在苹果产区农业人口老龄化与农村劳动力转移双重人口发展趋势下，“将来谁来种苹果”的问题凸显。由于中国实行以家庭联产承包责任制为特征的农业经营制度，苹果生产仍然以农户家庭经营为主，在苹果主产区农户农地流转比例较低的现实背景下，农户及其后代的苹果经营意愿对苹果可持续生产具有重要影响，因此，深入了解农户苹果经营代际传递意愿对分析苹果产区未来苹果产业发展形势、协调城镇化与苹果产业发展的关系、提升苹果可持续发展能力具有重要意义。该研究揭示了除了地理位置专用性的负向影响之外，人力资本专用性、实物资产专用性和土地资产专用性均会增强农户苹果经营代际传递意愿。损失厌恶在实物资产专用性、土地资产专用性和地理位置专用性对农户苹果经营代际传递意愿的影响中发挥部分中介作用。
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。
脂类含量对水稻食味品质有重要影响，但施肥量对水稻脂类合成和食味品质的影响还尚不明确。钾对水稻品质有较大影响，水稻对钾肥的需求量大于氮肥和磷肥。为了探明施钾量对水稻脂类合成和食味品质的影响，以南粳9108（粳稻）和IR72（籼稻）作为试验材料，设置了K0（0 kg/hm2）、K1（90 kg/hm2）、K2（135 kg/hm2）和K3（180 kg/hm2）4个施钾水平。结果表明，随着施钾量的增加，两个品种的脂类、游离脂肪酸、不饱和脂肪酸、丙二酰辅酶A和磷脂酸的含量、脂类合成相关酶活性以及食味品质均呈先升高后降低的变化趋势，且在K2处理下达到最大值；饱和脂肪酸的含量则呈现相反的变化趋势。不同施钾量处理之间丙酮酸的含量无显著差异。随着施钾量的增加，南粳9108的蛋白质和草酰乙酸的含量以及磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶的活性呈先升高后降低的变化趋势，在K2处理下达到最小值；IR72则呈相反的变化趋势，在K1处理下达到最大值。综上所述，增施钾肥可以通过提高水稻脂类合成相关酶活性，协调脂类和蛋白质合成过程中对底物的竞争关系，从而优化脂肪酸的组分，提高脂类含量和稻米食味品质。当施钾量为135 kg/hm2时，最有利于两个品种脂类的合成，其食味品质和产量最高。
减少环境影响和提高氮利用率对确保中国的粮食安全至关重要。根区施肥已被认为是提高氮肥利用率（NUE）的有效策略，但在根区施肥条件下，控释尿素（CRU）与普通尿素掺混对夏玉米田的影响仍不清楚。因此，本研究进行了为期3年的田间试验，以不施氮为对照，采用两种施肥模式（FF：人工开沟条施，即农民施肥习惯；HF：人工点播的根区穴施），每公顷施氮量为210 kg hm-2（控释尿素与普通尿素的混合比例为5：5），同时进行了一年的原位微区试验。研究了不同施肥模式下的玉米产量、氮肥利用率和潜在氮损失。结果表明，与FF相比，HF处理在三年内使平均产量和氮素回收效率分别提高了8.5和22.3%。相比之下，HF具有更大的应用潜力，且显著提高了干物质积累、总氮吸收、SPAD值和LAI。此外，相比于FF，HF使来自肥料的15N积累提高了17.2%，且15N的潜在损失减少了43.8%。收获时，HF处理较FF增加了土壤耕层中矿质氮的积累，以便在下一季使用。因此，HF可以满足夏玉米对氮的需求，维持产量，提高NUE，同时减少环境中的氮损失。总的来说，根区穴施条件下控释尿素掺混普通尿素是一种有效且有前景的施肥模式，有助于实现华北平原的环境完整性和粮食安全，值得进一步应用和研究。
