连作面临诸多挑战，包括土地退化、土传病原体扩散以及作物产量下降等问题，但也能促进植物-土壤正反馈的形成。然而，这一过程中涉及的微生物机制及地上部病害对其的影响尚不明确。本研究系统评估了不同连作年限下箭筈豌豆（Vicia sativa L.）的生长状况、病害发生情况、土壤性质以及根际微生物网络的复杂性与稳定性。结果表明，尽管连作导致作物产量和品质下降，但病情指数显著降低。病害抑制机制与以下变化相关：病害发生率降低、土壤全氮含量减少、微生物多样性下降，以及微生物网络复杂性与稳定性的非对称变化。根际富集的关键有益微生物（如芽孢杆菌属Bacillus、鞘氨醇单胞菌属Sphingomonas和节杆菌属Arthrobacter）被鉴定为潜在的病害抑制因子。在炭疽病侵染的土壤中，微生物介导的土壤遗留效应通过调控氮分配并激活植物系统获得性抗性，改变了箭筈豌豆的生长-防御权衡策略，从而降低了病害发生率。本研究揭示了微生物驱动的病害抑制机制在调控有益微生物群落中的关键作用，为农业系统的可持续病害管理提供了新见解。

高分子量谷蛋白亚基（HMW-GS）对小麦加工品质具有关键影响，但其对中国北方馒头（NCSB）品质的贡献机制尚未系统阐明。本研究利用Glu-B1和Glu-D1位点不同HMW-GS组成的近等基因系和染色体代换系，通过多维度分析手段全面探究谷蛋白组成对其结构特性、面粉品质及馒头品质的影响。采用不可提取性聚合蛋白含量（% UPP）、二硫键含量、热重分析（TGA）、快速黏度分析（RVA）、面筋聚集特性以及馒头蒸制实验评估面筋结构与功能特性。激光共聚焦扫描显微镜（CLSM）与激光共聚焦拉曼光谱（LCM-Raman）分析表明，CB037B和SL/B显著增加了面筋蛋白网络交联点数量、蛋白面积及β-折叠含量，同时降低了孔隙率和α-螺旋含量。馒头制作实验结合面团流变学特性证实，虽然CB037B属于强筋小麦，但其制备的馒头品质却低于CB037A，印证了优质馒头并非必然依赖于更强的面筋强度的观点。热重分析进一步揭示，150°C时的失重规律（CB037A>CB037B>SL/B>CS）与馒头品质实验结果一致，而600°C的失重情况与面包品质相关联。本研究系统揭示了HMW-GS在小麦中的结构-功能关系，为预测馒头与面包品质提供了新的评价指标，为我国北方小麦加工品质改良的育种实践提供了理论依据。

冷榨花生油因其能够最大限度地保留原料的天然风味和生物活性物质，深受消费者青睐。然而，采后花生原料若遭遇不当的贮藏条件，特别是高纬度地区或非控温设施中常见的冻融循环，会引发品质劣变，导致冷榨花生油中出现非典型的水果型与发酵型异味。目前，关于这些水果型与发酵型异味的化学物质基础、感官交互作用机制及其分子识别机理尚不明确。本研究旨在系统探究不同程度的冻融胁迫对冷榨花生油风味品质的影响，鉴定并量化导致异味的关键挥发性风味物质，解析关键异味物质之间的相互作用关系，并从分子水平阐明其与嗅觉受体的结合机制。本研究以花育23品种为原料，将其分为对照组（0次循环）和处理组（分别经历3次和6次冻融循环），通过低温压榨制备冷榨花生油样品。定量分析和气味活性值（OAV）计算证实，3-甲基丁酸乙酯（OAV=248）和2-甲基丁酸乙酯（OAV=195）是水果型异味的主要来源，而丁酸（OAV=93）和3-甲基丁酸（OAV=81）则是发酵型异味的主要驱动因素。更重要的是，S型曲线法结果显示3-甲基丁酸乙酯和丁酸之间存在一定的协同作用关系。分子对接结果表明，3-甲基丁酸乙酯优先结合于嗅觉受体OR11G2（-7.2 kcal mol-1），其主要作用力是疏水相互作用。丁酸则优先锚定于OR52E1（-6.5 kcal mol-1），并通过与受体骨架的氢键和互补的疏水相互作用而稳定。本研究从感官轮廓、关键异味物质确证、感官协同效应及分子识别机制等多个维度，系统解析了冻融胁迫下冷榨花生油水果型与发酵型异味的来源，为花生油加工与贮藏中的风味质控提供了科学依据。

目的：本研究旨在采用基于UPLC-MS/MS的非靶向脂质组学技术，探究临武鸭与绍兴鸭蛋黄品质特性及脂质组成差异。

方法：选择24小时内的新鲜未受精临武鸭蛋与绍兴鸭蛋经人工去除蛋壳后，将蛋黄与蛋清分离，用于蛋品质和脂质组学分析。

结果：临武和绍兴鸭蛋蛋壳强度和哈氏单位等品质指标无显著差异，但临武鸭蛋黄中总胆固醇和多不饱和脂肪酸含量较高，而绍兴鸭蛋黄则具有更高的水分含量和单不饱和脂肪酸水平。脂质组学结果显示，甘油三酯（TG）和磷脂酰胆碱（PC）是两类最主要的脂质，其次为磷脂酰乙醇胺（PE）与神经酰胺。具体而言，临武鸭蛋黄中TG和PC含量更高，而绍兴鸭蛋黄则表现出更丰富的PE。两组蛋黄差异脂质分子普遍具有更长的碳链长度，其主要功能集中于膜组分构成、脂质介导的信号传导及物质转运过程。进一步通过脂质组学与共现网络分析联用，发现TG （19:1_18:1_20:3）、PC （16:0_22:6）及PE （18:0e_18:1、18:1e_20:1与18:1e_22:3）可作为区分两种鸭蛋黄的潜在标志物。

结论：临武鸭蛋与绍兴鸭蛋在外观上存在显著区别，临武鸭蛋蛋黄中甘油三酯和磷脂酰胆碱含量较高，而绍兴鸭蛋蛋黄中磷脂酰乙醇胺水平更为突出。TG （19:1_18:1_20:3）、PC （16:0_22:6）及PE （18:0e_18:1、18:1e_20:1与18:1e_22:3）可作为区分临武与绍兴鸭蛋蛋黄的脂质分子。

创新性：该研究结合非靶向脂质组学与共现网络分析，系统揭示了临武鸭与绍兴鸭蛋黄在脂质组成、结构及功能上的显著差异，并筛选出可用于二者鉴别的特异性脂质标志物，为鸭蛋品质提升提供了新的理论基础。

为了探索提升荔枝品质的新途径，本研究系统研究了自第二次生理落果前持续至采收期间进行夜间白光LED光照对荔枝果实品质的调控效应。初步表型观察发现，LED处理增强了果皮的红色着色，基于此，我们进而评估了其对荔枝内在品质的影响。通过高效液相色谱法与液相色谱-质谱联用技术分析证实，LED灯光处理有效提高了荔枝果肉中的糖分与有机酸含量的比值，这一变化直接关联到果实口感的甜酸平衡与风味提升。同时，LED灯光处理还有效地促进荔枝果肉中关键香气物质的积累，特别是2,4-壬二烯醛和玫瑰氧化物异构体等对荔枝特征香气具有重要贡献的化合物，这有助于保持荔枝的特征香味。对果肉进行采用代谢组学分析，LED处理组与未处理的对照组相比，共鉴定出254种代谢物发生了显著的差异积累，对这些差异代谢物的进行KEGG通路分析发现，它们主要富集于氨基酸的生物合成途径，说明LED光照可能通过调控果实内氮代谢和氨基酸代谢网络，进而影响风味前体物质的形成与转化。

