为了研究异源过表达Atvip1基因的高粱对盐碱胁迫的耐受性及相应生长情况，采用NaHCO₃∶Na₂CO₃为5∶1，75 mmol/L，pH值9.63的盐碱胁迫液在高粱三叶一心期处理，在胁迫0，4，12，24，72，120 h对根系的生长指标、叶绿素含量、抗氧化酶活性以及MDA含量进行测定。结果表明：异源过表达Atvip1基因能缓解盐碱胁迫对高粱幼苗生长的伤害，可使幼苗根表面积和根体积增大，根尖数和分叉数增多，高粱主根褐化出现较晚且症状轻，侧根发生早且数量多，在72 h后仍能保证新叶正常伸展，对地上部生长影响较轻。过表达Atvip1基因可提高转基因高粱根系抗O₂^-·活力，降低MDA的含量，抗氧化酶活性增强；胁迫早期（4~12 h），SOD、CAT和GR作用明显；胁迫中期（24~72 h），所有酶均发挥作用；胁迫后期（120 h），CAT和GSH-PX起重要作用。盐碱胁迫差异转录组分析中，差异表达基因COG分析表明，防御机制在不同时间段中占比较大，获得抗氧化酶相关差异表达基因42个。异源过表达Atvip1基因可通过缓解盐碱胁迫对光合作用和生长发育的影响，降低活性氧破坏及膜损伤来提高转基因高粱对盐碱胁迫的抗性。

了解异源四倍体甘蓝型油菜中AMT基因家族的功能，为进一步克隆和利用基因改良甘蓝型油菜的氮素利用效率和铵毒抗性提供一定的理论基础。利用生物信息学的方法鉴定出20个BnaAMTs基因，其中14个为AMT1亚家族成员，6个为AMT2亚家族成员，它们不均匀地分布在油菜的12条染色体上。进化与保守基序分析结果表明，BnaAMTs蛋白亚家族内的蛋白质序列保守性较高，但亚家族之间的差异较大。BnaAMTs基因在油菜不同组织中的表达谱显示，该基因家族表达具有组织特异性。利用转录组测序结果分析发现，根部在供应高浓度的铵态氮和硝态氮时，BnaA7.AMT1；3表达量最高；在硝态氮缺乏条件下，BnaA5.AMT1；1表达量最高；在上述几种处理下，BnaC6.AMT1；1都是地上部表达量最高的拷贝。在缺硼或缺磷条件下，油菜BnaAMTs基因整体呈现表达上升的趋势；但在盐胁迫条件下，表达量下降；镉胁迫对BnaAMTs基因的表达影响较小。这些基因可能在铵态氮与其他必需营养元素的互作、镉胁迫、盐胁迫等逆境响应中发挥一定的作用；并为进一步深入解析甘蓝型油菜AMT家族基因的分子功能奠定了基础。

为了探究磷酸葡萄糖变位酶（PGM）在植物蔗糖与淀粉代谢中的重要作用，基于同源序列比对的方法，在小桐子基因组中鉴定到1个细胞质型PGM基因（命名为JccPGM）与1个叶绿体型PGM基因（命名为JcpPGM），利用qRT-PCR方法检测JccPGM与JcpPGM基因在小桐子不同器官与低温条件下的表达特性，同时，构建了pGEX-4T-1-JccPGM与pGEX-4T-1-JcpPGM原核表达载体并在大肠杆菌BL21（DE3）中进行了表达分析。结果表明：两者分别编码582，637 aa的蛋白质。聚类分析表明，小桐子pPGM在其N端包含叶绿体定位信号肽，而cPGM较pPGM多4段肽链序列-¹⁰⁸VGVDGS¹¹³-、-¹⁸³SGPE¹⁸⁶-、-²⁸³GKSNSE²⁸⁸-、-⁴⁷⁰SLGEVN⁴⁷⁵-。qRT-PCR表达分析显示，小桐子cPGM与pPGM基因都在叶片中高表达，而在根与种子中表达量较低。通过BL21（DE3）诱导表达，分别得到90.7，97.0 ku的蛋白条带，与理论融合蛋白的分子量一致。综上所述，本研究为开展小桐子cPGM与pPGM基因表达蛋白的功能分析以及其在蔗糖与淀粉积累、逆境应答中的机制研究奠定了基础。

为了方便快速地鉴定RNA的移动性，研究RNA参与植物生长发育以及生理响应过程的胞间运输机制，减少试验成本，将含有24个茎环串联重复的RNA结构（SL24）连入双元载体pUbiK成功构建了表达载体pSL24UbiK，再利用同源重组的方法将可移动性RNA FT和不可移动性RNA GUS片段分别连入表达载体pSL24UbiK成功构建了重组载体pSL24UbiK-FT、pSL24UbiK-GUS。利用农杆菌介导法，将pSL24UbiK-FT、pSL24UbiK-GUS分别与p1390-35S-MS2_FD-GFP共同在烟草叶片中瞬时表达。在Ubiquitin启动子驱动下，SL24和目标RNA形成融合片段。MS2/SL24系统的另一组分MS2蛋白与绿色荧光蛋白融合形成MS2-GFP，噬菌体外壳蛋白MS2可识别SL24 RNA结构，在共聚焦显微镜下观察烟草叶片中GFP的细胞定位情况。结果显示，可移动RNA FT在细胞质附近显示出点状信号，不可移动RNA GUS在细胞质附近没有检测到荧光信号，只在细胞核位置有荧光信号的出现。结果表明，利用该系统将目标RNA连接到表达载体pSL24UbiK上，通过与p1390-35S-MS2_FD-GFP共侵染烟草叶片，在共聚焦显微镜下观察GFP的细胞定位情况就能够确定RNA在细胞内是否可以移动，为研究RNA的移动性提供了新的技术方法。

