旨在探究水稻OsGRAS39（LOC_Os10g22430.1）基因的功能，采用qRT-PCR技术分析OsGRAS39在水稻不同组织中及不同非生物胁迫条件、ABA和GA₃处理下的表达情况，并基于CRISPR/Cas9技术创建OsGRAS39基因敲除突变体。qRT-PCR分析结果表明，OsGRAS39在所有检测的组织中均表达，其mRNA丰度在水稻幼苗中最高，然后依次是幼根、叶片，而在抽穗期水稻的叶鞘、穗、根和茎中相对较弱；OsGRAS39的表达受高温胁迫抑制，受低温、NaCl和ABA诱导；在10% PEG6000处理下，其在所有处理时间点的表达水平无显著差异；在20 μmol/L的GA₃处理下，其表达水平在2~8 h下调而在24 h上调。另外，利用无缝克隆技术成功构建了OsGRAS39基因的CRISPR/Cas9敲除载体pP1C.3-OsGRAS39-gRNA，并通过农杆菌介导的遗传转化获得30株转基因水稻株系。靶位点测序结果表明，30株转基因阳性水稻苗中有8株检测到不同类型的突变，包括1个纯合突变体，5个双等位突变体和2个杂合突变体。综上，OsGRAS39可能参与水稻对高温、低温和NaCl胁迫抗性的调控；成功创建了OsGRAS39基因敲除突变体。

MYB转录因子蛋白普遍存在于植物中，在生物和非生物胁迫中发挥着重要作用。为了探讨棉花MYB转录因子的功能，采用同源克隆技术，在棉花叶片组织中克隆GhMYBPA1基因，并对其进行生物信息学和不同逆境胁迫下的表达分析。结果表明，从中棉35中成功克隆得到1个新的MYB转录因子基因GhMYBPA1（基因登录位点为XM_016869420），cDNA全长为825 bp，开放阅读框630 bp，编码210个氨基酸；生物信息学分析结果表明，GhMYBPA1蛋白分子质量为20.183 ku，N端含有2个MYB的DNA保守结合域，属于R2R3-MYB型转录因子；氨基酸同源分析发现，GhMYBPA1蛋白与来自亚洲棉GaMYB12-like同源性较高；qRT-PCR分析结果表明，GhMYBPA1在棉花根、茎、叶、花中均有表达，花中相对表达量最高，其次是叶；逆境胁迫分析表明，在受到高盐、低温和干旱处理诱导时，GhMYBPA1基因的表达量均发生了变化，推测GhMYBPA1可能在棉花非生物胁迫过程中起重要的调控作用。研究结果可为进一步开展GhMYBPA1基因功能研究奠定理论基础。

为探索棉花GhMADS43基因在茎尖和花分生组织发育过程中的机理，从棉花中克隆了MADS-box家族中GhMADS43基因，并对该基因进行表达分析和酵母自激活分析，以期利用酵母双杂交筛选GhMADS43的互作蛋白质。对棉花中GhMADS43基因进行克隆及组织特异性表达分析，结果显示，GhMADS43基因全长696 bp，编码231个氨基酸，与其他植物中编码FUL蛋白的基因亲缘关系相近。由特异性表达分析可得，GhMADS43基因在根和顶芽中表达量较高；对2种不同果枝材料进行不同顶芽发育时期的表达分析表明，该基因在无限果枝材料中棉所50五叶期和六叶期的表达量显著高于一式果枝材料早铃1号。将该基因构建到酵母诱饵载体pGBKT7，得到pGBKT7-GhMADS43诱饵表达载体。重组质粒转化酵母Y2HGold菌株后，在SD/-Trp平板上生长良好，表明重组诱饵质粒表达产物对酵母细胞无毒性，在SD/-Trp/X-α-Gal平板上长出白色菌落变蓝。利用不同浓度的3-AT对其进行筛选发现，该基因不能在三缺培养基SD/-Trp/-His/-Ade中生长，表明该基因不具有自激活活性。构建好诱饵表达载体后，可进一步从棉花酵母双杂交cDNA文库中筛选GhMADS43的互作蛋白质，为将来研究该基因在茎尖和花分生组织发育过程中的功能和调控通路提供基础。

为筛选适合茉莉花的内参基因，以5种组织（根、茎、嫩叶、成熟叶、花）和4个发育阶段的花（幼蕾期、膨大花蕾期、最长花蕾期和初绽期）为试验材料，选择较常见的8个候选内参基因进行引物特异性分析，结果显示，8个内参基因均扩增出单一条带，溶解曲线均只有明显的单一峰。采用qRT-PCR技术分析8个内参基因在不同样品中的表达量，结果显示，内参基因在不同样品中的表达量存在差异，各基因在花中的表达量均显著低于其他样品。利用geNorm、NormFinder和BestKeeper软件对基因的表达稳定性进行评价，并通过RefFinder对表达稳定性进行综合分析，结果表明，适用于不同组织（有花组）的最优内参基因为SAND和UPL7；适用于不同组织（无花组）的最优内参基因为UPL7和GAPDH；而适宜不同发育阶段花的最优内参基因为Actin和EF1α。进一步利用JsDXS和JsPAL2对筛选的内参基因进行验证，结果显示，以稳定性好的Actin、EF1α及Actin+EF1α<组合为参照时，JsDXS和JsPAL2在花发育不同阶段的表达水平的变化趋势基本一致，而用最不稳定的PP2A为参照时，花发育不同阶段的表达水平的变化趋势不一致。总之，本研究对茉莉花内参基因进行了筛选，不同组织（有花组）的最优内参基因为SAND和UPL7；不同组织（无花组）的最优内参基因为UPL7和GAPDH；花发育不同阶段的最优内参基因为Actin和EF1α。

