水稻的花器官特征主要由A、B、C、E四类基因决定，它们大多编码MADS-box转录因子。然而，在花发育过程中，对于这些基因的表达如何被调控的研究很少。本研究报道了一个名为SUPER WOMAN 2（SPW2）的基因，该基因在水稻的小穗/小花发育过程中通过调控雌蕊特征基因OsMADS3、OsMADS13、OsMADS58和DL的表达发挥重要作用。SPW2突变导致小穗内的护颖、外稃、内稃、浆片和雄蕊中出现异位的柱头/子房状组织。通过图位克隆，我们揭示了SPW2编码一个植物特有的类EMF1蛋白，该蛋白是PRC2复合物的重要组成部分，并介导H3K27me3修饰。表达分析显示，SPW2突变导致OsMADS3、OsMADS13、OsMADS58和DL在小穗的非雌蕊器官中异位表达。此外，ChIP-qPCR结果显示这些基因在染色质上的H3K27me3修饰水平显著降低。因此，我们的研究结果表明SPW2通过参与H3K27me3介导的雌蕊特征基因表观遗传沉默，进而调控它们在水稻小穗的非雌蕊器官中的表达。这项研究拓宽了我们对于SPW2通过表观遗传调控花器官特征基因的分子机制的认识。
干旱和低温阻碍了黄土高原地区冬小麦的生产，作为两种常见的种植模式，垄膜沟播（RP）和平膜穴播（FP）有利于小麦增产。我们先前的研究表明，FP比RP能更有效地提高小麦产量，但原因尚不清楚。同时，不同种植模式下功能菌群的变化特征仍需进一步研究。本研究通过种植冬小麦评估了种植模式对土壤温度、水分、微生物和产量的影响。结果表明，FP在土壤温度较低时具有增温作用，在温度过高时具有降温作用。相比之下，RP对土壤温度的调节并不稳定，且随年份而变化。与RP和露地条播（NP）处理相比，FP处理的负积温分别降低了20-89和43-99%。在FP和RP处理中，深层土壤水分可以很好地被转移至表层供小麦生长，这使得在小麦生长早期，这两个处理（尤其是FP）的表层土壤水分比NP处理更充足。然而，由于研究区域的水资源有限，在小麦生育后期所有处理的表层贮水量几乎没有差异。最后，与RP和NP相比，FP的小麦产量分别显著提高了12-16和23-56%。此外，负积温、穗数和小麦产量之间存在显著的正相关。RP处理的Chao1指数和Shannon指数分别比NP处理高出17和3.9%，而基于network关联分析可知，RP处理中细菌的种间关系被削弱。与NP相比，RP中解磷菌、氨化和硝化细菌的活性被增强，而硝酸盐还原菌和植物病原菌活性受到了抑制，这为小麦生长提供了更多的有效养分和更好的生长环境。
株高是影响甘蓝型油菜产量、收获指数和抗倒伏性的关键株型特征，然而，油菜株高的遗传调控机制仍不清楚。本研究利用EMS诱变获得了一个半矮杆突变体df34，遗传分析结果表明，df34的半矮杆性状由一对半显性基因控制。利用BSA-Seq方法将目的基因定位到C3染色体上，命名为BnaSD.C3。随后，利用图位克隆的方法，将BnaSD.C3精细定位到“Darmor-bzh”基因组的297.35 kb区间内。然而，在“Darmor-bzh”基因组上的这一区间内，没有潜在的调控株高性状的候选基因。结合基因组重测序、转录组测序、植物激素分析、结构变异分析和基因功能注释等信息，在“ZS11”参考基因组上，发现BnaC03G0466900ZS和BnaC03G0478900ZS为BnaSD.C3的重要候选基因。本研究为甘蓝型油菜矮化及株型育种提供了新的基因资源，为解析甘蓝型油菜株高的遗传调控机制提供了新的见解。
目前人们对原生动物转移磷酸盐和改善玉米生长的能力还知之甚少。本文旨在探讨Colpoda cucullus能否通过转移磷来提高玉米的磷素水平。在根箱的外室土壤中接种纤毛虫C.cucullus，并添加KH232PO4、磷矿粉（RP）、普钙（SP）或磷酸铵（AP），然后在内室种植玉米。结果表明，接种C.cucullus的玉米植株32P放射性显著高于对照。此外，接种C.cucullus后玉米干物质显著增加了25.07%，氮磷钾含量增加了1～36% (P<0.05)。接种纤毛虫后，根箱内室土壤速效磷也提高了30%以上（P<0.05）。由此推测，磷素可能由接种的C.cucullus从外室运输到内室，然后被玉米植株吸收。
RNAi介导的有害生物防控策略是农业生物技术领域的最新突破之一。但是，目前对RNAi防控策略可能产生的脱靶效应仍未完全了解。本文中，我们研究了两种昆虫致死基因siRNA在靶标和非标靶昆虫中的脱靶效应。结果表明，致死基因siRNA的脱靶效应广泛存在于靶标昆虫和非靶标昆虫中。我们根据基因的同源性、相关KEGG途径以及与siRNA序列的连续匹配度，对所有表达量受影响的基因进行了分类。出人意料的是，非靶标基因表达量受影响的程度与序列的连续匹配度并不一直。而少部分同源基因和KEGG相关基因的表达量正如预期的一样发生了显著变化。通过计算转录组熵值，结果表明尽管在siRNA处理后数百个基因的表达受到影响，但转录组的熵值保持不变，这表明转录组的表达模式在整体上是平衡的。本文的结果表明，siRNA与非靶标生物中的单个基因发生交叉反应，但在基因组水平上对靶标和非靶标生物中转录组完整性并没有显着影响。同时，本文提出了一种评估昆虫致死基因siRNA脱靶效应的体系，将有助于评估RNAi害虫防控策略的安全性。
相对其它作物，玉米生产虽然需要较高的温度，但35℃以上高温不利于玉米产量的形成。在华北平原地区，≥35℃ 的温度在夏玉米营养生长和生殖生长并进阶段普遍发生，并对玉米产量的形成造成不可逆的伤害。因此，本文研究了9叶期至抽雄期增温对夏玉米产量形成过程的影响。结果表明，持续增温导致了花丝的伸长速率和活力下降、开花吐丝间隔期增加、果穗顶端穗粒数减少，最终影响了产量。尽管抽雄前持续增温破坏了雄花序中花药的结构，花粉活力因此降低，散粉推迟和散粉时间缩短。但是，从表型、生理层面分析，此时期的持续增温可能对雌穗的生长发育影响更加显著。总之，在玉米营养生长和生殖生长并进阶段，持续增温导致雌雄穗生长受阻，最终引起果穗秃尖和产量的大幅度降低。
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。
