为了探明玉米重要自交系花粒期高温胁迫下转录组基因的表达差异，发掘玉米响应高温胁迫的关键基因和蛋白质，明确高温胁迫引起玉米减产的机理，从而利用分子生物学技术手段提高玉米耐高温胁迫性。首先，利用Ampha^TM Z30花粉活性分析仪检测高温胁迫和正常生长条件下玉米自交系昌7-2、郑58的花粉活性。然后收集花粉提取总RNA，利用Illumina Hiseq2000^TM高通量测序技术分别对昌7-2、郑58花粒期高温胁迫材料和正常生长条件下的对照材料进行全转录组测序，序列结果分析后获得差异显著表达基因。通过差异基因维恩图（VENN图）重叠区域分析、GO功能分类和富集统计、KEGG pathway通路分类和富集分析以及转录因子分析，获得玉米花粒期高温胁迫相关的重要差异表达基因和蛋白质。花粉活性检测结果显示，高温胁迫后和正常生长条件下，昌7-2花粉活性分别为24.37%，42.89%，郑58花粉活性分别为35.57%，64.83%。高温胁迫后在昌7-2花粉转录组中共检测到4 176个显著差异表达基因，郑58花粉转录组中共检测到5 487个显著差异表达基因。KEGG pathway通路分类和富集分析结果显示，高温胁迫后郑58的花粉转录组中有2 062个差异表达基因富集到399个相关通路上，昌7-2的花粉转录组中有1 943个差异表达基因富集到352个相关通路上。转录因子分析结果表明，共获得55个转录因子家族，其中，有45个转录因子包含10个以上差异表达基因。研究表明，通过对玉米自交系花粒期高温胁迫后花粉转录组测序获得了大量的差异显著表达基因信息，昌7-2、郑58对高温胁迫响应机制存在明显差异，热激蛋白（Hsps）、热激转录因子（Hsfs）、生长素（IAA）基因和磷脂酰基醇-4，5-二磷酸基因家族（PIP₂）在响应玉米花粒期高温胁迫过程中起着重要作用。

为探究甘蓝型油菜中BnaPDAT1基因表达特性与油脂合成之间的关系。选用2个含油量具有显著差异的甘蓝型油菜双低品系855（49.72%）和868（35.06%），以qRT-PCR方法检测BnaPDAT1各拷贝在两品系油菜中的表达规律，同时以薄层层析（TLC）和气相色谱（GC）检测两品系油菜中TAG的积累规律。结果表明：授粉后种子中BnaPDAT1基因及其3个拷贝表达量均呈先升高后降低的趋势，花、叶片中均有BnaPDAT1表达，三拷贝表达存在差异，但表现整体调控的特点。两品系油菜叶（BnaA10.PDAT1除外）和授粉后20 d的种子中BnaPDAT1及其3个拷贝表达量具有极显著差异，其余各时期两品系间表达差异规律不明显，BnaPDAT1在高含油量品系855中授粉后20 d表达量为全生育期最高值（11.100 9），是868的5.07倍；叶中表达量8.858 6，为868的7.34倍，表达特性与BnaC09.PDAT1相似。两品系油菜种子TAG含量变化均呈S型，授粉20 d后油脂合成进入快速增长阶段，授粉后35 d进入缓慢增长期；授粉后30 d以前TAG含量品系间差异不大，授粉后35 d开始出现差异，授粉后40 d差异进一步扩大并趋于稳定。BnaPDAT1基因表达和种子TAG含量变化没有明显的直接关系，但高含油品系中BnaPDAT1基因表达值明显高于低含油品系。

为解析番茄乙烯受体基因SlETR6在非生物胁迫过程中的功能。以番茄为材料，克隆了番茄SlETR6基因，利用MEGA 5.0软件对SlETR6基因编码的蛋白进行了聚类分析，并利用实时荧光定量PCR分析了SlETR6基因在番茄根、叶、花、果实不同发育时期的组织表达情况及对其在高盐、高温（40℃）、低温（4℃）、干旱胁迫条件下的表达模式。结果表明，SlETR6基因开放阅读框（Open reading frame，ORF）为2 265 bp，编码754个氨基酸，蛋白质分子质量为85.05 ku，等电点为7.28，与马铃薯StETR-like蛋白的同源性最高；启动子分析显示，SlETR6基因含有热胁迫、干旱胁迫、低氧胁迫、光响应、乙烯、水杨酸及赤霉素应答等相关的顺式作用元件。实时荧光定量PCR分析表明，SlETR6在番茄不同组织中均有表达，且在花和转色期果实中有显著高表达。高盐胁迫6 h后，SlETR6基因呈现上调表达，12 h后达到峰值，而后回复正常表达水平；高温胁迫后，SlETR6基因表达量有明显的上升趋势；干旱胁迫早期SlETR6基因应答强烈，在胁迫处理1 h后表达量达到峰值。因此，推测SlETR6基因可能在番茄适应高盐、高温、干旱等逆境胁迫过程中发挥重要作用，可能参与番茄生长发育过程中的逆境调控。为番茄抗逆研究提供了新的候选基因资源。

