【目的】通过远缘杂交获得大葱与青甘韭的种间杂交种，分析杂交种的植物学特征，为葱属野生资源高效利用提供参考。【方法】以章丘大梧桐大葱和青甘韭为试材，对两亲本进行开花诱导和正反杂交，利用子房培养获得杂交种F₁植株；利用叶绿体基因组测序、流式细胞仪检测、核型分析、ITS分析和表型特征鉴定杂交种F₁的真伪；在苗期、营养生长期和抽薹开花期观察杂交种的植物学特征；调查花粉有无和自交鉴定分析杂交种植株的育性；通过感官评价分析产品的颜色、质地和味道，进而评估其作为一种新兴蔬菜的潜力；利用广泛靶向代谢组学分析杂交种与亲本的差异代谢物。【结果】大葱与青甘韭正反交成苗差异明显，正交组合子房正常膨大，反交组合子房不膨大，并萎蔫变干。正交组合授粉10 d后，子房停止膨大，逐渐变为灰白色，质地松软，干瘪死亡，而通过子房培养后获得F₁杂交种36株，产芽率为46.25%，成苗率为22.50%。杂交种F_1-16叶绿体基因组序列与母本大葱一致，为母性遗传，染色体荧光强度峰值位于两亲本之间，为32.90×10⁵，染色体核型公式为2n=2x=16=16m（1SAT），属于1A型。ITS序列单倍型包含2种，分别与两亲本相同。开发了一个分子标记MAPI_1，检测结果显示，母本大葱仅有一条带，为124 bp，父本青甘韭仅有一条带，为289 bp，36株杂交种F₁均扩增出上述2条带。F₁杂交种植株具有明显的杂种优势，特别是分蘖数，平均为17.50个，且单分蘖群生物学产量为387.52 g，显著高于双亲。F₁杂交种均无花粉，表现为雄性不育，但可通过分蘖和气生鳞芽繁殖。代谢组分析检测两亲本及杂交种F_1-16代谢物共1 208种，F_1-16与两亲本均存在显著差异的代谢物153种，其中，比两亲本均上调代谢物97种，均下调代谢物56种，且产生新代谢物1种，为根皮苷（phloretin-2'-O-glucoside (phlorizin)），具有极高的医疗保健价值。【结论】利用子房培养技术获得章丘大梧桐大葱与青甘韭的种间杂交种F₁，F₁表现出明显的杂种优势——雄性不育；设计验证了一种鉴定远缘杂交种的分子标记开发方法。

【目的】针对新疆水资源短缺和土壤肥力较低等问题，探究加气滴灌下不同灌水量和有机无机肥不同配比对土壤质量，棉花的生长、产量和水分利用效率的影响，为确定新疆棉花节水高效可持续生产的灌溉施肥模式提供理论依据。【方法】于2023和2024年在新疆生产建设兵团146团地区开展大田试验，在加气滴灌下设置2个灌水量（W1：80%ET_C和W2：100%ET_C，ET_C为作物蒸发蒸腾量）和5个有机无机肥配施比例（OF1：100%化肥，OF2：75%化肥+25%有机肥，OF3：50%化肥+50%有机肥，OF4：25%化肥+75%有机肥，OF5：100%有机肥），研究其对土壤质量指数（SQI）和棉花叶面积指数（LAI）、干物质累积量、产量、水分利用效率（WUE）的影响。【结果】土壤质量指数（SQI）随有机肥占比的提高而增大。与单施化肥相比，有机无机肥配施处理SQI两年平均提高了9.9%—28.8%。亏缺灌溉下土壤含水量和棉花LAI、干物质累积量、产量显著下降，而WUE显著提高。在两种灌溉水平（W1和W2）下，土壤含水量和棉花LAI、干物质累积量均随有机肥占比的增加呈先升后降趋势，W1灌溉水平下W1OF3处理以上指标取得最大值，而W2灌溉水平下W2OF2处理达最大值。与单施化肥OF1相比，有机无机肥配施处理两年土壤含水量、棉花的LAI和干物质累积量分别提高了0.4%—5.2%、4.1%—19.8%和3.7%—18.8%。两年籽棉产量均以W2OF2处理最大，两年平均产量为6 739.99 kg·hm^-2，但WUE以W1OF3处理最高，两年平均为1.42 kg·m^-3。分别利用隶属函数法、TOPSIS法和灰色关联度分析法对不同处理的SQI、籽棉产量和WUE进行评价，并结合整体差异组合评价模型对棉田SQI、籽棉产量和WUE进行综合评价，确定最优处理为W1OF3。【结论】考虑节水优先，保证产量的同时提高WUE和土壤质量为目标，推荐在加气滴灌下采用80%ET_C和50%有机肥+50%化肥作为新疆棉田节水高效生产措施。

【背景】提高水分利用效率有利于小麦的可持续生产。垄沟种植和测墒补灌技术均可以显著提高作物水分利用效率。但二者结合能否起到良好的节水效果，从而提升小麦水分利用效率，目前尚不明确。【目的】探索垄沟种植结合测墒补灌对小麦群体、产量和水分利用效率的影响。【方法】进行了为期两年的田间试验，冬小麦品种选用西农20，采用沟播（P1）、垄播（P2）和平作（P3）3种种植方式，结合0—40 cm土层补灌至田间持水量（S40）、0—60 cm土层补灌至田间持水量（S60）和传统漫灌作为对照（SCK）3种灌溉处理。通过测定土壤含水量、冬小麦茎蘖动态、干物质积累量、产量及其构成因素，并计算农田耗水总量、降水利用效率、灌溉水利用效率和总耗水利用效率、边行指数及经济效益来探究种植方式和测墒补灌技术对冬小麦生长发育、产量、水分利用效率和经济效益的影响。【结果】沟播种植方式配合60 cm土层测墒补灌（P1S60）处理的土壤含水量、小麦茎蘖数及干物质积累量与平作传统漫灌处理（P3SCK）无显著差异，并且沟播种植方式利用边际效应提高边行冬小麦的穗数和穗粒数，保证小麦产量不降低的同时，结合0—60 cm土层测墒补灌可以节约灌溉水34.5%，降低农田耗水总量10.8%，使灌溉水利用效率（IWUE）和水分利用效率（WUE）分别提高79.5%和14.7%（两年平均值）。与平作传统漫灌（P3SCK）处理相比，沟播配合0—60 cm土层测墒补灌（P1S60）处理总收入提高3.2%，具有较高的经济潜力。【结论】在综合考虑水资源利用效率、作物产量和收益潜力的情况下，采用沟播种植、0—60 cm土层补水至田间持水量为关中灌区较好的种植模式。

