【目的】分析2000—2020年四川小麦品种的产量及产量相关性状变化趋势，为四川小麦品种的产量遗传改良提供参考。【方法】2019—2022年，采用小区试验设计，测定2001—2016年以来145份四川省审定小麦品种及2000—2020年以来的60份高产小麦品种（四川省历年区试中产量位于前列的品种）的产量及产量相关性状，进而分析2000—2020年来四川小麦育成品种的产量及产量相关性状的变化趋势。【结果】145份2001—2016年四川小麦品种产量年均遗传增益为37.20 kg·hm^-2或0.66%，穗粒数和单位面积有效穗数呈增加趋势，千粒重和株高呈降低趋势。相关分析表明，单位面积有效穗数和产量呈极显著正相关，通径分析表明，单位面积有效穗数的持续增加（年均增加0.42×10⁴/hm²或0.13%）是145份2001—2016年四川小麦品种产量潜力提升的主要因素；60份2000—2020年四川高产小麦品种产量年均遗传增益为61.10 kg·hm^-2或0.89%，单位面积有效穗数呈增加趋势，株高呈降低趋势，穗粒数和千粒重几乎无变化。相关分析表明，产量与单位有效面积穗数呈显著正相关，通径分析表明，单位面积有效穗数的持续增加（年均增加1.80×10⁴/hm²或0.51%）也是60份2000—2020年四川高产小麦品种产量潜力提升的主要因素。【结论】近20年来，四川省小麦产量遗传改良育种取得一定进展，尤其是高产育种产量改良效果显著，四川省小麦品种产量水平正在逐步提升，单位面积有效穗数的持续增加是四川小麦品种产量潜力提升的主要因素。在产量要素中，高穗粒数和千粒重是四川小麦高产的重要基础，但其遗传改良处于瓶颈期。在此基础上，增加单位面积有效穗数是四川小麦产量进一步提升的关键。

【目的】淀粉是小麦籽粒的主要成分，在加工过程中起着重要作用。而淀粉的糊化特性则是评估其品质的重要指标。深入研究淀粉糊化特性的遗传变异，为提升小麦的品质提供依据。【方法】通过对205份冬小麦品种（系）的糊化温度、峰值时间、峰值黏度、低谷黏度、最终黏度、衰减值和回生值7个淀粉糊化性状进行表型测定，利用90K芯片进行全基因组关联分析，并对挖掘出的稳定且显著的位点进行单倍型分析。【结果】糊化温度等7个性状在不同环境间均表现出丰富的变异，衰减值的变异系数最大（29.31%—31.14%）。各性状在基因型、环境、基因型×环境间均呈现出极显著差异，广义遗传力为0.69—0.86。通过全基因组关联分析，共发现198个位点，这些位点与7个性状呈现出显著的关联，分布在除6D染色体外的其他20个连锁群。在2个及2个以上的环境中均稳定存在的位点有58个，涉及糊化温度（10个）、峰值时间（5个）、峰值黏度（12个）、低谷黏度（10个）、最终黏度（7个）、衰减值（4个）和回生值（10个）等所有7个性状，能解释遗传变异的5.54%—22.21%，发现新位点有21个。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4A染色体的Kukri_c17417_407位点发掘到与峰值黏度和衰减值等性状显著相关的Hap1（占比66.84%）、Hap2（16.84%）、Hap3（9.70%）和Hap4（6.63%）等4个单倍型，其中，Hap2是高峰值黏度和高衰减值单倍型（P<0.0001）。含有单倍型Hap2的品种（系）在不同生态区中分布频率由高到低为黄淮冬麦区>国外品种>西南冬麦区>长江中下游冬麦区>北部冬麦区。有11个位点为一因多效位点，其中，最终黏度、回生值、峰值时间和低谷黏度等性状相关联的多效应位点均有3个。对位于1B、2A、3A、3B、4A、4B、5B和6B上的Jagger_c4026_328等11个稳定遗传的位点进行候选基因的挖掘，筛选到11个可能与小麦淀粉糊化性状相关的候选基因。【结论】RVA参数具有较高的遗传力，不同环境间的小麦淀粉RVA参数均表现较大差异。检测到58个与淀粉糊化性状显著关联的稳定位点，在4A染色体鉴定到与峰值黏度和衰减值等性状显著相关的4个不同单倍型，筛选出11个与淀粉糊化相关的候选基因，可为分子标记辅助优质小麦育种提供帮助。