鉴定低氧发芽力强的水稻资源，进而挖掘控制低氧发芽的QTL，可以为改良直播稻低氧发芽能力提供材料基础和基因资源。在装满无菌水的10 cm高的离心管中鉴定了云南省籼稻地方品种扎西玛、江苏省优良食味粳稻品种南粳46及包含135个家系的扎西玛/南粳46 RIL群体的低氧发芽力。以28℃黑暗培养7 d的胚芽鞘长度作为低氧发芽力的评价标准。结果表明：在淹水7 d后，扎西玛和南粳46胚芽鞘长度分别为2.92，6.68 cm，二者在P=0.01水平上存在极显著差异。进而对扎西玛/南粳46 RIL群体135个家系低氧发芽力QTL分析发现，在水稻第12号染色体上的RM1300和RM1227之间检测到一个控制低氧发芽力的QTL（qAG-12）。该QTL的LOD值为3.04，可以解释11.24%的表型变异。生物信息学分析表明，qAG-12位于第12染色体上26.00~27.34 Mb的1.34 Mb范围内。该区域共有200多个注释基因，未见已报道控制低氧发芽力的QTL。以上结果表明：扎西玛和南粳46低氧发芽力存在极显著差异；qAG-12是一个新的控制低氧发芽力的QTL。

为解析谷子抗旱遗传基础和指导抗旱育种，进行谷子萌芽期抗旱基因定位，以山西2010和K359×M4-1为亲本构建的F₂群体为研究对象，结合利用2b-RAD测序技术构建的遗传连锁图谱对谷子萌芽期抗旱性QTL进行定位。谷子萌芽期抗旱性为多基因控制的数量性状。经两亲本及F₂群体简化基因组测序，构建了包含583个SNP标记的连锁图谱。该图覆盖谷子基因组9条染色体，各染色体标记数平均64.8，标记间平均间隔为0.97 cM。在第5和第6染色体上共检测到3个谷子萌芽期抗旱性相关QTL，分别为qSIDR-5a、qSIDR-6a和qSIDR-6b，可解释12.4%~14.3%的表型变异，其中第5染色体上qSIDR-5a的表型贡献率最高，达到14.3%。经过比较发现，这3个QTL与前人的研究结果不在一个区间内，是新的QTL。qSIDR-5a、qSIDR-6a和qSIDR-6b可用于后续萌芽期抗旱性调控基因的精细定位及克隆研究，也可用于谷子萌芽期抗旱性的分子调控机理研究与抗旱育种。

从叶绿体基因水平上研究中国原产苹果属植物的遗传多样性以及不同种在不同区域范围的单倍型的系统进化关系，为其起源演化、保护和利用提供依据。基于叶绿体基因间区trnH-psbA、trnS-trnG spacer+intron、trnT-5'trnL和5'trnL-trnF，对来源于12个省区的722份苹果属植物种质进行序列分析，4个区域合并之后片段长度为4 120 bp，共有579个多态性变异位点和100个单倍型，核苷酸多样性（Pi）和单倍型多样性（Hd）分别为0.009 52和0.879，两者最高的区域为trnH-psbA（Hd=0.808，Pi=0.034 09）。Tajima's D检验中，4个cpDNA区域合并后的Tajima's D值为-1.503 16，在P>0.10检测水平上不显著，遵循中性模型。AMOVA分析表明，遗传变异主要存在于种群间和种内居群内。单倍型分布及网络结构分析结果表明，邻接网络中心位置的缺失单倍型闭合成环，苹果属不同种具有不同的演化路线，各个种间以及同种种质在不同地域起源演化过程中具有错综复杂的关系，相对古老的单倍型H_6和H_15经历种群扩张，衍生支系较多。苹果属植物叶绿体基因的遗传多样性水平较高，其遗传变异主要发生在种群间和各种居群内，其遗传进化以种群内突变或者随机漂变为主，种内差异和地理隔离造成的各种居群内差异是苹果属植物遗传变异的主要因素。

