亮点论文 | TaEMF2调控小麦抽穗期的功能分析

学术三农 2024-09-04 09:22 北京

武丽芬^1,2 夏川² 张立超² 孔秀英² 陈景堂^1,3,* 刘旭^1,2,*

1 河北农业大学农学院/国家玉米改良中心河北分中心/华北作物改良与调控国家重点实验室，河北保定071001

2 中国农业科学院作物科学研究所/作物基因资源与育种全国重点实验室，北京100081

3 青岛农业大学农学院，山东青岛 266109

摘要 Abstract

适宜的抽穗期(开花时间)是作物获得高产和稳产的重要育种目标，EMF2是参与成花调控过程中的重要基因之一，但该基因在小麦中的功能仍不清楚。本研究从普通小麦中克隆了水稻OsEMF2b的直系同源基因TaEMF2，TaEMF2-2D是一个细胞核和细胞质定位蛋白。敲除TaEMF2会推迟小麦的抽穗期，过表达TaEMF2-2D会使小麦抽穗期提前。利用RT-qPCR检测小麦开花相关基因在TaEMF2转基因株系中的表达，结果表明，VRN1和VRN3在敲除转基因株系中的表达水平显著下调，在过表达株系中这2个基因的表达量则显著上调，表明TaEMF2可能通过调控VRN1和VRN3的表达来影响小麦的抽穗期。

同行专家评语

抽穗期是小麦的重要农艺性状。本研究利用同源克隆的策略在小麦中克隆了水稻的直系同源基因TaEMF2，利用转基因方法证明了该基因在小麦中具有调控小麦抽穗与开花的功能，进一步研究表明TaEMF2可以调控小麦重要春化基因VRN1和VRN3的表达来调控小麦的抽穗与开花。该研究不仅丰富了小麦抽穗期性状调控的基因库，而且也为深入研究TaEMF2调控小麦抽穗期的分子机制奠定了基础。

小麦(Triticum aestivum L.)是世界上种植范围最广、适应性最强的主粮作物之一，为人们提供了主要的热量和蛋白质来源。适宜的抽穗、开花时间对小麦区域适应性及高产和稳产至关重要。春化是小麦抽穗、开花调控的主要途径，目前在小麦中已经克隆了一些参与响应春化的花启动调控基因，如VRN1、VRN2、TaFT 1(VRN3)、VRN-D4、VER2、TaGRP2与VAS [1-7]。在春化前，抑制性组蛋白修饰H3K27me3在春化基因VRN1的启动子和第一内含子中富集，富含甘氨酸的RNA结合蛋白2 (TaGRP2)直接与VRN1第一内含子的“关键区”结合，抑制VRN1的转录。春化过程中，VRN1的抑制性H3K27me3修饰转化为激活性H3K4me3修饰，磷酸化的VERNALIZATION相关2 (VER2)从细胞质进入细胞核，并直接与TaGRP2相互作用，缓解TaGRP2对VRN1转录的抑制。此外，VRN1产生的长链非编码RNAVAS，其募集TaRF2b-TaRF2a异源二聚体直接与VRN1启动子的Sp1基序结合增强其转录。VRN1还可以与TaVrt2形成复合物，该复合物直接结合到VRN1的CArG盒以增加VRN1的表达。春化后，VRN1的高表达能够维持叶片中开花抑制基因VRN2的低转录水平，最终增加VRN3的转录，促进小麦开花。虽然小麦中VRN介导的春化途径的分子机制研究较多，但这一途径仍有需要完善之处。