【目的】探究小麦玉米秸秆还田对砂姜黑土团聚体粒级分布及团聚体磷组分的调控作用，以期为土壤结构改良和磷素活化提供理论支撑。【方法】依托安徽省蒙城县始于2008年的小麦玉米秸秆还田长期定位试验，设置4个处理：常规施肥（F）、常规施肥+小麦秸秆单季还田（FWS）、常规施肥+玉米秸秆单季还田（FMS）、常规施肥+小麦玉米秸秆双季还田（FWMS），于2023年小麦成熟期采集0—20 cm耕层土样测定土壤团聚体组成及各粒级团聚体磷组分含量，解析小麦玉米秸秆还田对砂姜黑土团聚体磷素形态分布、磷活化度和有效磷贡献率的影响。【结果】与F处理相比，FWS、FMS、FWMS处理的>2 mm团聚体占比分别显著增加了35.9%、30.6%和39.1%，0.25—2 mm和0.053—0.25 mm团聚体的占比显著下降。小麦玉米秸秆还田可显著提升砂姜黑土的水稳性团聚体平均重量直径，显著降低土壤团聚体破坏率。秸秆还田条件下砂姜黑土的全磷和有效磷含量分别显著提高6.5%—26.0%和21.1%—37.6%。秸秆还田处理能够显著增加砂姜黑土中的活性磷组分NaHCO₃-Pi和中活性磷组分NaOH-Po含量，增幅分别达到17.1%—51.3%和19.5%—46.2%。从土壤团聚体角度来看，与F处理相比，小麦玉米秸秆还田处理下0.25—2 mm团聚体的有效磷含量和磷活化度分别显著提升39.3%—63.9%和37.5%—51.7%。FWS、FMS和FWMS处理的>2 mm团聚体有效磷贡献率较F处理分别显著增加19.0%、17.3%和22.3%，秸秆还田使砂姜黑土微团聚体（0.053—0.25 mm）和粉黏粒组分（<0.053 mm）的有效磷贡献率显著下降。砂姜黑土0.25—2 mm团聚体的活性磷组分（H₂O-P、NaHCO₃-Po）和中活性磷组分（NaOH-Po）含量在小麦玉米秸秆还田条件下有所增加。【结论】小麦玉米秸秆还田是改善砂姜黑土团聚体粒级组成与稳定性、提升土壤供磷能力的有效措施。

【目的】革兰氏阴性菌识别蛋白（Gram-negative binding protein，GNBP），又称β-1,3-葡聚糖识别蛋白，是昆虫中一类重要的模式识别受体（pattern recognition receptor，PRR），在先天免疫过程中发挥关键作用。本研究旨在系统鉴定小菜蛾（Plutella xylostella）GNBP基因家族成员，分析其结构特征与表达模式，筛选并验证关键靶基因，以期揭示小菜蛾应对病原侵染的先天免疫机制与进化适应，为开发新型生物防治策略提供理论依据与潜在靶点。【方法】基于小菜蛾全基因组数据，对GNBP基因家族成员进行鉴定；综合利用生物信息学方法分析其结构特征与进化关系，并采用AlphaFold3预测其三维结构。此外，结合公共转录组数据与实时荧光定量PCR（RT-qPCR）技术，检测该家族成员在不同组织以及白僵菌（Beauveria bassiana）和金龟子绿僵菌（Metarhizium anisopliae）侵染后的表达模式。构建携带pSilent-PxGNBP3的重组绿僵菌，并通过RT-qPCR检测侵染后PxGNBP3及下游抗菌肽基因的表达水平，同时利用生物测定评估不同菌株对小菜蛾的致病力。【结果】共鉴定出10个小菜蛾PxGNBP，其中PxβGRP4位于22号染色体，属于葡聚糖酶亚家族；其余9个成员位于29号染色体，属于PRR亚家族。系统进化及染色体定位分析表明该家族存在串联重复现象。保守基序分析显示，PxGNBP的N端结构域保守性低于C端；除PxβGRP4外，其余成员的葡聚糖酶关键催化位点均发生突变。三维结构预测结果表明，除PxβGRP4和PxβGRP3外，其余成员均具有典型GNBP蛋白结构；PxβGRP3的C端存在一个与Carbohydrate-binding module 39（CBM39）相似但不同的结构片段。表达谱分析发现，大多数成员在两种真菌侵染后均呈现先上升后下降的时序表达模式。RNA干扰（RNAi）试验表明，重组绿僵菌能够有效抑制PxGNBP3的表达，从而导致抗菌肽表达水平显著下降及宿主存活率降低；且重组菌株的毒力显著高于野生型，并随浓度升高而增强。【结论】鉴定出小菜蛾10个GNBP家族成员，PxβGRP3和PxGNBP3-2在结构上具有特殊性；该家族在真菌侵染中呈现时序性调控表达模式；利用构建重组绿僵菌方式成功实现了对PxGNBP3的体内RNAi功能验证。研究结果可为阐明小菜蛾先天免疫机制及开发新型生物防治靶标提供重要依据。

【目的】辣椒轻斑驳病毒（pepper mild mottle virus，PMMoV）是杆状病毒科（Virgaviridae）烟草花叶病毒属（Tobamovirus）成员，近年来已成为严重影响辣椒产量和品质的病毒之一。本研究旨在厘清该病毒谱系地理历史及其进化动态，为精准监测和科学防控提供依据。【方法】根据PMMoV的外壳蛋白（CP）上下游保守区设计一对特异性引物，对随机抽取的28个PMMoV福建分离物进行扩增克隆，将测序获得的新序列与GenBank检索获取的带有采样时间戳和地理信息的序列合并得到255条PMMoV CP序列，经日期随机化检验（DRT）确定数据集存在足够时间信号后，应用基于结构化溯祖MultiTypeTree的贝叶斯谱系动力学方法，重建该病毒的谱系地理历史和传播路径。【结果】28个PMMoV福建分离物均扩增出预期大小的目的片段，其CP核苷酸序列与已知分离物的一致性均在98%以上。DRT分析结果显示，基于真实数据集与日期随机化重复数据集所计算获得的CP替代速率，两者的95%置信区间之间不存在重叠，表明原数据集具有足够的时间信号，可用于贝叶斯定年分析。贝叶斯系统发育分析显示，PMMoV CP的平均替代速率为9.24×10^-4替代/位点/年（95% CI：6.20×10^-4—1.01×10^-3替代/位点/年）。该速率接近动物RNA病毒的替代速率范围，表明该病毒正处于快速进化中。PMMoV的最近共同祖先（tMRCA）为1941年（95% CI：1921—1957年），最大进化枝置信（MCC）树的根节点定位于欧洲，提示其为当前全球流行PMMoV的最可能起源地。时序迁移分析检测到多条从欧洲向全球其他地区的传播路径，表明欧洲是该病毒全球传播的重要中转站。除了跨地区传播，PMMoV在各地区内部的流动也极为频繁。进一步的贝叶斯天际线（BSP）分析结果显示，该病毒群体历史动态呈现地域差异，南美洲群体经历显著扩张后趋稳，而多数地区群体长期保持稳定。【结论】欧洲是当前全球流行PMMoV的最可能的起源地和扩散枢纽。研究结果可为深入解析该病毒的分子流行规律及其防控提供理论支撑。