为大量开发SNP用于构建栽培草莓高质量的遗传图谱，以国产草莓品种红星为母本，日本草莓品种红颜为父本构建F₁群体，采用SLAF-seq技术和HighMap软件，对2个亲本和200个F₁子代群体进行高通量测序、SNP标记的开发及高密度遗传图谱的构建。通过高通量测序，共获得565 919 066 reads，平均质量Q30为95.36%，平均GC含量为39.68%，样本GC分布正常。通过生物信息学分析，共获得717 881个SLAF标签，2 136 939个SNP标记，其中有56 237个SNP为高质量标记可用于遗传图谱标记的定位和构建。共构建了28个连锁群，总图距为4 022.16 cM，该图SNP标记14 412个，完整度为99.84%，标记间的平均距离为0.28 cM。通过对遗传图谱单体来源进行评估，结果表明每个个体中较大区段均来源于亲本；通过连锁关系热图对相邻标记间的连锁关系进行分析，结果表明，每个连锁群上的大部分标记顺序与基因组保持一致，标记顺序正确，图谱质量高。这是栽培草莓中首次采用SLAF-seq技术构建的高密度SNP遗传图谱，为栽培草莓的遗传研究和分子标记辅助育种奠定了基础。

CRISPR/Cas9基因编辑技术已经成为水稻育种的重要手段。为培育早熟、丰产、优质的种质资源，以农艺性状优良、迟熟粳稻品种香糯99-25为试验材料，构建了CRISPR/Cas9双靶点表达载体对抽穗期基因DTH8进行编辑，采用农杆菌介导法将构建好的表达载体转化农杆菌EHA105。用携带重组质粒的农杆菌菌液侵染水稻愈伤组织，成功获得了30株T₀转基因苗。对T₀植株利用潮霉素特异引物进行分子检测，其中阳性植株29株，阳性率高达96.7%。设计特异性引物对29株阳性苗的靶位点上下游600 bp进行PCR扩增测序，结果表明，7株转基因阳性苗在第2个靶点附近发生了碱基替换或插入突变。对这7株突变株系的抽穗期进行调查，发现DTH8-2、DTH8-5、DTH8-9、DTH8-10、DTH8-17、DTH8-21的抽穗期提前。利用实时荧光定量PCR检测发现DTH8-2、DTH8-9、DTH8-17与香糯99-25相比DTH8基因表达显著降低。成功利用CRISPR/Cas9基因编辑技术对香糯99-25的DTH8基因进行了编辑，获得了抽穗期提前的DTH8突变体材料，为培育早熟、丰产、优质的水稻品种提供了种质资源。

基因聚合是培育广谱、持久抗性水稻品种的有效策略。然而，水稻白叶枯病隐性抗性基因xa5和一些抗病基因组合后却产生了拮抗的聚合效应。为避免无效或拮抗的组合，有必要对携带单基因和基因组合的水稻品种进行抗性评价。调查了2个感病水稻系（籼稻IR24和粳稻TP309），4个单基因抗病系IRBB3、IRBB5、IRBB21和CBB23（分别含Xa3、xa5、Xa21和Xa23）和3个多基因抗病系IRBB54、IRBB50和IRBB59（分别含xa5+Xa21、xa5+Xa4、xa5+Xa21+xa13）对8个白叶枯菌小种的抗性。前期对xa5、Xa21单基因和基因聚合后的效应进行了报道，发现江汉大学保存的P8小种克服了Xa21介导的抗性。发现P8在TP309和IRBB3上都诱导8个小种中最长的病斑，进一步证明了P8致病力的变异；IRBB54、IRBB50和IRBB59对包括P8在内的8个小种表现出抗性，表明了基因聚合策略应对致病菌毒性变异的有效性；而Xa23单基因对所有小种的抗性都达到了三基因聚合系IRBB59的高抗性水平，但在和xa5聚合后抗性被弱化，呈现负向的拮抗效应。研究结果提示在进行水稻基因聚合育种时，应充分考虑小种的致病性变异和基因聚合的多效性。

为了进一步研究冬小麦的根系建成，并为今后高寒地区的冬小麦育种奠定基础。以东农冬麦2号为材料，利用PCR技术得到TaEXPB12-A/B/D 3个同源基因的CDS全长。其核酸序列长度均为846 bp，编码281个氨基酸，同源性达到98.46%，分别定位在2AL、2BL、2DL染色体上，蛋白均具备膨胀素基因序列特有的结构域DPBB_1，分别位于142-810 bp，142-834 bp，142-834 bp。启动子分析结果显示，这3段序列中均含有多个与根特异表达相关的作用元件，以及多个激素响应元件和非生物胁迫响应元件。qRT-PCR分析发现TaEXPB12-A/B/D基因在根中特异性表达，低温会抑制TaEXPB12-A/B/D 3个同源基因的表达，而干旱、脱落酸、茉莉酸甲酯及水杨酸等处理会促进它们的表达。洋葱表皮亚细胞定位结果显示，3个基因均定位于细胞壁。TaEXPB12-A/B/D蛋白质在冬小麦根的细胞壁中特异性分布，并参与冬小麦抵御外界多种非生物胁迫的过程，在3个基因响应外界胁迫的过程中，TaEXPB12-A占据表达优势。结果说明，TaEXPB12-A/B/D在冬小麦根系建成和抵御多种非生物胁迫过程中具有重要作用。