除了对果肉内在品质的影响，LED处理也改变了荔枝外果皮的着色特性。通过对色素物质进行靶向代谢分析，表明LED处理明显提升了果皮中矢车菊素-3-O-葡萄糖苷的含量，该物质可能是赋予荔枝果皮红色的关键色素。然而，果皮中原花青素的总体含量却有所降低。进一步的转录组学揭示LED光照处理调控了果皮中类黄酮生物合成途径上多个关键基因的表达水平。这种基因表达模式的改变，很可能是导致花色苷与原花青素含量发生变化的内在因素，即光照通过转录调控重塑了次生代谢网络。

综上所述，在果实发育期进行夜间LED光照能影响妃子笑荔枝的品质，包括优化糖酸风味、加强香气物质积累以及调控果皮着色相关的代谢通路。本研究首次从代谢物和基因表达层面揭示了LED光照调控果实品质形成的部分机理，为在园艺生产实践中通过光环境管理来协同改善果实的外观品质与内在风味提供了重要的理论依据。

猪繁殖与呼吸综合征病毒（PRRSV）是引致猪繁殖与呼吸综合征（PRRS）的病原体，给全球养猪业造成重大经济损失。近年来，PRRSV频繁发生基因重组与变异，产生诸多遗传变异株，为PRRS防控和净化带来严峻挑战。本研究于2023年从福建省某发病猪场成功分离到一株新型PRRSV毒株，命名为FJNP22-1。全基因组系统发育分析表明，该毒株属于PRRSV-2谱系8成员；基于ORF5基因的进化分析则将其进一步归类于PRRSV-2亚谱系1.8。重组分析显示，FJNP22-1为HP-PRRSV（谱系8，主要亲本株）与NADC30-like（谱系1，次要亲本株）重组演化形成的毒株，在Nsp2、Nsp3、ORF2和ORF4基因区共识别出7个重组断点。致病性评价证实，FJNP22-1感染可导致仔猪100%发病，临床表现为发热、厌食及严重生长迟缓；剖检病变显示肺部出现显著病理损伤，表明该毒株对猪只具有高致病性。此外，本研究通过反向遗传技术构建了表达猪瘟病毒（CSFV）E2蛋白的重组PRRSV载体候选疫苗（rPRRSV-E2），该疫苗能为仔猪抵御FJNP22-1攻毒提供坚实保护。本研究深化了对PRRSV分子流行病学的认知，为我国PRRS疫苗研发与防控策略制定提供了重要依据。

酱油是有着3000年历史的传统中式调味料。提高酱油生产加工过程中副产品酱油渣油（SSO）的利用效率对于挖掘其应用潜力至关重要。【目的】本研究首次探究了用 SSO 替代大豆油（SO）用于育肥猪饲料（SSO-SO）对加工猪肉制品品质影响的效果。【方法】通过从养殖到加工再到消化阶段的系统分析，评估了SSO-SO对烤猪肉加工过程中氧化水平和化学危害物形成，以及肉制品和消化产物中脂肪酸和氨基酸等营养组分组成的影响。【结果】结果表明，在营养方面，SSO-SO 使烤肉和消化产物中的∑n-6/∑n-3 分别降低了15%和14%，并使消化产物中的必需氨基酸（∑EAAs）含量增加了6%。在安全性方面，SSO-SO 在一定程度上促进了蛋白质氧化和非极性杂环胺（HAs）的形成，但使烤肉中的硫代巴比妥酸反应物质（TBARs）降低了20%，胆固醇氧化产物（COPs）含量降低了20%至70%。【结论】因此，在育肥猪的饲料中SSO-SO的应用能提高烤猪肉制品的安全性和营养价值。【创新性】酱油渣油有望成为n-3多不饱和脂肪酸（PUFA）强化猪肉加工的日粮油脂，且不会影响加工制品的安全和营养品质。

烟草青枯病和黑胫病是全球烟草生产中面临的两种毁灭性土传病害，严重威胁烟草产量与品质。尽管根际微生物组在作物病害防治中发挥着重要作用，但目前对于多种病原混合侵染下根际微生物组动态变化还缺乏足够了解。因此，解析烟草青枯病和黑胫病并发条件下烟草根际微生物群的多样性变化及功能潜力，将为有效防治这两种病害奠定理论和资源基础。本研究从贵州遵义烟区汇川和绥阳两个典型产区，采集了健康植株、青枯病病发植株、黑胫病病发植株以及两种病害混发植株的根际土壤，基于高通量测序和多样性指数评价了物种丰富度和均匀度，明确了健康组根际微生物群落丰富度和多样性最高，而病害并发组的多样性最低且群落结构明显失衡，优势病原菌比例大幅提升。利用主坐标与物种组成分析解析群落差异，发现发病状态导致群落组成集中化并丧失部分功能性类群。同时，构建了两种病原菌的绝对定量PCR（Absolute Quantitative Real-time polymerase chain reaction，qPCR）标准曲线，与田间病害症状调查比对，验证了测序数据的一致性，并弥补了传统16S方法对卵菌分辨率不足的缺陷。利用培养组学从病害并发土样中分离到了与微生物组核心关键类群属一致的Burkholderia. orbicola ZY288，温室实验显示，该菌株能够有效防治烟草青枯病和黑胫病，防效分别达到53.16%和57.28%，同时还可以显著促进植株生长，体现防病和促生长的双功能特性。本研究创新性主要体现在：1）解析了病害混发对微生物群落结构和多样性的影响；2）构建了高精度病原绝对定量与群落结构分析的联合分析方法；3）筛选并验证了兼具生防和促生长潜力的关键菌株资源。该研究为烟草病害的绿色防控提供了科学依据和技术方法，对微生物生态学应用于农业生产提高农作物产量具有重要意义。

摘要:由真菌病原体小麦壳针孢（Zymoseptoria tritici）引起的小麦壳针孢叶枯病（STB）对全球小麦生产构成严重威胁，显著影响产量和籽粒品质。为解析STB抗性遗传位点，本研究利用13,098个高质量SNP对318份多样化小麦种质（包括澳大利亚商业品种、澳大利亚谷物基因库资源、中国商业品种和中国地方品种）进行全基因组关联分析。通过连续两年的田间抗性评价，结合群体结构和主成分分析，发现中国地方品种与其他群体存在明显遗传分化，且中国地方品种中抗病种质比例最高。共鉴定到14个与STB抗性相关的数量性状位点（QTL），其中qSTB-3B.1、qSTB-4A.2和qSTB-6B在全部环境中稳定表达，qSTB-4A.2被确定为主效抗病位点。选择qSTB-4A.2等位基因可使平均病情评分从5.4降低至3.9。进一步研究发现，同时携带qSTB-4A.2和qSTB-6B抗性等位基因的种质，其病情评分显著低于仅携带qSTB-4A.2的种质，表明存在加性效应。在稳定QTL区间内通过候选基因分析鉴定出27个潜在抗病基因，包括已知抗病相关基因同源物（如Lr34/Yr18/Pm38和OsWAK1）。本研究深化了对STB抗性遗传机制的理解，为培育持久抗病小麦品种提供了可靠的分子标记和候选基因资源。

