为了探讨植物生长调节剂对甘薯产量和激素含量的影响,以济薯18、徐薯18和商薯0110为试验材料,在开始进入块根膨大期时(移栽后第35天),叶面喷施矮壮素·DA-6合剂和烯效唑,观察植物生长调节剂对不同生长类型甘薯的产量、光合作用和叶片、块根中的激素含量的影响。结果表明,植物生长调节剂处理促进同化物向根部的转运,提高了块根的产量。其中每hm²喷施1500 mL矮壮素·DA-6合剂处理显著提高了3个品种的产量,225 g烯效唑处理显著提高了济薯18和徐薯18的产量。调节剂处理对不同类型甘薯光合作用的影响不同,矮壮素·DA-6合剂处理显著提高了徐薯18的光合速率,而对济薯18和商薯0110的光合速率的提高没有达到显著水平,烯效唑处理对甘薯叶片的光合作用没有显著影响。烯效唑处理降低了3个甘薯品种的叶片IAA含量,显著降低了济薯18膨大中期的GA₃和叶片ZR含量,降低了徐薯18膨大后期的块根ZR和ABA含量;增加了济薯18和徐薯18膨大中、后期的叶片ABA含量、膨大前、中期块根IAA含量以及整个商薯0110膨大期的块根IAA含量。矮壮素oDA-6合剂处理显著降低了济薯18膨大中期的叶片IAA、膨大后期的块根和叶片ZR含量,降低了徐薯18膨大前期叶片IAA、ZR、ABA、块根ZR含量以及降低了商薯0110膨大前期的叶片GA₃和后期的ZR含量;增加了济薯18膨大前期的块根ABA、GA₃、叶片ZR、中期的叶片ABA和整个膨大期的块根IAA含量,增加徐薯18膨大前期的叶片ZR、中期的块根GA₃和ZR含量、叶片IAA、ABA、后期的块根IAA含量,增加了商薯0110膨大期的块根ZR、ABA、中期的叶片ZR、后期的叶片GA含量。植物生长调节剂处理部分改变了甘薯内源激素的变化动态,促进了地上部同化物向块根的转运,提高了甘薯的块根产量,植物生长调节剂对甘薯光合作用的影响因品种类型而异,并不是影响甘薯块根产量的主要因素。

为了分析马铃薯扩展蛋白基因家族的进化与功能，鉴定了马铃薯的扩展蛋白基因家族，分析了其基因结构特征、系统发育及表达模式等。结果表明，马铃薯基因组包含33个扩展蛋白基因，包括A（21）、B（5）、LA（1）和LB（6）4个亚家族，分布在马铃薯11条染色体上。扩展蛋白氨基酸长度为194~488 aa，编码蛋白质具有保守的结构域，蛋白质亚细胞定位预测结果表明所有蛋白均定位于细胞外。基因结构分析表明，马铃薯扩展蛋白家族有23个基因（69.7%）含有2~3个内含子。基因表达分析发现，该家族基因在马铃薯根、茎、匍匐茎、果实及块茎发育过程中表达丰度较高，并且其表达受到高温、盐、激素及病害等逆境的调控。

针对当前高产马铃薯普遍存在水肥资源的大量投入带来了水肥利用率低、养分损失量大等一系列问题，采用田间试验方法，以农民传统灌溉施肥处理CF（沟灌+复合肥1 500 kg/hm²）为对照，研究了膜下滴灌条件下不同施肥处理，即CK（不施肥）、D1（缓释肥1 245 kg/hm²）、D2（复合肥1 500 kg/hm²）和D3（水溶肥675 kg/hm²）对马铃薯生长、品质和养分利用率的影响。结果表明，滴灌条件下施用不同肥料均可促进马铃薯株高、根长、根体积、叶面积指数、叶绿素和植株鲜质量的增加，降低了丙二醛含量和SOD活性。试验同时表明，与传统沟灌施肥比较，膜下滴灌的D1、D2和D3处理促进了马铃薯对土壤养分的吸收与积累，使产量分别增加了18.4%，13.3%，26.0%；淀粉含量分别增加了10.3%，5.5%，15.1%；粗蛋白含量增加了12.9%，8.6%，13.8%；而可溶性糖则分别降低了5.6%，2.4%，15.3%。尤其是采用水肥一体化的D3处理，氮、磷和钾肥的利用率分别提高了22.7%，20.5%，23.5%。从农学利用效率和肥料偏生产力来看，磷肥要高于氮肥和钾肥。因此，马铃薯生产中需重视水肥一体化技术的推广和肥料的科学施用。

