植物糖转运蛋白SWEET基因家族是近年来发现的一类重要的糖转运蛋白,通过调节糖分在植物体内的转运及分配等,进而在植物的生长发育、生理代谢、抗逆境胁迫等方面起着重要作用。不同物种中SWEET基因所表现的生物学功能不同,对植物生物生命活动起着重要影响。本研究报告了植物SWEET基因家族的蛋白结构、转运机制以及生物学功能的研究现状,旨在为进一步研究SWEET基因家族的其他结构与功能提供理论基础。

CRISPR/Cas9系统是一项简单、高效的基因定点编辑技术,在植物遗传改良及作物良种选育等方面具有重要的应用价值。本研究主要介绍了CRISPR/Cas9的原理及构建方法,论述了近年来CRISPR/Cas9技术在植物基因功能及基因表达调控、植物基因组的定向编辑以及作物分子育种中的应用及研究进展,分析了该基因编辑系统的主要影响因素及优化改进方式,探讨了该系统在应用中的问题及解决途径并对今后发展方向进行了展望,为该技术在植物基因组定点编辑及作物遗传育种等领域研究提供参考。

锌(Zn)是动物植物所必需的微量营养素，缺锌或锌过量会严重影响水稻的生长发育。水稻锌含量维持在一定范围有助于提高其产量和品质，并且可以提高籽粒的锌含量，一定程度上可以解决目前人体缺锌的问题。因此研究水稻锌的吸收、转运和分配，和其他调控锌稳态分子机制至关重要。基于近年来国内外研究报道，简要概述了锌在植物体内的重要性，重点介绍了水稻中的离子转运体和目前已经报道的分子机制。总结了这些离子转运体参与了锌从土壤的吸收，从根部向地上部的转运，以及分配到水稻各部位，还总结了一些和离子转运体相关的分子机制。以期为水稻锌稳态调控基因的挖掘、分子机制的研究和富锌水稻种质的创制提供参考。

ERECTA是从拟南芥La-0(Landsberg)中分离出来的一个类受体激酶,它可以与多种基因相互协作控制植物器官的形态建成。其拟南芥突变体Ler(Landsberg erecta)被广泛应用于分子遗传学研究。目前已有文章报道该基因在花序结构,叶片形态,气孔发育,抗病性等方面具有重要的作用。随着分子生物学与遗传学的发展,ERECTA基因新的功能被逐渐发现。本文综述了ERECTA基因在拟南芥的分生组织,叶,花以及生物与非生物胁迫等方面的功能。

笔者通过已有研究总结了泛素蛋白酶体系统的组成成分,单泛素、多聚泛素、类泛素基因结构及泛素系统在植物生长发育中的作用,并对E3连接酶在应对生物及非生物胁迫应激反应方面的功能取得的进展进行综述。针对现有的相关研究,提出了靶蛋白研究较少、E3连接酶的HECT家族报道不多及E3调控网络、泛素化的时间位点仍不清楚等问题。对加强克隆相关基因及基因之间互作的研究、加强靶蛋白信息研究及E3分子机制等未来泛素研究做出展望,以期为植物泛素系统、泛素基因结构及功能方面的研究提供参考。

作物线粒体基因组具有复杂的组成和结构特点，基因组大、重组进化快、存在水平基因转移现象等。通过比较GenBank中已公布的12种作物线粒体基因组，着重分析它们基因组的组成和结构特点，特别是基因组大小、编码序列比例、内含子、叶绿体和细胞核与线粒体之间的DNA交换、RNA编辑、重复序列以及细胞质雄性不育等热点问题，以期为更好地了解细胞质雄性不育机理，利用杂种优势提高作物产量等科学问题提供理论参考。

旨在为非豆科植物中早期结瘤素蛋白ENOD93的功能研究提供参考和依据。利用生物信息学方法对水稻中的ENOD93基因家族成员进行鉴定，并对其成员的理化性质、染色体定位、基因结构、蛋白结构、表达谱、进化关系进行分析。结果表明，水稻ENOD93基因家族有7个成员，分布在第2和第6染色体上，基因结构均较简单，而且大部分ENOD93基因在保守结构域和保守基序的分布和排列上具有高度的相似性。RNA-Seq数据分析结果表明，水稻ENOD93基因在雌蕊、种子和胚中高表达，部分基因的表达量还受到逆境胁迫的诱导。利用包含单、双子叶植物的9个物种进行的系统进化关系分析，将31个ENOD93基因家族成员分为4个不同的类群。水稻ENOD93基因在不同组织和不同发育时期的表达存在差异，部分基因受胁迫诱导表达，表明该家族基因参与植物众多组织的发育过程且在逆境胁迫响应中具有重要作用。