Polycomb Group (PcG)是一类进化上非常保守的转录因子，PcG复合体最初在果蝇中发现，其作用是控制同源异型基因空间表达的调节因子[8]，它主要以3种PcG蛋白复合体Polycomb Repressive Complex 1 (PRC1)、Polycomb Repressive Complex 2 (PRC2)和Pcl-PRC2的形式存在并起作用。随后，研究发现PcG在哺乳动物和植物中的作用与果蝇中相似[9]。PcG介导的基因抑制涉及植物发育的多个过程，如开花时间控制、花器官发育、配子体发育及种子发育等。在植物中，拟南芥中的PcG蛋白复合体也主要以这3种形式存在，其中以PRC2复合体为主进行了深入研究，在拟南芥中至少存在3种PRC2复合物，VRN2-PRC2复合物主要是由CLF/SWN、VRN2、FIE和MSI1蛋白组成，在春化过程中通过对开花抑制因子FLOWERING LOCUS C (FLC)的染色质进行组蛋白甲基化修饰进而抑制FLC的转录，促进开花[10-12]；FIS-PRC2复合物由CLF/SWN、FIS2、FIE和MSI1蛋白组成，在雌配子形成和早期种子发育过程中起着重要的作用，当发生基因突变后会导致胚乳发育异常[13-14]；EMF-PRC2复合物由CLF/SWN、EMF2、FIE和MSI1蛋白组成，主要通过H3K27me3的表观遗传修饰方式抑制成花调控过程中的开花促进因子FLOWERING LOCUS T (FT)、AGAMOUS-LIKE19 (AGL19)和APETALA3(AP3)的表达，从而抑制提前开花[15-16]。在拟南芥中存在两个EMF基因，即EMF1和EMF2。EMF1能够抑制植物的生殖生长，促进其营养生长，该基因突变能够导致植株提前开花，过表达能使植株延迟开花[17-18]。EMF2突变后能使植株提前开花，同时它还参与花器官发育的调控[19]。水稻中也有两个EMF2基因，OsEMF2a和OsEMF2b。关于OsEMF2a的功能研究目前主要集中在胚乳发育方面[20]；OsEMF2b的缺失突变体在营养生长阶段具有苗弱小、分蘖少的表现；成花转变期表现为晚花并具有严重的花器官缺陷且完全不育，类似于E功能花器官特异基因中的功能缺失突变体[21-22]。此外，OsEMF2b的T-DNA插入突变或RNA干涉导致水稻晚花[23]，而过表达OsEMF2b会导致水稻早花[24]。在棉花中，通过Virus-induced gene silencing (VIGS)技术诱导GhEMF2B基因沉默，导致花芽发育提前，嫩叶卷曲，花瓣形成异常[25]。在西蓝花中，EMF2同源基因BoEMF2表达沉默后，植株提前开花[26]。在银杏中，过表达GbEMF2能够抑制银杏开花[27]。在拟南芥中过表达绿竹的BoEMF2，其转基因植株表现出晚花表型，表明BoEMF2能够抑制开花[28]。综上所述，EMF2基因与植物开花密切相关，但其在不同物种中的功能也存在差异。目前，在小麦中EMF2相关的研究还未见报道。因此，本研究在小麦中克隆了水稻OsEMF2b的直系同源基因TaEMF2，过表达该基因可使小麦早抽穗与开花，敲除该基因会导致小麦晚抽穗与开花，表明TaEMF2具有调控小麦抽穗与开花的功能，这种调控可能是通过VRN1途径实现的。

1 材料与方法

1.1 试验材料及生长条件

科农199 (KN199)是小麦遗传转化的受体材料，用于表型观察以及基因编码区序列的克隆等实验。KN199和转基因小麦在人工气候室进行种植与培养，20℃/16 h光照，18℃/8 h黑暗，湿度为65%。转基因T₁和T₂代材料种植于北京市中国农业科学院作物科学研究所试验田内，行距25.0 cm，行长1.5 m，每行点播种子15粒。偃展4110 (YZ4110)在人工气候室培养(条件同上)至两叶期后取新展开的叶片用于亚细胞定位实验。烟草(Nicotiana benthamiana)：本生烟草于培养箱中培养，培养条件设置温度25℃，光周期16 h光照/8 h黑暗。

1.2 小麦总RNA提取及TaEMF2基因的克隆

按照庄盟RNAprep Pure植物总RNA提取试剂盒(离心柱型)提取小麦各组织的总RNA，通过ABM公司5×All-In-One RT MasterMix反转录试剂盒合成第一链cDNA。以水稻OsEMF2b (Os09g0306800)序列为参考，在Triticeae-gene Tribe (http://wheat.cau.edu.cn/TGT/) 中查找在小麦中的同源基因，然后通过Ensemble Plants数据库获得其基因组序列。利用Primer 5设计基因组特异引物(引物序列见表1)，以KN199小麦叶片的cDNA为模板进行PCR扩增，PCR反应体系(20 μL)：0.4 μL KOD-FX-Neo、10 μL 2×buffer、4 μL dNTPs (2 mmol L^‒1)、2 μL上下游引物(2 μmol L^‒1)混合物、2 μL cDNA (60 ng)、1.6 μL ddH₂O；PCR反应程序如下：94℃预变性5 min；98℃变性10 s，62℃退火1 min 30 s，68℃延伸30 s，35个循环；68℃延伸10 min；10℃ 保存。扩增结束后进行琼脂糖凝胶电泳，用庄盟的DNA凝胶回收试剂盒将目的片段回收，按照操作说明将目的片段连接到pEASY-Blunt Zero克隆载体上，转化大肠杆菌Trans-T1。挑取单克隆菌块至500 mL含有卡那霉素(Kan)抗生素的LB液体培养基中，于28℃摇床，220转 min^-1，过夜培养。经测序获得正确的质粒并放于-20℃保存大肠杆菌阳性菌株。

