鸡传染性法氏囊病（Infectious Bursal Disease， IBD）是一种由鸡传染性法氏囊病毒（Infectious Bursal Disease Virus， IBDV）引起的急性、高度传染性疾病，主要危害雏鸡。新型变异株的出现，加剧该疾病对家禽业可造成巨大的经济损失，但现无针对新型变异株的商品化疫苗。目前，免疫预防是控制该疾病的主要手段。本研究比较了用白油佐剂、Montanide™ ISA 78 VG、Montanide™ Gel P和氢氧化铝佐剂以及无佐剂制备的新型变异株IBDV VP2亚单位疫苗的安全性和有效性，通过组织解剖、病理切片观察、抗体水平检测、组织病毒载量检测等试验，评估对各种佐剂制备的疫苗的保护作用。结果表明，本研究制备的IBDV VP2亚单位疫苗能够诱导特异性抗体的产生，抑制法氏囊萎缩并抵抗病毒攻击。在抗原量（IBDV）相同的条件下，Montanide™ ISA 78 VG、Montanide™ Gel P和氢氧化铝佐剂制备的疫苗保护明显优于其他佐剂和无佐剂组，其中Montanide™ ISA 78 VG和氢氧化铝佐剂制备的疫苗效果最好，Montanide™ ISA 78 VG佐剂疫苗最稳定，Montanide™ Gel P佐剂疫苗最容易制备。综上所述，在安全性优先的情况下，使用Montanide^TM ISA 78 VG、Montanide^TM-Gel P和氢氧化铝佐剂可以提高雏鸡疫苗免疫的安全性和有效性，为后续IBDV的防治提供实验参考和理论依据。

叶锈病是危害小麦生产的主要病害之一，栽培小麦广谱高抗叶锈病基因匮乏。小麦-冰草易位系2PT-5具有来自冰草2P长臂对小麦叶锈病广谱免疫的区段。为了准确定位该抗叶锈病基因区段，本研究利用辐照诱导获得的小麦-冰草2P易位系TT-5、TT-3和TT-26分离群体进行叶锈菌接种鉴定，结合基因组原位杂交（GISH）、分子标记检测和基因组重测序对抗叶锈病基因进行物理定位。将抗叶锈病定位区间由原来的82 Mb缩小至9.2 Mb，定位于2P长臂物理位置926.4~935.6 Mb区间。目标区间内注释了64个冰草特异基因，包含6个典型抗病基因，其中有2个编码NLR蛋白的基因和2个编码受体激酶的基因响应叶锈菌的侵染。抗叶锈病基因目标区段的定位，为进一步克隆和解析转移到小麦中的这一广谱抗叶锈病基因奠定了重要的基础。

禽偏肺病毒（Avian metapneumovirus，aMPV）为副黏病毒科肺病毒亚科偏肺病毒属家族的成员，其主要引起火鸡鼻气管炎（Turkey rhinotracheitis，TRT）和肉鸡肿头综合征（Swollen head syndrome，SHS）。目前，B亚型aMPV是我国鸡群中主要的优势流行毒株，由于缺乏aMPV反向遗传操作技术，有关该病毒的致病与致弱机制及是否可作为病毒载体的研究相对较少。为此，本研究将B亚型aMPV弱毒株LN16-A株全长分为5个cDNA片段进行扩增，并在基因组的3′端和5′端分别添加了T7启动子和丁型肝炎核酶序列，构建了全长cDNA感染性克隆质粒pOKLN16-A。将pOKLN16-A与4个辅助质粒pCAGGS-N、pCAGGS-P、pCAGGS-M21和pCAGGS-L共转染至表达T7 RNA聚合酶的BSR-T7/5细胞中，拯救出了病毒，成功建立了基于T7 RNA聚合酶的aMPV反向遗传操作系统。为进一步探究aMPV作为疫苗载体的潜力，利用反向遗传操作技术将增强型绿色荧光蛋白基因（Enhanced green fluorescent protein，EGFP）插入aMPV基因组的不同位点，并比较了其表达水平，结果显示，EGFP在B亚型aMPV的G和L基因之间的表达水平显著高于另外两个插入位点（前导基因和N基因之间及替换SH基因），因此确定外源基因表达的最佳插入位点为G和L基因之间。为进一步验证该插入位点的可用性，以鸡传染性法氏囊病病毒超强毒株（Very virulent infection bursal disease virus，vvIBDV）为模式病毒，利用反向遗传操作技术在该位点插入了其保护性抗原VP2基因，成功拯救了稳定表达vvIBDV VP2蛋白的重组B亚型aMPV，命名为rLN16A-vvVP2株。将rLN16A-vvVP2株以5000 TCID₅₀/只的剂量免疫SPF鸡，免疫3周后使用B亚型aMPV LN16-F4强毒株及vvIBDV HLJ0504强毒株进行攻毒。结果显示，单次免疫rLN16A-vvVP2株可同时诱导机体产生针对B亚型aMPV及vvIBDV两种病毒的中和抗体，免疫3周后的中和抗体效价分别为8.7及8.2 log2。此外，单次免疫rLN16A-vvVP2株对B亚型aMPV强毒及vvIBDV强毒的攻毒保护率均为100%，并能有效预防vvIBDV攻击后引起的法氏囊损伤。本研究成功建立了B亚型aMPV的反向遗传操作系统并鉴定了外源基因表达的最佳插入位点，首次评价了B亚型aMPV作为疫苗载体的潜力，研究结果为进一步研究aMPV的致病机制和安全有效的新型载体疫苗提供了技术支撑。

