为了挖掘和鉴定更多的水稻白化转绿突变体用于基因功能的研究。从粳稻品种秀水09的EMS突变体库中发现了一个阶段性温敏白化转绿突变体stgra254，该突变体在28℃恒温条件下，第6片完全展开叶出现白斑，至分蘖盛期融合成片，最终叶片枯萎死亡；在32℃条件下，第6片叶白斑数目及白化程度明显弱于28℃，且3 d后逐渐转绿；而24℃下的叶片表现正常。组织化学分析结果表明，白斑的形成和发展是一个程序性细胞死亡的过程，伴随着H₂O₂的积累。荧光仪分析显示，光系统Ⅱ的最大光能转化效率显著下降。遗传分析表明，该突变体叶色性状受1对隐性核基因控制。利用stgra254与珍汕97杂交得到F₂群体，借助集团分离分析法和SSR分子标记连锁分析，将其定位在4号染色体上的RM17206与RM17277标记之间，遗传距离分别为0.48，5.22 cM。

花器官的发育不仅影响农作物的生产，通过性别决定产生单性花的机制亦是重要的基础理论问题。TASSELSEED2基因是与JA合成有关的调控玉米单性雄花产生的性别决定基因，对一些植物中TS2同源基因的表达分析表明TS2蛋白可能在进化过程中产生了功能歧化。为探究TS2蛋白在进化过程中其功能是否发生了歧化，首先通过生物信息学手段对水稻和玉米的TS2基因进行了比较分析，分子进化分析表明，TS2基因在一些植物中可能并不仅仅局限于抑制雌蕊发育的性别决定功能。因此，猜测两性花植物水稻中的TS2可能具有其他功能。利用蛋白质三维结构预测软件，发现水稻TS2基因编码典型的SDR蛋白，含有保守的GASGIG和YTASK基序，其作用底物可能与玉米TS2蛋白类似。启动子分析表明OsTS2和玉米TS2的激素应答元件存在差别。随后，利用RNA-seq数据进行了OsTS2与玉米TS2的组织器官表达分析，并利用实时荧光定量技术考察外源MeJA喷施处理对OsTS2与玉米TS2基因表达的影响。结果表明，OsTS2主要在花序中表达，经外源MeJA处理后其表达量明显升高；而玉米TS2在雄穗分化关键期的叶片中表达量最高，其表达量基本不受外源MeJA影响。OsTS2与玉米TS2表达方面的差异提示水稻TS2可能具有与玉米TS2不同的功能，为深入了解TS2在两性花植物中的功能提供了线索。

为了挖掘水稻苗期耐冷基因，基于比较转录组分析，参考公共数据库中的基因序列信息设计靶位点，对冷胁迫条件下东乡野生稻苗期下调表达耐冷相关基因BGIOSGA032296进行TALEN基因组编辑技术构建，克隆酶切鉴定和序列比对结果表明，BGIOSGA032296 TALEN敲除植物表达载体1301TALEN-032296构建成功，利用农杆菌介导法将TALEN敲除植物表达载体1301TALEN-032296转入水稻受体品种TP309，获得了17株转基因水稻植株，经潮霉素抗性标记基因和Fok I基因特异引物PCR检测，表明获得的转基因植株皆为携带1301TALEN-032296的阳性植株。该研究为水稻BGIOSGA032296基因后续耐冷表型鉴定奠定了前期基础。

为挖掘花生抗逆境胁迫相关基因，克隆抗逆相关膜联蛋白Annexin基因，以花生品种花育25号为试验材料，从已知抑制消减杂交文库中获得花生膜联蛋白Annexin类似基因片段，通过RACE技术获得Annexin基因5'-RACE片段。对5'-RACE序列和抑制消减杂交文库中已知基因片段进行拼接，设计特异引物通过逆转录-聚合酶链式反应（RT-PCR）扩增得到该基因，命名为AhAnn1。结果表明，AhAnn1全长为1 277 bp，开放阅读框为951 bp。根据编码区预测AhAnn1编码一条316个氨基酸组成的多肽，预测分子量为36.10 kDa，等电点为7.07。预测该基因编码的蛋白含有膜联蛋白Annexin保守结构域，定位于细胞质中。蛋白序列多重比对和系统发育分析表明，花生与大豆、苜蓿、鹰嘴豆等豆科植物中的膜联蛋白相似性最高，亲缘关系最近。荧光实时定量PCR结果显示，AhAnn1在根系和叶片中的表达量随干旱胁迫程度的增加而增加。由此推测AhAnn1是一种干旱胁迫应答基因，在花生逆境调控中发挥作用。结果为进一步研究花生AhAnn1基因的功能和花生抗逆境胁迫相关分子机理提供了理论基础。

促有丝分裂原活化蛋白激酶（MAPK）在植物生长发育及抗逆胁迫过程中发挥重要作用。为了解花生中MAPK基因的情况，利用RNA测序技术对花生耐盐突变体（S2）和对照（S4）进行了转录组分析，筛选出了14个MAPK基因，位于花生野生种基因组A组的6条染色体上。聚类分析表明，花生14个MAPK基因中13个可以聚到已报道的4个亚类中。利用花生S2和S4构建了盐胁迫处理前后的表达谱，根据调整后的P值，筛选出6个MAPK基因在S2和（或）S4受盐胁迫诱导表达，分别属于A（1个）和D亚类（5个）。为花生MAPK基因的功能验证和利用奠定了基础。

