赤霉素途径是植物开花调控中的一条重要途径。为了解赤霉素途径相关基因在萝卜开花调控中的作用,利用生物信息学方法对萝卜赤霉素生物合成和信号转导相关基因的结构、理化性质、染色体分布、启动子顺式作用元件和组织特异性表达进行了分析,并对不同开花期萝卜材料中这些基因的表达水平进行了实时荧光定量 PCR检测。结果表明,萝卜基因组含有46个赤霉素生物合成和信号转导相关基因,CPS、KS、KO、KAO、GA20OX、GA3OX、GA2OX、GAI、RGA、RGL、GID1、SKP2分别有2,1,2,2,9,5,12,1,1,4,3,4个,它们不均匀分布于9条染色体上,其编码蛋白质分子质量为21.32~127.80 ku,等电点为4.72~9.04;基因结构和保守结构域分析发现,这46个基因的外显子数为1~21个不等,且一些保守基序为大部分基因所共有。启动子顺式作用元件分析表明,这46个基因的启动子含有与光、赤霉素、生长素、ABA、SA、低温、干旱等响应的顺式作用元件。利用萝卜基因表达数据库分析发现,这46个基因在不同组织和不同发育时期的表达量不同;实时荧光定量PCR检测表明,这些基因在早开花材料心里美萝卜和晚开花材料野萝卜中的表达量有明显差异,暗示其可能与萝卜的生殖生长有较密切的关系。

为探究采用有机废硫酸低温炭化技术制备的新型生物炭基磺化复合肥的施用效果,以小顶八寸参为供试胡萝卜品种,盐化潮土为供试土壤,采用盆栽试验的方法,设置5种复合肥及其加炭复合肥配方处理,共11个处理,对比研究了5种炭基复合肥配方对胡萝卜产量及土壤养分含量的影响。结果表明:施肥显著促进了胡萝卜肉质根鲜质量增产,其中12-6-10硫基生物炭基复合肥处理的胡萝卜肉质根生物量鲜质量最高,鲜质量达到了313.85 g/株,10-5-20氯基复合肥处理的胡萝卜产量最低。与普通复合肥相比,5种生物炭基复合肥对胡萝卜肉质根鲜质量均有显著的增产效果,增产幅度为2.1%~11.3%,而且不同程度地提高了胡萝卜氮、磷、钾素养分累积量。另外,在减少氮、磷、钾养分施用量15%的情况下,施用炭基复合肥可维持全量常规复合肥的土壤速效氮、磷、钾供应水平,个别时期养分仍然有显著增加的情况。施用生物质磺化炭基肥可降低胡萝卜生长前期土壤pH值,各施肥处理对胡萝卜成熟期土壤pH值无显著性差异。与普通复合肥相比,施用生物质磺化炭基肥可降低胡萝卜生长前期土壤pH值,提高胡萝卜氮、磷、钾素养分累积量和土壤速效氮、磷、钾供应水平,有利于胡萝卜增产。

类胡萝卜素是自然界中分布最为广泛的一大类色素,赋予植物花、果实等器官鲜艳的色彩,其合成过程中含有多种代谢酶基因。为了揭示黄皮西葫芦类胡萝卜素积累的分子机制,为进一步研究西葫芦类胡萝卜素合成酶基因的功能奠定基础,首先基于西葫芦基因组数据库对西葫芦类胡萝卜素合成代谢家族基因进行全基因组鉴定;进一步利用已公开发表的相关转录组数据筛选、qRT-PCR验证并克隆类胡萝卜素合成代谢关键酶基因。结果表明,在西葫芦基因组数据库中共发现48个类胡萝卜素代谢酶基因成员;根据Sweet REBA和Lady Godiva这2种不同颜色果皮材料不同发育时期果肉的转录组数据筛选出类胡萝卜素关键酶基因PSY1和LCYE2等在不同颜色果实发育时期存在显著性差异表达。qRT-PCR定量分析结果显示,除PSY1基因0 d和LCYE2基因2 d外,PSY1、LCYE2基因在黄皮西葫芦不同发育时期果皮中的相对表达量显著高于白皮西葫芦对应时期。对白皮西葫芦和黄皮西葫芦果皮PSY1和LCYE2等基因的全长CDS分别进行克隆、测序分析发现,白皮西葫芦和黄皮西葫芦2个材料的PSY1基因均比西葫芦参考基因组预测编码区序列多了一个51 bp的外显子,与已经公开的PSY基因序列(GenBank登录号:XM_023695146.1)一致;而LCYE2基因均与参考基因组无显著差异。系统进化树分析也表明,西葫芦PSY1与克隆报道的中国南瓜PSY(JN176311.1)同源,相似性高达98.80%。

