赤霉素在植物生长发育中起着重要作用。作物矮化主要与赤霉素合成或信号转导途径的突变有关。然而，对作物中与赤霉素合成和调控有关的基因知之甚少。本研究分离到一株极端矮化的自然矮杆突变体dwarf4。基于BSA-seq，证实了由SiDWARF4编码的古巴焦磷酸合成酶（CPS）在谷子GA生物合成过程中催化了牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸（GGPP）向古巴焦磷酸（CPP）的转化。在dwarf4中，CPS酶底物GGPP水平升高，导致GAs含量降低。外源GA₃处理可以恢复dwarf4的异常表型。SiDWARF4敲除系表型与dwarf4一致。与对照Ci846相比，GGPP含量升高，GAs含量降低，与dwarf4的结果一致。研究结果对改良谷子株型和提高谷子种植密度具有一定的指导意义。

农田硝酸盐淋失是氮（N）损失的主要途径，对水体污染显著具有显著。然而，由于输入数据集和估算方法的差异，农田硝酸盐淋失的估计仍存在很大的不确定性。在本研究中，我们通过整合3种农田面积数据集、3种氮投入数据集和3种估算方法对中国农田硝酸盐淋洗进行了重新估计，识别并量化了中国农田硝酸盐淋洗估计的不确定性来源。结果表明，综合27种不同组合的估计结果，2010年中国农田硝酸盐淋洗平均值为6.7±0.6 Tg N yr⁻¹（平均值±标准误差），范围为2.9—15.8 Tg N yr⁻¹。估算方法是硝酸盐淋洗估计不确定性的主要来源，贡献了45.1%的不确定性；其次是氮投入数据集与估算方法之间的交互作用，贡献了24.4%的不确定性。我们的研究强调了需要采用稳健的估算方法，并改善估算方法与氮投入数据集之间的匹配性，以有效地减少估计过程中的不确定性。本研究发现对准确估计农田硝酸盐淋失具有重要意义，进而为解决水体污染问题提供了科学支撑。

提高棉花纤维质量是增加棉农经济收入的重要途径。然而，如何在不降低棉花纤维产量的情况下实现纤维高质量，仍然是盐碱化棉田面临的一大挑战。本研究的目的是确定淋洗模式如何在盐碱地实现高产优质的棉花。于2020年和2021年在盐碱化棉田进行了不同的滴灌淋洗量和淋洗时期对土壤盐分、棉纤维产量和质量的试验。采用了五种淋洗量（CK：0 mm、W1：75 mm、W2：150 mm、W3：225 mm和 W4：300 mm）和三种淋洗时期（T1：淋洗量在苗期淋洗一次；T2：淋洗量在苗期和蕾期淋洗两次；T3：淋洗量在苗期、蕾期和花铃期淋洗三次）进行了大田试验。结果表明，土壤盐分和NO₃-N随淋洗量的增加而降低。棉花各器官中棉铃对氮的吸收量最大，总氮积累量随淋洗量的增加而增加。W3T2处理的棉花纤维产量和灌溉水生产力（IWP）最优，其在2020和2021年分别为 3199 kg ha^-1和 2771 kg ha^-1、0.5482 kg m^-3和0.4912 kg m^-3。棉纤维长度、棉纤维强度、棉纤维伸长率和棉纤维均一性随淋洗量的增加而增加，而马克隆值却与淋洗量呈负相关。土壤盐分、NO₃-N及马克隆值与纤维质量（即长度、强度、伸长率和均一性）、产量、各器官（即根、茎和叶）的氮吸收量和总氮吸收量呈负相关。皮尔逊相关分析表明，纤维伸长率对土壤盐分最敏感。熵权法-与理想点法耦合模型（EM-TOPSIS）表明，在苗期和蕾期平均300 mm的淋洗量是维持土壤盐分和养分的平衡、实现棉纤维高产优质的最佳淋洗模式。因此，本研究发现最佳淋洗模式可降低土壤盐分，提高了氮素吸收，这有利于实现棉花纤维高产优质。此研究结果对于实现盐碱化棉田生育期滴灌淋洗的可持续生产具有重要指导意义。

