为探讨转脂蛋白在非生物逆境中的作用，将ZmLTP3基因利用花粉管通道法转入玉米自交系京2416中，在PCR和EPSPS速测试纸鉴定基础上连续自交获得转基因阳性株系。以转基因株系OE6、OE10、OE18作为试验组，以自交系京2416为对照（WT），进行盐胁迫处理，比较二者之间在形态指标和生理指标方面的差异。结果显示，在正常生长条件下，转基因株系与野生型的各项指标均无显著差异。在盐胁迫条件下，与野生型相比，转基因株系的株高、茎基宽、根长、鲜质量、干质量及叶绿素含量均显著增加，表现出较好的生长状态；超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）及过氧化氢酶（CAT）活性也显著升高，显示出较高的活性氧清除能力；同时，丙二醛（MDA）含量及相对外渗电导率水平则显著下降，暗示其体内较低程度的细胞伤害水平。以上结果表明，ZmLTP3基因的过量表达可提高玉米的耐盐胁迫能力。

WRKY蛋白是主要存在于植物体内一类转录因子家族，在植物的生长发育和逆境应答中发挥重要作用。为了揭示小麦WRKY基因功能，从普通小麦中克隆出TaWRKY71a基因后进行氨基酸序列分析，并对TaWRKY71a基因在不同组织及不同胁迫条件下的表达模式进行分析。结果表明，TaWRKY71a基因编码一个含有355个氨基酸的蛋白质。氨基酸序列分析显示，TaWRKY71a蛋白含有1个WRKY结构域及1个C₂H₂锌指结构。预测分析表明，TaWRKY71a蛋白定位在细胞核；其二级结构包含28.17%的α-螺旋、16.34%的延伸链、4.79%的β-转角和50.70%的无规则卷曲。不同物种间WRKY蛋白的同源性分析比较表明，TaWRKY71a与粗山羊草WRKY71、水稻WRKY71、高粱WRKY71和拟南芥WRKY40的氨基酸序列之间具有高度的保守性。qRT-PCR分析表明，TaWRKY71a在叶、根、茎、花和种子中均有不同程度表达，并受ABA、NaCl和PEG诱导表达，推测该基因可能参与小麦逆境胁迫应答。研究结果为进一步研究TaWRKY71a的生物学功能奠定了基础。

为探讨大豆GmbHLH041转录因子在应答镉胁迫中的作用，根据前期的镉胁迫前后大豆根系转录组测序结果，筛选获得响应Cd胁迫的GmbHLH041基因，利用NCBI和Phytozome数据库，结合生物信息学软件对GmbHLH041基因进行预测分析，并通过qRT-PCR的方法检测大豆根系中GmbHLH041基因在50 μmol/L CdSO₄胁迫0，24 h的表达情况。结果显示，GmbHLH041基因编码542个氨基酸，相对分子质量为61.17 ku，理论等电点为5.89。二级结构预测结果显示，该氨基酸序列主要以无规则卷曲（39.48%）、α-螺旋（37.27%）和伸展链（16.61%）的形式存在，从拟南芥bHLH家族中的12个亚家族中挑选了24个bHLH蛋白并结合其他物种中亲缘关系较近的bHLH蛋白，对GmbHLH041进行系统进化树分析发现，GmbHLH041与野生大豆和狭叶羽扇豆的bHLH041蛋白亲缘关系较近，GmbHLH041划分到拟南芥bHLH家族第4亚族Ⅳd中。根据进化树的分析结果，选取与GmbHLH041亲缘关系最近的GsbHLH041、LabHLH041以及拟南芥第4亚族Ⅳd中的AT5G56960进行多重比对，结果显示，GmbHLH041含有一个保守的bHLH结构域；荧光定量PCR结果显示，GmbHLH041基因在50 μmol/L CdSO₄胁迫24 h后表达量极显著上升，说明GmbHLH041基因在Cd胁迫应答中可能发挥着重要的作用。

为鉴定epsps-G6基因成功导入棉花基因组并分析转基因抗草甘膦棉花的拷贝数和遗传特性，以花粉管通道法获得的8个转epsps-G6基因抗草甘膦棉花株系（G6-1、G6-4、G6-5、G6-7、G6-11、G6-19、G6-20、G6-25）为材料，通过Southern点杂交、双酶切和单酶切的Southern杂交后进行分析，结果表明，外源epsps-G6基因已成功整合到棉花基因组上，且其中4个转化株系含有单拷贝插入的epsps-G6基因。选用其中3个单拷贝插入、自交纯合且草甘膦抗性强的株系G6-1、G6-5、G6-19，分别与转基因遗传背景材料（中棉所49）和陆地棉标准系（TM-1）进行正反交，遗传分析结果表明，这3个转基因株系均符合3：1的孟德尔分离规律，不受细胞质效应的影响。

为了了解Mo的分子功能，对26 000粒拟南芥EMS诱变突变体种子进行了筛选，鉴定出一个对正常Mo敏感的突变体4-10。在正常170 nmol/L Mo条件下，4-10突变体的根部伸长发育受到抑制，而340 μmol/L Mo处理能部分恢复突变体根长。在170 nmol/L Mo条件下4-10和Col-0幼苗的根长分别为（1.56±0.13） cm和（11.89±0.71） cm；而在340 μmol/L Mo条件下，4-10和Col-0的根长分别为（3.3±0.17） cm和（6.8±0.73） cm。此外，340 μmol/L Mo处理能够恢复4-10异常的根形态。Mo含量测定结果表明，4-10突变体植株根部Mo含量显著低于野生型植株；除了对正常Mo敏感外，4-10突变体叶色对NH₄⁺也敏感，其花青素含量显著高于Col-0。为了鉴定4-10突变体候选基因，利用图位克隆技术将候选基因定位到1号染色体一个23 kb区域（26.809~26.832 Mb），进一步基因组重测序结果表明，在该区域存在1个非同义突变SNP，包含该SNP的基因At1g71100编码核糖-5-磷酸异构酶（RPI），初步证明，RPI基因为4-10突变体的候选基因。利用AtRPI基因纯合突变植株和4-10突变体进行的等位性检测结果表明，4-10突变体和等位基因突变体rsw10-1杂交的F₁仍然对NH₄⁺敏感，从而确定RPI基因为4-10突变体基因。通过表型分析注意到除了过量Mo能恢复4-10突变体根长之外，外源尿苷处理同样可以恢复4-10突变体的根长。结果表明，过量的Mo通过尿苷转运作用促进了补救合成途径进程。