为了更好理解大叶落地生根中细胞周期调控的分子机制，利用RACE-PCR技术从大叶落地生根中克隆了1个新的基因KdCDK。该基因编码295个氨基酸残基，分子量为34.12 kDa，等电点为6.15，其开放阅读框长度为888 bp。其蛋白与笋瓜CDK蛋白的同源性最高，属于CDKA类蛋白家族。实时荧光定量PCR分析表明，该蛋白基因在大叶落地生根的根中表达量最高，且受渗透胁迫（甘露醇）的诱导上调表达。从大叶落地生根中克隆出KdCDK基因，为将来该基因的功能研究打下了基础。

DEAD-box解旋酶21（DExD-box helicase 21，DDX21）是含DEAD-box的RNA解旋酶家族成员之一，不仅参与RNA的合成和加工过程，同时还参与机体的天然免疫应答，调控病毒的复制。为了研究猪DDX21基因的结构和功能，以猪肾传代细胞（PK-15）总cDNA为模板，根据GenBank公布的预测序列（XM_005657387.2）设计引物扩增猪源DDX21基因，并采用分子生物学软件将其编码的氨基酸序列进行生物信息学分析。结果显示，首次成功克隆了猪DDX21基因的cDNA序列（GenBank登录号为KX396051），其开放读码框全长为2 355 bp，编码784个氨基酸；与牛、斑马鱼、人、小鼠、大鼠和非洲爪蟾的氨基酸序列同源性分别为91.7%，57.5%，88.0%，82.3%，83.8%和48.9%；该基因编码的蛋白结构域和人、牛、小鼠、大鼠一样，其C端都具有保守的GUCT结构域；系统进化树分析表明猪DDX21与牛DDX21的亲缘关系最近。进一步构建原核表达质粒pET28a-DDX21，经测序鉴定正确后，将其转化感受态细胞BL21（DE3），对DDX21基因进行原核表达。经SDS-PAGE分析显示重组菌可表达分子量约为90 kDa的融合蛋白，与预期相符；在IPTG诱导浓度一定的条件下，重组菌的最佳诱导时间为5 h。猪DDX21基因的克隆和原核表达，为进一步研究DDX21蛋白的结构和生物学功能奠定了基础。

为探究脂酰辅酶A脱氢酶对脂肪酸β氧化的调控机制，使用RT-PCR在鲤鱼肝脏克隆了脂酰辅酶A脱氢酶家族中的MCAD和LCAD全长cDNA序列，阅读框分别为1 275，1 326 bp，编码424，441个氨基酸，分析表明他们均具备ACADs家族的特征序列：FAD结合位点、底物结合位点、催化位点等，与斑马鱼MCAD和LCAD的一致性分别为93.16%和94.56%。实时定量RT-PCR结果表明，MCAD和LCAD主要在肝脏和心脏表达；不同脂肪源对MCAD的表达没有明显影响，但鱼油对LCAD的表达有明显的刺激作用。此外，构建了原核表达载体MCADs-pEASY（E2）和LCADs-pEASY（E2），经IPTG诱导获得了原核表达蛋白，分子量分别为43.0，43.6 kDa。经检测这2个蛋白在370，450 nm处有明显的吸收峰，表明他们能自然结合FAD辅基。吩嗪硫酸甲酯反应法结果表明：MCAD和LCAD酶活性最适温度均为28℃，酶活分别为9.12，10.29 U/g。结果表明，与哺乳动物类似，鲤鱼MCAD和LCAD在肝脏和心脏表达量高；高不饱和脂肪酸对LCAD的表达有促进作用。

花分生组织决定基因APETALA2（AP2）属于植物ABCDE模型基因，在花器官发育过程中起着重要的调控作用。为进一步了解芍药AP2基因的生物学功能，利用RACE扩增和测序技术克隆plAP2基因序列，利用生物信息学在线程序对其序列特征、蛋白结构及功能、亚细胞定位进行预测，并利用MEGA 5.0构建不同植物AP2分子进化树，最后利用qPCR检测其在内外花瓣中的差异表达情况。结果显示，克隆获得芍药AP2基因（plAP2） cDNA序列全长1 935 bp，其ORF全长为1 578 bp，编码525个氨基酸。蛋白结构与功能分析表明，plAP2蛋白为亲水性不稳定蛋白，无跨膜结构和信号肽，表明为非分泌蛋白；核定位信号位于氨基酸序列139-147（KKSRRGPRS）；二级结构包括α-螺旋（24%）、β-折叠（19%）、β-转角（28%）和无规则卷曲（28%）；plAP2蛋白存在8个糖基化位点和64个磷酸化位点，plAP2蛋白包含2个相同的保守结构域：AP2/（Ethylene-Responsive factors，ERF）（151-213aa和243-306aa）。亚细胞定位主要在细胞质（45.0%）中，少量分布于微体、线粒体基质间隙和溶酶体；进化树分析表明，芍药AP2基因与牡丹高度同源且亲缘关系最近；qPCR检测显示外瓣AP2表达量均极显著高于内瓣（P<0.01）。克隆出芍药AP2全长cDNA序列，系统地揭示了plAP2蛋白基本结构、功能位点区域、细胞定位以及组织表达情况，为今后深入研究plAP2基因功能提供基础素材和理论参考。

