类受体激酶基因OsSIK1具有通过激活抗氧化系统，增强水稻对于干旱和盐胁迫抗性的作用。为了丰富可利用的作物抗旱基因，获得具有较高抗旱水平的玉米新种质，通过超声波辅助花粉介导法，将水稻类受体激酶基因OsSIK1导入玉米自交系郑58中，并对转化株进行卡那霉素筛选及T₁、T₂、T₃的PCR及Southern Blotting杂交等分子检测，获得转化植株并在T₃获得转基因纯合株系。对T₃转基因玉米和非转基因玉米对照以16.1%的PEG模拟水分胁迫进行抗旱性分析。结果表明，与对照相比，在水分胁迫处理下，转基因玉米株系叶片相对含水量提高了7.4%~19.8%，叶绿素含量提高了11.3%~106.9%，SOD活性上升45.8%~93.4%，而转基因玉米叶片的相对电导率下降了35.4%~58.1%，MDA含量下降了25.7%~50.4%，说明转OsSIK1基因玉米植株抗旱性得到提高，其中，5个转化株系与对照在抗旱性方面有显著差异，且生长状况明显优于对照。综上所述，研究最终获得5个转OsSIK1基因玉米株系，并证明导入水稻OsSIK1基因可以提高玉米植株的抗旱性。

为了探索非生物胁迫下硅对辣椒CaMADS-box基因表达的影响，以豫椒101为材料，在对辣椒CaMADS-box基因片段同源克隆的基础上，对其编码的部分蛋白进行氨基酸同源性分析、理化性质预测、亚细胞定位预测和进化树分析，探讨了硅处理后辣椒CaMADS-box基因在高温胁迫、盐胁迫下表达量的变化，结果表明，克隆得到的CaMADS-box基因所编码的蛋白为亲水性蛋白，含有MADS结构域，属于MADS基因家族，亚细胞定位在细胞核中，分子进化树表明其与茄属和烟草属亲缘关系最近，相似性达到67%。荧光定量分析表明，CaMADS-box基因在高温胁迫和盐胁迫后表达量都呈现出先升高后下降的模式，高温胁迫下48 h达到峰值，而盐胁迫在24 h达到峰值，硅处理能够诱导CaMADS-box基因表达，在高温胁迫和盐胁迫下都在12 h达到高峰值，这表明CaMADS-box是一个硅快速响应基因，推测硅处理在缓解辣椒高温胁迫和盐胁迫等非生物胁迫方面具有重要作用。

低温是影响油菜生产和产量最重要的非生物逆境胁迫因子。为了阐明油菜抗寒性的遗传基础并定位相关的数量性状位点，利用甘蓝型油菜强抗寒GZ恢和弱抗寒10B杂交获得的147个F₂单株为定位群体、以双亲及F_2：3家系为辅助研究材料，利用SSR分子标记结合生理学指标及自然条件下抗寒性调查对抗寒基因QTL进行初步定位。结果表明：630对SSR引物中有160对在双亲间具有多态性，多态率25.40%；160对多态性引物中有102对在F₂群体中有多态性，多态率63.75%，102对多态性引物共检测出多态性位点229个。102个SSR标记构建连锁图，图谱总长974.70 cM，平均距离为5.70 cM。在自然越冬条件下，对F₂及F_2：3家系的抗寒性及叶片相对电导率、组织相对含水量、SPAD值、丙二醛（MDA）含量进行测定，分析生理指标与抗寒性的相关性，结果呈显著或极显著相关，表明这些指标可以作为抗寒性评价的参考指标。共定位出5个与抗寒性相关的QTL位点，SPAD值与MDA含量2个指标之间检测到的QTL具有重叠区，这可能是由一因多效或基因紧密连锁引起，可以作为后续分析候选基因的1个热区。为进一步进行甘蓝型油菜抗寒性状相关基因的精细定位及克隆奠定了基础理论。

为了进一步了解NF-YB基因家族结构的功能，利用生物信息学手段，系统研究了陆地棉标准系TM-1基因组中NF-YB基因家族的数目、亚细胞定位、染色体分布、进化关系、基序以及组织表达情况。结果表明：TM-1基因组中共有41个NF-YB基因家族成员，它们含有相同的CBFD_NFYB_HMF结构域，大部分定位到细胞核内；41个NF-YB基因家族成员分布在19条染色体上，其中有19组成员在A亚组和D亚组中表现为直系同源基因；进化树分为Ⅰ和Ⅱ 2个小组，每个小组成员间具有相似的基序类型和排列顺序；组织表达分析则发现，在这41个NF-YB基因家族成员中，至少有24个成员可以进行表达，且表现出一定的组织特异性。

为研究木质素合成相关基因（PAL1、PAL2、CAD、POD、4CL）在大果水晶梨褐色果皮突变体中的表达特性，并为研究梨褐色果皮形成机制奠定基础。按照RNA试剂盒法提取果皮、花、叶片、果肉、枝条韧皮部中总RNA；利用DNAMAN和Primer 5.0软件设计特异引物；使用实时荧光定量PCR技术研究基因的表达。结果表明，PAL1、PAL2、CAD、POD、4CL的最高相对表达量均出现在果皮中；果皮和果肉中POD的相对表达量极显著高于其他基因，花、叶片和枝条韧皮部中CAD的相对表达量极显著高于其他基因。综上所述，大果水晶梨褐色果皮突变体木质素合成相关的5个酶基因在果皮、果肉、叶片、花和枝条韧皮部中的表达具有明显的组织特异性，这些基因可能与大果水晶梨褐色果皮的形成关系密切。