【目的】探究钾对油菜抗湿害能力的影响，揭示钾参与油菜响应湿害胁迫的生理调节机制，为油菜生产上有效应对湿害胁迫提供理论支撑。【方法】采用砂培盆栽试验，设置正常浇水（CK）和湿害（WL）2个水分处理，及1.0 mmol K₂SO₄·L^-1（HK）、0.1 mmol K₂SO₄·L^-1（LK）2个钾水平，共有HK_CK、HK_WL、LK_CK和LK_WL 4个处理，分别为正常水分和钾肥、单一湿害、单一缺钾和湿害缺钾处理。在油菜苗期进行7 d湿害胁迫，比较不同钾肥水平下油菜生长、光合特征、抗氧化酶活性和内源激素等的差异。【结果】湿害和钾营养水平对油菜生长影响显著，生物量、根冠比和净光合速率均呈现HK_CK>HK_WL>LK_CK>LK_WL的趋势。湿害引起叶片超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）活性升高，LK处理（LK_CK和LK_WL）的SOD和CAT活性显著低于HK处理（HK_CK和HK_WL）。然而，LK处理的丙二醛（MDA）含量显著高于HK处理。湿害和缺钾对油菜内源激素影响显著，叶片脱落酸（ABA）含量呈现HK_CK<HK_WL<LK_CK<LK_WL的趋势。湿害胁迫7 d，叶片茉莉酸（JA）含量在缺钾和湿害条件下均显著增加，且在LK_WL处理下增幅最大。湿害和缺钾均会诱导水杨酸（SA）积累，且在LK_WL处理下根系和叶片中SA含量最高。与之相对的是，在恢复生长阶段，湿害和缺钾均导致组织中吲哚乙酸（IAA）含量显著降低，且在LK处理（LK_CK和LK_WL）下降幅最大。【结论】湿害导致油菜生长受阻、严重抑制根系生长，提高钾肥水平能显著促进根系生长和K⁺吸收、提高叶片光合作用能力和SOD、CAT活性，从而提高油菜抗湿害能力。湿害胁迫激发叶片ABA、JA和SA的积累，提高钾肥水平可显著缓解ABA和JA积累诱导的胁迫应激反应，并促进胁迫解除后根系和叶片IAA的积累，进而促进油菜恢复生长。

【目的】锌缺乏会引发“隐性饥饿”。通过生物强化技术提升小麦籽粒锌含量及锌肥利用效率，能够有效增加膳食锌摄入量，改善人体锌营养状况。【方法】以特色彩粒小麦品种‘太黑5号’（紫粒）和‘太蓝8号’（蓝粒）作为研究对象，于2022—2024年在山西省晋中市太谷区开展2年田间试验。在彩粒小麦开花后3—5 d（全田50%以上麦穗中上部小花的内外颖张开，花药散粉时期）进行叶面喷锌处理，共设5个锌浓度水平：Zn0（去离子水对照）、Zn1（Zn浓度440 mg·L^-1）、Zn2（Zn浓度587 mg·L^-1）、Zn3（Zn浓度733 mg·L^-1）、Zn4（Zn浓度880 mg·L^-1）。通过测定2类彩粒小麦的籽粒产量及花后不同时间点籽粒、叶片、茎秆的锌含量，定量分析各器官中锌含量变化规律、锌累积量及分配特征、锌利用效率、籽粒锌强化指数和收获指数，旨在评价其锌营养强化效果。【结果】叶面喷锌显著提升彩粒小麦各器官锌含量及籽粒产量，其中Zn3处理下籽粒锌含量达到最高（21.79—67.90 mg·kg^-1），籽粒产量也达到峰值（4 937.36—5 097.27 kg·hm^-2）；籽粒锌累积量同样在Zn3处理下达到最优（251.30—301.54 g·hm^-2），叶片和茎秆的锌含量及累积量则随喷锌浓度的递增呈直线上升趋势；随喷锌量的增加，籽粒锌累积分配比例趋于下降（10%—18%），叶片锌累积占比升至66%，茎秆锌累积量维持在23%—30%；彩粒小麦各器官锌利用率在Zn3处理下实现高效协同（5.68%—7.70%）；籽粒锌强化指数和锌收获指数则随喷锌浓度的递增呈下降趋势，与Zn1处理相比，其他喷锌处理籽粒锌强化指数降低12.50%—47.02%，与对照Zn0相比，喷锌处理籽粒锌收获指数下降23.66%—60.44%；‘太黑5号’在锌含量、累积、利用和强化方面均优于‘太蓝8号’；2类彩粒小麦可能受降水影响，均在第二生长季表现更好。【结论】花后叶面喷锌能有效调控彩粒小麦锌累积与分配，应用紫粒小麦+喷锌浓度为733 mg·L^-1可以实现彩粒小麦籽粒锌含量与锌利用的最佳平衡。

【目的】小麦千粒重作为直接影响最终产量的核心要素，其遗传解析至关重要。精准鉴定调控该性状的稳定显著关联位点及其关键候选基因，为分子标记辅助选育高千粒重、高产小麦新品种提供理论依据和遗传资源。【方法】通过对291份不同来源小麦种质资源进行100K SNP芯片基因型分型，并结合连续2年采集的千粒重表型数据及其最优无偏预测值（best linear unbiased prediction，BLUP），利用基于P+K模型的混合线性模型（mixed linear model，MLM）实施全基因组关联分析（genome-wide association study，GWAS）。最终，对定位到的显著关联位点进行单倍型分析。【结果】291份小麦千粒重在2年间及BLUP值下均呈广泛变异（均值38.24—38.82 g，变异系数17.62%—19.93%），2年间的千粒重相关系数为0.88（P<0.01），与BLUP值的相关系数均为0.97（P<0.01）达极显著水平。基于291份冬小麦种质资源的千粒重表型数据在不同环境条件下均呈现正态分布特征，符合全基因组关联分析对数量性状数据分布的基本要求，表明该数据集适用于后续关联分析。GWAS分析共检测到19个与千粒重显著相关的SNP位点，分布在3B、5A和7A染色体上，能够解释6.85%—9.68%的表型变异，其中，有16个标记在2个及以上的分析环境中出现，是比较稳定的SNP标记。通过对多环境下存在且表型贡献率高的多效应位点进行单倍型分析，位于7A染色体的7A_145980808位点发掘到与千粒重显著相关的Hap1、Hap2、Hap3和Hap4等4个不同单倍型，其中，Hap4是高千粒重单倍型（P<0.01），而Hap2为低千粒重单倍型（P<0.01）。4种单倍型分别占72.36%、14.55%、8.73%和4.36%。具有单倍型Hap1、Hap2、Hap3和Hap4的品种（系）的国内材料占比表现为Hap3（95.83%）>Hap4（83.33%）>Hap1（77.39%）>Hap2（65.00%）。通过分析高千粒重单倍型Hap4，发现其在分布上主要集中于西北冬麦区，尤其是甘肃来源的品种。基于关联分析结果，在3B、5A和7A染色体上筛选多环境显著性关联位点，并以其上下游3.6 Mb区域作为置信区间，共鉴定出95个候选基因。最终通过联合基因注释与基因表达情况，获得4个可能与小麦千粒重相关的候选基因。【结论】揭示了16个与千粒重显著关联的稳定位点，鉴定出4种不同单倍型，并筛选到4个关键候选基因。这些基因主要参与碳水化合物合成与转运、细胞壁多糖组装、蛋白质稳态维持，以及淀粉合成基因的转录调控等生理过程。

