CRISPR/Cas9基因编辑技术已经成为水稻育种新型手段，香稻育种一直是水稻育种行业的研究热点，水稻香味主要由8号染色体上的甜菜碱脱氢酶基因Badh2控制。为了改良原有品种的香味性状，促进香稻育种的发展，以非香型粳稻品种东农425为试验材料，构建了2个CRISPR/Cas9敲除载体对Badh2基因进行定点编辑，第1个载体（pYLCRISPR/Cas9-B1-gRNA）的2个靶点分别位于第2和第3外显子上，第2个载体（pYLCRISPR/Cas9-B2-gRNA）的2个靶点均在第2外显子上。采用农杆菌介导法对东农425进行遗传转化，成功获得了T₀纯合植株，并对其衍生出的T₁植株进行T-DNA元件检测，共获得8个突变类型不同且不含有转基因成分的纯合突变株系。同时采用咀嚼法和氢氧化钾浸泡法对这8个纯合突变株系的水稻籽粒进行香味检测，结果表明，8个Badh2株系均具有不同程度的香味，总体上载体pYLCRISPR/Cas9-B1-gRNA编辑的3个株系的香味更为浓郁。对这8个纯合突变株系的主要农艺性状进行考察，发现突变株系的穗数、穗粒数、结实率及千粒质量与野生型相比均没有明显差异。综上，本研究对东农425的Badh2基因成功地进行了编辑，并获得了香味显著提高且无转基因成分的纯合突变体材料，为加快香型粳稻品种的培育提供了技术支持。

为了克隆水稻HD2蛋白基因OsHDT703，并分析其存在的可变剪接体。利用生物信息学分析，结合RT-PCR、TA克隆和测序等方法，鉴定1个水稻中全新的HD2蛋白成员（OsHDT703）。结构域分析发现，在其N端含有HD2家族的NPL保守结构域。选取来源于7个物种的16个HD2蛋白，构建蛋白进化树，结果发现，OsHDT703蛋白与OsHDT702蛋白处于同一分支；OsHDT701则处于另一分支，说明水稻中HD2家族蛋白可能存在功能分化。根据预测的不同剪接体设计4对特异性引物，以粳稻中花11叶片和幼穗cDNA为模板，利用RT-PCR扩增，结合TA克隆，通过测序比对，成功鉴定到4种不同可变剪接体序列。由于3号（OsHDT703.3）和4号（OsHDT703.4）剪接体的CDS序列完全相同，所以证明OsHDT703至少存在4种不同可变剪接体。综上所述，鉴定到水稻中1个全新的HD2蛋白，命名为OsHDT703，并且鉴定出至少4种存在可变剪接体，为后续深入研究该基因生物学功能奠定基础。

为揭示控制株高的遗传机理，为开展理想株型标记辅助选择育种奠定基础，在海南、洛阳、吉林3个不同种植区光周期条件下调查了98份谷子材料的株高，并对98份谷子材料进行基因组重测序，开展单核苷酸多态性（SNP）位点标记与株高的全基因组关联分析。结果表明：不同光周期条件下谷子株高的变异在58.5~169.3 cm，广义遗传力为0.501，且随着日照时间的延长，谷子株高呈递增的趋势。基因组重测序获得了4 482 208个高质量的SNP位点，主成分分析将98份谷子材料分为3个亚群，连锁不平衡（LD）分析发现谷子基因组LD衰减距离为47.5 kb。全基因组关联分析获得10 703个与株高关联的SNP位点（P<0.000 1），这些位点多在海南种植区短日照条件下检测到，且集中于1号染色体上，只有1号染色体上3个关联SNP位点（SNP_13861443、SNP_14872616、SNP_18601830）能在海南、洛阳2个种植区光周期条件下稳定检测到，说明谷子1号染色体存在海南、洛阳种植区短日照和中日照条件下控制株高的数量性状位点（QTL）。在关联SNP位点候选区域发现3个候选基因，推定为成蛋白的基因（LOC_101783280）在外显子区检测到一个SNP位点（SNP_14876527），推测该基因可能为控制谷子株高的主要候选基因。

拟南芥TOC1基因在拟南芥中与2个MYB类蛋白基因LHY（Late elongated hypocotyl）、CCA1（Circadian clock associated1）组成中央振荡器，通过光周期调节途径调控拟南芥对光照的响应。为了揭示玉米中央振荡器中重要基因ZmTOC1a与ZmTOC1b的生物学功能，通过同源搜索找到玉米中的2个同源基因ZmTOC1a与ZmTOC1b，并通过同源克隆得到了这2个基因的序列，进而对这2个基因进行组织表达分析和编码蛋白的亚细胞定位。结果表明，通过同源克隆得到ZmTOC1a的开放阅读框的总长度为1 236 bp，共编码411个氨基酸；ZmTOC1b的开放阅读框的全长为1 554 bp，共编码517个氨基酸。通过ProtPARAM进行基因编码蛋白质的理化性质分析，ZmTOC1a与ZmTOC1b均为酸性蛋白。NetPhos 3.1 Server预测结果显示，ZmTOC1a存在46个潜在磷酸化位点，其中丝氨酸36个，苏氨酸8个，酪氨酸2个；ZmTOC1b共存在53个潜在磷酸化位点，丝氨酸38个，苏氨酸12个，酪氨酸3个。在玉米中选取11个不同的组织进行qRT-PCR分析，结果表明，ZmTOC1a及ZmTOC1b分别在胚根以及胚芽鞘中高表达。通过构建目的蛋白与GFP融合的表达载体并注射烟草，发现ZmTOC1a及ZmTOC1b表达蛋白主要集中在细胞核中。综上所述，玉米TOC1基因可能与拟南芥TOC1基因作用一致，在玉米的生物钟调节中起到了重要的作用。