NLP转录因子是植物特有的一类转录因子家族，在植物氮素吸收、转运和同化过程中发挥重要作用。为了解NLP基因在藜麦中的全基因组特征和表达模式，利用生物信息学方法在藜麦基因组中鉴定出9个藜麦NLP基因家族成员，并对其理化性质、染色体定位、基因结构、蛋白保守结构域、保守基序、系统进化以及在不同氮素水平处理下的表达模式进行了分析。结果表明，藜麦9个NLP基因分布于7条染色体上；每个成员含有4～5个外显子、3～4个内含子以及上游非翻译区；启动子中包含有大量激素和胁迫响应的顺式作用元件，其中，在CqNLP3和CqNLP4的启动子区域均预测到1个氮素响应元件GCN4。藜麦NLP蛋白长718～952个氨基酸，分子质量为80.48～104.86 ku，等电点5.31～6.50；每个成员都含有RWP-RK和PB1共2个保守结构域，其在蛋白中的位置具有很高的相似性，保守基序的分析进一步证实了这2个结构域的保守性。系统进化分析表明，9个藜麦NLP家族成员可分为Class Ⅰ，Class Ⅱ和Class Ⅲ共3组，其在进化关系上与拟南芥的亲缘关系更近。在缺氮条件下，CqNLP2、CqNLP3、CqNLP5和CqNLP8表达受到抑制，低氮下则诱导表达；低氮处理后期，CqNLP9的表达量急剧增加。荧光定量PCR表达趋势与转录组数据一致。研究结果可为后续CqNLPs基因克隆和氮素胁迫分析提供参考依据。

为了对MYB54基因的功能进行初步探究，对MYB54的进化保守性，蛋白质的二、三级结构，空间组织的特异性表达，高温胁迫响应，体外蛋白纯化和Western Blot检测以及转录激活活性进行了研究。结果表明，拟南芥中的MYB54与十字花科中的芥蓝、白菜、亚麻荠等同源性比较接近，分别达到了87%，87%，81%；与禾本科植物高粱、谷子和水稻的同源性较低，分别为54%，57%，47%；与小麦和番茄的同源性为42%。小麦中MYB54与拟南芥中MYB54在保守结构域，亲水性，二、三级结构都十分相似。RT-PCR结果表明，拟南芥中MYB54基因在果荚中表达量最高，暗示MYB54可能在生殖发育过程中发挥了一定的作用，并且拟南芥MYB54和小麦中的MYB54在高温胁迫下的表达量都显著降低，表明该基因在响应热胁迫中也发挥了重要功能。拟南芥中MYB54在18，30，37℃条件下，均可被成功诱导，在37℃条件下诱导纯化的蛋白量最高，Western Blot结果检测MYB54蛋白可以被正确翻译表达。利用酵母GAL4系统对MYB54的转录激活活性进行探究，发现MYB54在不与转录激活结构域结合的情况下，依然可以激活下游报告基因的表达，表明MYB54确实具有转录激活活性。初步对MYB54蛋白进行了结构、组织表达、蛋白诱导纯化、转录活性以及逆境表达分析，为MYB54在拟南芥及小麦生长发育过程中的功能研究提供一定的理论基础。

AtOFP19是植物中特有的蛋白质，是拟南芥卵形家族蛋白（AtOFPs）新发现的成员之一。为确定AtOFP19在植物体中的特定作用，采取PCR克隆方法，获得了AtOFP19基因，并利用生物信息学的方法对AtOFP19基因进行分析。采取农杆菌介导法浸染野生型拟南芥，获得35S∶HA-AtOFP19转基因植株。对比35S∶HA-AtOFP19转基因植株、atofp19突变体植株与野生型植株的形态差异，结果表明，atofp19表型与WT无明显差别，OE与同时期WT相比较，其植株莲座叶较小，茎细，植株整体较细小。此外还成功构建了PUC-GD-AtOFP19载体，应用原生质体瞬时转染技术，利用酶标仪测定GUS相对表达量，证明AtOFP19是转录抑制子。qRT-PCR测定分析表明，AtOFP19基因在拟南芥各个部位均有表达，在花中表达量最高。在拟南芥不同发育阶段中，AtOFP19基因表达量在拟南芥发育初期较高，随着拟南芥生长发育AtOFP19基因表达量降低，在开花期又升高。进一步探究AtOFP19基因在植物体内的功能，对比OE、atofp19与WT的种子萌发率，发现AtOFP19对种子萌发具有抑制作用。为探究AtOFP19基因对激素的反应，外源添加5种激素于1/2MS培养基中，挑选生长状况良好的幼苗于土壤中培养，进行qRT-PCR分析，结果表明AtOFP19基因的表达主要受到6-BA激素的调控。以上结果表明，AtOFP19是转录抑制子，对种子萌发有抑制作用，且在植株体内主要受到6-BA调控。