为了探讨荠菜PIN1基因的生物学功能，根据GenBank中拟南芥PIN1氨基酸序列，设计同源引物，通过RT-PCR技术，克隆了荠菜PIN1基因（CbPIN1）编码区cDNA序列；生物信息学方法分析了荠菜PIN1蛋白结构特征，并进行了亚细胞定位与原核表达；荧光定量PCR方法检测了PIN1组织表达特性；构建了植物表达载体pBI121-CbPIN1 ，并获得转基因植株。结果表明，CbPIN1 cDNA序列全长1 869 bp，C+G含量为49%。Blast比对结果显示，CbPIN1与拟南芥PIN1基因高度同源，相似性高达93%。进一步分析发现，CbPIN1可编码1条622个氨基酸的多肽，CbPIN1蛋白分子质量为67.05 ku，等电点为9.02，碱性氨基酸（K、R）个数为49，酸性氨基酸（D、E）个数为42，疏水氨基酸（A、I、L、F、W、V）个数为241，极性氨基酸（N、C、Q、S、T、Y）个数为157。CbPIN1属于跨膜蛋白，含12个丝氨酸磷酸化位点，1个苏氨酸磷酸化位点。亚细胞定位结果显示，CbPIN1定位于细胞膜；CbPIN1在荠菜不同组织均有表达，其中，根中表达最高，种子中表达最低。原核表达显示CbPIN1蛋白大小87.05 ku。过表达荠菜植株中CbPIN1基因表达量均显著增加。试验结果为进一步分析CbPIN1在荠菜器官发育中的作用奠定了基础。

从中蔬四号番茄品种中克隆能在番茄叶片中高效转录的SlU3启动子，为今后利用CRISPR/Cas9基因编辑技术进行分子育种奠定了基础。采用2轮PCR的方法，第1轮PCR从中蔬四号番茄品种中克隆了3种SlU3启动子，再采用Transfer PCR方法分别对3个启动子进行截短，共得到6个不同长度的启动子，并分别构建6个截短的SlU3启动子驱动GUS融合植物表达载体，利用农杆菌转化法分别转染番茄叶片。运用DNAMAN软件对已克隆的SlU3和拟南芥AtU3启动子序列具有转录功能的必要元件进行序列分析；经过2轮PCR，首先从中蔬四号番茄品种中克隆了3种SlU3-1P、SlU3-3P、SlU3-4P启动子，其长度分别是1 156，1 114，1 147 bp，再采用Transfer PCR方法分别对3个启动子进行截短，共得到6个不同长度的启动子，其长度依次是489，318，450，248，457，248 bp，并分别构建6个截短SlU3启动子驱动GUS融合植物表达载体，启动子序列比对分析发现，番茄U3启动子与拟南芥U3启动子一样，也含有比较保守的2个元件，USE和TATA框，2个元件之间的位置比较固定。利用农杆菌转化法分别转染番茄叶片，结果显示，成功侵染后的番茄叶片均被染成蓝色，表明已克隆的6种不同截短番茄SlU3启动子均具有转录活性。成功克隆了6种在番茄叶片中高效转录的SlU3启动子，为构建番茄CRISPR/Cas9基因编辑载体提供更多高效的内源启动子。

为了解析采前CPPU处理的猕猴桃果实贮藏性与未处理果实的差异及相关的分子调控机制，以清水为对照，评价了盛花后用20 mg/L CPPU处理果实在常温贮藏下可溶性固形物、可滴定酸及可溶性糖含量的变化，并用转录组分析鉴定出与可溶性糖变化相关的候选基因。结果表明，无论处理还是对照，可溶性糖含量在贮藏过程中呈逐渐上升趋势，但CPPU处理果实的可溶性糖含量始终低于对照果实。转录组分析表明，CPPU处理抑制了淀粉和蔗糖代谢中的基因Achn087691（编码磷酸己糖异构酶）以及果糖和甘露糖代谢中基因Achn203191（编码磷酸丙糖异构酶）的表达，并促进淀粉和蔗糖代谢中基因Achn069851（编码己糖激酶）前期表达，但对基因Achn161931（编码尿苷二磷酸葡萄糖脱氢酶）、基因Achn206141（编码尿苷二磷酸-葡萄糖醛酸酯-4-表异构酶）和基因Achn295291（编码果胶甲酯酶）表现为前期抑制、中期促进、后期抑制。由此推测，20 mg/L CPPU处理明显影响了徐香猕猴桃果实中可溶性糖含量及糖代谢相关基因的表达，致使果实常温贮藏过程中可溶性固形物和可溶性糖含量降低，且提前软化。

NAC是一类植物特异性转录因子，其在调节非生物和生物胁迫的发育和响应中起重要作用。为了探索大豆相关基因的功能，利用PCR的方法从大豆中克隆了1个NAC基因GmNAC23。该基因cDNA全长1 077 bp，开放阅读框长1 053 bp，编码350个氨基酸，蛋白质分子量为39.483 ku，等电点为7.08。序列分析表明，GmNAC23基因组包含3个外显子和2个内含子。多序列比对结果表明，GmNAC23蛋白含有1个高度保守的NAM结构域。进化树分析表明，该蛋白与绿豆、木豆、鹰嘴豆的NAC蛋白具有同源关系。转录活性分析结果表明，GmNAC23在SD（Trp-/His-/Ade-）营养型缺陷培养基上生长，说明该基因在酵母体内具有转录激活功能。组织特异性表达模式分析表明，在检测的所有组织中GmNAC23都有表达，在根中表达量最高，在茎顶端分生组织中表达量最低。结果表明，大豆GmNAC23基因具有转录激活功能，并且其在根中大量表达。为进一步研究GmNAC23的生物学功能奠定了基础。

