花作为被子植物的繁殖器官，是植物的重要组成部分，也是研究植物进化、分类的重要依据。花器官的发育受到外部环境和内部生理等多种因素的影响，不同物种或同一物种间出现不同的性状，基因作为其中的关键因子，在整个过程中发挥着重要作用，其在花发育调控中的作用一直都是大家研究的热点。花器官的花萼、花冠、雄蕊、雌蕊、胚珠五轮结构分别受到AE花发育模型中A、B、C、D、E五类基因的调控，这些基因在花器官发育过程中形成了一个复杂的基因调控网络。各类基因的表达或沉默均会导致花器官的结构发生改变，但不同的物种之间又存在差异。本研究综述了MADS-box、AP2/ERF基因家族相关成员AP1、AP2、AP3、PI、AG、SEP、AGL6、SHP、STK及其他基因NAP、SPL、TGA、PAN、WOX等在花器官建成中的调控作用，从分子水平解析了基因在花器官发育中的影响，为进一步深入了解基因在各植物花器官发育调控中的作用提供参考。

非生物胁迫制约了植物的生长和发育，降低作物的产量，严重时导致植物死亡。为了应对非生物胁迫，植物在进化过程中形成了一系列胁迫响应机制，包括肌醇（MI， myo-inositol）代谢途径。肌醇为一类化学性质稳定的极性小分子，植物可通过积累其糖苷类衍生物参与渗透调节途径，从而响应非生物胁迫。肌醇-1-磷酸合酶（MIPS， myo-inositol-1-phosphate synthase）、肌醇单磷酸酶（IMP， inositol monophosphtease）和肌醇加氧酶（MIOX， myo-inositol oxygenase）在肌醇的生物合成或分解过程中发挥作用，它们通过调控植物中肌醇的含量，以及后续一系列复杂的转化途径，参与L-抗坏血酸（L-AsA， L-ascorbic acid）和部分细胞壁多糖的合成，响应盐、干旱、碱和低温等非生物胁迫。本文综述了肌醇的结构、生物学作用、肌醇代谢途径相关酶和肌醇衍生物在植物响应非生物胁迫中的研究进展，并对未来的研究方向进行了展望，旨在为利用肌醇代谢增强植物对非生物胁迫的抗性，培育抗逆植物品种提供理论基础。

农业种质资源主要包括农作物、畜禽、农业微生物和药用植物等种质资源。截止到2023年，我国保存的作物种质资源有超过54万份，其中有8万多份是水稻种质资源，如何对这么庞大的水稻种质资源进行精确评价与利用，这将对今后水稻种质创新与育种具有重要意义。本文梳理了我国水稻种质资源收集、评价与精确鉴定、水稻新品系创制、水稻杂种优势利用、水稻种质创制新技术、新方法以及水稻优异基因资源的挖掘与利用等方面的进展，并归纳形成了水稻种质资源创制与利用的新模式。最后，本文就当前水稻核心种质构建、种质资源鉴定与挖掘以及种质资源共享共赢机制等方面的问题进行了探讨，并就如何加强专用型核心种资的构建、种质资源的精确鉴定、种质资源的创新研究、种质资源的共享机制以及种质资源的合作交流进行了分析与展望，以期为进一步深入开展水稻种质资源鉴定评价与创新利用提供一定的参考和帮助。

冰草（Agropyron cristatum L.，2n = 4x = 28，PPPP）携带的多样性外源基因是小麦遗传改良重要基因源。前期研究表明冰草1P染色体上的基因可以改良小麦株叶型，但在获得易位系的基础上，外源片段导入不同背景小麦品种的叶型变化以及可能带来的不利遗传连锁累赘还不清楚。为进一步探究小麦-冰草T1PS·1AL和T1AS·1PL易位系在不同小麦背景中对主要农艺性状的遗传效应，本研究将小麦-冰草1PS、1PL易位系与藁城8901、百农607、漯麦163、百农207、西农979、中麦578、川麦104、宁麦资126等8个普通小麦品种进行杂交，对F₂分离群体的农艺性状进行考察和分析。结果表明，冰草1PS染色体导入小麦后，降低了小麦的倒三叶长，株高也显著降低3~8 cm，产量性状基本不受影响。冰草1PL染色体使小麦株高降低，旗叶、倒二叶和倒三叶显著缩短，改变株型的同时，小麦的产量性状同时降低，具有连锁累赘。在冰草1P易位系中，后代的表型除与染色体本身所产生的效应有关外，也与小麦受体的遗传背景相关。在不同背景的小麦亲本杂交组合后代中，可以选出株叶型改良且产量性状不受影响的单株用于小麦的遗传改良。研究表明2个小麦-冰草1P易位系创新种质在株型改良上具有显著的遗传效应，可以为冰草1P染色体易位片段的利用提供指导。

鼠尾草属（Salvia L.）全球约有1000个种，国外许多种已在药用、观赏、食用、精油和保健等诸多方面开发其价值。我国已发现84个种24个变种，资源丰富，但广泛栽培和应用的种质仅有供以药用的丹参（S. miltiorrhiza Bunge）。为促进该属植物在我国的高效开发和推广，本文在经典植物分类学基础上，依托本课题组10余年野外调查与栽培观测的扎实数据，重点针对鼠尾草的园艺学特性进行归纳分类与特点描述，包含用途、花期、花色、花大小、茎特征以及园林造型等6个方面。根据花期可分为春花（4-6月）、夏花（7-8月）和秋花类型（9-11月），花色包含紫色、蓝色、红色、粉色、黄色和白色系列。按照花朵大小分为小型（<1.5 cm）、中型（1.5~3.0 cm）、中大型（3.0~4.5 cm）和大型花种类（＞4.5 cm）。株型主要为蔓生、丛生和直立类型，部分种质在园林造型方面的可塑性强。国内鼠尾草资源以春季花期、紫色和蓝色以及中（大）型花朵的丛生草本类型为主。本研究完善了鼠尾草属植物的应用分类体系，为我国鼠尾草属资源的深度开发和广泛应用提供参考。