蔗糖非酵解型蛋白激酶2(SnRK2)是一类在植物中普遍存在的蛋白激酶，属于Ser/Thr类蛋白激酶，在多种信号转导中均能发挥作用。为了研究SnRK2蛋白激酶在植物抗逆中的作用，分析了SnRK2基因家族的特点及研究历程，归纳了SnRK2基因在调控植物叶片气孔孔径，响应干旱胁迫、盐胁迫以及响应种子萌发和发育等方面的功能，指出SnRK2基因在多种信号转导中均能发挥作用，可以有效提高植物的抗逆能力。SnRK2基因在种子萌发和发育过程中具有重要意义，本研究为今后SnRK2分子机理研究和植物品种培育提供了参考依据。

禾本科植物是粮食的主要来源,NBS-LRR类抗病基因作为抗病基因数目最多的家族,在植物抵御病虫害中起着关键作用。本文综述了禾本科植物 NBS-LRR类抗病基因的结构、功能、分类、数目和进化等方面的研究进展,并对该类基因的研究前景进行了展望。旨在为进一步开发和利用 NBS-LRR 抗病基因提供理论参考。

本文介绍了人工智能在风景园林研究中的作用。根据人工智能的功能和属性,把风景园林研究中常用的人工智能方法分为智能随机优化类、机器学习类和人工生命类;分析了不同类型人工智能方法在风景园林各研究领域的运用动态;指出了人工智能在风景园林各研究领域的具体应用中存在的问题;探讨了人工智能方法在风景园林研究中的局限性;建立混合智能系统模型是风景园林研究向智能化、数子化、自动化发展的必然趋势。

为鉴定烟草基因组中的镁转运蛋白(MGT)基因,探讨MGT对烟株镁离子运输的机制,首先以水稻和拟南芥基因组中的镁转运蛋白家族基因为参考序列,应用同源序列比对方法,从烟草基因组中鉴定获得7个NtMGTs,均具有保守的Gly-Met-Asn三肽基序。再设计不同镁供应水平和光强处理的实验,结果发现NtMGTs的表达具有组织特异性且受光诱导表达。强光处理使烟株根中NtMGT1与叶片中的NtMGT2、NtMGT4、NtMGT5的表达量上升。随着镁供应浓度的上升,根系NtMGT1基因表达量提高且与根系镁含量变化趋势一致,推断NtMGT1基因主要介导烟株根系对镁的吸收;而叶片中NtMGT2、NtMGT4与NtMGT5基因表达量先上升后降低,说明3个基因属于高亲和镁离子转运系统。高温强光胁迫下,适当施镁能提高烟株地下部NtMGT1表达,促进根系吸收镁离子;提升地上部NtMGT2、NtMGT4与NtMGT5基因表达,促进镁离子的转运,保障烟株正常的生长发育。研究结果可为烟草生产上合理施镁提供理论指导。

甘蔗产量与蔗区的自然条件、生产条件、耕作制度、栽培管理技术措施和品种特性有密切关系,而与气象因素也息息相关。降雨量对甘蔗伸长期,成熟期有关键影响,与产量有正相关关系,挖掘利用不同作物的抗旱基因,可以提高甘蔗抗旱能力。大气相对湿度、温度、光照是影响甘蔗伸长、糖分累积和单产的重要因素。甘蔗的产量和含糖量受干旱、台风、洪涝灾害、低温高湿等气候因子的影响。本研究通过分析蔗区降水量、湿度、日照等气象因素对甘蔗产量的影响,结合甘蔗抗逆基因的研究进展,提出发展分子标记用于辅助选择甘蔗育种,研究不同灾害性天气对甘蔗产量性状之间的影响,对于甘蔗的生产有着指导性意义和巨大的经济意义。

为进一步推动智能化管理技术在蔬菜生产经营中的应用，提出蔬菜生产智能化技术的总体架构，分析大数据背景下蔬菜数据来源和获取手段，总结蔬菜病害诊断、环境与水肥调控、栽培管理决策、生产作业管理、智能信息服务等方面的关键技术。在此基础上，指出蔬菜生产智能化管理技术在研究应用中面临的挑战，提出蔬菜生产智能化管理技术的发展建议。智能化是现代农业发展的要素，利用智能信息技术提高蔬菜产业综合生产力和效益是最终目的，应深度挖掘现实需求，整合蔬菜全产业链数据，推进智能信息技术与蔬菜产业的深度融合，支撑国内蔬菜产业转型升级。