为研究棉花NAC转录因子基因GhSNAC3启动子的结构和功能，以鲁棉研32号基因组为模板，用PCR扩增的方法得到棉花基因GhSNAC3的启动子序列，利用分析网站Plant CARE、PLACER和BDGP对启动子上存在的顺式作用元件进行了预测与分析，在此基础上利用该启动子及GhSNAC3基因构建植物表达载体，并通过烟草遗传转化进一步研究启动子的转录活性。结果表明GhSNAC3启动子除含有CAAT-box等基本顺式作用元件外，还含有茉莉酸、赤霉素和脱落酸响应元件以及大量光顺式作用元件和逆境胁迫诱导相关的顺式调控元件。采用不同胁迫处理转基因烟草并进行表达分析，结果显示GhSNAC3在盐胁迫下植株根部有高水平的表达，而在茎和叶中表达量极低，表明GhSNAC3在逆境胁迫应答过程中可能具有重要功能，其启动子是一个盐诱导型启动子，具有组织特异性。研究结果为棉花NAC信号通路研究和耐盐基因工程改良提供了理论依据。

志贺毒素1（Shiga toxin 1，Stx1），系五聚体蛋白，是产志贺毒素性大肠杆菌（Shiga Toxin-producing Escherichia coli，STEC）主要的毒素因子，但Stx1体外极不易可溶性表达，旨在克隆和表达志贺毒素1（Shiga toxin 1，Stx1）A亚基，体外获得可溶性表达的Stx1，以研制单克隆抗体。生物信息学软件分析Stx1A亚基氨基酸序列，Stx1A1亚基N端为信号肽段，其C端高疏水性和低免疫原性。PCR扩增stx1A亚基73~759的687个核苷酸，与肝片吸虫Fh8基因串联，克隆到低温表达载体pCold Ⅰ以构建重组菌，诱导表达重组毒素His-Fh8-Stx1A，SDS-PAGE分析蛋白表达形式。重组毒素His-Fh8-Stx1A免疫Balb/c小鼠，Sp2/0细胞融合筛选、制备阳性杂交瘤和单克隆抗体。PCR扩增Fh8和stx1a亚基并构建重组质粒pCold Ⅰ-His-Fh8-stx1，重组蛋白在原核细胞中得到高效表达，且以可溶性形式存在于菌体胞浆中。以重组His-Fh8-Stx1A为免疫原，成功制备3株能稳定传代并分泌Stx1的单克隆抗体（McAb）的杂交瘤细胞株，取其中1株成功制备高ELISA效价的腹水。Western Blot显示，纯化的单克隆抗体可与重组免疫原His-Stx1A和天然志贺毒素1发生特异性反应。本试验成功可溶性表达志贺毒素1A亚基，并获得多株单克隆抗体，为研制用于检测STEC的夹心ELISA和胶体金试纸条奠定理论基础。

Toll样受体能够识别细菌等病原微生物及介导炎症反应信号通路，在先天免疫和获得性免疫中发挥着重要作用。为了解Toll样受体2（TLR2）在小尾寒羊正常乳腺组织及由金黄色葡萄球菌引起的乳腺炎乳腺组织中的表达情况，探讨TLR2在金黄色葡萄球菌乳腺炎致病过程中的作用机制及乳腺上皮细胞在乳腺免疫防御中所起的作用，采用qRT-PCR技术和免疫组织化学染色（IHC）法检测了正常小尾寒羊及金黄色葡萄球菌乳腺炎病理模型小尾寒羊乳腺组织中TLR2基因mRNA及其蛋白的表达情况。结果显示，小尾寒羊正常乳腺组织、金黄色葡萄球菌感染乳腺组织均有TLR2 mRNA及其蛋白表达；但金黄色葡萄球菌感染后乳腺组织中TLR2基因及TLR2蛋白显著高于正常乳腺组织，且感染后48 h TLR2 mRNA和TLR2蛋白相对表达量最高（P<0.05），96 h TLR2 mRNA和蛋白相对表达量较48 h显著降低（P<0.05），正常对照组TLR2的相对表达量最低。通过免疫组织化学染色发现，正常乳腺组织中TLR2蛋白主要定位于乳腺腺泡上皮，而感染金黄色葡萄球菌后乳腺组织中TLR2蛋白主要表达在乳腺腺泡腔中脱落的乳腺上皮细胞和以淋巴细胞为主的炎性细胞上。结果表明，乳腺感染金黄色葡萄球菌后，乳腺上皮细胞是病原菌作用的靶标，通过上调表达TLR2识别病原菌，激发先天免疫。

为实现PRPs基因在植物抗逆基因工程中的应用，将大豆中的2个脯氨酸富集蛋白基因GmPRP和SbPRP构建到植物表达载体pRI101上，通过叶盘法转化烟草。共获得GmPRP阳性转基因烟草2株，SbPRP阳性转基因烟草4株。对转基因烟草植株进行高盐、干旱和低温胁迫处理。结果表明，高盐处理后，SbPRP转基因烟草的脯氨酸含量和可溶性糖含量分别显著和极显著高于野生型，丙二醛含量极显著低于野生型。干旱处理对GmPRP和SbPRP转基因烟草脯氨酸含量、可溶性糖含量和丙二醛含量的影响均不明显。低温处理后，GmPRP和SbPRP转基因烟草的脯氨酸含量均极显著高于野生型，丙二醛含量均低于野生型。由此推测SbPRP可以提高转基因烟草的耐盐性和耐寒性，GmPRP可以提高转基因烟草的耐寒性，为后续SbPRP和GmPRP的应用奠定基础。