为挖掘红麻雄性不育核基因，解释红麻花蕾败育的分子机理，通过分析转录组数据，利用同源克隆的方法从红麻花药中克隆出拟南芥MALE STERILITY1（MS1）的同源不育基因，并命名为HcMS1基因。利用生物信息学方法对HcMS1蛋白进行结构、理化性质及亲缘关系等分析，并通过qRT-PCR分析HcMS1基因在红麻不育系、保持系不同时期的表达水平；构建过表达载体，利用叶盘法转化本氏烟草并对转基因烟草进行表型观察。HcMS1基因序列开放阅读框（ORF）为1 950 bp，编码649个氨基酸。生物信息学分析显示，HcMS1蛋白为亲水蛋白，定位在细胞核上且含有典型PHD-finger结构域，没有信号肽和跨膜区结构，与陆地棉MS1蛋白亲缘关系最近，其次为木槿MS1蛋白。qRT-PCR结果表明，HcMS1基因的表达量在保持系和不育系中均呈现先上升、后下降的趋势，且在红麻花蕾的四分体至单核期表达量最高，这与拟南芥中MS1基因表达模式一致；另外在保持系中基因的表达水平显著高于不育系，推测红麻败育与HcMS1基因的低量表达相关。通过遗传转化试验发现，HcMS1转基因烟草株型较矮，花萼大小不一，花筒长度缩短，并出现自交不结实的现象，说明红麻HcMS1基因的异源表达有影响本氏烟草正常育性的功能。从红麻花药中成功克隆出核不育相关基因HcMS1，并对其进行功能分析，为后续红麻雄性不育育种工作提供了一定的理论依据与基础。

东农冬麦1号（Dn1）是首例能够在黑龙江地区安全过冬的强抗寒冬小麦品种，目前其体内很多相关抗寒基因已被研究。为了探索外源ABA对冬小麦TabZIP2基因在低温胁迫下的影响，以强抗寒冬小麦品种东农冬麦1号（Dn1）为试验材料，克隆了TabZIP2基因的CDS序列全长，并且利用生物信息学手段对其进行了预测分析。之后又以弱抗寒冬小麦品种济麦22（JM22）为对比材料，应用RT-PCR技术对TabZIP2基因进行逆境下不同冬小麦品种的组织表达分析，并且探讨不同温度下外源ABA对Dn1分蘖节和叶片中TabZIP2相对表达量的影响。生物信息学分析结果表明： TabZIP2基因包含759 bp的完整开放阅读框，其编码的蛋白由252个氨基酸组成，是一个分子量为26.595 6 ku的不稳定蛋白；二级结构预测α-螺旋（H）和无规则卷曲（C）占大部分；该蛋白无跨膜区和信号肽，亚细胞定位表示该蛋白在细胞核中，亲水能力较强，并且与二穗短柄草以及水稻亲缘关系较近，而且该蛋白有保守的碱性亮氨酸拉链结构域。表达分析结果显示：寒胁迫下，Dn1叶片要比分蘖节提前应答低温胁迫；Dn1分蘖节和叶片中的TabZIP2表达量明显高于JM22；经过ABA处理后，-10，-25℃下Dn1分蘖节和叶片中TabZIP2的表达增加，即ABA正向调节TabZIP2的表达，初步判断ABA可以提高冬小麦抗寒性。本研究初步探究了TabZIP2在Dn1抗寒方面发挥的功能，也为低温下ABA信号调控机制提供了支持。

为了揭示设施连作不同果类菜根际土壤细菌群落结构和多样性变化，采用Illumina MiSeq测序平台进行细菌16S rRNA高通量测序分析，研究设施连作5 a的番茄、黄瓜、辣椒和茄子之间的根际土壤和露地土壤细菌群落结构和多样性差异，探讨设施连作的不同作物对土壤细菌群落结构和多样性的影响。结果表明：设施连作土壤中细菌多样性丰富，包括44个门、150个纲、364个目、575个科和1 046个属，其中变形菌门、绿弯菌门、酸杆菌门、放线菌门、拟杆菌门和芽单胞菌门是土壤样品中细菌物种丰富度较高的6个门类，占所有细菌群落总数为露地84.56%、番茄83.02%、黄瓜82.21%、辣椒80.67%、茄子79.25%，4种作物根际土壤优势菌门丰富度占比均有显著差异并低于露地土壤；其中连作黄瓜变形菌门最高，放线菌门最低，分别占所有细菌群落总数31.53%，4.95%，根际土壤有益菌群高于其他果类菜和露地；连作番茄变形菌门丰度最高，酸杆菌门丰度最低，分别占所有细菌群落总数23.56%，5.16%，相对土壤质量最差。4种不同连作果类菜之间根系土壤细菌群落多样性均没有显著性差异，与露地相比连作黄瓜细菌群落多样性有显著性差异，表明不同果类菜根际土壤微生物多样性没有显著差异。为设施连作在内的许多农作物领域提供参考和可持续种植提供理论基础。

为了明确盐胁迫下甜菜是否存在自噬现象及其与植株耐盐生理特性的关系，以耐盐型甜菜品种LS2004和盐敏感型甜菜品种KWS7125为试验材料，研究在不同盐梯度处理下甜菜的自噬发生情况、活性氧含量、渗透调节物质含量及其之间的作用关系。结果表明：盐胁迫可诱导甜菜幼苗体内自噬现象的发生，自噬参与了甜菜幼苗对盐胁迫的防御过程，具体表现为随着盐浓度升高自噬作用增强，在300 mmol/L盐胁迫条件下，LS2004的自噬作用最强、自噬体数最多，为KWS7125的1.22倍。KWS7125的活性氧含量高于LS2004，在200 mmol/L处理下二者的过氧化氢含量达到峰值，分别较对照增加了40.06%及41.54%。在各处理下，KWS7125的超氧阴离子含量与相对电导率均高于LS2004。LS2004的可溶性蛋白含量、脯氨酸含量及可溶性总糖含量均随着盐浓度的升高而呈现先上升后下降的变化规律，但与KWS7125之间变化规律存在差异。综上，盐胁迫下甜菜幼苗存在自噬现象，并且甜菜幼苗可通过自噬作用、缓解氧化损伤与渗透调节物质含量等综合作用来提高甜菜耐盐能力。