基于CRISPR/Cas9的基因组编辑技术是一种新兴的分子修饰工具，可实现基因组特定位点碱基的缺失、插入或替换，造成基因功能丧失，现已广泛应用于基因功能的研究。为深入探讨甘蓝型油菜中BnSVP的生物学功能，以中双11号基因组（甘蓝型油菜参考基因组，v4.1）中的4个BnSVP为靶标基因，并针对不同染色体上的BnSVP基因，应用CRISPR-P 2.0软件共设计了12条特异sgRNA种子序列，以实现4个BnSVP同源基因的全部或部分敲除；以pYLCRISPR-Cas9P35S-H为基本载体，以AtU3b或AtU3d为sgRNA转录启动子，采用Golden gate cloning技术分别组装构建了6个双靶点CRISPR/Cas9植物表达载体。测序结果表明，6个CRISPR/Cas9植物表达载体各sgRNA表达盒DNA序列正确，双靶点组装顺序无误。研究结果为进一步原生质体瞬时表达和农杆菌介导的油菜遗传转化奠定了基础，同时也为应用CRISPR/Cas9基因组编辑系统研究植物多拷贝同源基因的功能提供参考。

在山羊真皮毛乳头细胞中，建立MSX2基因过表达细胞株和MSX2基因干扰细胞株，通过生长曲线比较各细胞株的增殖能力，再通过Real-time PCR和Western Blot检测各株细胞中MSX2、LEF-1、cyclin D1基因的mRNA表达水平和蛋白质表达水平。结果表明，分离得到的山羊真皮毛乳头细胞均表达α-SMA和CD133表面标记，鉴定该细胞即为真皮毛乳头细胞。通过Real-time PCR检测各细胞株MSX2的表达量，发现在初级毛乳头细胞中过表达试验组是对照组的11.85倍，干扰试验组是对照组的0.31倍；而在次级毛乳头细胞中过表达试验组是对照组的10.59倍，干扰试验组是对照组的0.45倍，表明MSX2基因过表达和干扰细胞系已被成功建立。与此同时，研究中还发现，随着MSX2表达水平的增加，LEF-1和cyclin D1的表达水平也同步增加，同时使真皮毛乳头细胞增殖能力增强；随着MSX2表达水平的下调，LEF-1和cyclin D1的表达水平也同步减少，同时使真皮毛乳头细胞增殖能力下降。旨在探究MSX2基因在山羊真皮毛乳头细胞增殖中的调控模式，并为深入研究山羊毛囊的发生与生长提供理论基础。

为了探究水稻转氨酶基因OsAMTR310的功能以及明确其作用机制，利用多种分子生物学手段对OsAMTR310基因进行了功能分析。实时定量PCR的分析结果表明，OsAMTR310在干旱条件下相对基因表达水平是正常条件下的3.0倍；根据NCBI上获得的OsAMTR310基因序列设计引物，扩增其全长CDS序列，并利用NCBI对蛋白序列的功能结构域进行预测；将OsAMTR310的CDS序列连入pCAMBIA1302中构建超表达载体，并转入受体材料，通过PCR及蛋白质免疫印迹分析来确定OsAMTR310阳性转基因植株，进而分析OsAMTR310转基因植株与野生型植株在干旱胁迫下的差异来验证OsAMTR310基因的功能。结果表明，OsAMTR310 cDNA全长1 873 bp，CDS全长1 533 bp，编码510个氨基酸。OsAMTR310蛋白具有3个保守的结构域，属于乙酰鸟氨酸氨基转移酶家族。在正常条件下，OsAMTR310转基因植株与野生型相比没有明显的差别；然而，在干旱条件下，OsAMTR310转基因植株的存活率是野生型的1.5~2.0倍。通过测定叶片游离脯氨酸含量发现，OsAMTR310转基因植株游离的脯氨酸含量在正常条件下与野生型相比并无显著差异，而OsAMTR310转基因植株的游离脯氨酸含量在干旱条件下是野生型植株的1.5~2.0倍，说明水稻转氨酶基因OsAMTR310赋予了水稻更高的耐旱性。

为了深入研究2-Cys Prx基因调控桃果实氧化还原信号分子作用机制，结合了PCR技术和RT-PCR技术通过体外克隆的方法得到桃果实2-Cys Prx基因，通过对序列分析表明，2-Cys Prx基因全长1 424 bp，其中，编码区813 bp，共编码270个氨基酸。对其分子结构进行分析，2-Cys Prx蛋白分子量为29.7 ku，为疏水型蛋白，且是膜外蛋白。在线软件预测2-Cys Prx蛋白分子式为C₁₃₄₂H₂₁₁₀N₃₄₈O₄₀₃S₄，分子量29.696 ku，由4 207个原子组成，理论等电点为6.23。使用ProtScale分析该蛋白疏水性平均值为-0.126，说明2-Cys Prx为亲水性蛋白。TMHMM对跨膜结构进行预测，发现，2-Cys Prx氨基酸序列中不存在跨膜结构域，为膜外蛋白。此外，对该蛋白二级结构进行预测，发现2-Cys Prx有4个α螺旋结构、9个β折叠结构及无规则卷曲构成。系统进化树分析表明，肥城桃果实2-Cys Prx与其他植物氨基酸序列有较高同源性，其中与樱桃的亲缘关系最近，相似度达到了98.15%，表明植物体内2-Cys Prx具有较高的保守性。体外构建重组蛋白pET-30a-2-Cys Prx成功在大肠杆菌BL21中表达，为下一步研究其功能与结构，从而探讨2-Cys Prx基因调控桃果实氧化还原信号作用机理奠定了基础。

