为明确大豆GmGLRs基因家族的结构特征以及不同组织的表达模式，利用生物信息学的方法，从全基因组水平鉴定了大豆GmGLRs基因家族，并对其染色体定位、系统进化关系、基因结构、跨膜结构域及组织表达模式进行分析。结果表明，在大豆基因组（Wm82.a2.v1）全基因组信息中共鉴定出17个GmGLRs基因。基因定位显示，这些基因不均匀的分布在10条染色体上，有5条染色体各分布1个GmGLRs基因，有3条染色体各分布2个GmGLRs基因，有2条染色体各分布3个GmGLRs基因。系统进化树分析将这些基因分为2个亚族，有2个GmGLRs基因在一个亚族，其他15个GmGLRs基因在另一个亚族，这些基因在系统进化关系上成对出现，表现出很高的同源性。基因结构分析表明，这些基因基本上都具有6个外显子，只有1个基因有7个外显子。此外，大豆GmGLRs基因的CDS序列长度差异不大，最长的CDS长度是2 844 bp，最短的CDS长度是2 409 bp，平均长度为2 748 bp。跨膜结构域预测结果表明，10个GmGLRs蛋白有3个跨膜结构域，4个GmGLRs蛋白有4个跨膜结构域，2个GmGLRs蛋白有5个跨膜结构域，1个GmGLR蛋白有2个跨膜结构域。组织表达模式研究显示，这些基因没有表现出组织特异性的差异，但是在表达丰度上存在显著差异，高、中、低丰度表达基因数分别为8，5，4个。结果为大豆GmGLRs基因的克隆和功能研究提供了理论基础。

为研究水稻WRKY蛋白在应对各种生物以及非生物胁迫中发挥的作用，探明OsWRKY76是否参与调控水稻系统获得抗性，明确OsWRKY在植物抗病及耐逆反应过程中的作用机理，对OsWRKY76进行了氨基酸序列分析，发现OsWRKY76具有典型的WRKY结构域，属于WRKY-GCM1锌指WRKY超家族。克隆了OsWRKY76中300 bp的cDNA片段OsWRKY76-300，并扩增GUS基因中500 bp的片段作为连接物，通过片段末端人为增加的酶切位点将上述片段与Gateway系统的入门载体pENTR L16连接，形成中间由GUS 500连接、两端是OsWRKY76-300反向重复的发夹结构的载体，利用LR反应将dsWRKY76 pENTR L16中发夹结构的插入片段分别重组到诱导型双元载体GVG-TA7002和组成型双元载体Ubi-C1300中，获得RNA干扰载体。利用农杆菌介导的转化方法将诱导型双元表达载体转化水稻，获得7个转化株系。利用实时定量RT-qPCR检测转化株系中OsWRKY76的表达量，获得了2个沉默株系。

植物Dof转录因子在植物应对非生物胁迫过程中发挥重要作用。为探明Dof转录因子参与大豆对非生物胁迫的响应，对大豆中3个Dof转录因子（GmDof2.1、GmDof3.1和GmDof4.6）的基因序列进行生物信息学分析。3个Dof基因分别位于不同染色体上，它们所编码的蛋白序列长度为212~305个氨基酸残基，均具有1个保守的Dof结构域。3个Dof蛋白主要定位于细胞核中且含有不同数量的磷酸化位点。启动子序列分析表明，GmDof2.1启动子序列中含有3种与逆境和激素响应相关的元件（ARE、DRE1和MBS），GmDof3.1启动子序列中含有6种与逆境和激素响应相关的元件（ABRE、ARE、CGTCA-motif、TGACG-motif、W-box和WUN-motif），GmDof4.6启动子序列中含有7种与逆境和激素响应相关的元件（ABRE、ARE、CGTCA-motif、GARE-motif、MBS、TGACG-motif和WUN-motif）。实时荧光定量PCR结果显示，3个Dof基因均可不同程度的响应高盐、干旱、低温和高温胁迫。GmDof2.1和GmDof3.1在大豆根中的表达量最高，GmDof4.6在大豆茎中的表达量最高。由此推测3个Dof转录因子可能在大豆应对非生物胁迫过程中发挥转录调控作用。

WRKY是参与植物生长发育与抗逆反应的一类转录因子。为了解谷子中SiWRKY03基因的功能，利用生物信息学软件分析了其生物学特征，采用Real-time PCR技术检测了SiWRKY03转录因子在谷子不同组织部位和抗谷锈病过程中的表达丰度变化。结果表明，SiWRKY03基因的开放阅读框全长为1 137 bp，编码378个氨基酸，预测分子质量为39.73 ku，理论等电点（pI）为5.91，含有1个WRKY保守结构域。该蛋白质二级结构的最大元件是无规则卷曲，最小元件为β-转角。进化分析表明，SiWRKY03与糜子（RLM93064.1）和哈氏黍（PAN29607.1）的氨基酸序列同源性最高，为99%。组织表达分析表明，该基因在谷子根、茎、叶和穗中均有表达，其中根中表达量最高，穗中表达量最低，与转录组数据一致。在谷子响应锈菌胁迫反应的120 h内，SiWRKY03基因在抗病反应的12，36 h上调表达，而感病反应过程中无显著性变化，推测SiWRKY03在谷子抗锈病反应中起正调控作用。上述试验结果为进一步研究SiWRKY03基因功能与抗病机制奠定理论基础。