对谷子四大名米（沁州黄、桃花米、龙山小米及金米）原始地方品种及其同名品种共计179份开展为期两年的农艺性状调查并对其进行基于SNP标记的亲缘关系分析，从中选择51份进行营养品质测定。结果表明：从农艺性状来看，四类名米品种在数量性状上具有明显差异，而质量性状在不同类品种间差异不大。相关性分析表明，穗重与穗粒重、草重与穗重呈极显著正相关。主成分分析表明前3个主成分解释了累积变异的89.414%，基于主成分分析结果计算了综合得分F值，菠菜根-30的综合得分最高（F=7.42），阴天旱-27的综合得分最低（F=-9.17）。亲缘关系结果表明，各同名品种间存在多样的进化关系，不同名品种间可能存在基因交流。基于农艺性状对179份材料进行聚类分析，发现材料划归4个类群，同名品种内聚集相对集中，农艺性状相似度较大。从营养品质上看，四类名米间营养品质差异较小，除粗纤维外其余营养品质指标差异均不显著。相关性分析发现粗蛋白与粗脂肪呈现显著的正相关；淀粉与蛋白质、脂肪之间呈现显著的负相关。主成分分析表明前6个主要成分解释了累积变异的88.414%，能够基本涵盖10个营养品质的信息，基于主成分分析，结合不同品种谷子的综合得分，对小米品质进行排名，排名靠前的品种有菠菜根-77、菠菜根-33、菠菜根-44、爬坡糙-15、九根齐-25和阴天旱-13。本研究对四大名米品种群的农艺性状、品质性状和亲缘关系的鉴定和研究，对种质资源保护和利用，以及优异资源的挖掘具有重要意义。

嫁接有利于增强树体对生物及非生物胁迫的适应能力，提高葡萄产量和品质。葡萄砧木品种多样复杂，识别难度较大，深度学习能够快速提取图像的深层特征，被广泛应用于植物图像分类识别领域。本研究以30份葡萄砧木成龄叶图像作为研究对象，通过采集叶片图像，构建了一个包含13547张的葡萄砧木叶片图像的数据集。采用GoogleNet、ResNet-50、ResNet-101以及VGG-16等4个卷积神经网络对其进行自动识别。结果表明：精度最高的分类网络为ResNet-101，在最优模型参数（学习率：0.005，最小批次：32，迭代次数：50）下精度达到97.5%。ResNet-101模型检测的30个品种中，平均预测精确率为92.59%，有7个品种的预测精确率达到100%；平均召回率为91.08%，有8个品种的召回率达到100%，叶片的叶面纹理、叶脉以及叶缘部分对品种识别的影响最大。以上结果证实，深度学习网络模型可以实现对葡萄砧木的自动实时识别，为葡萄砧木品种的保护、利用、分类研究以及其他农作物的品种识别提供参考。

对286 份甘蓝型油菜品系进行苗期耐盐碱性鉴定，通过水培试验，测定盐碱胁迫处理下叶片数、绿叶数、绿叶比、株高、根长、根重等指标，通过盐碱胁迫综合评价值（D值）、极端材料筛选分析、相关性、主成分、隶属函数、频数分析和逐步回归分析法，对不同基因型的油菜种质建立苗期耐盐碱性综合评价模型并筛选出适宜的评价鉴定指标。盐碱胁迫下，叶片数与株高呈负相关，两者的相关系数未达到显著性，其他性状之间均呈正相关并达到了显著或极显著水平。利用主成分分析法将 7个耐盐碱指标综合为4个主成分，可代表油菜耐盐碱性88.349%的原始数据信息量。依据4个主成分的相对重要性（权重）进行加权，得到不同基因型的耐盐碱性综合评价值（D值）。结合隶属函数分析和极端材料筛选分析，筛选出4份耐碱盐的甘蓝型油菜种质和4份盐碱敏感种质。逐步回归分析结果表明，在油菜苗期测定其绿叶数、绿叶比、地上重、根长和根重，通过回归方程估算其D值，可以初步判断甘蓝型油菜种质资源耐盐碱性。

为了鉴定新型水稻突变体ALS¹⁷⁹对乙酰乳酸合酶（ALS，acetolactate synthase）抑制剂类除草剂的抗性，本研究以野生型水稻华航31（HH31）、耐咪唑啉酮除草剂水稻ALS⁶²⁷突变体和甲基磺酸乙酯（EMS，ethyl methyl sulfone）诱变的新型水稻突变体ALS¹⁷⁹为试验材料，通过不同浓度下的4类乙酰乳酸合酶抑制剂类除草剂包衣浸种和苗期喷施处理，进一步测定表型及相关酶活性指标来探究突变体ALS¹⁷⁹的抗性。结果表明，经过除草剂包衣浸种以及苗期喷施处理后，突变体ALS¹⁷⁹对苯磺隆、咪唑乙烟酸、双草醚及啶磺草胺具有不同程度的抗性，且乙酰乳酸合酶、过氧化物酶、过氧化氢酶和超氧化物歧化酶的活性随除草剂浓度的升高呈下降趋势。除了20×，30×的咪唑乙烟酸处理条件下过氧化氢酶和过氧化物酶的酶活性低于野生型HH31外，其他处理条件下ALS¹⁷⁹的乙酰乳酸合酶、超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和过氧化物酶的酶活性均高于野生型HH31。因此，本研究发现Ala179Val突变赋予了对ALS抑制剂类除草剂的广谱抗性，为后续ALS类除草剂广谱抗性水稻品系的培育提供遗传种质资源。