小麦高分子量、低分子量麦谷蛋白亚基组成是影响小麦加工品质的重要因素，为了经济快速鉴定小麦高低分子量麦谷蛋白亚基组成，需要不断对提取和分离这些蛋白的方法进行优化。在Singh等提出的提取分离小麦高低分子量麦谷蛋白亚基方法的基础上，对其中涉及的单体蛋白去除、麦谷蛋白还原和烷化过程中使用的异丙醇浓度、烷化剂浓度以及烷化过程能否简化几个关键因素进行了深入研究。结果表明：在麦谷蛋白还原时，在10%~50%的异丙醇浓度范围内，不同浓度的异丙醇对高分子量麦谷蛋白亚基的提取效果没有差别，而低分子量麦谷蛋白亚基在用低浓度异丙醇提取时效果较差，随异丙醇浓度提高，提取效果逐渐提高，异丙醇浓度提高到30%时，提取效果达到最高，异丙醇浓度继续提高到50%，提取效果不再提高；使用30%和50%的异丙醇，去除单体蛋白的效果相同；把烷化剂直接加到样品缓冲液中进行烷化，不同浓度（0.6%~1.4%）的烷化剂处理麦谷蛋白亚基的烷化效果相同，但烷化剂浓度为1.4%时电泳背景较重。优化后的方法为：在单体蛋白去除和麦谷蛋白还原时把异丙醇浓度由原来的50%降为30%，去掉单独的烷化步骤，把0.6%的烷化剂直接加到样品缓冲液中进行烷化。优化后的方法不但减少了试剂用量，简化了提取步骤，还提高了电泳条带强度。

为深入研究板栗WRKY转录因子基因在板栗抗病过程中的分子作用机制，根据板栗转录组数据库分析获得EST序列，利用RT-PCR技术，克隆板栗WRKY转录因子cDNA （CmWRKY）序列，分析CmWRKY基因及其编码蛋白的相关信息并进行原核表达研究。结果表明，CmWRKY基因为1 437 bp，编码479个氨基酸，推测蛋白分子质量为52.128 96 ku，理论等电点为9.15，具有2个WRKY保守结构域和2个C2H2锌指结构域，属于WRKY家族的第Ⅰ组，基因登录号为KY312850.1。CmWRKY核苷酸序列与巴旦木等植物的WRKY基因一致性均在80%以上，与西班牙栓皮栎WRKY基因一致性最高，达到97%。同源建模表明，CmWRKY蛋白三级结构与拟南芥AtWRKY1蛋白结构相似，推测其可能与AtWRKY1具有相似的调控功能。分子进化分析显示，板栗CmWRKY与西班牙栓皮栎及核桃WRKY蛋白亲缘关系最近。SDS-PAGE蛋白电泳分析表明，CmWRKY蛋白最佳诱导表达条件为0.2 mmol/L IPTG在30℃下诱导10 h，蛋白分子质量为56 ku，其主要以可溶性蛋白的形式存在。为板栗CmWRKY基因的生物学功能研究及应用奠定基础。

Aux/IAA蛋白作为转录抑制因子在植物生长发育过程中有重要的调控作用。为了研究草莓生长素诱导基因FvIAA17在草莓生长发育过程中的功能，以森林草莓为试验材料，克隆草莓FvIAA17基因，并对其序列特征进行生物信息学分析，利用Real-time PCR技术分析了FvIAA17在草莓不同组织及外源激素处理下的表达模式。结果表明，FvIAA17基因开放阅读框为594 bp，编码197个氨基酸；预测其分子质量和等电点分别为21.85 ku和7.56，具有Aux/IAA家族蛋白典型结构域和保守序列；该基因启动子区含有脱落酸、茉莉酸甲酯及胁迫相关的顺时作用元件。进化分析表明，FvIAA17基因与苹果生长素诱导基因MdIAA1亲缘关系最近；亚细胞定位预测分析表明，FvIAA17蛋白定位于周质内。Real-time PCR结果表明，FvIAA17基因表达量受到外源激素IAA、ABA的显著诱导，说明该基因可能参与了生长素、脱落酸调控草莓发育的信号转导过程。本研究为后继研究草莓FvIAA17的功能和作用机制提供参考依据。

为了发掘茄子萼片刺形成的相关基因，为茄子萼片刺形成的机理和基因定位奠定基础，以萼片有刺和萼片无刺的2个自交系1607和1608为材料，构建了F₂遗传分离群体，利用新一代高通量测序手段对双亲和2个混池的转录组进行了测序分析。通过转录组分析，共获得409 363 358个干净的高通量序列，其中比对到参考基因组的序列共有311 756 616个，比对效率均大于75.00%。发掘24 310个新基因，其中获得注释信息的新基因总数为1 540个。对转录组测序获得的全部基因表达量进行了分析，在双亲中共得到2 438个差异表达基因，其中97个差异基因在2个混池中同时存在。通过对差异基因的注释分析，富集到了可能与茄子萼片刺形成的相关的候选基因3个：SmCKX（Eggplant_newGene_1802）、SmSTS（Sme2.5_09750.1_g00002）和SmFAR（Eggplant_newGene_4241）。SmCKX是一个茄子细胞分裂素氧化酶/脱氢酶相关基因，与番茄的Solyc04g080820.2和Solyc04g080810.3，拟南芥的AtCKX6具有同源性。SmSTS是茄子水苏糖合成酶相关的基因，与番茄的Solyc01g079300.3基因和拟南芥的AT4G01970.1基因同源性较高。SmFAR是一个脂肪酰辅酶A还原酶相关基因，与番茄Solyc11g067180.2基因（FARx相关基因）同源。以上同源基因参与了植物角质，小檗碱和蜡生物合成途径、细胞分裂素合成途径和水苏糖代谢途径，因此，茄子萼片刺的形成可能具有相同的代谢调控途径。