为了阐明水稻膜联蛋白基因家族成员OsAnn8在干旱和低温胁迫条件下的功能作用机制，通过荧光定量PCR技术对不同干旱和低温处理下的水稻叶片中OsAnn8基因进行转录水平上的定量分析，结果表明，OsAnn8基因在干旱胁迫处理前后表达量呈现出高-低-高的变化趋势，而在冷胁迫处理前后表达量则呈现出低-高-低-低的变化。随后，利用CRISPR/Cas9基因编辑技术对OsAnn8基因进行定点编辑，并借助农杆菌介导将OsAnn8基因靶位点的CRISPR/Cas9基因编辑植物表达载体导入转基因受体品种TP309，经潮霉素筛选后共获得32株转基因阳性植株，靶位点扩增测序峰图分析表明其中的2个单株出现了重叠峰，进一步的T载体克隆分别测序表明，这2个单株为单等位基因敲除，说明本研究已经成功获得了OsAnn8基因靶位点敲除的单等位突变体，不同类型的水稻OsAnn8基因突变体的创建，为水稻膜联蛋白基因家族成员OsAnn8在非生物胁迫条件下的功能研究奠定了材料基础。

通过转录组测序技术挖掘蛋白质合成相关基因，为解析蛋白质合成机制奠定基础。以遗传背景相近但蛋白含量差异较大的大豆高蛋白品系冀HJ117（蛋白质含量52.99%）及其回交亲本冀豆12（蛋白质含量46.48%）为研究材料，利用转录组测序技术和生物信息学分析，以期挖掘大豆籽粒蛋白质合成相关基因。通过对转录组数据中冀HJ117和冀豆12差异表达基因的分析筛选，共得到336个差异表达基因，其中冀HJ117较冀豆12有195个上调表达基因，141个下调表达基因。通过GO功能富集分析，发现在分子功能类型中注释的差异基因主要与催化和连接等功能相关；KEGG显著富集分析发现差异表达基因主要富集在蛋白质内质网合成途径中，该途径共筛选到34个差异表达基因，其中33个基因在冀HJ117中表达量较高。从该途径中筛选出9个候选基因，采用荧光定量PCR方法检测其表达量，表达趋势与RNA-Seq检测结果基本一致，证实了RNA-Seq数据的可靠性。RNA-Seq测序结果获得了与蛋白质合成相关基因的基本信息，蛋白质内质网合成途径可能是冀HJ117与冀豆12蛋白质含量产生差异的重要通路。

为研究小麦光敏色素互作因子TaPIF4基因的结构、特性以及在小麦中的具体功能，从小麦中克隆TaPIF4基因并进行生物信息学分析，采用实时荧光定量PCR（qRT-PCR）分析该基因在48 h内的节律表达及在低温、干旱、高盐和脱落酸（ABA）处理条件下的表达模式，推测其可能参与的生物学过程。结果表明，TaPIF4基因的开放阅读框为1 053 bp，编码350个氨基酸，所编码的蛋白在C端含有1个bHLH结构域。TaPIF4蛋白的bHLH结构域保守程度高，在进化关系上与粗山羊草的PIF4-like蛋白最近。TaPIF4基因的表达具有昼夜节律性，在光照条件下表达量低，在黑暗条件下表达量高。TaPIF4基因在外源ABA处理下表达被明显抑制；在干旱处理下，短时间内其表达量升高，之后下降；冷处理下，表达模式与干旱处理相反；盐处理下，其表达无明显规律。推测TaPIF4基因可能参与植物ABA、干旱、低温胁迫的信号通路。

为定位水稻发芽期和苗期耐冷性的QTL，鉴定新的耐冷基因位点，丰富水稻耐冷性的分子遗传基础。以籼型杂交稻恢复系品种泸恢99（Luhui 99，R99）和粳型超级稻品种沈农265（Shennong 265，SN265）杂交衍生的144个F₈稳定遗传的重组自交系群体（Recombinant inbred lines，RILs）为试验材料，以低温条件下水稻种子发芽率和苗期叶片赤枯度为耐冷性鉴定标准，采用QTL IciMapping v3.0软件基于完备复合区间作图法，对水稻发芽期和苗期耐冷性进行QTL分析。共检测到2个控制发芽期耐冷性的QTL和1个控制苗期耐冷性QTL，分别位于第3，5，9染色体上，命名为qLTG-3、qLTG-5、qSCT-9 ，3个QTL的LOD值分别为3.60，2.73，2.52，加性效应为0.09，-0.10，-0.09，可解释表型变异的11.02%，14.07%，12.18%。其中，检测到控制发芽期耐冷性的qLTG-5位于分子标记R5M13~RS8，遗传距离约8.0 cM，该区间未见相关水稻耐冷性QTL的报道，可能是一个新的控制水稻发芽期耐冷性的QTL位点。

对光周期敏感是导致谷子生态适应性狭窄、生产上缺少跨区大品种的重要原因，鉴定谷子光周期敏感性相关联QTL位点是进一步揭示敏感形成遗传机制的基础。首先在长日照地区（河南省洛阳市）和短日照地区（海南省乐东县）对45份谷子品种进行抽穗期表型性状调查，并根据两地的抽穗期差异计算出光周期敏感值，最后进行SSR标记与光周期敏感性的关联分析。结果表明，40个SSR标记在45个谷子品种中共检测到150个等位基因，平均每个引物有3.75个等位基因，其中引物b200和b124的等位基因数目最多，均为6个。利用SSR标记对45份谷子材料进行群体遗传结构分析得到最佳K值为3，即将其划分为3个亚群：其中第1亚群有5个品种，第2亚群有16个品种，第3亚群有21个品种，而剩下的3个品种则不能划分到任何一组，成为混合群。连锁不平衡分析表明，40个SSR标记间不存在明显的连锁不平衡结构。SSR标记与光周期敏感性的关联分析检测到b200（SSR8）和b127（SSR35）2个位点与光周期敏感性关联（P<0.05）。