为探讨氮肥用量和栽插密度与鲜食型甘薯产量、品质及淀粉糊化特性的关系，以徐薯32和徐紫薯5号为试验材料，设置3个施氮量（N）水平和5个密度（D）水平，于2017，2018年进行了田间试验。结果表明：两品种的薯块产量随施氮量的增加呈下降趋势，随密度的增加呈先下降后上升趋势，总体上在N0（0 kg/hm²）和D1（43 785株/hm²）水平下薯块产量最高。施氮使2个甘薯品种的干物质率降低，而显著增加了蛋白质含量；随栽插密度的增加，干物质率、淀粉和蛋白质含量总体上呈先升高后降低的趋势，还原糖含量总体呈下降趋势，而可溶性糖含量呈波动变化，均在D3水平下最低。施氮总体上使两品种块根的淀粉最高黏度、最低黏度和崩解值明显降低，消减值均明显升高，造成蒸煮食味品质的下降；两品种的最高黏度、最低黏度、崩解值和最终黏度值均随着密度的增加呈波动变化，徐薯32在D3水平下最大，而徐紫薯5号在D2水平下最高；施氮量和栽插密度对甘薯淀粉RVA谱的影响存在品种间和特性间的差异。综合本试验结果，在土壤肥力较高的地块大量施氮使甘薯产量下降，并降低了薯块营养品质和食味品质；在43 785株/hm²的密度水平下薯块产量最高，但适当增加密度有利于营养品质和蒸煮食味品质的提高。

为了探明不同施钾量对紫甘薯产量及养分利用的影响，为紫甘薯合理施用钾肥提供理论与实践依据。采用随机区组试验设计、田间试验与化学分析相结合的方法，研究不同施钾量对低肥力土壤上紫甘薯干物质积累、产量及其构成因子、氮磷钾素积累、钾素利用效率的影响。结果表明，在甘薯整个生育期，施钾处理紫甘薯块根干物质积累量高于K₀处理，在施钾量为180 kg/hm²时块根干物质积累量达到最大值。施钾可提高地下部干物质分配比率，增加单株结薯数和单块薯质量，从而提高紫甘薯产量，以施钾量为180 kg/hm²时增产幅度最大，与不施钾处理相比，2016，2017年分别增产20.78%，26.19%，且差异显著（P <0.05）。与K₀处理相比，施钾可促进紫甘薯对氮素和磷素的吸收，并显著提高收获期整株氮磷累积量，以K₃处理增幅最大；块根和整株氮累积量分别增加75.38%，65.75%，磷累积量分别增加45.24%，60.28%，且差异显著（P <0.05）。施钾处理显著提高钾肥表观利用率和农学利用率，与K₀处理相比，K₃处理表观利用率和农学利用率分别增加了47.82百分点，158.11%，且差异显著（P <0.05）。因此，在该试验条件下，紫甘薯最适施钾量为180 kg/hm²。

为了确定鲁中丘陵薄地鲜食型甘薯适宜的栽插方式和密度，在大田条件下，以济薯26（J26）和龙薯9号（L9）为供试品种，每个品种设置直栽（S）和水平栽（H）2种栽插方式，各栽插方式下设置不同栽插密度37 500（D1），52 500（D2），67 500株/hm²（D3），研究了不同栽插方式和密度对鲜食型甘薯干物质积累分配、产量和品质的影响。结果表明，增加密度可提高两品种生长中后期植株干物质积累量，显著降低相同栽插方式下济薯26生长中期侧枝叶的干物质分配比例。相同栽插方式下，D2处理可降低龙薯9号生长后期侧枝茎干物质分配比例，并显著提高两品种生长中期的块根干物质分配比例。直栽方式下，D2和D3处理显著提高济薯26生长后期块根干物质分配比例。相同栽插方式下，D2和D3处理显著提高两品种块根可溶性糖含量和淀粉含量，D2处理可显著提高两品种块根产量。与直栽相比，水平栽显著提高济薯26生长前期D2处理和后期D2和D3处理下、龙薯9号生长中期相同密度下的植株干物质积累量；有利于提高济薯26 D1处理下、龙薯9号各密度下的块根可溶性糖含量，提高两品种单株薯重和块根产量。综合考虑产量和品质，水平栽+D2处理是本试验条件下的最优处理组合。