【目的】冠层活性是反映作物生长发育的重要指标，发掘小麦冠层活性相关基因并分析其与产量性状的关系，为解析产量遗传结构和辅助育种提供理论支撑。【方法】以166份国内外小麦品种为材料，将其种植于河南安阳和安徽濉溪，结合已构建的包含326 570个来源于小麦90K和660K SNP芯片标记的高密度整合物理图谱，对苗期和花后10 d归一化植被指数（NDVI-S和NDVI-10）及花后10 d旗叶叶绿素含量（Chl-10）进行关联分析，并与前期利用相同材料得到的产量相关性状结果进行比较。【结果】NDVI-S、NDVI-10和Chl-10在基因型、环境及基因型×环境互作间变异方差均达极显著（P<0.01）差异，广义遗传力（h2 b）分别为0.81、0.81和0.91。分别检测到13、12和15个与NDVI-S、NDVI-10和Chl-10显著相关的位点，其中，有12、11和12个为新位点，5个位点与2个以上性状有关。166份小麦品种含有NDVI-S、NDVI-10和Chl-10优异等位基因数变幅分别为4-11、3-11和4-12，且随着优异等位基因数目增加其对应表型值呈递增趋势。NDVI-S与千粒重、粒长和粒宽显著正相关（P<0.01）;Chl-10与产量和旗叶宽显著正相关（P<0.01），与单位面积穗数、株高和穗下节长显著负相关（P<0.01）。检测到7个同时与产量和冠层活性相关的多效性位点。【结论】NDVI-S可用于品种产量性状的选择，检测到的稳定位点和多效性位点可在开发标记后用于育种材料的检测。

【目的】种植模式是作物种植的前后茬顺序的概括，反映耕地资源的利用方式和效率。本研究通过分析不同种植模式的物候特征，构建江汉平原地区的耕地物候信息图谱和种植模式谱，并实现该地区主要种植模式的提取。【方法】在地学信息图谱理论支持下，根据农作物种植的先验知识和不同种植模式所表现的物候差异，将植被指数变化过程和耕地利用方式的空间差异进行图谱合一的表达，组成包含耕地不同利用方式的耕地物候信息图谱;以江汉平原地区的主要种植模式为例，将关键物候期植被指数的状态进行排列组合，建立植被指数状态到种植模式的信息重映射规则，并在此基础上根据农作物特有的物候知识进行物候特征挖掘，进行江汉平原地区种植模式谱的构建;进而利用朴素贝叶斯网络融合关键物候期影像和物候知识实现江汉平原种植模式的提取。采用基于知识概率编码的方法，对关键物候期的植被指数状态进行定量表达。【结果】构建了江汉平原地区的种植模式谱，发现江汉平原地区的种植模式谱由8种种植模式构成：春单季、夏单季、春夏双季、夏秋双季、双季稻、经济作物、鱼塘、苗木或撂荒。提出的种植模式谱及基于朴素贝叶斯网络的种植模式提取方法能够准确地提取出所有种植模式，并具有良好的精度和适用性。江汉平原地区在研究时段内呈现显著的夏秋双季扩张，以及春夏双季和夏单季减少的趋势。【结论】种植模式谱全面反映了江汉平原地区种植模式的总体特征，提升了耕地利用方式监测的准确度，丰富了耕地资源利用方式的内涵。本文方法得到的种植模式分布图可以作为作物制图的基础底图数据，也是种植强度制图的重要依据。

目的 明确Bt棉叶片Cry1Ac毒蛋白含量对昼夜变温下高温干旱胁迫响应及其生理机制，为生产中Bt棉抗虫性的安全稳定利用提供参考。方法 2019—2020年在扬州大学农学院，以常规种泗抗1号（SK-1）和杂交种泗抗3号（SK-3）为材料，以温度和土壤水分含量为因子，温度分别设为34℃（白天，7：00—19：00）/28℃（夜间，19：00—7：00）（A1）、38℃/28℃（A2）；土壤水分含量分别为田间土壤最大持水量的50%（B1）和60%（B2），并以32℃/28℃、田间土壤最大持水量的75%为对照（CK）。各处理分别持续4、7、10 d（DAS）。结果 不同处理导致叶片中Cry1Ac毒蛋白含量降低，且随着胁迫时间的延长，下降幅度增加。处理间相比，A1B2处理下降幅度最少，7 DAS后开始显著低于CK；A1B1处理下降幅度其次，4 DAS后显著低于CK；A2B1、A2B2处理在4 DAS显著下降。可溶性蛋白（SP）含量、硝酸还原酶（NR）、谷氨酸丙酮酸转氨酶（GPT）、谷氨酸草酰乙酸转氨酶（GOT）、谷氨酰胺合成酶（GS）、游离氨基酸（aa）和谷氨酸合成酶（GOGAT）等活性变化趋势与毒蛋白一致，且呈极显著正相关，而Bt基因表达量、单宁含量、蛋白酶、肽酶活性则呈上升趋势。逐步回归和通径分析筛选出NR、GPT、GS等3个关键指标可反映Bt棉Cry1Ac毒蛋白含量高低，且三者对Cry1Ac毒蛋白含量有较大的正效应。结论 昼夜变温下高温和干旱互作导致Bt棉Cry1Ac毒蛋白含量降低，且随持续期延长下降幅度逐渐增大。其中34℃/28℃和田间土壤最大持水量60%胁迫7—10 d内与对照无显著差异。但与昼夜持续高温相比，昼夜变温的高温胁迫下Cry1Ac毒蛋白含量下降幅度减小和时期明显推迟。NR、GPT、GS是决定Cry1Ac毒蛋白含量高低的关键指标。