叶片的光合作用主要发生在叶绿体中，叶绿体的发育受核基因编码蛋白调控。其中，PPR蛋白参与细胞器RNA编辑。在水稻中虽然鉴定出了约450个PPR蛋白家族成员，但只有少数被证明影响水稻叶绿体RNA编辑。利用基因编辑技术创造了新的水稻种质资源和突变体，能够用于水稻育种和基因功能研究。本研究鉴定了一个DYW类型PPR蛋白OsPPR9在水稻叶绿体RNA编辑中的功能。通过CRISPR/Cas9基因编辑技术获得了Osppr9突变体，该突变体叶片黄化和致死表型；在突变体中，叶绿体发育相关基因表达量降低，光合作用相关蛋白的积累减少。此外，OsPPR9蛋白功能的缺失降低了叶绿体中rps8-C182, rpoC2-C4106, rps14-C80和ndhB-C611 RNA编辑位点的编辑效率，影响水稻叶绿体的生长发育。OsPPR9在水稻叶片中表达量最高和编码一个定位于叶绿体的PPR蛋白。此外，通过酵母双杂验证OsPPR9与OsMORF2和OsMORF9相互作用。总之，我们的研究为探明PPR蛋白在水稻叶绿体发育中的作用提供了线索。
建立一种同时鉴别诊断猪瘟病毒（classical swine fever virus, CSFV)、非洲猪瘟病毒（African swine fever virus, ASF）和猪非典型瘟病毒（atypical porcine pestivirus, APPV）的快速、灵敏、有效的检测方法。依据GenBank中登录的CSFV (5¢ UTR)、ASFV (B646L) 和 APPV (5¢ UTR) 的高度保守基因序列分别设计和优化了多对特异性引物和Taq-man探针，以保守区基因序列分别制备三种阳性质粒，用矩阵法优化单重/多重荧光PCR的反应体系和条件，为避免荧光通道的交叉干扰多重荧光PCR扩增，结合所标记的荧光报告基团做颜色补偿试验，构建标准曲线的扩增图和对应的线性方程，并进行特异性、敏感性、重复性、符合性以及临床样本的检测等试验。三种病毒的标准曲线相关系数均达到0.995以上，具有良好的线性关系；与其它常见猪病无交叉扩增反应，具有很好的特异性；多重荧光PCR的最低检测量均为1 copy/mL，具有较高的敏感性；组内和组间的变异系数均小于1%，具有很好的重复性。该方法与CSF的国标(GB/T 27540-2011), ASF的国标 (GB/T 18648-2020)，APPV的发明专利 (CN108611442A)检测样本盘的22个毒株样本符合率为100%。本研究建立的多重荧光PCR检测方法具有快速、高效、通量高、特异性好、灵敏度高等特点，可以对CSFV、ASFV和APPV病毒进行鉴别检测，为动物疫病的流行病学调查、疫情的检测提供一种新型的检测手段。本研究结合荧光PCR仪不同荧光通道设计CSFV、ASFV和APPV探针荧光信号强度较高且干扰较小的FAM、CY5和HEX报告基团，建立多重荧光PCR检测方法，用于同时鉴别诊断3种主要猪病毒的检测方法，在临床诊断中具有重要的应用价值。
植物的单性花可以有效促进异交，研究单性花的形成和调控机制对于理解植物性别决定过程有重要意义，也为研究者和农业生产者利用杂种优势提供便利。在黄瓜杂交制种过程中，将只开雌花的株系种植于只开雄花的株系周围，可以显著降低制种成本。筛选更多不同基因背景的只开雄花的材料，将增加可用于育种的种质资源。我们基于前期构建的EMS诱变自交系材料“406”的突变体库，发现了一个新的只开雄花的突变体。遗传分析、全基因组重测序和分子标记辅助验证表明，ACS11基因上发生的异义突变第301位丝氨酸（Ser）变为苯丙氨酸（Phe）导致全雄株的产生。体外酶活性测定表明，此突变导致酶活性完全丧失。本研究为黄瓜雄性亲本选育提供了新的种质资源，并为 ACS 酶的催化机理提供了新的认识。
