西番莲（Passiflora edulis Sims）也称百香果，是西番莲科西番莲属的藤本植物。其全株提取的黄酮类和萜类对人体有良好的抗焦虑和抗炎作用，西番莲除了鲜食之外还可药用。在这项工作中，我们利用RNA-Seq分析了紫果品种的四个组织的转录表达，注释了大量基因功能。西番莲叶片中的黄酮类和萜类化合物主要是木犀草素、芹菜素、环状三萜皂苷和其他活性物质的衍生物。利用基于同源BLAST和系统发育分析，筛选了转录组数据中可能参与黄酮类和萜类合成途径的一系列候选单基因。结果显示，西番莲的三萜类化合物的生物合成来自甲羟戊酸（MVA）和2-C-甲基-D-赤藓糖醇-4-磷酸/1-脱氧-D-木糖醇-5-磷酸（MEP/DOXP）途径，这与其他果树通过MVA途径为主的生物合成不同。大多数候选基因在叶和/或花中高表达。8个关键基因的定量实时PCR（qRT-PCR）验证，证实了RNA-Seq数据的可靠性，并获得了其在西番莲属八个种（species）和其中一个种（栽培种）的四个组织中的表达规律。这些工作对分析关键基因在西番莲黄酮类化合物和萜类化合物的生物合成提供基础。

盐胁迫下选择性剪接可调控丝氨酸/精氨酸丰富(SR)蛋白的表达和异构体的形成。前期研究鉴定了木薯SR蛋白家族中的两个亚家族SCL和 SR，这两个亚家族参与调控植物非生物胁迫的响应，然而SR蛋白家族中的其他亚家族是否也在转录后水平上调控植物盐胁迫应答有待探究。本研究通过11个物种RS亚家族的同源性比对找到37个基因，并系统性的分析了RS40 和 RS31基因在非生物胁迫条件下的表达情况。进一步蛋白结构域分析表明植物RS亚家族在非生物胁迫响应中其作用可能是保守的。在拟南芥中过表达MeRS40基因可通过维持活性氧的动态平衡和调控盐胁迫响应基因的表达进而提高植物的耐盐性。然而，在木薯中过表达MeRS40基因则通过负调节自身的pre-mRNA来抑制其内源性基因表达，从而降低转基因木薯的耐盐性。此外，MeRS40蛋白与木薯MeU1-70Ks（MeU1-70Ka 和 MeU1-70Kb）蛋白在体内和体外互作。因此，我们的研究为木薯SR蛋白参与调控盐胁迫应答提供了新的理论基础和探索方向。

冷胁迫是影响苹果生产的重要限制因素。在本研究中，我们以苹果砧木‘M9T337’和‘60-160’的组织培养幼苗为试材进行检测，发现它们对冷胁迫分别表现为抗性和敏感性。‘M9T337’和‘60-160’幼苗在冷胁迫（1℃）处理48小时后，差异表达基因（DEGs）的富集途径和生理变化明显不同，表明它们对冷胁迫的反应存在差异。两个砧木幼苗WRKY转录因子差异表达分析表明MdWRKY40is和MdWRKY48为潜在冷耐性调控子。在苹果愈伤中分别过表达MdWRKY40is和MdWRKY48，结果发现过表达MdWRKY48的愈伤没有明显效果，而MdWRKY40is能促进花青苷积累和提高愈伤冷耐性，并促进花青苷合成结构基因MdDFR和冷信号核心基因MdCBF2的表达。酵母单杂和凝胶阻滞（ EMSA ）分析表明MdWRKY40is仅能结合MdDFR的启动子。酵母双杂和双分子荧光互补（BiFC）表明MdWRKY40is能通过其蛋白N端Leu Zipper与CBF2抑制子MdMYB15L互作。当敲除MdWRMY40is蛋白N端Leu Zipper后，在愈伤中过表达发现其不能影响MdCBF2的表达水平和愈伤冷耐性，表明MdWRKY40is参与冷信号途径是通过与MdMYB15L互作来实现的。综上，MdWRKY40is能直接绑定MdDFR启动子促进花青苷积累，并通过与MdMYB15L互作，干扰其对MdCBF2抑制作用，间接促进MdCBF2表达，从而提高冷耐性。这些结果为苹果砧木抗冷机制的研究提供了新视角，为未来筛选抗寒砧木提供分子依据。