为了研究"ABC"模型的B类PI基因，探究决定花瓣和雄蕊形成的基因特征。采用CTAB法提取萼脊兰花瓣总RNA，并通过RT-PCR法克隆萼脊兰PI基因的编码序列，该序列长度为633 bp，编码210个氨基酸，与小兰屿蝴蝶兰的氨基酸相似性最高。对PI所表达蛋白质的结构、亲水性和二级结构进行了分析，结果显示，该基因包含MADS-box和K-box保守结构域，属于MADS-box基因家族；该蛋白分子属于亲水性蛋白，包含56.19%α螺旋、13.81%的延伸链以及30%的不规则折叠，实时荧光定量PCR结果显示，PI基因主要在花器官中表达，且表达量高，说明PI基因的表达具有组织特异性。构建植物表达载体的结果显示，目的基因和带启动子的片段已插入到表达载体pCAMBIA1301中，表明成功构建植物表达载体1301-PI，为最终获得新奇花型的萼脊兰奠定基础。

基于微滴式数字PCR（Droplet digital PCR，ddPCR）平台，以转基因玉米为例，建立了转基因作物（Genetically modified crops，GM crops）外源基因拷贝数分析方法，对待测样品进行了快速鉴定，并从T₀转基因玉米株系中鉴定出多个单拷贝单株。对该方法与实时荧光定量PCR（Quantitative real-time PCR，qRT-PCR）方法在分析结果的准确性方面进行了比较，从试验数据可以看出，2种检测方法的结果比较一致，单拷贝检测结果高度一致；但是ddPCR试验操作更加简便，试验结果可重复性强，试验数据更加准确可靠。研究表明，ddPCR方法是一种更加便捷、快速和准确的外源基因拷贝数分析新方法，基于其在准确性和灵敏度方面的显著优势，将会在转基因作物的外源基因拷贝数分析中得到广泛的应用。

传统水稻育种技术最主要瓶颈是选择效率低和周期长。为了提高水稻优异材料选育和杂交稻组配效率，创新水稻分子育种策略，利用分子标记辅助选择多基因聚合和早世代杂交组配，展开水稻恢复系分子改良和杂交新组合的调查评价。供体亲本H318与恢复系亲本华占进行杂交，通过选择和设计关键有利基因的分子标记，利用毛细管电泳基因分型技术，将Wx^b、fgr、Xa23、Pi2、Pi46以及Pita6个稻米品质、香味、抗白叶枯病和抗稻瘟病相关功能基因进行聚合利用。通过多世代的田间生物学性状调查，米质、抗性等表型鉴定，获得14份以恢复系华占为遗传背景，目标基因纯合的优质、双抗和香型稳定的水稻株系。依据材料稳定遗传特性，将改良后代株系与生产应用的不育系进行测配和组合的调查评价，筛选获得潜在优良杂交稻。在育种进程中采用"多基因聚合-早世代组配"策略，实现多个有利基因快速聚合，定向改良稻米品质和抗病性等关键性状，并且促进杂交水稻组合的高效选育。

为了明确StSNF1在玉米大斑病菌基因组中的位置，解析该基因编码蛋白的结构特征，探究该基因在侵染寄主的不同时期、分生孢子萌发侵染过程中以及不同碳源培养下的表达情况。结果表明，该基因ID号为008026214，全长3 046 bp，位于scaffold_17负链的97 793-100 838位置。StSNF1与玉米圆斑病菌SNF1同源关系较近，由877个氨基酸残基编码而成。StSNF1蛋白具有氮端的蛋白激酶结构域、氮端的碳代谢产物去阻遏蛋白激酶结构域和碳端的激酶相关结构域。在蛋白激酶结构域内，具有ATP结合位点和丝氨酸/苏氨酸活性位点。Real-time PCR结果表明，StSNF1在侵染后期高表达，72 h表达量最高；StSNF1在分生孢子萌发24 h时（即侵入丝形成时期）表达量最高；StSNF1在蔗糖为单一碳源的培养基中表达量最高，果胶培养基次之。综上所述，StSNF1与侵染寄主和碳源利用密切相关，在侵染后期发挥作用，利用寄主细胞内的非发酵型碳源进行次级侵染。

为研究草地贪夜蛾对饥饿诱导自噬的响应。从草地贪夜蛾EST数据库中筛选到一段核苷酸序列，设计特异性引物，RT-PCR技术从草地贪夜蛾Sf9细胞中扩增该核苷酸序列，经过生物信息学分析该序列与昆虫自噬相关基因ATG8同源性最高，命名为SfATG8基因，并构建了pIEX-4-mCherry-EGFP-SfATG8载体转染Sf9细胞。Sf9细胞经饥饿（PBS）诱导4 h后，Lyso-Tracker染色、Western Blotting、共聚焦显微镜检测细胞对自噬的响应程度。结果表明，经饥饿（PBS）诱导4 h的Sf9细胞中出现SfAtg8-PE的表达，共聚焦显微镜检测到Sf9细胞膜上的自噬小体。以上证据证实饥饿（PBS）能诱导Sf9细胞发生自噬，为深入研究Sf9细胞对自噬的响应奠定了基础。