通过对ssc-miR-486进行靶基因预测及生物信息学分析，以探索其影响猪脂肪沉积的作用机制。首先利用实时荧光定量PCR技术对脂肪沉积能力相差较大的莱芜猪和大白猪皮下脂肪组织中ssc-miR-486表达情况进行比较研究，然后利用miRBase、Ensembl、NCBI等数据库及miRanda、PITA、RNAhybrid、Cytoscape、JASPAR、Promoter Scan等软件对ssc-miR-486进行生物信息学分析，包括保守性分析、转录因子结合位点预测、靶基因预测、GO富集分析和KEGG信号通路富集分析。结果表明，ssc-miR-486在脂肪沉积能力较强的莱芜猪皮下脂肪组织中发生显著上调。生物信息学分析结果发现，miR-486在各物种间非常保守，ssc-miR-486启动子区域有SREBP1、SREBP2等多个转录因子结合位点，获得的229个靶基因显著富集于脂质代谢、脂质生物合成、细胞代谢等生物学过程及类固醇生物合成、磷脂肌醇代谢、PPAR等信号转导通路中。结果表明，ssc-miR-486参与了猪脂肪沉积或脂肪代谢的调控，为今后研究脂肪沉积提供基础理论支撑。

为了探索快中子辐照玉米种子的生物学效应，筛选适宜的中子辐照剂量，以获得基因定位、克隆及其功能分析的突变体材料，采用²⁵²Cf裂变中子源对玉米自交系LY8405和PH6WC种子进行辐照，结果表明，低吸收剂量（0.36~4.19 Gy）的中子辐照玉米干种子后，对自交系LY8405的出苗率有一定的抑制作用，对自交系PH6WC的出苗率有一定的促进作用；2份材料M₁畸变率、变异率、遗传总变异率，随着辐照剂量的增加有逐步升高的趋势，其中辐照剂量为4.19 Gy时对LY8405最为有效，畸变率、变异率、遗传总变异率分别为27.8%，38.9%，66.7%；辐照剂量为2.48 Gy时对PH6WC最为有效，畸变率、变异率、遗传总变异率分别为7.1%，14.3%，21.4%；M₂株高、穗位、叶片数、雄穗分枝数、穗长、穗粗、穗行数、轴粗等主要农艺性状变异随辐照剂量的增加，其变异系数也随之增加。研究表明，不同基因型玉米种子对快中子辐射剂量的敏感性不同，初步认为2.00~4.19 Gy的辐照剂量是玉米²⁵²Cf裂变中子辐照处理的适宜剂量。

SOC1/TM3（Suppressor of overexpression of constans 1/Tomato MADS-box gene 3）是MADS-box家族一员，它能够整合多条开花途径的开花信号，调节植物由营养生长向生殖生长的转变。为了解梅花成花转变过程的分子机理，采用RT-PCR的方法从梅花长蕊绿萼中克隆到3个SOC1的同源基因，分别命名为PmSOC1-1、PmSOC1-2和PmSOC1-3，并采用荧光定量PCR对3个基因的表达模式进行了分析。序列分析表明，3个基因的编码区长度分别为645 bp（PmSOC1-1）、654 bp（PmSOC1-2）和660 bp（PmSOC1-3）；编码的氨基酸长度分别为214，217，219 aa。系统进化结果显示，PmSOC1-1、PmSOC1-2和PmSOC1-3分别与拟南芥SOC1/TM3亚家族中的SOC1、AGL42/71/72和AGL14/19聚为一组。实时荧光定量分析结果表明，3个PmSOC1- like基因均在茎、叶等营养器官中表达量较高，在花、果实和种子等生殖器官中表达量较低；在梅花花芽分化过程中，3个PmSOC1- like基因的表达量整体呈下降趋势，推测PmSOC1-like基因可能在诱导梅花由营养生长向生殖生长转变过程中起重要作用。

采用PCR-SSCP、克隆测序和生物信息学等方法对烟台黑猪SLA-DQA基因多态性进行研究，预测其蛋白质结构并分析其功能特征。结果显示：SLA-DQA基因exon 2、exon 3、exon 4分别检测出4种等位基因，5种基因型、6种等位基因，8种基因型、4种等位基因，7种基因型，包括3种新等位基因。SLA-DQA基因共编码255个氨基酸，编码区共发现32个核苷酸突变和13个氨基酸变异，exon 2多态性最为丰富。蛋白质结构预测结果显示二级结构中无规则卷曲和延伸链比例最高，α螺旋数量多且集中，β折叠最少。功能预测结果显示，SLA-DQA基因蛋白质在能量代谢、结构蛋白和生长因子等方面几率较高。本研究结果可为SLA-DQA基因在猪抗病分子育种中的应用提供理论依据。

为了分析油菜MAP激酶3对各种环境胁迫信号的表达响应，以甘蓝型油菜中双9号为试材，采用同源克隆法克隆了甘蓝型油菜MAP激酶3基因（BnMPK3）的cDNA序列。序列分析表明，BnMPK3编码一条370个氨基酸残基的蛋白序列，这个序列含有1个高度保守的TEY磷酸化位点和一个CD锚定区域，与AtMPK3的序列相似性达到94%。烟草瞬时表达分析显示，BnMPK3是1个细胞核定位蛋白；荧光定量PCR分析显示，BnMPK3在茎以及花和叶组织器官中特异性表达，并且对NaCl溶液、4℃低温、PEG溶液和K₂Cr₂O₇溶液以及甲基茉莉酸（MeJA）和乙烯前体（ACC）等的处理显著上调表达。结果表明，BnMPK3是高盐、低温、干旱、重金属以及JA和ET等各种环境胁迫因子的响应基因，建议BnMPK3可能在调控油菜对各种环境胁迫防御的过程中位于JA和ET相关的信号网络中，数据将为进一步研究BnMPK3在油菜抗逆中的功能及其机制提供理论线索。