为了揭示DNA甲基化在高表达转C₄-PEPC基因水稻植株对干旱耐性的作用，以高表达转玉米C₄型磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPC）基因（C₄-PEPC）水稻（PC）和受体Kitaake（WT）为材料，通过发芽、水培和盆栽试验，研究了施用不同浓度的DNA甲基化抑制剂5-氮杂胞苷（5-azaC）联合干旱处理下，水稻芽期、苗期和生育后期，种子发芽率，苗期叶片的相对含水量、丙二醛、脯氨酸、总可溶性糖及其组分及总可溶性蛋白含量、PEPC酶活性以及C₄-PEPC、与蔗糖非发酵1（SNF1）相关蛋白激酶（SNF1-related protein kinase 1s ，SnRK1s）基因以及甲基转移酶基因表达的变化、剑叶的光合参数，并最后考察产量构成因子的变化，结果表明： 5-azaC对水稻芽期和苗期干旱胁迫作用浓度呈现剂量效应，即低浓度促进，而高浓度抑制，其中作用浓度：芽期<苗期；而对芽期和苗期有促进和抑制的2个浓度外施于水稻生育后期的水稻植株后，则出现恶化的效应，表现为矮化、剑叶的净光合速率和单株产量下降。在缓解干旱抑制的浓度下，PC苗期的缓解效果好于WT，这种差异的表现与其内源蔗糖、SnRK1s基因以及OsMET1b的表达差异同步，而且PC叶片C₄-PEPC表达对不同浓度的5-azaC处理也呈现剂量效应。综上，DNA甲基化参与了水稻干旱响应，但不同生育期表现不同，其中糖信号在调节DNA甲基化增强PC干旱耐性起重要作用。

为明确藜麦抗倒伏高产群体的适宜种植密度范围，通过设置品种和密度两因素田间试验，研究了不同种植密度下不同藜麦品种的形态指标、茎秆力学特性、生理指标等的差异及其与群体倒伏率和产量的关系，以期明确藜麦抗倒伏高产群体的适宜种植密度范围。结果表明：藜麦倒伏均发生在灌浆期和成熟期，且随着密度增大群体倒伏率显著增加，陇藜1号的倒伏率明显低于K2。藜麦茎粗、主茎分枝数、单株叶面积、茎秆干质量、穗干质量、单位茎长干质量、茎秆纤维素及木质素含量、茎秆折断力度、压碎强度、穿刺强度、单株粒质量均随着密度增大呈降低趋势，株高、产量随种植密度增大呈先升高后降低的趋势，不同密度处理间的千粒质量无显著差异；除株高和产量外其余指标与倒伏率均呈显著或极显著负相关。在内蒙古阴山丘陵区，藜麦品种陇藜1号和K2实现高产的适宜种植密度分别为15.9，14.1万株/hm²。

增强UV-B辐射会对植物造成损伤，褪黑素可以增强植物抗逆性。通过不同浓度褪黑素处理不同UV-B辐射下的马铃薯幼苗，测定其株高、光合参数（Pn、Gs、Ci、Tr）、荧光参数（Fv/Fm、ETR、qP、NPQ）、1，5-二磷酸核酮糖羧化酶（Rubisco）和磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPC），分析褪黑素对UV-B辐射下马铃薯光合、荧光特性的影响，为揭示褪黑素对UV-B辐射下马铃薯植株的防御机制提供科学依据。以马铃薯品种合作88为试验材料，采用自然光照（CK）和3个增强的UV-B辐射（2.5，5.0，7.5 KJ/（m²·d）），在4种光照条件下分别设置0，25，50，100，150，200 μmol/L的褪黑素浓度处理马铃薯幼苗。马铃薯受到增强UV-B辐射后株高、1，5-二磷酸核酮糖羧化酶、磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶、光合参数、荧光参数（除NPQ）都降低，施加褪黑素后有所升高。褪黑素能提高马铃薯对UV-B辐射的抗逆性，使其植株增高，光合能力增强，但过高的褪黑素浓度也会对植物造成一定的损伤。

探究化肥配施不同种类有机肥对黑土肥力及春玉米产量的影响，为保护好和利用好黑土地提供理论依据。基于田间定位试验，监测了单施化肥（NPK）、化肥配施玉米秸秆（NPK+ST）、化肥配施牛粪（NPK+NF）、化肥配施鸡粪（NPK+JF）和化肥配施猪粪（NPK+ZF）5个处理实施5 a后0~20 cm，20~40 cm土层土壤有机碳、活性有机碳与速效养分含量、土壤酶活性及年际间玉米产量的变化。结果表明，与NPK处理相比，NPK+NF和NPK+ZF处理显著增加了0~20 cm土层土壤有机碳含量，增幅为11.5%，11.1%；化肥配施有机肥处理显著增加了0~20 cm土层活性有机碳含量，增幅为18.3%~39.2%；NPK+NF、NPK+JF和NPK+ZF处理显著增加了0~20 cm土层速效磷和速效钾的含量，增幅分别为1.19~3.02倍，14.0%~19.6%。NPK+ST、NPK+NF和NPK+ZF处理显著增加了0~20 cm，20~40 cm土层土壤纤维素酶活性，增幅分别为15.7%~29.3%，19.4%~41.7%；NPK+JF和NPK+ZF显著增加了0~20 cm土层土壤脲酶活性，增幅分别为16.0%，12.1%；化肥配施有机肥处理显著增加了0~20 cm，20~40 cm蔗糖酶活性和磷酸酶活性，蔗糖酶活性增幅为47.3%~126.0%，19.0%~31.4%，磷酸酶活性以NPK+ZF处理增加最突出。5 a间，化肥配施有机肥处理玉米平均产量较NPK处理增加4.82%~11.70%，以NPK+ZF处理增幅最高。因此，有机肥还田可有效改善黑土耕层土壤有机碳水平、养分供应能力及酶活性，随之玉米产量得以提升。

