为了探索非生物胁迫下硅对辣椒CaMADS-box基因表达的影响，以豫椒101为材料，在对辣椒CaMADS-box基因片段同源克隆的基础上，对其编码的部分蛋白进行氨基酸同源性分析、理化性质预测、亚细胞定位预测和进化树分析，探讨了硅处理后辣椒CaMADS-box基因在高温胁迫、盐胁迫下表达量的变化，结果表明，克隆得到的CaMADS-box基因所编码的蛋白为亲水性蛋白，含有MADS结构域，属于MADS基因家族，亚细胞定位在细胞核中，分子进化树表明其与茄属和烟草属亲缘关系最近，相似性达到67%。荧光定量分析表明，CaMADS-box基因在高温胁迫和盐胁迫后表达量都呈现出先升高后下降的模式，高温胁迫下48 h达到峰值，而盐胁迫在24 h达到峰值，硅处理能够诱导CaMADS-box基因表达，在高温胁迫和盐胁迫下都在12 h达到高峰值，这表明CaMADS-box是一个硅快速响应基因，推测硅处理在缓解辣椒高温胁迫和盐胁迫等非生物胁迫方面具有重要作用。

为拓展分子标记在花椒种质资源分析中的应用、开发花椒EST-SSR功能性分子标记、分析花椒DNA指纹图谱，利用凤县大红袍花椒的茎尖节点转录组cDNA数据库中45 057条长度大于200 bp的非冗余Unigene序列，使用MIcroSAtellite（MISA）软件搜索SSR位点，分析花椒cDNA序列中SSR位点的频率和密度、SSR重复基元种类及比例、SSR重复次数与数量等分布特征；用Primer 3.0软件在线设计SSR引物并经PCR扩增筛选适合的多态性引物；用Quantity One软件统计多态性条带和分子量大小；NTsys 2.0软件分析12份花椒种质的遗传距离、构建树状聚类图及DNA指纹图谱库。结果表明，45 057条序列中有3 315条Unigene序列包含SSR位点，共3 814个，3 315条序列中SSR位点出现频率为7.07%；在检索出的SSR位点中，二核苷酸、三核苷酸是主要重复类型，分别占29.42%和58.58%，二核苷酸重复中以AG/TC、CT/GA出现频率最高，三核苷酸重复中GAA/CTT、AGA/TCT出现频率最高；二、三、四、五、六核苷酸重复基元总数随着重复次数的增加呈明显下降趋势。利用Primer 3.0设计的64对EST-SSR引物中，55对引物能产生预期片段大小的PCR产物，其中18对引物具有多态性；利用18对引物对12份花椒种质进行PCR扩增，共产生81条扩增条带，其中多态性条带73条，多态率为90.12%；各花椒种质的遗传相似系数为0.552 6~0.894 7，平均为0.725 0；经UPGMA聚类分析在相似系数0.70处12份花椒种质共分为3类，即顶坛花椒为Ⅰ类、竹叶椒为Ⅱ类、其他花椒为Ⅲ类；指纹图谱分析中，8对引物在5份种质中能扩增出特征带型，最少用3对引物进行组合即可将12份花椒种质区分开。成功在凤县大红袍花椒的茎尖节点转录组cDNA序列中开发SSR标记，设计并筛选出8对能扩增出特征带型的引物，最少用3对引物进行组合即可将12份花椒种质区分开，这为今后花椒遗传多样性分析、遗传图谱构建等方面提供新的引物序列并奠定了基础。

为筛选和推广高光效基因型花椒优良品种，寻求花椒品种最佳的光合效率管理模式，提高花椒产量和质量，在自然条件下，用Li-6400XT光合测定仪对8种不同产地4年生花椒树进行光合生理特性测定并分析。结果表明：8种花椒净光合速率日平均值大小顺序为党村无刺 >狮子头 >秦安一号 >武都大红袍 >无刺花椒 >府谷花椒 >韩城大红袍 >凤县大红袍；8种花椒的净光合速率日变化曲线呈单峰型和双峰型2种类型；相关分析表明，8种花椒叶片的净光合速率与其蒸腾速率、气孔导度、水分利用率呈显著或极显著正相关，与胞间CO₂浓度呈极显著负相关（P<0.01）；对8种花椒进行光响应、CO₂响应曲线拟合，得出8种花椒光的补偿点为36.30～102.76 μmol/（m²·s），饱和点为332.41～467.89 μmol/（m²·s）；CO₂补偿点为47.46～76.41 μmol/（m²·s），饱和点为698.887～1 509.000 μmol/（m²·s）。结果可为以后栽培管理、推广花椒提供参考依据。