苯丙烷代谢在食用菌采后贮藏品质中起着至关重要的作用。苯丙氨酸解氨酶（PAL）是苯丙烷代谢途径的限速酶，催化该途径的第一步反应。为探究PAL对杏鲍菇采后贮藏品质及苯丙烷代谢的影响，以新鲜杏鲍菇为试验材料，经40℃热空气（HA）处理30 min并于4℃贮藏12 d，每3 d取样测定其采后品质、苯丙烷代谢产物含量、关键酶活性及其基因表达；同时采用5 mmol L^-1 AOPP（PAL抑制剂）对杏鲍菇进行处理，以揭示PAL对其采后贮藏稳定性的潜在调控机制。结果表明，HA处理有效抑制了杏鲍菇的失水、褐变、电导率和丙二醛含量的增加，显著促进了苯丙氨酸、肉桂酸、对香豆酸、总酚、类黄酮和木质素等次级代谢产物的积累，提高了PAL、肉桂酸-4-羟化酶（cinnamate-4-hydroxylase，C4H）、4-香豆素辅酶A连接酶（4-coumarate coenzyme A ligase，4CL）等关键酶的活性及其基因表达。说明HA处理通过调控杏鲍菇贮藏期间苯丙烷代谢途径，进而有效维持其贮藏品质。然而，AOPP处理显著抑制HA处理诱导的苯丙烷代谢途径，导致杏鲍菇发生严重的品质劣变，暗示着PAL在提高杏鲍菇采后贮藏稳定性中的关键作用。为了进一步解析PAL的功能，构建了杏鲍菇PePAL2基因的过表达和沉默表达载体，并成功转化到杏鲍菇菌丝中。与野生型菌丝相比，过表达PePAL2显著上调了PAL下游基因PeC4H2、Pe4CL1、Pe4CL2、Pe4CL3、Pe4CL4、PeCAD2、PePOD、PeFLS、PeF3H1、PeF3H3和PeF3H5的表达，增加了次级代谢产物的含量，而沉默PePAL2则表现出相反的效果。以上结果表明HA处理能显著激活苯丙烷代谢途径关键酶活性和调控基因转录水平，增加次级代谢产物含量，从而提高了杏鲍菇的贮藏稳定性，而PePAL2基因在此过程中发挥了关键作用。本研究揭示了HA处理诱导PePAL2基因增强苯丙烷代谢，提高杏鲍菇采后品质的关键机制，为杏鲍菇采后关键基因的挖掘与利用提供数据基础。

碱基编辑器（BEs）在生物医学研究、疾病治疗和动植物分子育种等领域展现出重大应用价值。然而，如何在猪细胞中实现高效精准的多重基因编辑，仍是一个亟待解决的重要问题。为解决这一问题，本研究成功开发了基于EBNA1/oriP附加体元件的CBE4max基因编辑系统（命名为epiCBE4max），该系统能够在猪细胞中实现高效精准的一步式多重碱基编辑。通过将具有自主复制功能的附加体元件整合至CBE4max系统骨架，epiCBE4max能够持久维持碱基编辑元件的高水平表达，从而显著提升编辑效率。研究团队针对与家畜生长性状和抗病能力相关的五个关键基因（ANTXR1、ANPEP、CD163、CALR和MSTN），设计并筛选出具有高活性的sgRNAs，随后在U6启动子调控下，将这些sgRNAs串联克隆至epiCBE4max载体，成功构建了五基因同时编辑载体：epiCBE4max-5×(U6+sg)。实验结果显示，将该系统通过电穿孔技术导入猪胎儿成纤维细胞（PFF）后，在获得的18个单克隆细胞系中，有高达94.44%（17/18）的细胞系在所有五个靶基因位点都表现出有效的编辑效果，其中CALR基因位点的编辑效率尤为显著（达89.67%）；其中44.44%（8/18）的细胞系在五个靶位点均实现纯合编辑，且未检测到明显的脱靶效应。本研究建立的epiCBE4max编辑技术为猪细胞提供了高效、可靠的多重基因编辑新工具，不仅为家畜遗传改良、疾病模型构建提供了技术支撑，也为异种器官移植和功能基因组学研究开辟了新途径，具有重要的科学价值和应用前景。后续研究将把该方法与体细胞核移植技术相结合，培育高品质基因编辑猪，从而推动畜牧育种等领域的可持续发展。

开花期弱光胁迫已成为密植玉米生产的限制因素。探究遮光与密度对玉米产量的协同效应对于提升玉米产能至关重要。为此本研究开展了为期 3 年的大田试验，以种植密度为主区，设置 3 个水平（4.5、6.75、9.0 株 /m⊃2;； D1、D2、D3），以光照条件为副区，设2个水平（遮阴S：从抽雄期开始连续 6 天遮阴（透光率 25%），正常光照CK），研究籽粒产量、光合速率、茎秆碳水化合物含量、花丝生长动态及蔗糖代谢与激素变化。结果表明，遮光导致的产量损失随密度增加而加剧。三年数据显示，与自然光照相比，遮阴使得D1、D2、D3密度下玉米平均减产57.9%、59.0%和84.2%。穗粒数减少是产量下降的主要原因。本研究显示造成果穗秃尖的原因是授粉失败而非受精后籽粒败育，即授粉失败导致穗粒数降低。遮阴未影响花粉活力，但显著减少了伸出苞叶的花丝数量，且在高密度下降幅更显著。穗粒数与伸出苞叶的花丝数目呈显著正线性相关（R⊃2;=0.94），随机森林分析进一步显示，伸出苞叶的花丝数目是影响玉米穗粒数的最关键因素。上述结果共同表明，抽雄期遮阴条件下，玉米花丝生长停滞决定了穗粒数。进一步分析发现，遮阴导致玉米碳亏缺，降低了花丝蔗糖含量，同时破坏了影响细胞分裂伸长的激素平衡，最终限制了花丝生长。本研究揭示了遮阴与种植密度协同导致玉米减产的关键机制，即花丝生长停滞决定最终穗粒数。在高密度、持续阴雨或其他胁迫导致的弱光条件下，调控花丝生长是保障玉米生产的关键。

黑皮琥珀色李果肉冷藏会诱导果肉中花色苷的合成与积累，引起低温后果肉的颜色变化。bHLH转录因子在响应冷诱导和花色苷生物合成中具有潜在功能。为探究bHLH基因的作用，本研究选取两个琥珀色果肉、黑色果皮的李品种（Prunus salicina Lindl. cv.‘Friar’和‘Angeleno’）作为果实材料，进行转录组学和生物信息学分析。通过 RNA 测序鉴定差异表达的bHLH基因，并利用qRT-PCR验证。在冷诱导果肉变红过程中，鉴定出10个表达变化最显著的bHLH 基因，包括5个上调和5个下调基因。对这10个bHLH蛋白的结构进行了鉴定，并构建了系统发育树。其中，evm.TU.Chr8.2504基因被鉴定为PsbHLH3，含有低温响应因子和MYB 结合位点。通过瞬时过表达实验进一步验证了PsbHLH3促进花色苷合成的功能。酵母双杂交和双分子荧光互补实验表明，PsbHLH3与PsMYB10.1互作，双荧光素酶试验证实了PsbHLH3通过促进PsMYB10.1对PsUFGT启动子的激活，进而增强花色苷合成相关结构基因的转录。本研究表明，低温诱导PsbHLH3上调表达，推动李果实果肉变红的分子开关“开启”，阐明了PsbHLH3在采后冷藏诱导李果肉花色苷合成调控中的作用。