杜鹃花是杜鹃花属的总称，是具有很高的观赏和经济价值的著名木本植物。热胁迫是影响杜鹃花生长的主要环境因子。褪黑素近年来被报道可以缓解非生物胁迫对植物的影响。然而，褪黑素在杜鹃花中的作用尚不清楚。本研究探讨了褪黑素对热胁迫下杜鹃花的影响及其潜在机制。叶绿素荧光结果表明，喷施200 µmol L^-1褪黑素对杜鹃花抵抗热胁迫效果最佳。为了阐明褪黑素如何限制高温的不利影响，本研究分别在25、35和40°C处理下分析了杜鹃花叶片中褪黑素含量、光合参数、Rubisco酶活性和ATP含量。结果表明，与对照相比，外源喷施褪黑素提高了杜鹃花叶片中褪黑素含量、热应激下的电子传递速率、光系统II和I活性、Rubisco酶活性和ATP含量。转录组分析结果表明，许多热胁迫下的差异表达基因富集在光合作用途径，这些基因中的大部分均在热处理后下调表达，且在无褪黑素处理的植株中下调幅度大于外源喷施褪黑素处理的植株。本研究鉴定出RhPGR5A、RhATPB、RhLHCB3和RhRbsA作为关键基因。综合以上结果，我们推测褪黑素通过调控包括RhRbsA在内的特定基因的表达，促进光合电子传递，提高卡尔文循环酶活性，增加ATP的产生，由此提高了热应激下的光合效率和CO₂同化能力。因此，施用外源褪黑素可提高杜鹃花对热胁迫的耐受性。

长期以来，西南地区季节性干旱频发，猕猴桃果园水肥管理无量化标准，严重影响猕猴桃产量和品质。因此，探究不同生育期滴灌水肥亏缺调控 (WFDR_DI)对猕猴桃果实品质的影响规律，实现猕猴桃节水节肥和绿色高效生产。本研究以“金艳”猕猴桃为试材，分别在2017和2018年以充分灌溉施肥为对照 (CK)，在抽梢展叶期 (stage I)、开花坐果期 (stage II)、果实膨大期 (stage III)和果实成熟期 (stage IV)设置两个亏缺灌溉水平 (W_D20%和W_D40%)和三个亏缺施肥水平 (F_D15%, F_D30%和F_D45%)。结果表明，果实生育Ⅱ期和III期滴灌水肥亏缺调控对猕猴桃果实物理品质产生了显著影响，其中在III-W_D40%F_D30%和III-W_D20%F_D45%处理下果实硬度分别显著增加13.62%和15.59% (P<0.05)；在Ⅱ-W_D40%F_D15%和III-W_D40%F_D15%处理下干物质量分别显著增加8.19%和6.47% (P<0.05)；在III-W_D20%F_D15%处理下果实单果重和单果体积分别显著增加9.33%和12.65% (P<0.05)；在Ⅱ-W_D20%F_D15%处理下果实含水量显著增加1.99% (P<0.05)。滴灌水肥亏缺调控对猕猴桃果实化学品质有明显影响。在Ⅲ-W_D20%F_D45%、Ⅳ-W_D40%F_D15%和Ⅳ-W_D20%F_D30%处理下猕猴桃果实Vc含量分别显著增加69.96%、36.96%和34.31% (P<0.05)；在Ⅲ-W_D40%F_D15%和Ⅳ-W_D40%F_D15%处理下果实TSS含量分别显著增加3.79%和17.05% (P<0.05)，同时果实可溶性糖含量也分别显著增加了28.61% 和 34.79% (P<0.05)；果糖、葡萄糖和蔗糖含量也呈明显上升趋势，并在III-W_D40%F_D15%和Ⅳ-W_D40%F_D15%处理下分别显著增加5.58%~19.63%、40.55%~60.36%和54.03%~54.92% (P<0.05)；果实糖酸比在Ⅳ-W_D40%F_D15%处理下显著增加64.65% (P<0.05)。猕猴桃果实品质受水肥亏缺程度和发生时间的综合影响，在生育Ⅱ期和III期进行水肥亏缺调控有利于提升果实物理品质，其水肥亏缺阈值为20%水分亏缺和15%肥料亏缺；生育III期和Ⅳ期是水肥耦合促进果实化学品质提升的关键时期，其水肥亏缺阈值为40%水分亏缺和15%肥料亏缺。因此，以猕猴桃精准节水减肥为目标，猕猴桃全生育期内滴灌水肥亏缺调控下Ⅰ-W_D20%F_D30%、Ⅱ-W_D40%F_D15%、Ⅲ-W_D40%F_D15%和Ⅳ-W_D40%F_D15%处理是改善猕猴桃果实品质的最佳模式。