大豆种植制度涉及其在全国的布局、品种光温特性与熟制、轮作制度，以及纯作、间作、套作种植方式等，是大豆生产、引种、育种、栽培技术创新的依据。优化大豆种植制度对提升我国大豆综合生产能力及效益具有决定性意义。新中国成立70年以来，一年一熟制地区的大豆种植面积扩大，两年三熟制向一年两熟制转化地区的大豆种植面积缩减，一年两熟到一年三熟制地区的大豆种植面积稳中有升。从全国布局看，大豆栽培区域向东北地区北部扩展，南方-西南地区的大豆种植面积稳中有升，西北地区是新兴的大豆高产区。历史上大豆栽培区划分的方案是基于当时种植制度的基本资料，通过调查和试验得出的结果。近30年来，大豆生产、育种、栽培技术有了很大进步，尤其是大豆栽培区域有了规模较大的变化，特别是2000年以来国家突出强调发展大豆产业的国策，各地竞相调整发展大豆产业。生态栽培区的划分是与大豆布局、栽培技术、资源利用、引种育种等关系十分密切的一项基础性工作。随着我国大豆生产的变化，及时提出新的生态栽培区划分方案，有利于调整作物结构，推动未来大豆生产的发展。为此，本文回顾了新中国成立以来大豆栽培区域的变化、品种的更新换代、机械化水平的提高、带状复合种植的推进、栽培技术的全面进步，在此基础上列述了我国五次大豆栽培区划的变迁及其特点，并对区划的动态特征进行了全面剖析，从而提出大豆生态栽培区划调整的建议。新区划将全国分为东北春作大豆生态栽培区、西北春作大豆生态栽培区、黄淮海夏作大豆生态栽培区、长江流域春夏秋作大豆生态栽培区、西南高原春夏作大豆生态栽培区和岭南四季大豆生态栽培区，共6个生态栽培区。该区划的划分和命名力求兼顾到全国耕作制度区划的整体特点和对应关系，并注意到与以往区划的衔接。

【目的】克隆水稻雷帕霉素靶蛋白基因OsTOR，探究其在根伸长过程中的调控机制，解析其在水稻发育中的生物学功能，为改良水稻性状、提高产量提供分子依据。【方法】以粳稻品种Dongjin为材料，运用实时荧光定量PCR分析OsTOR的表达模式；利用RT-PCR技术克隆OsTOR，构建35S:OsTOR-GFP载体，通过农杆菌介导的水稻遗传转化，创制过表达植株OsTOR-OX，观察OsTOR的亚细胞定位；用TOR活性抑制剂AZD-8055处理水稻幼苗并观察表型；对抑制剂处理植株和OsTOR-OX植株根尖进行透明处理，激光共聚焦显微镜下观察分生区细胞形态；取萌发一致的未处理和处理后的7日龄水稻幼苗进行转录组测序并分析差异基因；利用实时荧光定量PCR对根尖分生组织中的细胞周期相关基因进行表达分析。【结果】OsTOR在进化上与大麦和小麦较近，包括HEAT重复区、FAT结构域、FRB结构域、PIKKc激酶域和FATc结构域，定位于细胞质和细胞膜，表达于萌发后7 d的水稻幼苗叶片、叶鞘、根、成熟植株的旗叶叶片、旗叶叶鞘、花序、成熟花药，以及即将授粉的雌蕊中。经抑制剂AZD-8055处理后，幼苗生长及根的伸长受到抑制，根尖分生区细胞增殖能力降低。过表达OsTOR则促进幼苗根的伸长。转录组测序结果表明，经AZD-8055处理后，有225个基因被上调，121个基因被下调。上调基因中，约28%参与细胞活动，18.6%参与对刺激响应，还有部分基因参与物质降解等过程；下调基因主要包括生物合成、蛋白质代谢以及细胞周期相关的基因。qRT-PCR结果表明，OsTOR活性降低导致细胞周期相关基因表达下降。【结论】OsTOR定位于细胞质和细胞膜，在水稻不同发育时期、不同组织中均有表达；OsTOR活性降低抑制水稻幼苗生长及根的伸长，过表达OsTOR则促进根的伸长，主要由于细胞周期相关基因的变化导致根尖分生区细胞增殖受到影响，进而影响根的伸长。

咖啡酸-O-甲基转移酶（COMT）是苯丙烷代谢途径中的关键酶，在木质素与香豆素代谢途径中都发挥着重要作用。COMT在植物抗病方面的功能已在多个物种得到证实。本研究在全基因组水平对马铃薯COMT基因家族进行了鉴定，并通过系统发育分析结合前期代谢差异、加权基因共表达网络分析（WGCNA），确定了StCOMT1是脱氧雪腐镰刀菌烯醇（DON）诱导下增强马铃薯抗病性增强的候选基因。为了更好地了解StCOMT1基因的功能，我们进行了StCOMT1的异源表达与过表达。StCOMT1定位于叶绿体中，异源表达发现它可以催化底物的甲基化生成阿魏酸与褪黑素。生理指标显示相较于野生型马铃薯植株，StCOMT1过表达植株受到拟枝孢镰刀菌感染后病斑面积更小，活性氧（ROS）水平降低。基于高效液相色谱（HPLC）表达谱与RT-qPCR数据的分析发现,接菌后，在StCOMT1过表达植株中香豆素相关化合物与香豆素相关基因呈现器官差异积累与表达。结果表明StCOMT1过表达马铃薯通过增强活性氧清除，促进香豆素相关化合物器官特异性积累，从而增强对拟枝孢镰刀菌的抗性。

草地螟（鳞翅目：螟蛾科）是亚欧地区农牧业生产中的重要迁飞性害虫。利用植物挥发性有机化合物（pVOCs）作为引诱剂进行害虫监测与防控，是一种环境友好且高效的防治策略。然而，目前针对草地螟的pVOCs防控研究仍较为有限。本研究采用动态顶空采样技术，收集了草地螟雌虫偏好产卵的三种寄主植物（灰绿藜、狗尾草和紫花苜蓿）释放的挥发性物质，通过气质联用技术（GC-MS）鉴定出55种化合物，其中16种化合物在0.001-100 µg µL^-1浓度范围内可引起草地螟成虫的电生理反应。进一步的室内行为学实验证实，芳樟醇、顺式茴香醇、反式-2-己烯醛和1-辛烯-3-醇这4种生物活性化合物对草地螟具有显著引诱效果，特别是当以5:1:5:10（25号配方）和5:1:1:10（21号配方）比例复配时，对成虫的引诱作用最为显著。田间试验结果显示，装载21号配方的2号诱捕器表现出最佳的田间诱捕效果。本研究证实，基于pVOCs的引诱剂可有效应用于草地螟成虫的监测和防控，为开发新型植物源引诱剂提供了重要思路。