琅琊病毒（Langya henipavirus, LayV）是一种新发的、人兽共患的亨尼帕病毒。副粘病毒科亨尼帕病毒属成员均具有极高的致病性，感染人和动物后可引起严重疾病，如同为亨尼帕病毒属的亨德拉病毒（Hendra virus, HeV）和尼帕病毒（Nipah virus, NiV）均可引起人类的高致死性疾病。为实现对LayV的高效、快速检测，本研究根据LayV核蛋白基因的保守序列，分别对基于重组酶聚合酶扩增原理设计的引物和探针进行特异性生物标记，并结合一次性核酸可视化检测装置，建立了一种针对LayV的现场可视化检测方法。将携带LayV核蛋白基因质粒梯度稀释后，作为评价方法的阳性模板，使用本研究建立的方法进行扩增，结果显示该方法的灵敏度可达1.22 copies/μL。使用HeV、NiV、仙台病毒（Sendai virus, SeV）的RNA作为扩增模板，评价该方法的特异性，结果显示，该方法对上述病毒无交叉反应，具有较好的特异性。此外，将在LayV感染的细胞和鼩鼱组织样品中提取的病毒RNA作为检测对象，分别使用建立的RT-qPCR方法和可视化检测方法进行检测，结果显示，两种方法的检测结果一致。但由于本研究建立的可视化检测方法无需特殊的仪器，且更易操作，因此更具实用性。同时开展双盲试验，使用本研究建立的可视化检测方法对LayV阳性和阴性的鼩鼱组织进行检测，并平行进行RT-qPCR方法检测，结果显示，可视化检测结果与RT-qPCR检测结果吻合的同时，与阳性和阴性样品的实际结果一致，证明本研究建立的可视化检测方法可以完成临床样品的检测。综上所述，上述检测方法具有操作简便、灵敏度高、特异性强等优势，作为检测LayV的可靠方法，具有较大的应用潜力，尤其适用于需要“现地快检”的应用场景。

提高种植密度是提升夏玉米产量潜力的有效策略，但会在强风、暴雨等极端天气下显著增加倒伏风险；在此背景下，钾肥在提高作物抗倒伏能力方面的作用愈发凸显。既有研究多聚焦于种植密度或钾肥用量对玉米抗倒伏能力与产量的单一效应，而较少系统探讨二者在抗倒伏过程中的综合作用。为此，本研究选用抗倒伏能力不同的两个玉米品种——登海605（DH605，抗倒伏）与先玉335（XY335，易倒伏），设置T1（种植密度：67500株ha^-1，K₂O：180 kg ha^-1）、T2（种植密度：82500株ha^-1，K₂O：180 kg ha^-1）和T3（种植密度82500株ha^-1，K₂O：270 kg ha^-1）三个处理，旨在探究同时增加种植密度和钾肥用量对夏玉米抗倒伏能力及产量形成的影响机制。增产方面， T3处理展现出显著的产量优势，与T1相比，DH605和XY335的两年平均产量分别提高18.65%和16.05%；与T2相比，则分别提高7.25%和14.36%。抗倒伏方面，T3处理促进茎秆的增粗与根系的扩展，并提高茎秆和支撑根中木质素生物合成相关酶（PAL、TAL、CAD）活性，由此加速木质素的合成和积累，进而提高机械性能；相应地，倒伏率较T1分别降低30.45% （DH605）和29.42%（XY335），较T2则分别降低 51.21% 和 55.90%。综上所述，同时增加种植密度与钾肥用量，实现了夏玉米产量和抗倒伏能力的双重提高。该措施为未来极端天气背景下降低倒伏风险、保障夏玉米高产稳产提供了重要参考。

增加玉米种植密度是增产的关键措施，缓释肥一次性施用是一种高效且资源节约的栽培措施。然而，糯玉米生产中种植密度与施肥模式之间的互作效应尚不明确。本研究评估了二者对糯玉米干物质和氮素积累、转运及分配的影响，并分析了其与产量和氮素利用效率之间的关系。试验于2021—2023年进行，以两个糯玉米品种为材料，设置五个密度水平（D1–D5：4.5×10⁴、5.25×10⁴、6.0×10⁴、6.75×10⁴和7.5×10⁴株·hm⁻²）与四种施肥模式（F0：不施肥；F1：播种时施用普通复合肥加六叶期追施尿素；F2：播种时一次性施用氨基酸复合肥；F3：六叶期一次性施用氨基酸复合肥；总投入量N–P₂O₅–K₂O = 225–75–75 kg·hm⁻²）。结果表明，增加种植密度降低了单株粒重和粒数，群体增密弥补了粒重和粒数的损失，从而提高群体产量。所有处理中，D5F3处理（7.5×10⁴株·hm⁻⊃2;结合六叶期一次性施用氨基酸复合肥）的产量、综合得分和可持续性指数最高。这主要得益于吐丝后干物质和氮素积累量的增加、收获指数的提高以及叶片贮藏物质转运能力的增强。在施肥总量一致的条件下，D5F3的高产表现进一步提升了氮素农学效率、氮素内部效率、氮素回收效率和氮素偏生产力。综上，合理增加种植密度并推迟氨基酸复合肥的施用时间，可通过促进吐丝后干物质和氮素累积及提高收获指数来显著提升糯玉米产量并同步改善氮素利用效率。因此，春播糯玉米生产中，田间管理应着重聚焦于促进吐丝后干物质和氮素的吸收与积累，以实现高产与高氮素利用率的协同提升。

新小种的产生和快速累积是条锈病抗病性丧失的和后续流行的根本原因。然而，有关小麦条锈菌的小种间有性遗传重组与毒性变异尚无研究报道。因此，本研究构建了小麦条锈菌的两个小种间有性杂交，获得其F₁及F₂后代群体，通过Yr单基因系及载体品种对亲本及其后代进行表型鉴定，分析后代毒性变异及其在不同抗病位点的遗传特征，明确其遗传规律；利用20K- SNP 芯片鉴定并明确群体基因型，明确后代群体的遗传多样性、杂合度的水平，明确有性重组对群体遗传多样性丰富度的影。研究结果揭示小种间进行有性重组并导致后代毒性变异产生新小种，是小种毒性变异的新途径。

研究结果表明F₂后代群体在 Yr 单基因及载体品种上鉴定为 57 种致病类型，毒性变异率为98.3-100%。F₂后代群体中测试的26个Yr位点中的 13 个 Yr 位点上发生了无毒性/毒性分离，表现出一个显性或隐性，或两个基因相互作用控制。所有的F₂后代表现出高的遗传杂合度（0.07-0.64），基因型分布存在差异性，显示为来自有性重组的丰富的遗传多样性。遗传变异主要发生在个体间。同时，F₂后代群体显示出表型与基因型的相关性低。研究结果为深入了解小种间有性重组在新小种的来源和群体遗传多样性进化中的作用提供重要科学依据。

创新点：

1. 小麦条锈菌小种间有性重组遗传规律复杂。

2.小种间有性重组是小麦条锈菌高度毒性变异和新小种产生的重要途径。

3. 小种间有性重组导致群体丰富的遗传杂合度，有利于小麦条锈菌进化。

结论：

本研究首次表明小麦条锈菌小种间有性遗传重组导致新小种产生，是小麦条锈菌毒性变异的新途径；为揭示小麦条锈菌新小种产生、群体遗传多样性高提供了科学依据，也为阐释中国小麦条锈菌西北越夏易变区新小种策源地的形成与群体多样性高提供了理论依据，具有重要的学术价值。