菜薹的抽薹天数和开花天数是数量性状，受多基因控制，同时该性状还受到多种环境因素（光照、温度、土壤、激素等）的影响，阐明菜心抽薹开花的分子遗传机制较为复杂。试验选用抽薹时间、开花时间天数差异大的2个高代自交系材料作为亲本进行杂交获得F₂群体，取150株用于高密度遗传图谱的构建，结合田间性状调查并通过混合线性复合区间作图法分析，得出如下结果：利用北京百迈客生物科技有限公司简化基因组测序技术构建了包含4253个位点、10940个SNP标记、图谱总长1030.04 cM的高密度分子遗传图谱，获得抽薹时间、开花时间的QTL共4个，用生物信息学筛选到了一些候选基因。在主效QTL区域内筛选到3个相关候选基因(Bra004125、Bra004162、Bra004165)，其控制花器官的形成，并且与诱导植物早期开花的不同信号传导途径相互作用。

为筛选出耐低氮的玉米品种和提供鉴定筛选耐低氮玉米品种的技术。以36个杂交组合为试验材料，在用氮量比正常施氮量减少70%条件下，测定基因型农艺性状表型值，基于表型值计算出耐低氮综合系数，进而评价基因型耐低氮能力。结果表明，在低氮胁迫下，多数农艺性状的表现不同基因型间存在显著或极显著差异；36个基因型间耐低氮综合系数差异很大，最大值为1.0319，最小值为-0.1139，平均值为0.4506，系数极显著和显著大于平均值的基因型分别有6个和4个，与平均值差异不显著的基因型有16个，显著和极显著小于平均值的基因型分别有2个和8个。系数极显著和显著大于系数平均值的基因型可评为耐低氮能力强和较强的品种；低氮胁迫时，生长旺盛、植株较高、穗位叶宽大可作为选择耐低氮品种的重要性状。

为探究甜瓜皮色性状的遗传规律，定位目标性状关联的遗传位点，选用黄皮材料B432 和绿皮材料B168、B421 为亲本，构建6 世代遗传群体(P1、P2、F1、F2、BC1P1、BC1P2)，用于分析甜瓜皮色性状的遗传规律；同时，利用BSA-seq 和全基因组重测序技术，定位控制甜瓜皮色的基因。结果表明，甜瓜皮色由2对基因控制，其中绿色对白色具有显性上位性效应，白色对黄色为显性。同时，将皮色相关基因分别定位于4 号染色体和10 号染色体的0.02~5.7 Mb和0.08~9.5 Mb区间。试验初步定位了控制甜瓜皮色的基因，为后续进行基因精细定位提供依据，为开展甜瓜皮色的分子标记辅助选择奠定基础。

5-氮杂胞苷是一种DNA甲基化抑制剂,可以通过降低DNA的甲基化水平来调节基因的表达,从而对生物的生长发育进行表观遗传调控,其在动物与医学领域已有广泛的研究与应用,近年来在植物基因表达调节方面的研究与应用报道也逐渐增多。本研究对植物DNA甲基化的类型、引发、影响因素和抑制剂的作用进行了概述,重点对5-氮杂胞苷对植物基因表达水平的调节和作用效果进行了阐述。并对其在水稻、小麦、棉花等重要作物生长发育、逆境适应、育性调节及次生代谢的影响与作用进行归纳,可为植物基因表达表观调节研究与应用提出新的关注点。

