于地下部和地上部干物质积累量、叶片净光合速率、光合势、茎鞘NSC转运和根系氧化力的显著增加。(3)SC显著降低稻田甲烷和氧化亚氮排放，而SS则增加了排放，但经AWD处理后甲烷排放显著减少从而降低稻田全球增温潜势和温室气体排放强度。【结论】干湿交替灌溉技术配合秸秆还田技术(AWD+SC/SS)能显著提高水稻光合物质的积累与转运，改善地下部根系生长，实现水稻产量提高和稻田温室气体排放减少的双重目标。

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面向田间路径控制的轮式拖拉机辅助转向系统设计与验证 梁晋雄, 冯严艺, 肖茂华, 王法安, 沈成, 胥文翔, 孟为国 2026, 40(4): 548-559.  DOI: 10.16819/j.1001-7216.2026.250603 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(1654KB) ( )   【目的】水稻田间作业如旱直播和插秧对农业机械的路径控制精度提出了更高要求。为满足水稻生产中对作业一致性和作物均匀性的需求，本研究设计了一种用于轮式拖拉机的转向辅助控制系统，辅助农机驾驶员在水稻田间作业时实现精确的路径跟踪控制。【方法】首先，我们通过驾驶模拟器测试数据构建了驾驶员转向模型，并结合轮式拖拉机的运动学模型，开发了一个融合驾驶员在环的整车控制模型。然后，采用多胞线性参数时变系统来描述模型中的不确定性，包括时变的驾驶员模型参数和车速。基于此模型，设计了一种输出反馈鲁棒控制器，以确保系统在由多面体空间描述的不确定性下的鲁棒稳定性，此外，还采用了区域极点配置方法来提高系统的瞬态响应性能。最后，通过驾驶员在环测试对设计控制器的性能进行评估。【结果】结果表明，该方法能够有效提升轮式拖拉机的路径跟踪性能，同时减轻驾驶员的身体和心理负担，在单次车道变更操作和复杂蛇形道路两种不同行驶工况下，路径跟踪最大横向偏差较PID控制算法可以分别降低66.7%和55.6%，而驾驶员的物理负荷可以分别降低26.86%和37.6%，精神负荷可以分别降低4.2%和31.3%。【结论】所提出控制方法为提升水稻等作物田间作业质量提供了技术支撑。

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基于稻穗检测与机器学习的水稻始穗期预测 刘庆, 顾清, 朱怡航, 娄卫东, 黄福灯, 朱英, 张小斌 2026, 40(4): 560-568.  DOI: 10.16819/j.1001-7216.2026.251104 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(1101KB) ( )   【目的】针对当前水稻育种过程中人工测量始穗期存在劳动强度大、效率低等问题，本研究提出一种融合无人机图像、YOLOv10b目标检测算法与随机森林回归模型的智能预测方法，实现水稻育种小区始穗期的自动化高效预测。【方法】以水稻育种小区为研究对象，利用无人机在水稻孕穗至成熟阶段获取15个观测期的小区图像，基于YOLOv10b算法训练稻穗检测模型，实现小区图像中稻穗的识别与计数。随后以小区各观测期的稻穗数量为输入变量，始穗期距移栽天数为预测变量，构建多种始穗期预测模型并进行对比分析。在此基础上开展特征重要性分析，进行特征降维，构建精简模型。【结果】YOLOv10b模型在稻穗检测任务中精确率为91.7%，召回率为92.1%，F1值为0.919。在始穗期预测任务中，基于全部15个观测期穗数时序特征所构建的随机森林模型取得了R²为0.84，RMSE为1.57 d，MAE为1.12 d的预测表现；进一步通过特征重要性降维至9个观测期所构建的精简模型，取得了R2为0.83，RMSE为1.65 d，MAE为1.16 d的预测表现，在保证预测精度的同时，显著降低了特征维度，提升了模型的效率与实用性。【结论】该研究提出的方法可有效减少人工测量的工作量，提升水稻始穗期监测效率，实现育种小区始穗期的自动化预测，为智能育种与精准农业管理提供可行的数据支撑与技术路径。