通过与赣南各县（区）果业主管部门合作及走访果农，在赣南进行了野生山金柑种质资源调查与收集，共收集与鉴定评价野生山金柑种质资源716份。结果表明，赣南野生山金柑分布于安远、龙南、章贡、崇义、于都、信丰等县（区），可分为野生和人工移植两类，主要生存环境为原始森林、山林、山谷、丘陵和盆景；性状分析发现树姿、节间长度、刺数量、刺长度、叶片长度、叶片宽度、叶柄、叶形、翼叶、叶尖缺刻、单果重量、果面主色、果面杂色、种子数量、油胞明显度、果皮厚度16个性状存在差异；进一步基于差异性状进行聚类分析，在欧氏距离等于17.5时716份种质被分为4大类，欧氏距离小于14时可进一步分成 8小类；基于16个性状进行主成分分析得到6个特征值大于1且与农艺性状相关联的主成分。根据柑橘产业需求，筛选出3份无刺、34份无籽、67份大果、12份晚熟的野生山金柑种质资源。综上，赣南野生山金柑鉴定结果对山金柑新品种选育、柑橘产业发展具有较明确的利用价值。

本研究发现1个具有雄性不育与单性结实特征的细胞核雄性不育系辣椒材料，并对该材料的农艺性状、单性结实坐果率、不同发育时期的不育系单性结实与可育系单性结实内源激素进行测定；利用田间鉴定和显微镜镜检，分析了F₂群体的遗传分离情况，并利用辣椒细胞核雄性不育基因ms-3、msw、ms、msms、msc-1开发的分子标记，分析了群体的育性分离比。结果表明：不育系单性结实果实纵横径较大，可育系与不育系单性结实坐果率明显不同，可育系坐果率为22%，不育系坐果率为43%；不同时期不育系单性结实果实的赤霉素（GA4）含量显著高于可育系单性结实果实；田间鉴定和分子标记检测表明，F₂群体中可育系有97株，不育系有30株，分离比为3.23∶1，符合孟德尔遗传规律，确定其育性由隐性单基因控制，将该辣椒细胞核雄性不育系命名为GMS702AB。本研究提供新的辣椒不育系，有助于辣椒育种和种子生产。

一年生簇毛麦（Dasypyrum villosum （L.） Candargy）是普通小麦野生近缘种之一，也是近年来应用较广泛的小麦遗传资源。簇毛麦在长期进化过程中，形成了许多可用于小麦遗传改良的重要农艺性状，包括对非生物和生物胁迫的抗性、优良品质等。本文简述了簇毛麦与普通小麦的同源关系、与小麦属杂交亲和性，以及将簇毛麦染色体、片段、基因导入普通小麦的有效方法，综述了簇毛麦对白粉病、纹枯病、条锈病、眼斑病、黄花叶病、全蚀病、胞囊线虫病等病害的抗性基因和对应的染色体，簇毛麦品质基因（如：高赖氨酸含量和多态性贮藏蛋白等）和簇毛麦耐旱、光周期等其他基因。介绍了簇毛麦抗白粉病基因Pm21和PmV在小麦改良和育种中的应用及其巨大价值，展望了簇毛麦后续研究前景和可能存在的问题。本综述对挖掘与利用簇毛麦有益基因、拓宽小麦遗传资源、加快小麦遗传改良进程以及重要基因功能研究均具有参考价值。

以“第三次全国农作物种质资源普查与收集行动”为依托，采用遗传多样性分析、相关性分析、聚类分析、主成分分析等方法，对2020-2021年在河北省内普查收集的136份高粱种质资源进行研究及综合评价。结果表明：河北省高粱地方种质资源具有丰富的表型变异，15个表型性状的多样性指数在0.0844~1.9926之间，变异系数在4.69%~68.00%之间，千粒重的遗传多样性最高，穗形的变异系数最大；株高与穗部性状之间存在极显著正相关关系；聚类分析将136份高粱种质资源分为3个类群，3个类群无明显地域聚类特点。第I类群在穗部性状方面表现最好，可进行工艺用高粱资源选育；第II类群株高较低，可筛选矮秆高粱资源进行种质创新；第III类群在产量性状方面表现最好，可作为粒用高粱育种材料加以利用。主成分分析将表型性状简化为5个主成分，累计贡献率为60.182%，株高、穗部与籽粒性状是高粱表型变异的主要因素；136份高粱的综合得分范围在0.107~1.147之间，以综合得分排序，筛选出肃宁高粱、长穗高粱、笤帚高粱、落黍等排名前10的综合性状表现较好的种质资源。本研究从多方面、多角度对新征集的河北省高粱种质资源进行了分析及评价，以期为高粱优异种质资源的挖掘及种质创新利用提供参考依据。

玉米突变体male-sterile 20s2（ms20s2）是在玉米自交系KWS49中发现的一个无花粉型雄性不育突变体。与野生型相比，ms20s2突变体花药细小且颜色偏浅，花药内未观察到花粉。扫描电镜观察表明，与野生型相比，9叶期突变体ms20s2的花药中未观察到正在减数分裂的花粉母细胞；抽雄后突变体花药壁外部角质层形成异常，内部未观察到乌式体结构。观察不同发育阶段花药的石蜡切片发现，在S6-S7时期，与野生型相比，ms20s2突变体花药部分中间层和绒毡层细胞发生异常分裂，导致花药壁萎缩，花粉母细胞无法正常进行减数分裂，最终造成花粉母细胞死亡，产生雄性不育表型。遗传分析表明，突变体ms20s2的雄性不育表型受单个隐性核基因控制。利用玉米10K SNP芯片对F₂定位群体进行基因型分析，初步将该突变位点定位在玉米2号染色体长臂上6.21 Mb区段内。进一步精细定位将该区间缩小到了590 kb，区间包含一个已知的蛋白编码基因MS32（Zm00001eb106620）。对MS32基因进行测序分析，在突变体MS32基因4号外显子上发现了一段3166 bp的大片段插入，可能影响了MS32蛋白功能，造成ms20s2的花药发育异常和雄性不育的表型。等位测验结果表明，突变体ms20s2是雄性不育基因MS32的新等位突变体。组织表达分析发现该基因在玉米花药中特异表达，且仅在花药发育的S6和S7时期表达量较高，进一步验证了该基因在玉米花药绒毡层和中间层细胞发育过程中的重要作用。

