大米镉超标问题严重威胁人体健康。水稻镉吸收转运基因OsNramp5的功能缺失可有效降低镉在稻米中的积累。为了快速创制镉低积累的水稻新种质，本研究利用CRISPR/Cas9基因编辑技术敲除三系杂交稻优质抗病恢复系川恢491（R491）中的镉吸收转运基因OsNramp5，获得了多种不同突变方式的编辑植株，并筛选出单靶点突变无转基因成份的两种纯合突变株系（KO1和KO2） 。在镉污染土壤中种植并测定野生型和敲除植株糙米的镉含量，结果显示，相比于野生型R491，敲除株系KO1和KO2糙米中的镉含量显著下降，均降低约90%左右。农艺性状调查结果发现，相比野生型R491，KO1突变株系的农艺性状没有显著差异，但KO2突变株系的株高、结实率和千粒重显著降低。因此，利用CRISPR/Cas9基因编辑技术敲除镉吸收转运基因OsNramp5可快速创制镉低积累的水稻新种质，本研究创制的新种质为加速培育可在镉污染区种植的安全水稻品种提供了新的遗传资源。

MADS-box是植物体内一种重要的转录因子，其家族成员具有典型的MIKC结构、高度保守的N端MADS以及保守性较低的I域和C端。MADS-box基因广泛表达于植物的根、茎、叶、花、芽等组织部位，并参与调控花期、花器官发育、种子发育及非生物胁迫响应等过程。近年来的研究报道显示，不同MADS-box基因的表达模式不尽相同，其功能也存在较大差异。本文概述了大豆MADS-box基因家族的结构及分类，总结了大豆MADS-box基因家族花发育ABCDE模型中相关成员及SVP、SOC1、FLC等基因的研究进展。最后对大豆MADS-box的研究提出了展望，为今后进一步挖掘和利用该类转录因子基因进行大豆遗传改良和种质创新提供参考依据。

大豆作为重要的粮食作物和油料作物，在人类生产生活中扮演着十分重要的角色。近年来国内大豆供给孱弱，对外依存度过高，使国内大豆市场受到严重冲击，并给国家粮食安全带来一定隐患，因此培育优质高产的大豆品种是当前国内大豆育种的重要目标。目前，大豆中一批控制重要性状的关键基因已经被克隆和解析，为开展分子设计育种提供了重要的理论支撑。传统育种周期长、效率较低，基因编辑技术为生物育种提供了新的途径和工具，可以加速育种进程。以CRISPR/Cas9技术为代表的基因编辑技术已经快速发展成为大豆基因功能研究、改造及农艺性状遗传改良的重要工具。本文介绍了基因编辑技术的类型、特点及其在植物中的应用概况，并综述了其在大豆产量、品质、抗病、抗逆、开花期、共生固氮和育性等农艺性状研究中的最新研究进展，为开展大豆基因编辑育种提供了一定的依据和借鉴。此外，本文还探讨了基因编辑技术在大豆遗传改良中存在的问题，并对其应用前景进行了展望。

为了鉴定小麦种质资源的穗发芽抗性，筛选出有效的抗穗发芽分子标记，进而挖掘优异白粒小麦抗穗发芽种质资源，本研究通过整穗发芽试验对222份小麦种质资源进行穗发芽抗性鉴定，并利用myb10D、DFR-B、Vp1B3、PM19-A1、MFT-3A、MFT-A2、MKK3-A和QSD1等8个抗穗发芽基因的功能分子标记对供试材料进行基因型检测。表型鉴定结果表明，222份小麦种质资源材料的相对穗发芽率存在显著差异，相对穗发芽率变化范围为0~1.15，平均相对穗发芽率为0.73，鉴定出抗穗发芽小麦材料38份，其中包括白粒小麦9份、红粒小麦27份、黑粒小麦2份。等位基因类型与相对穗发芽率相关性分析表明，相对穗发芽率与功能标记myb10D、DFR-B、Vp1B3、MFT-3A和MFT-A2呈极显著相关，而与PM19-A1、MKK3-A和QSD1相关性不显著，说明myb10D、DFR-B、Vp1B3、MFT-3A和MFT-A2等分子标记可用作小麦抗穗发芽基因型检测和分子标记辅助育种。综合表现型和基因型结果，筛选出豫农914、豫农946、丰德存麦30、泛麦5号、徐麦029、连麦1901、保丰1903、郑麦829、13网27-8等9份抗穗发芽白粒小麦种质资源，可用于小麦抗穗发芽遗传育种和抗穗发芽品种布局。