1.3 基因编辑载体构建与转化

pCBC-MT1T2和pBUE413载体系统用于基因编辑(中国农业大学孙其信教授和倪中福教授惠赠)。以3个直系同源基因TraesCS2A02G000100、TraesCS2B02G023900和TraesCS2D02G000600的序列为参考，在其保守区域(5′UTR、第一外显子和第七外显子)设计2个靶位点，然后将这2个靶位点分别整合在加接头的上游和下游扩增引物中(引物序列见表1)，以中间载体pCBC-MT1T2为模板进行扩增，最终得到约960 bp的片段，回收目标片段、测序验证后将其连接到终载体pBUE413上，最终构建成CRISPR-Cas9基因编辑载体pBUE413-TaEMF2。将测序正确的重组质粒转入农杆菌感受态细胞EHA105，挑选阳性菌株进行小麦遗传转化实验，转化受体材料为KN199。

1.4 过表达载体构建与转化

过表达载体pWMB110由本创新团队的刘盼博士提供，用于转基因过表达实验。用限制性内切酶SmaI和Spe I对载体进行酶切，切胶回收。将引物加上重组接头(引物序列见表1)，利用步骤1.2中的质粒DNA为模板，扩增TaEMF2-2D (TraesCS 2D02G000600)基因的CDS序列，回收、测序。将酶切的载体与测序正确的TaEMF2基因片段按1∶3比例混合，用无缝克隆酶In-Fusion连接，通过测序得到正确的重组质粒。将测序正确的重组质粒转入农杆菌感受态细胞EHA105，挑选阳性菌株用于小麦遗传转化实验，转化受体材料为KN199。

1.5 转基因材料的检测和抽穗期的统计

基因编辑小麦的基因型鉴定，设计基因组特异引物对每一代敲除单株的基因型进行PCR检测。表型鉴定：在T₂代选取2个株系和阴性对照，每个株系不少于8个单株，调查其抽穗期。过表达转基因小麦的阳性检测：用bar试纸条对每一代的转基因株系进行检测，并用特异引物进行RT-qPCR检测其表达量。表型鉴定：在T₂代选取2个株系和阴性对照，每个株系不少于8个单株，调查其抽穗期。

1.6 转基因小麦的RT-qPCR分析

按照庄盟植物总RNA提取试剂盒(离心柱型)说明书提取转基因小麦三叶期叶片的总RNA，通过ABM公司5×All-In-One RT MasterMix反转录试剂盒得到cDNA模板。根据TaEMF2基因的CDS序列设计2D基因组特异的定量引物TaEMF2-2D-RT-F3、TaEMF2-2D-RT-R3及选择小麦内参基因TaGAPDH的序列设计定量引物TaGAPDH-F、TaGAPDH-R用于组织特异性表达模式分析和转基因材料抽穗期相关基因的表达量分析(引物序列见表1)。荧光实时定量PCR反应在Roche LightCycler96实时荧光定量PCR仪上进行。反应体系(20 μL)如下：2 μL RT-TaEMF2-F3 (2 μmol L^‒1)和RT-TaEMF2-R3 (2 μmol L^‒1)的混合物、10 μL SYBR Premix Ex TaQTM (2×)、1 μL cDNA模板(稀释5×)、7 μL无菌H₂O。PCR反应程序：95℃预变性15 min；95℃变性5 s，60℃延伸30 s，共40个循环。在荧光实时定量PCR中每个待检测样品分别设3次生物学样本重复和3次技术重复，数据为3个生物学重复平均值±标准误。应用相对定量法公式(2^–^∆∆^CT)计算基因的相对表达水平，用GraphPad Prism 8分析数据并绘图。