为加快燕麦分子辅助育种进程，以1981-1983年进行抗旱性鉴定的42份燕麦种质（18份低抗、13份中抗、11份高抗）和12个未鉴定的燕麦育成品种为试验材料，采用Pst Ⅰ/MspⅠ双酶切的dd-GBS基因分型技术构建燕麦简化基因组参考序列，通过Stacks、主成分分析、Fisher Test和Blast分析研究燕麦SNP分子标记。测序结果表明，燕麦个体的高质量reads数在4 111 218～19 019 296，利用Stacks软件成功组装753 325条燕麦简化基因组参考序列，共注释74 657个群体SNP位点。主成分分析表明，燕麦SNP基因型大致聚为2簇，其中一簇主要由14份低抗种质组成，另一簇则包含全部11份高抗种质。进一步的Fisher Test差异显著性统计分析表明，相对于燕麦低抗种质材料，共有2 937个SNP标记在燕麦高抗种质材料中差异显著（（错误发现率False Discovery Rate，FDR）<0.05），其中，55个SNP标记差异极显著（FDR<0.001）。将上述55个SNP标记所在源序列与小麦基因组序列在Phytozome数据库中进行比对（Blast）发现，14个SNP位点可能参与燕麦抗旱生物学信号通路基因的表达，其中包括参与植物激素信号转导来调控燕麦的抗逆性。通过GBS技术成功组装的燕麦简化基因组参考序列，丰富了当前燕麦的基因组数据库。通过统计学分析得到的55个SNP标记与小麦基因组数据库进行比对，结果发现，14个SNP标记将对燕麦分子辅助育种和加速育种进程具有重要的指导意义，更可为今后的燕麦种质资源大规模快速筛选奠定技术基础。

通过对高粱F₂群体农艺性状进行数量遗传分析，确定各性状的最适遗传模型并掌握其遗传规律，为田间选育遗传稳定的农艺性状提供参考。以粒用高粱品种忻粱52和美引-20的杂交F₂分离群体为试验材料，根据单个分离世代群体的遗传模型方法-主-多基因遗传分析模型对F₂世代6个数量性状进行遗传分析。结果表明，6个农艺性状中株高、穗柄长、主茎茎节数、平均茎节长符合遗传模型，受主效基因控制；而穗长和旗叶鞘长不存在主基因，受微效多基因遗传。株高符合Model B_1，受2对主基因控制，为加性-显性-上位性混合遗传模型，主基因遗传率为88.65%；穗柄长和主茎茎节数符合Model A_1，为受1对主基因控制的加性-显性混合遗传模型，遗传率分别为61.58%和68.94%；平均茎节长符合Model A_4，受1对主基因控制，符合负向完全显性遗传模型，主基因遗传率为49.24%。株高、穗柄长和主茎茎节数的主基因遗传率较高，说明这3个性状在后代遗传中受环境影响较小，遗传较稳定，可以在育种早代直接进行选择；而平均茎节长的遗传率较低，说明该性状在后代中遗传不稳定，受环境影响较大，需在育种高代进行选择。

为了探讨盐胁迫对寒地粳稻籽粒淀粉合成积累的影响，进一步丰富寒地粳稻耐盐研究的生理基础。通过盆栽试验，以耐盐性不同的2个寒地粳稻品种供试材料研究不同浓度盐胁迫下寒地粳稻籽粒淀粉合成关键酶活性变化规律及其与淀粉含量间的关系，揭示寒地粳稻籽粒淀粉合成代谢对盐胁迫的响应机制，研究盐胁迫对寒地粳稻产量及产量构成因素的影响，明确盐胁迫下寒地粳稻产量形成机制。结果表明，与对照相比，盐胁迫下寒地粳稻籽粒可溶性淀粉合成酶（SSS）、ADPG焦磷酸化酶、淀粉分支酶（Q酶）活性降低，籽粒总淀粉、支链淀粉含量下降，而直链淀粉含量升高。同时，随着盐浓度的升高，产量构成因素各指标逐渐下降，盐胁迫主要影响牡丹江30的穗粒数及结实率从而影响产量，影响龙稻5有效穗数及结实率。当土壤含盐量大于0.075%时，理论产量受到较大影响。就品种而言，与牡丹江30相比，由于盐胁迫下耐盐性品种龙稻5具有相对较高的淀粉合成酶活性，使其籽粒淀粉及其组分含量较高，有利于籽粒干物质积累，确保其产量在盐胁迫下仍能维持在相对较高的水平。因此，籽粒淀粉合成关键酶活性是不同耐盐性品种响应盐胁迫的差异产物，其活性变化规律及高低可作为耐盐性鉴定的指标。

为探究氮素对饲用燕麦叶片衰老特性的影响，在科尔沁沙地，以燕麦为材料，于苗期、分蘖期、拔节期、抽穗期按照15%，40%，25%，20%比例，对燕麦追施0（CK），70，140，210，280 kg/hm²纯氮，检测灌浆期燕麦叶片的叶面积、叶绿素含量、可溶性蛋白含量、抗氧化酶活性及膜脂过氧化程度。结果表明：追施氮肥对延缓叶片衰老、提高功能叶作用时间和效率有明显作用。在一定范围内随着施氮量的增加，饲用燕麦的叶面积、叶绿素含量均显著提高，可溶性蛋白含量增加，而MDA含量明显降低，SOD活性显著下降，POD活性和CAT活性显著增强，延缓叶片的衰老进程。当施氮量超过210 kg/hm²后，继续增施氮肥旗叶叶面积、叶绿素含量及可溶性蛋白含量均明显下降，且不能持续提高花后叶片POD和CAT活性，但SOD活性显著增强，MDA含量显著升高。试验亦表明，清除植物体内氧自由基并非单一的酶作用结果，取决于SOD、POD、CAT保护酶系协同作用，在科尔沁沙地追施210 kg/hm²氮肥，饲用燕麦叶片抗衰老能力最强。