千粒重(TGW)、穗粒数(GNS)和穗粒重(GWS)是小麦产量的重要组成部分。为了解析其遗传学基础，我们构建了一个由8762/Keyi5214衍生的198个系组成的DH群体，利用基因芯片对该DH群体进行基因型鉴定，并将产量相关性状千粒重、穗粒数和穗粒重表型整合并进行QTL定位。最后，我们共获得18,942个多态性SNP标记，并鉴定出41个与这些性状相关的关键QTL。我们在染色体2D和6A上鉴定出三个稳定的千粒重QTL (QTgw-2D.3, QTgw-2D.4, QTgw-6A.1)，其增效等位基因均来自亲本8762，解释了4.81%-18.67%的表型变异。在染色体3D、5B、5D和6A上鉴定出5个稳定的穗粒数QTL，其中QGns-5D.1来自亲本8762，其余4个来自亲本Keyi5214的QTL解释了5.89-7.08%的表型变异。此外，还发现了一个稳定的小麦穗粒重遗传位点QGws-4A.3，该位点来自亲本8762，可解释6.08-6.14%的表型变异。为了应用鉴定到的QTL，我们为四个重要的QTL (Tgw2D.3-2, Tgw2D.4-1, Tgw6A.1 和 Gns3D.1)开发了STARP标记。本研究结果可为后期小麦千粒重、穗粒数和单穗重相关基因的鉴定和克隆奠定基础。
本研究比较H/L选育群体和非选育群体的基因组数据和沙门氏菌感染后的脾脏转录组数据，旨在鉴定H/L选育过程中参与脾脏抗菌能力的关键基因。在选择系第10代，从H/L选育系和对照系分别选取41只和31只个体采集外周血样本提取DNA，并基于55K SNP芯片进行基因分型进行选择信号分析；分别选取选育系和对照系群体于7日龄进行鼠伤寒沙门氏菌（ST）感染试验，感染后3d测定肝组织载菌量和血液溶菌酶含量，同时采集脾脏组织（N=9）进行转录组分析；结合选择信号和脾脏转录组结果共同鉴定脾脏中参与沙门氏菌抵抗的候选基因。结果表明，与对照系群体相比，H/L选育群体对鼠伤寒沙门氏菌的抗性更强（P<0.05）。在选育系和对照系之间，鉴定的分化基因主要参与TGF-β信号通路、FoxO信号通路和沙门氏菌感染通路。对所有鉴定得到的脾脏差异表达基因（DEGs）的分析结果表明，沙门氏菌感染途径涉及的G蛋白偶联受体（GPCR）和胰岛素样生长因子（IGF-I）信号通路被显著富集（p<0.01）。基于DEGs和Fst（Fixation index）的综合分析鉴定了参与沙门氏菌感染途径的候选基因，如GPR39、NTRK2和ANXA1。广泛的基因组变化显示了在鸡群中免疫反应的多基因遗传基础。许多与免疫防御功能相关的基因在H/L选育和对照系中差异表达，选育系群体对沙门氏菌表现出更强的抗性。该研究确定了在用ST攻击后易感鸡和抗性鸡中差异表达的基因和通路，以更好地了解宿主对ST感染的免疫抗性。本研究利用动物模型（H/L定向选育系和对照系）的基因组数据和脾脏转录组数据进行了系统性的研究，解析了H/L定向选育后脾脏影响沙门氏菌抗性的分子机制。
前期研究表明，在玉米大斑病菌中存在9个漆酶样多铜氧化酶，其中漆酶基因StLAC2敲除导致黑色素含量降低，不能产生分生孢子，直接影响侵染能力。为进一步研究漆酶基因家族基因在生物学功能上的差异，本文利用同源重组技术创制StLAC6基因敲除突变体并对其对玉米大斑病菌生长发育、致病、杀菌剂抗性等方面的作用进行研究。结果表明通过同源重组技术成功创制了2株StLAC6基因敲除突变体，分析发现StLAC6基因缺失后对玉米大斑病菌的生长、菌丝形态和侵染能力没有显著影响，而且突变体细胞壁及细胞膜功能均正常。