花青素和甜菜色素同为植物水溶性天然色素，在植物中分布和功能相似。前者为苯丙氨酸衍生色素，后者为酪氨酸衍生色素，含有生色团甜菜醛氨酸。花青素在植物中分布广泛，但在石竹目植物中，甜菜色素已经取代了花青素。值得注意的是，从未在同一植物中同时发现花青素和甜菜色素，这种互斥现象可能是由进化中的偶然导致，也可能是因为两种色素共存会对植物的生存造成问题，这一问题一直未解。本文综述了花青素和甜菜色素的概况、生物合成途径及其调控、人工诱导两种色素共存的案例，以及两者互斥的可能原因等研究进展。此外，还讨论了两种色素互斥的可能机制、未来可以开展的研究方向以及在分子育种等各方面的潜在应用价值。本文旨在通过对前人研究的综述及展望，更好地理解花青素和甜菜色素之间的关系，揭示它们存在互斥的原因，并为相关领域的研究和应用提供新的思路和方法。

十字花科菘蓝为我国大宗常用中药材植物，其叶和根分别是大青叶和板蓝根的原料。本文总结了菘蓝的基因组结构、生物活性成分及其生物合成途径、远缘杂交及新材料创建等方面的研究进展。菘蓝（2n=2x=14）的基因组大小为300 Mb，为tPCK 核型，3万余蛋白编码基因。高质量的基因组测序解析了菘蓝的主要生物活性成分吲哚生物碱、苯丙烷类、萜类的合成途径及其候选基因。由于染色体消除，菘蓝（父本）与白菜及甘蓝型油菜的族间有性杂交只产生了具有少数菘蓝遗传成分的非预期杂种。菘蓝与萝卜的体细胞杂种具有双亲染色体，但自交及回交均未产生后代。菘蓝与白菜的体细胞杂种具有加倍的菘蓝染色体组，花粉部分可育而雌性不育。菘蓝与甘蓝型油菜的体细胞杂种与甘蓝型油菜连续回交后创建了全套的7个甘蓝型油菜-菘蓝附加系，一些附加系具有比菘蓝更强的广谱抗病毒效果；体细胞杂交中发生的双亲线粒体基因组重组导致甘蓝型油菜新细胞质雄性不育系的产生，菘蓝特定染色体上的育性基因导入培育了恢复系。最后讨论了这些附加系对菘蓝遗传研究的价值及开发利用前景。

荔枝是起源于我国的亚热带常绿木本果树，栽培历史悠久，在我国果树产业中具有重要地位。我国荔枝种质资源十分丰富，为荔枝育种和产业发展提供了重要的物质保障。国家荔枝香蕉种质资源圃（广州）是我国荔枝种质资源最主要的保存单位，也是目前世界上保存荔枝种质资源最多、最完整、最规范的种质资源圃。截止至2022年12月，收集保存荔枝种质资源652份，选育出了红绣球、仙进奉、凤山红灯笼等多个优质荔枝新品种，创建了50万株自然杂交后代群体以及2万多株人工杂交后代群体，推动了荔枝基因组和起源、分子标记、品质、抗病性等基础研究，助力了荔枝品种结构调整和产业提升，在乡村脱贫致富和产业可持续发展中发挥了重要作用。本文介绍了国家荔枝香蕉种质资源圃（广州）的发展历程，总结和回顾了近20年来荔枝种质资源收集保存现状，以及荔枝种质资源创新利用所取得的进展，并对今后的研究方向进行了展望，以期为未来我国荔枝种质资源的有效利用和产业发展提供可供参考的信息。

