利用连作方式生产的作物会受到植物寄生线虫的严重危害，植物寄生线虫是连作障碍的重要指标。火龙果作为一种典型且重要的多年生经济作物，极易遭受严重的植物寄生线虫侵染；然而，其是否发生连作障碍尚不清楚。在此，我们研究了非连作（Y1）、连作3年(Y3)和连作5年(Y5)下火龙果土壤和根系中的植物寄生线虫(象耳豆根结线虫和矮化属线虫)、土壤线虫群落、线虫代谢足迹、土壤综合肥力和产量，以确定火龙果潜在的连作障碍以及影响火龙果产量的因素。试验表明:Y5的土壤和根系中植物寄生线虫数量最多；产量降低，火龙果生产受到严重胁迫。进一步分析土壤线虫的组成、多样性和生态功能指数发现，连作3年后土壤生态环境恶化，Y5最严重。同样，Y5处理的土壤对模式动物-秀丽隐杆线虫的生长繁殖也有明显的抑制作用。Mantel检验分析和随机森林模型表明，土壤速效磷、土壤交换性钙、土壤线虫丰度和多样性与产量显著相关。偏最小二乘路径模型分析表明，土壤肥力和土壤线虫多样性直接影响连作火龙果的产量。综上所述，集约化种植的火龙果连作5年时发生连作障碍，土壤线虫多样性和土壤肥力决定作物产量。

烟粉虱Bemisia tabaci寄主植物广泛，是一种世界性的重要害虫，已对多种杀虫剂产生高抗性。双丙环虫酯是近年商品化的丙烯类杀虫剂，其作用方式新颖，选择性强，被用于烟粉虱的防治。我们前期对一个烟粉虱田间种群进行抗性筛选，获得了双丙环虫酯高抗性种群（HD-Afi种群）。本研究发现在HD-Afi种群中，双丙环虫酯和其他常见化学剂交互抗性小, 但HD-Afi种群的P450酶活性是敏感种群HD-S的2.18倍；在12个候选P450基因中，CYP6DW3和CYP4C64基因在HD-Afi种群中显著上调。RNA干扰CYP6DW3和CYP4C64基因可显著增加烟粉虱成虫对双丙环虫酯的敏感性，证实两个基因与烟粉虱对双丙环虫酯的抗性相关。同源性建模和分子对接分析表明，双丙环虫酯与CYP6DW3和CYP4C64的结合稳定，结合自由能分别为-6.87和-6.11 kcal mol^-1。本研究结果表明CYP6DW3和CYP4C64基因的诱导促进了烟粉虱对双丙环虫酯的解毒代谢，造成烟粉虱抗性的发展。

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。

类金属砷（As）是植物的非必要元素，其过量积累对植物有毒害作用，且经食物链危害人类健康。植物通过多个过程吸收与代谢砷，As⁵⁺形式的砷通过磷酸转运体吸收，而甲基化和As³⁺形式的砷主要通过水孔蛋白通道进入植物体。虽然曾提出过多种减轻植物砷毒害或减少其积累的对策，但它们在有效性以及环境友好等方面存在不足。本文较为系统地综述了As来源、吸收机理、砷磷互作及其对吸收、转运和植物生长和生理活性的影响，内容主要涉及植物在吸收、代谢和耐性上对砷胁迫和磷施加的反应。另外，本文还介绍了通过改善磷营养、操纵磷运转体基因以及优化植物-微生物群落而减少砷毒害和积累的最新进展。最后，简要讨论了今后面临的主要挑战和研究方向。

众所周知，施用腐秆剂可以加速秸秆分解，但在不同条件下，秸秆还田配施腐秆剂对土壤有机碳影响的潜在机制尚不清楚。本研究对公开发表86项研究的226组文献数据进行整合分析，以此来揭示相比秸秆还田，秸秆还田配施腐秆剂对土壤有机碳的影响。结果表明，相比秸秆单独还田，秸秆还田配施腐秆剂在初始碳氮比 (ICNR) > 25时，能显著提高1.51%的土壤有机碳储量（P < 0.05），而在ICNR ≤ 25时作用效果不显著。特别地，当ICNR > 25时，秸秆还田配施腐秆剂在温带大陆性气候条件、土壤pH > 7.5下对土壤有机碳储量的影响要显著高于在亚热带季风气候土壤pH ≤ 7.5下的影响。在农业管理措施方面，秸秆还田配施腐秆剂在旱地、翻耕还田、还田年限 ≥ 1年、秸秆还田量 > 6000 kg ha-1、腐秆剂用量> 30 kg ha-1下能显著土壤有机碳储量。当ICNR ≤  25时，仅在不同的秸秆还田方式下，秸秆还田配施腐秆剂才对土壤有机碳的影响存在显著差异。通过相对重要性分析，当ICNR > 25时，秸秆还田年限、腐秆剂用量、年均降雨量是秸秆还田配施腐秆剂对土壤有机碳储量的重要影响驱动因子。总的来说，秸秆还田配施腐秆剂在ICNR > 25时能显著提高土壤有机碳储量，且与还田年限呈正相关关系，与年均降雨量呈负相关关系。本研究结果为在区域性或更大范围内，通过秸秆还田配施腐秆剂改变土壤有机碳储量的管理提供了科学的依据。