为探讨水分和种植密度对棉花氮素利用效率的影响，于2019－2020年河北农业大学清苑试验站进行大田试验，以农大棉601为试验材料，采取两因素裂区设计，主区为水分处理：W1（土壤相对含水量60%～70%）和W2（土壤相对含水量40%～50%），副区为种植密度：D6（6万株/hm²）、D9（9万株/hm²）和D12（12万株/hm²），对不同水分和种植密度下棉株各器官氮素积累分配及产量进行测定。结果表明：不同水分处理下，D12植株氮素总积累量和生殖器官氮素积累量最高，年际间趋势一致，与W2相比，W1生殖器官氮素积累量和氮素积累总量显著升高，但不同水分处理间生殖器官氮素分配比例无显著差异。随种植密度增加，籽棉产量随之升高，同一密度处理下，2019年W2籽棉产量相较于W1降低了13.74%，2020年W2籽棉产量仅降低了2.54%。通过相关性分析得出，棉株氮素积累分配与棉花籽棉产量和单位面积铃数呈显著正相关。因此表明，减少灌水量配合适当增加种植密度（9～12万株/hm²）是当地节水高产及提高棉花氮素吸收量的有效途径。

为了解浓香型稻茬烤烟的生长和干物质积累与养分利用效率，采用典型案例分析方法，于2019年在湖南省浓香型烟区的郴州市桂阳县和衡阳市耒阳市分别选取适产水平（2 250~2 700 kg/hm²）和丰产水平（2 700~3 150 kg/hm²）的2种典型烟田作为案例，分析了不同时期的烤烟农艺性状指标、叶面积指数、根系形态指标差异，以及烤烟干物质积累与分配、养分积累与分配、养分利用效率。结果表明：丰产水平较适产水平烤烟地上部生长发育好，根系发达，干物质和氮、磷、钾养分积累多，氮、磷、钾肥利用效率高；但适产水平的氮、磷、钾养分在烟叶中分配比例大，氮、磷、钾养分收获指数高。耒阳烟区烤烟植株高大，茎粗、根粗、根与茎的干物质和养分积累多；桂阳烟区烤烟叶片面积大，侧根多，烟叶干物质和养分积累多。稻茬烤烟生产中，要针对稻茬烤烟土块大和低温阴雨天气，熟化土壤，培育壮苗，提高移栽质量，为烤烟根系生长创造一个良好的土壤环境，促进烤烟早生快发。

为提高华北地区土壤有机质含量，改善有机质品质，合理开发利用绿肥资源提供理论依据和数据支撑。采用田间小区试验，通过沙维诺夫法分级和焦磷酸钠-氢氧化钠提取法对华北地区不同春油菜翻压下土壤结合形态腐殖质、土壤团聚体粒径分布及稳定性等进行了研究。结果表明，与春闲对照相比，翻压不同春油菜品种可提高土壤各结合形态腐殖质、大团聚体含量，提高土壤松紧比、松稳比，提高> 5 mm粒径碳富集系数，提高团聚体对土壤有机质的贡献率。其中，土壤松结态腐殖质、稳结态腐殖质及紧结态腐殖质均以中油肥1901增加最多，比对照分别增加了138.61%，60.22%，67.44%；松紧比以中油肥1907提高最多，较对照提高43.94%；松稳比以中油肥1901提高最多，较对照提高49.43%。不同春油菜品种翻压后土壤大团聚体数量提高较多的是中油肥1901和中油肥1907，显著高于其他品种，>5 mm粒径碳富集系数以中油肥1901增加最多，土壤有机质贡献率也是中油肥1901最大。

为探明生物有机肥替代化肥对小麦根际土壤生物学特性及产量的影响，通过田间试验，采用生理生化手段、高通量测序技术和产量调查，分析生物有机肥替代化肥对小麦根际土壤养分、土壤酶活、根际土壤细菌群落结构和小麦产量的影响。结果表明，生物有机肥合理替代化肥，土壤养分含量与酶活均有增加的趋势，且化肥减量10%+生物有机肥处理效果最佳，与常规施肥相比，土壤有机质、总氮、速效磷、速效钾含量和土壤脲酶、蔗糖酶、中性磷酸酶活性分别提高了17.4%，12.4%，16.2%，19.2%和19.0%，9.7%，18.3%。高通量分析发现，生物有机肥替代10%，20%化肥后，鞘氨醇单胞菌属、溶杆菌属、硝化螺旋菌属、马赛菌属等一些具有生物防治与促生作用的功能菌属出现明显的富集现象；冗余分析结果显示，土壤中的环境因子与根际土壤细菌群落结构密切相关。生物有机肥替代10%，20%化肥后，小麦产量分别增加9.3%，4.4%。因此，生物有机肥合理替代化肥可提高土壤酶活性和土壤养分含量，增强土壤的可持续生产力，是目前改变高投入、高污染农业生产方式的主要手段。