进一步对其超微结构进行分析发现，StLAC6基因敲除突变体菌丝中的过氧化物酶体形态异常，影响了菌丝内脂滴合成，同时敲除突变体中的酚类化合物和黑色素的合成增加。通过比较野生型和突变体的EC50值，发现StLAC6敲除导致病菌对嘧菌环胺、三环唑、吡唑醚菌酯等多种常见杀菌剂的敏感性增加，表明漆酶参与了玉米大斑病菌对杀菌剂的抗性。为了明确漆酶基因家族成员的关系，对StLAC6敲除突变体中其他漆酶基因的表达进行分析，发现StLAC1等多个玉米大斑病菌漆酶基因的表达水平发生了显着变化，说明漆酶基因家族成员间存在功能互补。本文为研究植物病原真菌中漆酶基因家族的功能和相互关系提供了新的见解。
本研究以东北农业大学肉鸡高、低腹脂双向选择品系1-7周龄鸡只和永生化鸡前脂肪细胞（ICP2细胞）为材料，利用RT-qPCR和Western blot方法分析HBP1在脂肪组织和前脂肪细胞分化过程中的表达模式；以稳定过表达HBP1的ICP2细胞、敲除HBP1的ICP2细胞以及各自的对照细胞为材料，利用油红O染色、RT-qPCR和Western blot检测过表达/敲除HBP1对鸡前脂肪细胞分化的影响；利用信号通路分析试剂盒筛选HBP1调控鸡前脂肪细胞分化的潜在信号通路；在稳定过表达HBP1的ICP2细胞中添加信号转导和转录激活因子3（STAT3）的化学抑制剂或转染siRNA进行功能拯救实验。结果：基因表达分析结果表明，HBP1的表达与鸡腹部脂肪沉积和前脂肪细胞分化有关。过表达HBP1抑制鸡前脂肪细胞分化（P<0.05），敲除HBP1促进鸡前脂肪细胞分化（P<0.05）。进一步研究发现，HBP1靶向激活Janus激酶2（JAK2）基因的转录来激活STAT3信号通路。功能拯救实验结果表明，STAT3信号介导了HBP1对鸡前脂肪细胞分化的调控作用。以上结果表明，HBP1通过直接上调JAK2的表达来激活STAT3信号通路，从而抑制鸡前脂肪细胞的分化。本研究阐明了HBP1在鸡前脂肪细胞分化中的基本功能，并揭示了其部分分子机制。这些发现为进一步解析鸡脂肪组织生长发育的分子遗传基础提供了新的见解。
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。
西瓜果肉颜色是由一系列类胡萝卜素类物质决定的一种重要性状。本文通过浅黄色果肉西瓜COS和白色果肉西PI 186490作为亲本配制F2代分离群体进行BSA-seq分析。BSA-seq结果分析发现在西瓜的6号染色体2.45 Mb区间内存在一个与果肉颜色性状形成的相关区段，该区域初步定位在382 kb范围内。然后利用1260株F2代精细定位群体进行精细定位，将定位区间缩短至66.8 kb。该区间内共包含9个候选基因，其中仅有Cla007528（叶绿素酶基因）在双亲中发生差异表达，并存在非同义突变位点。同时基于RNA-seq数据和qRT-PCR验证我们对类胡萝卜素代谢中的关键基因表达模式进行分析发现，叶黄素循环中的三个基因（ClCHYB，ClNCED-1和ClNCED-7）在双亲果实不同成熟阶段发生差异表达。随着类胡萝卜的不断积累，ClPSY1，ClPDS，ClZDS，ClCHXE，ClCRTISO和ClLCYB也表现出显著差异的表达模式。