中国一级保护野生兰科植物共33种，隶属于兜兰属、杓兰属、兰属、石斛属、蝴蝶兰属和虾脊兰属，具有重要的观赏和药用价值。本研究对这些种类的杂种登录情况、亲本选择、授粉及播种时期选择、属间杂交进展、杂交育种存在的问题等进行综述，并结合育种现状提出了未来育种方向。研究表明，以中国一级保护野生兰科植物为亲本已有3611个杂种在英国皇家园艺学会上登录，杂种数最多的前10名均为兜兰属植物，包括巨瓣兜兰、波瓣兜兰、白旗兜兰等，其次为美花兰，而红花兜兰、广东兜兰、紫斑兜兰和暖地杓兰未见杂种登录。绿叶兜兰、曲茎石斛、霍山石斛、文山红柱兰等为极具潜力的优秀种质资源，但以其为亲本的杂种较少。建议未来开展杂交育种工作时，应当充分利用上述野生种质资源、加强属间杂交，并利用分子标记辅助育种加速新品种培育，以提高野生兰科种质资源的利用水平。本研究可为中国一级保护野生兰科植物的杂交育种工作提供参考，为兰科植物种质资源创新和兰花产业持续发展提供支撑。

对甘薯育成品种进行亲缘关系评价，是了解其遗传背景并有效利用种质资源的重要前提。利用本课题组前期开发的23对InDel引物对305份中国甘薯登记品种进行基因型分析，共扩增出56个条带，其中53个条带具有多态性，多态率达94.6%。多态信息量（PIC）、Nei′s遗传多样性指数（H）、观测杂合度（Ho）和期望杂合度（He）的平均值分别为0.4098、0.4451、0.6003、0.4460。群体结构分析表明，群体数在K=2时ΔK达到最大值，K=4时有个小高峰；北方薯区和长江流域薯区在2个组群内均匀分布，南方薯区大部分（72.97%）汇聚在组群2。主坐标分析（PCoA）中南方薯区有部分汇聚，整体没有划分出明显的簇群。聚类结果将群体划分为4个主要类群，北方薯区和长江流域薯区的品种在类群I、II、III和IV中均匀分布，南方薯区主要（77.03%）集中于类群IV，这一聚类结果与群体结构研究、主坐标分析基本一致。通过系谱分析筛选出登记品种的13个主要亲本材料，各育种单位存在重复利用亲本进行正反交培育的情况。本研究将分子标记结果与系谱信息相结合，初步表明中国甘薯登记品种的亲缘关系较近，遗传背景狭窄，为甘薯的种质创新、新品种选育提供参考。

采用小米培养基接种法对163份当前推广的小麦种质资源进行室内和田间茎基腐病抗性鉴定。结果表明，没有鉴定出高抗和免疫的小麦材料，但是不同材料的抗性能被明显区分，群体抗性整体上呈现正态分布趋势，室内鉴定病情指数分布在13.28~83.33之间，田间鉴定病情指数分布在10.27~73.89之间。室内和田间鉴定结果较稳定，两环境病情指数的相关系数为0.79，说明室内鉴定结果可较好反映田间抗性情况。全基因组关联分析（GWAS，genome-wide association study）显示，显著SNP广泛分布于小麦各条染色体上，其中2A上最多，集中在725~763 Mb区段内。进一步集群分离分析法（BSA，bulked segregant analysis）结果显示，显著SNP集中在2A上的730~750 Mb区段内。综合来看，小麦2A染色体上730~750 Mb区段内可能存在显著调控小麦茎基腐病的抗性基因。本研究能够为小麦茎基腐病抗性材料筛选及抗病位点挖掘提供重要的参考意义。

叶绿素是水稻光合作用的重要色素，叶绿素的合成决定光合作用的效率，影响植物的产量和品质。在本研究中，发现糖原合成酶激酶OsGSK2过表达植株Go-2成熟期呈现叶片深绿色的表型。相比野生型，Go-2植株叶绿素a、叶绿素b以及类胡萝卜素含量显著升高。透射电镜观察结果显示，相比野生型，Go-2植株叶绿体类囊体片层增多。酵母双杂交“一对一”实验证实OsGSK2与Golden2-Like转录因子OsGLK1存在互作，并进一步通过双分子荧光互补实验确认OsGSK2与OsGLK1存在互作。在水稻原生质体中检测双荧光素酶活性发现，相比单转OsGLK1，OsGSK2与OsGLK1共转显著提高下游靶基因的表达水平。荧光定量PCR结果表明，相比野生型，在Go-2植株中OsGLK1直接调控的靶基因OsPORB、OsCAO1、LHCB6等转录水平显著上调。研究结果初步揭示了OsGSK2与OsGLK1互作调控水稻叶绿素合成和叶绿体发育的分子机理，进一步拓展了水稻糖原合成酶激酶的分子功能，丰富了水稻叶色调控的分子网络，为水稻高光合分子育种提供了理论依据。