DNA甲基化作为表观遗传调控的重要机制之一，通常发生在植物胞嘧啶碱基中，包含CG、CHG、CHH三种类型。主要影响染色质结构和基因的转录效率，在植物细胞基因表达调控、基因组稳定性维持等方面起重要作用。非生物胁迫影响植物的生长发育和繁殖最终导致植物死亡。基于已有研究发现，DNA甲基化可诱导非生物胁迫下植物的表型改变。DNA甲基化水平在植物非生物胁迫生长过程存在的变化机制受到甲基化酶和去甲基化酶的影响。甲基化状态上调（启动）或下调（关闭）基因表达以确保自身适应生长及发育，从而使植物在一定程度上适应和抵抗逆境伤害。这些信号转导通路可以引起植物形态、生理和生化的改变以适应逆境。本文对DNA甲基化功能及其在园艺植物的生长发育与非生物胁迫响应方面的研究进行了分析与总结，探讨了DNA甲基化在园艺植物表观遗传研究中存在的问题及展望，为园艺植物遗传改良及抗逆分子机理研究提供参考。

AP2/ERF （APETALA2/ethylene-responsive factor）是植物中最大的转录因子家族之一，至少含有1个由60~70个高度保守的氨基酸组成的特有的AP2结构域，根据AP2结构域数量和相似性可划分为5个亚家族：AP2（APETALA2）、DREB（Dehydration-responsive element binding proteins）、ERF （Ethylene-responsive factor）、RAV（Related to AB13/VP）和Soloist。AP2/ERF转录因子通过AP2结构域中的YRG和RAYD保守元件与靶基因结合，实现对相关基因的转录调控功能。目前，AP2/ERF已成为研究植物抗逆机制和活性成分生物合成的热点候选基因，越来越多植物AP2/ERF家族及其成员被报道。本研究对近年来有关AP2/ERF家族的最新研究成果进行了总结，综述了AP2/ERF家族转录因子的结构特征与分类，重点介绍了该类转录因子调控植物次生代谢产物的合成以及参与生物、非生物胁迫应答等方面的研究进展，并展望了AP2/ERF转录因子可能的研究热点和领域，以期为今后进一步挖掘和利用该类转录因子基因进行植物遗传改良以及种质创新提供参考。

百合（Lilium spp.）是多年生球根草本植物，观赏百合花姿端庄、花色多彩，是世界上最重要的观赏花卉之一，食用百合地下部分的肉质鳞茎可食用，有的种亦可入药或提取香料，是一种开发利用价值较高的植物资源。不同种类、含量的花青苷类物质分布在花被片上的不同区域形成了类型多样的观赏百合花色，食用百合鳞茎贮藏后期发生紫红色变化的现象亦主要由花青苷所引起。花青苷广泛分布于植物中，是一种重要的天然植物色素，其生物合成主要受到结构基因和调节基因的协同调控，环境因子也有一定影响，合成之后的积累则受到转运蛋白的调控。外观多样有益于提高观赏百合的观赏价值，而鳞茎色泽变化则会损害食用百合的商品价值。因此，本研究对观赏百合花和百合鳞茎的花青苷结构、生物合成途径、转录调控以及转运等方面进行回顾和总结，并对百合花青苷的研究方向提出了展望，以期为后续百合花青苷分子调控机制的研究提供参考，对定向改变百合花青苷的含量和积累部位提供借鉴。

辣椒（Capsicum annuum L.）作物经济价值高、种植广泛，我国大多数辣椒栽培品种株型较高、分枝多、易倒伏、不利于机械化生产，人工生产成本不断上涨。随着农业生产技术水平的提高，劳动力日益紧缺，传统农业向现代机械化农业的转变迫在眉睫。作物理想株型的提出让植物株型调控成为遗传育种中的热点，可为辣椒株型调控机制的解析提供借鉴。本文围绕近年来国内外学者对植物株型调控遗传因素、分子机制、植物激素与株型的生物学关联方面和环境对株型的影响取得的研究成果进行综述，并提出了辣椒理想株型的设想。良好的辣椒株型能提高植株生产能力，便于管理，缓解劳动力紧缺，加速机械化生产进程。目前，关于辣椒株型调控机制的研究报道很少，因此探讨植物株型调控育种机制和遗传基础，有利于为良好株型种质资源的创制和加快新品种选育提供理论支持，为遗传育种奠定基础。