针对覆盖保水增产但会降低籽粒含氮量问题，以休闲期深翻后全覆盖、半覆盖和不覆盖（对照）为主区，以播前配施磷肥（P₂O₅）75（低磷，LP），135（中磷，MP），180 kg/hm²（高磷，HP）为副区，在山西省南部开展试验，以期为该地区旱地小麦提供产量与品质同步提升的耕作栽培技术。结果表明，与不覆盖相比，夏覆盖播种期土壤蓄水量显著提高，达27.47～43.09 mm，休闲期蓄水效率显著提高，达7.51%～11.79%，且全覆盖显著高于半覆盖；夏覆盖配施磷肥有利于增加花前土壤蓄水量，降低开花期土壤蓄水量，全覆盖配施135 kg/hm²磷肥幅度最大；同等磷肥条件下，夏覆盖产量和水分利用效率分别提高27%～51%和18%～29%，全覆盖产量高于半覆盖；全覆盖条件下，135 kg/hm²磷肥可促进灌浆初期和中期籽粒淀粉积累、灌浆初期蛋白质积累；夏覆盖配施135 kg/hm²磷肥成熟期籽粒的淀粉含量、淀粉和蛋白质产量提高，但籽粒蛋白质含量降低，且全覆盖高于半覆盖，籽粒蛋白质含量相反。此外，旱地麦田夏覆盖配施磷肥条件下，籽粒产量与播种期、返青期、拔节期土壤蓄水量呈显著正相关，与淀粉含量呈极显著正相关、与蛋白质含量呈负相关；开花期土壤蓄水量与淀粉含量和蛋白质含量呈负相关。籽粒产量、淀粉和蛋白质产量回归方程拟合曲线为线性函数，最高点是全覆盖配施135 kg/hm²磷肥处理。可见，休闲期深翻后覆盖能够显著提高播前底墒，配施磷肥有利于返青期和拔节期土壤蓄水量增加，开花期土壤蓄水量降低，促进营养器官前期生长发育和灌浆前期的籽粒碳氮积累，最终达到产量和品质同步提升的目的。综合而言，山西省南部旱地小麦采用休闲期深翻后全覆盖配施135 kg/hm²磷肥是实现产量和品质同步提高的耕作栽培技术。

为了探究调亏灌溉诱导作物补偿效应的机制，采用桶栽试验，以玉米杂交1代（F₁）及其父母本为试验材料，分别设置充分供水和连续3次干旱复水2个处理，研究连续干旱复水对夏玉米苗期根冠关系及根冠补偿能力的影响。结果表明：连续干旱复水显著抑制了父本总生物量的积累，与正常供水（对照）相比降低19.9%，但对F₁和母本总生物量积累无显著影响；初次与第2次干旱复水后母本地上部干物质积累大于地下部，第3次干旱复水后干物质向地下部分配的比例增加；3次干旱复水父本均表现为地下部干物质积累大于地上部；3次干旱复水后父、母本根冠比较对照分别提高33.2%，5.8%，F₁在3次干旱复水过程中根冠比均低于对照，第3次干旱复水后根冠比较对照降低7.3%。3次干旱复水后，F₁冠层生长补偿能力显著增加，根系生长补偿无显著变化，两亲本冠层与根系生长补偿能力同步显著降低。可见，对玉米杂交种而言，苗期进行连续多次干旱复水锻炼能促进其地上生长补偿，大田栽培中可利用此原理提高苗期夏玉米干物质积累，增强抗旱能力并提高水分利用效率。

为了挖掘耐低氮大麦种质资源。采用水培试验，设正常供氮和低氮胁迫2个处理，通过根长、株高、分蘖数和干质量等指标对19份大麦地方品种的耐低氮特性进行筛选和鉴定。方差分析表明，各性状在不同供氮水平和品种间均有极显著差异，并且供氮水平和品种间的互作作用达到极显著水平，表明低氮胁迫水平设置合理，各品种也表现出对低氮胁迫反应不同。变异分析表明，2种供氮条件下大麦的分蘖数和干质量变异系数均较大，说明这些指标在品种间的差异明显，较适合作为耐低氮筛选指标，而株高性状受基因型差异的影响较小，不适合作为耐低氮品种筛选指标。相关性分析表明，正常供氮条件下，大麦干质量与其他指标均呈极显著正相关，低氮胁迫下，也表现出了相似的趋势，只是相关性程度有所下降，并且地上部干质量与根长、分蘖数仅呈显著正相关关系。鉴于生物量在耐低氮鉴定评价中的重要作用，对低氮胁迫和正常供氮条件下大麦的地上部干质量进一步进行比较，t测验表明，大麦品种B929、B942、B945、B968和B974在正常供氮和低氮胁迫间地上部干质量无明显差异，说明这5个大麦品种具有较强的耐低氮能力，同时该判断标准也弥补了仅利用相对值来判断耐低氮性的不足。另外，研究大麦地上部干质量指标和氮素吸收利用相关指标在耐低氮中的关系，发现同时考虑氮素吸收和利用相关性状才可能对大麦品种耐低氮性进行判断。