中黑盲蝽Adelphocoris suturalis是一种重要的杂食性农业害虫。由于转Bt抗虫棉花商业化种植以及Bt棉田化学杀虫剂使用的减少，中黑盲蝽作为次要害虫发生日益加重。因此，研究新的可持续防控中黑盲蝽的有效方法迫在眉睫。本研究通过注射雷帕霉素靶蛋白（TOR）信号通路抑制剂，发现TOR信号通路在中黑盲蝽的生殖调控中起着关键作用。基因沉默（RNAi）在病虫害防控中具有较大的应用潜力。本研究进一步通过基因克隆、RNAi、实时荧光定量PCR（qPCR）等技术发现，分别沉默TOR信号通路基因TOR、脑Ras同源蛋白（Rheb）和S6蛋白激酶（S6K）能够显著降低该虫的繁殖力。此外，将TOR基因的双链RNA（dsRNA）通过纳米递送系统处理中黑盲蝽成功抑制了该虫的卵巢发育。这些结果为了解中黑盲蝽的生殖调控奠定了理论基础，并为了高效防控中黑盲蝽提供了新的思路与RNAi靶标。

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。

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。

本研究旨在探讨日粮脂肪对双胞胎哺乳羔羊能量和氮代谢效率、瘤胃发酵和微生物菌群的影响。随机将30对双胞胎公羔分为两组，一组饲喂高脂日粮（HF），另一组饲喂普通脂肪日粮（NF），两种日粮（包含代乳品和开食料）的蛋白含量一致，但脂肪含量不同。在羔羊50-60日龄时进行消化代谢试验，并在60日龄按平均体重随机选择9对双胞胎羔羊屠宰并采集瘤胃液。结果表明，日粮添加脂肪可提高羔羊终末体重（BW）、瘤胃液中氨态氮（NH₃-N）含量、丙酸比例及甲烷预测量（CH_4e）（P < 0.05）。高脂日粮有增强（0.05 < P < 0.1）消化能（DE）、代谢能（ME）、DE/ME和氮利用率的潜力。然而，微生物粗蛋白（MCP）含量、总挥发酸含量（VFA）、乙酸比例和乙酸/丙酸（A:P）比值低于NF组（P < 0.05）。而添加脂肪不影响羔羊血清代谢物。高通量测序显示，断奶前添加脂肪增加变形菌门和琥珀酸弧菌属的相对丰度，降低了梭菌属IV、戴阿利斯特杆菌属、罗氏菌属、氨基酸球菌属和巨单孢菌属的相对丰度。这些发现表明，高脂日粮通过富集琥珀酸弧菌属，瘤胃发酵向丙酸型发酵转变，有改善体重、能量和氮的利用率的潜力。