EMS是化学诱变中最常用的诱变剂，EMS诱变具有单个碱基点突变率高、成本低、易操作等优点，通过EMS诱变获得突变体可以为育种和基因功能研究提供有利的材料。EMS诱变技术的关键是确定EMS浓度和诱变时间，一般以达到半致死率的浓度和时间为最佳处理组合。禾本科植物中主要以种子为诱变材料，同时花粉、愈伤组织以及依靠营养繁殖的禾本科植物的营养器官也可以作为诱变材料。不同植物材料对EMS的耐受性不同，花粉最敏感，其次是愈伤组织，无性繁殖材料和种子的耐受性较强。突变体的筛选方式包括表型对比筛选、逆境定向筛选和正、反向遗传学筛选。本文综述了近年来EMS诱变技术在禾本科植物育种和基因功能研究中的应用，介绍了EMS的诱变原理、诱变剂浓度、处理时间、诱变处理材料的选择及突变体的筛选，并对未来禾本科植物中的EMS诱变研究进行了展望，为今后禾本科植物的EMS诱变研究提供参考。

为了解向日葵种质资源的耐盐性，鉴定发掘向日葵耐盐优异种质，对444份种质资源分别进行了芽期（250 mmol/L NaCl）、苗期（250 mmol/L NaCl）耐盐鉴定和盐碱地全生育期种植观察，通过测定芽期发芽率、苗期存活率、叶面积、株高、SPAD值等6个苗期指标和全生育期株高、葵盘直径、结实率、相关产量等7个指标的相对值（各指标与对照处理的相应比值）进行耐盐性分析评价。相关性分析结果表明苗期两两指标间均呈极显著正相关，相关系数在0.518-0.790之间；全生育期7个指标中多数指标间的相关性都达到了显著或极显著水平。基于指标相对值进行主成分分析、隶属函数值计算、耐盐性综合评价和聚类分析，筛选出芽期耐盐及以上种质132份、苗期耐盐及以上种质9份、全生育期耐盐及以上种质41份，其中6份种质（ZX0365、ZX0389、ZX1391、ZX1394、ZX3089、ZX3094）在3个时期均表现为耐盐及以上等级，综合耐盐性好，可作为耐盐基因挖掘和耐盐品种选育等后续利用的种质材料。对其中124份种质3个时期（芽期、苗期、全生育期）的耐盐等级进行相关性分析，结果表明各时期的耐盐性鉴定结果极显著相关，芽期和苗期的耐盐鉴定结果可为盐碱地种植向日葵选择耐盐材料提供有效参考。本研究为向日葵耐盐品种选育提供了方法和材料基础。

本研究旨在探究不同来源花生种质资源品质性状之间的关联性，为挖掘优异的鲜食花生种质资源提供理论依据。采用变异系数、遗传多样性指数以及相关性分析、主成分分析、聚类分析、综合评分等方法，对287份不同来源花生种质资源的11个品质性状进行全面分析和综合评价。结果显示，11个品质性状变异系数介于1.286%~19.506%，遗传多样性指数在1.046~2.073之间。相关性分析结果表明油酸含量与蛋白质含量呈极显著负相关关系，与蔗糖含量呈极显著正相关。主成分分析共提取到3个主成分因子，累计贡献率达到71.467%。通过聚类分析，287份材料被分为3个类群，第Ⅰ类群脂肪、硬脂酸含量较高，共计100份材料；第Ⅱ类群共有61份材料，油酸含量较高；第Ⅲ类群含126份材料，具有高蛋白低脂肪的特点。基于3个主成分的贡献率权重，构建了综合评分公式：F=0.588F₁+0.277F₂+0.135F₃，据此公式筛选出了综合评分大于1的材料51份，其中大于5的材料有3份，可为今后花生品质育种提供参考。