为了分析绵羊KAP11-1基因的核苷酸序列变异，采用PCR-SSCP方法和DNA测序技术检测了欧拉羊、甘肃高山细毛羊、滩羊、湖羊和青海细毛羊5个群体（749只个体）KAP11-1基因的单核苷酸多态性，同时分析了等位基因频率、遗传杂合度、有效等位基因数和多态信息含量等群体遗传特征。结果表明，5个绵羊群体的KAP11-1基因中共检测到c.93C/T、c.240G/A、c.285C/G/A和c.331A/G 4个单核苷酸多态位点，且c.331A/G为非同义突变。等位基因A在5个群体中出现的频率最高（87.70%），为优势等位基因，其次为等位基因B（基因频率为11.03%），等位基因C和D的频率最低（分别为0.53%和0.74%）。群体遗传学分析结果表明，滩羊KAP11-1基因的遗传杂合度、有效等位基因数和多态信息含量均高于其余4个群体。KAP11-1基因作为羊毛经济性状的主要候选基因之一，其核苷酸序列的变异导致KAP11-1中相应氨基酸的改变，最终可能会影响羊毛纤维的结构和羊毛主要经济性状。

为了解紫色蓝色籽粒小麦的遗传背景及利用价值，采用聚丙烯酰胺凝胶电泳（PAGE）技术，对9份紫色蓝色小麦品种（系）的麦谷蛋白和醇溶蛋白进行了分析。麦谷蛋白的SDS-PAGE电泳结果显示，9份材料的HMW-GS出现了8种亚基和6种亚基组合类型；Glu-A1位点的主要亚基为1亚基（66.7%），Glu-B1位点主要为7+8亚基（55.6%），优质14+15亚基频率为22.2%，Glu-D1位点，优质亚基5+10的频率为55.6%。主要亚基组合为1/7+8/5+10和Null/7+8/5+10。9份材料的LMW-GS共分离出17条带，其中有7条为共有条带，比例达到41.2%。醇溶蛋白的A-PAGE电泳结果显示，9份材料共分离出20条带，其中共有条带7条（35.0%）；9份材料的LMW-GS和醇溶蛋白遗传多样性较低。聚类分析结果显示，9份材料的遗传距离为0.07~0.37，在遗传距离为0.22水平时，9份材料可分为4类，其中HR-1和NH-1，在0.07的水平上聚为一类。综合农艺性状特征、麦谷蛋白和醇溶蛋白分析，紫色籽粒材料漯珍1号、HR-1和NH-1，具有1和5+10优质亚基，可作为优良亲本在遗传和育种中加以研究利用。

为培育高产优质啤酒大麦提供理论依据，以20对二棱啤酒大麦株高近等基因系为试材，通过测定其农艺性状和产量性状，探讨近等基因系中半矮秆基因uzu对株高、穗长、地上部干质量、单穗粒数、单株粒重和千粒质量等的影响，并进行20个高秆基因系之间、20个矮秆基因系之间的性状差异比较及相关分析。结果表明：除地上部干质量和单穗粒数性状外，高秆基因系（无半矮秆基因uzu）其他性状均显著或极显著高于矮秆基因系（含半矮秆基因uzu），即半矮秆基因对较多的农艺性状和产量性状能够产生降低作用。相关分析表明：20个高秆基因系中，千粒质量之间的差异最为显著，说明千粒质量对于产量的提升潜力较大；株高与穗下节间长度、穗长呈极显著正相关，与产量性状均呈负相关，但无显著相关性。在20个矮秆基因系中，千粒质量同样差异最为显著；株高与其他性状均无显著相关性，但与千粒质量、单穗粒数呈负相关，与单株粒重呈正相关。

为探讨花椒种质资源的遗传多样性和群体结构特征，用SRAP分子标记技术对采自陕西、山西、云南、四川、甘肃5个种源地的269份花椒属样品的遗传多样性进行了研究。结果表明：从120对引物组合中筛选出了16对图谱带型清晰、丰富、重复性好的引物组合；269份花椒属样品用这些引物组合共扩增出169条清晰可重复的条带，其中多态性条带151条，多态性比率为93.8%；通过UPGMA分子系统聚类法，将269份花椒属种质划分为2个类群，即竹叶椒类群和花椒类群；在所研究的5个种源中，陕西花椒的遗传多样性水平最高，陕西和甘肃花椒的遗传距离最小，陕西和云南花椒的遗传距离最大；AMOVA分子变异分析显示，在花椒总的遗传变异中，种源内占74%，而种源间仅占26%；Structure群体遗传结构和UPGMA聚类结果一致，且种源间存在明显的基因交流现象。结果为花椒资源的收集、分类和鉴定工作以及育种工作提供了理论依据。

为了探讨油菜种子中脂肪酸代谢调控的机制，发现有价值的高油基因，为高油育种研究提供基础材料，构建了甘蓝型油菜高/低含油量近等基因系。以高油品系NJ9为基础试材，连续自交2代后，选择农艺性状基本一致、含油量不同的姐妹系30份，进行连续自交和含油量的选择，最终获得9份拟近等基因系材料。以来源于芸薹属DB公共数据库的156对SSR引物对9份拟近等基因系株系材料进行扩增，筛选出32对引物用于近等性分析。基于32对SSR引物PCR扩增结果，经过遗传相似性系数估算以及聚类分析，结果显示，9份拟近等基因系试材遗传相似性系数均为0.85~0.94，其中，YC13-554和YC13-559的遗传相似性系数最大，为0.94，确定其为近等基因系。成熟期农艺性状调查结果，进一步确定YC13-554和YC13-559为高/低含油量近等基因系。结果表明，连续自交和定向选择的方法可用于构建近等基因系，丰富了近等基因系的来源。