为促进区域茶园科学合理施肥，以当地茶园推荐的化肥施用量为对照（CK），设置了6个梯度有机肥施用量作为处理，即：3 000（FQ1），4 500（FQ2），6 000（FQ3），7 500（FQ4），9 000（FQ5），12 000 kg/hm²（FQ6），分析了有机肥施用量对茶叶产量和品质、土壤养分及氮素利用的影响。结果表明：不同处理对茶叶产量及产量性状存在极显著影响（P <0.01）；与CK相比，养分投入量相当（或更少）条件下施用有机肥造成了茶园产量及产量性状不同程度地下降（降幅为4.32%～32.28%），进一步增加有机肥施用量才可获得较好的产量及产量性状。与CK相比，有机肥施用量≥4 500 kg/hm²时提高了茶叶水浸出物含量，其中FQ6处理茶叶水浸出物含量得到显著提高（P <0.05）；施用有机肥对茶叶茶多酚和氨基酸含量的影响相对较小，仅2019年FQ5和FQ6处理显著提高了茶叶氨基酸含量及2020年FQ1处理显著降低了茶叶茶多酚含量（P <0.05）；有机肥施用量对茶叶咖啡碱及酚氨比不存在显著影响（P >0.05），但一定程度提高了茶叶咖啡碱含量并降低了茶叶的酚氨比。与CK相比，不同有机肥施用量均可缓解茶园土壤酸化状况并显著提高茶园土壤碱解氮含量（P <0.05）；除FQ1处理，施用有机肥处理显著提高了茶园土壤有机质和速效钾含量（P <0.05）；FQ1显著降低了茶园土壤有效磷含量（P <0.05），而FQ5（2019年）和FQ6处理显著提高了土壤有效磷含量（P <0.05）。氮素盈余量和氮肥偏生产力随着氮肥施用量的增加分别表现出极显著增加和下降趋势（P <0.01），其中：CK与养分投入量相当条件下施用有机肥（FQ3处理）的氮素盈余量和氮肥偏生产力差异不显著（P >0.05）；氮素盈余量、氮肥偏生产力与氮肥施用量的关系分别呈线性（y=0.786x-115.04，P <0.01）和幂函数关系（y=635.28x^-0.605，P <0.01），即随着肥料氮投入的增加，氮素盈余量和氮肥偏生产力分别呈增加和下降趋势。基于2019，2020年的茶叶产量反应，应用线性加平台模型拟合每年有机肥最佳施用量为8 739.55～9 169.95 kg/hm²，但造成氮素盈余量过大和氮肥偏生产力较低，并增加了环境污染的风险。综上，茶园施用有机肥虽然降低了产量，但提高了茶叶品质，改善了茶园土壤养分状况；同时，从氮素利用角度考虑，茶园施用有机肥时不应过分追求茶叶产量，可适当降低有机肥施用量以控制氮的投入。

为明确烟粉虱取食ToCV侵染番茄后其生理防御反应相关基因的变化，通过转录组测序和实时荧光定量PCR技术研究烟粉虱MED隐种取食ToCV侵染番茄和健康番茄6，12，24，48 h，其体内解毒酶、保护酶系统以及基因功能、代谢功能的变化。结果表明，烟粉虱MED隐种取食ToCV侵染番茄不同时间，其体内解毒酶细胞色素P450酶（P450）、谷胱甘肽S-转移酶（GST）、羧酸酯酶（CarE）和保护酶超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）转录水平均发生不同程度的变化；除CAT外，P450、GST、CarE、SOD和POD表达量总体趋于上调，其中发挥主要作用的是P450和SOD。通过对差异表达基因进行GO注释和KEGG功能分析，发现烟粉虱MED隐种取食ToCV侵染番茄12 h，其差异基因的生物学功能和代谢途径与其他时间点不同，该时间点下烟粉虱主要通过溶酶体实现蛋白质分解，而其他时间点下烟粉虱则通过核糖体逐步实现氨基酸到蛋白质的生物合成。综上，烟粉虱取食ToCV侵染番茄可能引起了其解毒酶、保护酶基因表达的改变，并通过溶酶体途径调控自身免疫应对ToCV入侵；其中，12 h可能是烟粉虱与ToCV互作的关键时间点。研究结果有助于进一步阐明烟粉虱取食ToCV获毒后的防御机制，丰富烟粉虱-植物病毒-寄主植物间的互作理论，为田间ToCV的有效防控提供科学依据。

为了准确高效的筛选抗根肿病材料，提高甘蓝型油菜根肿病抗性育种效率。通过对甘蓝型油菜抗病亲本的Crr1基因与感病亲本中相应的同源基因LOC103834349进行测序，寻找SNP位点，针对第1 486-1 487上的非同义突变位点，开发了一套精准检测抗感根肿病基因型的竞争性等位基因特异性PCR（Kompetitive Allele Specific PCR，KASP）标记。利用该KASP标记对来自42个F₂群体的771个单株进行分型检测，其中315个单株含有纯合感病基因型GG，322个单株含有纯合抗病基因型AA，134个单株含有杂合等位基因型GA。其中对编号为2033的F₂群体中125株材料的KASP分型情况进行χ²检测，其中纯合抗病基因型AA 30株，纯合感病基因型GG 33株，杂合基因型GA 62株，经χ²检测，抗病材料与感病材料符合3∶1理论值，抗病纯合基因型、抗病杂合基因型与感病纯合基因型的比值符合1∶2∶1理论值，说明该抗病位点为显性单基因抗病位点。结合田间表型检测鉴定，AA分型和杂合的GA分型单株田间检测均为抗病表型，GG分型均为感病表型，KASP分型结果与田间鉴定结果一致。比对结果说明该KASP标记对根肿病抗、感植株进行正确分型，表明基于Crr1基因和LOC103834349的SNP位点开发的KASP标记可以准确高效的应用于油菜抗根肿病材料的分子标记辅助选择育种。