为进一步研究PlABCF3基因在芍药属远缘杂交不亲和中的作用机制，根据转录组测序结果，采用RT-PCR技术在芍药粉玉奴自交和芍药粉玉奴×牡丹凤丹白杂交24，36 h的柱头中克隆到1个ABCF3基因（PlABCF3）。生物信息学和表达特性分析表明，PlABCF3的CDS全长为2 151 bp，编码716个氨基酸。芍药ABCF3的碱基序列与拟南芥ABCFs进行同源序列分析表明，其与AtABCF3具有较高的同源性。系统进化分析表明，PlABCF3与博落回的ABCF3同源性最高，PlABCF3氨基酸序列与博落回的ABCF3的相似性最高，故命名为PlABCF3（GenBank登录号：MT123594）。RT-qPCR分析表明，在不同时期的自交、杂交柱头中，PlABCF3基因在相同处理条件下，36 h的相对表达量均低于24 h，杂交36 h相对表达量最低。PlABCF3的相对表达量与脱落酸（ABA）、玉米素核苷（ZR）含量显著负相关（R分别为-0.837，-0.565，P<0.01）。说明PlABCF3基因在芍药属远缘杂交中与内源激素有着密切的关系。

为了探寻快速高效筛选冬小麦抗旱品种的方法，给冬小麦抗旱品种筛选提供参考依据，以烟农999、泰麦1918、济麦22号、济麦23号、泰山27和师栾02-1 6个冬小麦品种为供试材料，设置正常水分处理（土壤相对含水量75%）、轻微干旱处理（土壤相对含水量55%）和中度干旱处理（土壤相对含水量40%），研究了苗期叶绿素荧光参数、生物量、根冠比、SPAD、超氧化物歧化酶（SOD）活性和丙二醛（MDA）含量及其之间相关关系。结果表明：与其他冬小麦品种相比，干旱胁迫下，泰麦1918的抗旱系数（DTC）最大，根冠比降低程度最小，SPAD值、光系统Ⅱ最大光合效率（Fv/Fm）、光系统Ⅱ实际光合效率（φPSⅡ）和相对电子传递速率（ETR）的降低程度最小，SOD活性的降低程度最小，非光化学淬灭（NPQ）升高程度最大，丙二醛含量升高程度最小。6个供试冬小麦品种的抗旱性强弱依次为泰麦1918 > 烟农999 > 济麦22号 > 济麦23号 > 泰山27 > 师栾02-1。通过相关性分析发现，叶绿素荧光参数与抗旱系数、SOD活性以及MDA含量的相关性均达到极显著水平。综上，供试材料中泰麦1918的抗旱性最强，叶绿素荧光参数可作为在苗期筛选冬小麦抗旱性品种的重要依据。

为了筛选富硒稳产高效型小麦品种和定位适宜种植优质强筋小麦的区域。选取石家庄藁城区、邢台宁晋县、邯郸馆陶县3个试验点，7个优质和5个高产冬小麦品种，收获后测定籽粒硒含量，比较了相同小麦品种不同地区间和同一地点不同小麦品种间籽粒硒含量的差异，分析产量与籽粒硒含量的关系。结果表明：不同地点间小麦籽粒硒含量的平均值以藁城最高为0.177 mg/kg，总体达到富硒小麦的标准，宁晋次之为0.084 mg/kg，馆陶最低为0.04 mg/kg；同一地点优质强筋小麦籽粒硒含量平均值均小于中筋小麦，藁城优质强筋小麦籽粒硒含量平均值较中筋小麦减少37.6%，宁晋减少26.7%，馆陶减少15.6%；土壤中硒含量与小麦籽粒硒含量呈正相关关系（R=0.972），差异不显著（P=0.152>0.05）。中筋小麦品种衡4444、济麦22及高产品种石麦22、邢麦13和婴泊700的籽粒硒含量均达到0.2 mg/kg以上，可作为适宜本地区的富硒小麦品种。

为阐明宜机收和普通玉米品种群体冠层不同层次光分布和湿度变化特征，在大田条件下采用随机区组试验方法，以郑单958、粒收1号为供试材料，设置4个种植密度（45 000，60 000，75 000，90 000株/hm²），测定了两品种冠层不同层次的透光率和相对湿度、干物质量、叶面积指数，并调查田间空秆率及产量。结果显示，两品种冠层底层和穗位层相对湿度表现为粒收1号低于郑单958。在4个密度下粒收1号的叶面积指数低于郑单958，穗位层透光率高于郑单958；吐丝期和灌浆中期两品种各层次干物质积累量没有显著差异，成熟期粒收1号各层次干物质积累量均显著低于郑单958，但粒收1号叶片干物质转运量较高。高密度（90 000株/hm²）下粒收1号空秆率低，产量较高。可见，宜机收玉米品种粒收1号群体冠层光分布合理，微环境良好，物质生产转运通畅，植株个体在密度增加过程中能充分利用有限资源，空秆率低，产量高，耐密性强。