以来源于内蒙古10个盟市及地区的143份冰草属种质资源为研究对象，通过变异系数、遗传多样性指数、相关性分析、主成分分析、聚类分析和灰色关联法等方法，鉴定了143份内蒙古地区冰草属种质资源表型性状的多样性水平，并筛选了优异种质资源。结果表明：冰草属种质的17个表型性状变异较大，遗传多样性丰富，变异系数在11.47% ~93.92%之间，平均为42.80%，其中叶片宽度的变异系数最高，种子长的变异系数最低；遗传多样性指数（H'）为 1.279~2.025，平均为1.721，其中颖长度的多样性指数最大，小穗长的多样性指数最小。相关性分析表明，17个表型性状间存在不同程度的相关性。主成分分析显示，前6个主成分因子贡献率为 5.934%~20.885%，累计贡献率达 69.866%。聚类分析将143份种质划分为3大类，第Ⅰ类综合性状较好，小穗数和小花数指标突出，具有高产潜力，包含27份资源；第Ⅱ类综合性状一般，种子综合性状较好，包含23份资源；第Ⅲ类综合性状较差，株高较高，包含93份资源。采用灰色关联方法综合评价冰草属种质的表现，结果表明千粒重、小穗数、叶舌长度、叶片宽度和叶面积可作为种质评价指标，并筛选出编号18、22、23、24、25、35和43等优异冰草材料及编号92、136和142等多花冰草材料，综合性状协调，可供冰草属种质遗传改良与育种利用。

采用田间农艺观察、单因素方差分析、相关性分析和分子鉴定等方法对我国梭梭属2个物种梭梭和白梭梭的主要生物学性状以及肉苁蓉寄生情况进行比较分析。结果表明梭梭和白梭梭在形态特征、农艺性状及花粉结构方面均存在显著差异，其中成熟的梭梭种子果翅长度和千粒重显著低于白梭梭，但发芽率和发芽势显著高于白梭梭；梭梭花粉网眼较深，网脊颗粒结构的数量显著少于白梭梭，且花粉体积小于白梭梭。相关分析表明梭梭和白梭梭农艺指标与气温和相对湿度等气候因子显著相关，其中梭梭对水分及光照等环境因子变化适宜能力较强，分布较广；而白梭梭受水分等因子限制，仅在新疆准噶尔盆地长势较好。核基因内转录间隔区（ITS，internal transcribed spacer）分子鉴定技术可以有效鉴别梭梭和白梭梭，并且证明二者均可被肉苁蓉寄生，但二者寄生的肉苁蓉持续成活率存在差异。根据梭梭和白梭梭生物学性状特征和肉苁蓉寄生情况，适宜推广梭梭作为寄主植物生产肉苁蓉药材。本研究为我国梭梭属植物的分类鉴定、引种栽培以及肉苁蓉优良寄主种质筛选提供科学依据。

盐碱地是边际土壤的主要类型之一，利用边际土地耕作是减缓耕地紧缺的有效途径。为筛选耐盐性较强的大豆种质资源，提高盐碱土地大豆产量，本研究对392份来自国内外不同地域的大豆种质资源，采用150 mmol/ LNaCl进行苗期盐胁迫处理，采用单株分类记载法进行苗期耐盐性鉴定，并利用10个与耐盐基因连锁的SSR标记对高耐及耐盐等级大豆种质资源进行分子辅助鉴定及遗传多样性分析，应用相似性系数分析、聚类分析等方法对高耐及耐盐等级大豆种质资源进行综合评价。结果表明：筛选出58份高耐及耐盐大豆种质资源，包括赤豆1号、东农69等高耐大豆种质资源14份，黑农51、黑河35等耐盐大豆种质资源44份；58份耐盐大豆种质资源分子辅助鉴定表明，绥农1号、合丰50和东大2号携带耐盐等位变异最多，均为6个，标记平均鉴定效率为43.45%，平均准确率为68.46%，其中分子标记Satt201的鉴定效率和鉴定准确率最高，分别为60.34%和96.55%；聚类分析表明，58份大豆种质资源间的相似性系数在0.5385~0.9231之间，平均值为0.6974，相关系数为0.6240，说明58份大豆种质资源大部分遗传关系较近，遗传多样性较低，58份耐盐大豆种质资源并未按地域进行聚类，但一个类群或亚群中大部分种质资源来源地在地理位置上相同或较为接近，可从中筛选亲缘关系较远的大豆种质资源作为亲本，用于培育耐盐大豆新品种奠定遗传基础。