为揭示Blind基因在普通烟草中的功能，通过同源克隆的方法从普通烟草K326的基因组中克隆得到1个Blind-like基因，即NtBL1，用PROSITE （ExPASy）、Sopma和Swissmodel等软件对NtBL1进行蛋白质结构域分析和高级结构预测，用Mega 7.0和MEME软件对NtBL1及其同源蛋白进行了进化树构建和结构分析，用半定量PCR分析了NtBL1基因在花、叶、根、茎、苗中的表达模式，用qRT-PCR技术分析了ABA、NaCl和PEG处理下NtBL1基因的表达模式。结果表明，NtBL1的开放阅读框长度为1 014 bp，编码337个氨基酸。半定量PCR结果表明，NtBL1在烟草的大部分组织和各时期普遍表达，但是根中的表达量最高。蛋白质结构域分析显示NtBL1是典型的R2R3 Myb家族蛋白，含有2个Myb-type HTH类型的DNA结构域。蛋白质高级结构预测表明，NtBL1蛋白高级结构主要由无规则卷曲和α-螺旋组成。进化和结构分析结果表明，NtBL1基因与番茄Blind等基因的进化距离较近，且具有相似的模体结构。qRT-PCR的结果显示NtBL1基因的表达受ABA的诱导，在处理24 h达到最高表达量；NtBL1基因的表达受NaCl处理的抑制，在24 h出现最低表达量。因此，NtBL1基因可能参与激素和盐胁迫调控下的侧生分生组织的发育。

LEA基因以基因家族的形式在高等植物中广泛存在，在植物生长发育及逆境胁迫应答的过程中发挥重要的作用。为深入研究棉花LEA基因的作用和功能，利用RT-PCR的方法，从棉花纤维均一化cDNA文库中分离得到2个LEA家族基因，分别命名为GhLEA和GhLEAG1（登录号分别为KF906314和KF906316）。GhLEA全长948 bp，编码315个氨基酸，等电点4.4，分子质量为35 ku，GhLEAG1全长756 bp，编码251个氨基酸，等电点10.76，分子质量为27 ku。系统进化树表明，GhLEA属于LEA2亚家族，GhLEAG1属于LEA3亚家族，2个基因的保守基序组成有明显的差异。荧光实时定量PCR表明，GhLEA和GhLEAG1均在棉花纤维20DPA表达量最高，GhLEA在棉花根中表达量最高，而GhLEAG1在茎中的表达量最高。在高盐和PEG处理条件下，2个基因的表达模式差异明显，此外，2个基因还受到脱落酸（ABA）的诱导表达，基因表达量均呈现先升高后降低的趋势，推测2个基因均参与了棉花高盐、PEG等非生物胁迫应答。本研究可为进一步研究LEA蛋白在棉花中的功能提供理论依据。

为进一步明确甘蓝型油菜开花时间的遗传规律，指导早熟品种选育。以晚开花甘蓝型油菜YG-1和早开花甘蓝型油菜72-27-1-2为亲本，杂交构建6世代遗传群体（P₁、P₂、F₁、B₁、B₂和F₂），分别种植于杨凌和三原两地，记录6世代群体单株开花时间，应用植物数量性状主基因+多基因遗传模型进行遗传分析；借助SSR分子标记技术，利用F₂群体开发与开花时间相关的分子标记。结果表明：开花时间最适遗传模型在杨凌和三原分别为E-0（2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性-上位性多基因模型）和E-1（2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性多基因模型）。杨凌和三原两地分离世代（B₁、B₂和F₂）开花时间的主基因遗传率分别为57.12%，79.44%，66.37%和54.51%，65.43%，43.21%，多基因遗传率分别为33.80%，8.47%，25.62%和25.42%，4.70%，37.65%，环境引起变异为9.73%和23.03%。两地各分离世代（尤其B₂世代）主基因遗传率都明显大于相应多基因遗传率，表明甘蓝型油菜开花时间主要受2对主基因控制，在早期世代对理想开花时间选择有效，同时也要注意多基因和环境因素的影响。获得7个与开花时间位点相关的SSR分子标记，呈显著或极显著相关。标记引物序列在甘蓝型油菜数据库进行比对，BrgMS351和BnGMS148位于A7上，cnu_m157a、BnGMS256-1、BnGMS256-2、BnGMS327和BnGMS370-2位于A9上。表明本研究中控制开花相关的位点可能位于A7和A9上，且可能由2个QTLs共同控制，与数量模型遗传分析开花时间由2对主基因控制结果一致。

为了快速鉴定目标性状遗传位点，开发与性状连锁的分子标记，用于剔除高世代选育株行中不利性状，从而加速育种进程。以大豆MS轮回群体中发生花色分离的F₆株行为研究材料，利用其衍生的F_6：7中20个紫花和17个白花纯合家系分别构建2个DNA混池，通过高通量重测序技术获得变异信息，明确SNP富集区，并在SNP富集区内开发分子标记对目标性状进行连锁分析。结果显示，在2个DNA混池间发现329 992个SNP位点，表明混池间的遗传背景已经非常相似，但未发现明显SNP富集区，表明可能存在较多假阳性位点；进一步对高质量（Quality> 100）的SNP变异位点进行筛选，并去除杂合SNP位点，最终获得3 371个可信位点。其中，位于13号染色上的SNP变异有700个（占比20.77%），并在20~30 Mb的物理区间形成一个最大的SNP富集区，推测调控花色的W1位点可能位于此区间内。利用该区间内SNP信息开发出dCAPS-1、dCAPS-2分子标记，连锁分析结果显示其与W1位点紧密连锁（W1-（0.4 cM）-dCAPS-1-（2.3 cM）-dCAPS-2），表明W1位点位于SNP富集区内。综上所述，通过构建高世代株行的分离群体混池，利用高通量测序方法可以快速定位控制目标性状的遗传位点，且开发的dCAPS标记可以有效剔除不利性状，从而加速遗传育种进程。