1.7 TaEMF2的亚细胞定位

pAN580瞬时表达载体由本实验室保存，该载体具有绿色荧光蛋白基因GFP和CaMV35S启动子。CaMV35s启动子可驱动目的基因与GFP基因的融合表达(引物序列见表1)。pAN580-35S-GFP载体用SpeI/BamH I内切酶在37℃水浴锅消化3 h后切胶回收，并与目的基因带接头的PCR回收产物按1∶3的比例混合，用无缝克隆酶In-Fusion连接之后转化大肠杆菌，最终将基因融合于GFP的C端。连接参考博迈德公司的In-Fusion HD Cloning Kit说明书进行。Confocol激光共聚焦显微镜(Zeiss Lsm 880，德国)用于观察荧光信号并照相。

2 结果与分析

2.1 TaEMF2基因的结构

根据已报道的水稻OsEMF2b(Os09g0306800)基因序列，在网站Triticeae-gene Tribe (http://wheat.cau.edu.cn/TGT/) 中查找得到该基因在小麦中的3个直系同源基因(TraesCS2A02G000100、TraesCS2B02G023900和TraesCS2D02G000600)，通过Ensemble Plants数据库得到3个同源基因的序列，并将其分别命名为TaEMF2-2A、TaEMF2-2B和TaEMF2-2D。序列分析发现这3个基因均由20个外显子和19个内含子组成(图1)，其cDNA全长分别为1815 bp、1803 bp和1812 bp，分别编码605、601和604个氨基酸。

图1 小麦TaEMF2基因结构图

2.2 TaEMF2基因的进化分析及组织表达分析

通过Ensemble Plants数据库在线比对获得EMF2蛋白在不同物种的直系同源序列，共计在19个物种中找到24个EMF2的同源蛋白。利用MAGE11软件的邻接法进行系统进化分析，结果表明，单子叶植物中EMF2的同源蛋白和双子叶植物中EMF2的同源蛋白处在两个不同的进化分支，说明该基因在单双子叶形成时产生了分化，小麦EMF2与二穗短柄草EMF2的亲缘关系最近，其次是高粱和玉米EMF2 (图2)。利用DNAMAN软件对小麦TaEMF2和其他物种EMF2的氨基酸序列进行比对，结果发现TaEMF2-2A、TaEMF2-2B和TaEMF2-2D与水稻OsEMF2b的序列一致性最高，分别为73.44%、73.98%和73.89%，并且都具有保守的VEFS-box和C₂H₂锌指结构域(附图1-微信略)。随后，我们利用WheatOmics 1.0网站对中国春小麦的表达量进行预测，结果发现TaEMF2基因在小麦不同时期的根、茎、叶、穗和籽粒中均有表达，但TaEMF2-2D在小麦的穗中表达量最高(附图2-微信略)，表明TaEMF2-2D在小麦的整个发育过程中起着至关重要的作用。

图2 EMF2在高等植物中的进化分析

小麦(Triticum aestivum)、野生二粒小麦(Triticum dicoccoides)、硬粒小麦(Triticum turgidum)、粗山羊草(Aegilops tauschii)、乌拉尔图小麦(Triticum urartu)、长穗偃麦草(Thinopyrum elongatum)、大麦(Hordeum vulgare)、二穗短柄草(Brachypodium distachyon)、水稻(Oryza sativa)、玉米(Zea mays)、高粱(Sorghum bicolor)、向日葵(Helianthus annuus)、银杏(Ginkgo biloba)、绿竹(Bamboosa oldhami)、油菜(Brassica napus)、拟南芥(Arabidopsis thaliana)、大豆(Glycine max)和棉花(Gossypium raimondii)的EMF2间的进化分析。六倍体小麦的同源基因TaEMF2用红色三角标出；二穗短柄草EMF2用红色方框标出；玉米和高粱EMF2用红色圆形标出。

2.3 小麦TaEMF2的亚细胞定位

为研究TaEMF2在细胞中的表达部位，我们构建了35Spro::TaEMF2-GFP载体，通过PEG介导的方法转化入小麦YZ4110原生质体中。亚细胞定位结果显示，TaEMF2蛋白定位在细胞核和细胞质中(图3)。