旱直播是未来水稻生产的重要发展方向，在南亚和东南亚籼稻种植区已有较大面积，然而热带和亚热带地区粳稻种植多采用传统育苗移栽。中胚轴长度(Mesocotyl length，ML)是影响水稻旱直播出苗和幼苗活力的重要因素。基于分子标记辅助选择(Molecular marker assisted selection，MAS)育种，培育长中胚轴种质是促进水稻旱直播推广最为经济、高效的方式。迄今，已有4个水稻中胚轴伸长基因报道，即OsGSK2、GY1、OsPAO5和OsSMAX1。笔者选择3K重测序项目中TROP和TEMP粳稻亚群开展分析，测定中胚轴长度并鉴定OsGSK2、GY1、OsPAO5和OsSMAX1基因的优异单倍型。结果表明，TROP和TEMP亚群中胚轴长度呈典型的连续正态分布。OsGSK2、GY1、OsPAO5和OsSMAX1分别包括3、3、3和6种单倍型；同一基因在TROP和TEMP亚群中单倍型分布频率也存在差异。TROP亚群中OsGSK2-Hap1、GY1-Hap2、OsPAO5-Hap3、OsSMAX1-Hap2和OsSMAX1-Hap3为优异单倍型；TEMP亚群优异单倍型为OsGSK2-Hap1、OsPAO5-Hap2和OsSMAX1-Hap2。另外，TROP和TEMP亚群中多数中胚轴优异单倍型材料所对应的苗高要高于非优异单倍型，在破土出苗时易形成生长优势。鉴定到的优异单倍型在TROP和TEMP亚群中均呈现较显著的加性效应，可用于MAS育种。本研究为不同地区直播粳稻的选育提供参考，促进旱直播技术的快速推广。

旨在利用CRISPR/Cas9基因编辑技术敲除酿酒酵母甘油-3-磷酸脱氢酶基因(gpd2),探究其对2,3-丁二醇产量的影响。根据酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)W5甘油-3-磷酸脱氢酶基因(gpd2)设计供体片段及gRNA片段,将gRNA片段与可表达Cas9蛋白的敲除载体相连,之后将重组质粒及供体DNA片段转化到S. cerevisiae W5细胞中,根据表型筛选及PCR验证获得gpd2基因缺失菌株。结果表明目的基因gpd2敲除成功,基因缺失菌株与原始菌株经发酵实验相比,甘油产量下降22.01%,乙醇产量提高24.65%,2,3-丁二醇产量下降10.60%。gpd2基因的敲除并没有提高2,3-丁二醇的产量,原因可能是逐渐积累的NADH会优先被细胞内大量的乙醇脱氢酶所氧化,作用于乙醇的产生,而不是优先作用于2,3-丁二醇的合成。本实验构建了适用于酿酒酵母的基因敲除系统,该系统对进一步探究酿酒酵母其他代谢产物与2,3-丁二醇合成之间的关系具有实际的借鉴意义。

为了培育矮杆玉米品种，用栽培种材料DN132610和突变体材料DN132610-1杂交获得6个世代群体，探究突变体株高遗传特性。以P₁、P₂、F₁、B₁、B₂、F₂ 6个世代群体为试验材料，利用植物数量性状分离分析软件进行联合分析。结果表明，矮化突变体最适遗传模型为E-1，即2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性多基因混合遗传模型。2对主基因加性效应值均为-11.205，显性效应值分别是-28.303和-15.840，B₁、B₂和F₂主基因遗传率分别为57.26%、30.06%和76.85%，多基因遗传率分别为0%、28.06%和0%，环境因素引起的变异分别占42.74%，41.88%和23.15%。上述试验表明，控制玉米株高的2对基因以显性效应为主，主基因遗传率较高，B₁、F₂多基因遗传率为0%，且玉米株高受环境影响较大，存在遗传与环境互作效应，可结合环境鉴定，早期对株高性状进行选择。

为从分子水平上揭示谷子花药颜色性状的遗传基础，以‘E1005’为母本，‘品资39号’为父本构建F2分离群体，利用集团分离分析法(BSA)结合隐性群体分析法(RCA)，对谷子花药颜色基因Siac1进行精细定位。遗传分析表明，F2植株黄色花药与白色花药分离比例符合3:1的孟德尔分离规律，表明白色花药性状由一对隐性核基因控制。利用SSR和SV标记将Siac1初定位于第VI 染色体上标记GSA07025和GSA07037之间约282 kb的区间内。进一步利用根据亲本重测序结果新开发的InDel标记，最终将Siac1精细定位于标记MRI579和MRI583之间约94.7 kb区段内。生物信息学分析表明，该区间共有10个开放阅读框，初步推测Seita.6G227100、Seita.6G227200、Seita.6G227300和Seita.6G227900为花药颜色性状的候选基因。本研究为克隆Siac1基因、解析花药颜色发育机制奠定了一定基础。