土壤团聚体受土壤矿物与有机组分之间复杂相互作用调节，对土壤可持续性和作物生产力有深远影响。为探讨绿肥施用后土壤矿物和有机组分的变化及其对土壤团聚体的影响，本研究基于5年和36年的田间试验，采集了稻-稻-冬休（CK）和稻-稻-紫云英（MV）处理的淋溶土和铁铝土表层（0-20 cm）土壤样品，分析土壤团聚体稳定性、土壤矿物、有机碳组分及团聚体微观结构特征。结果显示，黏粒含量高的铁铝土比黏粒含量低的淋溶土具有更高的团聚体稳定性。淋溶土团聚体中的层状硅酸盐矿物主要为伊利石和蛭石，而铁铝土团聚体中的层状硅酸盐矿物以高岭石为主，并含有大量游离铁。此外，铁铝土黏粒组分中的芳香族碳丰度显著高于淋溶土。经过36年紫云英还田，铁铝土大团聚体的稳定性显著提高了9.57%-13.37%。紫云英还田还促进了蛭石向高岭石的转化，并显著提高了铁铝土中黏粒、游离铁和芳香族碳的含量。背散射电子（BSE）-扫描电镜（SEM）-能谱（EDS）分析结果表明，铁铝土团聚体结构紧密，铁氧化物与高岭石共定位。此外，偏最小二乘路径模型（PLS-PM）表明，黏粒含量对大团聚体稳定性具有直接的正向效应，而高岭石和游离铁通过直接影响芳香族碳，间接调节了黏粒的形成。综上所述，长期紫云英还田通过影响土壤矿物转化，生成更多的高岭石和铁氧化物，并通过保留芳香族碳促进了黏粒的形成，最终提升团聚体稳定性。

害虫行为调控剂旨在通过影响害虫的行为来减少对农作物的伤害，其中参与嗅觉行为的功能基因是研发害虫行为调控剂的关键分子靶标。在橘小实蝇（Bactrocera dorsalis）中，当前此方面的基因编辑研究主要依靠CRISPR/Cas9介导的敲除技术，这在致死基因的研究上受到了限制。转基因技术能够在特定组织或时期精确操控基因，解决了此局限。因此，本研究通过piggyBac介导的随机插入技术，构建了橘小实蝇的转基因操作系统，并测试了报告基因在嗅觉器官表达的模式，以及其对嗅觉行为和电生理表型的影响，以评估该系统在未来嗅觉基因功能研究中的应用潜力。首先，我们通过发育时期转录组鉴定到了在各时期广泛表达的管家基因BdorActinA3a-1，随后将此基因的候选启动子区域BdorActinA3a-1^P-2k克隆至piggyBac转基因质粒上，并以此构建获得两个稳定遗传的转基因品系，转基因片段分别插入到4号和5号染色体上。转基因品系的生存能力基本正常，插入元件不影响品系的孵化率和成虫生长曲线，但降低了羽化率和产卵量。在表达模式上，报告基因被有效在触角，口器，下颚须，足，外生殖器以及脑部的驱动表达。转基因品系对重要化合物的触角电位反应与野生型一致。但一些与嗅觉相关的行为受到了显著影响，例如对性信息素2,3,5-三甲基吡嗪（2,3,5-trimethylpyrazine,TMP）的反应和交配行为。这些结果说明该系统在未来可用于嗅觉基因功能的研究，例如在嗅觉组织中驱动一些嗅觉功能研究常用的元件表达。但应用时应注意它对一些嗅觉表型的影响。