为了揭示不同氮素环境下株高和叶片性状的分子遗传基础，鉴定新的环境钝感的主效QTL。以丰锦和中优早8杂交衍生的籼粳交重组自交系（RILs）群体为试验材料，在不同氮素水平下对株高和叶片性状进行QTL分析。不同施氮水平双亲的株高和叶片性状存在明显变化，中优早8对氮素响应程度明显高于丰锦，不同施氮水平株高和叶片性状具有较高的遗传力。共检测到38个相关性状的QTL，分布于10条染色体上的17个染色体区域，仅9个QTL在不同供氮水平下稳定表达，氮素水平差值性状相关QTL主要分布在第7，8，11号染色体上。检测到2个新的环境钝感的主效QTL簇qPHLW7和qFLWA10，位于第7染色体的多效性QTL簇qPHLW7，具有明显的调控株高、叶长和叶宽的功能；位于第10染色体上的主效QTL簇qFLWA10参与调控剑叶宽和剑叶面积，具有明显的延伸叶片宽度和面积的功能。共检测到23对互作QTL，上位性互作是调控株高和叶片性状的重要遗传组成，且主效QTL参与上位性互作效应。检测到9个环境钝感表达的主效QTL，其中主效QTL簇qPHLW7和qFLWA10是调控叶片和株高性状的2个关键染色体区域，相关研究为后续探究奠定了基础。

研究黄瓜离体雌核发育早期相关基因的表达，为进一步大幅提高黄瓜未受精子房培养胚胎诱导率奠定理论基础。采用基因表达谱芯片和qPCR技术，提取黄瓜未受精子房培养早期胚珠部位总RNA，从转录组水平分析了高频基因型和低频基因型黄瓜未受精子房培养早期差异基因表达。筛选出与胚胎发育相关的基因47个，经qPCR验证，获得8个候选基因，在高频型材料培养的前6 d均呈现高水平表达，在低频型材料培养中呈现低水平表达或总体变化下降的趋势。其中3个基因与响应水杨酸、茉莉酸防御系统，响应脱落酸刺激，生长素诱导结合蛋白以及玉米素合成途径中细胞分裂素脱氢酶的表达相关；2个基因参与POD酶活性表达；3个基因分别与苏氨酸-丝氨酸蛋白激酶、水通道蛋白以及机械敏感性离子通道蛋白相关。初步认为上述8个基因是与黄瓜离体雌核发育早期过程相关的重要基因。

扁秆荆三棱是一种常见的稻田杂草，旨在补充其转录组信息，为相关防治工作提供支持。基于高通量测序技术，在Illumina Solexa HiSeq 2000平台上对扁秆荆三棱的茎、叶、根茎和球茎的混合样品进行转录组分析。经拼接组装共获得了59 788个Unigene，序列的平均长度842 bp，N50为1 402 bp。将获得的Unigene与5个通用公共数据库（NR、Swiss-Prot、KEGG、GO、KOG）进行比对（Evalue<1e-5），35 221条Unigene获得了基因注释，占总Unigene的58.91%。在12 823个Unigene中共搜索到9 698个SSR位点，其中二核苷酸和三核苷酸的重复类型占所有SSR位点的95.93%。通过KEGG pathways分析，共有13 141个Unigene参与了291个代谢通路，获得了扁秆荆三棱淀粉合成功能相关Unigene 60个，根茎生长功能相关Unigene 14个。其中赤霉素相关基因、核糖体代谢通路等反映了地下根茎网络系统的扩张趋势以及活跃的能量需求，淀粉合成基因则说明其球茎中的营养储备开始于地下系统扩张的早期，这些发现为深入研究地下根茎网络调控机制，或杂草防治或湿地保护等实践工作提供了参考。

为了从蛋白质水平揭示水稻苗期响应低温胁迫的分子机理，以耐冷性强的东乡野生稻和冷敏感品种中嘉早17为材料，于5℃低温处理0，1，2，3 d后分别测定根系活力、过氧化物酶活性、超氧化物歧化酶活性、丙二醛含量等生理指标。随后利用iTRAQ技术对5℃低温处理3 d后水稻幼苗的根系差异蛋白质组进行分析。通过生理指标分析，5℃低温处理影响东乡野生稻和中嘉早17的根系生理指标，且在低温处理第3天，两者已出现明显差异。通过差异蛋白质组学分析，与常温（25℃）相比，东乡野生稻经低温处理后共鉴定到167个差异蛋白，其中，上调表达蛋白61个，下调表达蛋白106个；中嘉早17经低温处理后共鉴定到261个差异表达蛋白，其中，上调表达蛋白122个，下调表达蛋白139个。通过GO功能分析，这些差异蛋白质主要参与代谢、细胞和单机体过程，主要涉及细胞及细胞成分，主要起着结合和催化作用。通过KEGG分析，这些差异蛋白质主要参与代谢、次级代谢产物合成和碳代谢等代谢通路。通过对东乡野生稻和中嘉早17中均发生差异表达的29个蛋白质的进一步分析，了解到两者受低温危害后根系部分蛋白质的表达动态。本研究鉴定到的差异表达蛋白质为进一步阐述水稻耐冷机理及耐冷基因的挖掘提供理论依据。