旨在分析SlMYB44基因的生物学功能,为其抗冷害作用机制提供科学依据。本文以俄罗斯栽培番茄Bolgogragsky为材料,根据转录组测序结果,筛选出差异表达基因SlMYB44作为研究对象。运用多种生物信息学数据库分析了番茄SlMYB44基因的保守结构域、亲疏水性、信号肽以及启动子顺式作用元件。并且构建了pMDC43-MYB44表达载体进行亚细胞定位分析。结果表明SlMYB44基因全长1551 bp,共372个氨基酸。SlMYB44蛋白没有潜在的信号肽和跨膜结构,属于不稳定、亲水性蛋白。SlMYB44基因启动子顺式作用元件分析发现,大部分与逆境胁迫、激素响应等相关。亚细胞定位分析发现SlMYB44基因表达产物定位于细胞核中。SlMYB44基因对番茄冷害有响应,进一步推测其可能影响番茄御冷机制。

纳米材料在农业可持续发展中发挥了重要作用,但也存在毒性。为了解世界纳米材料对植物基因水平的双向影响,为植物、可持续农业及食品安全的发展提供参考与借鉴,本文从金属(及氧化物)纳米粒子、碳纳米、量子点、氧化石墨烯和富勒烯烟灰纳米材料及纳米基因载体方面综述了纳米材料对植物基因表达的影响及遗传毒性,并探讨了未来的发展方向。

水稻白叶枯病严重制约水稻生产,抗病基因的发掘与利用是目前防治该病害最环保有效的手段。为高效发掘、研究和利用抗白叶枯病基因,本文概述了白叶枯病菌与水稻的互作机制,总结了抗白叶枯病基因的定位与克隆现状并对其功能类型加以分类,归纳了抗病相关因子的研究进展。针对目前抗白叶枯病基因的研究进展缓慢且概述性研究报道相对滞后的现状,提出研究展望,认为应更深入研究水稻抗白叶枯病基因的定位克隆与利用,并大力探究抗病基因与抗病相关因子的协同作用关系。

简化基因组测序(Reduced-representation Genome Sequencing,RRGS)是在二代测序的基础上发展起来的一种基于酶切手段对特定区域进行测序从而降低基因组复杂度的技术。此方法步骤简单,成本低廉,且不依赖参考基因组,便可获得全基因组水平的分子标记。本文总结了简化基因组测序的发展历程及其主要技术种类,归纳了简化基因组测序技术在植物遗传图谱构建、数量性状位点定位及群体遗传学分析等方面的应用价值。同时,提出了简化基因组目前在群体遗传学等分析中存在的缺陷及不足,以期为植物在遗传进化,性状定位等方面的研究手段提供参考。

为挖掘有育种利用价值的水稻株高新基因,以来源于‘Katy’/‘湘743’且在第1染色体RM11383-RM1198区间杂合的一个剩余杂合体RHL1030 (F₁₀)为材料,遗传分析RHL1030衍生群体,显示在该区间鉴定到控制株高QTL,增效等位基因来自于‘湘743’。应用SSR标记检测,从RHL1030衍生群体筛选杂合区间分别为RM3411-RM11782和RM6703-RM1198的两个单株,自交一代形成2个F₂群体,验证并界定株高QTL在RM6703-RM1198区间。从RM6703-RM1198区间分离群体筛选RM6703-RM8085区间杂合的3个单株和RM5389-RM1198区间杂合的1个单株,自交一代形成4个F₂群体,从群体中分别筛选母本纯合型、父本纯合型和杂合型单株各40株构成近等基因系进行方差分析,最终界定株高QTL在RM11782-RM5389区间,物理位置34.17M~35.73 Mb。本研究定位到一个新的控制株高QTL,为改良水稻株型提供资源。

TIFY转录因子对植物体生长发育和胁迫响应有重要调控作用,本研究目的在于鉴定分析甜菜(Beta vulgaris L.)中的TIFY转录因子。试验以甜菜基因组数据为基础,利用生物信息学技术在全基因组水平鉴定并分析甜菜TIFY家族成员。结果表明：甜菜中共有21条TIFY基因,基因间序列相似性较低;共线性分析发现只有BvTIFY15与BvTIFY18之间存在基因复制事件;BvTIFY转录因子家族包括2个TIFY蛋白、8个JAZ蛋白、6个ZML蛋白、5个PPD蛋白;蛋白互作预测发现,JAZ家族成员对JA信号有重要的调控作用。本研究对BvTIFY基因的结构与功能进行分析,发掘出甜菜根中应答盐胁迫基因BvTIFY13与BvTIFY15,为后续BvTIFY基因的功能研究提供一定理论基础。