小麦赤霉病（Fusarium head blight）是一种世界性的病害，在全球小麦产区广泛发生，造成严重的经济损失，并且小麦赤霉病菌会产生真菌毒素污染小麦，降低小麦品质。由于缺乏抗病品种，防治小麦赤霉病的主要手段是使用杀菌剂。但是，由于化学药剂的长期和大量使用，抗性问题日益严重，因此，筛选具有新型作用机制的药剂十分重要。前期研究发现禾谷镰刀菌中的质膜ATP酶FgPMA1与氰烯菌酯的靶标肌球蛋白互作，并且各项生命活动中发挥许多重要的功能，因此具有成为靶标的潜力。近年来，研究发现植物与病原菌之间存在一种新的沟通机制，称为跨物种RNA干扰（RNA interference, RNAi），目前，许多研究发现根据RNAi机制开发的核酸农药可以用于有害生物的防治。因此，本研究利用RNAi的方法探究了FgPMA1作为靶标防治小麦赤霉病的可能性。通过将FgPMA1基因划分为6段（PMA1RNAi-1，-2，-3，-4，-5，和-6），并构建了干扰载体及干扰突变体，发现FgPMA1RNAi-1，-2，和-5突变体中FgPMA1的表达量显著降低，菌丝生长受到抑制；产子囊壳能力出现缺陷；分生孢子的产量及形态等受到抑制；毒素的合成受到抑制；致病力下降。通过表型的筛选，我们发现PMA1RNAi-1，-2和-5这三个区段能够起到干扰效果。因此，我们在体外的条件下合成了以这三个区段为模板的dsRNA。在离体条件下，当用25 ng µL^-1 PMA1RNAi-1，-2和-5的dsRNA处理后，禾谷镰刀菌PH-1、亚洲镰刀菌2021和氰烯菌酯抗性菌株YP-1的菌丝生长受到抑制，菌丝中出现膨大的畸形结构，并且失去了产孢能力。在田间，当用PMA1RNAi-1，-2和-5的dsRNA处理麦穗后，禾谷镰刀菌侵染的病斑长度显著下降。这些结果表明：FgPMA1在禾谷镰刀菌中可以作为一个新型的药剂靶标，并且在田间直接施用FgPMA1的dsRNA可以减轻病害的发生。

由稻瘟病菌（Magnaporthe oryzae）侵染引起的水稻稻瘟病可以造成水稻减产，严重威胁水稻安全生产。蛋白质糖基化修饰在植物病原真菌侵染过程中发挥重要作用，已知甘露糖转移酶Alg9参与真核生物N-糖基化过程，但其在稻瘟病菌中的功能仍不清楚。鉴于此，本研究在稻瘟病菌中鉴定到Alg9同源蛋白MoAlg9，并对其功能进行研究。亚细胞定位结果显示MoAlg9定位于内质网，通过基因敲除和表型分析，研究结果表明，MoALG9基因敲除导致稻瘟病菌产孢量下降，分生孢子隔膜异常，对细胞壁胁迫因子和氧化胁迫因子敏感性降低，对盐胁迫因子敏感性增加，附着胞形成异常，致病性下降。此外，MoALG9影响稻瘟病菌附着胞形成阶段对糖原的利用及转移。这些结果表明稻瘟病菌MoALG9在发育、胁迫响应、物质利用和致病过程中均具有重要作用。随后采用qRT-PCR分析发现MoALG9参与调控稻瘟病菌产孢、附着胞形成和细胞壁完整性相关基因的转录。MoAlg9含有1个保守的Glyco_transf_22结构域，结构域缺失结果表明，该保守结构域对MoAlg9的生物学功能及其正确定位发挥功能。进一步采用Western blot分析发现，MoALG9基因敲除导致稻瘟病菌N糖基化蛋白含量显著降低。同时，qRT-PCR分析结果表明，MoALG9基因敲除导致稻瘟病菌N糖基化相关基因的转录水平显著下降。综上所述，本研究揭示了MoALG9介导N-糖基化调控稻瘟病菌发育和致病性，为研发针对蛋白N-糖基化修饰的水稻稻瘟病的防控方法提供了分子靶标。

小麦条锈菌，即条形柄锈菌小麦转化型（Puccinia striiformis West. f. sp. tritici Erikss. & Henn.），是危害小麦及部分禾本科作物的重要真菌。小麦条锈菌的夏孢子可以依靠气流远距离传播，使病原菌可以跨区传播扩散。早期研究通过小麦条锈病的田间发生时序，推测小麦条锈菌可能在陕西关中地区由西向东传播，且陕西关中地区菌源可能来自邻近省份甘肃省，但是一直没有直接证据证实这一推测。