为明确我国谷子产区谷瘟病菌交配型基因及其分布情况对谷瘟病菌群体结构分析的重要意义。根据已知稻瘟病菌交配型基因MAT1-1-1（GenBank登录号AB080672.2）和MAT1-2-1（GenBank登录号AB080673.2）的部分序列设计3对特异性引物，利用PCR技术对186株谷瘟病菌交配型基因进行扩增检测，比对分析谷瘟病菌和稻瘟病菌的交配型基因MAT1-1-1的alpha盒子部分氨基酸序列和MAT1-2-1高迁移率蛋白盒子氨基酸序列。结果显示，引物JPX1-1-S3/JPX1-1-A3对谷瘟病菌交配型基因MAT1-1-1的扩增效果较好，而JPX1-2-S1/JPX1-2-A1对谷瘟病菌交配型基因MAT1-2-1的扩增效果较好。序列比对发现谷瘟病菌与稻瘟病菌交配型基因极为相似，但并不完全相同。对2010-2016年采自河北、山东、山西、陕西、吉林、黑龙江、辽宁、内蒙古、新疆和海南等采集地点的共186株谷瘟病菌单胞菌株的交配型基因进行检测，发现夏谷区交配型为MAT1-1的谷瘟病菌占69.15%，而交配型为MAT1-2的菌株仅占26.60%，其余4.25%菌株为双交配型菌株。春谷区交配型为MAT1-1的谷瘟病菌占38.55%，而交配型为MAT1-2的菌株仅占56.63%，其余4.82%菌株为双交配型菌株。建立了谷瘟病菌交配型基因PCR检测体系，通过该方法检测多数谷子种植区存在MAT1-1与MAT1-2 2种交配型的谷瘟病菌菌株，且总体上2种交配型菌株比例接近1：1。但不同地区交配型菌株所占比例有一定差异，并且自然界中存在谷瘟病菌两性菌株。快速检测谷瘟病菌的交配型等位基因和不同区域谷瘟病菌交配型基因分布对研究谷瘟病菌群体结构与遗传分析具有重要意义。

为明确京郊快菜软腐病的病原，对取自北京不同区县的发病快菜植株进行组织病原菌分离、培养和回接试验，在形态学观察的基础上，对病原菌株进行了生理生化测定、分子生物学鉴定和致病力分析。结果表明，在分离纯化得到的29株菌株中，17株被鉴定为胡萝卜软腐果胶杆菌巴西亚种，其余12株被鉴定为胡萝卜软腐果胶杆菌胡萝卜亚种；同时也识别到9株非典型Pcc菌株，表现为不能分解柠檬酸盐或不具备在37℃和7% NaCl条件下生长的能力，可微弱利用D-阿拉伯糖醇、异麦芽酮糖醇和D-麦芽糖。致病力测试结果显示，仅2株Pcb菌株和1株Pcc菌株表现为中等致病力，其余菌株均表现为高等致病力。明确了引发北京地区快菜软腐病致病菌的种类为Pcb和Pcc，且致病力普遍较强，可为其防控提供理论依据。

为了分析花生中蛋白磷酸酶2C基因（PP2C）的情况，对耐盐花生突变体（S2）和对照（S4）在胁迫处理前后的叶片进行RNA-Seq分析。通过生物信息学分析筛选出了79个具有完整开放阅读框的PP2C基因，它们位于花生A组野生种的10条染色体上，不同染色体上的PP2C基因数目差异很大，分布为1~15个。根据拟南芥中的PP2C基因的聚类分析结果，79个花生PP2C基因能聚到已报道的12个亚族15个亚类。为了分析这些PP2C基因对盐胁迫响应情况，利用突变体S2和对照S4构建了盐胁迫处理前后的表达谱，筛选出35个受盐胁迫诱导表达的PP2C基因，涉及12个亚族14个亚类，其中A亚族b亚类、G亚族b亚类、I亚族、L亚族所有成员均受盐胁迫诱导表达；而G亚族a亚类的所有成员均不受盐胁迫诱导表达。对这35个PP2C基因的启动子研究发现，绝大多数PP2C基因的启动子存在多种胁迫响应元件：如与高温胁迫相关的调控元件HSE、与干旱诱导相关的MYB转录因子结合位点MBS、逆境胁迫应答元件TC-rich repeats、与抗氧化反应相关的ARE元件等。为花生PP2C基因的功能研究和利用奠定了基础。

为了探讨来自苹果的β-微管蛋白基因家族成员之一（转录本号：MDP0000749824.1）对茎生长的影响，以普通型苹果品种烟富3号和柱型苹果品种舞姿的茎尖为材料，克隆到了该基因的编码序列，该序列全长1 332 bp，编码443个氨基酸。DNAMAN比对结果表明，烟富3号和舞姿上该基因的编码序列完全一致。以舞姿及烟富3号的DNA为模板，用启动子特异性引物PCR扩增后，均获得一段1 661 bp的核苷酸序列，二者有6处碱基差异。启动子序列分析发现，其中具有赤霉素、脱落酸、茉莉酸甲酯和水杨酸等激素响应元件。构建Cam35S-MDP0000749824-GFP重组载体，在烟草叶片中完成瞬时表达，激光共聚焦显微镜观察结果表明，MDP0000749824.1编码蛋白位于细胞膜和微管上。以普通型苹果品种烟富3号和柱型苹果品种舞姿的茎尖组织为试材，实时荧光定量PCR （qRT-PCR）分析表明，该基因在柱型苹果舞姿茎尖中的转录水平显著低于普通型的烟富3号。因此，推测该基因的表达水平可能受激素调控的作用，进而对茎的伸长生长造成影响。

为了研究流产衣原体蛋白酶样活性因子（CPAF）的免疫原性，建立快速有效的流产衣原体抗体检测方法，根据GenBank中公布的流产衣原体基因组序列，设计并合成了流产衣原体CPAF蛋白编码基因的特异性引物，以流产衣原体标准菌株基因组为模板，经PCR扩增获得长度为1 809 bp目的基因片段；对获得的目的基因进行测序，并用生物信息学软件进行预测分析；再将该片段插入原核表达载体pET-30a中，经双酶切、测序鉴定；构建成功的表达质粒转化大肠杆菌BL21（DE3），并用IPTG对目的蛋白进行诱导表达，通过对诱导条件的优化，确定诱导表达的最佳条件，表达产物用SDS-PAGE和Western Blot检测。结果显示，成功克隆流产衣原体CPAF蛋白的编码基因，该编码产物可能是定位于宿主细胞质中的一种衣原体分泌性蛋白酶，分子内具有多个可能的抗原表位；重组表达质粒经IPTG诱导后，表达分子质量为67.6 ku的CPAF蛋白，该重组蛋白能与抗His-tag单克隆抗体以及流产衣原体阳性血清特异性结合，具有良好的反应原性。结果表明，以大肠杆菌表达系统重组表达的流产衣原体CPAF蛋白具有良好的免疫原性，可作为动物流产衣原体病的血清学诊断及亚单位疫苗研究的候选抗原。