交配行为是昆虫繁殖过程中的重要组成部分，通常由关键的化学信号介导。在许多蛾类物种中，雄蛾通过识别雌蛾释放的性信息素来寻找合适的配偶，性信息素受体在这一化学信号识别过程中扮演着关键角色。同样，雄蛾在求偶过程中也会释放出复杂的混合挥发性化合物；然而，有关这些候选雄性性信息素的嗅觉识别机制研究尚不充分。在这项研究中，我们利用气相色谱-触角电位联用技术（GC-EAD）以及气相色谱-质谱联用技术（GC-MS）分析了棉铃虫雄性产生的挥发性化合物，并鉴定了三种候选雄性性信息素，其中Z7-12:OAc在雄蛾触角中能引起更明显的电生理反应。通过单感器记录（SSR）发现，棉铃虫雄蛾触角的A类毛型感器中表达HarmOR13的ORN-a能被Z7-12:OAc激活。进一步的爪蟾卵母细胞双电极电压钳记录表明，Z7-12:OAc能激活五种实夜蛾亚科蛾类的OR13。本研究结果发现了一种可应用于未来行为研究的候选雄性性信息素，如果有行为数据的支持，这些结果将有助于设计新型嗅觉行为调控剂，通过干扰交配实现有效的害虫控制策略。

【目的】系统分析玉米大斑病菌LysM家族成员，筛选其中关键效应蛋白，并分析其对植物免疫反应的调控作用，为探究病菌致病性的分子机制奠定基础。【方法】利用生物信息学方法在玉米大斑病菌基因组中鉴定LysM家族成员，对其理化性质、进化关系、结构域及保守位点进行分析；基于转录组数据并结合qRT-PCR技术分析LysM家族基因在病菌侵染玉米过程中的表达模式；通过酵母分泌系统分析信号肽分泌活性；通过本氏烟瞬时表达系统分析关键效应蛋白StLysM1对植物免疫反应的调控作用；利用分子模拟和多糖结合试验检测LysM效应蛋白对几丁质的结合能力。【结果】在玉米大斑病菌基因组中共鉴定得到8个LysM家族成员，分别命名为StLysM1~StLysM8，其中5个成员（StLysM1、StLysM2、StLysM5、StLysM6和StLysM7）为候选效应蛋白，这些效应蛋白均只含有LysM结构域，其他成员则含有额外的保守结构域。系统分析显示，StLysMs可分为真菌/细菌亚类和真菌特异亚类，其中真菌特异亚类的LysM结构域序列包含⁸GDxTC¹²、²⁹WNP³¹基序以及3个高度保守的半胱氨酸残基，而细菌/真菌亚类的LysM结构域序列保守位点较少。StLysM1基因在病菌侵染玉米24 h、72 h过程中持续上调表达，其编码产物为分泌蛋白，且在本氏烟中不能诱导植物的程序性细胞死亡（PCD），但可抑制由BAX/INF1诱导的PCD。StLysM1自身不形成二聚体，但能与几丁质相结合，并抑制由几丁质触发的活性氧爆发及病程相关基因NbPR1和NbPR4的表达，提高了本氏烟对灰葡萄孢的易感性。【结论】在玉米大斑病菌中共鉴定得到8个StLysMs家族成员，其中StLysM1为关键效应因子，能够结合几丁质，进而抑制植物基础免疫并促进病菌侵染。