为完善玉米/大豆间作的播期衔接技术，在西南地区寻求合适的玉米、大豆播期。试验在田间采用二因素裂区设计，以玉米/大豆间作模式下3个玉米播期：早播（A1：5月15日）、中播（A2：5月30日）、晚播（A3：6月14日）与3个大豆播期：早播（B1：5月30日）、中播（B2：6月14日）、晚播（B3：6月29日）为对象，研究不同玉米、大豆播期对大豆的干物质积累、器官分配比率及产量的影响。结果表明：大豆开花后作物生长率、单株干物质积累量、荚果分配率和产量均在玉米中播时最高，开花后作物生长率较玉米晚播时高出33.2%；在R4、R6生育时期，单株干物质积累量和大豆荚果分配比率分别比玉米晚播时高32.4%，17.9%和26.3%，23.9%；大豆产量较玉米晚播时高75.7%。玉米中播时衔接不同播期的大豆，其单株干物质积累量、荚果分配比率和产量均在大豆早播时最高，在R4、R6生育时期，大豆单株干物质积累量与荚果分配比率比大豆晚播时分别高195.4%，58.5%和33.9%，26.7%；大豆产量较大豆晚播时高出128.7%。在玉米/大豆间作下，玉米中播（5月30日）间作大豆早播（5月30日），即玉米大豆同时播种时，可提高大豆开花后作物生长率，增加单株干物质累积量、籽粒分配率和产量。

为探明土壤结构改良与保墒耕作措施对小麦、玉米周年水分利用的作用机制。采用田间试验，研究了常规耕作、秸秆还田、保水剂、有机肥、免耕、深松、深松+秸秆覆盖等措施对小麦、玉米生长过程中的耗水特征、光合特征及周年水分利用的影响。结果表明：深松+秸秆覆盖在小麦生育期内储水量较高。从小麦播种-返青期，深松+秸秆覆盖处理的耗水量最低。而在返青-拔节期，该处理最大，而其在孕穗-抽穗期的耗水量却最低。在拔节-孕穗期，保水剂处理的耗水量最大，而在抽穗-灌浆期，其耗水量最小。在灌浆-收获期，秸秆还田和保水剂处理的耗水量较其他处理低。在玉米整个生育期内，保水剂和免耕处理的耗水量较其他处理低。不同措施改善了小麦和玉米的光合生理特征，促进了小麦、玉米产量和水分利用率的提高。各处理中，以免耕处理的小麦产量和水分生产效率最高，分布较常规耕作提高了18.3%和20.0%。以秸秆还田处理的玉米产量和水分生产效率最高，分别较常规耕作提高了21.6%和23.8%。而深松处理的小麦-玉米复合产量最高，其次为免耕处理，其分别较常规耕作处理增产14.9%和14.3%。而深松+秸秆覆盖处理和免耕处理的总水分生产效率较其他处理高，分别较常规耕作处理提高了18.5%和18.1%。说明深松和原耕处理更利于小麦、玉米周年节水增产。

为探明在9.0万株/hm²高密度种植条件下旱地春玉米最佳的株行距配置，采用随机区组设计，12个处理（DH1.等行距40.0 cm，DH2.等行距50.0 cm，DH3.等行距60.0 cm，DH4.等行距70.0 cm，DH5.等行距80.0 cm，DH6.等行距90.0 cm，KH1.宽窄行（53.3 cm+26.7 cm），KH2.宽窄行（66.7 cm+33.3 cm），KH3.宽窄行（80.0 cm+40.0 cm），KH4.宽窄行（93.3 cm+46.7 cm），KH5.宽窄行（106.7 cm+53.3 cm），KH6.宽窄行（120.0 cm+60.0 cm））。3次重复，研究了行距配置对郑单958在旱地春播情况下产量和群体光合特性的影响。结果表明，随着行距的缩小，穗位叶SPAD值、穗位叶净光合速率、叶面积指数（LAI）、PAR截获率、单株干物质积累量、籽粒产量均提高；其中，50.0 cm+50.0 cm和66.7 cm+33.3 cm配置2年平均籽粒产量较90.0 cm+90.0 cm和120.0 cm+60.0 cm配置的平均产量提高24.3%，除2013年DH6处理产量显著高于KH6处理外，其余等行距处理和宽窄行处理之间产量无显著性差异。高密度条件下山西省春玉米最佳行距配置为50.0 cm+50.0 cm和66.7 cm+33.3 cm。

为了揭示干旱胁迫下外源油菜素内酯对玉米幼苗光合作用的保护机制，采用溶液培养的方法，以驻玉309为试验材料，研究外源油菜素内酯（BR）预处理及20% PEG-6000模拟干旱胁迫后玉米幼苗的生长参数、叶绿素含量、光合参数、叶绿素荧光参数及D1蛋白含量的变化。结果表明，与干旱胁迫处理（PEG）相比，BR+PEG处理的玉米苗株高增加45.87%，根长增加20.56%，总干物质积累增加8.01%，叶片相对含水量提高4.50%，叶绿素a含量增加26.32%，光合参数（Pn、Gs、Ci、Tr）分别提高9.57%，38.23%，30.19%，28.12%，光合系统Ⅱ（Φ^PSⅡ）活性提高了20.48%，最大光化学效率提高了0.66%，光合系统Ⅱ绝对电子传递速率（ETR（Ⅱ）和相对电子传递速率rETR（Ⅱ））分别提高20.40%和31.02%；D1蛋白含量增加37.34%（P <0.05）。说明在干旱胁迫条件下叶片喷施BR可以改善玉米幼苗的生长发育，减缓光合系统的损伤，促进D1蛋白质的稳定，从而提高玉米幼苗对干旱胁迫的适应性。