菥蓂（Thlaspi arvense L.）属于十字花科菥蓂属，是一种兼具药食同源功效的草本植物，生态适应能力强，种子富含油脂，具备较高的资源开发利用价值。近年来，随着现代生命科学研究的不断进步，菥蓂的诸多优势得以被发掘，国内外已陆续开展了关于菥蓂的基础和应用研究。目前国内的报道多集中于菥蓂的功能活性物质提取及其在临床医疗上的作用，国外研究则偏向于探索菥蓂在农业生产循环中的生态价值与脂质代谢调控机制。大量研究表明，菥蓂具备开发生物柴油和补充油料生产的优异潜质，也是新型药物开发的良好备选原料。同时，得益于菥蓂全基因组信息的公布，对菥蓂开展分子育种改良已成为可能，例如通过基因编辑技术改变其种子脂肪酸构成以获得更符合食用油需求的品质，以及挖掘菥蓂的其他重要功能基因用于提高作物生产和抗逆性。利用代谢工程手段优化菥蓂的脂质特性以制备新型植物油甚至异源生产高价值脂肪酸（神经酸等）将潜力巨大，是菥蓂最具前景的开发方向之一。本文综述并展望了近年来菥蓂在资源开发利用和脂质代谢工程研究等方面的报道，以期为菥蓂在我国的基础研究和推广应用提供参考。

B型反应调节因子（B-ARR， type-B authentic response regulator）家族基因是细胞分裂素信号转导的正向调节因子，在植物生长发育和抗非生物胁迫中起重要作用。然而，目前对小麦中B-ARR基因家族的研究还很少。本研究从小麦基因组中鉴定出25个B-ARR基因家族成员，利用生物信息学方法分析其理化性质、基因结构、顺式作用元件和非生物胁迫诱导的表达模式。结果表明，B-ARR蛋白都定位于细胞核中，B-ARR蛋白二级结构以α螺旋和无规则卷曲为主要结构。B-ARR基因在小麦染色体上分布不均匀，其中7号染色体上含有的B-ARR基因数量最多。此外，在B-ARR的启动子区域中鉴定出了与生长发育、激素响应以及生物和非生物胁迫相关的多种顺式作用调节元件。RT-qPCR 分析表明，基因TaARRM-like9、TaARRM-like10、TaARRM-like12和TaARRM-like13在干旱、盐和低温胁迫下表达量显著上调，能够响应非生物胁迫。本研究为进一步研究B-ARR转录因子在小麦发育和非生物胁迫应答中的作用奠定了基础。

几丁质酶是以几丁质等为底物的糖基水解酶（GH，glycosyl hydrolases），在植物生长发育及抵御逆境中发挥重要功能。然而，大豆几丁质酶基因的组织表达模式及对逆境的响应尚不清楚，影响了其在遗传改良中的应用。本研究分别鉴定野生大豆与栽培大豆几丁质酶基因，并分析其表达模式。结果发现，野生大豆与栽培大豆分别含62个和55个几丁质酶基因，位于17条和18条染色体上；进化树分析发现，117个基因分为5类，其中类群III与类群V属于GH18亚家族，类群I、类群II与类群IV属于GH19亚家族；启动子分析发现，几丁质酶家族成员包含响应激素及逆境胁迫顺式作用元件。栽培大豆几丁质酶基因表达分析发现，其在不同组织及抗病耐逆等过程差异表达，其中Gm.01G142400和Gm.13G346700等在接种花叶病毒的抗病品种叶片中诱导表达，Gm.03G254300和Gm.20G164600等在低磷胁迫的磷高效品种根系中诱导表达，Gm.08G259200和Gm.19G245400等在低磷胁迫根瘤中诱导表达；野生大豆几丁质酶基因表达分析发现，其在不同组织及耐盐过程差异表达，其中Gs.02G002604和Gs.02G002940等在盐胁迫耐盐品种叶片中诱导表达。以上结果为挖掘利用几丁质酶基因奠定了基础。