土壤盐渍化日益成为限制高丛蓝莓（Vaccinium corymbosum）生产的重要因素，但其在盐胁迫下的生理与分子应答机制仍缺乏系统认识。为此，本研究以耐盐品种‘Duke’与盐敏感品种‘Sweetheart’的根和叶为材料，对差异表达基因进行了基因功能富集（GO）分析和加权基因共表达网络分析（WGCNA）。GO分析结果表明，盐胁迫下根部的离子转运及细胞离子稳态相关通路显著富集。WGCNA 结果显示，Na⁺与K⁺含量与核心基因 VcHAK5、VcNHX1、VcNHX2 的表达呈高度相关，这些基因在耐盐品种根部显著上调。功能上，VcHAK5 编码质膜上的K⁺选择性转运蛋白，VcNHX1 和 VcNHX2 编码液泡膜上的Na⁺/K⁺-H⁺ 逆向转运蛋白。在蓝莓愈伤组织中分别沉默这些基因，转基因愈伤表现为盐敏感。此外，耐盐差异品种间的互换枕木嫁接试验表明，降低根部Na⁺含量及Na⁺/K⁺比值是实现耐盐性的关键。本研究首次系统揭示了蓝莓对盐胁迫的响应机制，鉴定了耐盐相关的关键靶基因，并强调了耐盐根系在整体耐盐性形成中的重要作用。

虽然施用化学肥料能直接恢复退化生态系统的土壤肥力，但通过引入豆科植物实现植被恢复可能是更可持续的管理策略。然而，豆科植物引入如何影响土壤磷（P）转化机制，以及这些过程如何响应施肥，目前仍知之甚少。通过阐明这些机制，本研究旨在为草地可持续磷管理策略提供科学依据，最终促进生态系统生产力和韧性的提升。通过对一项11年田间试验的单次采样，我们研究了豆科植物（Medicago falcata L.）的引入如何影响根际土壤磷组分，包括单独引入以及与氮肥（N；5 g m^-⊃2; yr^-⊃1;）和磷肥（3.2 g m^-⊃2; yr^-⊃1;）联合施用的情况。研究发现，豆科引入通过提高有机酸浓度和微生物磷需求量（用微生物生物量氮磷比值来表征）促进了根际土壤磷的活化。这导致土壤库发生了显著变化：易溶性无机磷增加97.4%，中等易溶性无机磷减少22.9%，中等易溶性有机磷减少9.6%，难溶性磷减少3.7%。相比之下，氮肥施用虽通过降低土壤pH值和增强无机磷溶解相关基因丰度，促进了中等易溶性无机磷的溶解及难溶性磷的溶解，但也导致易溶性磷库减少10.6%。磷肥施用增加了易溶性无机磷、中等易溶性无机磷和难溶性磷的含量，但抑制了微生物磷转化过程。值得注意的是，豆科植物的引入既减轻了氮肥施用对生物可利用磷的负面影响，又缓解了磷肥施用对微生物磷矿化基因的抑制作用。通过定量揭示施肥和豆科引入背景下各磷组分的转化格局，本研究表明，在天然草地中引入豆科植物可通过优先维持和激活天然草原的微生物功能来促进磷循环，减少对化肥的依赖，促进生态系统可持续发展，为草原管理和退化草原修复提供新的科学见解和实践方向。

果实色泽的形成主要源于花青素的积累。为鉴定与花青素积累相关的候选基因，对‘南果梨’及其红色芽变品种‘南红梨’果皮进行了酚类物质代谢和转录组分析。结果表明，‘南红梨’果皮中的花青素和黄酮醇积累量显著增加。分析发现，‘南红梨’果皮中花青素合成及转运相关基因的表达水平均较高，其中PuGSTF12在两个品种中的差异最为显著。进一步筛选获得了一个新的MYB转录因子PuMYB93，对其沉默后抑制了PuGSTF12的表达及花青素的积累，推测其可能参与花青素的调控过程。在此基础上，通过酵母单杂交、凝胶迁移阻滞及GUS报告基因试验证明了PuMYB93可以结合PuGSTF12的启动子并激活其转录。同时，沉默PuGSTF12抑制了PuMYB93对梨果皮花青素的促进作用，表明PuMYB93位于PuGSTF12上游。以上结果表明，PuMYB93可通过调控花青素转运基因PuGSTF12的表达，进而促进花青素积累，从而揭示了PuMYB93-PuGSTF12模块调控‘南红梨’着色的分子机制。

葡萄白粉菌是严重影响葡萄产量和品质的一种真菌性病原体，对葡萄产业造成重大经济损失。因此，鉴定和表征宿主的抗病机制至关重要。本研究中，我们从中国野生毛葡萄“丹凤-2”中鉴定到一个在葡萄白粉病菌侵染过程中持续高表达的转录因子VqERF1B。在葡萄叶片中瞬时过表达VqERF1B后，发现VqERF1B通过提升PR1、PR2、PR5和PR10等病程相关蛋白基因的转录水平，增强葡萄对白粉病的抗性。相反，VqERF1B基因沉默后，葡萄对白粉病的抗性降低。同时，我们对稳定过表达VqERF1B的转基因拟南芥的抗病性评估表明，VqERF1B通过促进PRs的高表达和活性氧（ROS）的积累来增强对白粉病的抗性。此外，一系列试验证实，磷酸化激酶VqMAPK3与VqERF1B蛋白互作。VqERF1B被证明可直接与VqPRs的启动子结合，从而促进VqPRs表达。有趣的是，VqMAPK3-VqERF1B转录复合物对VqPR启动子的激活活性高于VqERF1B单独作用时，以上结果表明VqMAPK3在VqERF1B促进PR基因表达过程中发挥着正向协同作用。本研究揭示了葡萄抗白粉病调控过程，为葡萄分子育种奠定了基础。

转基因作物的持续商业化进程不断提高全球粮食产量、改善作物品质并减少农药使用。此类技术创新有效推动农业生产体系向可持续方向转型。具体而言，转基因作物通过应对虫害、杂草滋生和耕地限制等核心挑战，已成为农业领域的关键新型生产力。本研究系统梳理了2024年全球转基因作物的空间分布格局，深入剖析了其发展驱动力与区域趋势演变，为农业科技创新提供关键信息支撑与战略指导。2024年，全球转基因作物种植面积达到2.098亿公顷，同比增长1.7%。转基因大豆和转基因玉米占据主导地位，分别占全球种植面积的50.0%和32.5%。具有多重性状（抗虫性、耐除草剂性等）的转基因玉米占比高达92.5%。发展中国家的转基因作物种植占比显著提升，巴西和越南成为区域增长引擎。政策支持与先进技术推广被认定为核心驱动力。同时，基因编辑技术的应用进程加快，多个国家批准了耐旱、抗病等新型性状的转基因作物，标志着下一代转基因作物商业化取得实质性进展。本研究为全球农业生物技术发展提供多维度洞察与指导，推动生物技术育种迈入“4.0时代”。