由稻黄单胞菌稻致病变种Xanthomonas oryzae pv. oryzae (Xoo)引起的水稻白叶枯病是一种毁灭性的细菌性病害，会降低水稻产量并导致重大经济损失。细菌sigma (σ)因子是一类非专一性的蛋白，它能够与RNA聚合酶结合并识别特定的启动子，σ⁷⁰因子还参与调节应激反应和毒力的基因的表达。然而，σ⁷⁰因子RpoD在Xoo中的功能及其调控机制尚不清楚。在本研究中，我们通过生物信息学分析发现RpoD在植物病原菌，尤其是在黄单胞菌中是相当保守的。生长曲线和致病性检测结果表明，PXO_RpoD敲除后对Xoo的生长无明显影响，但对水稻的致病性显著降低。为进一步鉴定受PXO_RpoD直接调控的基因，我们在野生型PXO_RpoD C端融合了Flag标签，并进行了靶标下切割和标记（CUT&Tag）分析。结合表型试验发现，PXO_RpoD参与调控Xoo的游动性和氧化胁迫响应。与野生型菌株相比，PXO_RpoD缺失突变体减弱了非寄主烟草的过敏反应，说明PXO_RpoD可能参与调控三型分泌系统。通过细菌单杂交和凝胶迁移试验，结果表明PXO_RpoD与hrpG和hrpX的启动子直接互作。综上所述，本研究发现PXO_RpoD参与调节运动能力和氧化应激响应，是维持Xoo致病力所必需的基因。此外，PXO_RpoD能够直接与hrpG和hrpX的启动子结合，从而调控三型分泌系统及效应子的表达。本研究阐明了PXO_RpoD在参与调控Xoo致病性中的作用，为防治水稻白叶枯病潜在靶点的开发提供了理论依据。

UBL-UBA蛋白作为26 S泛素蛋白降解途径中的转运蛋白，在植物生长和发育以及应对各种生物和非生物胁迫中发挥关键作用。尽管RAD23（一种UBL-UBA蛋白）在多种植物中得到了广泛研究，但目前在猕猴桃中还未见报道。本研究中，我们在猕猴桃中鉴定了六个AcRAD23基因，分析了它们的系统发育关系、基因结构、保守基序组成和启动子中的顺式作用元件。亚细胞定位实验表明，所有AcRAD23都定位在细胞核和细胞膜中。实时定量PCR（qRT-PCR）分析证明了AcRAD23基因在不同组织和各种逆境（干旱、涝渍、盐等）下的差异表达模式，AcRAD23D1对非生物胁迫表现出强烈的响应。此外，我们在干旱胁迫条件下使用VIGS介导的基因沉默方法研究了AcRAD23D1的生物学功能。与对照系相比，AcRAD23D1表达的抑制导致D1-VIGS株系的相对含水量（RWC）降低，但导致丙二醛（MDA）含量和相对电解质渗漏（REL）水平增加。此外，D1-VIGS株系表现出更高的活性氧（RoS）积累，同时超氧化物歧化酶（SOD）和酶（POD）活性降低。这些发现表明AcRAD23 D1可能在调节猕猴桃对干旱胁迫的反应方面发挥积极作用。我们的结果为AcRAD23在非生物胁迫条件下的潜在参与提供了新的见解，同时为理解猕猴桃适应胁迫的分子机制提供了理论基础。

阐明作物耐受低氮胁迫的生理和分子机制，促进氮素从衰老叶片向新叶的转移对提高芸薹属的氮素利用效率至关重要。谷氨酰胺合成酶（GS）参与植物叶片蛋白降解过程中释放的铵的重新同化过程，是我们研究的重要基因。在本研究中，我们通过水培试验发现了2个对低氮胁迫响应有差异的基因型芥菜：氮高效基因型芥菜（H141）和氮低效基因型芥菜（L65）。各项生理指标表明H141号芥菜氮素利用效率高的生理原因是它的地上部拥有较低的硝酸盐含量，较高的铵盐、游离氨基酸含量以及NR和GS活性。全基因组重测序数据表明在H65和L141之间有5,880个与NUE相关的基因存在多态性。这些基因参与了氨基酸代谢、碳水化合物代谢和能量代谢。单倍型分析结果表明在芥菜群体中BjuB05.GS1.4存在两种单倍型，Hap1和Hap2在5’非翻译区（UTR）和3’UTR的调控区以及内含子中具有多个单核苷酸多态性或插入/缺失，并且Hap1芥菜群体的地上部NUE显著低于Hap2。这两种单倍型导致芥菜不同遗传群体的地上部NUE存在差异，并与当地土壤氮含量有关，这表明它可能有助于芥菜适应不同的地理环境。因此，我们的研究结果揭示了不同芥菜NUE基因型的生理和分子机制，并证明了在芥菜中进行NUE育种的巨大潜力。