为了解黄淮麦区几种高产小麦品种穗光合特性及产量性状，为筛选高光合育种亲本提供依据，以矮抗58、百农418、百农419、豫麦49和周麦18为试材，研究了其穗部光合速率、叶绿素含量、PS Ⅱ最大光化学效率（Fv/Fm）、颖壳横切面结构及产量性状变化规律。结果表明，百农419穗部表现出较强的光合特性。在开花期、花后7 d及花后15 d其光合速率分别比矮抗58高14.12%，42.86%，6.11%，比百农418高2.69%，4.65%，4.50%，比豫麦49高11.45%，12.08%，16.24%，比周麦18高22.92%，6.35%，10.64%；其颖壳叶绿素a含量和总叶绿素含量较高，Chla/Chlb分别比矮抗58高22.47%，20.04%，0.41%，比百农418高5.72%，18.63%，3.21%，比豫麦49高6.14%，25.68%，0.56%，比周麦18高12.35%，21.26%，2.49%，具有较强的光能捕获能力；Fv/Fm在4个测定时期均最高；此外，百农419颖壳细胞组织较厚，维管束数目较多，大维管束的周长与面积较大，具有较强的“流”能力。产量结果显示，百农419的理论产量和实际产量分别高出矮抗58 25.22%和14.05%、高出百农418 17.15%和10.82%、高出豫麦49 23.74%和19.28%、高出周麦18 8.55%和8.57%，差异显著。综合试验结果认为，百农419穗部光合能力较强，产量较高，具有作为绿穗灌浆高光效育种亲本的潜力。

干旱对农业生产影响巨大，开展干旱胁迫对大豆生理及产量影响的研究，将为干旱地区大豆生产提供理论依据。利用塑料整理箱进行了干旱胁迫对大豆光合生理、叶片抗氧化物酶和渗透调节物以及生物量、产量影响的研究，土壤水分为干旱（45%~55%的田间土壤最大持水量）和湿润（80%~100%的田间土壤最大持水量，CK）2个水平，进行了2年的试验研究。结果表明，干旱胁迫使大豆净光合速率、气孔导度、蒸腾速率均明显下降，使水分利用率增加；干旱胁迫对大豆叶片过氧化酶（POD）和超氧化物歧化酶（SOD）含量无显著影响；干旱使大豆叶片丙二醛（MDA）含量、还原糖含量和可溶性总糖含量增加25.00%，47.09%和47.16%。干旱胁迫使大豆株高、节数、茎粗明显下降。干旱使大豆地上部分生物量明显下降，其中2013年下降39.4%，2014年下降69.6%。干旱使大豆籽粒产量明显下降，2013，2014年分别下降46.9%和81.6%。干旱胁迫下，大豆叶片气孔导度显著下降，使CO₂供应受到严重影响，降低叶片净光合速率。干旱胁迫还会使大豆细胞膜结构造成一定的破坏，影响植物正常的光合作用，使大豆光合代谢产物下降。虽然大豆可以通过渗透调节物质来保持细胞的水分，但干旱仍然抑制了植株的正常生长，使大豆生物量和产量下降。

揭示长期施用有机肥及配施氮肥对非石灰性潮土氮素矿化特性的影响，探索其与作物产量间的关系。以始于1978年的莱阳长期定位施肥试验为基础，采用田间原位-离子交换树脂法（ISC-IERB）研究了长期定位施肥对土壤氮素矿化特性的影响，并对其与产量进行了相关分析。结果表明：长期施用有机肥及其配施氮肥可显著提高非石灰性潮土全氮、矿质氮、净氮矿化量、冬小麦或夏玉米吸氮量和产量，且在同一有机肥（氮肥）水平下，均随氮肥（有机肥）投入量的增加呈增加趋势，其中高量有机肥配施高量氮肥（M₂N₂）处理的增加幅度最高，冬小麦、夏玉米产量分别为6 803，11 935 kg/hm²；长期施肥使夏玉米季土壤氮净矿化量、净氮矿化率明显大于冬小麦季，施肥处理（M₁、M₁N₁、M₁N₂、M₂、M₂N₁、M₂N₂）的增幅分别为7.1%-62.7%，16.2%-76.0%；相关分析表明，冬小麦-夏玉米产量与当季冬小麦、夏玉米播前土壤全氮、矿质氮含量、氮净矿化量均存在极显著相关性，但与氮素表观淋失量相关不显著。研究表明，施用有机肥、氮肥是提高土壤供氮潜力、作物产量的有效手段，作物与季节是影响土壤氮素矿化的重要因素。

为了探明肥料类型及施用方式对香稻香气2-乙酰-1-吡咯啉的影响及其生理基础的影响，以大面积推广应用的香稻品种玉香油占为研究材料开展大田试验。试验设置深施肥和常规手撒施肥2种施肥方式处理，施用碳酸氢铵+过磷酸钙+氯化钾处理和复合肥处理2种肥料类型处理，各肥料处理均含有等质量的氮磷钾养分。研究了香稻成熟期籽粒香气2AP的含量，分蘖期、孕穗期、扬花期和成熟期香稻叶片的脯氨酸含量、脯氨酸脱氢酶活性、吡咯啉-5-羧酸合成酶活性、鸟氨酸转氨酶活性和吡咯啉-5-羧酸含量。结果表明，肥料类型、肥料施用方式和两者互作均显著影响香稻籽粒香气2AP含量，其中常规手撒施用碳酸氢铵+过磷酸钙+氯化钾肥料处理利于香稻籽粒积累显著较高的香气2AP含量，达59.86 ng/g；香稻籽粒香气2AP含量和成熟期叶片的吡咯啉-5-羧酸含量呈显著正相关关系（r=0.957 1^*）。该研究可为制定香稻浓香施肥技术提供理论参考依据。