在小麦灌浆期间，适当的外源氮供应可以通过延缓衰老和增加氮储备促进籽粒产量和蛋白质积累。然而，其潜在机制尚不清楚。本文通过盆栽试验证实了花后15天（AS处理）冠层喷氮的有效性，并在节水栽培条件下通过田间试验进一步研究了相关调控机制。盆栽试验表明，AS处理通过促进花前氮素再动员和花后氮同化，提高了小麦的粒重、产量和氮素积累量；喷施后12小时，冠层吸收的氮素在籽粒中开始显著积累，对增加的籽粒氮素积累量贡献了32.52%。田间试验进一步证实，与喷施等量的去离子水（CK处理）相比，AS处理提高了快速生长阶段和缓慢生长阶段的籽粒灌浆速率和氮积累速率，使得籽粒产量提高了5.21%，蛋白质含量提高了7.50%；AS处理增强了C₄途径关键酶的活性，包括磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPC）、NADP苹果酸脱氢酶（NADP-MDH）、NADP-苹果酸酶（NADP-ME）、丙酮酸磷酸二激酶（PPDK），提高了颖壳、外稃和内稃中的苹果酸含量。以上结果表明，AS处理促进了三羧酸（TCA）循环和卡尔文循环，为蛋白质和淀粉的生物合成提供了反应底物，还促进了籽粒中的氮代谢，有利于蛋白质积累。本研究为种植系统和气候条件相似地区提供了一种可以缓解花后的干旱胁迫并提高小麦产量和蛋白质含量的可行栽培策略。

研究生理成熟前后玉米茎秆节间的特性，对制定增强茎秆抗倒伏特性的策略从而提高机械粒收效率和质量至关重要。在2019-2021年选取6个本地大规模种植的玉米杂交种开展田间试验，旨在探究生理成熟前后节间机械强度、形态特征及物质组成的动态变化，并识别影响机械强度的关键性状。茎折率随生理成熟后天数增加线性增长。穿刺强度与压折强度在生理成熟后7-13天达到峰值，随后逐渐下降。不同节间性状对生理成熟前后取样时间的响应差异显著。节间形态在生理成熟前后表现出较高稳定性（变异系数CV：0.01129-0.05968），而节间物质成分则呈现较大波动（CV：0.07107-0.1913）。生理成熟前后干物质变化主要源于非结构性碳水化合物的减少。杂交种对节间性状的影响显著大于取样时间。线性回归分析表明，节间含水率比重量饱满度和体积饱满度更能有效解释生理成熟前后穿刺强度和压折强度的动态变化。选育具有高持水特性和节间干物质组分的玉米杂交种，有利于田间站秆。在制定田间管理措施时考虑延缓茎秆衰老，对玉米机械粒收至关重要。

补光技术已被广泛用于果树生产中，但在火龙果上研究较少。本研究从火龙果开花到果实成熟过程中，利用单波长450 nm LED补光灯在田间每晚对其补光四小时，于果实不同发育期检测其果皮和果肉理化参数及代谢物的变化。结果表明，蓝光处理明显增加了果实重量，通过增加果胶含量和延缓半纤维素降解提高了果实硬度，并增强了抗氧化酶活性。蓝光对初级代谢物的影响较小，但对挥发性物质的影响更为明显。蓝光处理可能通过影响丙氨酸、天门冬氨酸和谷氨酸的代谢，促进果实生长，提高果实生物抗性，增加果皮中生物活性成分的积累，并显著改变了果肉中有机酸、酯类和萜类等风味相关挥发性化合物的积累。我们的研究为大田生产中利用补充技术来提高火龙果产量和品质提供了重要参考。

土壤全氮转化为有效氮（氮有效化，N_act）的过程是全球氮循环的关键过程，直接影响作物氮素吸收和氮的环境效应。然而，长时间尺度下气候变化与施肥措施如何单独或共同影响土壤N_act仍不清楚。本研究基于1982/1990年建立的6个典型长期施肥试验，研究了不施肥、单施化肥、化肥配施有机肥和秸秆还田下第一个10年和后期土壤N_act的变化。结果表明，有机肥处理下5个试验点的土壤全氮（TN）和土壤有效氮 (AN) 分别以10.1–58.2 mg kg^–1 yr^–1 和1.41–4.13 mg kg^–1 yr^–1的速率增加，这表明施用有机肥可同时提高土壤氮储量及其有效性。公主岭（GZL）试验点的TN年变化速率最高，达48.3–58.2 mg kg^–1 yr^–1，而张掖（ZY）的最低，仅为10.1 mg kg^–1 yr^–1。杨凌（YL）的AN 年变化率最高（3.65–4.13 mg kg^–1 yr^–1），郑州（ZZ）的最低，为1.41–2.23 mg kg^–1 yr^–1。有机肥处理在所有试验点的前10年N_act速率（42–181 mg g^–1）均高于后期的33–92 mg g^–1，说明长期施用有机肥后期土壤全氮转化为有效氮的速率降低。所有试验点所有处理下的第一个10年的平均N_act（79–105 mg g^–1）均高于后期的30–78 mg g^–1，说明随着试验时间延长，土壤氮有效化速率降低。方差分解分析表明，从试验开始后前10年到后期，土壤因素对N_act的贡献从35%增加至45%，而气候因素的贡献则从19%降至8%。结构方程模型表明，年均温度直接影响N_act，其路径系数由前10年的0.86降至后期的0.45。综上，长期施肥削弱了气候因素对土壤N_act的直接影响，但增强了施肥后期气候与土壤因素的交互作用对N_act的影响。该研究通过明确不同试验点长期施肥下气候和土壤因素对氮转化的时间分异特征，为提高氮素有效性、调节气候变化对农业生产的影响及减少环境氮损失提供了依据。

增温与降水格局改变常在高寒生态系统中同时发生，并共同影响生态系统的关键碳循环过程。然而，这两种因子如何交互影响生态系统呼吸（Re）和甲烷（CH₄）通量仍不明确。本研究在青藏高原高寒草甸开展了长期增温（+2°C）与增雨（+20%）的控制性试验。结果表明，增温显著降低了Re（–14.2%），并伴随微生物群落由真菌优势向细菌优势转变；相反，增雨显著提高了Re（+34.1%），主要归因于土壤含水量的改善和植物碳输入的增加。增温促进了CH₄吸收（+31.0%），而增雨抑制了CH₄吸收（–26.3%），这一差异与甲烷氧化菌群落组成变化密切相关。Candidatus Methylumidiphilus、Methylococcus和Methylomagnum被确定为关键预测因子。增温与增雨的联合效应增强了Re但削弱了CH₄吸收，表明未来暖湿化情景可能加剧碳释放并削弱高寒草甸的碳汇功能。本研究强调，将微生物生态响应纳入生态系统模型，对于准确预测多因子气候变化背景下高寒地区的碳循环–气候反馈具有重要意义。

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。

SQUAMOSA启动子结合蛋白（SBP）转录因子是植物特有的转录因子，参与多种植物的生长发育过程。该蛋白在植物生长、发育及细胞伸长中起着关键作用，但其在陆地棉纤维发育中的调控机制尚不明确。本研究在棉花中发现了一个SBP家族转录因子蛋白GhSBP1。在棉花中过表达GhSBP1可增加纤维细胞长度和纤维起始数量，而敲除GhSBP1则导致纤维变短、纤维起始减少，表明GhSBP1正向调控纤维细胞的伸长与起始。通过DAP-seq富集分析，GhSBP1直接结合关键顺式元件GATC基序。我们筛选出在棉纤维快速伸长期高表达的基因GhNRT1.5、GhEzrA和GhSH3P2，并通过酵母单杂交、荧光素酶报告基因实验及电泳迁移率实验证实，GhSBP1直接与这些基因的启动子相互作用。过表达GhSBP1可提高下游基因的表达水平，而敲除GhSBP1则降低其表达。综上所述，GhSBP1通过调控GhNRT1.5、GhEzrA和GhSH3P2的转录，促进棉纤维发育。本研究不仅深化了对GhSBP1在棉纤维发育中功能的理解，也为利用GhSBP1及其相关基因提高棉纤维产量提供了新的遗传靶点。