为探究土壤盐胁迫对不同生育时期（拔节期、开花期、成熟期）高粱植株生长及生理特性的影响，在4个盐处理水平（CK：0 g/kg，S3：3 g/kg，S5：5 g/kg，S7：7 g/kg）种植2个耐盐性不同的高粱品种高粱蔗（耐盐）和河农16（盐敏感），比较了2个品种在不同盐处理水平下、不同生育时期植株形态、根系形态、叶片光合特性及抗氧化酶活性的差异。研究结果表明：随盐胁迫程度增加，2个品种的抗氧化酶活性和叶绿素相对含量（SPAD）先升高后降低，抗氧化酶活性在S3处理或S5处理下达到最大值，且该最大值与对照间存在显著差异。2个高粱品种的丙二醛（MDA）含量，随盐处理浓度的增大而升高，在S7处理下显著高于对照，同一处理下耐盐品种高粱蔗的抗氧化酶活性高于盐敏感品种河农16，但丙二醛含量低于盐敏感品种。2个品种的光合能力受到盐胁迫的显著影响，在拔节期，S7处理显著降低了高粱蔗的Pn值，而2个品种的胞间CO₂浓度（Ci）在S7处理下均高于对照。盐胁迫下高粱地上和地下部分生长都受到影响，2个品种的基部茎粗、总根长、根面积、根尖数和分支数在S3处理下达到最大值，基部节长、株高、总根长及根体积在S7处理下达到最低值。2个高粱品种在盐胁迫下籽粒脂肪、淀粉含量下降，单宁含量在低盐处理下显著高于对照，盐胁迫使籽粒品质下降。综上，低盐（3 g/kg）能促进高粱生长，而中盐（5 g/kg）和高盐（7 g/kg）条件对高粱生长有显著的抑制作用，高粱蔗比河农16的耐盐性更强。

为探讨不同欧李品种光合能力的差异及其修剪对欧李品种光合作用的影响，以引种的3个欧李品种为材料，以当地野生的欧李生态苗为对照，分别在修剪和未修剪条件下，利用Li-6400 XT便携式光合仪对每个品种在6，7，8，9月的光合生理指标进行了测定。结果显示：未修剪条件下，每个欧李品种在6，7月的净光合速率（Pn）日变化均呈"双峰"曲线，8，9月均呈"单峰"曲线，气孔导度（Gs）、蒸腾速率（Tr）日变化均与净光合速率（Pn）日变化规律基本一致，胞间二氧化碳浓度（Ci）日变化均与净光合速率（Pn）日变化规律基本相反。每月的日均净光合速率（Pn）均表现为：农大7号 > 农大5号 > 生态苗 > 农大6号，农大7号和农大6号之间存在显著差异（P<0.05），4个欧李品种的日均净光合速率（Pn）均表现为：7月 > 6月 > 8月 > 9月。7月修剪的4个欧李品种Pn日变化趋势与未修剪的基本一致，均呈典型的"双峰"曲线，Gs、Ci和Tr日变化曲线也均与未修剪的一致，且峰值均高于未修剪的。除生态苗外，引种的3个欧李品种月均Pn、月均Gs和月均Tr修剪后的显著高于未修剪的（P<0.05）。因此表明，农大5号和农大7号光合性能好，整形修剪有利于欧李光合作用。

为探明外源油菜素内酯（Brassinosteroids，BRs）调控紫花苜蓿苗期耐盐性的生理机制，选用陇中苜蓿和中苜3号紫花苜蓿幼苗为试验材料，采用营养液水培法，在150 mmol/L NaCl胁迫下，叶片喷施0.1 μmol/L外源2，4-表油菜素内酯（2，4-epibrassinolide，EBR），研究外源EBR对NaCl胁迫下紫花苜蓿幼苗株高、地上生物量、渗透调节能力和抗氧化能力的影响。结果表明：150 mmol/L NaCl胁迫下，陇中苜蓿和中苜3号紫花苜蓿幼苗的株高和地上生物量显著下降（P<0.05），叶片中的可溶性蛋白含量和CAT活性均显著降低（P<0.05），活性氧（O₂^-·、OH^·、H₂O₂）大量积累（P<0.05），膜脂过氧化产物MDA含量显著增加（P<0.05）。150 mmol/L NaCl胁迫下，喷施0.1 μmol/L外源EBR后，陇中苜蓿幼苗的株高和中苜3号幼苗的地上生物量显著增加（P<0.05），陇中苜蓿和中苜3号紫花苜蓿幼苗叶片中的可溶性蛋白含量显著提高（P<0.05），酶促抗氧化系统（SOD、GPX、APX、GR、CAT）活性和非酶抗氧化系统（GSH、AsA）活性均显著提高（P<0.05），活性氧（O₂^-·、OH^·、H₂O₂）产生量显著下降（P<0.05），膜脂过氧化程度显著降低（P<0.05）。说明NaCl胁迫下，喷施外源EBR能够增强紫花苜蓿幼苗的渗透调节能力，提高苜蓿幼苗酶促抗氧化系统和非酶促抗氧化系统活性，抑制苜蓿幼苗体内活性氧的大量积累，进而降低NaCl胁迫对苜蓿幼苗造成的渗透胁迫和氧化损伤程度，明显促进苜蓿幼苗的生长，对于提高紫花苜蓿苗期耐盐性具有积极的作用。