为了构建带Flag标签的OsAAA₁超表达载体,获得阳性转基因植株并分析其OsAAA₁基因表达情况。以日本晴的cDNA为模板,将OsAAA₁克隆至pU1301-Flag载体;重组质粒通过PCR、酶切及测序鉴定正确后,以农杆菌为介导进行遗传转化至日本晴;转基因植株通过分子鉴定正确后,采用Real-time PCR检测OsAAA₁基因的mRNA表达水平变化。成功构建了OsAAA₁-pU1301-Flag重组载体;遗传转化后获得33株转基因植株;通过分子鉴定筛选出26株阳性转基因植株;荧光定量PCR结果分析发现23株阳性转基因植株OsAAA₁基因的表达出现不同程度上调。与日本晴相比,有8株表达量达到30倍以上,其中有5株表达量超过40倍。成功构建了带Flag标签的OsAAA₁超表达载体;遗传转化结果表明OsAAA₁-Flag能整合到日本晴的基因组DNA中,从而使OsAAA₁基因的表达水平增加。本研究为后续通过Flag标签,在水稻植物体内直接挖掘与OsAAA₁互作的功能蛋白奠定了基础。

菌株ZX67是魔芋软腐病病原菌胡萝卜果胶杆菌胡萝卜亚种(Pectobacterium carotovorum subsp. carotovorum),为进一步了解该病原菌的特性,便于更好地研究防治软腐病的方法,对该菌株进行了全基因组测序和分析。该菌株基因组总长度为4,909,724 bp,GC含量为51.27%,包含4,977个编码基因,其序列长度占总基因组的85.25%,预测的非编码RNA主要包括74个tRNA、22个rRNA及100个sRNA,有10个基因岛,6个转座子,预测存在2个前噬菌体,每个前噬菌体的平均长度为26,258 bp,有5个CRISPR序列,每个序列的平均长度为621 bp,并分析了与降解寄主细胞壁相关的裂解酶、与侵染植物相关的5种蛋白分泌系统。以上结果,为进一步了解软腐病病原菌的特性提供了机会,也为研究新的防治方法提供了新的出发点和思路。

全基因组关联分析(GWAS)是应用单核苷酸多态性(Single Nucleotide Polymorphism,SNP)在全基因组水平上发现影响复杂性状的基因变异的一种手段。为了加强GWAS在亚麻育种中的应用,本文归纳了GWAS的优势及分析流程,列举了近年来国内外利用GWAS定位到的亚麻产量及品质相关性状的标记位点和候选基因,总结了亚麻白粉病的研究现状及其他作物在GWAS的相关研究,并提出GWAS在亚麻育种和抗病的未来发展趋势,为亚麻GWAS研究提供理论基础。

智能农机装备作为农业生产发展的重要组成部分，在加快农业现代化发展进程的同时，还起到了改善资源配置、提升生态环境、促进经济发展、推进乡村振兴和保证粮食安全等方面发挥着重要的作用。山东省作为农机装备制造、应用大省，仍存在农机装备产业发展不平衡、农机装备智能化水平低、农机农艺融合不够、适宜机械化的基础条件建设滞后等问题。研究、分析了智能农机装备发展现状，针对山东省智能农机产业发展的问题，深入剖析了国内外前沿技术与产业发展动态，结合当前农业农村现代化发展紧迫需求，围绕国家战略需求和山东省现代农业发展要求，全面统筹本省智能农机装备研究与应用方向，进一步明确政府、企业和科研院所创新和支持方向，理清了智能农机装备关键技术攻关方向。

本研究旨在研究大蒜几丁质酶基因的序列特征及其对盐胁迫的响应,鉴定其抗逆功能。以大蒜品种‘苍山四六瓣’为研究材料,通过RT-PCR技术分离得到AsCHI1基因。采用BioXM 2.6、ProtParam、DNAMAN、SignalP 5.0、SOPMA、SWISS-MODEL、NCBI和MEGA5等软件分析核苷酸及其编码的氨基酸序列特征,利用荧光定量PCR技术检测其在不同组织以及盐胁迫下的表达特性。该基因开放阅读框全长933 bp,编码310个氨基酸,其编码的蛋白属于几丁质酶Class I类,同时隶属于GH19家族成员。氨基酸序列分析显示,AsCHI1在N端含有大多数几丁质酶具备的信号肽区域,在C端与其他物种CHI氨基酸序列一致性较高。在亲缘关系上与同属百合科的麝香百合LlCHI (QBZ68892.1)以及山茶科的茶CsCHI(XP_028075045.1)较为接近。实时荧光定量PCR技术分析表明,AsCHI1基因在大蒜根、蒜瓣和叶片中均有表达,但在根中表达最高。另外,盐胁迫能显著诱导AsCHI1基因在各组织内的表达。说明该基因可能在大蒜植株抵御盐胁迫的过程中发挥重要作用。

