橘小实蝇（Bactrocera dorsalis (Hendel)）是柑橘类水果的毁灭性虫害。雌虫在成功交配后将卵产入成熟果实，导致其发霉腐烂失去经济价值，从而严重危害柑橘产业。自然条件下的橘小实蝇交配时间发生于黄昏时段，此时下降的光照强度是诱发其交配的关键条件。本研究首先通过设置0-30000lux共10种光照强度，从而确定何种光强能够明显调控橘小实蝇的交配行为。进一步选择了三种明显调控其行为的光照强度，测试了这些光照强度对雄虫求偶（振翅）及雌虫对性信息素2,3,5-三甲基吡嗪(2,3,5-trimethylpyrazine TMP)趋向性的影响。最后，在实验室中将强光和黑暗条件人工组合，测试其是否可以阻止橘小实蝇的交配，以期待为未来橘小实蝇的行为调控提供理论基础。结果表明，橘小实蝇成虫能在较低光照（<1000lux）正常交配，光强越强其交配数量越低，在光强达到20000lux以上时几乎无交配。较强光强明显减弱并推迟了雄虫的振翅行为与雌虫对TMP的趋向行为，不同的是雄虫在10000lux下仍有一定程度的振翅，而雌虫在此光强下对TMP几乎无趋向行为。成虫在无光情况下无交配行为，在此过程中雄虫无振翅行为而雌虫则对TMP失去趋向行为。进一步模拟不利光照条件，在强光10000lux一小时后持续无光，橘小实蝇成虫不进行交配。因此，光照条件是对橘小实蝇求偶交配的重要条件，未来可通过人工改变光强或其他手段干扰橘小实蝇成虫感弱光的分子靶标调控其求偶交配行为，从而开发新型绿色的橘小实蝇防控技术。
世界范围内有各种品种、类型的鸡，它们的品种特征各不相同，是宝贵的遗传资源。目前，对影响这些鸡品种的特异性表型的遗传决定因素的研究还有待进一步加深。深入了解品种特异性表型变异的潜在遗传机制可以帮助育种者培育和改良鸡品种。本研究对7个来自山东省的本地品种共140只鸡和20只引进的隐性白羽鸡的全基因组进行了重测序。基于常染色体单核苷酸多态性(SNPs)的群体基因组比较结果揭示了鸡群基于地理距离的聚类模式。通过全基因组范围内的选择性清除分析，本研究确定了甲状腺刺激激素受体(TSHR，繁殖性状，生理节律)，红细胞膜蛋白带4.1 样 1 (EPB41L1，体型大小)和烷基甘油单加氧酶(AGMO，攻击行为)是主要候选的鸡品种特异性决定基因。此外，本研究利用机器学习分类模型，基于与品种特征显著相关的SNPs对鸡的品种进行判别，预测准确率为92%，可有效实现莱芜黑鸡的品种鉴定。本研究首次提供了山东地方鸡种的完整基因组数据，相关的分析揭示了山东地方鸡种的地理模式和鸡的品种特异性性状相关的潜在的候选基因。此外，本研究开发了一个基于机器学习的预测模型，使用SNPs数据进行品种判别，该部分内容为利用机器学习方法开发品种分子身份证提供了参考。本研究揭示的地方鸡品种遗传基础有助于更好地理解鸡资源特性的内在机制。
月季是世界上最重要的观赏植物之一，具有极高食用和药用价值，还被全世界范围广泛种植用来提取精油。本研究采用固相微萃取（SPME）和气相色谱-质谱（GC-MS）联用法对在云南西北地区发现的具有浓郁甜香的新物种——大花粉晕香水月季（Rosa yangii）不同开花阶段的花香成分进行提取和分析。共检测到113种挥发性有机化合物，从中筛选出69种芳香挥发物。我们发现大花粉晕香水月季的花朵在初开期产生和释放的挥发性有机物明显高于其他开放阶段，此阶段合成并保留了大量的花香组分，说明在工业生产时更适合在初开期采收花朵。气味活性值（OAV）分析表明，大花粉晕香水月季的主要芳香成分包括丁香酚、甲基丁香醇、苯乙醛和苯乙醇、庚醛、癸醛、（E）-2-己烯-1-基乙酸酯、石竹烯等。代谢组和时序基因共表达网络（TO-GCN）联合分析显示，苯类/苯丙类挥发性有机化合物合成途径上的基因和有机挥发物对其浓郁甜香起主要调控作用。MYB和bHLH可能是调控丁香酚合成酶（EGS）和异丁香酚合成酶（IGS）合成进而影响花香的重要转录因子。综上所述，本研究可为观赏植物芳香分子育种提供科学依据，并促进植物精油新原料在食品储藏、芳香疗法、化妆品和香料行业的开发利用。