为探明生物有机肥完全替代化肥种植设施番茄对番茄果实及土壤生物学特性的影响，采用生理生化手段和高通量测序技术相结合，分析连续4 a施用生物有机肥对番茄果实品质、土壤养分含量及微生物群落结构的调节作用。结果表明，以含高效固氮菌生物有机肥替代化学肥料种植番茄，番茄果实的糖酸比、Vc和番茄红素含量分别显著提高了11.1%，7.2%，12.4%。土壤养分测定发现，该生物有机肥中所含高效固氮菌的固氮量可完全满足番茄生长所需的氮素营养，且与常规施肥相比，土壤有效磷、速效钾和有机质含量分别显著提高147.0%，38.8%，35.6%。高通量分析发现，设施番茄土壤连续4 a施用该生物有机肥，可提高土壤链霉菌属、尿素芽孢杆菌属和芽孢杆菌属等益生菌的相对丰度，其中对阿氏芽孢杆菌的激活效应显著。此外，连续4 a施用生物有机肥种植设施番茄，土壤微生物的Coverage和Simpson指数均高于常规施肥对照，表明其可在一定程度上提高土壤微生物的覆盖度和优势度。由此可见，连续施用含高效固氮菌生物有机肥有助于改善番茄果实品质，培肥地力，提高土壤益生菌的优势度。

为改善设施土壤中微量元素短缺问题，减少化肥施用，提高设施番茄产量，在水高庄村日光大棚（SFQ）和小沙沃村日光大棚（XFQ）内，以不同量有机肥替代化肥为处理，研究了设施大棚土壤中有效态Fe、Mn、Cu含量的变化情况及与番茄品质和产量的关系。结果表明，有机肥替代化肥均不同程度提高了土壤有效态Fe、Mn、Cu含量。大棚SFQ中，SGY土壤中有效态Mn、Cu含量较对照处理分别提高了140.95%，348.95%；大棚XFQ中，XGY处理显著提高了土壤有效态Fe含量，较对照处理高出12.28%，XGY处理的有效态Mn、Cu含量比对照处理分别高出84.60%，215.71%。2个大棚中有效态Fe、Mn、Cu与番茄果实Vc含量之间呈极显著正相关，与NO₃^--N含量之间呈极显著负相关。大棚SFQ中土壤有效态Fe与大棚XFQ中土壤有效态Fe、Mn和Cu均与产量呈显著正相关。高量有机肥替代化肥可极显著提高番茄果实Vc含量，降低硝酸盐含量，显著提高番茄产量。因此，可通过添加有机肥来缓解设施土壤中微量元素短缺的状况，为土壤可持续利用及设施农业发展提供参考。

为了探究不同紫云英翻压量对土壤水稳性团聚体及其有机碳、全氮含量与分布、水稻产量的影响。在减量氮、钾肥20%条件下，设置CK（不施化肥、紫云英）、F100（常规施肥）和翻压紫云英15 000（GM₁），22 500（GM₂），30 000（GM₃），37 500 kg/hm²（GM₄）6个处理。结果表明：与CK和F100处理相比，减量施用氮、钾化肥20%并翻压不同量紫云英均能增加土壤水稳性大团聚体中1.000~2.000 mm，0.500~1.000 mm粒级的占比。减量施用氮、钾化肥20%条件下翻压不同量紫云英对团聚体平均重量直径（MWD）和平均几何直径（GMD）无显著影响。减量施用氮、钾化肥20%，翻压不同量紫云英均显著（P<0.05）提高了水稳性团聚体1.000~2.000 mm，0.500~1.000 mm粒级中水稳性团聚体有机碳和全氮含量的占比，同时也提高了1.000~2.000 mm粒级养分贡献率。4个减量施肥翻压紫云英处理中以减量施用氮、钾化肥20%翻压紫云英30 000 kg/hm²处理的早、晚稻和全年水稻产量最高，较CK分别增加了99.4%，51.5%，68.2%，较F100处理分别增加了5.4%，2.9%，3.9%。综合考虑对土壤1.000~2.000 mm，0.500~1.000 mm粒级水稳性团聚体分布、团聚体中有机碳和全氮分布和双季稻产量的影响，在本试验中减量施用氮、钾化肥20%翻压紫云英30 000 kg/hm²较适宜。