为了探索不同红蓝LED光照强度对紫叶生菜生长及营养品质的影响，以紫罗莎品种紫叶生菜为研究对象，在红蓝光比值1：1不变的条件下研究50 μmol/（m²·s）（RB50）、100 μmol/（m²·s）（RB100）、150 μmol/（m²·s）（RB150）和200 μmol/（m²·s）（RB200）4种光照强度对紫叶生菜生长、营养品质和光合特性的影响。结果表明：在RB150处理下，紫叶生菜生物量最大，具有较高产量，类胡萝卜素含量最高，在定植后25 d，SOD、CAT和POD活性最高，抗氧化能力最强；在RB200处理下，叶片可溶性蛋白含量比RB50和RB100处理分别增加80.30%和40.64%、叶片花青素含量比RB50处理增加51.5倍，叶绿素含量、净光合速率、维生素C含量显著高于其他处理且硝酸盐含量最低，RB200处理可促进紫叶生菜叶绿素a、叶绿素b和叶绿素总量的提高，从而促进光合色素的积累和光合作用的进行。因此，在红蓝光比值1：1的条件下，光照强度较高时有利于紫叶生菜品质的提高，适当增加光照强度可提高紫叶生菜的生物量以及改善营养品质，可根据生产过程中的不同需求，通过控制植物工厂中光照强度，使得紫叶生菜的光合速率较高并具有优良品质。

以薄皮甜瓜品种清雅白玉为研究对象，通过对薄皮甜瓜从苗期开始施用4种不同浓度CO₂后在伸蔓期对植株的光合及生长的影响，来揭示光合提高的初步机制，同时确定北方地区冬春季温室薄皮甜瓜栽培最适的CO₂浓度，为薄皮甜瓜的冬春季设施内栽培的精准施肥提供理论依据。甜瓜植株分别设（400±12）μmol/mol （CK）、（800±24）μmol/mol （T1）、（1 200±36）μmol/mol （T2）、（1 600±48）μmol/mol （T3）共4种CO₂浓度，测定甜瓜植株伸蔓期干鲜质量、叶绿素含量、光合参数、光响应曲线、CO₂响应曲线、叶绿素荧光参数。结果表明，T3处理相对于CK使植株鲜质量增加116.03%、地上部分鲜质量增加118.66%、干质量增加78.70%、干鲜比降低17.28%、根冠比减少50.12%、净光合速率提高221.55%、气孔导度提高208.85%、胞间二氧化碳浓度提高429.74%、蒸腾速率提高394.49%、最大净光合速率提高71.52%、光饱和点提高64.07%、表观量子效率提高16.9%、光补偿点减少40.0%、RuBP的最大再生速率提高78.43%，PSⅡ实际量子产量提高44.3%，光化学淬灭qP、qL提高32.79%，43.14%，光合电子传递速率ETR提高41.1%；T1处理相对于CK使叶绿素a含量提高6.28%、Rubisco酶的最大催化速率提高52.8%和磷酸丙糖的运输速率（VTPU）提高35.13%，Fo降低11.69%、Fo'降低14.09%、Fm降低16.01%、Fm'降低18.92%、Ft降低22.03%。因此得出，CO₂施肥可以有效提高植株生长，提高光合作用、电子传递效率，提高光饱和点、CO₂饱和点，降低光补偿点，增大植物的生物产量，综合来说，T3（（1 600±48）μmol/mol）处理效果最显著。光合作用提高的原因在低浓度是由于叶绿素含量的提高、磷酸丙糖的运输速率提高的结果，高浓度主要是由于PSⅡ实际量子产量、光合电子传递速率以及光化学淬灭提高的结果。

苹果早熟品种果实易软化是影响其在生产中推广的重要原因，阐明其果实软化机理对于延长果实贮藏期，保持其品质具有重要意义。以藤木1号、XU2-5为试材，分析了果实软化过程中果实硬度、乙烯释放速率、相关酶活性及相关基因表达的变化，结果表明，随着果实成熟，果实硬度下降，乙烯释放速率升高，藤木1号的乙烯释放速率显著高于XU2-5；两品种（系）的MdACS6基因相对表达量变化基本一致，前期基因相对表达量较低，之后相对表达量逐渐升高。随着果实成熟藤木1号果实的MdPG1基因相对表达量和酶活性变化趋势一致，均在盛花后100 d达最高，而XU2-5则表现为盛花后80~90 d基因相对表达量和酶活性变化趋势一致，在盛花后90 d基因相对表达量最高，酶活性则在盛花后100 d达最高。盛花后80~85 d两品种（系）的PE活性与MdPE基因相对表达量均呈升高趋势，此时酶活性达一高峰，盛花后90~100 d，两品种（系）的MdPE基因相对表达量下降，而PE活性逐渐升高；两品种（系）的LOX活性均呈现先降低后升高的趋势，最低点出现在盛花后85 d，XU2-5的MdLOX基因相对表达量变化则呈现先升高后降低的趋势，高峰出现在花后85 d，而藤木1号的MdLOX基因相对表达量呈逐渐升高趋势，最高值出现在花后100 d。综上所述，采取措施调控基因的表达可能可以有效调控果实软化。

为了挖掘外源硅（Si）在盐分逆境胁迫应答中的作用，探讨外源Si对盐分逆境胁迫响应机制，以棉花品种新陆早45号为供试材料，分别对其实施不同程度的盐分逆境处理（盐分（NaCl）、硅（Si）2因素随机组合，分别为盐分（NaCl：0，100，200 mmol/L）、硅（K₂SiO₃：0，262.3 mg/L），总计6个处理），研究施用外源Si后，棉花幼苗生长、渗透调节系统、活性氧、丙二醛（MDA）含量和电解质渗出率的变化，探讨外源Si缓解盐分逆境胁迫对棉花幼苗各测量指标的抑制效应及其机制。结果发现：与对照（CK）相比，随着NaCl浓度的增加，棉花幼苗叶片鲜质量、叶片干质量、茎鲜质量、茎干质量、根干质量、根冠比、根系活力、苹果酸和柠檬酸均呈下降趋势；游离脯氨酸（Pro）、过氧化氢（H₂O₂）、丙二醛（MDA）含量、电解质渗出率和氧自由基（O₂^·）产生速率均呈上升趋势；可溶性糖（SS）和游离氨基酸含量呈先上升后下降的趋势。相同浓度盐分处理施加外源硅后，棉苗生物量及渗透调节物质含量明显增加，氧自由基产生速率、电解质渗出率、过氧化氢和丙二醛含量明显减少。综合分析表明，盐胁迫对棉花幼苗生长有抑制作用，且随盐浓度的增加，其生长受抑制和渗透胁迫程度加剧，外源硅通过提高棉花幼苗渗透调节物质积累量并降低活性氧积累，缓解盐胁迫对棉花幼苗生长的抑制作用，提高棉花幼苗抗盐性。