籽粒性状直接影响水稻的产量和品质，因此，解析水稻籽粒性状的遗传机制对提高水稻产量和品质至关重要。本研究以籽粒性状差异较大的穞稻和广百香占为亲本构建定位群体，利用水稻1 K mGPS SNP芯片对定位群体进行基因分型，构建了包含770个Bin标记的高密度遗传图谱，通过QTL定位分析，最终鉴定出17个调控籽粒性状的QTLs，其中粒长QTL 4个，粒宽QTL 3个，粒厚QTL 3个，长宽比QTL 2个，千粒重QTL 5个，LOD值介于2.55~42.44之间，表型贡献率介于4.73%~29.63%之间。在这17个QTLs中，9个为已知粒型基因位点，8个可能是新鉴定位点，分别为粒长qGL6，粒宽qGW5、qGW10和qGW12，粒厚qGT10，长宽比qGLWR5-2，千粒重qTGW10和qTGW11。根据新发现粒宽QTL（qGW5）定位区间内的基因注释、与拟南芥的同源基因比对、时空表达分析、激素响应分析和序列分析，最终筛选到1个编码CCCH类锌指蛋白的调控水稻粒宽的候选基因Os05g0195101。本研究为进一步开展水稻籽粒性状基因的克隆和遗传调控的解析奠定了基础。

为探究猕猴桃雌雄异株变异为雌雄同株的分子机制，本研究对满天红猕猴桃雌雄同株变异株的雌花与雄花进行了转录组测序、生物信息学分析及qRT-PCR验证。转录组差异表达基因鉴定结果表明，雌花和雄花间共有337个差异表达基因，雄花中有241个基因表达量上调，有96个基因表达量下调。差异表达基因的GO与KEGG富集结果表明，与雌花相比，雄花中上调的基因主要参与氨基糖和核苷酸糖的代谢以及次生代谢物合成等路径；下调的基因则主要富集在次生代谢物合成、类胡萝卜素合成等途径。通过功能注释分析出30个潜在的性别相关调控基因，其中5个在次生代谢产物合成路径中表达。选取7个差异表达基因进行qRT-PCR验证，其在雌花、雄花中的表达水平与转录组数据一致。本研究结果为猕猴桃雌雄同株材料的创制提供了一定的理论依据。

小麦穗发芽会造成小麦产量和品质的显著降低，近年来在黄淮地区逐渐加重，威胁我国、特别是黄淮区域小麦生产安全，抗性种质及功能分子标记的筛选和利用是减轻穗发芽危害的根本途径。本研究以多年田间自然鉴定的77份抗穗发芽种质及128份导入了6个抗穗发芽种质的轮回群体创制的高代品系为材料，采用整穗发芽法和籽粒发芽法对穗发芽抗性进行鉴定和评价，明确穗发芽功能标记Vp1B3、Dorm-B1和PM19在抗性种质中的分布并评估其育种效果。结果表明种质资源中49.35%（38份）达到中抗水平，其中仅57.89%（22份）含有Vp1Ba或（和）Dorm-B1b抗性位点，西农172、Kalango、淮麦40、豫农186同时含有2个抗性位点；高代品系中36.72%（47份）达到中抗以上，其中87.23%含有抗性位点，17.02%（8份）同时含有2个抗性位点。抗性位点的累加可提升抗性水平。种质资源中不含有抗性位点的穗发芽率和发芽指数分别为36.65%和34.99%，而含有2个抗性位点的分别为18.17%和23.87%，高代材料也呈现相同的趋势。高代材料中达到中抗及以上水平的材料与其他材料之间含有的抗性位点数目存在显著差异，其中17.02%的中抗水平材料含有2个抗性位点，而未达到中抗水平的其他材料中仅有4.94%含有2个抗性位点，表明利用优异等位变异可显著改良抗性。本研究结合分子标记和表型鉴定进行抗穗发芽种质筛选，通过轮回选择进行种质创新，有望提升黄淮麦区的小麦穗发芽抗性水平。