为探明铝胁迫对油菜生长发育和养分吸收特性的影响，以2个耐铝性差异显著的油菜品种为试验材料，采用营养液培养，设置4个铝胁迫浓度和2个胁迫时间，测定根系形态指标（总根长、总根表面积、总根体积、总根尖数）、生长指标（根茎粗、株高、地上干质量、根干质量）和营养元素（N、P、K、Ca、Mg、Fe、Al）的含量。结果表明，铝胁迫降低了油菜总根长、总根表面积、总根体积、总根尖数以及根茎粗、株高、根干质量、地上干质量，且随着铝浓度的增加和胁迫时间的延长降幅增大，敏感型品种降幅大于耐铝型品种。铝胁迫对油菜地上部和根系中铝元素的吸收具有促进作用，其中根系铝含量增幅高于地上部；而对N、P、K、Ca、Mg、Fe等元素的吸收有抑制作用。随着铝胁迫浓度增加和胁迫时间延长各元素含量的增幅或降幅增大，且基因型之间存在着一定的差异，敏感型品种的变化幅度大于耐铝型品种。由此可见，与敏感型品种相比，耐铝型油菜品种的根系形态、地上部生长和营养元素吸收受铝毒害的抑制作用较小，其对铝毒害有较强的适应能力。研究结果可为酸性土壤上的油菜高产栽培提供理论依据。

为研究控制禾谷镰孢菌生长及抑制其脱氧雪腐镰刀菌烯醇（Deoxynivalenol，DON）产生的安全、有效生物防治技术，利用植物内生菌分离技术从小麦发病麦穗中分离得到的256株内生菌，通过平板对峙、共培试验，筛选到1株可显著抑制小麦赤霉病菌生长及降低DON含量的拮抗内生细菌YB-144。通过其形态特征、生化特性和16S rDNA序列比对，结果表明，菌株YB-144为贝莱斯芽孢杆菌，菌株YB-144对禾谷镰孢菌PH-1的抑菌带宽度为13.6 mm，共培养15 h后孢子萌发抑制率高达81.67%，DON含量下降66.6%，DON合成基因Tri5、Tri3、Tri8的相对表达量分别表现出5.0，1.6，1.2倍的下调。同时菌株YB-144对小麦纹枯病菌、小麦根腐病菌等9种植物病原真菌具有显著的抑制作用，该菌株具有较好的开发利用潜力。

为实现准确和快速鉴定PVS及其株系，明确PVS在马铃薯叶片、叶柄、茎、根和休眠块茎中含量以筛选适合的检测部位，设计PVS通用简并引物，建立实时荧光定量PCR（RT-qPCR）技术体系，分析熔解曲线鉴定PVS^O和PVS^A株系。以马铃薯X病毒（PVX）、马铃薯Y病毒（PVY）、马铃薯M病毒（PVM）、马铃薯A病毒（PVA）和马铃薯卷叶病毒（PLRV）阳性样品为对照检测其特异性。应用PVS^O和PVS^A重组质粒分别建立标准曲线，检测接种PVS^O和PVS^A马铃薯品种尤金和冀张薯12号的5个部位PVS含量。另外，应用该体系检测来源于11个省（市、自治区）的90个PVS阳性样品验证其实用性。PVS^O和PVS^A扩增后熔解曲线分别在85.77~86.00℃和87.78~87.91℃出现特异峰，PVS阴性样品及PVX、PVY、PVM、PVA和PLRV阳性样品的熔解曲线均无上述特异峰。PVS^O和PVS^A的标准曲线重组质粒浓度分别在1.09×10⁵~1.09×10⁹拷贝/μL和1.26×10⁵~1.26×10⁹拷贝/μL时，荧光信号基线的循环数平均值（Cycle threshold，Ct值）与PVS病毒粒子拷贝数对数之间具有良好的线性关系（决定系数R²=0.994 2和0.991 2）。尤金和冀张薯12号5个部位PVS^O和PVS^A拷贝数均大于10⁷数量级，均可用于检测，以PVS^O在叶柄中含量最高。11个省（市、自治区）的90个PVS阳性样品均可检测到。本研究建立的PVS RT-qPCR检测体系快速、准确、特异，并可依据样品熔解曲线鉴定PVS^O和PVS^A株系。叶片、叶柄、茎、根和休眠块茎等5个部位组织均可用于检测，实用性强，可为生产脱毒种薯提供技术支持。

旨在构建敖汉细毛羊BMP6、BMPR1B基因的过表达载体，而后将其导入成纤维细胞，分析转染后两基因mRNA、蛋白表达量的变化及基因间相互作用对毛囊的影响。选择40日龄敖汉细毛羊胎羊，采集组织样品，提取RNA后反转录成cDNA，通过PCR反应后利用SoSo试剂盒将纯化的目的片段与表达载体pcDNA3.1连接。酶切鉴定正确后，转至大肠杆菌DH5α感受态细胞，振荡培养并挑取单菌落扩大培养。提取质粒后将pcDNA3.1-BMP6、pcDNA3.1-BMPR1B单、共转染至成纤维细胞中。转染后测定表达量的变化并探究两基因间的作用关系。结果表明，共转染成纤维细胞后BMPR1B基因及BMPR1B蛋白的表达量均较单转染组极显著升高（P<0.01），而BMP6基因及BMP6蛋白的表达量与单转染组无显著差异（P>0.05）。因此，BMP6基因促进了BMPR1B基因的表达，BMPR1B基因对BMP6基因的表达几乎没影响。

