近日，中国农业大学陈阜教授课题组 在 Nature Communications 在线发表了题为 "Cultivar evolution underpins maize yield sensitivity to adverse climate conditions" 的研究论文。
气候变化背景下极端天气频发，造成玉米大幅减产。我国东北地区和华北地区玉米单产受高温胁迫影响显著，西南地区和西北地区则主要受降水量及其分布格局制约。高产品种选育是提升玉米单产的重要途径，但新品种研发周期长，需要对其适应气候变化的能力进行及时评估以降低不利气候对玉米单产的潜在影响。但品种更新在促进单产提升过程的过程中其对气候胁迫的响应特性的变化特征仍不清楚。
图 1 玉米单产变化趋势
粮食稳产高产是保障国家粮食安全的关键，在全球气候异常频发、极端高温、降水不均等气象灾害增多的背景下，依托作物育种实现品种改良，是提升作物气候适应性、挖掘增产潜力的重要途径。
玉米是我国第一大粮食作物，四大主产区地域跨度大，各地光、温、水等气候条件差异悬殊，产量制约因素各不相同，厘清品种改良对气候胁迫的适应性调控效应，以及不同产区气候敏感性的变化规律，对针对性开展玉米育种、保障产区粮食稳产至关重要。
图 2 玉米单产对季节性温度的响应
图 3 玉米单产对季节性降水的响应
目前，相关研究多聚焦单一产区或短期产量分析，缺乏长时序、大样本、多区域的系统性研究，难以精准量化品种演进对玉米增产的实际贡献，也无法明晰不同产区玉米对高温、降水等气候因子的敏感性差异，导致玉米育种工作缺乏贴合各地气候特点的精准指导，难以高效选育出适配各产区的抗逆高产品种，制约了玉米抗逆稳产能力的提升。
针对现有研究的不足，中国农业大学尹小刚团队选取我国四大玉米主产区为研究对象，整合20年间近5万条观测数据，开展长时序、大尺度的定量分析。研究首先量化了品种改良演进对玉米长期增产的贡献幅度，明确了品种演进的增产效益；其次逐一剖析各产区玉米产量的主要气候制约因子，探明东北、华北产区高温胁迫，以及西南、西北产区降水异常对玉米产量的影响差异；
随后深入分析品种改良进程中，各地玉米对温度、降水胁迫的敏感性变化规律，揭示了不同产区品种气候适应性的演变特征。本研究明确了各玉米主产区的气候逆境特点和育种改良方向，为因地制宜开展抗逆高产玉米品种选育、提升玉米气候适应能力、保障各产区粮食稳产增产提供了详实的数据支撑和科学的理论依据。
中国农业大学农学院现代农作制创新团队博士毕业生张力 为第一作者（现为四川省农业科学院作物研究所助理研究员），尹小刚 教授为通讯作者，陈阜 教授对该工作给予悉心指导和大力帮助。丹麦奥胡斯大学Jørgen Eivind Olesen教授，澳大利亚塔斯马尼亚大学Matthew Tom Harrison教授和 刘科 博士，美国伊利诺伊州立大学Carl Bernacchi 教授，法国国家农业食品与环境研究院 David Makowski研究员，美国康奈尔大学Andrew James McDonald 教授，德国莱布尼茨农业生态景观研究中心Ehsan Eyshi Rezaei 研究员，美国路易斯维尔大学 郑祺 教授，英国伯明翰大学 单钰理 教授对论文给予指导和帮助。团队博士研究生 白智媛、石善恒，已毕业硕士研究生郗望、张大同 参与了此项研究工作。受资助的项目情况：国家重点研发计划（2023YFD2302300），中国科协青年人才托举工程（2019QNRC001）和中国农业大学2115人才培养计划。
尹小刚，中国农业大学农学院教授，博士生导师，主要从事耕作学与栽培学相关的教学科研工作，兼任中国农学会耕作制度分会秘书长。先后主持国家重点研发计划青年科学家项目、国家自然科学基金项目（3项）等项目课题10多项。以第一或通讯作者在权威学术期刊发表研究论文30多篇，以主要作者在FAO官方出版学术专著2部，以主要完成人获省部级科技进步一等奖2项。担任FieldCropsResearch和AgriculturalSystems编委，担任NatureFood和Global ChangeBiology等20多个高水平SCI期刊审稿人。
https://www.nature.com/articles/s41467-026-71045-3