高脂血症是一种与饮食相关的常见代谢紊乱疾病。人们认为含有皮层和胚芽的糙米有助于缓解高脂血症。本研究通过高脂饮食建立了高脂血症大鼠模型，通过该模型在血脂、脂肪酶、载脂蛋白和炎症方面探索了发芽糙米（Gbrown）和发芽黑米（一种发芽的黑色糙米，Gblack）的降血脂潜力。进而通过16S rDNA测序测定了接受不同饮食干预高脂血症大鼠的肠道微生物。本研究结果发现，Gbrown和Gblack均可减轻大鼠的高脂血症，表现出降低TC、TG、LDL-C和载脂蛋白B，以及升高HDL-C、HL、LPL、LCAT和载脂蛋白质A1的效果。Gbrown/Gblack还可以减轻高脂血症大鼠的炎症，表现出TNF-α、IL-6和ET-1的降低。同时，16S rDNA测序发现Gbrown/Gblack饮食提高了高脂血症大鼠肠道微生物的丰度和多样性。在门级水平，Gbrown/Gblack在高脂血症大鼠中降低了厚壁菌门（Firmicutes），增加了拟杆菌门（Bacteroidetes），并降低了F/B比率。在属级水平，Gbrown/Gblack在高脂血症大鼠中降低了链球菌属（Streptococcus），并增加了瘤胃球菌属（Ruminococcus）和异杆菌属（Allobaculum）。同时，本研究还确定一些与脂质代谢相关的差异微生物属，如Gblack组中的Lachnospiraceae和Ruminococcus，Gbrown组中的Phascolarctobacterium、Dorea、Turicibacter和Escherichia Shigella。值得注意的是，Gblack对高脂血症的有益效果强于Gbrown。总之，Gbrown/Gblack的饮食干预可以通过减轻肠道微生物的失调有助于缓解高脂血症。
The metabolomics variations among rice, brown rice, wet germinated brown rice, and processed wet germinated brown rice
本研究以华北玉麦轮作农田石灰性土壤为研究对象，针对玉米和小麦季的两次施肥事件，采用15N气体通量法（15NGF）对田间原位土壤N2通量进行为期一周的观测。施用肥料为15N标记尿素（丰度为99 atom％），施用量为130（玉米季）和150（小麦季）kg N ha–1；并于施肥后的第一、三和五天（缩写DAF 1、DAF 3和DAF 5）进行模拟灌水，控制灌水后土壤湿度达~60% WFPS。结果显示：当罩箱时间为2、4和6 h时，土壤N2通量的检测限分别为163–1565、81–485和54–281 μg N m–2 h–1。土壤N2通量为159–2943（平均：811）μg N m–2 h–1，98.3%的通量数据高于其检测限（即120个观测数据中仅2个达不到通量检测限）。灌溉时间显著影响玉米季观测期内的土壤N2平均通量，DAF 3处理较DAF 1和DAF 5处理高约80%（p<0.01）；而在小麦季，不同灌溉时间的N2通量无差异。而且，玉米季观测期内的N2通量和氧化亚氮（N2O）与N2产物比（N2O/(N2O+N2)）均较小麦季高约65%和11倍（p<0.01）。该差异主要归因于玉米季观测期内更高的土壤湿度、温度和氮底物的有效性，利用反硝化贡献N2排放和N2O/（N2O+N2）比值。该研究表明15NGF方法可应用于原位定量集约化石灰性农田土壤的N2通量。