我国北方灌区面临淡水资源短缺、洪水资源无法有效利用以及地下水长期超采等问题。鉴于这些挑战，本研究提出了利用洪水资源进行深蓄储水灌溉的新技术。然而，深蓄储水灌溉能否补给农田深层土壤水分并维持作物生产尚需进一步研究。因此，本研究在关中平原开展为期两年的夏玉米田间试验（2021-2022），评估以土壤饱和含水率作为灌水上限的不同土壤湿润层深度（T1: 60 cm; T2: 90 cm; T3: 120 cm; T4: 150 cm; T5: 180 cm）对农田深层土壤水分补给和夏玉米产量的影响。结果表明，在2021和2022年不同灌溉处理在100–200 cm土层的深层土壤水分补给（SMS_100–200）分别为73.34–267.42和0–150.03 mm。当有效降水量与灌水量之和超过390 mm时，SMS_100–200随二者之和的增加呈现线性上升趋势。同时，在2021和2022年玉米籽粒产量（GY）分别在T2和T3处理达到峰值，分别为11.44和11.25 t ha^-1。此外，2021年T4处理和2022年T5处理的GY与峰值相比分别仅降低3.9和5.7%。然而，T4和T5处理的SMS_100–200分别是T2和T3处理的2.4和5.0倍。综上所述，深蓄储水灌溉水量进一步增加会造成少量籽粒产量损失，但其能够显著增加农田深层土壤水分补给。因此，深蓄储水灌溉突破了传统灌区以有限水资源开展节水灌溉为目标的思路，其可以作为解决水资源匮乏、洪水资源利用效率较低和地下水位持续下降等问题的有效替代方案在中国北方灌区推广使用。

目的：流行性出血病（Epizootic Hemorrhagic Disease, EHD）是一种由流行性出血病病毒（EHDV）引起、经库蠓传播的虫媒传染病，感染野生及家养反刍动物，被世界动物卫生组织（WOAH）列为须通报动物疫病。近年来我国监测显示多个EHDV血清型在南方省份流行，且血清学阳性率极高，暴发风险严峻。然而，目前缺乏适用于现场、无需复杂仪器的快速检测技术。本研究旨在开发一种基于RT-ERA和CRISPR-Cas12a技术的EHDV核酸检测新方法，以实现对EHDV的高灵敏、高特异、快速且可视化的现场检测。

方法：本研究首先通过对EHDV不同血清型基因组序列进行比对分析，选定高度保守的S1基因片段作为检测靶标，并设计特异性crRNA。通过荧光检测法筛选并优化了CRISPR-Cas12a系统中的crRNA及Cas12a蛋白的最佳工作浓度。随后，针对该靶标设计了多对RT-ERA引物，通过筛选获得了最优扩增引物对（F6/R3）。将优化的RT-ERA扩增体系与CRISPR-Cas12a检测系统联用，构建了RT-ERA/CRISPR-Cas12a检测平台。通过使用梯度稀释的病毒RNA评估了该系统的检测灵敏度；通过检测蓝舌病病毒（BTV）、中山病毒（CHUV）等其他常见反刍动物病原体评估其特异性。最后，使用54份临床样本，分别经传统TRIzol提取法和HUDSON快速处理法处理样本后，将该检测系统与已建立的实时荧光RT-PCR方法进行比较，以评估其临床应用的灵敏度和特异性。

结果：本研究成功建立了EHDV的RT-ERA/CRISPR-Cas12a检测方法。优化的CRISPR-Cas12a系统在75 ng Cas12a蛋白和400 nM crRNA1条件下效果最佳。此外，最优RT-ERA引物对为F6/R3。该联用检测系统的灵敏度极高，荧光读值法和横向流动试纸条法的检测下限分别可达1.7 × 10¹拷贝/反应和1.7 × 10²拷贝/反应。特异性试验表明，该系统能有效检测EHDV-1, 2, 4-8, 10共8种血清型，而对BTV等其他病原体无一交叉反应。在54份临床样本检测中，基于TRIzol提取RNA的方法与实时荧光RT-PCR结果完全一致（灵敏度与特异性均为100%）；基于HUDSON快速处理的样本，其检测灵敏度为96%，特异性仍保持100%，可在无需核酸纯化的条件下实现快速检测。

豆科植物根系产生的黄酮类化合物是作为诱导共生根瘤菌nod基因的信号分子。然而，间作系统中根系分泌物中的黄酮类化合物对间作大豆结瘤的促进作用尚不清楚。采用玉米-大豆带状间作，即种间间距30 cm(MS30)、45 cm(MS45)、60 cm(MS60)和单一大豆/玉米：SS/MM，以及根相互作用，即根无屏障（NB）和根聚乙烯塑料屏障（PB），进行了为期两年的田间试验，评价根分泌物中类黄酮与结瘤的关系。结果发现，大豆和玉米之间的根-根相互作用提高间作大豆的根瘤数和鲜重。这种增强作用随着种间距离的扩大而逐渐增加。NB大豆直径大于0.4cm的根瘤占比高于PB大豆。根瘤形成相关基因GmENOD40、GmNIN2b和GmEXPB2表达上调。此外，与单间作相比，间作条件下大豆根系的异黄酮分泌减少，玉米和大豆根系的类黄酮和黄酮醇分泌增加。玉米和大豆根际黄酮类差异代谢产物的分泌随根屏障的增加而下降。在根系相互作用下，GmCHS8和GmIFS1在大豆根系中表达上调，GmICHG表达下调。黄酮类化合物和黄酮醇类化合物大多与结节直径呈正相关。经玉米根系分泌物处理的不同基因型大豆的根瘤数、根瘤鲜重和直径大于0.2 cm的根瘤比例均有所增加，促进了固氮能力的提高。因此，玉米-大豆带状间作结合合理的间距，可增强地下根系互作的积极作用，提高间作大豆的结瘤和固氮能力。

倒伏是制约水稻产量的一个重要因素。如何在避免倒伏的情况下实现水稻产量和氮肥利用效率协同提高一直是世界各国关注的焦点。本研究以籼粳杂交稻甬优2640和常规粳稻金香玉1号为材料，进行了为期两年的田间试验。设置6种不同的氮肥管理处理，即氮空白（T1）、常规尿素（T2）、控释氮肥（T3）、控释肥减氮（T4）、控释氮肥和尿素基肥一次施（T5）、控释氮肥和尿素分期施（T6）。结果表明：与T2相比，控释氮肥配施策略（T5和T6）下氮肥利用效率和产量分别提高4.89 ~ 5.69%和3.41 ~ 4.65%；控释氮肥配施策略能显著提高水稻基部第二节间茎秆中碳水化合物含量、节间折断弯矩、茎秆表皮硅层厚度、大小维管束数量、薄壁组织和机械组织厚度，同时降低了节间长度、弯曲力矩和倒伏指数。上述结果表明，控释氮肥配施策略通过改善茎秆基部第二节间的形态学、力学和理化特征以及解剖学特性，在提高茎秆强度的同时实现了水稻高产高效。