目的 人类活动氮素过量投入是引起面源污染的重要原因之一。阐明人类活动净氮输入量的时空分布特征及其影响因素，为解决面源氮素污染问题提供数据支持。方法 利用人类活动净氮输入量（net anthropogenic nitrogen input，NANI）模型，通过统计年鉴和文献综述获得NANI相关数据和参数，对农业化的香溪河流域、城镇化的太湖流域和全面推进农业绿色发展模式的洱海流域的净氮输入量进行评估。结果 从NANI强度上看，3个典型流域NANI平均值按照大小排序为：太湖流域（13 241 kg·km^-2·a^-1）、香溪河流域（2 183 kg·km^-2·a^-1）、洱海流域（1 582 kg·km^-2·a^-1）。从来源上看，氮肥施入（Nfer）和食品/饲料氮（Nim）是NANI最大来源，占比58%—97%，对NANI贡献从大到小排序为：氮肥施入、食品/饲料氮输入、氮沉降输入、作物固氮输入。从时间尺度看，2019年同2010年相比，香溪河流域NANI中食品/饲料氮输入比例下降23个百分点，氮沉降比例上升34个百分点；洱海流域NANI中氮肥施入比例下降86个百分点；太湖流域NANI中食品/饲料氮输入比例上升31个百分点，作物固氮量和氮沉降输入比例下降14个百分点和12个百分点。从影响因素上看，3个典型流域NANI与城镇人口密度均呈现显著相关性（P<0.05），且随城镇人口密度的增加NANI随之升高；耕地面积占比与NANI的拟合上，香溪河流域有显著影响（P<0.05），但洱海流域和太湖流域均无显著影响（P>0.05）。结论 香溪河流域中昭君镇、峡口镇和黄粮镇，洱海流域中下关镇、上关镇和凤仪镇，太湖流域中张家港市、嘉兴市秀城区、杭州市拱墅区和上海市南汇区是NANI的关键源区；以农业为主的香溪河流域化肥施入是NANI的主要来源；城镇化程度较高的太湖流域食品/饲料氮和肥料氮投入是NANI主要来源；农业绿色发展措施可显著减少人类活动净氮输入量。因此，在关键源区大力推广农业绿色发展措施，同时有效降低饲料和肥料的投入量，有利于控制农业面源污染。

目的 通过桃木葡聚糖内糖基转移/水解酶（xyloglucan endotransglucosylase/hydrolase，XTH）基因家族鉴定与不同肉质桃贮藏过程中相关基因的表达分析，发掘PpXTHs家族成员中参与桃果实软化的重要候选基因，为深入解析PpXTHs在果实采后贮藏过程中的功能研究奠定基础。方法 根据XTH蛋白保守结构域Glyco_hydro_16 domain和XET_C domain，利用Hmmer 3.1软件对桃蛋白质数据库进行搜索，鉴定桃XTH基因家族成员；利用在线软件ProtParam预测其分子量、理论等电点等理化性质；利用在线分析工具Plant-mPLoc预测其亚细胞定位；MEGA11软件构建系统进化树；运用在线工具MEME对其保守motif进行分析，Tbtools呈现蛋白保守结构域和基因结构图谱；MapChart软件绘制基因在染色体上的分布图；利用实时荧光定量PCR(quantitative reverse transcription PCR，qRT-PCR)技术检测PpXTHs在不同肉质桃贮藏过程中的表达特性。结果 在桃基因组共鉴定XTH基因家族成员27个，分布在7条染色体上。系统进化树显示，PpXTHs家族成员可分为祖先类群、Ⅰ/Ⅱ亚家族以及ⅢA和ⅢB亚家族。蛋白结构域分析显示所有PpXTHs成员均含有Glyco_hydro_16和XET_C两个蛋白保守结构域。qRT-PCR结果表明，属于ⅢB亚家族的PpXTH33随着溶质桃贮藏期延长，表达量上调，且表达量显著高于同期硬质桃贮藏过程的表达水平；PpXTH33克隆测序结果显示其CDS序列与桃参考基因组一致，长度为924 bp，编码307个氨基酸；激光共聚焦显微镜观察发现PpXTH33与GFP融合蛋白可能主要于细胞壁与细胞核上产生绿色荧光信号。结论 桃27个PpXTHs家族成员蛋白结构均含有2个XTH蛋白保守结构域，不均匀分布在7条染色体上。PpXTHs在溶质桃和硬质桃贮藏过程中的表达特性显示，PpXTH33与桃采后果实软化密切相关。