为了探明不同水氮处理对设施膜下滴灌马铃薯块茎产量、品质及土壤硝态氮运移的影响，采用二因素三水平完全随机区组设计，分别设3个灌水处理（450，900，1 350 m³/hm²）和3个氮处理（150，225，300 kg/hm²）共计9个水氮组合处理，分别于收获期测定马铃薯产量、商品性、维生素C、淀粉、可溶性蛋白、可溶性糖、硝酸盐含量及各生育期不同土层硝态氮含量。结果表明：马铃薯产量及商品率均随着施氮量和灌水量的增加，呈现抛物线趋势变化，在施氮量为225 kg/hm²，灌水量900 m³/hm²时达到最大，分别为35 299.9 kg/hm²和77.9%。在相同灌水量下，随着施氮水平的增加，维生素C、硝酸盐含量及块茎吸氮量明显增加，在相同施氮水平下，随着灌水量的增加硝酸盐含量和氮肥偏生产力显著降低；同时，可溶性蛋白、块茎吸氮量和氮收获指数呈抛物线变化趋势，且各灌水处理间差异显著。马铃薯各生育期各处理硝态氮含量均为表层土（0~20 cm）最高，且在0~100 cm剖面呈降低趋势，马铃薯苗期及块茎形成期是NO^-₃-N向土壤下层移动的主要时期。因此，在设施覆膜滴灌马铃薯种植施氮量应控制在225 kg/hm²，灌水量900 m³/hm²为宜。

为了明确番茄潮汐式穴盘育苗的适宜供液高度，以番茄中杂105品种为试材，分别在夏季和冬季进行潮汐式穴盘育苗，设定供液高度为1，2，3 cm，通过比较3个供液高度基质的吸水速率以及穴盘苗生长指标、根系活力和水肥利用率，明确了供液高度对番茄潮汐式穴盘育苗水分和氮素利用效率的影响。结果表明：随着供液高度增加，基质吸水速率逐渐增大；在夏季和冬季育苗，供液高度为3 cm时，穴盘苗的叶面积、地上部干质量等地上部生长指标显著高于1，2 cm供液高度，而地下部生长指标、根冠比和壮苗指数在3个供液高度间无显著差异，3 cm供液高度下，穴盘苗的根系活力显著低于供液高度1，2 cm；进一步比较穴盘苗的水肥利用效率，夏季育苗时，1，2 cm供液高度下水分利用率显著高于3 cm，氮素利用率以2 cm供液高度下最高，冬季育苗时，水分利用率和氮素利用率以供液高度2，3 cm较高。基于穴盘苗生长指标、根系活力以及水肥利用率，夏季和冬季番茄潮汐穴盘育苗的适宜灌溉高度均为2 cm。

为了筛选适宜鲁东雨养地区高产高效冬小麦品种，于2016-2018年冬小麦生长季，在雨养条件下选用黄淮海地区32个中强筋冬小麦品种为材料，研究了不同冬小麦品种的产量、干物质积累与转运以及氮素吸收利用等方面的差异。结果表明，采用聚类分析方法对32个冬小麦品种的产量进行分类，共分为5种类型，2 aⅠ类冬小麦品种的产量分别为9 247.1，9 219.7 kg/hm²，并显著高于其余各类冬小麦品种，Ⅰ类冬小麦品种协同提高了库容量（单位面积粒数）和千粒质量；Ⅰ类冬小麦品种成熟期干物质积累量、开花后干物质积累量、开花前干物质转运量、收获指数、成熟期氮素积累量、氮素利用效率和氮素收获指数均显著高于其余各类冬小麦品种；2 a产量分别与库容量、成熟期干物质积累量、开花后干物质积累量、收获指数、氮素利用效率和氮素收获指数呈极显著正相关关系，2017-2018年产量与成熟期氮素积累量亦呈极显著正相关关系。综合2 a结果，烟农999和泰麦1918均属于Ⅰ类冬小麦品种，两品种协同提高了库容量和千粒质量、开花后干物质积累量和开花前干物质转运量、成熟期干物质积累量和收获指数以及成熟期氮素积累量和氮素收获指数，表现出产量较高且稳定。综上所述，在鲁东地区半湿润偏旱的气候环境雨养条件下，烟农999和泰麦1918是适宜此地区种植的高产高效冬小麦品种。