为了探明不同生物炭用量与氮肥配施对烤烟生长及烟叶主要化学成分的影响，以云烟87为试材，通过田间小区试验研究了9种不同的生物炭与氮肥配施比例对烤烟生长及烟叶主要化学成分的影响。结果表明：生物炭与氮肥配施能够调控烤烟的生长，促进烟株的生长发育，加快出叶速度，但施炭量与对烤烟生长的促进作用不呈正相关，当施炭量超过3 750 kg/hm²、施氮量超过112.5 kg/hm²时对烤烟生长的促进作用逐渐下降。生物炭与氮肥配施能够在一定程度上促进根系的发育，提高烤烟干物质积累量。生物炭与氮肥配施能够调节烤后烟叶的总糖与还原糖含量至最适范围内，降低烟叶淀粉含量，提高烟叶钾含量，有利于提高烟叶燃烧性。同时合理配施生物炭与氮肥也能改善烟叶的糖碱比、糖氮比、钾氯比使之趋近于适宜值，但当配施比例较低时即施炭量为3 000 kg/hm²、施氮量为75.0 kg/hm²的配施比例不利于改善烤烟糖氮比以及钾氯比。综合来看，以施炭量3 750 kg/hm²，施氮量112.5 kg/hm²的配施比例适宜，烟株的生长发育较快，烤后烟叶的主要化学成分含量适宜。

为探究籽粒大小与播种深度对玉米出苗及幼苗生长的影响，确定西南丘陵地区夏玉米机播的适宜籽粒大小与播种深度。采用裂区试验设计，以正红505为试验材料，3个籽粒大小为主处理，3个播种深度（2，6，10 cm）为副处理，在大田干旱条件下调查了玉米的出苗率、幼苗素质、产量及产量构成。结果表明，大粒种比小粒种出苗率高，出苗后长势旺，干物质积累量增加，幼苗健壮，抗旱性增强，最终产量更高；浅播（2 cm）利于出苗，刚出苗时以6 cm播深的幼苗长势最好，之后10 cm播深的幼苗生长逐渐旺盛，至五叶期（大、中粒种）-七叶期（小粒种）时超过浅播处理，最终也表现出一定的增产效果。因此，在旱地、旱季玉米生产中，选较大粒播种，适当深播，可以有效地培育壮苗、提高植株抗旱性，达到保产增收的目的。

鉴定比较供体亲本京411和轮回亲本晋麦47及其34个近等基因系材料之间产量和水分利用效率（WUE），同时测定不同生育期的气冠温差（CTD），分析WUE在这些材料之间的变异范围，筛选WUE与轮回亲本显著差异的材料用于QTL定位，同时探索干旱条件下CTD与产量和WUE的关系及其随生育期进程变化的趋势。利用防雨棚和渗漏池开展模拟干旱试验。结果表明，34个近等基因系及其父母本WUE为1.30~1.92 kg/m³，其中9个品系WUE显著低于轮回亲本晋麦47，表明WUE为多基因控制的数量性状，而且存在明显的加性效应。CTD与产量和WUE均呈极显著正相关关系。不同的是，随生育期进程推进，CTD与产量的相关性增强，在灌浆期最高，R²达到0.684 9，而与WUE的相关性减弱，R²在拔节-孕穗期最高，达到0.769 8。研究初步表明，CTD可以作为干旱条件下产量和WUE的鉴定指标。

通过6年的田间定位比较试验，探究了小麦-玉米秸秆还田条件下不同施肥处理对土壤腐殖质含量变化的影响。结果表明：随着秸秆还田年限的增长，胡敏酸（HA）、富里酸（FA）和胡敏素（HM）含量逐渐上升，与对照（CK）比较，3种秸秆还田模式土壤腐殖酸平均增幅为3.84%～62.16%，差异较明显。两季秸秆还田施氮肥（WCN）土壤腐殖质（HA、FA、HM）含量最高，比对照（CK）平均增加98.16%。一季秸秆还田施氮肥（WN）、两季秸秆还田施氮肥（WCN）以及有机肥（M）处理都可以提高土壤水溶性物质（WSS）的含量，两季秸秆还田（WC）处理土壤WSS含量稳定在（0.29±0.11）g/kg水平，两季秸秆还田配施氮肥处理（WCN）相较于对照（CK）增加89.29%。随着还田年限增加，两季秸秆还田施氮肥（WCN）处理HA/FA和PQ值到2014年达到最大，分别为1.08，0.52。说明两季秸秆还田与化肥配施能够提高土壤胡敏酸（HA）、胡敏素（HM）和富里酸（FA）的含量，还能够显著地提高土壤腐殖质腐殖化程度，增加腐殖酸含量并使之稳定增长。

为了研究不同秸秆还田条件对土壤真菌群落的影响，利用连续进行6年的莱阳潮土区长期定位秸秆还田试验与ITS rRNA扩增子测序技术，研究了小麦、玉米秸秆还田条件下，各处理土壤真菌群落的微生物多样性变化。结果表明，施用秸秆和有机肥能够提高土壤真菌群落多样性。秸秆还田后土壤真菌优势种群为子囊菌、接合菌和担子菌。主成分分析表明，各处理间微生物含量存在差异。两季秸秆还田配施氮肥处理能显著增加土壤全氮、有效磷、有效钾、有机碳含量。两季秸秆还田配施氮肥处理的土壤全氮、有效磷、有效钾、有机碳含量与蔗糖酶、脲酶、纤维素酶活性显著高于两季秸秆还田处理，与此同时，两季秸秆还田配施氮肥提高了当季玉米产量。这说明，秸秆还田施用氮肥显著增加土壤养分含量，增强土壤酶活性，有利于土壤真菌群落的多样性和稳定性的提高，改善土壤生态环境，从而促进作物增产。