为初步探讨V-ATPase c亚基VHA-c1基因在植物生长发育及信号转导中的作用，通过农杆菌介导，将设计的dsDNA片段整合到拟南芥基因组上，筛选获得了能够特异沉默VHA-c1基因的转基因株系c1-1，并对其进行NaCl、ABA和6%葡萄糖胁迫处理。结果表明：在NaCl处理后，沉默株系c1-1的主根伸长量和种子萌发率都有明显的降低，且在浓度为50，100 mmol/L NaCl胁迫处理下，转基因株系c1-1的主根伸长量被显著抑制。在特定浓度的ABA和6%葡萄糖处理后，转基因株系c1-1的主根伸长量和种子萌发率也都有一定程度的抑制。然而，在4，8 μmol/L ABA处理后，野生株系的主根伸长量被显著抑制，与转基因株系c1-1的主根伸长量被抑制效果相比达到了显著水平。沉默VHA-c1基因后，降低了拟南芥对NaCl的耐受性，影响了其生长发育，然而对ABA和葡糖糖的抑制作用却表现为很不敏感，这可能是因为H⁺-ATPase在盐胁迫信号通路和ABA信号通路中起着不同的调控功能。

为解析谷子磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPC，Phosphoenolpyruvate carboxylase）在非生物逆境胁迫下的响应特征。从谷子基因组中鉴定出一个SiPEPC（Seita.1G020700）基因，利用相关软件对其氨基酸序列、蛋白特征、功能、信号途径、顺势应答元件等参数特征进行分析和预测，随后分析了该基因在幼苗期逆境胁迫下的动态表达模式及在拔节期、抽穗期、灌浆期不同光照处理和干旱胁迫下的表达。结果表明，该基因位于谷子1号染色体，基因组序列长6 652 bp，编码965个氨基酸，基因无可变剪切、不含内含子；功能域分析显示，该基因含PEPC基因的特征结构域；多序列比对发现，该PEPC蛋白与其他植物PEPC蛋白非常相似，具有非常保守的序列结构。实时荧光定量PCR分析表明，SiPEPC（Seita.1G020700）在ABA、低温、PEG、高盐胁迫下表达量均有所上调，其中，在ABA处理时，表达量呈现波动，在12 h被诱导达到峰值。在低温处理时，表达量持续上升，在24 h达到峰值；在PEG和NaCl处理时表达量整体呈上升趋势，均在12 h达到峰值，在24 h其表达量均急剧下降。进一步研究表明，SiPEPC基因在拔节期和抽穗期正常光照强度下参与了对干旱胁迫的响应，推测SiPEPC（Seita.1G020700）基因参与了谷子对非生物逆境的应答，可能在干旱和其他逆境胁迫信号途径中起关键作用。

细胞分裂素在植物发育和应对盐渍、干旱等非生物胁迫的过程中均扮演着重要的角色。为了研究小麦细胞分裂素受体基因的功能，利用已知的拟南芥细胞分裂素受体基因AHK4（At2g01830）为参考序列，使用同源克隆的方法从小麦基因组中得到同源性最高的基因TRIAE_CS42_4DS_TGACv1_362760_AA1181940（EnsemblPlants），命名为TaHK1。生物信息学分析表明，TaHK1位于小麦4D染色体上，编码的蛋白由996个氨基酸组成，分子质量为109.70 ku，等电点为5.71；TaHK1蛋白二级结构由α-螺旋、无规则卷曲、延伸链和β-转角4种构象组成；亚细胞定位预测该蛋白定位于细胞膜的可能性较大，跨膜结构域预测其具有2个跨膜域；蛋白保守结构域分析发现，TaHK1具有典型的细胞分裂素受体的完整结构域，并且含有87个磷酸化位点。表达谱分析显示，TaHK1在根、茎、叶、雄蕊和小穗等各个组织有广泛表达；此外，TaHK1表达量受低磷胁迫和多种病原菌侵染诱导，而受干旱胁迫抑制，推测其在小麦生长发育、抵御干旱胁迫和病原菌侵染过程中可能发挥重要作用。

为深入研究CsamiR399b对黄瓜果实膨大的影响，对CsamiR399b及其靶基因CsUBC24进行生物信息学分析，并通过实时荧光定量PCR分析了CsamiR399b的表达特性。结果发现，CsamiR399b前体序列含有完整的茎环结构；CsamiR399b在膨大的黄瓜果实中表达量高于开花当天子房和未膨大子房，证实其参与黄瓜果实膨大调控。对靶基因的生物信息学分析发现，CsUBC24蛋白二级结构主要由无规则卷曲和α-螺旋构成，该蛋白质无信号肽及跨膜结构，定位于细胞核，为可溶性蛋白。系统进化树表明，黄瓜CsUBC24与甜瓜、南瓜和苦瓜等物种UBC24遗传距离较近；通过序列比对和保守域分析发现，各物种UBC24蛋白序列和功能结构域表现出较高的保守性，说明UBC蛋白功能保守。推测CsamiR399b通过调控CsUBC24基因表达参与了黄瓜果实膨大。