类胡萝卜素参与植物叶色的形成以及光系统的光保护。在这项研究中，我们发现蓝光会显着上调橙色大白菜内叶中的总类胡萝卜素。此外，转录组学分析显示，蓝光处理诱导类胡萝卜素代谢途径上游的光合作用（BrHY5-2、BrCOP1、BrDET1）和MEP（甲基赤藓糖醇 4-磷酸）（BrGGPS、BrDXS、BrHDR）途径中的基因上调。类胡萝卜素代谢组学分析显示，蓝光处理后几种橙色和红色类胡萝卜素（番茄红素、玉米黄质、β-胡萝卜素、叶黄素和β-隐黄质）的积累有助于叶片橙色的加深，表明短期蓝光治疗可用于促进“有益营养”的积累。光信号基因 BrHY5-2 参与了橙色大白菜中类胡萝卜素生物合成的蓝光诱导转录调控。BrHY5-2在拟南芥中的过表达显著增加了总类胡萝卜素含量和对蓝光的敏感性。上述发现揭示了蓝光诱导橙色大白菜品系中类胡萝卜素合成和积累的新见解，并提供了提高蔬菜营养价值的新方法。

柑橘溃疡病是由地毯草黄单胞杆菌柑橘亚种（Xanthomonas citri subsp. citri，Xcc）引起的细菌性病害，严重危害全球柑橘产业的发展。抵御柑橘溃疡病是一个复杂过程，包括蛋白质-DNA以及蛋白质-蛋白质等调控网络。为探究柑橘溃疡病调控网络，本研究构建了一个含有203个受柑橘溃疡病诱导的转录因子的酵母单/双杂（Y1H/Y2H）高通量筛选系统。通过该系统对一个通过维持活性氧稳态来提高对柑橘溃疡病抗性的基因，CsPrx25的上游调节因子进行了筛选，发现转录因子CsDOF5.8与CsPrx25的1-kb启动子片段相互作用。结合电泳迁移率实验、双荧光素酶实验以及CsDOF5.8的瞬时过表达，进一步验证了CsDOF5.8与CsPrx25的相互作用和转录调控。本研究揭示了CsDOF5.8与CsPrx25通过相互作用来维持H₂O₂稳态，进而调控柑橘溃疡病抗性的复杂途径。本研究构建的高通量筛选系统是探究柑橘溃疡病抗性调控路径或互作网络的有效工具。