农业生产上提倡秸秆还田（SI）并配施适量氮肥以实现粮食高产、资源高效和环境友好。然而，有关秸秆还田对“土壤-水稻”关联网络影响的信息仍显匮乏。在此，本研究比较和分析了稻油轮作系统中SI与秸秆离田(SR)下基于“土壤-水稻”指标所构建的关联网络的结构差异。结果表明，SI“土壤-水稻”关联网络与SR的明显不同。具体而言，SI网络（34个节点，61条边）的复杂度明显低于SR网络（56个节点，483条边），这体现在其连接性更稀疏、节点密度更低。同时，秸秆还田如同给“土壤-水稻”系统置入了一张氮素海绵，可以吸收氮素并减少损失，进而减轻了施氮量对产量的影响，提高了产量稳定性和总产。因此，SI在保持高产（平均增产2.41%）的同时，还降低了系统对氮素的需求（至少降低了19.34%）。本研究证实，秸秆还田是一种有效的农业可持续发展措施，且配施适量氮肥对于保障长期作物生产至关重要。

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。

裂球是结球甘蓝常见的生理性病害之一，给甘蓝生产造成严重的经济损失。但迄今有关甘蓝耐裂球的遗传因子及分子机理知之甚少。因此，本研究通过利用两份甘蓝自交系，‘Dazhengfu’（‘ZF’，易裂球）和‘103’（耐裂球），杂交构建的F₂群体结合QTL-seq和Graded Pool-seq（GPS）分析获得1个位于C03染色体的耐裂球相关区段，qNLQ3.1，之后运用传统遗传作图分析将该位点缩小至74.6 kb的区间内。此外，通过转录组学和代谢组学对‘ZF’和‘103’进行比较分析，发现激素在调控耐裂球中起重要作用。Bol028000，编码一个拟南芥细胞分裂素响应因子（Cytokinin Response Factor 3，CRF3）的同源蛋白，被认为是与耐裂球相关的最有希望的候选基因，进一步利用Sanger测序和荧光定量PCR（Quantitative RT-PCR，qRT-PCR）对该基因进行了验证。亚细胞定位分析表明，Bol028000基因主要在细胞核中表达。另外，我们开发了基于Bol028000的KASP分子标记，并利用该分子标记对42份自交系进行了筛选。上述结果丰富了耐裂球的理论基础，对利用分子育种技术选育耐裂球甘蓝具有重要意义。

非洲猪瘟（ASF）是由非洲猪瘟病毒（ASFV）引起的可感染家猪与野猪的一种急性、高致病性、高度接触性传染病。迄今为止，自非洲猪瘟首次报告以来，无商品化安全疫苗或特效治疗药物和方法。因此，迫切需要一种快速简便的诊断方法来监测非洲猪瘟病毒特异性抗体，以控制非洲猪瘟病毒的传播。本研究以ASFV结构蛋白p30和IgG Fc融合蛋白（p30-Fc）为抗原，结合荧光微球作为示踪剂，制备SPA双夹心荧光试纸条特异性检测抗ASFV抗体。结果表明，本研究制备的荧光试纸条对ASFV抗体具有较高的敏感性，灵敏度高达1:2560，具有较高的特异性，与其他猪病毒抗体无交叉反应。同时，荧光条检测结果与市售ELISA试剂盒符合率较高（98%）。并且，其抗体最早可在ASFV感染后4天检测到，因此使该检测方法可作为早期诊断手段。此外，荧光试纸条的检测结果可通过一种廉价且易获得的便携式设备读取。因此，本研究所提出的荧光试纸条是一种快速、灵敏、特异且可视化的检测方法，在未来的ASF疫情监测与防控中具有巨大潜力。

锈菌（Pucciniales）是一类专性寄生真菌，其中许多种类可导致作物发生严重病害。植物病原菌中的糖苷水解酶（GHs）在病菌突破植物防御体系中发挥着关键作用。然而，目前对锈菌GH家族大部分成员的功能尚不清楚，解析其生物学功能是明确锈菌致病机制和发倔防控靶标分子的重要基础。本研究鉴定了一个小麦叶锈菌（Puccinia triticina）GH26家族基因（PtGH26_1），其在侵染寄主关键时期显著诱导表达。生物学功能分析显示PtGH26_1具有纤维素酶活性，包含分泌性信号肽，定位于植物细胞质和细胞核。在本氏烟（Nicotiana benthamiana）叶片中瞬时表达PtGH26_1能够抑制促凋亡因子Bax诱导的细胞死亡、胼胝质沉积以及防御相关基因表达。PtGH26_1体外表达蛋白注射至小麦叶片后，可显著抑制小麦对叶锈菌的抗性且减弱过敏反应。利用寄主诱导的基因沉默技术（HIGS）瞬时沉默PtGH26_1会抑制叶锈菌生长和致病力，同时检测到受侵染小麦叶片活性氧积累增加，防御基因表达水平上升。通过酵母双杂交技术筛选发现PtGH26_1可靶向小麦Fantastic Four-like家族成员TaFAF，并通过双分子荧光互补（BiFC）、荧光素酶互补成像（LCI）和pull-down实验进一步确定了PtGH26_1和TaFAF存在直接互作。通过病毒诱导的基因沉默技术（VIGS）在小麦中沉默TaFAF基因的表达能够导致小麦叶锈病抗性减弱、活性氧积累减少和防御相关基因表达水平下降，表明TaFAF在小麦抗叶锈菌过程中发挥正调控功能。本研究明确了叶锈菌毒力因子PtGH26_1在致病机制中的功能，其通过参与穿透植物细胞壁屏障和抑制寄主免疫反应促进锈菌的侵染。

抗生素耐药性仍是人类与兽医学领域面临的最严峻挑战之一。鸭疫里默氏菌是一种重要的禽类病原，已被证实具有多重耐药性。本研究通过全基因组测序，从鸭疫里默氏菌临床菌株RCAD1242中鉴定并表征了一个新型利奈唑胺耐药基因cfr(F)。通过将cfr(F)克隆至敏感株鸭疫里默氏菌ATCC 11845与多杀性巴氏杆菌DY120818并进行药敏试验，证实该基因可介导对酰胺醇类、林可酰胺类、恶唑烷酮类、截短侧耳素及A型链阳菌素的交叉耐药，即PhLOPS_A表型。其氨基酸序列与已报道的cfr基因的相似性仅为32.9%-43.8%。重组菌株对氟苯尼考、利奈唑胺等抗生素的最小抑菌浓度（MIC）提升2-1024倍。目前cfr(F)基因已在中国、韩国和美国被检出，呈现跨地域传播的趋势。鉴于鸭疫里默氏菌在家禽广泛流行并具备可移动遗传元件交换能力，该菌可能成为恶唑烷酮类耐药性向临床重要人类病原菌传播的潜在储存库，构成公共卫生威胁。本研究强调应加强“同一健康（One Health）”框架下的耐药性监测体系，并在动物、环境、人类领域推行科学、审慎的抗菌药物使用策略，以遏制耐药基因的跨物种传播。