在集约化养羊生产中，饲料效率是影响盈利能力的重要经济性状，通常用剩余采食量和饲料转化率两个指标来评价饲料利用效率。然而，目前关于绵羊饲料效率相关性状的潜在遗传机制尚不完全清楚。因此，为了从全基因组水平上鉴别出影响绵羊饲料效率的关键基因和遗传变异，本研究随机选取系谱信息清晰、出生日龄相近、健康状况良好的1280湖羊公羔，利用单栏饲养系统测定了饲料效率相关性状并对其进行描述性统计和相关分析，研究结果显示，饲料效率相关性状具有很大的变异，且剩余采食量与平均日采食量和饲料转化率呈显著正相关。同时，利用全基因组重测序数据对平均日采食量、饲料转化率和剩余采食量性状进行了全基因组关联分析，在全基因组水平筛选到12、6和4个SNPs位点，分别与平均日采食量、饲料转化率和剩余采食量性状显著相关，通过位点注释，发现8个候选基因（LOC101121953, LOC101110202, CTNNA3, IZUMO3, PPM1E, YIPF7, ZSCAN12 和LOC105603808）与绵羊的饲料效率相关。最后，为进一步验证与剩余采食量性状显著相关的两个候选SNPs位点（chr20: g. 32767656 A > G 和 chr20: g. 32963610 T > C）对生长和饲料效率性状的影响，利用Sequenom MassARRAY SNP分型技术对候选位点在扩大试验群体中进行分型和关联分析，结果表明，两个SNPs与生长性状无显著相关性（P > 0.05），但与RFI性状呈显著相关（P < 0.05）。上述研究结果为绵羊饲料效率性状的遗传改良提供了参考数据，并从全基因组水平上筛选出影响湖羊饲料效率的关键SNPs位点，为绵羊饲料效率性状的分子标记辅助选择提供可靠、有效的分子标记。

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。

苹果再植病（ARD）主要由生物因素引起，严重制约了苹果产业的发展。采用生物防治措施缓解 ARD 对苹果产业的可持续发展至关重要。以平邑甜茶幼苗和嫁接苗（Fuji New2001/M9T337）为试验材料，在盆栽和大田条件下研究了生氨基酸粉和哈茨木霉菌肥对植株生物量、叶片指标、根系指标、土壤理化性质、土壤酶活性和土壤真菌群落的影响。我们发现，施用两种物质显著促进了植物生长，提高了叶片光合作用、叶绿素含量、根系呼吸速率、根系抗氧化酶活性和土壤酶活性，显著降低了土壤中镰刀菌数量，显著提高了有益菌的丰度。综上所述，生氨基酸粉与哈茨木霉菌肥混施是防治ARD的有效方法。

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。

Ogura细胞质雄性不育(Ogura CMS)最初在野生萝卜中被鉴定，其特征为花粉完全败育。但Ogura CMS在大白菜中的分子机制尚不清楚。细胞学分析证实，细胞核降解发生在花粉发育的单核后期，在三核期几乎消失，而绒毡层细胞从四分体时期开始异常增大并出现空泡化。花粉壁存在严重的发育缺陷。在花粉发育早期，与细胞色素c和程序性细胞死亡(PCD)相关的基因在Ogura CMS系中上调表达。相反，与花粉壁有丝分裂相关的基因表达下调。在花粉发育后期，Ogura CMS系中过氧化物酶体和自噬相关基因上调表达。线粒体orf138基因突变刺激绒毡层细胞PCD过程，导致其内容物异常增大和降解，直至三核期绒毡层细胞空泡化。由于绒毡层缺陷，其不能为小孢子提供足够的孢粉素和营养物质，从而导致花粉壁发育异常和小孢子有丝分裂异常。综上所述，核弥散与自噬发生在花粉发育后期导致大白菜Ogura CMS系不能产生功能性花粉，表现出雄性不育。

长雄野生稻（Oryza longistaminata）是一种来源于非洲且具有优良性状的野生稻，是多年生稻多年生性的供体。植物内生细菌对寄主的健康、适应性进化和胁迫耐受能力具有重要作用。然而，长雄野生稻内生细菌的群落结构及其对衍生后代多年生稻的促生作用目前还未知。本研究利用16S rRNA扩增子测序技术分析了长雄野生稻根、茎、叶组织中内生细菌的多样性、物种组成和网络结构。结果表明，长雄野生稻为内生细菌提供了不同的组织生态位，其中根部内生细菌群的结构和功能相较于茎部和叶部内生细菌群更为复杂且功能多样化。不同组织中的内生细菌群具有代表性的生物标记细菌属，如根部内生细菌生物标记为Paludibaculum、Pseudactinotalea、Roseimarinus等；茎部内生细菌生物标记为Blautia；叶部内生细菌生物标记为Lachnospiraceae NK4A136。长雄野生稻内生细菌网络包括了多种代谢功能，主要为生物降解与利用、解毒、代谢产物前体和能量的产生、甘氨酸途径、大分子修饰和代谢等。通过对长雄野生稻内生细菌的分离、筛选和功能鉴定，共发现163株内生细菌菌株具有解钾、溶磷、固氮、铁载体、产吲哚乙酸和1-氨基环丙烷-1-羧酸脱氨酶的促生功能。其中，鉴定为阴沟肠杆菌（Enterobacter cloacae）、路氏肠杆菌（Enterobacter ludwigii）、嗜麦芽窄食单胞菌（Stenotrophomonas maltophilia）、居泉沙雷氏菌（Serratia fonticola）和贝莱斯芽孢杆菌（Bacillus velezensis）的11个菌株对苗期的多年生稻具有较强定殖能力和促生效果。接种以上菌株的多年生稻形成了强壮的根系，并提高了光合效率、生物质量和营养吸收能力。另外，2株阴沟肠杆菌菌株对多年生稻表现出了基因型依赖的促生作用。本研究结果揭示了长雄野生稻的内生细菌微生态及其作用，表明长雄野生稻具有丰富的内生细菌资源，可开发为微生物菌肥，契合多年生稻绿色、可持续性的栽培模式。