为探究伊犁河谷滴灌条件下复播大豆高产及减少土壤硝态氮残留的耕作方式，2017年进行了复播大豆农田不同耕作方式对土壤物理性质、硝态氮及大豆产量影响的大田试验。结果表明：各处理土壤容重随土层深度的加深呈现先增后降的趋势，土壤孔隙度呈现出与土壤容重相反的规律，0~20 cm，20~40 cm土层中，NT处理土壤容重均达最大值、孔隙度值均表现为最小，且与其他处理间差异显著（P < 0.05）；各处理各生育时期土壤含水量均随土层深度的加深逐渐增大，表现为TP > S > T > NT；土壤硝态氮含量的变化趋势与土壤容重相同，且各处理各生育时期也表现为S < TP < T < NT；各处理土壤容重、孔隙度、含水量、硝态氮含量均在0~40 cm土壤范围内差异明显。TP处理的产量最高，达3 185.96 kg/hm²，分别较S、T、NT处理的高12.33%，20.04%，26.19%，且较后三者均达到显著差异（P < 0.05），未覆膜处理中，S处理较T、NT处理高6.86%，12.35%，并与NT处理达到显著差异（P < 0.05）。因此，在伊犁河谷地区，翻耕覆膜是大豆高产的最佳耕作方式，深松耕则是保证较高的大豆产量，并能减少土壤硝态氮残留的耕作方式。

为明确施氮量对不同密度夏玉米的产量和氮肥利用效率的调控效应，以京农科728（JNK728）为材料，设置密度和施氮量的二因素随机区组试验。结果表明：施氮量增加显著提高JNK728叶片叶绿素含量（SPAD值）；与N180相比，N300和N360叶面积指数（LAI）和单株干物质积累量（DM）显著增加。增加密度显著降低同等施氮水平下JNK728吐丝后穗位叶SPAD值和DM，但显著提高V12-R1+20阶段的LAI。增加施氮量和增加密度均可显著提高JNK728的产量，低密度下施氮量超过240 kg/hm²显著增加穗行数和千粒质量而提高产量，高密度下施氮量超过300 kg/hm²显著增加行粒数，增加密度通过增加穗数提高产量。施氮量增加氮肥偏生产力降低31.2%~72.3%，氮肥农学利用效率提高12.5%~52.6%，增加密度后氮肥偏生产力和氮肥农学利用效率均显著提高。总之，在本研究条件下，耐密抗倒夏玉米在7.5×104株/hm²时，施氮量宜低于300 kg/hm²，产量可达9.5×10³ kg/hm²；增加密度至9.0×10⁴株/hm²时施氮量在300~360 kg/hm²为宜，产量可达12.0×10³ kg/hm²。总之，在本研究条件下，耐密抗倒夏玉米选择耐密抗倒品种在中密度（7.5×10⁴株/hm²）时，施氮量宜低于300 kg/hm²，产量可实现9.5×10³ kg/hm²，增加密度至9.0×10⁴株/hm²，施氮量在300~360 kg/hm²为宜，产量可以达到12.0×10³ kg/hm²。

为了研究不同施肥处理对冬小麦产量、土壤酶活性、土壤可培养微生物数量和微生物多样性等指标的影响。以河北省辛集市马庄乡保高丰农场为试验地点，在增施生物有机肥的基础上，设置化肥减量10%，30%，50%，100%的施肥处理。与常规施肥处理（T5）相比，生物有机肥处理+化肥减量30%处理（T3）、生物有机肥+化肥减量10%处理（T2）、生物有机肥+化肥减量50%处理（T4）的冬小麦产量分别为6 510.65，6 237.30，6 084.15 kg/hm²，显著高于常规施肥处理（T5）和仅施用生物有机肥处理（T1），其中生物有机肥处理+化肥减量30%处理T3产量最高，比常规施肥处理（T5）增产13.42%。从土壤酶活性变化看，与常规施肥处理（T5）相比，单施生物有机肥处理（T1）、生物有机肥+化肥减量10%处理（T2）、生物有机肥处理+化肥减量30%处理（T3）、生物有机肥+化肥减量50%处理（T4）的土壤碱性磷酸酶活性分别提高了14.33%，15.60%，14.08%，9.12%，脲酶活性分别提高了8.22%，7.22%，10.47%，5.41%，纤维素酶活性分别提高了63.89%，30.35%，66.45%，57.19%。分析土壤微生物多样性发现，增施生物有机肥所有处理与常规施肥处理（T5）相比，土壤中可培养微生物的总量、细菌、真菌数量升高，但真菌占比降低。从土壤微生物的种群分析，增施生物有机肥的所有处理的土壤微生物多样性增加，其中生物有机肥+化肥减量30%处理（T3）的Shannon指数、Chao1指数、ACE指数分别比常规施肥处理（T5）提高了3.61%，19.74%，22.43%，土壤微生物菌群含量发生变化。

为探究采煤塌陷复垦区贫瘠土壤的培肥措施，利用长治市襄垣县采煤塌陷区复垦5 a的石灰性生土进行试验，对土壤的酶活性和磷形态的变化规律进行探究。结果表明，在试验周期内，与CK处理相比，生物炭促进了土壤中脲酶活性、碱性磷酸酶活性、蔗糖酶活性、过氧化氢酶活性、脱氢酶活性，分别最高提升了647.0%，223.0%，68.6%，93.7%，331.0%；不同施肥处理，对土壤中脲酶活性的促进有机肥与化肥的混施强于单施有机肥或化肥，而单施有机肥却对碱性磷酸酶、蔗糖酶、过氧化氢酶和脱氢酶的促进效应，强于单施化肥和有机肥与化肥混施。随着生物炭的添加，不同施肥处理间各种磷形态含量差异明显，其中，Ca₂-P、Ca₁₀-P均相对丰富，分别最高提升了17.09%，4.58%；Ca₈-P、Al-P、Fe-P、O-P含量则相对明显在逐渐耗竭，分别最高减少了3.39%，5.40%，7.20%，3.96%；有效磷、全磷含量最高增加了11.0%和4.34%，而无机磷总量却变得相当丰富，与空白CK相比提高了53.5%~63.3%。通过相关性分析结果可知，复垦土壤中有效磷与Ca₂-P、Ca₈-P、O-P的含量间密切相关；另外，在复垦土壤中，Ca-P、铁铝结合态磷和闭蓄态磷之间保持着一定的比例，一定条件下可通过Ca₈-P和O-P这2种形态来相互转化。