为研究乙酰化葡萄糖（Ac-G）对碱胁迫下小麦幼苗生长的影响，揭示其对碱胁迫下小麦幼苗生长的影响机制，以小麦品种山农129为材料，设置7个处理：W（蒸馏水）、CK（碱胁迫液）、T1（碱胁迫液+1 mmol/L Ac-G）、T2（碱胁迫液+2 mmol/L Ac-G）、T3（碱胁迫液+3 mmol/L Ac-G）、T4（碱胁迫液+4 mmol/L Ac-G）、T5（碱胁迫液+5 mmol/L Ac-G），测定了小麦幼苗的生理生态指标。结果表明，缓解胁迫的最适剂量为4 mmol/L乙酰化葡萄糖，碱胁迫液的pH值可降至7.44；随着乙酰葡萄糖剂量的增加，小麦幼苗株高、根长、根冠比、幼苗生物量、叶绿素a含量和叶绿素a/b呈现先增加后减小的变化趋势，在T4处理时达到最大值；随着乙酰化葡萄糖剂量的增加，幼苗叶片可溶性蛋白和可溶性糖的含量逐渐增加，最后趋于稳定；叶片中SOD和POD活性逐渐增强；在T4处理下，幼苗叶片的丙二醛含量和电导率达最小值。结果可为今后盐碱地改良提供重要的理论依据。

为了探讨天津地区饲用小黑麦最佳收获模式，在小黑麦返青后采用裂区试验设计，对不同刈割时期和留茬高度下小黑麦的生物产量和营养成分进行测定，结果表明：1随着留茬高度的增加，小黑麦年总干物质产量、干物质含量以及干物质中中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量呈下降趋势，干物质中粗蛋白、总糖、可溶性糖和淀粉含量则呈上升趋势；2随着刈割时期的延长，小黑麦干物质含量、干物质中中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、总糖和淀粉含量呈增加趋势，年总干物质产量和可溶性糖含量呈先增（乳熟中期最高）后减的趋势，而粗蛋白含量呈下降趋势；根据隶属函数法对小黑麦的综合利用方式进行评价，优选乳熟中期10.0 cm刈割制作青贮，其次为拔节期10.0 cm刈割制作优质小黑麦干草或青饲。

为了培育具有抗病虫优良性状的棉花新品种，并对棉花多茸毛基因进行定位克隆，从棉花三元杂种后代中选育了绿叶无茸毛和绿叶多茸毛近等基因系。以该近等基因系为供试材料，测定了具有不同茸毛性状的棉株间光合速率、叶绿素含量、苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性以及单宁含量的变化，通过光合生理与相关生化指标测定相结合，初步探讨棉花不同茸毛性状近等基因系材料间生理生化特性的差异，为今后选育具有优良性状的棉花新品种提供依据。结果表明，无茸毛与多茸毛棉花近等基因系的叶绿素a、b及总量的动态变化趋势基本一致，蕾期较高，花期、铃期降低；净光合速率变化趋势一致，二者均呈先上升后下降再上升的趋势，在铃期达到了顶峰。因此，光合速率与叶绿素含量变化趋势在近等基因系材料间差异不明显。无茸毛和多茸毛棉花纤维和种皮单宁含量变化具有相同的趋势，均为先升高再降低，纤维中的PAL活性多茸毛棉株逐渐下降，无茸毛棉株下降后再升高，而种皮中PAL活性上升至最高值后保值不变。PAL活性与单宁含量在材料间差异较大，绿叶多茸毛棉株高于绿叶无茸毛棉株。表明PAL活性和单宁含量与茸毛性状存在一定的相关关系。

为探讨新疆地区膜下滴灌条件下花生栽培模式，于2015年以高产油用大花生新品种花育36号为试材，利用田间试验与室内分析相结合的方法，研究花前揭膜（UPF）和全生育期覆膜（MPF）2种种植方式对花生生长发育、各器官干物质积累动态变化和荚果产量的影响。结果表明，在UPF和MPF 2种方式下，花育36号的农艺性状、各器官干、鲜质量动态变化以及荚果产量间均存在不显著差异。与MPF种植方式相比，UPF方式有利于增加花生主茎高、侧枝长、分枝数、主茎绿叶数和主茎节数等。同时，UPF前期根茎叶和荚果的鲜质量以及根茎叶各器官的干质量均大于MPF，但荚果的干质量小于MPF，UPF下的荚果减产871.3 kg/hm²，减产率为8.1%。在综合考虑环境保护和花生种植效益的前提下，UPF种植方式是可行的，采用该种植方式不但能够较好的利用地膜前期的正向效应，而且大大提高了残膜回收率并增加花生秸秆的附加值。

为明确花生根系生长是否存在冗余，探讨花生根系生长的适宜土壤深度，为花生高产栽培提供理论依据。采用尼龙网袋限根栽培的方法，研究了土壤深度对花生根系生长及干物质积累变化的影响。结果表明，根系长度、表面积、体积、根干质量和茎叶干质量均随着土壤深度的增加而逐渐增大，并随着生育进程的推进差异越来越大。但当限根深度超过60 cm，再增加土壤深度后增加幅度变小。在生育前期各土壤深度之间根冠比差异不显著，在生育后期随着土壤深度的增加根冠比增大。荚果干质量随着土壤深度的加深而逐渐增大，到限根深度60 cm处理时荚果干质量最大，之后再增加土壤深度荚果干质量反而降低。说明土壤深度过浅限制了花生根系、地上部和荚果生长，产量降低；土壤深度过深导致生长冗余，产量反而降低；适宜的土壤深度能够保持合理的根系大小，协调好营养生长和生殖生长的关系，促进荚果生长，而提高产量。