新型冠状病毒（Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2, SARS-CoV-2）S蛋白是研制新型冠状病毒感染（COVID-19）载体疫苗的首选靶抗原，然而其免疫原性较低。为了优化SARS-CoV-2 S蛋白的免疫原性，本研究针对原始毒株、德尔塔（Delta）和奥密克戎（Omicron）BA.2变异株全长S蛋白基因，分别设计、合成了3种预融合构象稳定的S蛋白基因S6P、DS6P和BA2S6P。采用同源重组的方法，将3种修改的S基因分别插入到复制型痘苗病毒（Vaccinia virus, VACV）Western Reserve（WR）毒株病毒基因组中TK基因的EcoRⅠ位点，构建成分别表达S6P、DS6P和BA2S6P蛋白的3种重组病毒rWR-S6P、rWR-DS6P和rWR-BA2S6P。结果表明，3种重组病毒均保持了亲本毒株WR的在CV-1细胞上的生长特性。小鼠试验显示，亲本毒株WR接种的小鼠的体重显著下降12.77%，而重组病毒或PBS接种的小鼠体重仅出现轻微下降，很快恢复，表明修改的S基因的引入降低了载体病毒WR的毒力。利用重组病毒rWR-S6P口服或肌肉注射免疫小鼠和水貂，均能诱导强烈的SARS-CoV-2中和抗体反应和有效的攻毒保护效力。值得注意的是，相同剂量的rWR-S6P口服免疫比肌注免疫诱导的SARS-CoV-2中和抗体滴度更高，攻毒保护效果也更好。同时，rWR-S6P口服免疫能有效阻止SARS-CoV-2在水貂中的飞沫传播。此外，利用3种重组病毒联合免疫小鼠，能够诱导强烈、持久的SARS-CoV-2中和抗体反应，且不会影响各自的免疫原性。研究结果表明，基于复制型痘苗病毒弱毒株的载体疫苗是一种有希望的水貂用口服COVID-19候选疫苗，同时联合接种是此类疫苗的一种有效免疫策略。

柑橘黄龙病（HLB）已对全球柑橘产业造成了广泛损害。黄龙病传播范围广，尚无有效药物根治黄龙病，黄龙病的主要病原体“亚洲韧皮部杆菌”（CLas）利用效应子来调节宿主的防御反应，但这些效应子的作用机制仍不清楚。本研究前期发现，柑橘转基因CLas0185能够促进HLB侵染，酵母双杂筛库发现潜在互作蛋白CsARM26, 并进一步利用利用酵母双杂 (Y2H)、烟草双分子荧光（BiFC）以及免疫共沉淀（Co-IP）技术证明，柑橘重复蛋白 CsARM26 在体内和体外均与 CLIBASIA_00185（CLas0185）相互作用。为探究两者互作分子机制，在本氏烟草中瞬时共表达CLas0185与CsARM26，利用蛋蛋白免疫印迹（WB）技术检测发现CLas0185 增加了 CsARM26 的丰度，而 CsARM26 能促进CLas蛋白降解。进一步发现，CsAMR26并不具有E3连接酶活性，表明CsARM26可能通过与相关E3连接酶互作促进CLas0185降解。此外，CLas0185 和 CsARM26 的瞬时共表达促进了柑橘黄溃疡病的侵染。转基因 CsARM26 柑橘植株抑制了游离水杨酸（SA）的积累以及与 SA 相关基因的表达，CsARM26转录组数据表明免疫相关基因显著下调，以及水杨酸相关通路受到显著影响。本研究结果表明，CsARM26蛋白参与了柑橘对 CLas 互作的免疫反应，为 CLas 感染的分子机制进一步研究提供了基础。

紫锥菊（Echinacea purpurea）是菊科多年生草本园艺植物，富含菊苣酸等次生代谢产物，兼具药用与观赏价值，且栽培适应性较强。然而，紫锥菊次生代谢产物的合成及调控机制尚未明晰。因此，本研究旨在建立紫锥菊基因表达与沉默技术体系，为紫锥菊相关研究提供实验体系。本研究首先实现了农杆菌介导的紫锥菊叶片瞬时表达，经参数优化发现，使用EHA105菌株注射第四片新生叶并培养4天可获得最佳表达效果，可获得最佳外源基因表达效率。随后对已报道的cut-dip-budding（CDB）系统进行改良，建立了发根农杆菌介导的基因表达体系。通过根部感染发根农杆菌，30天后可检测到目的基因的高效表达。利用该体系实现了菊苣酸合成关键基因EpHTT的表达，显著提高了菊苣酸积累量；而通过表达靶向EpHTT的双链RNA，则成功抑制了该基因表达并降低菊苣酸含量。本研究进一步探索了原生质体瞬时表达系统，优化了酶浓度、渗透压等关键参数，成功实现了目的基因在原生质体中的高效瞬时表达。最后，本研究建立了基于烟草脆裂病毒（TRV）介导的紫锥菊基因沉默系统，确定EpCHLH为最佳沉默指示基因，在15天苗龄植株中观察到最优沉默效果。通过沉默菊苣酸合成通路相关基因（EpHCT、EpHTT和EpCAS），有效降低了菊苣酸积累。总之，本研究成功构建了紫锥菊多套基因表达与沉默技术体系，为后续功能研究提供了重要实验体系。

生态系统稳定性是生态系统服务得以持续供给的基础。我们目前对生态系统稳定性的理解主要来自干扰或实验处理后初始阶段的研究结果，这些结果反映了生态系统的短期响应。然而，对于长期响应是否与初始响应一致，目前尚不明确。我们开展了一项为期九年的草地控制实验，研究了放牧（每年5月至9月每月放牧一次）和刈割（每年8月割草一次）对温带半干旱草原地上生物量时间稳定性的影响，并进一步探讨了实验初始四年与随后的五年中处理效应及稳定性主要驱动因素的差异。结果表明，在九年研究期间，放牧和刈割均显著降低了群落稳定性，且这种影响表现出明显的阶段依赖性：放牧在前四年降低了群落稳定性，但在随后的五年未见显著影响；相反，刈割在初期未对群落稳定性产生显著影响，但在随后的五年中显著降低了群落稳定性。群落稳定性的驱动机制在早期主要受物种异步性驱动，而在后期则完全由优势物种稳定性所调控。当长期放牧导致群落中克氏针茅（Stipa krylovii）和糙隐子草（Cleistogenes squarrosa）逐渐成为优势种，或刈割导致群落稳定性随时间显著下降时，应采取围封措施以促进生态系统恢复。此外，长期围封可能导致生物量下降，从而影响群落功能的维持。基于不同阶段，建议在草地管理中合理轮换围封、放牧和刈割，以构建科学的草地管理体系，从而实现草地资源的可持续利用。

棉花为一种重要的全球经济作物，其产量和纤维品质受非生物胁迫威胁日益严重。本研究对已发表的31篇文献中的3016个非生物胁迫相关数量性状位点（Quantitative Trait Loci，QTLs）进行Meta-QTL分析，共鉴定出34个MQTL。其中在9个具有包含较多初始QTL数量、高R²值及窄置信区间（CIs）等特征的主效MQTLs区段内，共注释到297个基因。结合转录组数据筛选出5个差异基因，进一步通过qRT-PCR确定GhPCMP-E17为进一步功能鉴定的候选基因。通过病毒诱导基因沉默（Virus-Induced Gene Silencing, VIGS）技术发现：与TRV:00植株相比，GhPCMP-E17沉默植株在干旱和盐胁迫条件下表现出更严重的萎黄现象；沉默GhPCMP-E17会削弱抗氧化酶的功能，从而增加活性氧的积累。上述结果表明，沉默GhPCMP-E17基因表达可增强棉花植株对干旱和盐胁迫的敏感性。本研究为陆地棉适应性非生物作物育种提供了优良的遗传资源。