为探明不同秸秆还田方式对水稻产量及土壤养分的影响，设置4种不同秸秆还田方式：秸秆不还田（BR）、秸秆直接还田（ZR）、秸秆粉碎还田（FR）、秸秆炭化还田（CR）。通过测定水稻产量、土壤有机质、全钾、全氮、全磷、速效钾、速效磷和碱解氮含量，对各项指标数据与水稻产量进行相关性分析。结果表明：秸秆还田对水稻产量及土壤养分有显著影响。在水稻成熟期，ZR、FR、CR较BR处理土壤有机质含量平均高9.19%~19.53%，差异显著（P < 0.05），且以CR处理增幅最明显；全氮含量平均高9.65%~20.83%，差异显著（P < 0.05），且以FR增幅最明显；全磷含量平均高2.66%~15.51%；差异显著（P < 0.05），且以CR处理增幅最明显；速效钾含量平均高3.18%~24.37%，差异显著（P < 0.05），且以CR处理增幅最明显。研究还发现，短期内（1 a） CR处理产量最高，达到了6 900 kg/hm²，较FR处理产量提高了3.16%，较ZR和BR处理产量分别提高了5.64%和8.35%。综合来看，CR处理是短期内提高水稻产量和土壤肥力的最佳选择，关于长期的最理想选择还需要在田间试验开展长久的、深入的研究。

为了解施肥对设施黄瓜土壤化学性质的动态影响，为设施种植施肥提供理论支持，以湖北省荆门市设施蔬菜大棚基地为研究对象，共设2个试验棚，分别使用不同种肥料，研究拔园后剖面土及施肥后14 d内土壤化学性质的变化。结果表明：大棚内土壤表层酸化显著，在土壤深度为0~100 cm，养分含量随土壤深度的增加逐渐降低。施肥后土壤微生物量碳（Soil microbial biomass carbon，SMB-C）、土壤微生物量氮（Soil microbial biomass nitrogen，SMB-N）在14 d的观测周期内，棚A、B内呈现出的变化趋势一致，且均在施肥后第2天时达到第1个高峰（B棚SMB-C在施肥第3天时达到最大值）；铵态氮含量亦是施肥2 d时2个棚内的含量最高，且铵态氮、硝态氮含量在整个观测期内呈现先增加后降低的变化趋势；土壤碱解氮的含量变化与施加肥料存在一段时间内的动态关系，但随施肥时间的加长，碱解氮仍会恢复到未施肥的状态。综合几种土壤化学性质的变化规律可见，施肥后第2天肥效最显著。通过观察14 d的监测结果可发现，14 d后各化学性质逐步恢复到未施肥时的水平，下一步可加长监测期，为施肥周期的合理制定提供理论依据。

为了探明长期施肥对红壤稻田土壤性质及晚稻产量与品质的影响，以期为南方红壤稻田优质高产协同提升目标下的土壤高效培肥提供理论依据。依托始于1982年的长期定位试验，考察了有机肥（M）、化肥氮磷钾配施有机肥（NPKM）、化肥氮磷钾（NPK）、化肥氮钾配施有机肥（NKM）、化肥氮磷配施有机肥（NPM）、化肥磷钾配施有机肥（PKM）、不施肥（NF）对稻田土壤养分含量、酶活性、阳离子交换能力、籽粒产量构成与稻米品质的影响。结果表明：与NF处理相比，各施肥处理均可不同程度提高土壤有机碳及氮磷钾含量，增强脲酶、酸性磷酸酶、蔗糖酶和纤维素酶活性，提升土壤阳离子交换能力，进而提高水稻籽粒产量；进一步比较稻米品质指标发现，施肥可不同程度提高精米率、整精米率、直链淀粉和蛋白质含量，降低垩白粒率和垩白度，使胶稠度变长。其中，以NPKM处理对土壤有机碳、养分及酶活提升效果相对较好，导致该处理籽粒产量最高，其加工、外观、食味和营养品质亦相对更优。由此可见，有机肥与化肥氮磷钾平衡配施不仅能改善土壤理化性状、培肥土壤，而且可协同提升籽粒产量与稻米品质。

为了阐明玉米大斑病菌几丁质合成酶基因StCHS6在病菌生长发育及致病过程中的作用，克隆并解析了该基因及其编码蛋白的结构特征，明确了该基因在病菌生长发育过程中的表达模式。在玉米大斑病菌1号小种菌株01-23中克隆StCHS6，利用生物信息学手段分析该基因的结构特征，并利用已有的病菌重要发育阶段的RNA-Seq数据库信息，明确该基因的表达模式。结果发现，StCHS6位于病菌基因组scaffold_1：2066293-2069876（-）的位置，基因全长为3 584 bp，含有4个内含子和5个外显子；CDS序列大小为2 703 bp，编码900个氨基酸，脂肪指数为81.86，亲水性平均值为-0.178，等电点（PI）为8.36，不稳定指数为36.94，属于碱性稳定型蛋白；保守结构域分析表明，StCHS6蛋白含有几丁质合成酶催化结构域Chitin_synth_1和多个跨膜结构域；亚细胞定位分析推测该蛋白定位于细胞膜上；RNA-Seq数据分析表明，StCHS6在菌丝、分生孢子、芽管、附着胞和侵入钉5个发育时期均有表达，但其表达量有所差异。以芽管时期的表达量为1，菌丝、分生孢子、附着胞和侵入钉时期的表达量分别为芽管时期的3.80，4.97，3.40，2.60倍。为阐明玉米大斑病菌StCHS6的基因结构特征、表达模式及功能奠定了基础。