本研究于2019-2020年和2020-2021年冬小麦种植季节在陕西关中地区（宝鸡、咸阳、西安、渭南）和甘肃省陇南、天水、平凉、庆阳四个地区共采集321株小麦条锈菌样品，使用23对KASP-SNP引物对获得的条锈菌样品进行基因分型。联合多种群体遗传方法分析了亚群体之间的关系，从DNA水平明确了2019年 ~ 2021年陕西省内关中地区小麦条锈菌的传播路径，以及小麦条锈菌自甘肃省向陕西省传播的主要路径，取得主要结果如下：

1. 证实陕西关中与甘肃条锈菌的迁移方向主要是从甘肃传向陕西关中地区，但两地间的条锈菌群体也存在一定程度的基因交流。

2. 表明陕西省关中地区条锈菌的迁移方向是由西(宝鸡)向东(渭南)扩散。陕西关中地区的四个亚群体（宝鸡、咸阳、西安、渭南）之间基因交流频繁（5.559 ≤ Nm ≤ 29.148），遗传分化程度低（0.009 ≤ Fst ≤ 0.043）。

3. 表明2019年至2021年陕西关中地区小麦条锈菌的菌源来源主要来自甘肃省陇南天水地区，平凉和庆阳地区作为次要菌源提供地。迁移网络图与风场分析支持病原菌传播路径。

4. 连锁不平衡分析表明陕西省宝鸡、咸阳地区和甘肃省陇南、天水、平凉、庆阳地区均存在较强的遗传重组信号，可能导致当地小麦条锈菌群体的遗传多样性水平升高。

综上所述，甘肃省天水和陇南地区是陕西关中地区的小麦条锈菌菌源地，为其条锈病发生提供菌源，陕西省关中地区小麦条锈菌自西向东的传播路线，即宝鸡→咸阳→西安→渭南。这一研究为陕西关中地区小麦条锈菌传播路径提供了直接分子证据，进而为阻断条锈菌在甘肃和陕西之间的传播，以及为中国小麦条锈病发生与防控提供了重要的理论依据。

乙烯转录因子2 （ERF2）是植物生长，果实成熟、代谢和抵御胁迫所必需的。为了深入了解MdERF2在控制苹果表皮蜡质合成中的功能，本文利用MdERF2超表达（ERF2-OE）和沉默（ERF2-AN）载体，通过侵染苹果果实和/或愈伤组织，研究了蜡质合成有关基因表达，蜡质组成、含量和超微结构的变化，并利用凝胶电泳迁移实验（EMSAs）和双荧光素酶报告基因分析（DLRs）技术，鉴定了MdERF2直接调控的蜡质合成相关的基因。结果表明，EFR2-OE上调了MdLACS2，MdCER1，MdCER4和MdCER6等蜡质合成相关基因表达，而MdERF2沉默则抑制了上述基因的表达。同时，不同的MdERF2表达水平，还影响了蜡质的结构和积累。ERF2-OE处理显著增加了蜡质中烷烃和酮的比例，减少了脂肪酸和酯的比例。此外，EMSAs和DLRs实验还证明，MdERF可以与MdLACS2，MdCER1和MdCER6启动子部位的GCC-box元件直接结合，激活他们的转录水平。上述结果证明，MdERF2可以靶向上调MdLACS2，MdCER1和MdCER6基因的表达，从而改变了苹果表皮蜡质的组成、含量和微观结构。