研究低温胁迫下2个枇杷幼果种胚生理指标变化及抗寒相关EjICE1基因的表达规律，为枇杷抗寒新材料的筛选及枇杷抗寒分子机理的解析提供理论依据。以洞庭枇杷（黄肉，DT）及洞庭枇杷突变型（白肉，DTM）挂果容器苗为材料，研究人工模拟低温对枇杷相对电导率(REC)、丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性及EjICE1基因的表达规律的影响。结果表明，低温胁迫下2个枇杷幼果种胚相对电导率REC均呈“S”型曲线变化，Logistic方程显示，洞庭枇杷和突变型(DTM)半致死温度LT₅₀分别为-4.759、-2.811℃，突变型（白肉，DTM）幼果的抗寒能力强于洞庭枇杷；2个枇杷的SOD、POD及CAT活性及洞庭枇杷(DT)的MDA含量均呈现出先升后降的变化趋势，但达到最大阈值的时间点不同，而突变型(DTM)MDA含量则呈现缓慢上升趋势，洞庭枇杷SOD在1℃达到最大阈值，丙二醛(MDA)含量、POD及CAT活性在-1℃达到最大阈值；突变型(DTM)SOD、POD及CAT活性在-3℃达到最大阈值，丙二醛(MDA)含量则在-5℃达到最大阈值。EjICE1基因在2个枇杷中的表达呈先升后降的趋势，突变型(DTM)EjICE1基因的表达水平均高于同时期的洞庭枇杷，最大表达量出现在-3℃，洞庭枇杷EjICE1基因最大表达量出现在-1℃，在-5℃时2个枇杷中EjICE1基因的表达均被强烈抑制。突变型(DTM)幼果的抗寒能力强于亲本洞庭枇杷(DT)，低温胁迫下，突变型(DTM)具有较高的保护酶活性，能快速激活抗寒相关基因的表达，启动低温应答机制，进而抵御和适应低温伤害。

载脂蛋白B (apoB)是负责脂类转运的脂蛋白中的蛋白组成部分，在人体内主要以apoB-100和apoB-48两种形式存在。apoB-48是apoB-100 mRNA转录后经RNA编辑产生的。包含apoB-48的脂蛋白不会变成致动脉粥样硬化的低密度脂蛋白。编辑过程涉及一系列蛋白质对单个碱基进行精确的脱氨基修饰，受多种因素的调节。这些蛋白质的精确组成及各自在编辑过程中的作用尚不清楚。对apoB mRNA编辑机制的理解有助于为脂蛋白相关疾病治疗提供理论依据。

旨在解决Klebsiella pneumoniae在利用混合碳源发酵生产2,3-丁二醇（2,3-butanediol，简称2,3-BD）时会产生碳分解代谢抑制(Carbon catabolite repression，CCR)效应，导致生产效率下降的问题。本研究以Cm抗性基因为标记，采用λRed同源重组技术成功构建ptsG基因缺失菌株K. pneumoniae HD79-N。此外，在利用葡萄糖与木糖混合碳源（葡萄糖:木糖=2:1）发酵的结果显示，K. pneumoniae HD79-N菌株由于敲除ptsG基因显著减弱了CCR效应，使其能够同步利用葡萄糖与木糖生产2,3-BD且最终产量达9.81±0.38 g/L。同时，K. pneumoniae HD79-N[0.23±0.01 g/(L·h)]菌株木糖利用率也比K. pneumoniae HD79[0.15±0.00 g/(L·h)]菌株提高了57.82%。本研究结果为缓解ptsG基因对K. pneumoniae菌株的CCR作用及提升2,3-BD的产量提供技术参考。