为了解析菠菜乙醇酸氧化酶（SpGLO）的酶学特性及同工酶谱。首先提取菠菜的RNA并反转录成cDNA，通过NCBI数据库中提供的菠菜GLO基因mRNA序列信息，设计特异性引物，扩增目标序列并连接到pMD19-T载体上进行测序鉴定；随后再次设计引物并在上游引物加入His标签，克隆SpGLO基因构建到pYES2载体上，将该载体转入酿酒酵母中进行表达并通过His-tag亲和柱纯化，然后在不同诱导时间点取样测定SpGLO酶活。结果显示，转化后的酿酒酵母菌株在诱导发酵20 h后能得到最高的GLO活性。以乙醇酸为底物测定SpGLO在不同pH、不同温度条件下的催化活性，其最适pH值为8.0，最适温度为39℃。然后分别以乙醇酸、乙醛酸、甘油酸为反应底物，系统分析了SpGLO的酶学特性，数据显示，SpGLO对乙醇酸的亲和力最高，其Km为0.41 mmol/L，Vm为45.92 μmol/（min·mg）。以乙醇酸、乙醛酸为底物，使用草酸抑制其催化活性，其Ki分别为4.61，2.09 mmol/L，表明以乙醛酸为底物时SpGLO的催化活性更易被草酸抑制。同时将纯化后的SpGLO通过Caps-氨水电泳体系进行同工酶电泳，经过染色后出现2条同工酶带，表明菠菜叶片中可能存在2种GLO同工酶。为将来深入研究植物GLO同工酶之间的生化特性差异并分析其不同生理功能奠定良好的基础。

为探究不同产量潜力超级杂交稻持续增产的茎秆维管束结构基础，以具有不同产量潜力的4期超级杂交稻代表性品种两优培九、Y两优1号、Y两优2号和Y两优900为材料，在大田栽培条件下，研究了4期超级杂交稻茎秆维管束结构的差异及其与产量和产量构成因素间的关系。结果表明：随产量潜力的提高，4期超级杂交稻各节间大、小维管束数目均表现出不断增加的变化趋势，除倒5节小维管束面积和总面积表现为先升高后降低、倒2节和倒3节大维管束面积和总面积表现为先降低后升高外，其他节间大、小维管束面积和总面积均表现为不断增加的变化趋势。随着产量潜力的增加，4期超级杂交稻的实际产量、穗粒数均表现出不断增加的趋势，第4期超级杂交稻（Y两优900）较第1期超级杂交稻（两优培九）增产68.83%，穗粒数增加87.42%，而有效穗数呈逐渐减少的变化趋势，千粒质量和结实率则表现为先升高后降低的趋势。相关分析表明，茎秆维管束结构特征与穗粒数、结实率以及产量存在正相关，而与千粒质量存在负相关，特别是上部茎节间小维管束和基部茎节间大维管束结构特征显著影响超级杂交稻产量及产量构成要素。因此，4期超级杂交稻上部茎节间小维管束结构特征以及基部节间大维管束结构特征的改善是保证超级杂交稻产量潜力不断提高、穗大粒多和结实率正常的前提。

为了进一步明确草酸青霉菌HB1的溶磷能力及其对土壤生物学特性的影响，采用土壤培养试验与白菜培养试验的方法，研究了添加HB1、秸秆、秸秆+HB1对白菜的促生效应，及其对土壤pH、土壤速效磷、活化土壤磷的能力、相关土壤酶活性和微生物数量等的影响。结果表明，与对照相比，HB1处理的白菜幼苗鲜质量和白菜磷的累积量增加了21.61%，81.64%，而秸秆+HB1处理则有所降低，说明HB1对白菜的促生效应和溶解土壤磷的能力在秸秆还田的情况下一定程度上受到抑制；在土壤培养试验中，与对照相比，HB1处理的土壤碱性磷酸酶和纤维素酶活性分别提高了10.62%和56.41%，细菌、真菌的有效活菌数分别提高了108.75%，96.45%；在白菜培养试验中，HB1处理的细菌和真菌的有效活菌数也分别比对照提高了27.48%，33.02%，说明施用HB1改善了土壤的生物学性状。综上所述，草酸青霉菌HB1能有效溶解土壤中难溶性磷，增强白菜对土壤磷的吸收利用，改善土壤的生物学性状，而在秸秆还田的条件下HB1的促生效应及溶磷能力受到了一定程度的抑制。因此，在秸秆还田的情况下施用草酸青霉菌HB1要考虑秸秆腐解对其促生效应和溶磷能力的抑制效应。可为HB1菌在农业中的科学应用提供理论依据。

为了揭示土壤对长期秸秆还田及氮肥调控的响应，采用大田小区试验，考察了秸秆不还田+N 300 kg/hm²（TB）、秸秆全量还田+不施肥（T0）、秸秆全量还田+N 255 kg/hm²（T17）、秸秆全量还田+N 300 kg/hm²（T20）、秸秆还田+N 345 kg/hm²（T23）对稻田土壤理化特性、重金属含量、活性有机质、微生物炭、碳库管理指数及水稻产量的影响，探索长期秸秆还田（5年）条件下土壤质量对氮肥配施的响应，为提高氮肥利用率、减轻环境污染、提高资源利用效率，提供理论依据和技术支撑。结果表明：长期秸秆还田条件下，随着氮肥施用量的增加，T17、T20、T23 3个处理的全氮、全磷、全钾、速效氮、速效磷、速效钾、总有机质、活性有机质、微生物量碳含量上升，但总有机质、全氮、全磷、全钾的差异不明显；土壤容重下降；土壤中汞、砷、铅、镉、铬、铜、锌7种重金属（全量）未出现明显积累现象。施肥量相同的条件下，秸秆还田（T20）显著提高了土壤速效氮、速效磷的含量，较秸秆不还田（TB）速效氮、速效磷、速效钾分别提高21.1%，8.9%。综合考量经济、土壤质量、产量等因素，无污染的秸秆还田后，合理的配施氮肥（300 kg/hm²）不仅可以避免秸秆腐解过程中与作物争夺氮肥，而且可以促进土壤碳、氮的更新，培肥土壤，提高产量，改善土壤质量。