以延边大香水为母本，红香酥、早酥、红茄、晋酥、晋密、鄂梨1号和云红1号为父本的7个梨杂交组合F₁为试材，对果实性状进行连续3年调查，总结分析果实性状遗传倾向，以期为梨遗传育种提供参考依据。结果表明：杂种F₁单果重、果实横径、果实纵径、果柄长度、果柄粗度、果形指数及可溶性固形物等7个性状都有趋中遗传倾向。其中，单果重产生退化，向小果遗传趋势强；可溶性固形物和果形指数变异系数较小，遗传传递力较高；果柄粗度呈趋中偏低遗传，果柄长度、果实横径、果实纵径呈趋中偏高遗传。对不同组合果实性状遗传倾向研究认为果实底色、萼片类型、萼洼深度、质地、汁液、风味等性状受母本影响较大，为母性遗传； 萼洼广度有趋中遗传倾向；果实香气受父本影响较大；果实面色可隔代遗传。以上研究结果为梨果实性状遗传规律研究及杂交育种亲本的选择选配提供参考价值。

为加强我国兰属种质资源的保护利用，本研究通过ISSR分子标记对96份兰属种质进行多样性分析和指纹图谱构建。结果显示，共筛选出11条可扩增清晰条带的多样性引物，在96份材料共检测67条多态性条带，平均多态性条带比例为73.63%；等位基因数（N_a）为1.925，有效等位基因数（N_e）为1.450，Nei′s遗传多样性指数（H）为0.277，Shannon多样性指数（I）为0.427，多态性位点百分比（PPL， percentage of polymorphic loci）为92.54%；种群内基因多样性（H_s）为0.1934，基因分化度（G_st）为0.3009，总遗传多样性指数（H_t）为0.2767，种群间的平均基因流（N_m）为1.1619，种群间的两两遗传分化固定指数值范围为0.002~0.527，平均值为0.325。系统聚类结果表明，兰属种群间遗传分化程度高，8个种群可分为3类，春兰和墨兰为一大类，寒兰、春剑、蕙兰、莲瓣兰、建兰为第二类，杂交种独为一类，与其他两类种群之间的遗传距离较大。主坐标分析表明，莲瓣兰和春兰表现出较远的亲缘关系。本研究筛选出6对引物构建了96个品种的指纹图谱二维码。本研究结果可为今后兰属新品种选育及品种鉴定提供重要依据。

连翘（Forsythia suspensa （Thunb.） Vahl）为多年生木本植物，花柱二型具有自交不亲和性。挖掘连翘异型花柱发育候选基因，利于揭示连翘异型花柱的进化与发育机理。对40株长花柱型与短花柱型连翘植株进行全基因组重测序，检测样本基因组的SNP变异位点，开展选择清除分析。利用遗传分化系数Fst和核苷酸多态性π ratio结合的方法筛选候选区域（前5%水平），对差异基因进行GO数据库和KEGG数据库功能注释分析，采用qRT-PCR对候选基因在花柱发育不同时期的表达量进行检测。选择清除分析显示受选择基因295个，主要在植物的生长发育以及代谢调控方面发挥重要作用。分析植物激素调节相关的部分通路，确定连翘异型花柱候选基因CYP734A1（EVM0010386）、BRI1（EVM0011829）、CYCD3（EVM0018316），基因表达结果显示CYP734A1基因在连翘短花柱发育的关键时期持续高表达，露冠期BRI1与CYCD3基因表达水平在短花柱型中显著高于长花柱型。本研究挖掘的候选基因在连翘长花柱与短花柱中存在差异表达，油菜素甾醇参与了连翘异型花柱的发育，是产生连翘花柱异型的原因之一。本研究为连翘异型花柱的进化以及遗传发育调控机制解析奠定基础并提供思路。

在热带地区种植的香蕉、番木瓜、甘蔗、木薯、天然橡胶、油棕等热带作物，是我国农业的重要组成部分，不仅为我们的日常生活和工农业生产提供了重要的原材料，而且为我国热带与亚热带地区的主要农业产量和经济增长做出了贡献。然而，这些作物的现代分子育种受其生物学特性和遗传复杂性的严重阻碍，多倍化、杂合性、无性繁殖、童期长和植株高大等问题导致热带作物的传统杂交育种周期长、难度大、进展慢。基因编辑技术的发展为热带作物育种带来了新途径和新机遇。CRISPR/Cas9系统介导的基因组编辑技术以其更高的靶向效率、多功能性和易用性，已被广泛应用于植物基因组编辑育种中。近年来，该技术在香蕉、木薯、天然橡胶、甘蔗等热带作物上也实现了广泛应用。本文介绍了基于CRISPR-Cas9系统的基因组编辑、CRISPR-Cas9在热带作物改良中的应用进展以及所面临的挑战和问题，同时对热带作物基因编辑育种方面提出建议，以期为后续研究提供思路，并为进一步开发应用该技术以有效改良热带作物的植物性状提供参考。

为解析小麦初生根系建成的遗传机制，本研究以黄淮麦区的198份小麦自然群体为材料，对在室内人工气候箱内水培21 d的小麦主胚根的一级分枝根数、分枝密度、长度、表面积、体积和平均直径6个性状进行调查分析，结合660K基因芯片用Q+K混合线性模型对主胚根性状进行全基因组关联分析，并对显著且稳定的关联位点进行功能注释和候选基因挖掘。结果表明，主胚根不同性状呈正态或近似正态分布，变异系数为5.56%~22.10%。通过全基因组关联分析，共检测到136个显著关联位点，这些位点分布在除7B以外的染色体上，可解释5.10%~13.60%的表型变异，同时检测到13个显著的多效位点，挖掘到TraesCS4A01G023100、TraesCS1B01G294400、TraesCS4A01G006200等16个可能与主胚根生长相关的候选基因，这些基因可能通过调控DNA拓扑结构异构酶、泛素结合酶E2、磷酸肌醇磷酸酶家族蛋白等参与小麦主胚根系的建成。本研究结果为小麦根系调控网络构建，以及优化根系构型和发挥根系功能提供了参考。