为探究不同浓度盐胁迫对萝卜幼苗生长及相关基因表达的影响，首先以11个不同类型萝卜品种为试材，通过盐胁迫对发芽率的影响，筛选出耐盐品种Yura Hama Daikon和盐敏感品种五斤红；以Yura Hama Daikon和五斤红为试材，研究了不同浓度盐胁迫对幼苗株高及叶焦指数的影响。结果表明：在100，200 mmol/L盐胁迫下，Yura Hama Daikon和五斤红的株高均显著下降，叶焦指数显著上升。相比盐敏感品种，耐盐品种株高下降幅度小，叶焦指数小。在200 mmol/L盐胁迫下，耐盐品种Yura Hama Daikon的株高下降幅度和叶焦指数分别为46.18%和20.56，而盐敏感品种五斤红为75.25%和56.11。利用qPCR对不同浓度盐处理下RsCAT和RsSOD基因在耐、感盐品种的表达模式进行分析，结果表明：低浓度盐处理后RsCAT的表达量先升后降，峰值出现在7 d左右；高浓度盐处理时，感盐品种该基因的表达量在48 h最高，而耐盐品种中表达量逐渐升高，维持时间较长，在7 d最高。RsSOD基因的表达模式表现为，高盐浓度处理后，耐盐品种的应激响应更迅速，24 h表达量最高，之后维持较高的水平，而在盐敏感品种RsSOD的表达量最大值出现在14 d。相关研究结果将为揭示萝卜响应盐胁迫机制提供参考，为创制耐盐萝卜新品种提供技术支撑。

为探明萝卜NWB CMS败育特征及其育性恢复基因的遗传规律，以3个NWB CMS不育系及5个恢复材料为主要试材，利用石蜡切片、电镜扫描法分析了不同核背景下NWB CMS的败育特点，同时通过构建不育胞质与恢复材料F₁、F₂、BC₁群体，分析育性分离情况，揭示恢复基因的遗传规律。结果表明，不同类型萝卜保持材料转育的NWB CMS不育系的雄蕊败育形态不同，但其不育系花粉败育均从单核小孢子时期开始，只是花粉粒降解程度有差异，总体分为3种类型：A2花丝短缩、花药干瘪、无可见花粉，药室结构皱缩变形，药室内仅有花粉粒外壳，且紧紧挤在一起，呈条状；A3花丝正常、花药饱满，无可见花粉，药室结构基本正常，花粉粒大部分降解，仅有极少量附着在药室壁；A4花丝正常、花药饱满且有大量无功能花粉，药室内有大量内部无法染色的花粉粒，电镜扫描显示这些花粉粒沿着3条萌发沟凹陷，形成多面体。进一步对5个NWB CMS恢复材料遗传规律进行分析，表明恢复基因具有完全显性遗传的特点，不同材料所含恢复基因对数不同，R1含3对基因，R2~R4含2对基因，R5含1对基因。综上，不同核背景下NWB CMS雄蕊败育形态有差异，但败育时期一致，其恢复基因遗传特性因材料而异，结果为萝卜NWB CMS的育种利用提供了一定的理论基础。

FLC2基因作为影响成花的关键枢纽基因，在十字花科植物成花转变过程中具有重要作用。为了培育适于早春栽培的晚抽薹青萝卜新品种，在充分考虑FLC2基因对抽薹开花作用的基础上，以晚抽薹基因型白玉春萝卜为供体，通过回交转育的方法将晚抽薹性状转移到潍县青萝卜中，并在转育过程中对FLC2扩增多态性进行了研究，以探索晚抽薹植株FLC2的特征，并开发其对早春品种选育的作用。结果表明：FLC2第1内含子在晚抽薹供体中具有长约1 628 bp的插入突变，该基因型对晚抽薹作用较大，纯合的插入突变对晚抽薹作用大于杂合型。通过对该插入突变的PCR扩增可知，不同春化时期对插入突变内含子扩增的影响不同，短期春化主要影响野生型FLC2第1内含子的扩增，较长时间的春化主要影响插入突变内含子的扩增，而在抽薹开花期2种基因型的扩增基本不受影响，扩增效率高。通过改进引物，可以提高扩增效率，但不能消除春化对FLC2第1内含子扩增的影响，苗期未经春化植株不及抽薹开花期检测效果好。萝卜晚抽薹回交转育可以连续进行，每次转育只要获得杂合基因型即可传递晚抽薹性状，最后的自交后代，通过花期对插入突变内含子的PCR检测可以准确鉴定植株是否为纯合突变型晚抽薹植株，获得遗传稳定的晚抽薹基因型，从而可防止后代晚抽薹性状的分离。

为明确京郊快菜软腐病的病原，对取自北京不同区县的发病快菜植株进行组织病原菌分离、培养和回接试验，在形态学观察的基础上，对病原菌株进行了生理生化测定、分子生物学鉴定和致病力分析。结果表明，在分离纯化得到的29株菌株中，17株被鉴定为胡萝卜软腐果胶杆菌巴西亚种，其余12株被鉴定为胡萝卜软腐果胶杆菌胡萝卜亚种；同时也识别到9株非典型Pcc菌株，表现为不能分解柠檬酸盐或不具备在37℃和7% NaCl条件下生长的能力，可微弱利用D-阿拉伯糖醇、异麦芽酮糖醇和D-麦芽糖。致病力测试结果显示，仅2株Pcb菌株和1株Pcc菌株表现为中等致病力，其余菌株均表现为高等致病力。明确了引发北京地区快菜软腐病致病菌的种类为Pcb和Pcc，且致病力普遍较强，可为其防控提供理论依据。