本研究以一对棉花近等基因系中棉所12有腺体和中棉所12无腺体为材料，通过转录组测序确定与棉酚生物合成相关的潜在基因和代谢途径。我们发现了超过2.35亿个clean reads和1184个差异表达基因（differentially expressed genes，DEGs）。随后，我们进行了加权基因共表达网络分析，发现含有GhTPS（GH_D09G0090）和GhCYP（GH_D05G2016）枢纽基因的白色和黄色模块与棉酚含量有很强的相关性。使用RT-qPCR、病毒诱导的基因沉默（virus-induced gene silencing，VIGS）和靶代谢产物分析证明了GhTPS和GhCYP基因的重要性。与野生型相比，这些基因的沉默导致感染两周后叶片和茎上的腺体减少。此外，通过靶向代谢物分析共鉴定出152种代谢物。差异代谢产物筛选显示，与对照组相比，TRV:GhTPS和TRV:GhCYP植株中分别有12种和18种显著不同的代谢产物；与对照组比较，代谢产物的积累减少。靶代谢产物分析表明，棉酚生物合成的最终产物半棉酚的含量也降低了，这表明这些基因在棉酚生物合成途径中发挥了作用。此外，记录到有腺体和无腺体品系之间棉酚含量存在显著差异。本研究的结果揭示了棉酚含量与GhTPS和GhCYP枢纽基因之间的密切联系，表明它们在棉酚生物合成途径中的作用是减少半棉酚的积累，这可能为棉花棉酚生物合成通路的调控检查点提供新的理解。

玉米根系在地上植物的发育中起着至关重要的作用，并通过吸收田间的水分和养分来决定产量。然而，由于玉米根系构造复杂，而且其根系构型受环境影响较大，所以目前人们对玉米根系的遗传结构知之甚少。本研究利用研究组自主开发的高通量半自动水培系统对518个玉米核心材料进行了玉米根系的表型鉴定和遗传研究。研究发现，不同自交系材料之间主根和苗期根系发育进程都存在较大的差异；群体结构分析表明该群体具有分层性，其连锁不平衡衰减距离平均小于50Kb。利用600 K 高密度SNP芯片，我们对这518个核心材料进行了基因分型，并对24个根系性状进行了全基因组关联分析（GWAS），通过显著位点区间分析，最终确定了9个显著相关的SNP和7个候选基因。其中候选基因GRMZM2G400533位于主效SNP位点（AX-91771718）上游5Kb范围内，与主根长度变异显著相关，并优先在主根和冠根中表达。表达分析发现该候选基因表达随着主根的发育而升高，但与主根伸长呈负相关。基于GRMZM2G400533的候选基因分析，我们还鉴定了三种功能变异和八种等位基因单倍型。本研究将深化我们对玉米根系发育的理解，为玉米根系优化改良提供理论依据。

在乡村旅游蓬勃发展之际，农田作画已成为吸引游客观光和提升农民收入的关键策略。然而，在我国重要的油料作物——花生中，缺少可供花生田作画使用的紫叶品种。因此，开发紫叶花生品种势在必行。甜菜碱是一种源自氨基酸酪氨酸的植物天然色素，呈现红紫色，并且具备抗氧化功能对人体健康有益。甜菜碱的生物合成途径相对简单，仅通过三个酶反应便可将酪氨酸转化为甜菜碱。RUBY基因是由编码甜菜碱合成所需的P450 加氧酶（CYP76AD1）、二羟基苯丙氨酸双加氧酶（DODA）和糖基转移酶的三个基因组成的人工开放阅读框，可利用酪氨酸合成甜菜碱。本研究采用农杆菌介导的转化方式，在 35S 启动子的驱动下，在花生中异源表达RUBY 基因。在转基因植株的愈伤组织、再生芽以及根、叶、茎、花、豆荚和种子中均观察到了紫色组织存在。与野生型植株相比，紫色叶片中转基因植株含有显著更高量级的甜菜碱。综上所述，我们成功创制出了具备观赏植物潜力的带有紫色叶片特征的花生新种质，为培育紫叶花生品种提供了理论和材料基础。此外，RUBY在花生转化过程中展现出了作为可见报告基因的潜力，可用于高效筛选转化植株。