As access to irrigation water becomes increasingly limited, introgression of relevant genomic regions from drought-tolerant wild genotypes is a promising breeding strategy for crop plants.  In this study, nine eggplant (Solanum melongena) introgression lines (ILs) covering altogether 71.6% of the genome of the donor wild relative parent S. incanum were evaluated for drought tolerance under water stress conditions.  Plants at the five true leaves stage were irrigated at either 100% (control) or 30% (water stress) field capacity for 14 days, and growth and biochemical traits were measured.  Reduced irrigation resulted in decreased growth and increased stress markers such as proline and malondialdehyde.  Most ILs had lower growth and biomass production than the cultivated parent under both conditions.  However, the wild alleles for two genomic regions related to stem and root dry weight conferred improved tolerance to water stress.  In addition, several S. incanum alleles had a positive effect on important traits that may improve yield under drought conditions, such as leaf water content water use efficiency, and chlorophyll content.  Fine-mapping the genomic regions for tolerance and reducing linkage drag with regions affecting growth will be crucial for significantly improving eggplant drought tolerance through introgression breeding.

可溶性固形物含量(SSC)是番茄果实风味的重要影响因素。研究表明，果实可溶性固形物积累在糖代谢过程中受到转录调控。之前对于C2H2型锌指蛋白的研究主要集中在生长发育方向，但C2H2锌指蛋白对果实可溶性固形物积累的调控机制尚不清楚。本研究选取了8种不同可溶性固形物含量的番茄材料，通过对红熟果实转录组数据中SlC2H2家族基因表达分析，发现SlC2H2-71基因在高SSC材料中的表达量明显低于低SSC材料。利用CRISPR-Cas9系统构建SlC2H2-71敲除系，发现转基因材料红熟果实中可溶性固形物、果糖、葡萄糖、苹果酸和柠檬酸的含量上升，而蔗糖含量却下降。转录组分析表明，突变体果实中糖酸代谢通路相关基因表达被调控，其中细胞壁酸性转化酶SlLIN5表达上调，并通过实时荧光定量PCR证实了这一点。酵母单杂交（Y1H）、35S::UAS-GUS报告系统、双荧光素酶报告系统和凝胶迁移实验（EMSA）表明，SlC2H2-71锌指蛋白可直接结合SlLIN5启动子并抑制其表达。酶活实验表明SlC2H2-71敲除系果实中的细胞壁酸性转化酶活性显著高于对照系。综上所述，SlC2H2-71锌指蛋白可通过抑制细胞壁酸性转化酶SlLIN5基因的表达和其编码的细胞壁酸性转化酶活性来影响番茄红熟果实可溶性固形物积累。

生物钟作为植物体内的内源计时系统，通过调控基因表达的节律性以及各种生理代谢过程，从而提高植物对环境变化的适应性和竞争力，以达到最优化生长。大白菜（Brassica rapa ssp.pekinensis）作为十字花科重要的蔬菜作物，具有重要的经济价值。因此，解析生物钟对昼夜节律基因的影响，对提高大白菜的农艺性状和产量具有重要的指导意义。本研究以2份短周期自交系（“SPcc-1”和“SPcc-2”）和2份长周期自交系（“LPcc-1”和“LPcc-2”）为试材，在20ºC持续光照条件下取样进行时序转录组测序分析，发现大白菜32.7~50.5%的基因表达受生物钟调控，且节律基因的表达峰在短周期材料中出现较早，在长周期材料中出现较晚。大约250个可变剪切事件呈昼夜节律变化，其中内含子保留为主要的可变剪切类型。节律剪切基因包括生物钟核心基因：LATE ELONGATED HYPOCOTYL（BrLHY）、REVEILLE 2（BrRVE2）和EARLY FLOWERING 3（BrELF3）。经转录水平及转录后水平分析，生物钟广泛影响着光合作用、卡尔文循环和三羧酸循环等糖代谢相关基因的周期性表达。本研究明确了生物钟参与的主要代谢途径，有助于利用生物钟调控大白菜的生长发育。