为了明确小麦与八倍体小偃麦远缘杂交培育的小麦新种质CH7015中抗白粉病基因的来源及其在染色体上的具体位置。将CH7015与感病品种台长29杂交，对其F₁、BC₁、F₂群体接种白粉病，进行抗病性鉴定和抗感杂交后代的遗传分析，选取分布于小麦21对染色体上的825对SSR引物，采用群体分离分析法（BSA）对台长29×CH7015的F₂群体进行标记筛选。结果显示，CH7015抗性受1对显性核基因控制，其抗白粉病基因PmCH7015可能来源于中间偃麦草。通过抗感基因池和群体筛选，获得5个连锁标记，分别为：Xwmc657、Xgpw2328、Xwmc68、Xgpw4079和Xgpw7272。其中，Xwmc68和Xgpw4079位于PmCH7015两侧，遗传距离分别为8.2，1.4 cM。中国春缺体-四体和双端体的验证结果将抗病基因定位于小麦4B染色体的短臂上（4BS）。综上所述，由于小麦4BS染色体上尚无有关抗白粉病基因的报道，因此，推测PmCH7015是一个新发现的抗白粉病基因位点，其抗性可能来源于中间偃麦草。

真菌-细菌生物膜（FBB）在制备高效生物肥料接种剂和生防制剂中发挥着重要作用，探讨FBB的形成机理非常有必要。以双孢蘑菇和恶臭假单胞菌UW4为对象，研究了1-氨基环丙烷-1-羧酸（ACC）在双孢蘑菇-细菌生物膜形成过程中的作用。采用PDA平板培养双孢蘑菇菌丝，在距离菌丝尖端边缘处涂布UW4菌悬液，双孢蘑菇菌丝生长速度比涂布超纯水的对照组提高10.85%，同时，显微镜和扫描电镜均可观察到UW4能够在双孢蘑菇菌丝表面形成菌膜。使用ACC合成酶抑制剂氨基氧乙酸（AOA）抑制双孢蘑菇菌丝ACC的合成，则UW4不能在双孢蘑菇菌丝表面形成菌膜。此外，UW4 ACC脱氨酶基因缺失突变株也不能形成菌膜。趋化试验发现，UW4可趋化ACC，趋化强度与双孢蘑菇菌丝分泌物中的强趋化物谷氨酰胺和柠檬酸类似，且ACC最适趋化浓度的趋化强度高于谷氨酰胺和柠檬酸最适趋化浓度的趋化强度。而UW4 ACC脱氨酶基因缺失突变株不能趋化ACC。转录组测序分析ACC对UW4基因表达的影响，发现ACC能够引起UW4中趋化和运动相关基因的表达水平发生显著的上调或下调。以上结果表明，ACC是假单胞菌趋化双孢蘑菇的一种强趋化物质，同时是产ACC脱氨酶细菌在真菌菌丝表面形成菌膜的关键信号物质。

为探讨B4GALNT2基因在异种器官移植排斥反应中的作用，以版纳微型猪近交系（Banna mini-pig inbred line，BMI）为试验动物，研究BMI B4GALNT2基因的序列、结构和表达等特性。通过RT-PCR方法从扁桃体组织中获得B4GALNT2基因cDNA序列，先后应用qPCR和Western Blotting分别检测其mRNA及蛋白质在多种组织中的表达情况，并对蛋白质结构特征进行相关生物信息学分析。获得BMI B4GALNT2 CDS序列1 509 bp，编码502个氨基酸（GenBank核酸登录号：KU358546；蛋白质登录号：ANH21179.1），功能生物信息学分析显示该蛋白含有半乳糖转移酶结构域，有一个跨膜结构，无信号肽。荧光定量结果显示其mRNA在扁桃体、脾脏和淋巴结等重要免疫组织中相对高表达，Western Blotting结果同样显示BMI B4GALNT2蛋白在扁桃体等免疫组织中相对高表达。明确了B4GALNT2基因在BMI多组织中的表达情况，以及B4GALNT2蛋白质的基本结构和功能特征，为进一步深入探究B4GALNT2基因在猪-人异种移植免疫排斥方面的分子机制奠定基础。

旨在构建敖汉细毛羊BMP4基因的质粒及转染成纤维细胞后研究基因表达量的变化。以30日龄的敖汉细毛羊胚胎为研究对象。首先，通过RNA的提取反转录成cDNA参照GenBank中BMP4基因序列信息设计1对引物，通过PCR反应扩增获得BMP4基因片段、将得到的BMP4基因连接到pEASYTM-T1载体，构建pEASYTM-T1-BMP4重组质粒并转化大肠杆菌（E.coli）DH5α感受态细胞提取质粒进行酶切鉴定。鉴定正确后构建pcDNA3.1-BMP4重组质粒，转化大肠杆菌（E.coli）DH5α感受态细胞；其次对敖汉细毛羊的成纤维细胞进行分离培养，并将重组pcDNA3.1-BMP4表达载体转染成纤维细胞，后检测BMP4基因在mRNA和蛋白水平上表达量的变化。结果显示：pcDNA3.1-BMP4构建成功后转染成纤维细胞BMP4基因的mRNA和蛋白表达量均显著上升，且转染组的表达量极显著地高于对照组（P < 0.01）。成功构建了敖汉细毛羊BMP4基因的质粒，并且成功转染成纤维细胞，基因在细胞中过表达，结果可为进一步研究其功能奠定基础。