为了揭示hrp基因表达的Harpins蛋白能够广泛地诱导植物对植物病虫害防卫反应的分子机制，通过琼脂固体平板法，发现胡萝卜软腐欧文氏菌Ecc36菌株具有很高的胞外酶分泌活性，该菌接种非寄主植物烟草，能够引起过敏反应（HR），结果表明，Ecc36携带hrp基因。用地高辛标记的hrpN基因作探针，通过Southern 杂交证明了Ecc36菌株中含有hrpN基因，命名为hrpN_EccPR基因；核苷酸序列分析表明，hrpN_EccPR基因的开放阅读框ORF为1 254 bp，编码的Harpin蛋白（命名为HrpN_EccPR蛋白）由417个氨基酸残基组成，其分子量为45.27 ku，等电点为5.73，与其他几种软腐欧文氏菌Harpin蛋白有较高的同源性。此外，将hrpN_EccPR基因克隆到表达载体pET28a（+）上，将构建的hrpN_EccPR基因表达载体（pET30a -EccPR）转化到大肠杆菌BL21（DE3）中，经IPTG（异丙基硫代-β-D半乳糖苷）诱导HrpN_EccPR蛋白表达，纯化后的HrpN_EccPR能诱导烟草发生过敏反应，表明HrpN_EccPR蛋白具有激发植物免疫反应的生物活性，可为进一步研究HrpN_EccPR蛋白诱导植物防卫反应的机制奠定基础。

为探明夏玉米适宜种植方式的光合生理机制,采用裂区试验设计研究了种植密度(9.3万,8.1万,6.9万,5.7万株/hm²)、空间布局(等行距1穴1株,等行距1穴3株和宽窄行1穴3株)以及它们的交互作用对夏玉米郑单958开花后不同生育时期(开花期、抽丝期、灌浆前期、灌浆后期和完熟期)净光合速率及其相关性状的影响。结果表明:宽窄行1穴3株能显著降低夏玉米开花期和完熟期穗位叶净光合速率,而8.1万株/hm²密度下的净光合速率不受空间布局的影响;等行距1穴1株空间布局下,种植密度不会显著影响穗位叶净光合速率。种植密度、空间布局以及它们交互作用对类胡萝卜素含量影响显著。等行距1穴3株空间布局下,9.3万株/hm²种植密度显著降低前3个观测时期类胡萝卜素含量,而6.9万株/hm²在宽窄行1穴3株以及5.7万株/hm²在等行距1穴1株空间布局下显著降低完熟期类胡萝卜素含量。种植密度、空间布局及其交互作用均对PSⅡ最大光化学效率无显著影响。综上可知,8.1万株/hm²种植密度不受空间布局的显著影响,而等行距1穴1株空间布局不受种植密度的显著影响,均能保证夏玉米郑单958植株的净光合作用及其相关指标维持在较高水平。结果也为从光合物质基础和光合水分生理基础方面(色素含量、荧光特性、净光合速率和蒸腾速率)解释种植方式-光合产物源-产量库之间的关系提供了理论数据。

通过采取不同的常规育种策略和小孢子培养、分子标记辅助选择等现代生物技术,研究了提高甘蓝型油菜萝卜质不育恢复系改良效率的方法。结果表明,在甘蓝型油菜萝卜质不育恢复系杂交转育过程中,采用杂交后代与萝卜质不育系杂交,可使杂交后代分离群体中不具备恢复基因的单株在花期表现出来,无须测交即可进行选择;杂交后代通过小孢子培养,可将稳定纯合时间由传统自交8个世代缩短到3个世代;通过萝卜特异分子标记辅助选择可大大提高选择的精度,减少筛选所需的人力、土地和时间,选择效率提高90%。试验筛选出19个在萝卜质不育恢复系中能够扩增出单一、易于辨别的谱带的SCAR标记引物,其中10个引物在现有的甘蓝型油菜萝卜质不育恢复系中均能检测出特异标记。筛选出的甘蓝型油菜萝卜质不育恢复系的特异分子标记与前人研究存在差异,标记相似系数为48.28%~93.10%。通过分子标记无法区分高硫甙和低硫甙恢复系,选育低硫甙萝卜质不育恢复系还需要借助品质分析仪。成功筛选得到6个甘蓝型油菜低芥酸、低硫甙、抗寒、结角正常、农艺性状优良的萝卜质不育恢复系,为将甘蓝型油菜萝卜质不育杂种优势应用于我国油菜生产奠定了基础。