为了探讨棉秆炭施用方式对干旱区灰漠土棉田产生的影响。通过大田试验随机区组设计，解析棉秆炭施用方式（每年施棉秆炭NPKC、常氮+1.5棉秆炭NPKBc1.5、低氮+1.5棉秆炭N低PKBc1.5、常氮+3.0棉秆炭NPKBc3.0、低氮+3.0棉秆炭N_低PKBc3.0）对灰漠土棉花形态及土壤理化性质的影响。结果表明，与CK相比，NPKBc1.5棉花单株叶面积显著增加，花蕾花铃数提高45.67%。分别增加施氮量和棉秆炭的效果不同，单独有限度增加棉秆炭22.5 t/hm²，单株叶面积显著增加24.27%；增加施氮量，单株叶面积增加不显著。正常施氮，棉秆炭从22.5 t/hm²增加到45.0 t/hm²，根冠比增加13.3%，叶面积减小11.84%；减少施氮量但增加棉秆炭施用量，花蕾花铃数显著增加（P<0.05），土壤结构和理化性质得到改善，相较CK，施用45.0 t/hm²棉秆炭，土壤pH值降到7.09，降低1.16%；分别在N_低PKBc1.5和NPKBc1.5基础上各增加1倍的棉秆炭，自然含水量分别增加1.7，0.3百分点，田间持水量分别增加3.5，2.4百分点，饱和含水量分别增加6.2，1.6百分点；施入≥45.0 t/hm²棉秆炭，土壤有机碳含量达到试验最大值17.23 g/kg，相比对照增加79.72%。花蕾花铃数和单株叶面积受到有机碳和容重的影响较大，但未达到显著影响（P>0.05），有机碳对二者具有促进作用，而容重表现出抑制效应。含水量对于花蕾花铃数有一定积极影响。因此说明，灰漠土增施适量棉秆炭可弥补氮的不足，改善土壤理化性质。

为确定适宜机械化栽培的高粱新品种晋杂34的最佳栽培模式，采用大田定位试验，于2014年研究了50 cm等行距种植时不同密度12.0，13.5，15.0，16.5，18.0，19.5万株/hm²对晋杂34生长和产量的影响，于2015年研究了9种栽培模式（行距为等行距（50，60 cm）和宽窄行（30 cm＋70 cm），不同行距下分别设12.0，15.0，18.0万株/hm²）对晋杂34产量及氮素吸收利用的影响。结果表明，密度增加明显降低了高粱茎粗和单株叶面积，增加了叶面积指数；行距显著影响株高和生物量，60 cm等行距的生物量较高，为10.12~11.25 t/hm²。密度增加显著降低单穗籽粒质量，以12.0万株/hm²时最高，2014年高达81.20 g，2015年为65.38~73.04 g；行距显著影响了千粒质量，以60 cm等行距时最高；就籽粒产量而言，2014年雨量充沛，以18.0万株/hm²较高，而2015年干旱年份，以60 cm等行距密度为15.0万株/hm²最高，为10 721.61 kg/hm²。低密度促进了穗花前植株对氮素的吸收和累积，提高了营养器官氮素向籽粒中的转运；而行距调控了穗花后氮素的吸收，60 cm等行距时具有较高的氮素吸收量。相关分析结果表明，穗花后的氮素累积量与籽粒产量呈显著正相关；氮素运转率与产量呈显著负相关。综上，不同栽培模式通过调控高粱生长和氮素吸收影响籽粒产量，通过栽培模式促进穗花后氮素吸收，对提升籽粒产量具有重要的意义，60 cm等行距密度为15.0万株/hm²为晋杂34最适宜的栽培模式。

为探明深松措施下磷肥施用深度对春玉米根系特性的影响，实现根系与磷素在空间上充分耦合，可为玉米高产栽培磷肥合理运筹提供科学依据，采用裂区设计，以耕作方式为主区，副区为施磷深度，研究深松措施下不同施磷深度不同春玉米品种的根系生物量、比根长和根系活力，并分析其与产量的相关性。结果表明：旋耕措施下，0~20 cm土层根干质量吐丝期P12和P18较高，乳熟期P12较高，P24吐丝期低于P6而乳熟期高于P6；20~60 cm土层吐丝期和乳熟期磷肥深施处理均高于P6，以P12最高。深松+旋耕措施下，0～20 cm土层春玉米根干质量吐丝期施磷深度处理均高于正常施磷P6，0～20 cm土层乳熟期和20~60 cm土层吐丝期和乳熟期均为P12和P18较高。旋耕措施下0～20 cm和40～60 cm土层比根长P12最大，与P6差异显著，20~40 cm土层P24最高。旋耕措施下3个土层根系活力和0~20 cm，40~60 cm比根长均表现为P12最高，深松+旋耕措施下根系活力除20~40 cm吐丝期外，P12与P18差异不显著，均高于P6，比根长0～20 cm土层吐丝期和乳熟期P12最高，P24最低，40~60 cm土层P12和P18差异不显著，P12高于P6和P24。除吐丝期20～60 cm土层根系生物量外，2个生育期各土层根干质量、比根长和根系活力与产量呈显著、极显著相关，根系干质量和比根长主要影响因素是深松和磷肥施用深度，根系活力与深松密切相关。综上，春玉米总根干质量、比根长和根系活力与产量呈正相关，总体表现为深松+旋耕>旋耕措施，磷肥施用深度在旋耕措施下12 cm左右较为适宜，在深松+旋耕措施下12～18 cm较为适宜。

