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。
在模式昆虫中，已有研究证明蜕皮激素诱导的转录因子E93在昆虫的变态发育过程中，如幼虫组织重塑和成虫组织形成等，发挥多种作用。敲低E93基因后，可导致昆虫无法完成变态发育过程，表明E93是害虫防治的潜在靶标基因。在本项研究中，首次鉴定了棉铃虫HaE93基因，发现HaE93基因在棉铃虫卵期、预蛹期和蛹期均高表达。注射dsHaE93后，约为60%的棉铃虫在幼虫到蛹期死亡。约30%的棉铃虫可以化蛹，但化蛹时间延迟，且羽化后翅和卵巢畸形，这些结果表明干扰HaE93基因导致约90%的个体不能繁殖后代。干扰HaE93基因后，qRT-PCR测定显示蜕皮激素响应基因、几丁质合成相关基因、翅发育和卵巢发育相关基因的表达水平显著下调。这些结果表明HaE93通过调控发育相关基因的表达参与调控棉铃虫的变态以及表皮、翅和卵巢的发育。最后，通过饲喂棉铃虫dsHaE93，结果显示棉铃虫死亡率和表型与注射dsHaE93的相似，这表明HaE93可作为RNAi方法的靶基因来防控棉铃虫。
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。
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。
N6-甲基腺苷(m6A)全转录组分析大豆对大豆孢囊线虫亲和性和非亲和性反应揭示了非寄主抗性的特异m6A修饰参与大豆-大豆孢囊线虫的互作
大豆孢囊线虫（Soybean cyst nematode, SCN; Heterodera glycines）是世界范围内最具破坏性的大豆病原物之一。研究大豆-SCN互作机制对提出新的病害防控策略、培育抗大豆孢囊线虫病的大豆新品种具有重要实践意义。SCN侵染可诱导大豆的多个差异基因上调或下调表达。然而，差异基因表达变化的调控机制在很大程度上仍未被探索。N6 -甲基腺苷（m6A）甲基化是最广泛存在的mRNA修饰之一，在植物响应病原物侵染过程中发挥重要的转录重编程的调控作用。然而，在大豆对SCN的亲和性和非亲和性反应中是否也存在m6A甲基化对差异基因的表达调控作用尚未明确。为此，本研究首先明确了大豆品种Williams 82 对SCN race 3具有敏感性（亲和性反应），但对SCNT（大豆孢囊线虫烟草群体）存在非寄主抗性（非亲和性反应）；其次通过液相色谱-串联质谱法检测了m6A/A比率。结果表明，与亲和性反应相比，m6A甲基化整体水平在非亲和性反应中显著升高；在此基础上，通过N6-甲基腺苷(m6A)全转录组比较了大豆对SCN的亲和性和非亲和性反应的差异。在非亲和性反应中，差异修饰m6A峰（differentially modified m6A peaks, DMPs）和差异表达基因（differentially expressed genes, DEGs）的数量均显著增多；在亲和反应和非亲和反应中，分别存在133和194个差异表达基因的m6A甲基化修饰水平也表现出差异显著性 (我们将这些基因称为DMDs)。亲和反应中的DMDs显著富集在玉米素生物合成、植物-病原互作、糖酵解/糖异生和醚脂质代谢途径，且与植物-病原互作途径相关的DMDs表达量下调最多；而与SCNT侵染的非亲和反应中仅叶酸生物合成通路被显著富集，且该通路的DMDs表达量上调最多。综上所述，本研究首次明确了大豆-SCN互作中存在m6A甲基化修饰，且m6A全转录组在大豆和SCN的亲和和非亲和反应中存在差异。研究结果为大豆-SCN的非寄主抗性反应在转录后修饰水平上的调控机制提供了新的见解，对提高大豆抗SCN育种有重要应用价值。
【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。
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。
开花期是决定果实成熟和种子传播时机的最重要物候期之一。迄今为止，已有研究表明一氧化氮(NO)和DNA去甲基化对植物开花具有调节作用。然而，没有直接的实验证据表明NO与DNA去甲基化在植物开花调控中相互作用促进开花。本研究采用NO供体和DNA甲基化抑制剂来探讨DNA去甲基化对NO介导的番茄开花的影响。结果表明，NO对番茄开花的促进作用呈剂量依赖效应，其中10 μmol L-1 S-亚硝基谷胱甘肽(GSNO,NO供体)的促进作用最为显著。用50μmol L-1 DNA甲基化抑制剂5-氮杂胞苷(5-AzaC)处理也显著促进番茄开花。此外，GSNO和5-AzaC提高了过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性，增加了细胞分裂素(CTK)和脯氨酸含量，降低了赤霉素(GA3)和吲哚-3-乙酸(IAA)含量。GSNO与5-AzaC共处理增强了GSNO或5-AzaC对番茄开花的积极作用。