前人的研究结果证明了m⁶A去甲基化酶在协调植物胁迫反应中的关键作用；然而，苹果m⁶A去甲基化酶在热胁迫和固定碳饥饿条件下的功能尚不清楚。本研究鉴定了苹果RNA去甲基化酶基因家族，并选择了苹果RNA去甲基化酶基因MdALKBH1A进行进一步研究。通过LC-MS/MS分析方法证明了MdALKBH1A是苹果的m⁶A去甲基化酶。过表达MdALKBH1A的转基因‘Micro Tom’番茄植株对高温更为敏感，这可能与抗氧化能力降低、膜脂过氧化作用增加、质膜稳定性降低有关。此外，过表达MdALKBH1A的番茄植株通过提高质膜稳定性、光合速率和自噬活性增强其对碳饥饿胁迫的抗性。综上所述，本研究阐明了苹果MdALKBH1A在应对高温胁迫和碳饥饿胁迫中的关键作用。

作物冠层中光和氮的分布是作物对生长环境的适应，有利于提高作物的碳同化能力。那么在不增加额外投入的情况下，是否可以通过改善光氮分布提高作物产量？本研究通过2019年和2020年在奇台进行的田间试验，研究了不同供氮水平和种植密度对两个高产玉米品种（XY335和DH618）冠层光照和氮素分布的影响，以及冠层生理特性对RUE和产量的调节。结果表明，玉米冠层中光（PPDF）分布自上而下一直减少，而比叶氮（SLN）的分布自上而下先增加后减少。当SLN达到最大值时XY335和DH618的PPDF分别为0.5和0.3，对应在总叶面积（LAI）40.6%和49.3%的位置。K_N（消氮系数）/K_L（消光系数）可以反映作物光氮协同匹配的能力，XY335中下部冠层的K_N/K_L（0.32）比DH618（0.24）高0.08。XY335（17.2 t ha^-1，1.8 g MJ^-1）的产量和RUE分别比DH618（16.1 t ha^-1、1.6 g MJ^-1）高7% (1.1 t ha^-1) and 13.7% (0.2 g MJ^-1)。因此，当上部和中部冠层中LAI的比例较小时，可以改善群体光照分布，从而有助于调动氮分布，保持较高的K_N和K_N/ K_L。高种植密度条件下，当玉米养分需求被满足时（N360），K_N/K_L是反映玉米群体光氮协同匹配与产量和光氮效率协同提升的关键参数。该研究对今后玉米高产高效栽培及育种具有重要借鉴意义。

地上生物量（AGB）是反映小麦群体生命活动的重要指标，对小麦生长监测和产量预测具有重要意义。传统的生物量统计方法主要通过人工取样调查来完成。尽管这些方法具有很高的估算精度，但该方法需要破坏性取样，操作耗时长，且难以大规模监测。本研究在传统遥感估测生物量的基础上进行方法优化，基于改进的卷积特征（CFs）来估算小麦AGB。研究通过低成本的无人机（UAV）作为主要数据采集设备，获取了两种小麦品种在五个关键生长期的RGB和多光谱（MS）影像数据。同时进行了田间测量，以获得实际的小麦生物量数据用于验证。基于遥感指数（RSIs）、结构特征（SFs）和卷积特征（CFs），本研究提出了一种新的特征AUR-50来估算小麦AGB。结果表明，AUR-50比RSIs和SFs更能准确地估算小麦AGB，平均R²超过0.77。在越冬期，AUR-50_MS具有最高的估算精度（R²为0.88）。此外，通过增加CFs，本文提出的方法降低了由于生育后期光谱饱和对生物量估算精度的影响，在开花期的最高R²为0.69。本研究结果为高通量估测小麦AGB提供了一种有效方法，并为其他作物的表型参数研究提供了参考。