为了解向日葵锈菌基因组中SNP所在基因功能及其致病性，使用SOAPsnp软件对向日葵锈菌330小种不同萌发阶段（0，4，8 h）的转录组测序结果拼接得到的59 409条Unigene序列进行SNP检测，计算其发生频率并对其进行Nr、Nt注释、GO分类、COG分类、KEGG代谢通路注释与PHI比对。结果发现，共有29 966个SNP位点分别分布在8 321条Unigene上，SNP发生的频率为1/2 764 bp，其中转换19 599个，颠换10 367个。在所有变异类型中，A/G和C/T发生频率最高，分别达32.80%和32.60%。注释结果表明，分别有79.46%，43.00%的序列被注释到Nr、Nt数据库中，基因中涉及最多的为遗传信息过程通路，以翻译为主；最后将这些含SNP Unigene与病原菌寄主互作数据库PHI比对，共筛选到961条可能与向日葵锈菌致病性相关的含SNP的序列，因而认为，锈菌的致病性是由真菌细胞壁修饰蛋白和潜在的致病效应蛋白所致。结果可为以后进一步开发SNP遗传多态性、遗传图谱的构建提供理论依据，为研究向日葵锈菌毒力与功能奠定基础，并对向日葵的抗病育种研究具有重大意义。

为探究谷胱甘肽硫转移酶Sigma家族中Sigma 1基因的分子特征，从黄野螟成虫转录组文库中鉴定获得了GST Sigma 1基因全长cDNA，命名为HvGSTs1（GenBank：MF521977）。并对该基因进行生物信息学分析，并使用RT-qPCR对HvGSTs1在其不同发育阶段、幼虫不同部位及成虫不同部位的相对表达量进行检测。结果表明，该基因全长1 054 bp，共编码204个氨基酸。序列分析显示，HvGSTs1蛋白氨基酸序列含有N端结构域GST_N_Sigma_like和C端结构域GST_C_Sigma_like等2个结构域，HvGSTs1的氨基酸序列与二化螟同源性最高，为76%。系统发育树分析显示，黄野螟与二化螟处于同一分支。用RT-qPCR分析了HvGSTs1基因的相对表达量，结果显示，HvGSTs1在蛹中的表达量高于其他发育阶段；HvGSTs1在幼虫脂肪体中表达量最高，在中肠表达量最低；HvGSTs1在成虫中腹部和胸部表达量最高，足部表达量最低，各部位均有表达，且有显著差异（P < 0.05）。研究结果为以后深入探讨黄野螟Sigma家族GST的生理功能奠定了基础。

为烟草过氧化物酶基因的功能及结构研究奠定理论基础，采用同源克隆的方法，从烤烟品种K326中克隆出了过氧化物酶基因NtPOD1的cDNA全长，并进行了生物信息学分析；同时，运用qRT-PCR的方法，分析了该基因的组织器官及逆境胁迫表达模式。结果显示，该基因cDNA全长981 bp，编码326个氨基酸残基，预测分子量为37.19 ku，等电点为8.89。生物信息学分析表明，该蛋白是一个亲水性蛋白，结构域中含有4个保守的二硫键和2个保守的钙结合位点，可能定位在细胞外（包括细胞壁），属于植物血红素依赖性过氧化物酶超家族的Ⅲ类分泌氧化酶，与渐窄叶烟草POD42、美花烟草POD42、马铃薯POD42等具有很高的同源性。该基因在烟草根、茎、叶、花中均有表达，其中叶中表达量最高，花中表达量最低。同时，NtPOD1的表达受高盐、干旱、低钾、ABA和H₂O₂诱导。结果表明，NtPOD1基因属于烟草的过氧化物酶，并可能在烟草非生物逆境胁迫响应中发挥作用。

花生耐盐遗传位点的挖掘可为耐盐遗传机制研究奠定基础，可为耐盐品种培育提供基因资源。以花育28号和P76构建的RIL群体为材料，基于该群体构建的高密度遗传图谱，结合2个年份盐胁迫下的表型数据，应用IciMapping软件对花生盐胁迫下相关性状进行QTL分析。检测到13个盐胁迫下表型绝对值相关的QTL，分布于10个连锁群上，其中株高绝对值相关的QTL 3个、主根长绝对值相关的QTL 2个、茎叶质量绝对值相关的QTL 6个、根质量绝对值相关的QTL 2个。检测到6个盐胁迫下表型相对值相关的QTL，其中株高相对值相关的QTL 3个、主根长相对值相关的QTL 2个、茎叶鲜质量相对值相关的QTL 1个，分布于5个连锁群上。对比发现，B02染色体上Marker774175标记附近检测到4个QTL：qSmsh-HP-B02.1、qSwfp-HP-B02.1、qRmsh-HP-B02.1、qRwfp-HP-B02.1，分别控制盐胁迫下的株高和茎叶鲜质量的绝对值和相对值，其增效等位基因均来源于花育28号。结果对于进一步挖掘花生耐盐QTL具有重要意义。

为了解大麦籽粒阿拉伯木聚糖相关性状的遗传规律及遗传特征，以Steptoe和Morex的DH群体为材料，利用植物数量性状主基因+多基因遗传模型分析方法，对大麦籽粒总阿拉伯木聚糖、水溶性阿拉伯木聚糖、不溶性阿拉伯木聚糖和不溶性阿拉伯木聚糖/水溶性阿拉伯木聚糖比值等4个性状在四川4个环境种植下的遗传特征进行了分析。结果表明，在不同的年份和不同基因型间的大麦籽粒阿拉伯木聚糖含量均呈显著差异（P <0.01），基因型与年份的互作也显著影响籽粒阿拉伯木聚糖含量的变异（P <0.01）。籽粒总阿拉伯木聚糖在2012年羊马环境受3对完全等加性主基因调控，在2013年羊马环境则受2对具有互补性特征的主基因调控，南充和雅安环境则分别受到2对互补主基因和1对加性主基因调控。而籽粒水溶性阿拉伯木聚糖在2012年羊马环境、2013年羊马环境、南充环境和雅安环境则分别受到2对加性主基因、3对完全等加性主基因、4对完全等加性主基因和4对加性上位性主基因调控，不溶性与水溶性阿拉伯木聚糖之比性状2012年羊马环境、2013年羊马环境、南充环境和雅安环境则分别受到2对加性上位性主基因、4对加性上位性主基因、2对互补性主基因和4对加性上位性主基因调控。除了南充环境下不溶性阿拉伯木聚糖受到3对完全等加性主基因调控，其余环境下的不溶性阿拉伯木聚糖遗传模型则与该环境下的籽粒总阿拉伯木聚糖模型相同。同时发现，所有主基因的遗传力都较高，从0.514~0.994，大麦阿拉伯木聚糖在不同年份具有不同遗传模型结果支持了控制植物代谢途径基因的表达具有时间与空间性的结论。