百合（Lilium spp.）是多年生球根草本植物，包括观赏、食用和药用百合，具有较高的经济价值。百合遗传背景复杂、杂合度高、远缘杂交不亲和，且传统杂交育种周期长、育种精度低，难以快速高效地培育目标品种。目前，包括现代杂交育种、诱变育种、倍性育种、体细胞杂交育种和基因工程育种在内的现代育种技术均已在百合中应用。本文总结了百合杂交育种中远缘杂交不亲和的克服方法，诱变育种中的诱变条件，倍性育种中多倍体育种和单倍体育种主要采取的技术手段，体细胞杂交育种原生质体分离纯化和杂交的条件以及基因工程育种中百合遗传转化体系和基因编辑体系的研究进展。在此基础上，列举了不同百合育种方法和技术的研究案例，分析了不同育种技术面临的问题，并展望了百合育种技术的进一步发展和应用前景，旨在为未来百合育种技术及其应用的研究提供有价值的参考，并为更多百合新品种的创制提供依据。

盐生肉苁蓉（Cistanche salsa （C. A. Mey.） G. Beck）为列当科肉苁蓉属寄生性草本植物，为目前已知寄主植物种类最多的肉苁蓉属物种，也是我国西北地区传统常用中药材。为探明我国盐生肉苁蓉寄主植物种类及分布区域，本研究结合DNA条形码鉴定和形态鉴别技术，对采集到的66份带有寄主根的盐生肉苁蓉样品进行分布区域分析和寄主植物种类鉴定。结果表明盐生肉苁蓉在新疆及宁夏等地区海拔400~2000 m的区域分布广泛。新疆塔城地区裕民县盐生肉苁蓉寄主植物为菊科绢蒿属聚头绢蒿（Seriphidium compactum （Fisch. ex DC.） Poljakov）和苋科滨藜属疣苞滨藜（Atriplex verrucifera Marsch. von Bieb.），塔城市盐生肉苁蓉寄主植物为苋科盐爪爪属里海盐爪爪（Kalidium cuspidatum Ung.-Sternb.）、疣苞滨藜和驼绒藜属驼绒藜（Krascheninnikovia ceratoides （L.） Gueldenst.），该地区优势寄主植物为疣苞滨藜。新疆阿勒泰地区哈巴河县寄主植物为聚头绢蒿、苋科驼绒藜属心叶驼绒藜（Krascheninnikovia ewersmanniana （Stschegl. ex Losinsk.） Grubov）和驼绒藜，吉木乃县寄主植物为驼绒藜和聚头绢蒿。新疆哈密地区伊吾县寄主植物为苋科戈壁藜属戈壁藜（Iljinia regelii （Bunge） Korovin），巴里坤县寄主植物为里海盐爪爪。新疆昌吉州吉木萨尔县寄主植物为苋科碱蓬属囊果碱蓬（Suaeda physophora Pall.）。宁夏吴忠市盐池县寄主植物为苋科盐爪爪属细枝盐爪爪（Kalidium gracile Fenzl）和合头草属合头草（Sympegma regelii Bunge），合头草为该地区优势寄主植物。其中聚头绢蒿是我国新记录的盐生肉苁蓉寄主植物。本研究为盐生肉苁蓉及其寄主植物保护和优良品种选育提供科学依据。

了解植物应对病原物入侵的反应对挖掘抗性基因具有重要意义。通过白粉菌侵染小麦中作9504幼苗，观察侵染后0 h、6 h、1 d、4 d和7 d小麦叶片生长、生理代谢相关指标和基因表达变化，揭示白粉菌侵染对小麦生长、渗透调节物质及活性氧的响应机制。结果表明，随着侵染时间的增加，小麦叶片死细胞数目、过氧化物酶活性和超氧阴离子数量呈上升趋势，白粉菌在7 d后生长出成熟的分生孢子。苯丙氨酸解氨酶和多酚氧化酶分别在4 d和1 d后发挥作用，可溶性蛋白含量随侵染时间增加基本呈上升趋势，叶绿素含量在7 d时显著下降，进而影响植物生长，过氧化氢含量在整个侵染时期变化不大。转录组分析发现侵染初期（0 h到6 h）PTI信号传导部分受抑制下调，侵染前中期（6 h到1 d和1 d到4 d）PTI信号传导积极响应，ETI出现在侵染前期，侵染后期（4 d到7 d）由于白粉菌已经完全定殖于叶片表面，影响小麦的光合作用，PTI和ETI信号传导通路均有下调的趋势。研究结果为进一步了解小麦响应白粉菌侵染的防御机制提供一定参考。

生姜是一种重要的“药食同源”植物，但其种植过程中容易受到各种生物/非生物胁迫的影响，不利于生姜的安全生产。异戊烯基转移酶（IPT，isopentenyl-transferases）是催化细胞分裂素生物合成的关键酶，也是重要的限速酶，与植物的抗逆性关系密切。本研究通过系统的生物信息学分析，从生姜基因组中鉴定到10个ZoIPT，并且将其命名为ZoIPT1~ZoIPT10。其编码蛋白的氨基酸长度范围在283~491 aa之间，分子质量在31.14~54.02 kDa，等电点在4.97~9.37之间；蛋白质特征分析表明，所有ZoIPTs均具亲水性。共线性关系分析发现生姜IPT基因与15个芭蕉IPT基因存在共线性，与1个拟南芥IPT基因存在共线性。转录组数据分析结果显示，ZoIPTs有一定的组织表达特异性，并且能响应病害、低温等逆境胁迫，其中，ZoIPT3和ZoIPT5在生姜不同生长时期、不同部位、低温和病害胁迫下均有较高表达。qRT-PCR分析结果表明，ZoIPTs响应干旱、淹水、盐胁迫。在淹水和盐胁迫下，根茎中ZoIPT3表达量显著上升；在干旱胁迫下，叶和根茎中ZoIPT5的表达显著上升。综上所述，本研究通过系统的鉴定、进化分析、特征分析、启动子分析、表达模式分析，并对干旱、盐、淹水胁迫下的表达模式进行了分析，为深入研究ZoIPT在调控生姜生长发育和抗逆性中的生物学功能提供了理论基础。