为了探讨土壤温度和肥料利用率间的关系，进一步提升冬春季设施辣椒生产力。通过大田小区试验，设计土壤温度（对照不加温、加温土壤）和施肥方式（不施肥CK、常规尿素施肥N60和常规尿素减N24）2个因素对辣椒生长、养分吸收和土壤理化性状的影响。结果表明，土壤不加温条件下，常规尿素施肥处理比CK辣椒植株总干质量、株高、成活率和产量不同程度增加，在较高氮肥用量的N60处理中增加程度较高；土壤加温条件下，N60和N24处理对辣椒生长的促进作用更明显，产量最高，且2个施肥处理间差异不显著。土壤加温有助于氮素养分的持续释放，在开花期处于低峰状态，这与加温条件下辣椒植株对养分的需求量较大有关；结果期，不加温条件碱解氮含量有所降低，但加温条件下持续升高。2种温度条件下，速效磷和速效钾含量随生育期延长呈增加趋势，其中，CK处理在结果期明显增加，可能是由于氮元素亏缺状态下磷钾元素补充供应。土壤适宜加温使脲酶活性持续增加。因此，提高土壤温度比增施氮肥更有利于辣椒养分吸收和产量提高，使肥料得到有效发挥，有助于设施蔬菜增产增效。

为了研究有机无机肥减量及其配施等措施对辣椒和番茄产量及品质的影响；在大棚种植条件下，以辣椒和番茄为试验材料，采用田间小区试验方法研究了有机无机肥减量及其配施等措施（不施肥、100%有机肥、75%有机肥、50%有机肥、50%有机肥+50%化肥、75%化肥、50%化肥）对辣椒和番茄产量及品质的影响。就辣椒而言，肥料减量及其配施对辣椒产量无明显影响，对辣椒中可溶性固形物含量、可溶性糖含量与可溶性蛋白质含量的影响相对较小，以有机无机肥料配施处理的辣椒中硝酸盐含量最低，维生素C含量最高，即处理50%有机肥+50%化肥效果最好。相对于番茄，有机肥减量会使产量呈不同程度降低，以处理50%有机肥+50%化肥产量最高，且品质最优，与其他处理相比，此处理番茄中硝酸盐含量最低，维生素C含量和氨基酸含量最高，可溶性固形物含量与糖酸比差异相对较小。

为了研究不同生育期水分亏缺对膜下滴灌辣椒生长、产量和水分利用效率的影响，在辣椒苗期和开花坐果期对辣椒均分别进行轻度（65%~75% Field capacity，FC）和中度（55%~65% FC）水分调亏，在盛果期和后果期进行轻度水分调亏，以全生育期充分供水处理（75%～85% FC）为对照。同时构建辣椒Jensen模型水分生产函数并求解。研究结果表明，对照处理辣椒青果总产量最大，为36 203.90 kg/hm²，苗期轻度和中度水分调亏以及后果期轻度水分调亏对辣椒青果总产量无显著影响（P>0.05），其余水分调亏处理辣椒总产量比对照显著减少10.45%~13.32%。盛果期轻度水分调亏和后果期轻度水分调亏使水分调亏时段的辣椒青果含水率分别比对照显著降低5.75，5.83个百分点（P<0.05）。各水分处理辣椒灌溉水利用效率（IWUE）和水分利用效率（WUE）相差不大，苗期中度水分调亏以及后果期轻度水分调亏处理的辣椒WUE分别比CK显著增加11.63%和9.41%。由求解得的Jensen辣椒水分生产函数可知，辣椒开花坐果期水分敏感指数最大，为0.517。因此，开花坐果期是辣椒的需水临界期，此生育期缺水对辣椒产量影响较大，为保证辣椒高产，应充分供水（75%~85% FC）。