根际微生物群落在促进或抑制外来物种的建立中起重要作用。入侵植物与土壤微生物群落(如根际细菌)的相互作用，会导致土壤微生物群落发生变化，因而影响外来植物与本地植物之间的竞争关系。紫茎泽兰是我国一种危害严重的外来入侵杂草。已有研究证实，紫茎泽兰入侵后会影响根际土壤微生物群落结构，并形成对它自身生长的正反馈效应，但这其中的内在机制还有待深入探究。前期调查发现，紫茎泽兰重度入侵地区的根际土壤中一种有益菌蜡样芽孢杆菌的含量明显高于轻度入侵地区的。因此，本研究从促进植物根际有益微生物增长及其反馈效应的角度，拟揭示紫茎泽兰入侵扩张的根际有益菌作用机制。研究比较了紫茎泽兰不同入侵程度土壤中蜡样芽孢杆菌的含量，检测了紫茎泽兰根系分泌物对蜡样芽孢杆菌生长和土壤特性的影响，还对比分析了蜡样芽孢杆菌处理对紫茎泽兰生长的反馈作用。结果表明：蜡样芽孢杆菌的含量随紫茎泽兰入侵程度的加深而明显增加，入侵土壤中的菌含量几乎达到了非入侵土壤的两倍。紫茎泽兰根系分泌物处理其根际土壤后，蜡样芽孢杆菌的含量在1天后随时间延长明显增加，最高达近两倍，且土壤营养成分含量也发生了明显变化，如铵态氮和有效磷含量相比于对照分别增加了41%和27%。土壤中添加蜡样芽孢杆菌不同程度地促进紫茎泽兰根际两种主要化感物质泽兰二酮和羟基泽兰酮的降解，其中泽兰二酮的浓度在处理后的48、72、96 h分别比灭菌土壤中的浓度低338%，356%和723%；并且在该处理的土壤中，紫茎泽兰的发芽率显著提高了50%，根长增加了117%，苗长增加了48%，鲜重增加了81%，而本地其他植物的生长变化不大。这些结果说明蜡样芽孢杆菌对紫茎泽兰生长具有偏利作用，同时可促进化感物质的降解以削弱紫茎泽兰的自毒作用，为根际聚集有益菌介导的外来植物入侵扩张的理论提供了科学依据。
月季（Rosa cvs.）是世界上最重要的观赏植物之一。现代月季多为四倍体，其减数分裂过程中存在双减数分裂和优先配对，使得传统的连锁分析方法不能适用四倍体月季。因此，四倍体月季遗传图谱的构建工作既迫切又具挑战性。本研究以四倍体月季F1杂交群体为试验材料，通过简化基因组测序的方法构建遗传图谱。共检测到17,382个SNP标记，加上课题组前期开发的440个SSR和AFLP标记，利用GATK中同源四倍体的模型进行基因分型，最终获得6,885个高质量的标记。然后利用polymapR进行遗传连锁分析，构建了四倍体月季的高密度遗传连锁图谱。该图谱包含7个连锁群，6,842个标记，总图距为1,158.90 cM，标记间平均遗传距离为0.18 cM。随后对花瓣数量和花朵直径进行QTL分析，检测到1个与花瓣数量相关的主效QTL (qpnum-3-1)，解释表型变异20.18–22.11%。检测到4个与花朵直径相关的QTLs，连续两年的花朵直径数据检测到1个主效QTL（qfdia-2-2）。本研究为现代月季分子标记辅助育种工作奠定基础，同时为其他同源多倍体的遗传分析提供借鉴。
中国板栗是世界上重要的坚果树种。我国板栗种质资源十分丰富，但在其资源利用与保护方面仍受到很大的限制。本研究利用18个荧光SSR标记对146份板栗资源进行了指纹图谱的构建，并解析了板栗品种群间的亲缘关系和筛选了板栗资源的核心种质。结果表明，每个基因座的平均等位基因数(Na)和多态性信息含量(PIC)分别为8.100和0.622，18个SSR标记表现出高的多态性。利用这些高效的标记，本试验成功构建了146份板栗资源的有唯一匹配的指纹图谱，并从中筛选出了7个SSR标记作为核心标记，实现了板栗资源的快速鉴定。对5个板栗品种群遗传关系进行研究，可知，中国板栗品种群被划分为3个类群，分别是类群I(华北品种群和西北品种群)、类群II(长江中下游品种群)和类群III(西南品种和东南品种群)。最后，我们选取了具有代表性的45个中国板栗资源作为核心种质。本研究为板栗资源的鉴定和品种群的亲缘关系提供了重要信息，为今后板栗的高效育种奠定基础。