大豆单株荚数是构成大豆产量的重要因素之一，同时在大豆种质资源中也是一个变异范围较广的性状，为了有助于大豆单株荚数分子选择育种，以大豆多荚材料C025和少荚材料JD18为亲本，以通过杂交构建的F₂群体为材料，对亲本及遗传群体进行2 a （太原2017、太原2018）表型性状和基因型数据分析，同时结合利用已知的大豆SSR遗传图谱，结果显示，共定位大豆单株荚数QTLs 33个，解释的表型变异为0.2%~56.4%；通过元分析整合最终共定位大豆单株荚数23个QTLs，其中有5个QTLs （qPN.C2-3、qPN.I、qPN.C2-4、qPN.C1和qPN.L）与前人的研究重叠，分别位于C2、N、C1这3条染色体上；其余18个QTLs是研究发现的控制大豆单株荚数新的QTLs （qPN.D1a、qPN.N、qPN.C2-1、qPN.C2-2、qPN.M、qPN.A2-1、qPN.A2-2、qPN.K、qPN.O-1、qPN.O-2、qPN.B1、qPN.F、qPN.B2、qPN.E、qPN.J、qPN.D2-1、qPN.D2-2、qPN.G）。qPN.A2-1、qPN.C2-4和qPN.C1（贡献率分别为56.4%，29.5%，35.4%）这3个QTLs可被多环境重复检测且贡献率较高，因此，其可以作为主效QTL进行后续大豆单株荚数分子研究。由于大豆单株荚数是一个易受环境影响且由多位点控制的复杂数量性状，研究检测到一些新的QTLs，并且也验证了一些前人检测的大豆单株荚数QTLs，同时整合目前比较完善的大豆单株荚数QTLs。

为明确不同种植密度对春玉米灌浆期光合性能日变化以及产量影响的差异性，阐明春玉米灌浆中后期籽粒干物质积累、转运及籽粒产量的形成机制，为春玉米适宜种植密度的选择提供理论依据和实践指导。以春玉米品种广德5为研究对象，分析了不同密度处理对春玉米灌浆期穗位叶光合特性日变化、光响应曲线以及籽粒产量的影响。结果表明，随着密度的增加，各处理的净光合速率日变化、气孔导度日变化以及蒸腾速率日变化均呈单峰曲线变化趋势，只是达到峰值的时间存在一定差异；而各密度处理的胞间CO₂浓度日变化则呈先降低后升高的"V"字形曲线变化趋势。不同种植密度的光响应曲线拟合较好，在P<0.05水平下均达到显著，最大净光合速率以M50处理最大，分别比M40、M45、M55和M60处理提高了24.28%，15.41%，18.41%，3.13%。籽粒产量以M50处理最大，分别比M40、M45、M55和M60处理高出21.60%，1.24%，0.84%，4.10%。综合各密度处理下的净光合速率、气孔导度、模拟的最大净光合速率和籽粒产量可看出，广德5适宜种植密度为M50处理（7 5000株/hm²）。

为了探索日光温室番茄的最佳定植期，并提出相应的丰产技术对策，从2017年2月27日至2018年1月27日，开展12期的分期定植试验，观测了番茄各生育期的环境因子、生育期和相应产量，分析各生育期因子与产量及生育期的相关性。结果表明：2017年4月27日和2017年5月27日定植的番茄全生育期最短，为105 d，比2017年9月27日定植的番茄全生育期缩短了41.67%；平均最高气温、平均最低气温、平均气温、白天平均气温、夜晚平均气温、平均昼夜温差、平均土壤温度、平均光照度和平均相对湿度均是影响番茄生育期的关键环境因子。定植-开花期的平均最低气温和平均气温均与番茄产量呈显著负相关，相关系数均为-0.76；番茄产量与采收-拉秧期的平均昼夜温差、平均光照强度、平均最高气温和平均气温呈显著的正相关关系，且相关系数分别为0.90，0.81，0.75和0.71，说明温度是影响番茄产量的关键环境因子。通过各处理产量的对比得出，春茬定植期为2018年1月27日定植的番茄产量最高，为127 437.45 kg/hm²，其次为2017年12月27日和2017年2月27日，分别为117 674.25，115 912.95 kg/hm²。秋茬定植期为2017年8月27日的番茄产量最高，为62 007.90 kg/hm²，其次是2017年9月27日，为54 532.95 kg/hm²。说明宁夏日光温室春茬番茄的最佳定植期是12月下旬-翌年2月上旬，该时期内环境因子有利于番茄产量的形成。秋茬番茄的最佳定植期是8月下旬-9月上旬，该生育期内，可通过降低定植-开花期的气温，增加采收-拉秧期的温度和光照强度，从而提高番茄的产量。

为了探究外源褪黑素对向日葵幼苗耐旱性的影响并明确其作用机制，以晋葵5号为试验材料，研究了叶面喷施50~200 μmol/L外源褪黑素对干旱胁迫下向日葵幼苗生长、光合及抗氧化系统的影响。结果表明，干旱胁迫显著抑制了向日葵幼苗的生长，随着干旱胁迫时间的延长，向日葵幼苗叶片叶绿素含量、净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）及蒸腾速率（Tr）均逐渐下降，相对电导率、MDA含量、H₂O₂含量及₂^·产生速率均逐渐上升，抗氧化酶（SOD、POD、CAT、APX、GR）活性及抗氧化剂（AsA和GSH）含量则先升高后降低。外源施用褪黑素可显著提升干旱胁迫下向日葵幼苗叶片的叶绿素含量、Pn、Gs及Tr，抗氧化酶（SOD、POD、CAT、APX、GR）活性和抗氧化剂（AsA和GSH）含量得到进一步提升，显著抑制了MDA、H₂O₂及₂^·在叶片中的积累，以浓度为100 μmol/L处理效果最佳；在干旱胁迫10 d时，100 μmol/L褪黑素处理的向日葵幼苗株高、茎粗、叶面积、干质量、叶绿素含量以及Pn、Gs、Tr及SOD、POD、CAT、APX、GR活性和AsA、GSH含量分别较CK2（干旱胁迫）提升7.13%，7.48%，8.13%，12.48%，61.43%，52.71%，60.00%，39.29%，43.03%，70.16%，57.00%，85.22%，148.09%，20.00%，40.98%；相对电导率、MDA含量、H₂O₂含量、₂^·产生速率分别较CK2降低26.79%，35.81%，24.33%，23.13%。结果说明，外源褪黑素通过提高干旱胁迫下向日葵幼苗叶片的光合作用和活性氧清除能力，从而缓解干旱胁迫造成的伤害，提高耐旱性，以100 μmol/L处理效果最佳。