TSJT1属于 Class-Ⅱ谷氨酰胺酰胺基转移酶超家族成员。目前有关TSJT1在植物中的作用及调控机制的研究很少。本研究从甘薯抗旱品系徐薯55-2中分离出受植物激素ABA诱导的基因IbTSJT1。该基因的表达受PEG6000和ABA的强烈诱导。亚细胞定位表明，IbTSJT1蛋白定位于细胞核和细胞膜上。过表达IbTSJT1基因显著提高了甘薯的抗旱性。干旱条件下，过表达甘薯植株中ABA和脯氨酸含量提高，SOD和POD活性增强，ROS清除系统基因被上调。叶片气孔开度实验表明，过表达IbTSJT1基因提高了转基因甘薯植株的ABA敏感性。酵母单杂交（Y1H）、凝胶阻滞实验（EMSA）、双荧光素酶（Dual-Luc）和染色质免疫沉淀（ChIP-qPCR）等实验结果表明，IbABF2直接结合在IbTSJT1基因启动子中的ABA响应元件ABRE上，并激活其表达。这些研究结果表明，IbTSJT1基因介导ABA依赖的干旱胁迫响应，并通过诱导气孔关闭和激活ROS清除系统来增强转基因甘薯的抗旱性。本研究为提高甘薯和其他植物的抗旱性提供了新的候选基因。

玉米（Zea mays L.）是雌雄同株异花植物，其雌穗和雄穗分别为雌花序和雄花序。成熟的玉米雌花序通常能产生数百粒籽粒，决定籽粒的大小及粒重，直接影响玉米的最终产量。本研究鉴定了一个玉米隐性花序发育缺陷突变体tasselseed2016（ts2016），该突变体雌雄花序在发育过程中表现出多方面的缺陷且籽粒产量降低，包括雌雄花序上各类分生组织的确定性和小花中器官身份的缺失、雌穗下位小花退化障碍及籽粒变小。通过图位克隆及等位测试，确定该表型由microRNA基因MIR172e基因突变造成。此外，本研究鉴定到一个调控玉米雌穗下位小花退化的分子模块——miR172e/ETHYLENE RESPONSIVE ELEMENT BINDING197 (EREB197)。转录组分析表明，MIR172e突变能抑制玉米雌穗发育中的多个生物过程，特别是花发育和激素相关途径。另外，我们发现MIR172e DNA序列突变影响其RNA的转录，导致突变位点后的转录延伸受阻。本研究揭示了MIR172e在玉米花序发育和籽粒产量中的作用和分子机制，加深了我们对玉米花发育调控的认识。

淀粉的生物合成是一个的复杂的过程依赖于多种酶的协调作用。抗性淀粉在小肠中不被消化，从而可以阻止了血糖指数的快速上升。淀粉合成酶2a（SS2a）是支链淀粉生物合成中的关键酶，对淀粉结构和性质有重要影响。本研究中，我们从大麦EMS突变体库中鉴定出了ss2a缺失突变体（M3-1413）。在突变体中，诱变产生的单碱基突变位于SS2a第一内含子的3'端的RNA剪接受体（AG），导致RNA不能正常剪辑，并产生两个异常ss2a转录本，导致ss2a基因失活。表型分析表明突变体M3-1413的淀粉结构和性质发生显著变化，具体为总淀粉含量降低，直链淀粉和抗性淀粉含量升高。本研究揭示了大麦ss2a突变机制及其对淀粉特性的影响，有助于推动大麦淀粉功能食品的开发应用。

降低反刍动物肠道甲烷排放是应对气候变化的重要举措之一。自研究人员首次发现大型藻类具备降低肠道甲烷排放的潜力以来，使用大型海藻作为一种新型饲料添加剂来抑制反刍动物肠道甲烷排放在近些年得到了全球广泛关注。由于含有相对较高浓度的三溴甲烷，Asparagopsis taxiformis（紫衫状海门冬）成为首选的目标物种。三溴甲烷作为一种卤代甲烷结构类似物，能够特异性地抑制瘤胃产甲烷菌中辅酶M甲基转移酶的活性，从而阻断甲烷生成。但是需要注意的是，三溴甲烷也是一种潜在的有毒物质和消耗臭氧层的大气污染物。当前的研究重点集中在饲喂富含三溴甲烷的海藻对反刍动物肠道甲烷减排效果、生产性能和安全性的影响，以及大规模海藻种植对大气环境的影响。未来在开发海藻作为甲烷减排产品时，需要关注那些具备甲烷减排能力但同时三溴甲烷含量低的物种，例如Bonnemaisonia hamifera、Dictyota bartayresii和Cystoseira trinodis。此外，海藻中富含多种生物活性物质，这些活性物质通常具有抗菌、抗炎等生理特性，但关于这些生物活性物质在甲烷减排中的效果研究仍然缺乏。因此，需要进一步深入研究以鉴定出更多潜在功能的生物活性化合物。作为一个新的研究热点，海藻想要被开发为成熟的反刍动物饲料添加剂产品仍面临一些挑战和亟需解决的问题，例如重金属（碘和溴）和三溴甲烷在乳制品和肉制品中的残留问题，以及海藻种植、收获、保存和加工等产业链问题。综上，尽管部分海藻已经表现出很好的甲烷减排效果，但其作为商业饲料添加剂的应用仍受到安全性、成本、政策激励和法律法规等因素的影响。