图3 TaEMF2蛋白在小麦原生质体中的亚细胞定位

mCherry: 核定位Marker; Merged: TaEMF2与mCherry信号融合; 标尺为10 μm。

2.4 敲除TaEMF2导致小麦延迟抽穗

为了验证TaEMF2是否具有调控小麦抽穗期的功能，我们在KN199背景下对TaEMF2的3个直系同源基因(TraesCS2A02G000100、TraesCS2B02G023900和TraesCS2D02G000600)进行了CRISPR/Cas9介导的基因编辑。分别在TaEMF2的5′UTR、第一外显子和第七外显子的位置设计了2个靶位点，构建了基于CRISPR/Cas9系统的基因编辑载体(图4-A, B)，利用农杆菌介导的方法转化受体材料KN199，T₀代共获得19个单株，并且19个单株均发生纯合或双等位杂合突变。对T₁代基因编辑材料的测序和表型鉴定表明，在靶点发生不同突变的株系均表现为晚抽穗表型，然后选择了5个株系种植T₂代，获得2个稳定的株系(KO-L1和KO-L4)进行基因型鉴定(图4-C)，在KO-L1敲除系中A基因组的第1和第2靶点都发生A碱基的插入，在B基因组的第1靶点未发生编辑，在第2靶点发生A碱基的插入，在D基因组的第1靶点发生了24个碱基(5'-TTTTTGTACATCCAGCCAAAATTT-3')的缺失，在第2靶点发生8个碱基(CAGACCAC)的缺失。在KO-L4敲除系中A基因组的第1靶点缺失T，第2靶点发生4个碱基(CACA)的缺失，在B基因组的第1靶点未发生编辑，在第2靶点发生C插入，在D基因组第1靶点发生A碱基插入，第2靶点发生T/A碱基插入，最终造成TaEMF2蛋白功能缺失。对KO-L1和KO-L4敲除系的抽穗期表型鉴定表明2个突变体的抽穗期比野生型(WT)晚3~4 d (图4-D, E)。

图4 TaEMF2的CRISPR/Cas9基因敲除系的基因型和表型

A: TaEMF2的基因结构和靶点的设计。黑色框表示外显子, 红色线表示靶点的位置, 靶点序列在基因结构下方。B: 基因编辑载体结构示意图。C: TaEMF2敲除系的突变位点序列变化。PAM和sgRNA靶位点分别用红字和黑线表示。蓝色字母表示碱基的插入, 黑色虚线表示缺失的序列。D: TaEMF2敲除系的抽穗期表型。红色箭头指示已抽出的麦穗, 标尺为20 cm。E: TaEMF2敲除系的抽穗天数的统计。数值代表平均值±标准方差(n = 3)，^**表示P < 0.01时达到差异显著水平。

2.5 过表达TaEMF2-2D基因促进小麦早抽穗

通过预测分析TaEMF2的3个直系同源基因在小麦各组织中的表达差异，选择在各个组织中表达量均最高的TaEMF2-2D基因进一步研究其功能。团队构建了Ubi启动子驱动TaEMF2-2D的过表达质粒载体pWMB110::TaEMF2-2D，T₀代得到22个单株，Bar试纸条检测和表达量检测显示18个为阳性株系。随后，从部分阳性单株中选择了12个株系进行T₁代验证，经进一步检测和表型鉴定从部分阳性单株中选择了9个株系进行T₂代验证。最后，从T₂代部分阳性单株中挑选了3个表型和基因型稳定的株系OE-1、OE-2、OE-3进行下一步研究。与对照KN199相比，过表达TaEMF2-2D转基因株系表达量升高3~4倍(图5-A)，过表达转基因小麦的抽穗期比野生型(KN199)提前2~3 d (图5-B, C)。

图5 TaEMF2-2D基因过表达株系的表达量与表型分析

A: 表达量检测, n = 3。B: TaEMF2-2D的过表达株系的抽穗期表型, 红色箭头表示已抽出的麦穗, 标尺为20 cm。C: TaEMF2-2D过表达株系抽穗天数的统计, 数值代表平均值±标准方差(n = 3)。^**表示在P < 0.01差异显著。

2.6 开花相关基因VRN1和VRN3在TaEMF2转基因株系中的表达分析

为了探明TaEMF2调控小麦的抽穗/开花时间的可能分子机制，我们在野生型和TaEMF2 T₂代基因敲除和过表达转基因株系小麦叶片中检测开花相关基因VRN1和VRN3的表达水平。结果发现，与野生型相比，VRN1和VRN3的表达在TaEMF2敲除系中均显著降低(图6-A，B)；而在TaEMF2的过表达转基因小麦中，VRN1和VRN3的表达显著增加(图6-C, D)。

图6 VRN1和VRN3基因在TaEMF2转基因小麦中的表达量分析

A，B：VRN1和VRN3分别在TaEMF2敲除系中的表达水平；C，D：VRN1和VRN3分别在TaEMF2过表达系中的表达水平。TaGAPDH为内参基因。数值代表平均值±标准方差(n = 3)。^*表示在P < 0.05时达到差异极显著水平；^**表示在P < 0.01差异显著。