为了探讨灌浆期高温对豫南不同香稻胚乳垩白性状的影响，以豫南地区的9个香稻品种和1个常规对照粳稻品种为试验材料，在2016，2017年研究不同播种期对不同香稻品种垩白性状的影响。结果表明：豫南香稻胚乳垩白性状的变幅范围较宽，在不同的播种期和不同的灌浆期温度条件下，不同香稻品种胚乳垩白性状的表现差异较大：香宝1号、郑稻18和香宝2号胚乳的垩白性状对灌浆期温度比较敏感，而其余香稻品种的垩白性状对灌浆期温度相对不敏感。豫南香稻胚乳的垩白率与灌浆期温度整体呈正相关：灌浆期温度越高，稻米胚乳的垩白率越高，扫描电子显微镜下淀粉粒之间的空隙也越大。此外，开花后14 d的日平均温度与垩白率相关性最大，其次是开花后21 d、成熟期和花后7 d的温度。因此，针对香宝1号和香宝2号等胚乳垩白性状对灌浆期温度敏感的品种，在生产上可以通过改变播种期实现稻米垩白性状的改良；对农香粳4号和信长粳等胚乳垩白性状对灌浆期温度相对不敏感的香稻品种，在今后香稻新品种的育种工作中可以考虑将其作为骨干亲本。

研究低温胁迫对不同抗倒春寒能力小麦品种幼穗结实性和生理特性的影响，分析抗倒春寒能力不同的小麦品种对低温胁迫的生理响应机制，为小麦抗倒春寒研究和品种改良提供理论参考。以2个小麦品种矮抗58（抗倒春寒）和郑麦366（不抗倒春寒）为材料，采用盆栽和人工模拟倒春寒处理的方法，分析研究了小麦雌雄蕊原基分化期、药隔分化期和四分体形成期0℃低温处理下小麦的结实特性和幼穗生理指标变化。结果表明，在雌雄蕊原基分化期、药隔分化期、四分体形成期进行低温处理，随处理时间的延长，2个参试品种的穗粒数均降低，但不同处理时间和品种间穗粒数降低幅度不同。雌雄蕊原基分化期低温胁迫处理24，48，72 h后，矮抗58穗粒数分别下降了6.52%，14.07%，22.37%，郑麦366穗粒数下降了37.14%，44.43%，64.71%；药隔分化期低温处理24，48，72 h后，矮抗58穗粒数分别下降了3.74%，9.05%，13.71%，郑麦366穗粒数下降了27.54%，37.80%，48.55%；四分体形成期低温处理24，48，72 h后，矮抗58穗粒数分别下降了2.70%，4.70%，4.73%；郑麦366分别下降了12.39%，29.67%，32.30%。随着低温处理时期的延迟，矮抗58、郑麦366的穗粒数降幅均表现下降的趋势。雌雄蕊原基分化期低温处理穗粒数下降最明显，说明雌雄蕊原基分化期对低温较敏感。矮抗58、郑麦366幼穗雌雄蕊原基分化期、药隔分化期低温处理72 h内，2个参试品种幼穗的可溶性糖和可溶性蛋白质含量总体上均呈先升高后缓慢降低的趋势。矮抗58的可溶性蛋白质和可溶性糖含量及上升幅度均大于郑麦366。低温处理后，2个小麦品种幼穗超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）活性升高且均高于对照，但随着低温处理时间的延长稍有下降，其中矮抗58幼穗中SOD、POD、CAT活性和上升幅度均高于郑麦366，并且丙二醛（MDA）含量的增幅小于郑麦366。相关分析结果表明，低温胁迫后，小麦穗粒数与SOD活性、POD活性分别呈显著、极显著正相关，与MDA含量呈极显著负相关。POD活性、SOD活性、MDA含量可作为小麦幼穗抗倒春寒特性的评价指标，小麦抗倒春寒的生理机制表现为多方面的综合防御。

为提高豆瓣菜对镉胁迫抗逆性的同时有效降低其镉含量，采用盆栽试验，研究了在镉（5 mg/kg）胁迫下，不同浓度褪黑素（0，25，50，100，150，200 μmol/kg）对豆瓣菜生物量、镉含量、光和色素含量、抗氧化酶活性以及土壤酶活性、pH、有效态镉含量的影响。结果表明，与对照相比，褪黑素有效提高了豆瓣菜叶片超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶的活性，且均随着褪黑素浓度的升高呈现上升的趋势。豆瓣菜根、茎、叶的生物量及叶片光合色素（叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素）的含量均随着褪黑素浓度的升高出现先上升后下降的趋势，并在褪黑素浓度为50 μmol/kg时达到最大值；而豆瓣菜根、茎、叶的镉含量随着褪黑素浓度的升高出现先下降后上升的趋势，并在褪黑素浓度为50 μmol/kg时最低，分别较对照降低了9.82%，7.42%，8.19%。另外，与对照相比，褪黑素显著提高了种植过豆瓣菜的土壤有效态镉含量及土壤蔗糖酶的活性，且随着褪黑素浓度的升高出现上升的趋势；而随着褪黑素浓度的升高，土壤pH值则出现下降的趋势。综上，适宜浓度的褪黑素可以在提高豆瓣菜对镉胁迫抗逆性的同时有效降低豆瓣菜对土壤镉的吸收，其中褪黑素浓度为50 μmol/kg时效果最好，可为镉污染地区豆瓣菜的栽培生产提供参考。