工业大麻作为一种重要的特种经济作物，已经实现全产业链发展，尤其是其韧皮纤维作为重要原料而被广泛应用于纺织、造纸、建筑、家居、绝缘材料、建材以及汽车零部件和复合材料。国内对工业大麻的研发和应用较早，工业大麻纺织产品在全球市场上具有极大地竞争力。在纺织工业中随着市场对纤维产量的需求越来越高，对品质的要求也越来越严格，科研人员需要不断选育优质高产的纤维型工业大麻品种。全基因组关联分析（GWAS， genome-wide association study）能够揭示作物表型与基因型之间的联系，利于挖掘性状相关基因和遗传基础信息，进而分析群体遗传结构，推动分子育种与品种性状改良有机结合培育高产高质、抗病抗逆的优良品种。目前该技术方法已广泛应用在棉花、水稻、玉米、小麦等农作物中，在工业大麻等主要麻类纤维作物中的研究也取得一定进展。因此，本研究对目前工业大麻中GWAS的应用情况及研究结果进行阐述，并对未来应用该技术的研究方向进行了简要说明，以期为工业大麻后续采用GWAS分析提供见解。

应用核心种质是针对解决育种问题而建立的成套优异种质集合，也是种质资源研究紧密衔接作物育种的体现形式。鉴于玉米核心种质研究现状，明确了玉米应用核心种质的基本范畴和特征，提出在玉米核心种质资源的基础上，进一步融入重要育种性状的优异等位基因，构建分别适应不同生态区、杂种优势类群明确、所含优异等位基因清晰、无明显遗传累赘的应用核心种质，将是今后玉米种质资源研究的工作重点。最后，对玉米应用核心种质构建的关键问题进行了论述，以期推动我国玉米应用核心种质构建相关工作的高效发展，使其能够在较长的一段时间内对我国玉米育种研究提供有效的物质和信息支撑。

MYB是植物体内数量较多的一类转录因子，其家族成员在水稻全生育期各个阶段和多种逆境胁迫中发挥重要的调控作用，例如参与根系发育、细胞发育、次生细胞壁合成、分蘖的发生和伸长、花器官分化和发育、穗部形态建成、种子发育、各种激素代谢、次生代谢物的合成与代谢及生物和非生物胁迫响应等过程的调控。本综述介绍了MYB转录因子家族的分类和不同亚群的蛋白结构，总结了MYB家族成员在水稻地下部和地上部的生长发育、激素信号方面的最新研究进展，重点阐述了MYB家族成员对水稻在干旱、高温、低温、高盐、紫外线损伤等非生物胁迫条件下的调控作用，并探讨了MYB基因对水稻在真菌、病菌等生物胁迫中起到的防御作用。最后纵观对水稻MYB转录因子的最新研究进展，总结了三点不足，同时就未来对于MYB转录因子的研究提出了三个方向上的展望。

叶片是植物重要的营养器官，叶缘锯齿（裂刻）在生产实践中有多种优势，叶缘锯齿调控研究对作物育种、生产实践具有指导意义。本文梳理了叶缘锯齿形成的调控机制，植物激素、基因表达、miRNA等协同作用调控叶缘锯齿形成。生长素（Auxin）在叶缘的不平衡积累能促进锯齿产生，细胞分裂素（CK，cytokinins）依赖Auxin在叶缘的积累促进叶形复杂度，而赤霉素（GA，gibberellin）负调控叶形复杂度。归纳了植物激素与基因参与叶缘锯齿形成的3条主要作用通路：TCP-CUC-PIN1-Auxin、KNOX-GA/CK、LMI1-CK。miR164、miR319、polycomb group表观遗传修饰和α-1，2糖基转移酶等也参与叶缘锯齿形成。研究表明环境因子温度和光强通过KNOX-GA通路调控叶片发育，高温和低光强均能降低叶形复杂度。不同植物控制叶缘锯齿性状的遗传机制存在较大差异。叶缘锯齿相关基因发掘以经济作物研究较多，未来果树育种应着手推进赏食兼用研究。