为了研究FGF18基因在山羊中的多态性以及对羊绒性状的影响，通过PCR-SSCP结合测序的方法对FGF18基因3个区域（Exon 3、Exon 4和Exon 5）在3个山羊群体（陇东绒山羊、柴达木绒山羊、中卫山羊）中的多态性进行检测，并分析基因多态性与陇东绒山羊羊绒性状的关联性。结果显示，FGF18基因在3个山羊群体中均较保守，只在Exon 5发现一个同义突变（c.498T>C）。c.498T>C位点对应的3种基因型EE、EF和FF在3个群体中均被检测到，且均处于Hardy-Weinberg平衡。等位基因E在3个群体中均为优势等位基因；陇东绒山羊、柴达木绒山羊和中卫山羊的优势基因型分别为EF、EE和EF。FF型陇东绒山羊的产绒量和绒层高度显著高于EE型和EF型山羊（P<0.05）。综上，山羊FGF18基因呈中度多态，c.498T>C位点与陇东绒山羊的产绒量和绒层高度呈显著相关，提示若以这2个性状为选育目标，FGF18基因可以作为分子改良的候选基因。

为探明安格斯牛和中国西门塔尔牛脂肪沉积的相关差异表达基因，以其背膘组织为研究对象，提取总RNA，建立测序文库后利用华大BGISEQ-500进行测序，经生物信息学分析筛选出差异表达基因，并对差异表达基因进行GO功能富集和KEGG通路分析，最后采用荧光定量qPCR（qRT-PCR）验证转录组测序数据的准确性。中国西门塔尔牛对安格斯牛转录组数据结果显示有1 296个差异表达基因，其中上调基因802个，下调基因494个；对转录组数据的GO功能富集分析结果显示在生物过程、分子功能、细胞组分分别富集到2 205，890，3 149个条目，KEGG通路分析结果表明，差异基因显著富集在6个分支上。对其中与脂肪沉积相关的cAMP通路进行分析，筛选出与脂肪沉积相关的差异表达基因3个，分别为DKKL1、ACACB和PTGS2，并通过qRT-PCR对基因DKKL1、ACACB和PTGS2进行了验证，初步确定其为脂肪沉积的候选基因。通过对中国西门塔尔牛和安格斯牛的背膘组织测序获得的大量差异表达基因，为后续对脂肪沉积相关基因的筛选奠定了基础。

为探究组蛋白去甲基化酶7A（KDM7A）在牦牛生殖发育过程中的作用机制及表达模式，以牦牛作为研究对象，通过RT-PCR技术克隆获得牦牛KDM7A编码区序列，结合相关生物信息学分析软件分析KDM7A蛋白的结构和功能，利用实时荧光定量PCR（RT-PCR）获得KDM7A mRNA在牦牛卵巢、肾、胃、小肠、肌肉、心、子宫、脾、肺和肝中的表达水平，并分析该基因在卵母细胞成熟过程中的表达规律。结果显示，克隆出牦牛2 704 bp的KDM7A基因，其中CDS区全长为2 409 bp，共编码802个氨基酸。牦牛与其他物种中黄牛、野牛及山羊同源性较高；KDM7A在牦牛各组织中广谱表达，其在子宫中的相对表达量最高，显著高于除胃以外其他组织（P<0.05），而在肾脏和肌肉组织中相对表达量较低，显著低于其他组织（P<0.05）；在卵母细胞减数分裂过程中，KDM7A基因具有时空动态表达特征，减数第二次分裂中期相对表达量显著高于减数第一次分裂中期和卵母细胞生发泡期（P<0.05）。综上表明，KDM7A在遗传进化过程中高度保守，在牦牛卵母细胞减数分裂进程中具有时序性表达模式，提示KDM7A参与卵母细胞的减数分裂进程，为深入探究牦牛KDM7A在生殖过程中的作用机制提供基础依据。

为了探究JHEH在甲壳动物中的作用，利用RACE技术克隆获得了三疣梭子蟹JHEH（PtJHEH）基因的全长cDNA序列，运用生物信息学分析了JHEH的分子特征，并通过实时荧光定量PCR（Real-time quantitative PCR，RT-qPCR）方法检测了JHEH基因在三疣梭子蟹不同组织、蜕皮周期和卵巢发育时期中的表达水平变化。PtJHEH全长1 803 bp，包含1 374 bp的开放阅读框（ORF），编码467个氨基酸。推导的氨基酸序列具有跨膜结构域和信号肽，包含典型的环氧化酶催化结构域。qPCR结果显示，PtJHEH转录本在各个组织中均有表达，但在肝胰腺中表达量最高，显著高于其他组织（P<0.05），这可能与肝胰腺是甲壳动物物质代谢的主要场所有关。在蜕皮周期中，肝胰腺PtJHEH在蜕皮前期D2期表达量最大，而Y器中PtJHEH则在蜕皮后期表达水平较高，随后显著下降。在卵巢发育过程中，肝胰腺和Y器PtJHEH的表达水平均在卵黄合成晚期（Ⅲ期）升至最高。PtJHEH在蜕皮周期和卵巢发育中的表达模式与课题组已报道的血淋巴MF水平存在一定相关性，推测其参与MF的降解代谢过程。