小麦赤霉病(Fusarium head blight, FHB)是一种主要由禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum)引起的全球性真菌病害，不仅影响产量，病原菌产生的脱氧雪腐镰刀菌烯醇（DON）等真菌毒素，还会降低籽粒品质，严重威胁人畜健康。RNA干扰(RNAi)是由双链RNA(dsRNA)诱发的基因沉默，通过RNAi的方式来沉默病原微生物特定基因的表达是一种绿色有效的病虫害防控技术。本研究针对小麦禾谷镰刀菌中的蛋白激酶基因Gpmk1、锌指蛋白基因FgChy1、转录因子FgSR、DON合成基因TRI5和细胞末端标记蛋白基因FgTeaA 五个致病关键基因，采用喷雾诱导基因沉默(SIGS)和宿主诱导基因沉默(HIGS)两种方法，验证能否通过沉默特定病菌靶标基因以实现防控小麦赤霉病的目的。我们通过喷洒单个或多个siRNA组合，发现SIGS可显著降低靶标基因的表达，并能抑制禾谷镰刀菌在小麦叶片中的扩展，其中，喷施五种siRNA的组合表现出最强的抗性。接下来，我们构建了同时干扰沉默这五个靶基因的RNAi植物表达载体，并获得了稳定表达的RNAi转基因小麦植株。进一步对两个独立的株系进行分析，发现对赤霉病和茎基腐病均表现出较强的抗性，并且降低了小麦中DON的积累。此外，转基因植株没有对小麦生长和产量性状产生不利影响。总之，我们的研究结果表明，利用SIGS和HIGS可有效沉默关键致病基因表达，增强作物的抗病能力，为其在植物防控真菌病害中的应用提供了重要的理论依据和技术支撑。

烟酰胺单核苷酸(Nicotinamide mononucleotide, NMN)是烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(Nicotinamide adenine dinucleotide, NAD)生物合成的前体，在人类医学和医药保健领域具有重要作用，已被广泛应用。最近的研究表明，NMN有可能能够作为一种植物免疫诱导剂来防控植物真菌病害。然而，NMN是否能够赋予植物对多种植物病原菌的广谱抗性，以及其诱导植物免疫的潜在机制尚不清楚。在本文中，我们研究了外源施加NMN在烟草对多种植物病原菌的响应中的作用。结果表明，经NMN预处理的烟草对青枯劳尔氏菌(Ralstonia solanacearum) CQPS-1、丁香假单胞菌(Pseudomonas syringae) DC3000 ∆hopQ1-1、寄生疫霉菌(Phytophthora parasitica)和烟草花叶病毒(TMV)的抗性均显著增强。NMN在50 μM ~ 600 μM的浓度范围内具有较好的效果，其中75 μM的NMN效果最明显。NMN预处理提高植物抗病性的作用可持续长达10天。除烟草外，NMN预处理还增强了番茄和辣椒两种作物对多种植物病原菌的抗性，这些结果表明NMN具有赋予作物广谱抗病性的能力。此外，RT-qPCR分析显示，NMN显著上调了模式触发免疫(PTI)标记基因NbCYP71D20和水杨酸(SA)标记基因NbPR1a的表达。这表明NMN通过诱导PTI和SA介导的免疫来增强植物抗性。NMN在NMN腺苷基转移酶(NMNAT)的催化下合成NAD，NAD也具有提高植物抗病性的作用，且该作用依赖于其受体LecRK-I.8。有趣的是，我们发现NMN诱导植物抗病性的作用在NMNAT沉默的植物和NAD受体突变体lecrk- I.8中均没有显著降低，表明NMN诱导的植物免疫存在不依赖于NAD的信号通路。综上所述，我们的研究表明，生物活性核苷酸NMN具有赋予植物广谱抗病性的作用。研究结果为保护作物免受多种植物病原菌的侵染提供了一种简单、环保、有前景的策略。本文对NMN诱导植物免疫的机制的探索性研究也为未来进一步深入研究NMN的功能机制提供了重要线索。

Softening of fleshy fruits during ripening and post-harvest is a programmed event that greatly affects quality and storage span. However, the molecular mechanism underlying peach softening remain largely unknown. Lateral organ boundary (LOB) domain (LBD) proteins are pivotal regulators of plant growth and development. To date, certain LOB/LBD transcription factors are seemingly implicated in fruit softening. In this study, we identified 42 LOB/LBD genes in the peach genome. Expression analysis showed a significant upregulation of PpLOB1 transcripts toward peach fruit ripening. PpLOB1 was classified into Class II subgroup, and showed high sequence similarity to several softening-related LOB/LBD transcription factors. Transient transformation assays showed that PpLOB1 positively modulates peach softening. Further experiments demonstrated that PpLOB1 directly targeted and activated the promoters of pectate lyase 1 (PpPL1) and PpPL15, thereby contributing to the regulation of fruit softening. Additionally, PpNAP4 up-regulated PpLOB1 expression by binding to its promoter. Meanwhile, our findings revealed that PpNAP4 and PpNAP6 cooperatively modulate the expression of PpLOB1. Altogether, all results revealed a new regulatory module that involves PpNAP4 and PpLOB1, and contributes to peach fruit softening.

高温胁迫会降低茶树体内的茶氨酸含量，但其分子机制尚不明确。本研究通过设置温度梯度处理（20°C、25°C、30°C、35°C），旨在揭示高温胁迫对茶氨酸生物合成与积累的影响。研究发现，高温胁迫引发代谢重编程，其特征为茶氨酸含量降低而儿茶素含量升高。此外，高温胁迫上调了B类热休克转录因子基因CsHSFB2c的表达，同时显著抑制了茶氨酸生物合成关键基因CsTS1和CsGS1的转录。功能研究表明，沉默CsHSFB2c可提高茶氨酸含量，而过量表达该基因则显著降低茶氨酸水平。与上述结果一致，沉默CsHSFB2c会上调CsTS1和CsGS1的表达，而过表达CsHSFB2c则导致这两个基因的表达下调。酵母单杂交（Y1H）和双荧光素酶报告基因（Dual-LUC）实验表明，CsHSFB2c可直接结合CsTS1和CsGS1的启动子区域并抑制其表达。这些结果证明，CsHSFB2c通过直接抑制CsTS1和CsGS1的表达，介导了高温诱导的茶氨酸生物合成抑制。本研究为通过分子育种手段提高茶树抗热性及品质提供了理论依据。