为了探明日光温室嫁接辣椒的氮（N）、钾（K₂O）适宜施用量及其与自根辣椒的差异，采用二次饱和D-最优设计，研究N、K₂O用量对嫁接和自根辣椒产量的影响，并建立了以N、K₂O用量为变量因子，以嫁接和自根辣椒产量为目标函数的二元二次数学模型。对模型解析的结果表明，N、K₂O用量对辣椒产量影响显著，二因子存在着交互效应，但以K₂O对辣椒的产量影响较大。通过计算机模拟运算，得出本试验条件下嫁接辣椒产量达到49 500 kg/hm²以上的优化施肥方案为N 326.1~752.9 kg/hm²，K₂O 630.8~1 116.0 kg/hm²；自根辣椒产量达到48 000 kg/hm²以上的优化施肥方案为N 411.5~606.9 kg/hm²，K₂O 868.4~1 168.4 kg/hm²，嫁接辣椒适宜的氮钾配比为嫁接1：1.96，自根辣椒1：1.85。

为探讨花椒种质资源的遗传多样性和群体结构特征，用SRAP分子标记技术对采自陕西、山西、云南、四川、甘肃5个种源地的269份花椒属样品的遗传多样性进行了研究。结果表明：从120对引物组合中筛选出了16对图谱带型清晰、丰富、重复性好的引物组合；269份花椒属样品用这些引物组合共扩增出169条清晰可重复的条带，其中多态性条带151条，多态性比率为93.8%；通过UPGMA分子系统聚类法，将269份花椒属种质划分为2个类群，即竹叶椒类群和花椒类群；在所研究的5个种源中，陕西花椒的遗传多样性水平最高，陕西和甘肃花椒的遗传距离最小，陕西和云南花椒的遗传距离最大；AMOVA分子变异分析显示，在花椒总的遗传变异中，种源内占74%，而种源间仅占26%；Structure群体遗传结构和UPGMA聚类结果一致，且种源间存在明显的基因交流现象。结果为花椒资源的收集、分类和鉴定工作以及育种工作提供了理论依据。

为了探索辣椒Whirly基因家族成员的功能和进化关系，通过生物信息学分析了其基因结构、保守基序、进化关系及表达模式，通过荧光定量PCR测定其在脱落酸、高温、低温、疫病等胁迫下的表达量。结果表明，从辣椒CM334中鉴定了2个Whirly基因家族成员，CaWHY1和CaWHY2。辣椒CaWHY1和CaWHY2同其他物种Whirly基因理化性质相比，差别不大，结构相似性高，CaWHY2基因和番茄的SlWHY2基因结构完全一样，在系统进化树中聚在一起。CaWHY1与SlWHY1聚在一起，但它们的基因结构不同，说明Whirly蛋白在进化过程中，结构保守。表达模式分析发现，CaWHY1和CaWHY2在辣椒CM334中均能表达，但在不同组织和果实发育时期的表达水平存在差异。CaWHY1和CaWHY2在不同胁迫处理下受到不同程度的诱导，其中CaWHY1明显受疫病的诱导，CaWHY2在低温处理和脱落酸胁迫下的表达量变化趋势相反。由此可知，Whirly基因家族在辣椒的生长发育中起调控作用，在各种逆境胁迫中也发挥一定作用。

为了在辣椒三系杂交育种研究中缩小群体筛选范围，减小工作量，提高不育系和保持系选择效率，根据细胞质育性标记SCAR130的序列多态性位点设计KASP标记引物，使其转化为KASP130分子标记，并以辣椒三系材料的雄性不育系、保持系、恢复系和F₁杂交种为试验对象，利用荧光定量PCR仪LC480和LGC公司的SNPline这两种检测平台将KASP130标记应用于辣椒细胞质类型检测，并对该标记稳定性和可靠性进行了检验。结果表明，KASP130标记同SCAR130标记一样可以把待试辣椒材料准确地分为可育细胞质（N）和不育细胞质（S），并在分子标记辅助选择育种中成功应用到辣椒细胞质育性的早期鉴定以及辣椒保持系和雄性不育系的回交育种研究。综上，细胞质育性标记SCAR130已经被成功转化为KASP130分子标记，该标记可以明确鉴定辣椒的细胞质类型，这为其在辣椒三系杂交育种上的应用奠定了研究基础。