为明确冬前小麦单株次生根的作用，采用大田育苗盆栽移植的方式，以半冬性中熟小麦矮抗58为材料，在越冬前将育苗区单株总分蘖数为4（包括主茎）的植株根据次生根数分为3个处理：处理A （次生根数较少，次生根1~2条）、处理B （次生根数中等，次生根3~4条）和处理C （次生根数较多，次生根5条以上），研究了冬前次生根数对小麦生育中后期地上部发育、单株根系生理势及籽粒产量的影响。结果表明，本试验条件下，冬前单株次生根数较多有利于生育中后期单株蘖数、地上部干物质量和单株叶面积的提高，进而提高了植株的光合面积，促进了地上部生长和干物质积累，不同处理间存在一定的差异。其中，相对于处理A和处理B，处理C的影响相对较大。结果还表明，冬前次生根数增加有利于单株根系生理势的提高，2015-2016年蜡熟期和2016-2017年拔节期，不同处理间差异达显著水平，说明冬前次生根数对提高生育中后期植株的根系生物量、维持较高的根系活性具有一定的正效应。随着冬前次生根数增加，小麦单株穗数、结实小穗数和穗粒数也随之增加，单株产量也因此提高，其中处理C的单株穗数、结实小穗数和穗粒数比处理A分别增加了25.0%，13.4%，26.2%，产量增加了52.4%。由此可见，越冬前单株分蘖数相同条件下，小麦单株次生根数较多有利于提高籽粒产量。

为了探讨外源ABA对玉米苗期耐寒性的影响，选取了耐寒能力强的青农105和冷敏感的农华101为试验材料，对其进行低温和外施ABA处理后，测定2个玉米品种的MDA含量、相对电导率、可溶性糖含量、保护酶活性和激素含量，并通过荧光定量PCR对低温胁迫相关基因的表达量进行了比较。结果表明，外源ABA处理降低了低温胁迫下2个玉米品种的MDA含量和相对电导率，提高了可溶性糖含量。抗寒品种青农105的MDA含量和电导率下降幅度大，而可溶性糖含量上升幅度大，外源ABA对抗寒性强的青农105作用更明显。对植物体内保护酶活性和激素含量分析发现，外源ABA可以提高低温胁迫下2个品种的SOD、POD、CAT、APX活性，增强清除活性氧的能力，减少活性氧物质的积累，抗寒品种青农105的SOD、POD、CAT、APX活性增幅较大，外源ABA对抗寒品种青农105作用更明显。外源ABA处理明显提高了低温胁迫下2个玉米品种的内源ABA的含量，降低了GA₃、ZR、IAA含量，低温及ABA处理对抗寒品种青农105作用更明显。分子水平的证据表明，外源ABA处理增强了低温条件下一些与逆境胁迫相关基因的表达。对青农105和农华101的抗寒基因分析表明，低温胁迫诱导2个品种的Apx1、Fad8、Lip15、Cat3基因及抗寒品种青农105的Dreb1和Asr1基因的表达，抑制冷敏感品种农华101的Dreb1和Asr1基因的表达，结果发现，外施ABA对耐寒性强的玉米品种作用明显。为我国北方地区春玉米的生产提供了一些抵御冷害的策略。

为了加快玉米秸秆腐熟，推动秸秆废弃物循环利用，开展了以玉米秸秆为主要原料的好氧发酵堆肥试验。利用常规方法对不同发酵时期堆料的理化性状进行测定，采用宏基因组测序技术和生物信息学方法对堆体细菌菌群进行多样性分析和物种分类。理化性状测定结果表明，好氧发酵期间堆体温度能够快速升高并维持在55.0℃以上，堆体含水量、有机物含量和C/N逐渐下降，w （C）/w （N）在建堆和前3次翻堆时均较高，后2次翻堆时大幅下降，pH值、E4/E6先下降后上升；宏基因组结果表明，玉米秸秆好氧堆肥中细菌菌群存在多样性；由Simpson指数和Shannon指数可知，第5次翻堆（CS5）细菌群落多样性最高，前3次翻堆（CS1、CS2和CS3）多样性差异不明显，第4次翻堆（CS4）的群落多样性最低。对6个发酵时期的OTU进行物种分类，所检测到的细菌门类、目类和属类在不同发酵时期的种类和丰度不同，表现出明显的群落演替现象。物种分类结果表明，玉米秸秆好氧发酵期间的主要优势门类为厚壁菌门、变形菌门、拟杆菌门和放线菌门；共享的主要优势目类为芽孢杆菌目、梭菌目、黄色单胞菌目、嗜热厌氧杆菌目、根瘤菌目、假单胞菌目和厌氧绳菌目；共享的主要属为Povalibacter、梭状芽孢杆菌属、芽孢杆菌属、赖氨酸芽孢杆菌属、嗜热脲芽孢杆菌属、假单胞菌属和Chryseolinea。其中，变形菌门黄色单胞菌目的Povalibacter、厚壁菌门芽孢杆菌目的梭状芽孢杆菌属和赖氨酸芽孢杆菌属以及拟杆菌门噬纤维素菌目的Chryseolinea尚未见与玉米秸秆木质纤维素降解有关的报道，有望从这些菌属中分离出加快玉米秸秆好氧发酵堆肥进程的新菌种。