评价了东北地区不同马铃薯品种苗期对氮素吸收利用的差异，筛选出对氮素响应度高的马铃薯基因型，为马铃薯氮高效利用基因型的选育和机理研究提供理论基础。采用盆栽试验方法比较了不同基因型马铃薯在3个供氮水平下苗期获取氮素能力的差异及其原因。结果表明，在不同供氮水平下，不同基因型马铃薯积累氮素能力差异显著。随着供氮水平的提高，东农310、延薯4号、克新13号和克新22号4个马铃薯品种的氮素积累量增加幅度显著，对氮素的响应度高；而东农308、东农311、东农312、东农316、延薯9号、延薯7号、克新19号7个马铃薯品种的氮素积累量增加幅度较小，对氮素的响应度低。对氮素响应度高的基因型其硝酸还原酶活性（NRA）、谷氨酰胺合成酶活性（GSA）和根系活力随着供氮水平的提高增加幅度较高，而叶绿素值（SPAD）的增加幅度较小；其氮素积累量、NRA、GSA、根系活力和SPAD值的增加幅度稍高于对氮素响应度低的基因型。对低氮和高氮条件下马铃薯氮素积累量与NRA、GSA、SPAD、根系活力进行了相关性分析，结果显示，NRA和GSA能更好地反映马铃薯苗期积累氮素能力，比SPAD值和根系活力的可靠性更好，NRA和GSA的强弱可以作为评价马铃薯苗期积累氮素能力的重要指标。

采用叶面喷施氯化钙溶液的方法，探讨了钙处理对连作马铃薯植株生长发育的影响及其机理，结果表明，钙处理可显著减轻连作对马铃薯生长发育的抑制，相对提高马铃薯块茎产量及块茎中淀粉、维生素C和可溶性蛋白含量及块茎硬度；减小了连作引起的叶片叶绿素和类胡萝卜素含量下降的幅度，相对降低叶片的气孔导度和蒸腾速率，提高了叶片的净光合速率和水分利用效率，并提高了叶片脯氨酸和可溶性糖的含量及SOD和CAT的活性，同时降低了MDA含量和活性氧水平。可见，喷施氯化钙溶液通过提高马铃薯幼苗对连作障碍的整体抗性，减轻连作所造成的生理障碍，促进了连作马铃薯植株的生长发育，并改善了马铃薯的块茎营养和产量，而上述作用可能与喷施氯化钙溶液降低叶片的蒸腾、改善马铃薯水分状况密切相关。

为了探明高肥力土壤氮钾配施对烟薯25产量和品质的影响，采用二因素三水平完全随机区组试验设计，分别设3个N处理（0，45，90 kg/hm²）和3个K₂O处理（0，75，150 kg/hm²），共计9个氮钾组合处理，分别于收获期调查甘薯地上部性状，测定块根干鲜质量、Vc、淀粉、蛋白质、蔗糖、葡萄糖、果糖、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn含量。结果表明：高肥力土壤上施用氮肥可增加甘薯蔓长、茎叶鲜质量、T/R值，并提高甘薯块根内蛋白质、葡萄糖和蔗糖的含量，高肥力土壤上施用氮肥情况下，块根干鲜质量、淀粉和果糖含量有所降低。施用钾肥能显著提高块根干鲜质量、薯干率及淀粉和葡萄糖的含量；促进了甘薯对Mg的吸收，降低了甘薯对Ca的吸收。在氮钾互作条件下，甘薯分枝数、结薯数及Vc、蛋白质、蔗糖、葡萄糖、果糖含量与不施肥处理相比均有所提高；鲜薯产量与氮肥、钾肥的施用存在交互作用，即在不施N、施K₂O 150 kg/hm²时，甘薯产量达到最高，较不施肥处理增产10 825.5 kg/hm²，增幅为29.2%。同时在施N 90 kg/hm²、不施K₂O时，甘薯产量最低，较不施肥处理减产1 435.5 kg/hm²，降幅为3.9%。因此，在高肥力土壤，应不施或少施氮肥并配施适量钾肥以期获得鲜食型甘薯的高产优质。

为了研究马铃薯黄萎病菌的侵染机制，将绿色荧光蛋白基因（GFP）通过农杆菌介导的遗传转化方法转入马铃薯黄萎病菌VD012中，经过潮霉素选择性培养基的筛选和分子鉴定，获得了47株有绿色荧光信号的阳性转化子。随机挑取8株阳性转化子，以野生型菌株为对照，对转化子的菌落形态、菌丝的生长速率、产孢量、粗毒素含量和致病力进行了研究。结果表明，8株阳性转化子中有3株微菌核产生的数量明显高于野生型，1株转化子微菌核产生量低于野生型菌株；各阳性转化子的生长速率和野生型菌株差异不显著；阳性转化子的产孢量与对照相比，有2株差异不显著。其余均有不同程度的降低。保湿培养8 h，所有阳性转化子的平均萌发率低于野生型菌株。相比对照，粗毒素的含量表现为升高趋势的转化子有7株，1株表现为下降趋势。致病力测定的结果表明，致病力增强的转化子有1株，2株转化子的致病力呈现降低的趋势。