为了研究水分胁迫对露天膜下滴灌辣椒生长、产量形成和水分利用效率的影响，在辣椒苗期和开花坐果期均分别施加轻度水分胁迫（65%~75%田间持水量）、中度水分胁迫（55%~65%田间持水量）和重度水分胁迫（45%~55%田间持水量），全生育期充分供水处理（75%~85%田间持水量）为对照，分别测定各水分处理辣椒不同生育期末生长指标（株高、茎粗、叶面积指数和单株干物质积累量）以及青果总产量和水分利用效率，并用三次曲线模拟了辣椒各生长指标在全生育期内的动态变化过程。结果表明：三次曲线能够较好地反映不同水分处理下辣椒各生长指标随时间的动态变化。苗期和开花坐果期一定程度水分胁迫能导致辣椒在水分胁迫时段株高、茎粗和叶面积指数显著（P <0.05）小于CK组，后期复水后，由于辣椒产生补偿性生长，苗期轻度和中度水分胁迫处理以及开花坐果期轻度水分胁迫处理辣椒，各生长指标增长速率在一定时间内超过CK组，最终辣椒产量和单株结果数均与CK组之间无显著差异（P >0.05），且辣椒平均单果重分别比CK组显著高18.48%，22.49%，14.14%。苗期和开花坐果期水分胁迫，均能提高辣椒根冠比和果实干物质分配指数并减少辣椒全生育期灌水量和耗水量，特别是苗期中度水分胁迫处理，在不显著降低产量的情况下，灌水量和耗水量分别比CK组显著低12.36%和11.51%，且水分利用效率、灌溉水利用效率均最高，分别比CK显著高8.61%和9.66%，因此，在苗期施加中度水分胁迫，后期充分灌水是实现绿洲辣椒节水、高产和高效栽培的一种较优灌溉方式。

为了研究辣椒抗疫病分子机制，探究其与抗疫病相关的功能基因，通过对114份辣椒自然群体抗疫病鉴定，选取1份抗疫病辣椒材料和3份感疫病辣椒材料，利用Illumina RNA-seq测序平台进行高通量转录组测序，将所得高质量的序列（Clean reads）与Pepper_Zunla_1_Ref_v1.0参考基因组进行比对。结果显示，有78.95%~85.11%的Clean数据比对到唯一的基因组位点。采用RPKM法计算基因表达量，并在此基础上以FDR≤0.001和|log₂ Ratio|≥1为条件筛选出2组样本间差异表达基因。通过排列前10的Gene Ontology（GO）分类可以看出，主要功能有氧化还原酶活性、碳氧裂解酶活性、过氧化物酶活性、代谢过程和逆境响应等过程。其中，有117个差异基因能归入KEGG通路，包括25个上调差异基因，92个下调差异基因。在这些通路中，包括泛素介导的蛋白水解作用、氧化磷酸化、植物激素信号转导、磷脂酶D信号通路、磷脂酰肌醇信号系统等过程。通过研究发现，辣椒抗疫病是一个高度复杂的过程，它由多个交叉通路调节，包括新陈代谢过程、防御反应、激素调节等，这为后期深入研究辣椒抗疫病分子机理奠定基础。

为了解辣椒中NHX基因家族生物信息学功能，探究其在非生物胁迫下基因表达特性，进而为辣椒CaNHX基因的功能开发以及辣椒耐盐抗旱育种基因提供基础。通过生物信息学方法对辣椒NHX基因家族进行鉴定，并对基因结构、结构域、系统进化关系、基因表达模式和非生物胁迫表达情况进行分析。结果表明，在辣椒中有7个GME家族成员，可分为3个亚组，同时均包含Na⁺/H⁺ exchange保守结构域；主要分布在5条染色体上，其基因大小之间差异明显，氨基酸数目维持在198～952个，外显子含量在7～21个。除CaNHX5外其余蛋白均不具有信号肽，为疏水性蛋白，定位在液泡的可能性最高，都属于跨膜蛋白；Motif分析发现，N端含有CXC24XC的锌指结构，C端含有Trp （W）-24和TrKA-N，在序列中高度保守，二级结构主要以不规则卷曲和α-螺旋为主。进化树分析表明，该基因编码的氨基酸序列与番茄亲缘关系最近。qRT-PCR分析结果表明，在渗透和盐胁迫下，CaNHX6的基因表达量显著增加，分别是0 h时的13.5，13.6倍；在茉莉酸甲酯和赤霉素处理后，CaNHX5和CaNHX6在辣椒叶片中表达量均呈显著上调趋势，其余则相反。不同的表达情况表明其在非生物胁迫中发挥作用。