针对广西野生稻濒危状况越来越严重的问题，抢救性收集广西野生稻种质资源，发掘其抗病基因，对广西野生稻资源丰富的地区开展了调查和收集，并对收集的部分资源进行了白叶枯病和稻瘟病抗性鉴定。结果表明，广西野生稻原记载的44个分布点中，仅剩24个尚有野生稻分布，濒危状况十分严重，近10年来野生稻分布点消失比例高达45.5%，水源被破坏和杂草竞争是危害野生稻生存的主要威胁因素；按照野生稻取样原则，共抢救性收集到11个普通野生稻和药用野生稻群体共317份种质资源；利用国际强毒菌株PXO99对177份材料进行白叶枯抗性鉴定，采用离体戳伤叶片鉴定的方法进行不同病菌小种（Guy11、RB22、FJ-3-2、FJ-3-5、FJ-2-3）的稻瘟病抗性鉴定，筛选出白叶枯抗性资源27份，稻瘟病抗性资源105份，兼抗白叶枯和稻瘟病的种质资源5份。针对广西野生稻抗病资源丰富但消失严重的问题，建议加强收集和保护，并加大种质资源鉴定力度。

大豆（Glycine max （L.） Merr.）是自花授粉作物，通过人工去雄的办法生产杂交种，不仅繁琐且成本高。雄性不育基因功能的研究是大豆杂种优势利用的前提之一，大豆雄性不育位点报道较少，定位及功能研究进展缓慢。随着大豆转基因体系的成熟及生物技术的发展，利用反向遗传学研究大豆雄性不育基因的功能变得相对容易。本研究通过转录组数据分析发现大豆中编码小G蛋白的GmARFA1a受到大豆雄性育性控制基因MS1（Male Sterile 1）和MS2的调控，公共数据库数据表明GmARFA1a在大豆未开放的花中表达量最高，而qRT-PCR数据进一步明确GmARFA1a在大豆授粉前雄蕊中优势表达。花粉萌发实验及结实率统计发现Gmarfa1a突变体花粉活力下降导致结实率受到明显抑制。本研究对GmARFA1a基因功能进行了初步解析，明确其对大豆雄性育性存在一定影响。研究结果不仅丰富了对GmARFA1a乃至ARF基因家族成员功能的认识，也为后续深入研究大豆GmARFA1a功能及大豆杂种优势利用奠定了基础。

为了解内蒙古酸枣资源果实表型性状变异特征，合理筛选优异资源，本研究采用统计分析、方差分析、相关性分析等方法对10个酸枣自然居群的果实性状开展分析比较，并利用层次-灰色关联法对其仁用价值进行综合评价。结果表明：（1）16个果实表型性状的平均变异系数为17.96%，其中多仁率的变异系数最高。居群间果实表型性状的平均变异系数介于10.69%~31.01 %，其中阿拉善左旗腾格里额里斯镇的变异系数最高。（2）相关性分析结果显示，果实、果核及种仁各性状间存在着不同程度的相关。此外，果实横径、核纵径与经度，果实纵径、核纵径与纬度均呈显著正相关，果实横径、果实纵径、核纵径与海拔呈显著或极显著负相关；单仁率与年均气温呈显著负相关；种仁药用成分皂苷A、斯皮诺素含量与经纬度、年均降雨量、海拔均无显著相关性。（3）运用层次-灰色关联度分析方法建立酸枣仁用品质综合评价模型，评价结果显示，10个居群的仁用综合品质从优到劣依次为：P8、P5、P1、P7、P2、P9、P4、P3、P6、P10。其中，杭锦旗巴拉贡居群在仁用方面的综合表现最佳。本研究为酸枣资源的保护利用及仁用品种选育提供了科学依据和种质基础。

三角梅花期长、花量大、抗逆性强且应用形式多样，现已成为我国南方地区花卉朝阳产业中发展最快的木本花卉。随着园艺技术的提升与国际交流的扩大，三角梅品种数量逐年攀升，同名异物及同物异名的现象频繁发生，给资源的收集与保存带来一定的难度。为促进三角梅种质资源的管理，厦门市园林植物园作为国家三角梅种质资源库，基于B/S模式，利用现代化的管理信息系统，初步建成国家三角梅种质资源库信息管理系统与服务平台，实现种质资源库的高效管理。本文详细地介绍了平台架构、数据库设计、技术实现及平台功能构成等内容，通过提高信息管理效率，以期促进三角梅种质资源的收集、保护、研究、评价和应用。此外，该平台的设计与开发实现方法可为其他花卉的信息管理系统与服务平台建设提供借鉴。