骨形态发生蛋白（BMP）基因家族由一组多功能细胞因子构成，在脊椎动物的肢体发育、骨形成、脂肪沉积和繁殖性能调控等方面发挥重要作用。然而，目前鸡BMP基因家族尚未得到系统的鉴定和全面的功能分析。本研究首先利用生物信息学方法鉴定鸡基因组中BMP基因家族成员，并从系统发育、基因结构、表达模式及定向选择等方面对家族成员进行系统分析，探讨它们在进化和人工选择过程中的作用；然后利用基因功能获得和缺失策略，结合qRT-PCR、CCK-8、EdU、免疫荧光、流式细胞术、ELISA、油红O染色等实验技术，对BMP7基因在脂质合成、沉积及肌肉发育中的功能作用进行了深入研究。结果表明，鸡BMP基因家族共有14个成员，可分为BMP2/4、BMP5/6/7/8A、生长分化因子（GDF）2/BMP10、GDF5/6/7和GDF11/BMP3/15亚家族。BMP基因家族在商品肉鸡和蛋鸡的人工选择中发挥重要作用，其中BMP2、BMP6和GDF7基因对肉用型和蛋用型鸡品系的形成有显著贡献，而BMP7基因对肉用型鸡品系的形成有较大的贡献。BMP7基因内含子区域的单核苷酸多态性（SNPs）与体重、胸肌重、腿重、腹脂重、血清总胆固醇（T-CHO）、甘油三酯（TG）、低密度脂蛋白（LDL）和高密度脂蛋白（HDL）含量显著相关。BMP7基因在鸡原代成肌细胞、肌内前脂肪细胞和腹部前脂肪细胞增殖和分化不同阶段的表达存在显著差异，可促进肝细胞的脂质合成；促进成肌细胞的增殖、分化和胞内脂质沉积；促进肌内前脂肪细胞的增殖但抑制其成脂分化；促进腹部前脂肪细胞的增殖和成脂分化。综上所述，BMP基因家族成员中的SNPs与生长、产蛋和脂肪沉积等性状显著相关，在鸡定向选择中发挥重要作用；其中，BMP7基因可以调控脂质合成、沉积和肌肉发育。这些结果为鸡生长发育、繁殖调控和脂肪沉积理论提供了新的见解，为鸡育种选择提供了新思路。

叶片性状是理想株型的重要组成部分。适当的卷叶有助于紧凑株型的建成。油菜是一种重要的油料作物，但油菜叶型发育的遗传学基础尚不清楚，也缺乏相应的种质资源用于油菜叶型的遗传改良。本研究鉴定到一个甘蓝型油菜叶片内卷的显性突变体，命名为INSIDE-ROLLING LEAF1 (IRL1)。该突变体由于叶肉细胞发育异常导致叶片内卷，此外还具有下垂角果和半矮杆表型，其有效分枝数减少了一到两个。图位克隆和遗传互补证实BnaC02G201100ZS是功能基因，BnaC02G201100ZS编码LATERAL ORGAN BOUNDARIES结构域蛋白6（BnaC02.LBD6）。BnaC02.LBD6启动子区的SNP变异导致其表达量升高，BnaC02.LBD6过表达株系的表型与突变体irl1表型类似。单倍型分析显示BnaC02.LBD6启动区的罕见SNP变异造成了突变体irl1独特的表型。此外，RNA-seq分析表明与叶片近远轴极性发育，此生代谢过程和激素信号通路相关基因差异表达。本研究为进一步理解油菜叶型变异的遗传学基础提供了新的见解，同时为油菜株型改良提供了宝贵的种质资源。

培育氮、磷、钾高效利用的小麦品种是实现农业可持续发展的重要途径。对养分利用效率的关键基因进行遗传解析和鉴定是实现这一目标的理想策略。我们利用431个不同小麦品种进行了全基因组关联分析（GWAS），揭示了1659个显著的单核苷酸多态性（SNPs）（LOD>5）。本研究在5个环境中共检测到534个与12个养分利用效率性状相关的数量性状位点（QTLs），其中14个QTLs至少在3个环境中被同时检测到。通过meta-QTL分析，发现QTL80（72.12~74.24 Mb，chr2A）、QTL387（32.88~33.56 Mb，chr6A）和QTL500（535.53-540.80 Mb，chr7B）分别与MQTL-2A-2、MQTL-6A-1和MQTL-7B-2共定位，这种趋同表明这些位点在不同环境条件下显著的相关性。在这些区域内，我们找到了与养分利用效率相关的关键候选基因，如bZIP转录因子家族基因和钾转运体基因。此外，我们还发现了一个新位点QTL234，此区域包含dof锌指蛋白、Ankyrin重复家族蛋白、细胞色素P450等关键候选基因。为了验证与氮收获指数相关的位于QTL234内的一个重要SNP，我们开发了这个位点（AX-109095537）的dCAPS标记。这些发现表明基于高分辨率SNP的GWAS在快速识别潜在关键候选基因方面的有效性，为大规模QTL精细定位、候选基因验证和功能标记的开发奠定了基础。此外，本研究鉴定出氮、磷、钾利用效率相关性状的候选基因，并开发了重要SNP的分子标记，对推进小麦养分利用效率育种进程具有重要意义。

高产一直是花生育种的首要目标。百果重(HPW)、百仁重(HSW)和出仁率(SP)是花生产量的重要组成部分。本研究旨在通过对“四粒红”（多粒型）与“冀农黑3号”（普通型）杂交的重组自交系(RILs)进行重测序，构建高密度连锁图谱。该图谱由4499个bin组成，分布在20条染色体上，全长1712.32 cM，平均标记间距离为0.38 cM。在3种环境中共鉴定出46个QTL位点。其中，主效QTL位点qHPW5.2、qHPW18.1、qSP7.1、qSP8.1、qSP8.2、qSP18.1和qSP18.2的表型变异解释分别为12.04、11.41、16.53、24.17、10.49、10.82和29.89%。的14个QTL在多个环境中被检测到，认为是稳定的QTL。1个QTL (qHPW7、qHSW7.1、qSP7)与3个性状均相关，对HPW、HSW和SP的表型变异解释分别为8.91、9.04和16.53%。利用美国微核心种质进行全基因组关联来验证QTL定位的准确性。在两种环境中，共检测到115个SNP与百果重、百仁重和出仁率显著相关。6个SNP与2个性状同时相关，平均解释13.84%的表型变异。结合两个定位群体，关联分析群体中在 7号染色体上与SP显著相关的SNP，AX-176802178，同时位于RIL群体主效QTL qSP7置信区间内。此外，还开发了3个KASP标记，并在花生农家种和品种中进行了验证。这些QTL为了解花生HPW、HSW和SP的遗传基础提供了有价值的见解，并为花生标记辅助育种提供有用的分子标记。