为明确玉米大斑病菌StRTG2基因功能以及其在病菌不同发育时期的表达模式。利用酵母ScRTG2基因编码的氨基酸序列进行BlastP，在玉米大斑病菌中得到了其同源基因序列，将其命名为StRTG2；分别以玉米大斑病菌野生型01-23的全基因组DNA及cDNA为模板，对该基因进行克隆；利用生物信息学技术对该基因编码的蛋白StRtg2进行理化性质分析、结构域预测、亚细胞定位预测；利用MEGA 7.0对Rtg2进行进化关系分析；扩增目的片段的ORF序列，构建该基因原核表达载体，通过转化大肠杆菌BL21后，使用IPTG进行诱导表达；最后利用RNA-Seq数据库分析StRTG2基因在玉米大斑病菌关键生长发育时期（菌丝、分生孢子、芽管、附着胞和侵入钉）的表达模式。主要研究结果如下：克隆了该基因发现其长度为1 695 bp，不含有内含子；该基因编码的蛋白由564个氨基酸组成，理论等电点值（pI）是6.96，具有典型的Ppx-Gppa保守结构域，亚细胞定位预测结果显示，该蛋白在细胞各部位均有分布，分布于细胞质中的可能性最大；对该蛋白进行进化关系分析表明，玉米大斑病菌StRtg2蛋白与番茄匍柄霉菌中同源蛋白的同源性最高，其次是酿酒酵母；原核表达该基因，SDS-PAGE胶显示该蛋白的大小约为62 ku，与预期大小相符；表达模式分析发现，该基因在病菌发育的5个时期均有表达，其中芽管和侵入钉时期表达量显著降低。为进一步解析StRTG2基因的功能研究奠定基础。

为阐明瓜类褪绿黄化病毒（CCYV）的侵染机制，筛选与P22互作的寄主因子。采用免疫沉淀技术结合质谱分析共获得128个寄主蛋白。KEGG分析发现，所获得的寄主因子主要参与到寄主体内的碳水化合物代谢、能量代谢以及信号转移等代谢途径中。将所获得的128个基因进行GO分析，发现筛选到的与P22蛋白相互作用的寄主蛋白分为39个功能组，分别属于生物过程、分子功能和细胞组分三大类别。在生物过程类别中光合作用、蛋白质折叠、葡萄糖代谢过程及碳代谢过程为主要功能组。在分子功能类别中，ATP结合和金属离子结合为主要功能组。在细胞组分类别中生物膜、细胞质和光系统Ⅱ氧化复合体为主要功能组。结合质谱分析结果，根据富集肽段数目和蛋白质功能筛选出8个候选寄主蛋白。KEGG数据库分析表明，8个候选寄主蛋白可能参与或涉及的代谢通路大类可以归为碳水化合物代谢、能量代谢以及信号转移等3个代谢途径。利用酵母双杂交验证8个寄主因子与P22互作。结果表明，甘油醛-3-磷酸脱氢酶A（GAPDH-A）能够与P22蛋白在酵母中互作，推测P22可能影响寄主抗性并参与寄主黄化症状的产生。筛选鉴定了与P22互作的寄主因子，为阐明P22蛋白在CCYV侵染过程中的作用机制奠定了基础。

为了探究哥斯达黎加链霉菌菌株A-m1对植物的潜在促生作用及机制，首先利用番茄苗生长分析菌株A-m1具有的促生作用，然后对菌株A-m1的全基因组序列进行比对分析，解析促生作用相关的遗传基础，最后使用沙尔科夫斯基反应法（Salkowski）测定菌株A-m1产吲哚乙酸（IAA）能力，铬天青（CAS）法验证产铁载体活性。结果表明，菌株A-m1对番茄幼苗表现出显著促生作用，促生作用与菌体添加量呈正相关，菌株固体发酵产物在基质中添加量为40 g/kg时，番茄植株的叶长、株高、整株鲜质量、整株干质量、根干质量和茎秆直径分别增加了107.1%，70.7%，439.9%，427.4%，473.4%和78.7%。菌株A-m1基因组包含有促进植物生长相关的生长素、细胞分裂素、铁载体、ACC脱氨酶、植酸酶、磷酸酶、固氮酶基因；后续的生化分析进一步证明，菌株A-m1具有合成IAA和铁载体的能力。番茄幼苗的生长证实了菌株A-m1的促生作用，基因组分析和生化验证解析了促生的机制，为该菌株的进一步开发利用奠定了基础。

为了建立一种高效、灵敏的猪链球菌（SS）检测方法，针对SS的谷氨酸脱氢酶基因（gdh）合成特异性引物，通过优化退火温度与引物浓度，经特异性、敏感性、重复性以及临床样品检测，建立了SS的纳米PCR检测方法。特异性试验结果显示，该方法仅能从SS的基因组序列中扩增得到687 bp的特异性序列，与猪胸膜肺炎放线杆菌、副猪嗜血杆菌、猪大肠杆菌、沙门氏菌、葡萄球菌无交叉反应，且能同时识别1、2、7和9型4个目前流行的SS主要血清型，满足临床上多血清型SS感染检测的需要；敏感性试验结果显示，该方法对SS的最低检测下限为10 cfu/mL，与普通PCR方法相比，灵敏度提高了100倍；重复性试验表明，该方法检测效果稳定，重复性较好。用该方法和普通PCR对临床上收集的44份疑似SS感染样品进行检测，阳性率分别为72.7%（32/44），54.5%（24/44），表明该纳米PCR方法具有灵敏度高，特异性好等优点。综上，本研究建立的SS纳米PCR检测方法，能够准确、高效检测SS，为猪链球菌病的临床诊断和流行病学调查提供了技术支持。