同时，与GSNO或5-AzaC单独处理相比，GSNO+5-AzaC共处理显著提高了番茄各组织中整体DNA去甲基化水平。结果还表明，DNA去甲基化可能参与了NO诱导的开花过程。GSNO+5-AzaC处理显著改变了花诱导基因和花抑制基因的表达。其中，ARGONAUTE 4 (AGO4A)、SlSP3D/SINGLE FLOWER TRUSS (SFT)、MutS HOMOLOG 1 (MSH1)、锌指蛋白2 (ZFP2)和开花位点D (FLD) 5个花诱导基因被作为候选基因进一步研究。McrBC-PCR分析表明，顶端SFT基因和茎部FLD基因的DNA去甲基化可能参与了NO诱导的开花过程。因此，我们的研究表明，NO可能通过介导开花诱导基因的DNA去甲基化来促进番茄开花。本研究揭示了NO和DNA去甲基化在促进番茄开花中的协同作用。
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。
磷（Pi）利用效率低是农业生产面临的一个重要挑战，不仅导致生产成本的增加和环境问题，同时也造成了磷矿资源的短缺。高亲和磷转运蛋白在作物磷吸收转运过程中发挥了重要功能，然而编码这些蛋白基因的分子标记甚少被开发。本研究扩增了167个小麦品种的高亲和磷转运蛋白基因（TaPHT1;6-5A、5B、5D）的启动子和编码区序列，发现TaPHT1;6-5A和TaPHT1;6-5D无等位变异位点，TaPHT1;6-5B启动子上存在16个等位变异位点，形成三种单倍型Hap1、Hap2和Hap3。在连续两年田间试验中，测定了三种单倍型小麦品种的生物量、籽粒产量、磷含量、磷肥吸收效率及磷肥利用效率，发现Hap3属于磷高效优异单倍型；在其机理上，通过LUC assay发现Hap3启动子具有更强的基因表达驱动能力，在Hap3小麦品种内TaPHT1;6-5B表达水平显著高于其它两个单倍型；在应用上，基于TaPHT1;6-5B启动子上的等位变异位点，开发了一个用于区分Hap3和其它两种单倍型的功能标记dCAPS-571，可用于磷高效小麦品种的选育。
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。
食用菌发育受阻会影响子实体的生产周期和产量。苯丙氨酸解氨酶（PAL，EC 4.3.1.5）是一种催化苯丙氨酸脱氨生成反式肉桂酸的酶。前期研究结果发现，糙皮侧耳pal1基因的转录降低能够延缓子实体发育。因此，我们以野生型（WT）和RNA干扰（RNAi）菌株为材料，利用转录组测序和农杆菌介导的遗传转化方法，研究了pal1基因的分子调控机制。结果表明，干扰pal1基因导致PAL酶活性和总酚含量下降胞内H2O2含量增加。RNA-Seq数据表明，KEGG通路显著富集在过氧化物酶体途径、MAPK信号途径-酵母和另外三条途径，编码过氧化氢酶的基因cat1参与了上述显著富集的多个通路。外源H2O2能够显著增强cat1基因的转录，提高CAT总酶活性。添加H2O2清除剂后，RNAi-pal1菌株的cat1基因转录水平和CAT酶活性显著高于野生型菌株，表明pal1通过影响胞内的H2O2含量来调节cat1的表达。过表达糙皮侧耳的cat1基因导致了生长迟缓，尤其是在原基形成过程中。综上所述，本研究阐明了PAL1通过信号分子H2O2影响cat1基因的表达从而调控了糙皮侧耳的发育。研究结果深化了对食用菌分子发育机制的理解。
配子体型自交不亲和（Gametophytic self-incompatible，GSI）是茄科植物普遍存在的一种自交不亲和性，它由一个核糖核酸酶（S-RNase）和多个F-box（SLF）组成的S位点控制；然而，二倍体马铃薯的S位点遗传多样性尚不清楚。本研究对194份二倍体马铃薯花柱转录组进行无参拼接，结果共鉴定到21种S-RNase等位基因型，其中7个S-RNase等位基因是首次被鉴定，分别是S15、S16、S17、S18、S19、S20和S21。等位基因频率结果显示，S2等位基因型在整个群体中基因频率最高，达到11.89%。随后，分析纯合S2自交系的基因组拼接数据显示S2位点包含12个SLF基因。对4个纯合S位点共线性分析发现8个SLF相对保守。Ka和Ks计算结果显示不同S-RNase和同种单倍型内一簇SLF受到同种进化轨迹，但不同单倍型的同类SLF受到不同的进化轨迹。以上研究不仅对二倍体马铃薯种质S-RNase等位基因型进行了深入研究，而且对自交不亲和S位点组成和进化进行了分析，为二倍体马铃薯杂交育种提供了理论基础。
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-50MS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。
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（CH4e）（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。