针对当前高产马铃薯普遍存在水肥资源的大量投入带来了水肥利用率低、养分损失量大等一系列问题，采用田间试验方法，以农民传统灌溉施肥处理CF（沟灌+复合肥1 500 kg/hm²）为对照，研究了膜下滴灌条件下不同施肥处理，即CK（不施肥）、D1（缓释肥1 245 kg/hm²）、D2（复合肥1 500 kg/hm²）和D3（水溶肥675 kg/hm²）对马铃薯生长、品质和养分利用率的影响。结果表明，滴灌条件下施用不同肥料均可促进马铃薯株高、根长、根体积、叶面积指数、叶绿素和植株鲜质量的增加，降低了丙二醛含量和SOD活性。试验同时表明，与传统沟灌施肥比较，膜下滴灌的D1、D2和D3处理促进了马铃薯对土壤养分的吸收与积累，使产量分别增加了18.4%，13.3%，26.0%；淀粉含量分别增加了10.3%，5.5%，15.1%；粗蛋白含量增加了12.9%，8.6%，13.8%；而可溶性糖则分别降低了5.6%，2.4%，15.3%。尤其是采用水肥一体化的D3处理，氮、磷和钾肥的利用率分别提高了22.7%，20.5%，23.5%。从农学利用效率和肥料偏生产力来看，磷肥要高于氮肥和钾肥。因此，马铃薯生产中需重视水肥一体化技术的推广和肥料的科学施用。

为了探明高肥力土壤氮钾配施对烟薯25产量和品质的影响，采用二因素三水平完全随机区组试验设计，分别设3个N处理（0，45，90 kg/hm²）和3个K₂O处理（0，75，150 kg/hm²），共计9个氮钾组合处理，分别于收获期调查甘薯地上部性状，测定块根干鲜质量、Vc、淀粉、蛋白质、蔗糖、葡萄糖、果糖、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn含量。结果表明：高肥力土壤上施用氮肥可增加甘薯蔓长、茎叶鲜质量、T/R值，并提高甘薯块根内蛋白质、葡萄糖和蔗糖的含量，高肥力土壤上施用氮肥情况下，块根干鲜质量、淀粉和果糖含量有所降低。施用钾肥能显著提高块根干鲜质量、薯干率及淀粉和葡萄糖的含量；促进了甘薯对Mg的吸收，降低了甘薯对Ca的吸收。在氮钾互作条件下，甘薯分枝数、结薯数及Vc、蛋白质、蔗糖、葡萄糖、果糖含量与不施肥处理相比均有所提高；鲜薯产量与氮肥、钾肥的施用存在交互作用，即在不施N、施K₂O 150 kg/hm²时，甘薯产量达到最高，较不施肥处理增产10 825.5 kg/hm²，增幅为29.2%。同时在施N 90 kg/hm²、不施K₂O时，甘薯产量最低，较不施肥处理减产1 435.5 kg/hm²，降幅为3.9%。因此，在高肥力土壤，应不施或少施氮肥并配施适量钾肥以期获得鲜食型甘薯的高产优质。

为了给提高耕层肥力、合理利用农业废弃秸秆提供良好的依据，采用腐殖质组成修改法与红外光谱法分析了不同秸秆还田条件下各施肥处理对非石灰性潮土腐殖质含量及结构的变化。以青岛农业大学长期定位秸秆还田试验为基础，设5个试验处理，施氮肥条件下设小麦、玉米秸秆还田（WCN）、一季小麦秸秆还田（WN）2个处理，同时设小麦玉米两季秸秆还田（WC）、对照（CK）、单施有机肥（M）处理。结果表明：随着时间的延续，秸秆还田条件下，2015年各处理土壤中胡敏酸（HA）、富里酸（FA）含量分别平均较2009年提高了117.68%，102.5%。与CK相比，秸秆还田模式各处理土壤腐殖酸总含量（HE）平均增幅21.8%~47.9%，其中腐殖质含量最高为WCN，2015年较CK增长118.8%，较2009年原始土壤增长了183.63%。两季秸秆还田配施化肥处理，能够增加土壤胡敏酸和富里酸的含量，胡富比值增大，增加腐殖酸含量并使之平稳增长。土壤腐殖物质活力从高到低为：WCN > WN > M > WC。两季秸秆还田及配施有机肥，提高了芳香族类、羧基类化合物含量，而多糖类化合物含量减少，可提升土壤腐殖质的活性及芳化程度。两季秸秆还田配施氮肥可提高土壤中有机碳含量，提高土壤地力。