为了探究芸豆根际微生态环境对盐胁迫的响应机制，以HYD和JW为试验材料，采用盆栽法，将2种碱性盐Na₂CO₃、NaHCO₃按摩尔比1：9混合，按混合后占土壤质量分数0（S0），0.4%（S1），0.8%（S2），1.2%（S3）设计4个浓度梯度，研究不同程度盐碱胁迫对芸豆根际土壤微生物数量和土壤酶活性的影响。结果表明，在盐碱胁迫下，HYD在株高、根长和地上、下生物量等优于JW。在盐碱胁迫处理下根际土壤细菌、真菌和放线菌数量差异显著，细菌数量高于真菌和放线菌数量。两芸豆品种根际土壤脲酶、磷酸酶、过氧化氢酶活性与土壤微生物数量均在S1处理下达到最大值，且差异显著。在相同处理下，HYD的株高、根长和地上、地下生物量等生长特性与根际土壤微生物数量、酶活性均显著高于JW。相关分析表明，脲酶活性与细菌数量、真菌数量、放线菌数量和微生物总量呈显著或极显著正相关，磷酸酶活性与放线菌数量、过氧化氢酶活性与真菌数量均呈显著正相关。在盐碱胁迫条件下，pH值上升，微生物数量发生变化，导致酶活性改变，间接改变根际土壤微环境。一定量的盐碱胁迫有利于提高芸豆根际土壤微生物数量及酶活性，促进芸豆生长。

针对滨海盐碱地稻田土壤有机质较低、氮肥投入过量，采用田间微区试验研究了秸秆还田与优化施氮对稻田土壤全氮、铵态氮、硝态氮、有机碳、可溶性有机碳、微生物碳氮含量及水稻生长特征的影响。设秸秆还田与氮肥两因素，3个碳（秸秆还田）水平：C0：无秸秆还田；C1：秸秆还田4 500 kg/hm²；C2：秸秆还田9 000 kg/hm²；2个氮水平：N1：255 kg/hm²（优化施氮）；N2：400 kg/hm²（农民传统施氮）。结果表明，与C0、C1处理相比，C2处理时土壤有机碳含量分别增加了100.46%，28.06%；分蘖期时C2N2处理土壤全氮含量最高，而成熟期C1N1处理土壤全氮含量最高；秸秆还田与优化氮肥显著增加了DOC （可溶性有机碳）含量，分蘖期与成熟期土壤铵态氮、硝态氮含量均以C1N1最高，分蘖期与成熟期时，与未秸秆还田相比，土壤微生物量碳、氮含量显著增加，且C1N1、C1N2处理含量最高；秸秆还田量4 500 kg/hm²与氮肥施用量255 kg/hm²处理可有效增加水稻二次枝梗数、千粒质量、结实率及水稻产量，且高于其余处理。与农民传统施肥管理（C0N2）相比，秸秆还田与优化施氮（C1N1）处理水稻产量提高19.02%，且显著提高滨海盐碱地稻田土壤碳氮含量。

为寻求皖南烟区烟叶生产合理施肥的理论依据，设置了不同氮肥用量和不同钾肥用量的田间小区试验，分析了烤烟农艺性状、干物质积累、养分吸收和肥料利用效率的变化特征。结果表明，随着氮肥用量的增加，烤烟株高、叶片数、上中下部叶的叶长和叶宽明显增加；烤烟冠根比和各器官干物质积累量增加；烤烟根、茎、叶片的氮积累量和钾积累量增加；氮肥用量和烤烟整株氮含量表现为显著正相关，和烤烟整株氮积累量及钾积累量表现为极显著正相关；氮肥利用率没有变化，而氮肥农学效率和氮肥偏生产力显著增加。随着钾肥用量的增加，烤烟农艺性状没有明显变化；烤烟根系中的氮含量，茎和叶片中的钾含量增加，而整株的干物质积累量、氮积累量和钾积累量无明显变化；钾肥用量仅与整株钾含量表现为极显著正相关；各处理间钾肥利用率相对较低，不同钾肥用量间，以钾肥用量最低处理的钾肥利用率、钾肥农学效率和钾肥偏生产力为最高。在本试验中，随着氮肥用量的增加，整株的干物质积累和养分积累量持续增加，氮肥利用率上升，施用氮肥增产效果较明显；随着钾肥用量的增加，整株的干物质积累和养分积累量无显著变化，结合烟叶钾含量和钾肥利用率的结果，皖南烟区适宜钾肥用量存在下降的空间。

针对水稻生产中氮肥用量增加、栽植密度越来越低等问题，深入探究水稻施氮量和栽植密度的互作效应对水稻生长、养分吸收及产量的影响，以期为减少施氮、高效施肥提供理论依据，从而找出水稻栽植密度与施氮量的最佳组合。以山东省济宁市任城区水稻试验田种植的第2季水稻圣稻18号为研究对象，通过田间试验设置氮肥水平与栽植密度双因素处理，施氮量设4个水平：无氮（N1），0 kg/hm²；低氮（N2），216 kg/hm²；中氮（N3），288 kg/hm²；高氮（N4），360 kg/hm²。栽植密度设3个梯度：低密度，24万穴/hm²；中密度，27万穴/hm²；高密度，30万穴/hm²。共12个处理，3次重复。结果表明，本试验条件下，拔节期水稻的株高、鲜质量、叶面积及分蘖数均以30N3处理为最佳。对于水稻养分吸收，中氮中密度下的水稻氮素含量最高，其中27N2处理在抽穗期比24N2处理高出20.2%，27N3处理在灌浆期比27N1处理高出1.30%。而水稻全磷、全钾含量随着施氮量增加有不同程度的提高。试验还表明，在中密度条件下，288 kg/hm²的施氮处理比不施氮肥产量提高12.1%；在中氮条件下，27万穴/hm²的栽植密度比低密度处理产量提高18.5%。因此，氮肥水平与栽培密度的最优组合为288 kg/hm²和27万穴/hm²，该组合在降低施氮量，控制合理密度的同时，产量实现最优，达到14 615.3 kg/hm²。