为了抑制单倍体酿酒酵母H14的副产物乙醇的合成,使得2,3-丁二醇产量的提升。利用基因工程手段构建载体pWCL-pdc1,获得两端含40 bp pdc1的同源重组片段-loxP-kanMX-loxP。利用Cre/loxP技术获得pdc1缺失菌株S. cerevisiae H14-01 (△pdc1)。并以野生型菌株S. cerevisiae H14为对照,进行摇瓶发酵试验。S. cerevisiae H14-01长势明显略低于原始菌株。在整个发酵期间,2,3-丁二醇的最高产量和转化率分别为0.373±0.016 g/L和0.005 g/g,分别较原始菌株提高了37.30%和4.66%,但原始菌株没有检测到乙偶姻和2,3-BD生成。另外S. cerevisiae H14-01的乙醇转化率降低了33.24%,但甘油产量提高了15.76%。说明了碳流流向乙醇被阻断之后,会增加2,3-丁二醇的产量,同时会使此部分碳流流向甘油。因此,并为进一步获得高产2,3-丁二醇的工程微生物群体奠定了基础。

旨在筛选出适合于甜菜分子生物学实验的SSR核心引物,为后续构建甜菜指纹图谱及遗传多样性分析奠定重要基础。本文利用4种不同的甜菜种质资源和4个不同的甜菜品种,对基于甜菜全基因组编码区序列设计的247对SSR引物进行了初步筛选。结果表明,247对引物中绝大多数引物没有多态性或者多态性不好,只有27对引物具有较高的多态性,这27对引物总共扩增出103条带,其中多态性条带95条,多态性比率为90.43%。这些引物多态性信息量(PIC)范围为0.549~0.983,平均每一对引物的PIC值为0.841。试验结果表明虽然经过了电子PCR的筛选,想要找到合适的甜菜SSR引物依然比较困难,说明甜菜的遗传基础比较狭窄。这27对SSR引物适用于甜菜分子标记,为甜菜品种标准化鉴定体系的大规模构建和应用奠定了重要基础。

研究旨在应用新技术和新载体构建过表达和沉默载体,优化遗传转化体系,验证生菜LsE3基因功能,探究高温抽薹机制。以pCAMBIA1304和pFGC5941载体为材料,通过无缝克隆构建叶用莴苣转基因载体,并通过筛选培养基配方优化遗传转化体系。试验成功地以pCAMBIA1304为基础,插入源自pFGC5941的dsRNA表达框序列,获得了新RNAi空载pCAMBIA1304- FGC5941,构建了LsE3沉默载体,并成功以双元质粒载体pCAMBIA1304构建了LsE3过表达载体。试验对易抽薹叶用莴苣品种‘GB-31’进行潮霉素浓度、直接芽诱导培养基配方和生根培养基配方的筛选,确立了潮霉素适宜筛选浓度为5 mg/L,并确立了最优培养芽诱导和生根培养基配方。试验成功获得新RNAi空载并构建了转基因载体,优化了遗传转化体系,为解决载体构建繁琐复杂的问题提供新思路,并奠定了生菜转基因技术的基础。

以2005—2020年中国知网(CNKI)和Web of Science数据库为文献来源,采用文献计量方法对土壤微生物宏基因组学研究现状进行统计分析。结果表明,中外学者采用高通量技术进行土壤微生物宏基因组研究的报道持续增加,研究对象以细菌为主,其次是真菌;研究的生境涉及根际、沉积物等。英文文献的研究机构和作者之间合作紧密,而中文文献的研究机构与作者之间的合作以中科院体系为主。在文献质量方面,以美国学者所发表文献的引用率最高,而中国学者所发文献中引用率排名靠前的文献较少。未来基于高通量测序的土壤微生物宏基因组研究应进一步加强机构与人员合作,注重学科交叉,以创新的思维在基因、功能等不同水平上全面分析了解土壤微生物,以深入挖掘其生态学功能,为生态系统的可持续发展提供服务。

AT-hook基因是能够编码与双链DNA小沟中富含AT碱基的序列特异性结合的一类基因,其所编码的蛋白含有以甘氨酸-精氨酸-脯氨酸(GRP)三个氨基酸残基为中心的DNA结合蛋白基序。笔者通过对AT-hook基因的特点和功能及其在拟南芥及水稻等高等植物开花中的调控作用综述。AT-hook基因不仅参与植物的生长发育及逆境胁迫与激素信号应答,同时在花器官的形成以及植物开花中也起着重要的调控作用。该基因在花器官组织中的表达量最高,影响成花素基因的表达,且其编码蛋白能够通过改变染色质状态或招募蛋白复合体在表观水平上调控植物开花相关基因的转录,从而影响植物开花。该基因可能为植物开花的表观遗传调控提供了新的途径。