为明确缺磷对甘薯前期根系发育及养分吸收的影响，以鲜食型甘薯品种烟薯25为试验材料，设置缺磷（P0）和正常供磷（P1）2个处理，通过砂砾培养的方法，研究缺磷条件下甘薯根系发育特征及对养分吸收的影响。结果表明，缺磷胁迫会抑制甘薯地上部和地下部生长，使地上和地下部生物量下降；随着培养时间的延长，缺磷胁迫下甘薯根的总表面积、根系总体积、根尖数、平均直径均呈现增加的趋势，但其根系活力下降，根系总体积和总生物量均显著低于正常供磷处理；缺磷胁迫可显著促进甘薯根系对氮、钾、钙、锰、铜元素的吸收，降低根系对镁、铁元素的吸收，使甘薯地上部氮、钾、镁、锰、铜含量升高，钙、铁元素含量下降。综合以上试验结果，缺磷胁迫使甘薯地上和地下部的生长发育受阻，但甘薯通过调节根系构型等根系发育参数来适应缺磷环境，缓解缺磷胁迫对根系营养元素吸收带来的影响。

为测定膜下滴灌调亏马铃薯全生育期内不同调亏水平土壤养分、土壤水热动态、生长动态、产量效应和水分利用效率，于2016年在河西荒漠绿洲灌区民乐县益民灌溉试验站开展了马铃薯不同生育阶段水分调亏灌溉的试验研究，结果表明，马铃薯膜下滴灌调亏土壤水热变化均匀且利用率高，有利于马铃薯对土壤养分的充分吸收和利用；土壤养分是土壤肥力的核心，是植物在生长发育过程中不可或缺的重要因素，膜下滴灌调亏栽培能有效减少土壤速效养分的流失，并提高马铃薯对土壤速效养分的利用效率；不同生育阶段马铃薯耗水量受水分调亏程度影响较大，其耗水量随调亏程度增大而显著减少（P <0.05），水分调亏处理马铃薯全生育期总耗水量均低于全生育期充分灌水CK处理。块茎形成期轻度水分亏缺马铃薯水分利用效率、灌溉水利用效率、生物量均达到最大，较全生育期充分灌水显著提高29.04%，33.22%，6.59%。因此，块茎形成期轻度水分亏缺灌溉方式能使马铃薯根区土壤始终保持湿润状态，有效减少渗漏损失和植株间无效蒸发损失，改善土壤水、肥和热量状况，有利于提高作物水分利用效率，且不显著降低马铃薯最终产量。

为了探究病程相关蛋白（Pathogenesis related protein，PR蛋白）与马铃薯抗病的相关性，检验其在马铃薯中抗软腐病、青枯病、干腐病的能力。在前期的马铃薯抗病性研究中对PRs的17个家族基因结合转录组数据进行分析及基因的筛选，最终确定PR1为试验的研究对象。选用马铃薯大西洋品种为材料，由黑龙江省农科院提供，主要进行StPR1基因的克隆，并对其进行生物信息学分析；将真菌接骨木镰孢、燕麦镰孢以及导致软腐病和青枯病等细菌为胡萝卜软腐欧文氏菌、菊欧氏菌、胡萝卜软腐欧文氏菌马铃薯黑胫亚种、茄科雷尔氏菌接种到马铃薯块茎后进行StPR1基因表达特异性分析。结果显示，StPR1基因长度为540 bp，编码179个氨基酸，蛋白质疏水性及亲水性预测PR1蛋白序列的GRAVY值在+4~-3之间，含有亲水区及疏水区，蛋白质二级结构预测其属于混合型蛋白，蛋白质三级结构预测发现其为紧密复杂的螺旋结构，具有SCP_PR-1_like保守结构域，其与辣椒PR1基因在一个进化分支上，相似性较高。qRT-PCR结果显示，StPR1基因的表达量表现为抗真菌胁迫高于细菌胁迫，并预测其抗干腐病的能力强于抗软腐病及青枯病的能力。综上所述，当马铃薯受到外界病原菌侵害时，StPR1在马铃薯的抗病过程中发挥着重要的作用。

为了丰富马铃薯分子标记，定位青枯病抗性基因位点，利用具有抗青枯病遗传背景的二倍体马铃薯亲本USW5337.3（C）和772102.37（E）及其123份杂交一代无性系，进行了马铃薯SSR遗传图谱的构建。根据马铃薯全基因组序列设计了864对SSR引物，其中187对在亲本间表现出差异，135对（72.2%）能够在杂交一代中扩增出清晰的条带，最终构建了一张由12个连锁群组成，包含135个SSR标记的马铃薯分子标记遗传图谱。12个连锁群总长度为948.4 cM，标记间平均间距7.03 cM，含有5个标记偏分离区域。不仅为马铃薯饱和分子遗传图谱的构建提供新的SSR标记，对于马铃薯抗青枯病QTL定位、基因克隆和分子标记辅助选择也具有重要的参考意义。