为探明不同量化学氮肥配施有机肥（菜枯，M）对烟草云烟87品质、氮素吸收及利用率的影响，探讨适合贵州省黔东南州烟草种植区的最佳有机无机施氮量，以期为烟草生产的减肥降本、增产提质增效提供技术参考。采用田间小区试验，设置CK₁、CK₂、MN_iPK （i=0或1或2或3）6个施肥处理，分析各处理烟叶的品质、各处理烟株的吸氮量及氮利用率。结果表明：与CK₂处理相比，MN₁PK、MN₂PK和MN₃PK处理烟叶总糖含量分别提高8.57%，14.18%，13.03%；烟叶还原糖含量分别提高4.67%，9.66%，8.26%；烟叶钾含量分别提高8.34%，19.08%，17.12%；烟叶氯含量分别降低0.36%，8.19%，3.56%；提高了钾氯比和两糖差；与CK₂处理相比，化学氮肥配施有机肥处理降低烟叶刺激性和杂气，提升香气质和香气量，增强燃烧性以及余味舒适愈加绵长；与MN₁PK和MN₃PK处理相比，MN₂PK处理提高了氮肥利用率，分别提高了2.99，4.54百分点。化学氮肥配施有机肥（有机氮占36.00%~45.77%），使烟叶中各化学成分之间的比例更为协调，提高了烟叶的评吸质量，增加了烟株氮的吸收量，提高了肥料氮的利用率；在本试验条件下，综合分析各处理对烟叶化学成分、评吸质量和氮利用率的影响，各处理中以有机氮占45.77%的处理表现较好，黔东南烟草种植区推荐使用有机氮占总施氮量的适宜比例为36.00%~45.77%。建议在本烟区推广应用，同时可为相近地区烟草施肥提供参考。

为了解决花生生产中肥料用量高、养分利用效率低等问题，为花生减量施肥提供依据，采用肥料定位试验研究氮、磷、钾对冀东春花生生长和产量的影响。结果表明：不施氮、磷、钾肥均显著降低了花生营养生长期的生物量和花生的产量，不施氮肥和磷肥主要通过减少花生单株果数而减产，不施钾肥主要是通过降低花生百果质量而减产；氮、磷、钾对花生产量的贡献率为：K > N > P。其中，-N （PK）、-P （NK）、-K （NP）、1/2P （NK）、1/2K （NP）处理花生产量分别相当于NPK处理产量的81.9%，82.3%，81.2%，86.2%，83.7%，差异均达到显著水平。各施肥处理花生产量高低顺序：NPK > 2/3N （PK） > 1/2N （PK） > 1/2P （NK） > 1/2K （NP） > -P （NK） > -N （PK） > -K （NP）。1/2N （PK）、2/3N （PK）处理产量与NPK处理比较无显著变化。N、P₂O₅、K₂O用量分别为180，90，90 kg/hm²，花生产量4 590.6 kg/hm²，土壤氮磷钾收支表观平衡分别为：-9.4%，109.5%，-36.9%，考虑土壤供氮磷钾量后的实际盈余分别为：71.9%，190.5%，43.5%。基于花生是豆科植物，冀东花生产区土壤有效磷较高、速效钾较低的土壤肥力现状，花生种植中减肥增效技术为：基肥减施氮肥和磷肥、保证钾肥，推荐基肥N、P₂O₅和K₂O用量分别为67.5~90.0 kg/hm²，45.0~90.0 kg/hm²和45.0~90.0 kg/hm²。

为探明含碳物料对土壤改良及作物生长的影响，以晋北苏打盐化土为研究对象，通过田间试验研究了等碳量风化煤、生物炭、牛粪和秸秆对土壤理化性质及春玉米生长的影响。结果表明，含碳物料降低了土壤容重、提高了土壤孔隙度。土壤容重表现为风化煤 < 牛粪 < 秸秆 < 生物炭 < CK，0~10 cm、10~20 cm土层风化煤处理比对照降低4.73%，7.05%，牛粪处理降低5.75%，3.91%；含碳物料明显提高了土壤有机质含量，0~20 cm土层有机质含量均以风化煤、牛粪处理较高，0~10 cm、10~20 cm较对照分别显著提高54.78%，36.62%和37.40%，32.95%；含碳物料明显降低了0~20 cm土层土壤pH值和全盐量，风化煤、牛粪处理降低效果优于生物炭和秸秆处理，施用风化煤、牛粪后0~10 cm、10~20 cm土壤pH值较对照显著降低0，59，0.55和0.53，0.53，全盐量降低13.49%，14.27%和8.10%，7.35%。含碳物料有降低土壤水溶性钠离子、碳酸根离子及碳酸氢根离子含量的作用，均以牛粪、风化煤处理的降低效果较好；施用含碳物料提高了土壤养分含量，牛粪、风化煤对土壤全氮、有效磷含量影响较大，秸秆对速效钾含量影响较大；含碳物料促进了春玉米的生长发育和产量的增加，其中株高、干物质量和产量表现为风化煤、牛粪>秸秆、生物炭>CK；施用风化煤、牛粪后2016，2017年产量较CK分别显著增加31.81%，37.72%和28.58%，22.99%。研究表明，含碳物料对苏打盐化土的改良利用有积极的影响，风化煤、牛粪改良效果优于秸秆和生物炭。