为鉴定牦牛水通道蛋白7（AQP7）基因，分析其在不同组织中的表达水平及蛋白定位，采用RT-PCR方法克隆九龙牦牛AQP7基因，并进行生物信息学分析，采用RT-qPCR方法检测AQP7基因在九龙牦牛8种不同组织中的表达量，并用免疫组织化学染色方法对AQP7蛋白进行组织表达及定位分析。结果表明，九龙牦牛AQP7基因CDS区序列长度为993 bp，编码330个氨基酸，生物信息学分析发现，AQP7为稳定的疏水性蛋白。进化树结果显示，九龙牦牛AQP7基因与黄牛的亲缘关系最近，同源性为99.7%。AQP7基因在九龙牦牛心脏和肌肉表达量较高，极显著高于肾脏、肝脏、脾脏、肺脏、小肠和瘤胃（P <0.01）。免疫组化结果显示，AQP7蛋白主要分布在九龙牦牛心脏和肌肉的肌细胞以及肾脏近曲小管中，且在心脏、肌肉和肾脏中的表达显著高于肝脏、脾脏、肺脏、小肠和瘤胃（P <0.05）。结果为深入研究AQP7基因在牦牛低氧适应性中的生理功能和能量代谢机制提供了基础数据。

旨在克隆牦牛诱导细胞凋亡DNA片段化45样效应因子A（CIDEA）基因序列、分析其生物学特性及检测CIDEA基因在牦牛不同组织及脂肪细胞分化中的表达模式。以金川牦牛皮下脂肪组织的cDNA为模板，采用PCR技术克隆CIDEA基因的CDS序列（Coding sequence），对CDS区进行相关的生物信息学分析；设计特异引物，检测该基因在金川牦牛肺脏、心脏、肾脏、脂肪等组织的表达情况；同时分离原代前体脂肪细胞，分析CIDEA基因在脂肪细胞分化过程中的表达趋势。结果表明，金川牦牛CIDEA基因的序列长度为696 bp，其中CDS序列为684 bp，编码227个氨基酸；金川牦牛CIDEA基因与普通牛的同源性最高，核苷酸序列同源性为94.14%，氨基酸序列同源性为99.54%，与鸡的同源性最低，核苷酸序列同源性仅为63.38%，氨基酸序列同源性仅为59.05%，利用MEGA 5.0软件构建进化树显示金川牦牛与牛的亲缘关系最近，与鸡的亲缘关系最远。蛋白理化性质分析结果表明，CIDEA蛋白是一个不稳定的碱性亲水蛋白，不存在跨膜结构与信号肽；二级结构预测显示CIDEA蛋白中α螺旋占33.92%，无规则卷曲占51.98%。实时荧光定量PCR结果表明，CIDEA基因在金川牦牛脂肪组织中表达量最高，肺脏中表达量最低；在金川牦牛脂肪细胞分化过程中呈现上升的趋势。由此可推测金川牦牛CIDEA基因可能参与牦牛脂肪细胞分化与脂肪沉积。

旨在探讨番鸭细小病毒（MDPV）非结构蛋白NS1与水禽真核翻译延伸因子1A1（eEF1A1）之间的互作关系。根据GenBank中已发表的北京鸭和浙东白鹅eEF1A1基因序列，经大肠杆菌偏爱密码子优化，人工合成的质粒分别命名为pUC57-DeEF1A1和pUC57-GeEF1A1；对含有MDPV YL08株NS1基因的重组质粒pUC57 -NS1、pUC57-DeEF1A1和pUC57-GeEF1A1进行Ba mHⅠ和Xho Ⅰ双酶切，回收目的片段后分别插入到原核表达载体pGEX-6p-1和pET-32a中，构建了重组质粒pGEX-DeEF1A1、pET-GeEF1A1、pET-NS1和pGEX-NS1；重组质粒分别转化至大肠杆菌Rosetta（DE3），经IPTG诱导，获得了重组蛋白GST-DeEF1A1、TRX-GeEF1A1、TRX-NS1和GST-NS1的表达；采用HRP标记的GST单克隆抗体鉴定GST-DeEF1A1、HRP标记的His单克隆抗体鉴定TRX-GeEF1A1；采用HRP标记的His单克隆抗体鉴定TRX-NS1、HRP标记的GST单克隆抗体鉴定GST-NS1，采用MDPV感染番鸭血清鉴定TRX-NS1和GST-NS1的抗原性；采用GST pull-down试验验证GST-DeEF1A1与TRX-NS1、GST-NS1与TRX-GeEF1A1的互作。结果表明，获得的重组蛋白GST-DeEF1A1、TRX-GeEF1A1、TRX-NS1和GST-NS1的分子量分别为76.9，67.9，89.5，98.6 ku；GST-DeEF1A1和GST-NS1可与HRP标记的GST单克隆抗体特异性结合，TRX-GeEF1A1和TRX-NS1可与HRP标记的His单克隆抗体特异性结合；GST-NS1和TRX-NS1可与MDPV感染番鸭血清特异性结合，抗原性良好；GST pull-down试验中，GST-DeEF1A1可与TRX-NS1互作，GST-NS1不与TRX-GeEF1A1互作。本研究表明，MDPV NS1蛋白可以和北京鸭eEF1A1在体外相互作用而不能和浙东白鹅eEF1A1在体外相互作用，互作结果差异性可能与二者的102-106 aa，108 aa的氨基酸残基有关。