为了探讨番茄耐冷性的生理调控机理，以耐冷型野生番茄LA1777和低温敏感型栽培番茄LA2706为试材，研究低温对2种类型番茄叶片抗氧化代谢和碳同化的影响。结果表明：随着低温处理时间的延长，超氧阴离子自由基（O₂^·）、过氧化氢（H₂O₂）、丙二醛（MDA）、脱氢型抗坏血酸（DHA）含量呈现上升趋势，LA2706分别比LA1777高0.3%~21.0%，1.2%~17.3%，13.4%~36.9%，13.3%~21.0%，且LA2706上升程度明显较快，加速了膜脂过氧化进程；还原型抗坏血酸（AsA）含量随着低温处理时间都呈小幅上升趋势；超氧化物歧化酶（SOD）活性总体呈下降趋势，LA2706和LA1777分别比处理前下降55.3%和28.2%；LA1777叶片中抗坏血酸过氧化氢酶（APX）活性在7 d时峰值显著升高，为LA2706的4.0倍。随着低温处理时间的延长，可溶性总糖含量、酸性转化酶活性、中性转化酶活性和蔗糖磷酸合成酶活性均呈上升趋势，LA2706比LA1777更为显著，处理7 d后，LA2706分别为处理前的5.8，4.8，10.2，1.7倍，低温导致LA2706叶片中淀粉大量分解成蔗糖，以缓解低温胁迫环境对其造成的伤害。

为探明外源H₂S和H₂O₂对NaCl胁迫下加工番茄幼苗的生理调节作用，以耐盐性弱的KT-32和耐盐性强的KT-7这2个加工番茄品系为材料，采用盆栽法，设置0.5，1.5，3.0 mmol/L 3个H₂O₂浓度水平，研究50 μmol/L H₂S和H₂O₂共处理对250 mmol/L NaCl胁迫下加工番茄幼苗的生长、渗透调节、物质积累和活性氧代谢的影响。结果表明，外源H₂S和H₂O₂共处理缓解了NaCl胁迫对加工番茄幼苗生长的抑制作用，使加工番茄幼苗仍保持较强的光合色素含量、较高的相对含水量和根系活力，降低了电解质渗出率、MDA含量、H₂O₂含量和O₂^·产生速率，增强了加工番茄幼苗叶片中抗氧化酶SOD、POD和CAT活性，其中在2个品系中，50 μmol/L H₂S和1.5 mmol/L H₂O₂共处理时可溶性糖分别比单独50 μmol/L H₂S处理提高了24.0%和29.4%，脯氨酸含量分别提高了25.8%和21.3%，缓解盐胁迫效果最为显著。综上，外源H₂S和H₂O₂之间存在着一定程度的协同作用，可以诱导增强NaCl胁迫下加工番茄幼苗植株渗透调节能力、提高清除活性氧的酶促系统的防御能力，从而减弱加工番茄细胞内活性氧自由基对质膜的伤害，进而提高加工番茄幼苗对盐胁迫的适应性。其结果可为探讨H₂S和H₂O₂ 这2种信号分子协同作用、缓解加工番茄幼苗盐胁迫的生理机制提供理论依据。

为了改善陕西眉县高龄猕猴桃果园土壤存在由过量施肥及连作障碍导致的各项营养指标日趋恶化的严重问题，通过大田试验，以果农传统施肥为对照，研究3种不同腐植酸复合微生物肥料JY、KY、JKY对高龄猕猴桃生育期内（开花期、发芽期、果实膨大期、果实成熟期、次年发芽期）土壤养分系统的动态影响及最终果实品质的提高作用。结果表明，3种复合微生物肥料均能显著提高猕猴桃果园土壤细菌、放线菌、酵母菌数量，降低真菌数量，以改善和平衡土壤微生物群落结构；复合微生物肥料也能显著提高猕猴桃果园土壤酶活性（其中，JKY的应用效果最为显著，其蔗糖酶活性在不同时期分别较对照高出48.65%~255.51%、磷酸酶较对照高出30.23%~60.23%、多酚氧化酶较对照高出106.22%~182.04%、蛋白酶较对照高出13.74%~126.12%、脲酶较对照高出21.17%~177.41%），增强土壤肥力（硝态氮、铵态氮、速效磷、速效钾、全氮、全磷、全钾、有机质含量显著提高），降低土壤pH （其中，JKY组土壤pH较对照下降了0.25~0.48个单位）；复合微生物肥料能够提高猕猴桃果实维生素C和可溶性糖含量，降低可滴定酸含量。综合分析表明，3种复合微生物肥料均能改良高龄猕猴桃果园土壤，提高猕猴桃果实品质，该研究结果可为微生物肥料在猕猴桃上的合理利用提供理论依据。

为明确干旱和盐胁迫对花生生长发育及衰老特性的影响，以花生品种花育25为试验材料，采用盆栽试验探究了开花期干旱和盐胁迫对花生叶片中渗透调节物质含量及抗氧化酶活性的影响。结果表明，干旱处理（D）、盐胁迫处理（S）和旱盐共同胁迫处理（DS）均增加了叶片中可溶性蛋白质、可溶性糖、游离氨基酸、脯氨酸、O₂^·、MDA的含量。S处理和DS处理降低了叶片中SOD、POD、CAT活性，且随着胁迫时间的延长而持续降低；而D处理使叶片中SOD、CAT活性有所提高。复水10 d后，D处理叶片中的可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸、游离氨基酸、O₂^·、MDA的含量较复水前下降，除可溶性蛋白外，D处理叶片SOD、POD活性和上述指标与CK差异不显著，但DS处理叶片中的SOD、POD、CAT活性、O₂^·、MDA含量与S处理均差异显著。收获期，D处理单株产量和出仁率与CK差异不显著，但DS处理的单株产量和出仁率与S处理差异显著。分析DAT9的数据得出：干旱和盐胁迫对叶片可溶性糖、可溶性蛋白、游离氨基酸和脯氨酸含量无显著的交互作用，但对SOD、POD、CAT活性和O₂^·、MDA含量存在显著的交互作用，旱盐互作抑制了SOD、POD、CAT活性，加剧了对植物细胞膜的过氧化作用，MDA含量增加，最终降低了花生产量和出仁率。因此，盐胁迫下种植花生应及时补水，避免开花期干旱，减少盐胁迫、干旱胁迫和旱盐互作对花生的危害。