为探讨生态环境是否对花生种子黄酮及多酚产生影响，及两者变化与初生代谢物脂肪和总糖含量变化的相关性，选用全国广泛栽培的、种子黄酮及多酚含量具有极显著差异的花生品种16个，在多个试验点进行2年种植，鉴定种子总黄酮、总多酚、脂肪和总糖含量，结果表明，基因型效应显著影响花生种子黄酮及多酚含量，濮花23号为高TFC品种，豫花9327为高TPC品种。生态环境对花生种子黄酮及多酚含量具有极显著效应，合肥试验点为适于黄酮和多酚形成的种植区。此外，黄酮及多酚二次生代谢物与脂肪、可溶性蛋白和总糖等初生代谢物在地域间变化趋势年纪间不一致。

为了研究基质还田对大田土壤和辣椒生长生产的影响，以日光温室连续栽培蔬菜6年的废弃基质还施露地种植辣椒，测定了不同施用量（0，45，90，135 m³/hm²）的土壤理化性质及辣椒生理特性和产量。结果表明：基质还田能够减少土壤pH变化，减小土壤容重、略微增加土壤孔隙度、保持土壤气水比，改善了土壤的理化性状，促进辣椒植株的生长且利于其干物质积累，其中株高、茎粗及干物质积累量均以T2最好。提升了辣椒叶片光合荧光的表现，T2的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、FV/FM、Φ_PSⅡ均为最高，T1的Qp最高，NPQ为T3最低。提高了辣椒果实的品质及产量，T2产量达67.04 t/hm²，可溶性糖含量以T2最高，为2.21%，Vc含量T3最高，为1.97 mg/g，T1的可溶性蛋白含量最高、硝酸盐含量最低，分别为2.07，204.93 mg/kg。而与此同时，较大的还田施用量（135 m³/hm²）在辣椒生长的中前期造成了一定的毒害现象，在生育后期此现象消失，最终各项指标全面优于未还田处理。废弃基质露地还田这样的重复利用方式切实有效，（在种植同科作物的情况下）还田施用量宜选择90 m³/hm²。

为了研究高温条件下，加富不同浓度CO₂对光合作用及叶片衰老的影响。以温室嫁接黄瓜为试材，研究了高温、加富不同浓度CO₂条件下黄瓜叶片的生长量、净光合速率及SPAD值的变化及功能叶和老叶中淀粉、可溶性糖和丙二醛（MDA）含量的变化，结果表明：与对照相比高温与不同浓度CO₂耦合，在处理7~19 d均提高了黄瓜叶片的净光合速率及SPAD值，但高温+高浓度CO₂处理，在试验开始13 d达到最大值后下降；高温+中浓度CO₂处理的黄瓜叶片的净光合速率及SPAD值，在叶片生育期10~19 d均显著高于对照、高温+低浓度CO₂以及高温处理。高温+高浓度CO₂处理的老叶与功能叶相比，淀粉含量显著上升，可溶性糖含量显著下降；而高温+中低浓度CO₂处理的老叶与功能叶的淀粉及可溶性糖含量并未出现明显变化。高温+高浓度CO₂处理的老叶丙二醛含量较功能叶显著增加，且老叶中丙二醛含量显著高于对照、高温+中低浓度CO₂及高温+低浓度CO₂处理。说明高温条件，加富高浓度CO₂能够快速促进光合作用增加，但会加速叶片老化，加富中浓度CO₂和低浓度CO₂能够促进光合作用持续增加，延缓叶片老化。

为探明不同供氮形态对烤烟烘烤特性的影响。采用大田试验方法，以烤烟品种K326为试验材料，设置5个不同供氮形态的处理，即N1（100%硝态氮）、N2（30%氨态氮+70%硝态氮）、N3（50%氨态氮+50%硝态氮）、N4（70%氨态氮+30%硝态氮）、N5（100%氨态氮），研究烘烤过程中不同处理的烟叶水分、叶绿素、多酚氧化酶、丙二醛等指标变化规律，比较烤后烟叶经济性状。结果表明：在施氮量为165 kg/hm²条件下，不同供氮形态对烤烟烘烤特性有不同影响。其中，30%氨态氮+70%硝态氮处理的烟叶在烘烤过程中各阶段失水速率接近其72 h内失水速率的平均值，烟叶失水均衡性好；其叶绿素降解速率与失水速率协调同步，有良好的变黄特性；同时，烟叶多酚氧化酶活性最低，丙二醛积累少且缓慢，膜脂过氧化水平最低，烟叶耐烤性好。此外，30%氨态氮+70%硝态氮处理的中上等烟比例和产值最高。可见，在粤北烟区，采用30%氨态氮+70%硝态氮的供氮形态可以获得优良的烟叶烘烤特性和烟叶质量。

为研究内蒙古燕山丘陵区不同水肥管理条件对春玉米籽粒灌浆特性、氮素利用和产量的影响。以京单128为供试品种，采用不施氮（N0）、农民常规施氮+漫灌（CK）、农民常规施氮+膜下滴灌（DI）、膜下滴灌水肥一体化施氮（WF） 4种水肥管理方式，并对其进行了对比研究。连续2年试验结果表明，在籽粒灌浆特性方面，WF处理表现最优，能有效延长灌浆期、提高灌浆速率，持续灌浆期较对照平均延长4.4 d，平均灌浆速率提高19.5%，且灌浆速率、灌浆时间均与籽粒产量呈显著正相关；在氮素利用方面，氮肥利用率、氮肥偏生产力、氮肥农学效率以及氮肥生理利用率均以WF处理最高、DI处理次之、CK处理最低，其中WF处理氮肥利用率最高达到了60.8%，平均值较对照处理（CK）提高了33.4个百分点；在产量方面，各处理表现为：WF > DI > CK > N0，WF处理较对照平均增产47.1%。综合分析，膜下滴灌水肥一体化施氮（WF）模式较适宜在该地区应用推广。