本试验旨在研究日粮中添加富含缩合单宁（CT）[18.9 g kg^-1 干物质（DM）]的高粱对肉牛氮（N）代谢和尿液氧化亚氮（N₂O）排放的影响。试验1选用6头利木赞×鲁西杂交阉牛（初始体重为245 ± 18.70 kg）作为试验动物，采用有重复的3×3拉丁方试验设计，日粮中高粱含量分别为0、167和338 g kg^-1 DM。试验2采用静态土壤培养技术测定试验1中尿样的N₂O排放量。试验1的结果表明，日粮中添加高粱线性增加了粪N排泄量（P=0.001）、总N排泄量（P=0.010）和粪N/采食N比例（P=0.021），但没有影响尿N排泄量、沉积N和N沉积率（P>0.10）。血浆代谢组学数据显示，日粮中添加高粱上调了酚酸（N1,N5,N10-tris-trans-p-coumaroylspermine and prenyl cis-caffeate）和肉碱（3-hydroxyisovalerylcarnitine and linoelaidyl carnitine）的相对浓度。试验1的结果还显示，随着日粮中高粱比例的提高，肉牛的尿素排泄量线性增加（P=0.001），尿囊素排泄量有线性降低的趋势（P=0.051），尿液嘌呤衍生物排泄量（P=0.041）及根据尿液嘌呤衍生物估测的瘤胃微生物N流量线性降低（P=0.012）。试验2的结果表明，随着日粮中高粱比例的提高，土壤的整个培养期的平均pH没有显著变化（P>0.10），但是土壤NH₄⁺-N（P=0.012）、NO₂^--N（P=0.009）、NO₃^--N（P=0.001）和无机N（P<0.001）的平均浓度线性提高。土壤静态培养的结果还显示，随着日粮中高粱比例的提高，尿液N₂O-N排放量（P=0.001）、N₂O-N排放/尿N施加量比例（P=0.038）和尿液N₂O-N估测排放量（P=0.021）均线性提高。综上所述，日粮中添加富含CT的高粱167 和 338 g kg^-1 DM不影响肉牛的N沉积率，但可增加尿液N₂O-N排放量分别达5.7%和31.4%。为了减少向环境中排放的氧化亚氮数量，不建议在肉牛日粮中添加高水平的高粱。

通过作物模型准确的模拟作物生长和产量对于提高作物生产效率具有重要指导意义。Hybrid-Maize模型作为新型玉米专用过程模型得到了越来越广泛的应用，明确密植条件下Hybrid-Maize模型在中国不同区域的适应性是探索区域产量潜力及缩小产量差距的关键。本研究基于2011-2015年四大玉米产区（北方春玉米区、黄淮海夏玉米区、西南山地玉米区和西北内陆玉米区）内22个试验点所收集的较高密度条件下干物质生产及产量田间实测数据，对Hybrid-Maize模型进行了区域适应性检验。研究结果发现，在适当密植条件下（7.5×10⁴ plants/ha），模拟产量与实际产量基本吻合，西北、西南、黄淮海和北方NRMSE值分别为9.8、18.4、26.2和23.9%。线性拟合结果显示，在西北与西南地区产量模拟精度较黄淮海与北方高。比较地上部生物量发现，该模型在各区域地上生物量拟合优度均在可接受范围内，尤其在西北地区，其NRMSE值（17.2%）低于西南地区（24.8%）、黄淮海（22.9%）与北方地区（26.2%）。黄淮海和北方地区收获指数（HI）的模拟效果优于西北和西南地区。此外，模型模拟叶面积指数与实际田间实测叶面积指数拟合度在区域间存在显著差异，模型在黄淮海（NRMSE=28.8%）和北方（NRMSE=22.0%）的模拟精度优于西北（NRMSE=33.4%）和西南（NRMSE=44.2%）地区。总体来看，适度密植条件下Hybrid-Maize模型在我国玉米主产区对产量、生物量模拟精度普遍较高，尤其在西北地区拟合效果最优。而对于叶面积和收获指数，Hybrid-Maize模型在不同区域间拟合效果存在差异，尤其在西北和西南地区模型需要进一步校准。