灌溉方式和施氮方式对小麦的生理、生长发育有着复杂的影响，进而影响小麦的产量和品质。然而，滴灌冬小麦的最优水氮组合仍不清楚。为评价不同氮施肥和水分制度对小麦开花后粒重变化、产量、籽粒NPK含量和籽粒品质的影响，开展了为期两年的田间试验。试验设置2个因素，分别是2个灌溉定额：I₄₅（当ETa-P达到45mm时灌溉）和I₃₀（当ETa-P达到30mm时灌溉）；六个施氮量：N_0-100（拔节孕穗期施肥100%）、N_25-75（播种时施肥25%，拔节孕穗期施75%）、N_50-50（播种时施肥50%，拔节孕穗期施肥50%）、N_75-25（播种时施肥75%，拔节孕穗期施肥25%）、N_100-0（播种时施肥100%）和SRF₁₀₀（播种后100%缓释肥料）。试验结果表明，不同灌溉方式和施肥式对花后粒重变化、产量、籽粒NPK含量和籽粒品质有显著影响。两个小麦季中，不论灌溉方式如何， N_50-50处理对冬小麦花后粒重变化的影响大于N_100-0和N_0-100处理。在2020-2021年和2021-2022年，I₄₅N_50-50处理产量最高，分别是9.72和9.94 t ha⁻¹。两季中，I₄₅SRF₁₀₀处理的籽粒粗蛋白含量均较高。在2021-2021年，与I₄₅N_0-100和I₃₀N_0-100处理相比，I₄₅N_100-0显著提高了7.30%和8.23% (P<0.05) 的粮食总淀粉含量。在2021-2022季节，与I₄₅N_0-100、I₃₀N_0-100和I₃₀N_25-75处理相比，I₄₅N_100-0显著提高了7.77%、7.62%和7.88% (P<0.05)。并且通过主成分分析发现（PCL），N_50-50分氮灌溉模式可能是农民在冬小麦生产期间的最优选择。

高油高油酸花生品种因其富含营养、货架期长及有益于身体健康而备受消费者、加工企业和农民喜爱。花生含油量和脂肪酸含量性状由多基因控制，在不同遗传背景下鉴定其QTL将有助于分子标记辅助选择或基因组选择，提高花生品质育种效率。我们利用来源于含油量中高及油酸含量差异大的双亲、含有521个家系的RIL群体构建的高密度遗传图谱，以及2年5个环境的花生籽仁品质性状的表型数据，最终定位到两个稳定的含油量性状QTL（qOCAh12.1和qOCAh16.1），并开发了KASP标记在自然群体中得到了验证。QTL区域的单倍型分析表明，qOCAh16.1的高含油量优势单倍型仅存在于少数国外资源。此外，本研究鉴定到的qAh09和qAh19区间含有已知的脂肪酸合成关键酶FAD2基因位点，可同时影响所有7种脂肪酸含量，包括棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、花生酸、花生烯酸和山嵛酸，并鉴定到位于第7染色体的蛋白质和长链饱和脂肪酸含量的主效QTL位点，PVE大于10%。本研究结果将有助于花生含油量的标记辅助选择育种，并为花生籽仁脂肪酸含量变异的遗传基础提供了新的认识。

种植密度是影响玉米产量的主要限制因素，培育耐密植品种已成为玉米生产中亟待解决的问题。玉米穗叶的叶片结构是制约玉米种植密度和产量构成的主要因素。本研究利用201个玉米自交系自然群体进行全基因组关联分析，在染色体2、5、8、9和10上鉴定出9个与穗叶型结构显著相关的SNP。qRT-PCR进一步验证了5个候选基因与这些SNP的关联，其中Zm00001d008651基因在紧凑型和扁平型玉米自交系中表现出显著的表达差异， GO和KEGG富集分析表明该基因参与糖酵解过程。该基因的基本特性分析表明，其编码一种由593个氨基酸组成的稳定的碱性蛋白，具有一定的疏水性。启动子区域包含与应激和激素(ABA)相关的元件。该基因突变体穗位叶的叶角和穗下第一片叶的叶角分别比野生型增加了4.96°和0.97°。本研究揭示了玉米穗叶结构对密度耐受性的调控机制，为培育新品种提供了坚实的基础。

