中国农业大学Nature Communications|品种演化决定玉米产量对气候逆境的敏感性

该研究基于 2001—2020 年中国四大玉米主产区 48797 条品种—站点—年份观测数据，系统解析品种演化对玉米产量增益及气候敏感性的调控作用。结果明确，品种演化是长期产量提升的核心驱动力，同时导致不同区域玉米对高温、降水胁迫的敏感性呈现显著分异特征，为气候韧性玉米育种提供关键科学依据。

1 科学问题

1. 品种演化对中国玉米长期产量增益的贡献程度如何？
2. 玉米产量对高温、降水胁迫的敏感性是否存在区域差异？
3. 品种演化如何改变玉米对气候逆境的响应特征？

2 研究方案

研究覆盖东北、华北、西南、西北四大玉米主产区，整合全国玉米统一品种试验数据与同期气象数据；采用 BLUP 法估算品种产量，通过线性回归与混合线性模型，量化产量趋势及对温度、降水的敏感性；对比品种试验产量与实际生产产量，明确区域产量差距与品种改良潜力。

3 结论

产量增益：2001—2020 年，品种驱动玉米产量每十年提升 0.3–2.8 吨每公顷，其中西北增幅最大（2.8 吨每公顷），西南最小（0.3 吨每公顷），产量提升主因是品种演化，而非生育期延长。

气候敏感性：东北、华北 7—8 月高温胁迫显著减产，西南受降水过多制约，西北受降水不足制约；东北品种耐热性随育种进程下降，华北耐热性提升；西南、西北品种对降水波动的敏感性随育种上升。

产量差距：四大产区品种试验产量较实际生产分别高 4.1、3.4、4.3、6.4 吨每公顷，遗传改良与农艺管理协同是缩差关键。

不足与展望

该研究未综合病虫害、养分等复合胁迫；未来育种需区域化定向改良，东北侧重耐热性，华北强化高温耐受，西南提升耐渍性，西北提高水分利用效率，同时推动基因 — 环境 — 管理协同优化，支撑气候适应型玉米生产。