为探明不同小麦品种对水分条件的响应，以矮抗58和周麦18为材料，在通许县开展了壤质潮土测墒灌溉与氮肥运筹配合对小麦水分利用的影响研究。结果表明，小麦分蘖-返青期（11月15日-2月15日）耗水比例较低，其中重度胁迫和充分灌溉处理矮抗58高于周麦18，轻度胁迫处理则低于周麦18；返青-抽穗期（2月15日-4月15日）耗水明显增加，矮抗58高于周麦18；抽穗-成熟期（4月15日-6月10日）品种间差别较小。矮抗58总体耗水量较周麦18略高，轻度胁迫有利于降低耗水量，其中矮抗58轻度胁迫处理与充分灌溉处理相比耗水量减少18.89~104.45 mm，周麦18则减少10.57~53.22 mm，但周麦18拔节+灌浆和返青-拔节+扬花2次追肥两处理分别增加11.26，30.45 mm。矮抗58的水分利用效率，除了重度胁迫返青-拔节+扬花2次追肥处理和充分灌溉不追肥处理外，均高于周麦18，重度胁迫时提高0.49~3.08 kg/（mm·hm²），充分灌溉时提高0.23~2.82 kg/（mm·hm²），轻度胁迫时提高1.26~3.27 kg/（mm·hm²）。矮抗58以扬花-灌浆1次追肥和拔节期+灌浆期2次追肥效果较好；周麦18则以返青-拔节+扬花2次追肥和返青-拔节1次追肥效果较好。说明不同小麦品种间控水时间和施肥时间有一定的差异。

为给玉米高产高效栽培提供科学依据，在大田试验条件下，选用郑单958和先玉335为材料，在每个品种下设置2个种植密度（6.75，8.25万株/hm²）和4个施氮水平（0，180，240，300 kg/hm²），研究了种植密度和施氮水平下2个高产玉米品种籽粒产量和氮素吸收利用特性。结果表明：在相同密度水平下，2个玉米品种籽粒产量、氮素积累量和蛋白质产量均随施氮量增加总体呈现增加趋势，氮素利用效率则降低；在相同施氮水平下，2个玉米品种籽粒产量、氮素积累量和蛋白质产量均随密度的增加总体呈现增加趋势，氮素利用效率则降低。在不同密氮组合下，先玉335的籽粒产量、氮素积累量、蛋白质产量及氮素利用效率均高于郑单958。本研究条件下，2个玉米品种在密度为8.25万株/hm²，施氮量为240 kg/hm²组合下，均可以同步协调实现籽粒产量、蛋白质产量和氮素利用效率的协调统一。

为探讨施肥对土壤有机氮及其组分含量的影响，通过8年田间定位试验，研究了长期不同施肥制度下褐土有机氮及其组分的变化规律。结果表明，与试前比较，不施肥主要消耗氨基酸氮和铵态氮，土壤酸解性总氮及氨基酸态氮、铵态氮、氨基糖态氮含量均显著减少，进而造成全氮含量下降。单施常量NPK化肥处理土壤全氮、酸解性总氮和氨基酸态氮出现下降趋势，氨基糖态氮含量显著降低，铵态氮含量则呈增加态势；增量NPK化肥处理主要通过提高铵态氮含量使酸解性总氮和土壤全氮略有盈余；有机肥（物）料配施常量NPK化肥各处理则表现为酸不溶性氮含量降低，并通过有效增加氨基酸态氮、铵态氮和氨基糖态氮含量进而使土壤酸解性总氮及全氮含量显著提高，增强土壤氮素供应水平。有机氮积累过程中，化肥氮主要进入土壤铵态氮和氨基酸态氮库，而有机肥（物）料氮则主要进入土壤氨基酸态氮库。

为探明华北地区山前平原水肥一体化条件下小麦合理的氮肥运筹。于2013-2015年2个小麦生长季，设置4个滴灌施氮量（N0-不施氮、N1-120 kg/hm²、N2-240 kg/hm²、N3-360 kg/hm²）处理，研究滴灌水肥一体化下施氮量对小麦氮素吸收积累和土壤硝态氮含量的影响。结果表明：施氮量N1、N2和N3处理的小麦干物重及产量较处理N0显著增加，N1、N2和N3处理间无显著差异；施氮量对小麦茎秆的氮含量影响较大，但对籽粒氮含量的影响差异不显著；处理N3的小麦总吸氮量分别显著高于处理N0、N1和N2，但处理N1和N2之间无显著差异；氮肥收获指数以N2处理最高，氮肥当季回收利用率、氮肥农学效率、氮肥生产效率和氮肥利用效率均表现出随施氮量增加而降低的趋势；施氮量超过240 kg/hm²，土壤硝态氮含量增加，且随种植年限的延长更加明显。采用一元二次方程拟合，获得小麦最高产量的施氮量为238.46~250.78 kg/hm²，经济施氮量为174.28~207.18 kg/hm²。综合考虑经济效益和生态效益，该条件下小麦滴灌经济施氮量以174~207 kg/hm²为宜。