榛子是重要的坚果和木本油料树种，营养价值很高。榛属植物属于壳斗目桦木科植物，世界上公认的榛属植物共有13个种，其中欧洲榛是最具经济价值的栽培种，主要在欧洲各国和美国的西部地区栽培。欧洲榛育种最早开始于20世纪初，现代育种开始于1960年左右。经过几十年的品种选育，欧洲榛中推出了很多具有优良性状的品种，如具有高度抗逆性的仁用或带壳品种、专用授粉品种和观赏品种等。中国第一代榛子杂交育种始于20世纪80年代，在数十个候选单株中先后推出15个优良品种，自2000年后陆续在我国20余个省区引种栽培，目前栽培面积11.2万hm²；第二代榛子杂交育种自2006年开始，育种的目标是在改良现有品种坚果性状的基础上培育高抗寒性、抗抽条性、抗旱性和耐热性品种，以及专用授粉品种。目前世界榛树育种仍主要通过杂交手段实现，对欧洲榛特异资源的引进和高效利用是加快我国榛树育种的有效途径。本文综述了世界欧洲榛栽培现状，欧洲榛的主要性状及其遗传力，欧洲榛品种选育的主要目标性状及其评价标准，以及美国、意大利、西班牙和土耳其推出的主要栽培品种及其主要性状，向国内学者更为全面、系统地介绍欧洲榛这一重要坚果树种；同时，总结了欧洲榛在我国的引种历史、科学研究、各单位资源收集和杂交利用现状；分析了欧洲榛在我国引种和杂交利用中存在的问题，并从引种工作的持续性、资源保护、杂交利用、人员交流和拓展经费来源等方面，提出了欧洲榛资源利用的发展建议；最后，对我国榛子科研和产业发展进行了展望，以期为我国榛树品种选育和栽培推广提供一定参考。

花青素是一种天然色素，可以作为清除自由基的重要天然抗氧化剂，其富含的多种化合物在医疗保健方面十分重要。花青素影响果蔬成熟、口感、色泽，对植物的非生物和生物胁迫产生保护作用，因此优化花青素含量被视为许多园艺作物的育种目标。本研究阐述了乙烯响应因子（ERFs）作为乙烯信号传递的次级转录因子响应植物激素信号并能产生反馈调节，以多种方式介导了乙烯调控植物花青素生物合成的过程。在作用方式上，ERFs主要通过与转录因子互作、激活转录因子、与MBW形成调控复合物或直接激活结构基因启动子的方式调控植物花青素的生物合成。本研究旨在为后续深入阐明ERF调控不同物种花青素生物合成的机制、探究果蔬成熟后期花青素快速积累与乙烯释放量增加之间存在的联系提供理论依据。

水稻是世界上最重要的粮食作物之一，低温会影响水稻的生长发育，严重时会导致粮食减产甚至绝收，已经成为水稻产量和品质下降的主要环境胁迫之一。采取农业防御技术来降低冷害不仅费时费力且效果不佳，因此在生产上种植耐冷水稻品种是解决这一问题的主要途径，而耐冷品种的选育依赖于科学、准确的耐冷鉴定评价体系以及重要耐冷基因的挖掘与利用。近年来，通过图位克隆、GWAS以及QTL等方法克隆了多个重要耐冷基因，并对其分子机理进行了解析。本文从水稻耐冷研究的鉴定方法和时期、评价体系、分子研究基础等方面进行了综述，提出在水稻生长的不同时期，应以不同的评价指标对水稻不同生长时期的耐冷性进行评价，同时提出在优异的水稻种质资源中对重要耐冷基因/QTL进行聚合，进一步通过创新利用，为探索水稻耐冷机制以及水稻耐冷新品种的选育提供参考。