连阴雨天气导致田间湿度增大，诱发田间霉菌的生长繁殖，并侵染农作物导致田间霉变的发生。在大豆生长后期，因连阴雨天气导致的田间霉变严重影响大豆的产量和品质。为探究田间霉变诱导大豆品质劣变的机制，本研究利用人工降雨室模拟连阴雨天气，诱发大豆籽粒田间霉变，结合转录组学和多种代谢检测平台，解析田间霉变胁迫下大豆品质劣变的生化机理。研究结果表明，田间霉变影响大豆的外观品质，霉变大豆籽粒皱缩、变形，并出现霉斑。田间霉变使大豆籽粒中蛋白质、多糖等储藏性物质的含量降低，导致籽粒百粒重显著下降。转录组分析发现，田间霉变使大豆籽粒中氨基酸代谢、糖酵解、三羧酸循环、脂肪酸β氧化等初生代谢过程加强。代谢组分析结果也表明，霉变大豆籽粒中多种氨基酸、糖类物质、有机酸的含量显著增加，而脂肪酸的含量则显著下降。与此同时，大豆异黄酮作为一类重要的抗逆活性物质，其生物合成在转录水平和代谢水平均受到田间霉变的诱导。田间霉变诱发大豆籽粒的防御机制，通过分解和消耗储藏性物质为防御体系的构建提供能量和底物，但储藏性物质的消耗导致了大豆品质劣变。本研究为深入了解大豆籽粒田间霉变的机制提供了重要的理论基础，同时也为抗田间霉变大豆品种的筛选指明方向。
表皮蛋白是昆虫表皮关联器官的主要组成部分，如体壁和翅，然而其在渐变态昆虫翅发育中的功能尚不清楚。本文从飞蝗中鉴定出一种属于CPR 家族RR-2亚家族的翅表皮蛋白LmACP8。LmACP8主要在翅芽中表达，且在三龄、四龄和五龄若虫蜕皮前表达量较高，其编码的蛋白定位于翅芽和成虫翅的原表皮层。利用RNA干扰，LmACP8的表达缺失显著降低了其蛋白质含量，从而导致飞蝗若虫向成虫转变过程中翅形态发生异常。进一步研究证实这种异常形态发生是由于翅内皮层严重受损所致。个体实验结果发现，蜕皮激素（20-hydroxyecdysone，20E）能够抑制LmACP8的表达，而在干扰激素受体基因LmHR39（Hormone receptor 39）后，LmACP8表达显著上调。由此可见，LmACP8参与飞蝗若虫向成虫转变过程中翅的发育，且其表达受LmHR39介导的20E信号通路负调控。
植物促生真菌具有产生生物活性物质、促进植物生长以及增强植物免疫抗性的能力，其作为有应用价值的有益微生物在作物栽培中受到越来越多关注。本研究从健康番茄植株根际土壤中分离筛选到一株木霉菌株TM2-4，将其鉴定为非洲哈茨木霉（Trichoderma afroharzianum）。菌株TM2-4发酵滤液中含有多种生物活性物质且对番茄种子发芽具有明显促进作用，发酵滤液100倍稀释液处理，番茄胚轴、胚根长度，种子活力指数分别增加28.7%、19.4% 和 62.1%。为了评价菌株TM2-4的促生作用及其相关机制，通过盆栽试验和转录组测序分析了非洲哈茨木霉菌制剂TM2-4处理对番茄植株生物学指标和基因表达型的影响。结果表明，非洲哈茨木霉TM2-4能够通过在植株根际土壤和根系有效定殖，显著提高番茄株高、干重、单株叶片数及根系活力等生物学指标。转录组分析发现，木霉菌制剂处理番茄根系较对照共获得984个差异表达基因，主要集中在激素平衡、抗氧化活性以及苯丙烷类生物合成和谷胱甘肽代谢等生物学过程。相关研究结果为阐明菌株TM2-4对番茄的促生作用机制提供有效信息，并为非洲哈茨木霉微生物菌剂在蔬菜作物生产中的进一步开发应用奠定理论基础。