褪黑素和多巴胺具有抵抗涝害胁迫的潜力。本研究旨在探讨褪黑素和多巴胺减轻苹果涝害胁迫的作用机制。本研究证明褪黑素和多巴胺通过清除活性氧(ROS)缓解涝害，且发现一氧化氮(NO)含量与硝酸还原酶(NR)活性显著相关。并且我们发现褪黑素和多巴胺招募了不同的潜在有益内生菌(褪黑素: Novosphingobium, Propionivibrio, Cellvibrio; 多巴胺: Hydrogenophaga, Simplicispira, Methyloversatilis, Candidatus_Kaiserbacteria, 和 Humicola)，这些内生菌的相对丰度与植物生长呈显著正相关。网络分析表明，褪黑素和多巴胺显著影响涝害胁迫下的内生细菌和真菌群落。代谢组结果表明，褪黑素和多巴胺通过上调氨基酸、类黄酮、香豆素和有机酸等有益物质的丰度来抵抗涝害。此外，对土壤理化性质的研究发现，褪黑素和多巴胺对土壤理化性质具有调节作用，从而改变了土壤内生菌的群落结构，影响了植物的生长。共生网络揭示了内生菌、代谢产物、土壤和植物之间密切而复杂的关系。我们的研究结果表明，褪黑素和多巴胺通过招募有益的内生菌来增强苹果的生理适应性，从而减轻涝害胁迫。本研究为探明褪黑素和多巴胺减轻涝害胁迫的机制提供了新的见解，并为协同有益微生物抵抗涝害胁迫提供了理论基础。

多种胁迫因素诱发的苹果再植病是一种复杂的农业问题，会升高植株的活性氧水平，并且限制养分利用。然而，现有的对策难以有效应对这一挑战。本研究中，我们以平邑甜茶为实验材料，利用盆栽实验方式来研究多巴胺缓解ARD的能力。外源施用100 μmol L^-1多巴胺显著促进了再植土中苹果的生长，相对生长速率提高17.44%。我们的研究结果揭示了多巴胺调节苹果ARD抗性的两条主要途径。首先，多巴胺有效降低ROS水平，激活氮转运和代谢相关基因的表达。其中，MdNPL5、MdNRT1.1、MdNPL2、MdNRT2.5、MdNPL3、MdNRT2.4、MdNADH-GAGOT和MdFd-GAGOT受多巴胺强烈调控。这些调控作用促进了苹果植株对土壤氮的吸收和利用。其次，多巴胺改善了土壤理化性质，增强了微生物群落多样性，促进了微生物群落之间的相互协作关系。此外，多巴胺还改变了根际土壤微生物的结构 (上调: Clostridiales, Gaiellales, Sordariales和Mortierellales; 下调：Micrococcales, Longimicrobium, Hypocreales 和 Cystobasidiales)。值得注意的是，多巴胺显著上调了Gaiella和 Mortierella的丰度。这两种菌属的丰度与土壤脲酶活性、土壤有效氮含量、植物生长和氮吸收均呈显著正相关关系。多巴胺还显著降低了再植土壤中植物病原菌Gibberella的丰度(11.71倍)。我们的研究结果揭示了多巴胺促进ARD抗性的机制，将有助于苹果产业的可持续发展。

盐胁迫是一种典型的非生物胁迫，导致植物生长缓慢、发育迟缓、产量和果实品质下降。施肥是保证作物正常生长的必要措施，其中，氮素更是关键元素。研究报道氮肥施加可提高作物耐盐性，但是，氮肥对葡萄耐盐性的影响尚不清楚。因此，本研究以酿酒葡萄幼苗‘黑比诺’为植物材料，研究200 mmol L^-1NaCl处理下施用0.01和0.1 mol L^-1 硝酸铵（N）对葡萄耐盐性的影响。通过对葡萄幼苗叶片的生理指标、转录组和代谢组分析，发现0.01 mol L^-1的N施加显著降低了盐胁迫下葡萄叶片中超氧阴离子（O₂^.-）的积累，提高了超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）的活性，促进了抗坏血酸（AsA）和谷胱甘肽（GSH）的积累。转录组和代谢组的联合分析表明，黄酮生物合成途径（ko00941）和黄酮和黄酮醇生物合成途径（ko00944）是关键的响应通路。进一步发现，槲皮素（C00389）的积累受到盐和氮的显著调节。同时，筛选到10个关键差异基因与槲皮素含量变化高度相关（R²>0.9）并构成互作网络。此外，我们也发现，盐胁迫下叶面喷施槲皮素可提高葡萄的SOD和POD活性，增加AsA和GSH的含量，降低H₂O₂和O₂^.-的含量。因此，本研究应用氮肥和槲皮素改善了葡萄的耐盐性，并鉴定到关键的响应基因，此结果为葡萄耐盐性的提高和分子机制研究提供了新的思路。