WRKY转录因子是高等植物中成员数量较多的转录因子之一，在植物的生长发育和衰老、非生物和生物胁迫等过程中发挥着重要的作用。疣粒野生稻是栽培稻的近缘野生种，具有耐荫、耐旱和高抗白叶枯病等特性，是改良栽培稻的重要种质资源。本研究利用HMMER、Pfam 、SMART 、TBtools、NCBI软件和网站，在疣粒野生稻基因组中鉴定了94个编码WRKY转录因子的基因（OgWRKYs），不均一分布在12条染色体上，根据其所含WRKY 结构域的数量和锌指结构的特征，分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ组，II组成员最多（52个），与其他物种相似。除含有保守的WRKYGQK七肽序列外，还鉴定到6种变异类型，其中WRKYGHK、WRRYGQK、WRKYAKK和WRKYSQK是植物中首次报道的新变异类型。根据保守结构域分析， OgWRKY61、OgWRKY71和OgWRKY77a可能与植物抗病相关。KEGG pathway富集分析发现，有14个OgWRKY转录因子富集在植物-病原互作通路，其中10个同时富集在MAPK信号通路中。进一步结合顺式作用元件分析结果，推测OgWRKY30b、OgWRKY53、OgWRKY88、OgWRKY96和OgWRKY111可能在疣粒野生稻响应生物和非生物胁迫中发挥重要作用。qRT-PCR 分析结果表明，OgWRKY30b、OgWRKY53、OgWRKY88和OgWRKY111基因的表达均受白叶枯病菌PXO99诱导，而OgWRKY96表达受白叶枯病菌侵染抑制。研究结果对疣粒野生稻中优异OgWRKYs基因资源的挖掘具有重要参考价值。

通过遗传多样性、相关性、主成分、聚类分析和综合评分等5种方法对296份花生种质资源13个主要农艺性状进行分析及评价。结果表明，3个质量性状的遗传多样性指数变化范围在0.526~0.909，10个数量性状的遗传多样性指数变化范围在0.834~2.007，变异系数范围在3.268%~68.198%，表明296份参试花生种质资源拥有丰富的遗传信息。相关性分析表明，出苗整齐度、生育天数、叶形、单株生产力与产量关系紧密。主成分分析共提取到6个主成分，累计贡献率达到78.336%，代表了大部分的农艺性状。聚类分析将296份花生种质资源分为2个大类，4个小组，可以分别作为高产、小粒、早熟、大粒种质备选材料。根据模糊隶属函数基于6个主成分贡献率权重构建综合评分：F=0.323F₁+0.257F₂+0.122F₃+0.108F₄+0.010F₅+0.091F₆，筛选到4份综合性状较好的花生种质资源，分别是松桃城兰花生、2013521230、H15093、辐16-24-1-1，可作为今后花生育种的候选材料。本研究可为今后花生亲本选择及特异种质资源筛选提供科学依据。

甘蔗重要性状宿根性因甘蔗生长周期长，其高效评价一直是研究的难点。本研究以国内外不同地区引进的212份甘蔗种质资源为研究材料，分别在广西隆安和云南开远开展基于2个重要宿根关键性状（宿根发株率和地上部蔗株生物量）两季宿根力的快速评价。结果表明甘蔗宿根力受环境影响较大，两个试验点所有宿根力指标均存在极显著差异，且指标之间均呈极显著正相关。主成分分析在两个试验点（云南开远和广西隆安）均仅提取到1个主成分，贡献率分别为80.25%和62.68%。聚类分析将212份种质分为5个类群，第Ⅰ类4个宿根力指标均处于高水平，有9份种质，可作为强宿根第一梯队资源；第Ⅱ类群、第Ⅲ类群共有38份种质，各宿根力指标均处于较高水平或个别宿根力指标非常突出，可作为强宿根第二梯队资源；第Ⅳ类群、第Ⅴ类共有165份种质资源，各宿根力指标均一般或较差。综合以上，利用筛选出来的强宿根资源改良甘蔗品种宿根性，降低甘蔗生产成本对于产业的可持续发展具有重要意义。

2017-2022年，福建省在第三次全国农作物种质资源普查与收集行动中，共收集作物地方品种和野生近缘植物种质资源6235份，蔬菜、粮食、果树、经济作物、牧草绿肥分别占33.57%、25.91%、24.35%、14.59%、1.57%；所有资源隶属于83科，229 属，313种，其中豆科种质资源份数最多，占总数的16.04%。不同地区和海拔是影响收集农作物种质资源种类和数量的重要因素。全省9个地级市中，三明市收集种质资源数量最多，占20.65%。全省收集农作物种质资源数量随着海拔升高而下降，不同海拔收集数量随着市辖县（市、区）、乡（镇）、村（街道）的数量减少呈现减少趋势。沿海地区如漳州、福州、宁德、泉州、莆田、厦门等6个地级市，海拔0~200 m是种质资源Shannon-Wiener多样性指数和Brillouin丰富度指数最高的海拔区间；闽西北山区，如龙岩、三明、南平等3个地级市，海拔200~400 m、400~600 m、600~800 m种质资源的Shannon-Wiener多样性指数和Brillouin丰富度指数较高。不同地级市、不同海拔区间与收集种质资源的物种多样性指数的相关性分析发现，三明和龙岩市与Shannon-Wiener多样性指数呈极显著正相关，莆田和龙岩市与Pielou均匀度指数呈现极显著负相关，这与全省农业经济分区有密切关系。通过梳理全省农作物种质资源的多样性，为因地制宜地开发、利用、挖掘全省地方农作物种质资源提供参考和科学依据。