中国仅有全球9%的耕地、6%的淡水资源，却生产粮食养育了全球近20%的人口。进入新世纪，从更好满足人民美好生活需要出发，顺应人民群众食物结构变化趋势，树立大食物观，不仅“米袋子”守得牢，“菜篮子”拎得稳，更要“奶罐子”装得满，“肉盘子”沉甸甸。然而，从现实情况看，尽管我国口粮供给已经安全，但从食物供给角度看，我国粮食仍然处于总量不足，尤其随着畜牧业快速发展，饲料粮成为影响粮食安全的主因。饲草作为草食家畜生产的物质基础，将在保障我国饲料粮安全中发挥何种作用？

“大食物观”的提出，改变了“以粮为纲”的旧观念，同时也突显出我国传统作物生产和畜牧业生产解耦合（种养分离）的困境，随着畜牧业规模化的发展，农田生产的粮食被更多地应用于畜产品生产，导致我国饲料粮安全风险增大，尤其是优质蛋白饲料供给面临着“卡脖子”困境。要将饭碗端稳端牢，必须立足于国内农业生产的有效供给，但我国耕地资源紧张，粮食安全压力大，降低草食家畜的饲料用粮，通过化草为粮，提高草食家畜畜产品生产效率，是解决这一困境的根本措施。

本文以“化草为粮-保障饲料粮安全的饲草策略和机制”为题，分析了我国饲料粮安全风险形成的历史与现实原因，以“人畜分粮”作为突破口，基于我国饲草产业现状和发展潜力，提出了“大食物观”下化解饲料粮安全风险的饲草方案：（1）种草增效-拓展饲草种植空间和种植模式，发挥饲草蛋白和能量供给能力；（2）种草肥田-提高耕地质量、固碳减排，实现藏粮于草；（3）改良草原-提高草地生产力，从草原要食物；（4）以草代粮-提高饲草在家畜日粮中的应用及转化效率，减少饲料粮消耗。该方案为种养耦合提供了技术路径，在我国饲料粮产需中长期紧平衡的情况下，减法节粮与加法增草需要一起做，才能切实保障我国饲料粮安全。

2022年，我国颁布了第一个专门针对饲草产业发展的规划《“十四五”全国饲草产业发展规划》，为增草增效提供了指南：饲草是草食畜牧业发展的物质基础，饲草产业是现代农业的重要组成部分，是调整优化农业结构的重要着力点；该指南为我国未来一段时间的饲草产业高质量发展确定了目标、内容和发展模式。随着优质饲草的巨大需求和农业绿色发展的紧迫要求，在政策保障和饲草产业技术进步的推动下，饲草产业将在我国粮食安全、生态文明和乡村振兴等重要战略建设上发挥更加积极的重要作用。

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。

靶向捕获测序（GBTS）基因分型技术同时具备固相芯片技术（高稳定性和可靠性）和测序技术（高灵活性和低成本）的优点。然而， GBTS技术尚未应用于猪SNP芯片上。在本研究中，我们基于GBTS技术开发了猪首款50K液相芯片——GBTS50K，包含52000个SNP位点。我们选取来自10个种猪场的6032头大白、长白和杜洛克猪对GBTS50K的性能进行评估。结果表明，GBTS50K获得了较好的基因分型性能，其SNP检出率和个体检出率为0.997~0.998，重复样本的基因分型一致性和相关系数分别为0.997和0.993。我们还评估了GBTS50K在群体遗传结构、选择信号检测、全基因组关联分析、基因型填充和基因组选择等方面的应用效果。结果表明，GBTS50K在遗传分析和分子育种上表现优异。例如，对于达100公斤体重日龄和100公斤活体背膘厚两个重要经济性状，使用GBTS50K的基因组选择准确性高于目前使用广泛的GGP-Porcine固相芯片。并且，由于GBTS技术能够检测到多聚SNP位点，GBTS50K在不增加基因分型成本的情况下能够获得更多高质量SNP位点（～100K）。利用这些SNP位点进行单倍型基因组选择，生长和繁殖性状基因组选择的准确性可以进一步提高2-6%。我们的研究表明，GBTS50K可以成为猪遗传分析和分子育种的有力工具，同时，也能够给其它畜禽液相芯片开发提供借鉴。