水稻是我国第一大粮食作物，在农业生产上具有重要的战略地位。随着人口快速增长、城市化进程加快，有限的产量提升使得水稻生产正面临着严峻挑战。培育产量显著提高的水稻品种对于保障粮食安全和实现农业可持续发展具有重要意义。理想株型是品种改良的重要方向，直接影响着水稻产量。分蘖角作为构建水稻理想株型最重要的核心要素之一，它通过调节水稻群体光能利用效率进而影响单位面积产量。生产实践表明，具有合适分蘖角的水稻品种往往表现出更好的抗倒性和稳产潜力。近年来，随着功能基因组学的快速发展，研究学者在水稻分蘖角调控基因的挖掘及其分子机制解析方面取得了诸多重要进展。本研究系统总结了调控水稻分蘖角的功能基因及其遗传代谢网络，重点阐述了水稻分蘖角的驯化过程、重力反应介导的分子遗传途径以及植物激素和环境因素的调控机制，并展望了现有理论框架下未来的潜在研究方向，以期为高产、理想株型新品种的遗传改良和分子设计育种提供重要理论支撑。

诸葛菜（Orychophragmus violaceus （L.） O. E. Schulz，别称二月兰）为我国原产的十字花科观赏植物，也是芸苔属作物遗传改良的种质资源。本研究总结了诸葛菜的细胞遗传学、与芸苔属栽培种杂种的细胞学行为、性状的染色体定位、长链双羟基脂肪酸的发现等方面的研究进展。诸葛菜（2n=24）的基因组较大（大约1.3 Gb）、染色体较长、染色均匀。诸葛菜及其单倍体的减数分裂配对行为揭示出其基因组的同源多倍体性质。最新的基因组测序结果也表明，诸葛菜二倍体祖先具有x=7的tPCK核型，其在大约600~800万年前经历了一次特异的基因组四倍化事件，然后经过染色体重组及着丝粒失活产生现在n=12的基因组。诸葛菜（父本）与芸苔属6个栽培种（母本）的属间杂种所表现出的母本特异的细胞学行为，与双亲的基因组结构和固有的染色体行为有关；诸葛菜染色体因表现体积较大与染色较深的特征，而易于与芸苔属染色体相区别。通过创建甘蓝型油菜-诸葛菜附加系，将诸葛菜的锯齿叶、基部多分枝、紫花、双羟基脂肪酸合成等几个性状定位到特定的染色体上。诸葛菜种子油中富含长链双羟基脂肪酸，具有比蓖麻油更好的润滑效果。诸葛菜还具有潜在的药用价值。最后，对今后诸葛菜的研究方向及利用进行了讨论。

荧光原位杂交技术（FISH， fluorescence in situ hybridization）是分子细胞遗传学中最为重要的手段之一，可以实现DNA或RNA序列在染色体上精确的可视化的直观定位。随着基因组测序技术的发展和测序成本的降低，大量物种的基因组信息被不断公布，基于高通量测序和参考基因组衍生的寡聚核苷酸序列（Oligo， oligonucleotide）探针在FISH中表现出独特的优势。和传统FISH探针相比，Oligo-FISH能更加精确、深入地揭示植物在进化过程中染色体的进化、遗传与变异。本研究对荧光标记的靶标DNA与荧光探针的种类与应用，寡聚核苷酸探针的种类及制备技术进行了综述， 重点聚焦于Oligo-FISH的起源发展及其在鉴定植物染色体、识别植物同源染色体方面所发挥的重要作用。Oligo-FISH技术可用于构建物种属内的染色体核型，利用Oligo-FISH结果可为该属没有全基因组的作物的基因组组装提供指导， Oligo涂染还可以很好地解决异源多倍体物种中非同源染色体间的融合与交换问题，能够准确地检测染色体间是否存在易位等行为及异源重组。因此，Oligo-FISH技术的发展为基因组染色体水平的组装提供了强有力的支撑。未来Oligo-FISH技术与信号放大技术结合能够克服重复序列高度富集区域Oligo探针密度低的困难，可对非常短的基因区域进行可视化，如对启动子、增强子的检测，在转基因中对基因片段定位等，这些研究将有助于更加深入地了解物种遗传和进化，进一步推动作物遗传育种的改良与发展。