为探究热带睡莲花器官不同部位的花香代谢通路及参与萜类香气物质生物合成的差异表达基因，本研究借助转录组测序技术，以热带睡莲品种保罗蓝为研究对象，对其花器官的花瓣（PE，petal）、雄蕊（ST，stamen）和雌蕊（PI，pistil） 3个部位进行转录组测序分析。差异表达基因分析结果显示，花瓣相对于雌蕊（PE-vs-PI）、雄蕊相对于雌蕊（ST-vs-PI）和雄蕊相对于花瓣（ST-vs-PE）的差异表达基因数目分别为7853个、7501个和2526个。GO分类和富集分析显示，3个比较组的差异表达基因主要参与了生物调节、细胞过程、代谢过程和刺激应答的生物学过程；KEGG分类和富集分析显示，PE-vs-PI的差异表达基因显著富集的KEGG通路最多，其次为ST-vs-PI，ST-vs-PE最少。从3个比较组共有的794个差异表达基因中筛选出98个参与萜类物质代谢差异表达基因，富集于4条萜类物质合成通路，且PE-vs-PI和ST-vs-PI的差异表达基因数目均高于ST-vs-PE。已知的金合欢醛和二萜贝壳杉烯合成关键基因HMGR和DXS在花瓣和雄蕊的表达量均高于雌蕊。从98个差异表达基因中随机选取了6个基因进行qRT-PCR验证，基因表达变化趋势与转录组测序一致。研究结果为热带睡莲萜类香气物质生物合成分子机制研究提供了科学参考。

花生是我国分布极广的重要油料和经济作物，地理环境因子对其品质产生具有显著的影响。在实际生产过程中，不同花生品种对不同生态区域的适应性各不相同。因此，研究花生品质与环境因子之间的关系是有必要的。为了深入研究花生生长过程中各种地理环境因子的影响，本研究在2018-2020年间以12个花生品种共30种环境的花生品质性状及其对应的地理环境为基础，利用描述性统计、变异系数、AMMI模型、相关性和多元线性回归等分析方法，探讨了地理环境对花生品质的影响。结果发现含油量与全生育期≥10℃活动积温和全生育期日照时数呈显著或极显著正相关；蛋白质含量与纬度和平均风速呈极显著负相关；油酸含量与平均相对湿度和日平均气温呈显著或极显著正相关；亚油酸含量与纬度呈极显著正相关，与日平均气温呈极显著负相关。研究结果表明温度、降水、昼夜温差、全生育期日照时数、平均风速和相对湿度是影响花生品质的主要气象因素。该研究结果为花生生产区域品质地理优势的综合开发利用提供了依据和技术指导。

北部冬麦区是我国重要的小麦主产区之一，对该麦区历年国审小麦品种进行回溯分析有助于小麦品种资源的合理利用。本研究基于产量与熟期、穗数、穗粒数、千粒重、容重、品质指数、抗病指数和抗寒指数等性状的组合，采用品种-产量×性状组合（GYT， genotype by yield×trait）双标图方法对2003-2023年期间北部冬麦区47个国审小麦品种进行了综合分析和分类评价。结果表明，47个国审小麦品种可划分为4个特征显著的品种类型。其中，Ⅰ型品种综合表现优秀，在产量与早熟性、抗病性、抗寒性、千粒重和容重等性状组合上表现突出，在产量与穗数、穗粒数和品质指数组合上表现优良，在生产上推广应用价值最高，主要包括京麦179、京农16和津麦3118等8个品种。Ⅱ型品种综合表现优良，在产量与品质指数、穗数组合上表现突出，在产量与抗病指数、抗寒指数组合上表现稍差，在生产上推广应用价值较高，但应注意生产安全，主要包括京麦202、京农19和轮选158等13个品种。Ⅲ型品种的产量与抗病和抗寒指数组合最好，但在其余性状组合上表现差，综合生产应用价值有限，可作为抗性亲本。Ⅳ型品种综合表现较差，可选择单性状表现优良的品种作为育种亲本应用。根据各品种在GYT双标图ATA轴上的投影位置，筛选出综合表现优良的京麦179、京农16、津麦3118、京麦189、京麦202、京花12号、京农19、轮选158和中麦623等品种。本研究采用GYT双标图分析方法基于“产量-性状”组合水平对北部冬麦区小麦品种进行综合评价和分类研究，为其他作物和地区的类似研究提供了参考。

为探究甘孜九龙古茶树种质资源的分布区域、形态特征和农艺性状的遗传多样性，通过基本统计分析、变异系数、多样性指数、主成分分析和聚类分析，对67份九龙古茶树种质资源的21个质量性状和12个数量性状进行了遗传多样性分析和评价。结果表明：九龙古茶树资源农艺性状变异丰富，除树型和树姿外，质量性状的遗传多样性指数范围为0.17~1.27，平均为0.82，其中以花瓣颜色多样性指数最小，果实形状的多样性指数最大；数量性状变异系数范围为1.38%~29.94%，平均为15.27%，以叶面积的变异系数最高，萼片数的变异系数最低。主成分分析显示，前11个主成分累计贡献率在76.49%，其中叶宽、叶长、叶色和花瓣颜色等性状是九龙古茶树种质资源农艺性状表现出差异的主要因素。21个质量性状聚类分析结果显示，在欧式距离为16.9时，可将67份九龙古茶树种质资源划分为4个类群，聚类结果与海拔高度及地理位置无明显相关性。本次调查的古茶树种质资源中有13份种质位于海拔2400 m以上，长势良好，展现出良好的抗寒性和抗旱性。此外，还有2份种质花瓣颜色特异，1份种质籽粒较大且结果率高。研究结果为九龙古茶树种质资源收集、保护和利用奠定一定基础。