为确定甘薯生产中钾肥最佳分期施用时期，采用田间试验方法，利用水肥一体化技术，研究了不同分期施钾方式及时期对甘薯产量形成、钾素吸收利用和收获后土壤养分变化的影响。2013-2014年设CK、K1（钾肥基施）、K2（1/2钾肥基施+1/2钾肥追施）和K3（钾肥0基施+钾肥全部后期施用）3种不同施钾方式；在K2和K3这2种施钾方式基础上按移栽后75，100，120 d分期施钾的时期各划分3个处理，试验共8个处理，结果表明，从不同施钾方式和时期来看，与钾肥基施相比，75，100 d分期施钾（1/2基施+1/2追施）能增加甘薯100~160 d干质量、氮钾积累量和钾肥利用效率，2013年产量增加13.8%，13.5%，2014年产量增加19.1%，18.6%。甘薯施钾方式采用1/2基施+1/2封垄期追施的方式，施钾时期在移栽后75 d或100 d甘薯对钾肥的吸收量最高。与钾肥全部基施相比，钾肥1/2基施+75 d 1/2追施和1/2基施+100 d 1/2追施处理钾肥生产效率2013年分别提高11.3%，11.5%，2014年分别提高18.6%，19.0%；2013年钾效率分别提高了6.2，6.3个百分点，2014年提高9.4，9.6个百分点；2013年钾肥表观利用率分别提高8.2，6.2个百分点，2014年分别提高9.1，7.7个百分点。滴灌施肥条件下甘薯施钾方式应采用1/2基施+1/2封垄期追施的方式，且施钾时期在移栽后75~100 d为宜。

为了研究不同施肥深度对直播水稻氮素积累与转移及其产量的影响，以天优998和玉香油占为试材，通过设计4个不同的施肥深度，分别为4，8，12，16 cm，依次记为T1、T2、T3、T4，以不施肥为对照（T0），试验采用木箱种植法。结果表明，T2处理水稻拔节期、抽穗期和成熟期叶片及茎鞘氮素积累量、植株氮素积累总量均为最高且显著高于T0和T4处理，氮素积累总量随生育期的推进在成熟期达到最高；T2处理在水稻拔节期、抽穗期和成熟期氮素阶段性积累量最高，且显著高于其他处理，分蘖期至拔节期氮素阶段性积累量在4个生育阶段中最高，2个品种表现一致；T2处理与T0和T1比较还显著增加了水稻灌浆期茎叶氮素表观转移量和氮素表观转移率，T2处理水稻的氮素吸收效率与T1、T3、T4比较，差异达到显著水平；而且，T2和T3处理水稻有效穗数显著高于其他处理，T2处理还提高了水稻结实率以及产量。因此，施肥深度8 cm的处理，不仅能显著提高直播水稻氮素吸收效率，而且还能够增加水稻每穴的有效穗数、结实率以及收获产量，这也说明了T2处理是直播水稻较适宜的施肥深度。

为给滨海盐碱地区土壤培肥及作物高产高效提供一定的理论指导，采用随机区组试验设计，以滨海盐碱地冬小麦-夏玉米轮作模式为例，通过大田试验，研究了氮肥、高效有机肥、改良剂不同配比对小麦、玉米产量及土壤肥力的影响。结果表明，在滨海盐碱地上种植冬小麦施用氮肥、有机肥及土壤改良剂均可提高籽粒产量，且三者增产幅度分别为9.52%~29.52%，2.30%~17.82%，2.19%~11.48%；玉米季施用氮肥、有机肥均可提高玉米产量，增产幅度分别为29.37%~45.74%，1.69%~11.15%，小麦改良剂的后效对玉米也有明显增产效果，增产幅度为3.50%~8.33%。盐碱地施用氮肥、有机肥、改良剂对于提高土壤肥力效果明显，其中O3（N₂O₃A₂）效果最佳，土壤速效氮磷钾含量均最高；施用土壤改良剂能增加土壤有机质含量，且能降低土壤盐碱含量。通过建立施肥效应模型，获得本试验条件下周年小麦玉米总产量最高可达16 770.46 kg/hm²，对应的氮肥、有机肥、改良剂周年施用量分别为763，2 250，3 167 kg/hm²。因此，滨海盐碱地区冬小麦-夏玉米轮作模式施肥应重视氮肥、有机肥及土壤改良剂的配合施用，可获得一定的作物高产。

为进一步推进玉米的减肥增效，以内蒙古西辽河平原主推玉米品种伟科702为供试材料，采用田间试验方法，在0，210，300，390 kg/hm² 4个施氮水平下，研究春玉米干物质积累、转运和氮肥利用率的差异性，以期为该品种确定适宜的施氮水平提供理论参考。结果表明，吐丝期之前，干物质积累量随施氮水平的增加而提高；吐丝期之后干物质积累量施氮300 kg/hm²较施氮390 kg/hm²更大，干物质积累的最大速率也出现在300 kg/hm²施氮水平。从完熟期物质积累的构成来看，茎和苞叶以施氮390 kg/hm²处理最大，而穗轴和籽粒则以施氮300 kg/hm²最大。随施氮水平的提高，同化物转运量、转运速率和对籽粒贡献率总体上呈增加趋势，但不同器官之间存在明显差异。茎、穗转运贡献率随施氮水平的增加呈先升后降的趋势，以300 kg/hm²处理最高；叶转运贡献率随施氮水平的增加而增加，以390 kg/hm²处理最高。籽粒产量、经济系数和氮肥农学利用率均以300 kg/hm²施氮水平最大。在试验地区，300 kg/hm²施氮水平为春玉米伟科702高产栽培适宜的施氮水平。

为了研究触角结合蛋白（Antennal binding proteins，ABPs）的生理功能，利用RT-PCR方法克隆了小菜蛾PxylABP基因，并在大肠杆菌中表达，纯化的重组蛋白通过荧光竞争结合试验测定其与29种化合物的结合特性，并运用AutoDock 4.2进行PxylABP蛋白和化合物的分子对接。结果表明，PxylABP与异硫氰酸丙烯酯、己醛、己烷、2-己酮、吲哚和β-紫罗兰酮结合，解离常数分别为0.91，1.81，1.17，2.71，2.74，14.95 μmol/L；分子对接显示，Tyr100与异硫氰酸丙烯酯形成1个氢键。说明PxylABP参与了小菜蛾识别十字花科蔬菜和虫害诱导的植物挥发物的生理过程。