为了改良土壤的物理性状，并探讨连续施用生物炭对植烟土壤物理性状的长期效应，以云烟87为试材，通过3年定位试验研究了连续施用生物炭对植烟土壤物理性状的影响。结果表明：连续施用生物炭能明显影响土壤的物理性状。连续施用生物炭对2015年烤烟生育各时期内土壤含水率均有促进作用，土壤含水率升高了3.243~3.983个百分点，且差异极显著，而在2016，2017年时，连续施用生物炭后在烤烟生育各时期内土壤含水率与对照比较或高或低，但差异均不显著；连续施用生物炭在2015年移栽后30 d时，土壤容重升高0.083个百分点，土壤孔隙度降低3.113个百分点，但差异均不显著，其他年份各时期为连续施用生物炭后土壤容重降低0.010~0.144个百分点，土壤孔隙度升高0.500~5.537个百分点，且以2017年移栽后30 d时生物炭对土壤容重和孔隙度的影响作用显著；连续施用生物炭对2015，2016年各时期的土壤固相比影响较小，主要能显著降低2017年移栽后30 d时土壤固相比。连续施用生物炭能极显著增加2015年各时期土壤液相比，降低2015年移栽后30 d土壤气相比，但对其他年份各时期的土壤液相比和气相比影响较小。不同年份各时期土壤物理性状各参数主成分分析结果显示，连续施用生物炭后的土壤物理性状与对照差异较大，有利于土壤物理性状的改善。

为探讨玉米不同部位生物量和养分含量大小及饲用品质的高低，于2016年在四川农业大学雅安农场进行，以川单428为试验材料，研究了不同氮用量（0，90，180，270，360 kg/hm²，分别记为N₀、N₁、N₂、N₃、N₄）下玉米不同部位生物量、养分含量及饲用品质。结果表明，总体上，玉米茎、叶和籽粒生物量随着施氮量的增加有先增加后降低的趋势，并在N₂时达最大，相比N₀分别增加34.9%，28.0%和107.3%；玉米叶鞘、苞叶和芯的生物量随着施氮量的增加有增加的趋势，在N₄时达最大，相比N₀分别增加28.7%，102.1%和69.4%。施氮显著提高了玉米秸秆不同部位氮含量，降低了磷、钾含量。施氮显著提高了玉米不同部位粗蛋白（CP）含量，降低了中性洗涤纤维含量（NDF）和酸性洗涤纤维（ADF）含量，但当施氮量高于N₂或N₃时，玉米茎、叶和芯NDF含量有些略微升高，玉米茎、叶、苞叶和芯ADF含量有升高的趋势。同一施氮处理内，在施氮量为90 kg/hm²及以上时，玉米不同部位间生物量大小依次表现为籽粒 > 茎 > 叶 > 芯 > 苞叶 > 叶鞘。综上所述，适量施氮有利于提高玉米产量，改善玉米品质，本研究条件下，玉米施氮量以180 kg/hm²为宜。

为研究油棉连作模式下施氮水平对氮、磷、钾的吸收、分配与利用的影响，于2014，2015年在湖南省常德市开展了氮肥不同用量试验，设置了5种施氮量：0，90，180，270，360 kg/hm²。结果表明：在0~360 kg/hm²施氮量内，随着施氮水平的提高，棉株氮素、磷素、钾素养分累积逐渐提高；氮素的积累分配与磷素、钾素的积累分配呈现良好的一致性，棉株氮磷钾养分累积均在施氮360 kg/hm²条件下最大，其中在90~360 kg/hm²施氮量内，棉铃氮素、磷素、钾素的分配比例均在施氮270 kg/hm²条件下最大。在0~360 kg/hm²施氮量内，氮肥的表观利用率、农学利用率、偏生产力与生产效率均随着施氮量的增加而降低，而棉株对磷素与钾素的吸收则表现为随着施氮量的增加而增加；增施氮肥促进了棉株生物量的积累与棉花产量的提高，当施氮水平提高到270 kg/hm²后，其增施效果不再显著且生物量与产量均为最高。在0~360 kg/hm²施氮量内，马克隆值随着施氮量的增加而降低，整齐度和伸长率则没有显著的变化；在180~270 kg/hm²施氮量内，纤维长度和断裂比强度最高。适宜的施氮量利于棉株对氮素、磷素、钾素的吸收，促进干物质积累，提高棉花产量与品质，该试验条件下，推荐施氮量250~270 kg/hm²。

为了研究不同氮肥用量（0，120，240 kg/hm²）和花后弱光（不遮光和遮去自然光照的60%）对冬小麦植株各营养器官干物质和氮素积累与转运的影响，在大田条件下，以济麦22和济核916为试验材料进行研究。结果表明：施氮提高了2个小麦品种总干质量与干物质转运总量，而相同施氮量条件下遮光降低小麦总干质量和干物质转运总量；遮光与不遮光条件下，2个小麦品种总干物质积累最适施氮量均为120 kg/hm²，施氮提高了2个小麦品种茎、叶和鞘中氮素积累量，并可显著提高济核916在遮光与不遮光条件下氮素积累总量，而相同施氮量为120，240 kg/hm²条件下，遮光降低2个小麦品种氮素积累总量；施氮显著提高济核916在遮光与不遮光条件下氮素转运总量，而在相同施氮量为120，240 kg/hm²条件下遮光降低济麦22氮素转运总量，提高其氮素转运总量。施氮对小麦干物质积累与转运在正常光照和弱光条件下影响不显著，但显著提高遮光条件下济麦22氮素转运总量；施氮主要影响2个小麦品种成穗数而显著提高小麦产量，遮光主要降低2个小麦品种穗粒数和千粒质量进而导致产量显著降低，但在遮光条件下，不同施氮量均能提高小麦产量，说明施氮能在一定程度上缓解遮光对小麦产量的影响；遮光和施氮均能显著提高2个小麦品种籽粒蛋白质含量。

为简化油菜施肥方式，提高肥料利用效率，以油菜品种丰油10号为材料，采用田间试验研究了控释氮肥不同运筹方式对油菜生长发育、干物质积累、农艺经济性状和产量的影响。结果表明，与不施氮处理相比，施氮处理可显著增加油菜苗期绿叶数、苗高、单株干物质积累量和根冠比。植株干物质积累总量随着生育进程的推进呈现递增趋势，到成熟期达最大值；开花期-角果期是油菜干物质积累速率的高峰期，平均积累速率以分2次施用的CN5处理最高，为861.25 kg/（hm²·d）。叶绿素含量随着生育进程的推进各处理间差异逐渐增大，开花期达到显著水平。施氮量210 kg/hm²的处理产量均较高，且控释氮肥一次性基施（CN4处理）或分2次施用（CN5处理）均比普通氮肥分多次施用（N1处理）的油菜产量高，但CN4、CN5处理间产量差异不显著，分别比对照显著增产20.36%和22.39%，比N1处理增产2.16%和3.89%，单株角果数分别比对照显著增加94.4%和86.3%。黄淮区域油菜生产上可推行控释氮肥施用量210 kg/hm²且采用一次性全量基施施肥方式，轻简高效，更有利于油菜高产、稳产。