3 讨论

植物从营养生长向生殖生长的转变受到许多外部条件和内源基因的调控，EMF基因决定着植物营养生长阶段的发育，在调控植物抽穗和开花中起重要作用。本研究在小麦中克隆了OsEMF2b的直系同源基因，为研究TaEMF2的功能，我们利用CRISPR/Cas9系统在KN199背景下构建了TaEMF2-2A、TaEMF2-2B和TaEMF2-2D的三敲突变体，观察发现TaEMF2三敲突变体表现晚抽穗表型，而过表达TaEMF2-2D植株表现早抽穗表型。已有研究表明EMF2在不同的物种中的功能相对保守，但也有所差异。拟南芥与水稻中EMF2的功能相反，EMF2缺陷促进了拟南芥的开花[19,29]，但推迟了水稻的开花[23-24]。在棉花[25]和西蓝花[26]中EMF2沉默后都能导致植株提前开花。在银杏[27]和绿竹[28]中过表达EMF2都能导致植株晚开花。本研究结果与水稻中OsEMF2b调控抽穗功能相同，TaEMF2在小麦中也能促进小麦抽穗开花，这也印证了小麦与水稻序列同源性较高，可能存在相似的生物学功能这一结果。

EMF基因在拟南芥中调控开花的机制主要通过以下途径来实现，EMF2与CLF、FIE和MSI1的PRC2蛋白复合体能够直接与FT和FLC相互作用通过表观遗传抑制调控靶基因的转录来介导拟南芥开花的抑制，或直接靶标FT和FLC，从而抑制这些开花基因的表达，进而抑制拟南芥开花[30]。EMF2也能够负调控晚开花基因LFY和AP1的表达来调节拟南芥花的启动[31]。另外，拟南芥中DNA复制蛋白RPA2A能与多梳蛋白CLF、EMF2和MSI1相互作用形成复合体，募集PRC2到靶基因染色质位点，促进靶基因的H3K27me3水平，进而抑制开花转型[32]。水稻中，OsEMF2b通过介导OsLFL1和OsMADS4的组蛋白甲基化H3K27me3的积累，来调节水稻成花转变[24]。本研究中，在TaEMF2敲除突变体中VRN1和VRN3的表达量显著下调，说明TaEMF2能够调控VRN1和VRN3的表达。因此，推测TaEMF2可能通过靶基因染色质组蛋白的修饰水平调节VRN1和VRN3基因的表达，进而调控小麦的抽穗期，但这一推测还有待进一步研究。另外，本研究中TaEMF2基因除了调控小麦的抽穗期外，也注意到敲除突变体的籽粒大小和千粒重等农艺性状也发生了变化，但还需要多年多点的表型数据调查分析进行验证。

4 结论

本研究在小麦中克隆了TaEMF2基因，敲除TaEMF2推迟小麦抽穗期，过表达TaEMF2促进小麦抽穗期，VRN1和VRN3在敲除转基因株系中表达显著下调，在过表达株系中表达上调，TaEMF2通过调控VRN1和VRN3的表达量来调控小麦的抽穗期。

本研究由国家重点研发计划项目(2022YFF1002902)资助。

^*通信作者: 刘旭, E-mail: liuxu03@caas.cn; 陈景堂, E-mail: chenjingtang@126.com

第一作者联系方式: E-mail: wulifen324826@163.com

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期刊简介

《作物学报》是中国科学技术协会主管、中国作物学会和中国农业科学院作物科学研究所共同主办、科学出版社出版的有关作物科学的学术期刊。前身可追溯到1919年创办的《中华农学会丛刊》。主要刊载农作物遗传育种、耕作栽培、生理生化、种质资源以及与作物生产有关的生物技术、生物数学等学科具基础理论或实践应用性的原始研究论文、专题评述和研究简报等。《作物学报》从2001年起连续22年被中国科技信息研究所授予“百种中国杰出学术期刊”称号。2013年和2015年被国家新闻出版广电总局评为“百强科技期刊”, 2011年和2018年获“中国出版政府奖期刊奖提名奖”。据北京大学图书馆编著的《中文核心期刊要目总览》登载, 《作物学报》被列在“农学、农作物类核心期刊表”的首位。2019-2023年获中国科技期刊卓越行动计划梯队项目资助。2020年入选农林领域中国高质量科技期刊分级目录T1类。

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