鹅较低的产量极大地限制了鹅产业的发展。中国拥有最丰富的鹅品种资源。本研究利用鸿雁及其驯化而来的高产和低产地方鹅种的基因组重测序数据，鉴定了与鹅产蛋能力相关的关键基因，并验证了它们的功能。选择性清除分析揭示，在驯化过程中与低产鹅种相比，416个基因在高产鹅种中受到了特异性选择。此外， GWAS分析的结果表明，RTCB、BPIFC、SYN3、SYNE1、VIP和ESR1可能与鹅产蛋能力的差异有关。值得注意的是，只有ESR1同时被GWAS和选择性清除分析两种方法鉴定出来。位于ESR1下游的Indel_{chr3:54429172}位点的基因型被证实会影响ESR1在卵巢基质中的表达，并与首次产卵时的体重和鹅的产蛋频率显著相关。CCK-8、EdU和流式细胞实验证实，ESR1可以促进鹅等级前卵泡颗粒细胞（phGCs）的凋亡并抑制其增殖。结合转录组数据，发现ESR1参与鹅phGCs的功能可能与MAPK和TGF-β信号通路有关。总的来说，我们的研究使用了来自不同鹅品种的基因组信息来确定ESR1下游的一个indel位点可能与鹅产蛋密切相关。通过细胞生物学和转录组学方法鉴定了ESR1参与鹅产蛋能力调控的主要途径和生物学过程。这些结果有助于进一步了解鹅的产蛋能力特征，提高鹅的产蛋量。

杜鹃花科是一个分布在世界各地的开花植物类群，包括126属和4000多个物种。在本研究中，我们搭建了一个杜鹃花科基因组资源数据库(TEGR, http://www.tegr.com.cn)，这是一个基于16个杜鹃花科物种已发表基因组的综合性、用户友好的基于web的功能基因组数据库。TEGR数据库包含大量重要的功能基因，如生长素基因763个，开花基因2,407个，抗病基因20,432个，花青素相关基因617个，N6-甲基腺苷修饰基因470个。TEGR数据库中包含鉴定的599,174条特异的CRISPR引导序列。在TEGR数据库中对16个杜鹃花科物种进行了基因复制事件、共线性分析和同源性分析。TEGR数据库包含通过GO、Nr、Pfam、TrEMBL和Swiss-Prot数据库注释的614,821个功能基因。TEGR数据库提供Primer Design、Hmmsearch、Synteny、BLAST和JBrowse工具，帮助用户进行全面的比较基因组分析。所有高质量的参考基因组序列、基因组特征、基因注释和生物信息分析结果都可以从TEGR数据库下载。在未来，随着新基因组数据的出现，我们将继续完善更新TEGR数据库，为比较基因组学研究提供丰富的数据资源。

防御素在植物的生长发育和抵御病原菌侵染过程中发挥重要的作用，然而苹果中防御素对苹果树腐烂病菌抗性的作用尚不清楚。本研究中，共鉴定出29个苹果防御素蛋白，它们具有保守的序列特征。基于表达分析，发现苹果防御素在苹果各组织中均有分布，5个防御素基因的表达受到苹果壳囊孢的显著诱导。构建5个防御素的转基因愈伤，过表达防御素基因均能增强对苹果壳囊孢的抗性。其中，MdDEF30表达受苹果壳囊孢菌强烈诱导并显著提高愈伤抗性。进一步的体外活性实验证实MdDEF30能抑制壳囊孢的生长。MdDEF30能够促进活性氧积累和激活防卫相关基因PR4，PR10，CML13及MPK3的表达。通过构建MdDEF30共表达网络，发现转录因子MdWRKY75可能调控MdDEF30的表达。利用酵母单杂、荧光酶素报告基因和染色质免疫共沉淀荧光定量实验证实MdWRKY75能够与MdDEF30启动子直接结合。接种实验表明MdWRKY75正调控对苹果树腐烂病抗性，并且激活MdDEF30的表达。这些结果阐明苹果树通过MdWRKY75正向调控具抗菌活性和诱导抗性的MdDEF30表达抵御壳囊孢菌侵染的分子机理。