为明确湖南双季稻区"早蓄晚灌"节水轻简栽培条件下水稻生产适宜的氮肥施用模式，通过比较分析了"早蓄晚灌"节水轻简栽培条件下7种不同氮肥配比模式对晚稻产量及光合特性的影响。结果表明：氮肥配比为分蘖期：孕穗期：抽穗期=4：3：3时玉针香产量达到最高，为7 930 kg/hm²，较施氮处理高3.12%~15.94%，较不施氮处理高44.44%；氮肥配比为分蘖期：孕穗期：抽穗期=5：3：2时丰源优299产量最高，为7 980 kg/hm²，较施氮处理高2.57%~9.47%，较不施氮处理高40.74%。不同氮肥配比模式对水稻净光合速率在主要生育期内呈现出逐渐降低的趋势，且分蘖盛期-孕穗期降低趋势最大，玉针香降低幅度为29.92%~45.38%，丰源优299降低幅度为28.62%~36.51%；而孕穗期-乳熟期降低幅度玉针香为5.01%~17.47%，丰源优299为1.28%~13.28%。玉针香呈现不同处理对水稻的净光合速率在各个生育期有各自的特征，丰源优299在生育前期以处理A （一次性施复合肥作为基肥施入）最高，孕穗期-乳熟期以处理E （分蘖期：孕穗期：抽穗期=4：3：3）最佳。蒸腾速率表现随氮肥后移比例的增加，玉针香和丰源优299在水稻主要生育期内呈现逐步降低的趋势，在水稻分蘖盛期2个品种均以不施氮处理最佳，孕穗期、抽穗期和乳熟期均以处理C （分蘖期：孕穗期：抽穗期=6：3：1）施肥比例最佳。因此，合理的施氮比例能够有效地提高光合利用率，进而提高水稻生产效益。

研究褐土区长期不同施肥对土壤磷素形态和磷素累积的影响，对不同磷组分与磷素盈余之间进行相关性分析，为促进土壤中磷素向作物易于吸收的形态转化、提高磷素的利用效率提供依据，从而进一步探索合理的磷肥调控措施。选用其中的9个处理，即不施肥处理，4个不同水平氮、磷化肥配施处理，3个有机肥无机肥配施处理以及1个单施高量有机肥处理。供试土壤取自1992-2012年在山西省寿阳县宗艾镇北坪旱塬上长期定位试验的0~20 cm耕层土壤，运用Hedley磷素分级方法测定耕层土壤不同组分磷素含量，分析长期不同施肥处理对耕层土壤磷素形态及盈余的影响，计算不同形态磷素与磷素盈余之间的相关性。结果发现，有机肥无机肥配施及单施高量有机肥促进了土壤磷素向活性较强的磷素形态转化，使H₂O-P和NaHCO₃-P含量迅速增加；不同施肥处理对耕层土壤中H₂O-P、NaHCO₃-P含量影响较大；随着磷素投入量的增加满足植物的需求后，会有大量活性较强形态的磷素向NaOH-P转化；不同施肥处理对HCl-P含量的影响差异性较小，对于Residual-P含量有降低的趋势。各处理土壤磷素盈余量大小表现为：N₀P₀M₆ > N₃P₂M₃ > N₄P₄M₀ > N₃P₃M₀ > N₄P₂M₂ > N₂P₂M₀ > N₂P₁M₁ > N₁P₁M₀ > N₀P₀M₀。磷素盈余与各组分磷相关性表现为：HCl-P > NaHCO₃-P > Residual-P > H₂O-P > NaOH-P。长期单施高量有机肥或不合理有机肥无机肥配施会导致磷素在土壤中大量盈余，其中，单施高量有机肥的盈余量最大。当土壤中磷素投入量在33~61 kg/hm²时基本可以满足植物的要求，N₄P₂M₂处理在满足植物需求的前提下当季利用率达到最大，为36.4%，推荐施磷量为61 kg/（hm²·年）。土壤磷素盈余与稳定态磷素的相关性最大，磷素盈余会使磷素的利用效率迅速降低。合理的有机肥无机肥配施可以提高作物对磷素的利用效率。

为了探讨生物炭施用对华北潮土农田土壤改良及小麦增产的效果，自2011年开始，在华北小麦-玉米轮作典型潮土农田通过设置0（BC0），2.25（BC2.25），6.75（BC6.75），11.25 t/hm²（BC11.25）4个秸秆生物炭处理的田间定位试验，系统研究了施用生物炭对小麦籽粒产量、土壤含水量及土壤理化性状的影响。结果表明，短期施用生物炭对小麦籽粒产量、生物量、土壤硝态氮、有机碳和全氮含量均无显著性影响，连续施用生物炭9季后，与BCO相比，BC2.25、BC6.75、BC11.25处理小麦籽粒产量分别显著增加24.5%，8.8%，9.1%（P <0.05），小麦生物量分别显著增加18.8%，8.1%和6.1%。而且，随生物炭用量增加，土壤含水量和总孔隙度逐渐增加，容重逐渐降低，与对照相比，BC6.75和BC11.25处理土壤总孔隙度分别显著增加14.1%和26.0%（P <0.05），含水量增加34.4%和42.2%，容重降低10.7%和19.6%。此外，生物炭长期施用BC6.75和BC11.25处理土壤硝态氮、有机碳和全氮含量均显著高于其他处理，与对照相比，第9季BC6.75处理土壤耕层硝态氮含量显著增加128.7%，BC6.75和BC11.25处理有机碳含量分别显著增加127.9%和179.6%（P <0.05），全氮含量增加25.4%和30.5%，但BC6.75和BC11.25处理籽粒产量在第9季显著低于BC2.25处理。综上所述，生物炭长期连续施用能够起到降低土壤容重，增加土壤含水量和孔隙度，提高耕层硝态氮、有机碳和全氮含量，以及提高小麦籽粒产量和生物量的作用。从秸秆资源良性循环发展角度来看，研究地区适宜秸秆生物炭用量为2.25 t/hm²。