氮（N）是植物和土壤微生物必需的营养元素，但陆地生态系统常受到N限制。目前，有关不同植被斑块类型如何影响草原生态系统中植物与土壤微生物之间N分配的研究仍存在不足。选取青藏高原退化高寒草原5种常见的植被斑块进行¹⁵N标记实验（¹⁵N-NO₃⁻和¹⁵N-NH₄⁺），对不同植被斑块类型下植物和微生物的N获取策略进行研究。结果表明，5种植被斑块中植物和土壤微生物均偏好吸收NO₃⁻。适口性较好植物斑块中的植物N吸收量显著高于植被适口性较差斑块中的植物，而植被适口性较差斑块中的土壤微生物N吸收量则显著高于植被适口性较好的斑块。5种植被斑块类型中亚早熟禾（Poa litwinowiana）斑块中植物的N吸收量最高（NO₃⁻：13.32–51.28 mg m^-2；NH₄⁺：0.35–1.36 mg m^-2），而冰川棘豆（Oxytropis glacialis）斑块中土壤微生物的N吸收量最高（NO₃⁻：846.97–1659.87 mg m^-2；NH₄⁺：108.75–185.14 mg m^-2）。所有植被斑块中土壤微生物N吸收量高于植物N吸收量（即微生物氮吸收与植物氮吸收之比大于1）。随着高寒草原植被退化程度的加剧，植物的N吸收能力下降，而土壤微生物的N吸收能力增强。土壤微生物较强的N竞争能力可能会降低植物的营养吸收，对N素限制的高寒草原植被恢复产生不利影响。

性成熟杂种优势已在动物杂交育种中广泛使用，但鸡性成熟杂种优势分子机理尚未揭示清楚。本研究以白来航鸡和北京油鸡为亲本构建完全双列杂交群体，测定纯繁（WW，YY）和正反交（WY，YW）组合四个群体性成熟相关性状。通过分析纯繁和正反交组合卵巢circRNA表达谱解析性成熟杂种优势潜在的分子机理。研究发现正反交组合耻骨间距、输卵管长度和见蛋日龄均表现为杂种优势。我们在四个组合卵巢中共鉴定到3,649个circRNA，其中包括3,025个已知circRNAs和624个新circRNAs，这些circRNA主要为外显子类型。WY和YW组合中特异性表达circRNAs分别为141和178个。通过对鉴定circRNAs进行差异分析和表达模式分析，发现WY和YW组合中非加性表达circRNAs分别占其总鉴定circRNA的52.38%和64.63%。GO和KEGG功能富集分析结果显示非加性效应circRNAs来源基因主要参与TGF-beta信号通路，卵母细胞生长发育，ATP酶激活活性，卵母细胞有丝分裂，孕酮调控卵母细胞成熟和GnRH信号通路等。通过加权共表达网络分析共鉴定到四个模块与输卵管长度和耻骨间距显著相关。这四个模块中的非加性表达circRNAs主要参与MAPK信号通路和Wnt信号通路。我们进一步对非加性circRNA进行竞争性内源RNA（ceRNA）网络分析，鉴定到gall-FGFR2_0005和gal-MAPKAP1_0004可与miRNA gga-miR-1612和gga-miR-12235-5p竞争性结合进而调控基因CNOT6，COL8A1和FHL2的非加性表达，参与卵巢的发育过程。以上结果表明非加性效应circRNAs可通过调控繁殖和发育过程相关基因促进性成熟杂种优势的形成。该研究首次从circRNA水平揭示了鸡性成熟杂种优势形成的潜在分子机理，为丰富畜禽杂种优势分子机理探究及杂种优势科学应用提供了理论基础。