多数对农业安全生造成严重危害的植物病毒都依赖于昆虫介体进行传播。病毒及其编码的蛋白进入宿主细胞核的过程是其复制和感染扩散的关键环节。灰飞虱（Laodelphax striatellus）传播的水稻条纹病毒（Rice stripe virus，RSV），是水稻上最具破坏性的病原物之一。本研究发现，RSV侵染能显著诱导灰飞虱经典与非经典核转运途径相关基因的表达。其中，灰飞虱核转运蛋白β家族成员—importin5（LsIPO5）在RSV感染的中肠中表达量显著上调了84%。进一步研究发现，RSV非结构蛋白NS3上的核定位信号（NLS，¹⁶⁸YRSPSKKRHKYV¹⁷⁹）能够直接与LsIPO5结合，从而促进NS3的核转运过程。此外，灰飞虱RING型E3泛素连接酶（LsRING）介导的NS3泛素化修饰，不仅增强了NS3与LsIPO5的结合，还增加了NS3在灰飞虱细胞的核周定位。当同时沉默LsIPO5和LsRING基因时，灰飞虱体内的RSV载量显著降低。这些结果表明泛素化修饰与LsIPO5协同促进了NS3的核转运，从而增强了RSV的复制。我们的研究揭示了RSV在昆虫介体中感染的分子协同机制，并为通过昆虫介体控制植物病毒病传播提供了潜在靶标。

黄酮醇具有很高的药用价值，不但在植物抗逆性具有重要作用，而且也是洋葱营养价值的关键组成部分，尤其是在可食用部分。虽然黄酮醇的生物合成途径已经得到了很好的研究，但在洋葱中的调控作用尚不完全清楚。本研究通过分析“SA1”不同发育阶段的转录组学和代谢组学数据，筛选到了黄酮醇生物合成和调控基因。其中，鉴定了两个R2R3-MYB转录因子AcMYB12和AcMYB29，是洋葱黄酮醇生物合成的正调控因子。转录激活实验表明，它们都能激活黄酮醇生物合成途径基因AcCHS、AcF3’H和AcFLS的转录，而酵母单杂交实验证实它们直接结合这些基因的启动子。过表达洋葱愈伤组织和拟南芥中黄酮醇途径基因的表达量和黄酮醇含量显著高于对照，进一步证实AcMYB29和AcMYB12在黄酮醇调控中的作用。瞬时沉默试验显示两者之间存在部分功能冗余。有趣的是，他们的调节能力也存在显著差异。AcMYB12主要调控黄酮醇积累，而AcMYB29主要调控槲皮素的合成。进一步研究了它们之间的差异调控的分子机制，结果表明，这些差异可能是由于黄酮醇生物合成途径基因启动子中顺式元件的多样性以及转录因子和顺式元件之间结合活性的差异。

甜玉米蕴藏着丰沛的多糖、膳食纤维、微量元素、维生素与亚油酸等多种生命必需的营养成分，不仅口感清甜宜人，更集卓越的营养价值与广阔的经济前景于一身。然而，当前绝大多数品种仍根植于传统玉米种质资源之中，在通过回交手段将隐性突变等位基因导入现代优良受体基因型的过程中，往往难以摆脱“连锁累赘”这一遗传顽疾的羁绊，导致育种周期漫长、人力物力耗费巨大。为突破复合型甜玉米种质创新的瓶颈，亟需引入更为精准高效的突变创制技术。本研究巧妙运用CRISPR/Cas9胞嘧啶碱基编辑系统，精准靶向中国主推玉米品种京科968的母本自交系——京724中的Sh2与Su1关键基因，成功创制出sh2isu1双突变复合甜玉米新种质，其优异特性可直接服务于高端特色玉米育种体系。研究结果充分彰显，基因编辑技术正以其无与伦比的效率，成为推动各类特色玉米品种快速迭代的核心引擎，极大拓展遗传背景选择的自由度与可能性。在理想遗传骨架基础上实施定向编辑，仅需1至2年即可获得表型优良、性状稳定且完全不含外源转基因成分的新型种质材料。借助这一前沿技术，多重优质基因得以高效聚合，从而孕育出一系列兼具特殊营养功能与鲜食美味的新一代玉米品种，能为构建满足多元化市场需求的高品质鲜食玉米种质资源体系开辟崭新的通途。

由于玉米生产中耐密、抗倒伏品种的选育，密植已成为玉米高产稳产的有效手段，而优良的杂交种是玉米生产中合理密植的前提。然而，中国不同年代主推的玉米杂交种提高其耐密性的光合作用机理尚不清楚。本研究旨在探究40年来为增强不同密度下的玉米光合性状所做出的育种努力，阐明提高玉米杂交种耐密性的生理生态机制。我们在2019年、2020年和2021年开展了为期3年的研究。我们将1970年到2009年间中国主要推广的8个主要杂交种划分为4个年代，在3个种植密度（45000（D1）、67500（D2）和90000（D3）株·hm^-2）下进行了比较。在高密度下，现代杂交种的冠层结构和叶片光合性能与老杂交种相比更为合理，而比叶氮略有下降。在所有处理中，现代杂交种（2000年代）在D3密度下能保持较高的净光合速率和光合氮利用效率（PNUE），因此籽粒产量（GY）最高，与老杂交种（1970年代）相比提高了118.47%。花后叶面积持续时间、叶绿素总含量、光合关键酶活性和PSⅡ光化学最大效率均与GY呈正相关，其中PNUE与GY的相关性更为显著，是玉米杂交种优化的关键指标。基于以上结果，育种工作者应继续在逆境和高密度条件下进行杂交种选育，注重群体结构的优化和光合能力的持续提高，寻找最佳叶片含氮量状态，从而选育出高产、耐密植的杂交种，使玉米GY持续提高。

肌生成抑制素（myostatin，MSTN）主要在骨骼肌中表达，MSTN基因的缺失会促进肌细胞增殖。Ca²⁺是生物体中广泛存在的第二信使，对于肌细胞的增殖和肌肉生长至关重要。然而，MSTN基因与Ca²⁺之间的联系目前仍不清楚。因此，本研究以MSTN基因编辑牛（MSTN^-/-）作为研究对象，从Ca²⁺通道及其调控途径角度探讨MSTN突变促进肌卫星细胞增殖的分子机制。

与野生型（WT）相比，MSTN突变促进牛肌卫星细胞增殖。通过电感耦合等离子体—质谱法(Inductively coupled plasma-Mass Spectrometry，ICP-MS）发现，MSTN^-/-牛的肌肉组织和肌卫星细胞中Ca²⁺含量显著升高。同时，转录组测序发现MSTN^-/-牛的TRPC4表达水平显著增加。这些结果表明，MSTN突变激活Ca²⁺通道TRPC4促进细胞增殖。通过使用TRPC4的特异性抑制剂ML204处理MSTN^-/-肌卫星细胞，发现Ca²⁺含量显著降低至WT水平。Calreticulin的Western blot和特异性染色发现，ML204处理后MSTN^-/-肌卫星细胞中Calcineutrin的表达量和NFATc3入核量显著降低，细胞增殖能力受到抑制。

综上所述，MSTN突变激活钙离子通道TRPC4，引起胞质内Ca²⁺含量升高，激活Calcineurin活性，致使NFATc3去磷酸化入核，激活增殖相关基因从而促进肌卫星细胞增殖，使MSTN^-/-牛出现“双肌”表型。本研究揭示了MSTN突变激活TRPC4/Ca²⁺/Calcineurin/NFATc3通路促进肌肉发育的分子机制，为进一步探究MSTN对牛肌肉发育的调控机制提供参考。