为了快速检测谷子种子携带线虫情况并了解不同地区线虫种群的多态性，利用PCR技术对采集自中国谷子主产区不同区域内的99份谷子种子的带线虫情况进行了检测，并分析其不同地区线虫种群的遗传多样性。结果表明，根据贝西滑刃线虫核糖体28S rRNA-D2/D3片段设计的引物对谷子线虫具有高度的特异性和灵敏性，扩增出245 bp的特异性目的片段，对谷子线虫的检测浓度最低为0.125 ng/μL。在99份谷子种子DNA中，有33份种子检测到特异性扩增条带，测序结果表明，所有扩增条带对应序列与线虫28S rRNA序列的相似性达97%以上，进一步说明33份种子携带线虫。重复试验结果表明，阳性种子的带线虫频率介于33.3%~100%，且带线虫的谷子种子主要来自春谷区。分析33份阳性样品的28S rRNA片段序列，存在29个变异位点和22种单倍型，其中单倍型AB1为优势单倍型，河北张家口市和内蒙古松山区两地线虫的单倍型遗传多样性最丰富。本研究建立了一种特异性好、灵敏度高的检测谷子种子带线虫的一步PCR方法；谷子线虫病是夏谷区的主要病害，随着谷子春夏谷区的交流，线虫病成为春谷区病害，种子带病可能是主要初侵染源；不同地理来源的线虫28S rRNA序列存在差异，AB1为优势单倍型。

为探讨腐烂病胁迫下核桃枝条生化代谢和树体抗病性之间相互作用关系，随机选取健康、轻度、中度和重度4种病害程度植株各7株，然后运用线性回归分析各枝条POD、Pro、PAL活性及核桃长势（核桃基茎）与病害程度（病斑面积）关系。结果表明：3种抗氧化酶活性的变化规律具有一定差异，其中PAL活性最高值分别出现在轻度病害植株叶片和中度病害枝条，而POD活性的极大值则出现在健康植株叶片和中度病害枝条，叶片中Pro活性与POD显示相似规律，均显著高于其他病害样品活性（P<0.05）。另外枝条Pro活性具有双峰特征即侵染初期其活性快速升高，病害程度进一步加剧其活性反而显著降低，随着病害发展其活性又明显增加；PAL活性和Pro活性极小值出现在病害侵染前期，POD活性极小值则出现在病害发展末期。相关分析显示，病害程度受POD活性和核桃长势（核桃基茎）极显著负影响，相关性分别达到-0.76（P<0.01），-0.85（P<0.01）；病害程度受Pro极显著影响，相关性为0.52（P<0.01）。由此可见，腐烂病侵染过程中，增强核桃长势即增加核桃基茎对腐烂病侵染过程有极强抑制作用，另外也表明，核桃植株体内POD活性增加，有利于增强核桃抵抗腐烂病的抗性。

BMP4基因在小鼠、人类及普通牛的胚胎发育、卵泡发生发育和精子形成过程中发挥重要作用，但在水牛上的研究尚未见报道。旨在探究水牛BMP4基因序列及组织表达特征，以揭示其功能。根据NCBI数据库普通牛BMP4序列设计引物，分离鉴定了槟榔江水牛BMP4编码区全长序列（KF312880）。随后采用生物学软件和半定量RT-PCR技术对水牛BMP4进行了分子特征和组织表达差异分析。水牛BMP4编码区长度与其他牛科物种的相同，全长1 230 bp，编码409个氨基酸。水牛BMP4蛋白为亲水性蛋白，含有1个信号肽序列（AA 1-24）和6种功能活性位点，无跨膜结构域，属胞外分泌蛋白，具有TGF-beta前导肽（AA 39-276）和TGF-beta超家族（AA 309-409）结构域。在BMP4氨基酸序列上，水牛与普通牛、野牦牛、人、马等10个物种的一致性≥ 97%。在所检测的11个组织中，BMP4仅在水牛子宫、卵巢和睾丸中表达，且在睾丸组织中表达水平最高。揭示水牛与普通牛的BMP4结构相似，功能相近，推测BMP4基因在水牛胚胎发育和生殖细胞成熟过程中发挥作用。

为了研究胰岛素样生长因子1受体（IGF-1R）基因外显子2和外显子11的单核苷酸多态性，分析该基因变异与水貂生长性状的关联性，以红眼白水貂、金州黑水貂和咖啡水貂共计235个样本的血液基因组DNA为模板，采用PCR产物克隆和Sanger测序技术，筛查IGF-1R基因SNP位点，将差异位点与不同种群的水貂生长性状进行关联分析。结果表明，红眼白、金州黑水貂的外显子2和外显子11上检测到2个SNPs：c.207G>A和c.1782G>A；咖啡水貂在外显子2上检测到2个SNPs：c.207G>A和c.218T>A，在外显子11检测到1个SNPs：c.1782G>A。c.207G>A和c.1782G>A都属于无义突变。c.218T>A位点属于有义突变，氨基酸发生改变，脯氨酸变为精氨酸。关联分析表明：c.207G>A与金州黑水貂和咖啡水貂体长性状显著相关（P<0.05），其中GG基因型个体为水貂体长的优势基因型；c.1782G>A与咖啡水貂的体长和体质量显著相关（P<0.05），且与咖啡水貂的体质量呈现极显著差异（P<0.01），GA基因型作为咖啡水貂的优势基因型，其杂合GA基因型个体的体长、体质量都显著高于纯合GG基因型和纯合AA基因型个体。合并基因型进行关联分析发现：金州黑水貂合并基因型GGGA个体和GGAA个体的体长与GAGA个体体长差异极显著（P<0.01），基因型GGGA个体和GGAA个体的体长高于GAGA个体体长；金州黑水貂合并基因型GGGA个体体质量与GAGA个体差异显著（P<0.05），GGGA个体体质量高于GAGA基因型个体。试验可推断得出c.207G>A位点GG基因型是水貂体长的优势基因型；合并基因型GGGA和GGAA可能是影响金州黑水貂体长体质量的有利基因型，认为IGF-1R基因可能是影响水貂生长性状的候选基因。