玉米是我国第一大粮食饲料作物，对保障我国粮食安全具有重要战略意义。玉米是雌雄同株异花植物，雄穗为圆锥花序，雌穗为肉穗花序。玉米花序和小花的分化与发育是穗粒数形成和小花育性决定的发育生物学基础，与籽粒产量密切相关，因而这一研究领域受到广泛关注，并取得了丰硕的成果。近年来，为了提高玉米粮食产量和更加深入地解析产量形成分子网络，研究学者在玉米花序分枝发育和穗粒数形成的遗传控制和分子调控机制等研究方向取得了一系列新的研究进展。本研究主要聚焦花序特异性转录因子基因、非编码序列及其调控基因、活性氧清除和糖代谢相关酶基因、乙烯等激素生物合成和信号途径关键基因以及膜系统与信号传导相关基因等，对这些基因在玉米花序分枝、小穗和小花发育进程中的生物学功能与作用途径进行了综述，并对生物技术发展推动全基因组序列分析、激素与代谢物交互网络分析以及精准育种等进行了展望，以期为玉米花序发育、穗粒数和籽粒产量的分子遗传调控网络构建和玉米高产育种提供参考。

核仁显性在植物多倍化进程中发挥着重要作用，通过调节rDNA基因表达控制核糖体数量，使多倍体植物能够应对多倍化带来的遗传变化。串连重复的rDNA基因表达调控是一种大规模、整体基因表达调控模式，rDNA基因沉默往往发生在整个核仁组织区，受所处位置染色质状态控制，而不受基因前序列的影响。核仁显性不但在调控蛋白质合成中发挥着重要作用，还与多倍体染色体组稳定性相关，相应基因组的rDNA基因沉默往往引起该基因组的染色体消除，染色体消除也是多倍体形成过程中的一种应答机制。虽然大量证据表明核仁显性与染色体消除之间存在必然的联系，但rDNA基因表达稳定染色体的遗传机制仍不清晰，尤其是染色体消除的基因组特异性更难解释。因此，对核仁显性稳定染色体组的遗传机制进一步研究将揭示核仁在多倍体形成中的作用。本研究旨在阐述植物如何通过核仁显性应对多倍化带来的基因组冲击，呈现植物多倍化进程的一个侧面。

水稻是全球重要的粮食作物之一，近年来随着人们生活质量提升，对稻米的品质逐渐重视。胚乳是稻米的主要组成成分，为种子萌发和种胚发育提供能量，其中淀粉含量约占水稻种子干物质积累的80%，研究淀粉生物合成的分子机制对水稻品质改良具有重要理论意义与应用价值。虽然淀粉的基本合成途径已比较清晰，但是大田条件下淀粉的合成是一个受遗传和环境条件共同决定的复杂生物学过程。由于表型鉴定相对困难，很难通过QTL等方法对稻米品质的影响因子进行图位克隆。通过物理化学诱变获得的淀粉合成缺陷突变体多为单基因控制，这些突变体由于淀粉颗粒形态改变或填充不紧密，通常表现为胚乳粉质的表型，加代纯合后构建群体可对突变基因进行图位克隆。近年来，利用突变体克隆的新调控因子逐渐增多，参与合成的路径多样化，充实完善了淀粉合成的调控网络。本研究通过对近年来的此类突变体进行概括综述，探讨影响淀粉合成的不同调控因子类型及代谢通路，以期对水稻品质改良提供参考。