为明确油菜素内酯（BR）增强玉米抗禾谷镰孢侵染的作用及机制，以玉米郑单958为试验材料，分设喷施BR和未喷施BR的处理，在玉米喷施BR 10 d后，接种禾谷镰孢菌，调查比较喷施BR后玉米感染禾谷镰孢菌的发病情况，确定油菜素内酯提高玉米抗禾谷镰孢侵染的确切作用，结果表明，在未喷施BR的自然生长条件下，在玉米上接种禾谷镰孢，发现茎秆表面有明显的病原菌沿接种针孔侵染扩散的痕迹，玉米茎剖面内髓组织黑褐色严重，几乎整个节间均已被病原菌侵染；但在喷施BR 10 d后再接种禾谷镰孢，玉米茎剖面内的髓组织被病原菌侵染面积明显减少，发病明显减轻，说明BR提高了玉米抗禾谷镰孢侵染的能力。用含BR的PDA培养基培养禾谷镰孢，与对照相比，禾谷镰孢发育未受到明显的影响。BR处理后，玉米叶片脯氨酸含量增加，Real-time PCR分析编码脯氨酸合成酶的基因ZmP5CS的表达量，发现其表达量确实受BR的诱导。同时BR处理后玉米叶片可溶性糖含量极显著增加，保护酶SOD和PAL活性显著增加，POD活性极显著增加。说明BR提高玉米自身抗逆性来提高抵抗禾谷镰孢侵染。油菜素内酯对禾谷镰孢的生长发育没有明显的影响；油菜素内酯提高玉米抗禾谷镰孢侵染的原因可能不是抑制禾谷镰孢的生长发育，而是通过提高玉米脯氨酸合成、保护酶活性、可溶性糖含量，从而提高玉米自身免疫能力。

为了筛选十字花科抗根肿病种质，将抗性基因转育到甘蓝型油菜中，利用四川成都根肿菌4号生理小种对西北农林科技大学油菜课题组搜集提供的30份十字花科种质进行接种筛选，并对病情指数进行显著性差异分析、欧式聚类分析及发病率与病情指数的相关性分析。最终获得7份高抗（HR）材料，包括3份白菜、3份芜菁和1份甘蓝，2份中感（MS）材料，2份感病（S）材料和19份高感（HS）材料，其中高感材料均为油菜；这30份材料的平均发病率为69.13%，平均发病指数为51.45；抗、感材料病情指数之间存在极显著差异，欧式聚类分析与病情指数分析结果相一致，发病率与病情指数之间存在线性相关。将筛选获得的抗病芜菁德白瑞与感病甘蓝型油菜育种骨干亲本徐09进行远缘杂交，利用形态学、抗性鉴定、SSR分子标记等方法对远缘杂交的F₁进行了真假杂种鉴定。结果发现，获得的3株F₁杂种叶色浓绿，叶片肥厚，叶缘刺毛较少，叶型修长呈椭圆形，整体性状表现介于两亲本之间且偏向于母本，接菌后无发病症状，并用筛选得到的15对具有较好扩增多态性的SSR引物扫描3株杂种及双亲，带型均同时表现父母本带型，最终确定这3份F₁杂种均为真杂种。筛选的7份高抗材料和3份真杂种材料可以为根肿病抗性机理研究及油菜抗根肿病新品种的选育提供材料基础。

为揭示藏绵羊高原低氧的适应机制，选择与高原动物低氧适应相关的EGLN1基因为研究对象，分析绵羊群体中该基因的遗传变异特征，为进一步寻求分子育种提供依据。采用荧光定量PCR及PCR-SSCP技术检测了藏绵羊和湖羊不同组织EGLN1基因表达量及其intron6-intron7区的核苷酸变异特征。结果显示：EGLN1基因在2个绵羊群体各组织间均有表达且存在组织差异性。其中，湖羊各组织的表达量均高于藏绵羊，在心脏、肝脏和肾脏组织差异最大。在2个绵羊群体EGLN1基因intron6-intron7区检测到了6个SNPs、1个碱基的插入和1个碱基的缺失位点，2个群体间等位基因和基因型频率存在统计学差异（P<0.05），藏绵羊优势等位基因B以及优势基因型AB的频率极显著高于湖羊（P<0.01）。说明藏绵羊EGLN1基因部分外显子及内含子区遗传变异程度高，多态性丰富，选择潜力大，可作为藏绵羊适应高原低氧环境的候选基因。研究结果将为藏绵羊的遗传改良和种质创新提供基础数据。

Toll样受体是参与机体天然免疫的一类模式分子，可以识别多种病原体相关分子模式，快速启动有效的免疫应答，在机体的抗感染免疫中发挥重要的作用。为了深入探讨鸡Toll样受体的免疫功能，为禽类相关疾病的预防和控制提供依据，试验通过RT-PCR技术克隆海兰褐鸡TLR15基因的全长阅读框，同时将其胞外区片段插入载体pET32a并导入大肠杆菌BL21（DE3）中进行优化表达，经SDS-PAGE和Western Blot法检测融合蛋白，并将融合蛋白作为免疫原免疫昆明鼠后制备多克隆抗体，同时采用免疫组织化学的方法，对chTLR15的组织表达进行检测。结果表明，海兰褐鸡TLR15编码基因全长2 607 bp，编码868个氨基酸残基，其中胞外区1 962 bp，重组蛋白分子量约为72 ku；免疫小鼠可以产生特异性的抗体，抗体效价为1∶ 10 000；免疫组化检测结果显示，chTLR15主要在脾脏中表达，在肝脏和肺部表达较少。研究结果可为禽类TLR15相关的免疫调节机制分析提供物质基础，也可为后续抗感染生物制剂的开发奠定基础。