为了掌握甜荞麦适宜施氮量，研究不同供氮水平对甜荞麦干物质和养分积累及分配影响的规律。采用田间小区试验的方法，设置5个氮素水平N₀、N₁、N₂、N₃和N₄（0，30，60，90，120 kg/hm²），研究了甜荞麦不同器官干物质和养分积累量及分配比例的变化。结果表明，甜荞麦干物质积累总量随着施氮量的增加呈先增后降的趋势，N₂处理干物质积累总量最大，但N₃处理籽粒中干物质积累量和分配比例最大。荞麦籽粒氮、磷和钾含量随着氮肥用量的增加先增后降，N₃处理籽粒中氮、磷、钾养分含量最大；增加施氮量可提高氮、磷和钾在籽粒中的分配比例，但会降低它们在茎和叶中的分配比例。甜荞麦生产100 kg籽粒平均需吸收N 7.09 kg、P₂O₅ 4.15 kg、K₂O 8.74 kg，养分比例为1：0.59：1.24，养分生产效率随着氮肥用量的增加先增后降，N₃处理的氮磷钾养分生产效率均达最高。随着氮肥用量的增加，氮磷干物质生产效率先增后降而后又上升，钾的干物质生产效率逐渐上升，N₄处理的氮磷钾干物质生产效率均达最高。综合考虑干物质和养分积累及分配因素，施氮量90 kg/hm²为甜荞麦适宜氮肥用量。

利用大田试验研究了有机肥C/N优化及钾肥运筹对烤烟钾吸收及香气品质的影响。采用裂区试验设计，主处理为利用猪厩肥与腐熟花生饼肥混合配制不同碳氮比（m：m）的有机肥，设3个C水平，C1：饼肥420 kg/hm²，猪厩肥2 250 kg/hm²；C2：饼肥300 kg/hm²，猪厩肥3 750 kg/hm²；C3：180 kg/hm²，5 250 kg/hm²；副处理为3个K（K₂O）水平，K_低：120 kg/hm²；K_中：240 kg/hm²；K_高：480 kg/hm²。结果表明：C1、C3水平时，随钾用量增加中部叶生物量增加，K_高处理上部叶生物量高于K_低；C3水平时，供钾量对上、中部叶生物量无显著影响；C2水平时，钾量增加提高烟叶生物量；相同碳水平时，随生育进程烟叶钾含量呈降低趋势，随钾量增加呈增加趋势；相同钾供应下，C1、C2对烟叶钾含量无显著性影响；现蕾期、成熟期时，与C1相比，K_中、K_高处理时C2水平增加烟叶钾含量，而C3水平降低烟叶钾含量。不同部位烟叶钾含量为C2 > C3 > C1处理；解钾菌在团棵期-旺长期呈增加趋势，现蕾期-成熟期呈降低趋势；K_中、K_高处理解钾菌高于K_低处理；C2水平时，K_中、K_高处理解钾菌随生育期呈增加趋势，且C2水平时K_中、K_高处理显著高于其他处理时；K_中、K_高时C3与C1处理时无显著差异，显著高于K_低处理；各处理烟叶常规化学成分在C2处理时K_中、K_高处理中部叶总糖含量25.39%~25.27%，还原糖22.75%~25.73%，总氮1.67%~1.72%，氮碱比0.79，糖碱比10.78~11.80，烟碱含量2.11%~2.18%，表明有机肥碳氮比优化下，钾肥用量增加提高了烟叶中总烟碱、蛋白质及总氮量，改善糖碱比及优化氮碱比值，增加烟叶中钾离子含量；所有处理烟叶中性致香物质种类相同（28种），K_低处理其总量低于K_中、K_高处理，且部位间差异显著；上部叶总量低于中部叶；K_中、K_高处理提高烟叶致香物质总量，C2处理上部叶提高幅度最大。由此可见，通过花生饼肥300 kg/hm²与猪厩肥3 750 kg/hm²（中碳水平）的碳氮比优化下，施钾量增加对提高烟叶中性致香物质效果最佳，特别对上部叶。

为测定膜下滴灌调亏马铃薯全生育期内不同调亏水平土壤养分、土壤水热动态、生长动态、产量效应和水分利用效率，于2016年在河西荒漠绿洲灌区民乐县益民灌溉试验站开展了马铃薯不同生育阶段水分调亏灌溉的试验研究，结果表明，马铃薯膜下滴灌调亏土壤水热变化均匀且利用率高，有利于马铃薯对土壤养分的充分吸收和利用；土壤养分是土壤肥力的核心，是植物在生长发育过程中不可或缺的重要因素，膜下滴灌调亏栽培能有效减少土壤速效养分的流失，并提高马铃薯对土壤速效养分的利用效率；不同生育阶段马铃薯耗水量受水分调亏程度影响较大，其耗水量随调亏程度增大而显著减少（P <0.05），水分调亏处理马铃薯全生育期总耗水量均低于全生育期充分灌水CK处理。块茎形成期轻度水分亏缺马铃薯水分利用效率、灌溉水利用效率、生物量均达到最大，较全生育期充分灌水显著提高29.04%，33.22%，6.59%。因此，块茎形成期轻度水分亏缺灌溉方式能使马铃薯根区土壤始终保持湿润状态，有效减少渗漏损失和植株间无效蒸发损失，改善土壤水、肥和热量状况，有利于提高作物水分利用效率，且不显著降低马铃薯最终产量。