本实验室前期以东乡普通野生稻和日本晴为亲本创制了强耐盐染色体片段置换系CSSL91，本研究将其与日本晴和强耐盐种质Pokkati比较，结果显示CSSL91耐盐性与Pokkali相当。以CSSL91与日本晴构建的F_2：3群体为试验材料，日本晴和CSSL91为对照，以耐盐等级和幼苗存活率为指标。结果表明2个指标均成正态分布，QTL连锁定位分析共检测到5个耐盐相关QTL，分别分布于第4、9、10号染色体上，LOD 值介于2.95~3.97，表型贡献率为9.83%~18.48%；其中耐盐等级QTL-qST4的表型贡献率最高，其定位在第4号染色体DX-C4-1~DX-S4-16标记间。分离群体分组分析法（BSA，bulked segregation analysis）分析检测到第4号染色体0~5.0 Mb区间有一个超过阈值的QTL，该区间与QTL-qST4重合，QTL连锁分析方法和BSA方法均在第4号染色体的0~5.0 Mb区间定位到耐盐等级QTL，说明QTL-qST4是可靠的耐盐位点；耐盐等级QTL-qST4-1和幼苗存活率QTL-qSSR4均定位在第4号染色体DX-C4-12和DX-C4-13标记间，LOD值分别为3.36和3.92，表型贡献率分别为13.97%和9.49%；在第9号、10号染色体还定位到两个耐盐等级QTL-qST9和QTL-qST10；其中QTL-qST4-1、QTL-qSSR4和QTL-qST10是本研究新定位的耐盐性QTL。本研究结果将为水稻耐盐性相关基因克隆和分子标记辅助改良水稻品种的耐盐性奠定基础。

本研究旨在探明不同种源野生油茶（Camellia oleifera）果实表型性状的遗传多样性，为油茶良种选育和遗传种质资源改良提供理论依据。以广东、广西、江西、安徽、四川、湖北、湖南、陕西和贵州9个省（自治区）16个种源地的218株生长良好的野生油茶为研究对象，采用多重比较、变异分析、巢式方差分析、相关性分析、主成分分析和聚类分析方法，对不同种源的8个果实表型性状进行统计和分析。结果表明，16个种源的8个果实表型性状变异系数均值范围为12.03%~35.08%，种源间变异系数均值（42.83%）大于种源内变异系数均值（23.99%），表型分化系数均值为88.63%，说明不同种源野生油茶果实表型性状变异丰富。相关性分析结果表明，鲜果重、果高、果径、果皮厚度、鲜籽重和每果籽数间互相呈极显著正相关，果皮厚度和鲜出籽率呈极显著负相关。主成分分析结果显示，前3个主成分的累计贡献率为90.773%，表明野生油茶果实表型性状的大部分信息基本可以用前3个主成分来反映，其中，第1主成分主要反映果实大小特征，第2主成分主要反映果实出籽率特征，第3主成分主要反映果实形状特征。聚类分析表明，16个种源在欧式距离10处被分为Ⅰ和Ⅱ类，同时进一步在欧氏距离5处分成不同的亚类，第Ⅰ类在生产加工中比较方便，第Ⅱ类在产量和收益上更具优势。本研究野生油茶果实表型性状变异丰富，可根据育种目标选择不同类群种源作为育种材料。

番茄作为重要的蔬菜作物之一，鉴定番茄种质资源的抗旱性及筛选抗旱番茄种质资源对番茄育种具有重要意义。本研究利用12.5% PEG-6000溶液对92份番茄种质资源进行干旱胁迫处理，测定发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数、根长、芽长等6个抗旱性相关指标，运用相关性分析、主成分分析、隶属函数法和聚类分析进行番茄萌发期抗旱性评价及筛选。结果表明，干旱胁迫下6个指标均显著降低，其中活力指数和发芽势降低最大。通过主成分分析将6个指标转化为2个新指标，累计贡献率达86.657%。基于相关性和主成分分析，筛选出发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数作为萌发期抗旱性鉴定的主要指标，利用隶属函数法结合聚类分析将番茄种质资源分为4类，其中抗旱型19份、较抗旱型41份、较敏感型18份、敏感型14份；通过增大、减小PEG-6000溶液浓度，进一步筛选出抗旱性强的密植红番茄和锦农矮秧两个品种，敏感性强的北京早红和大红袍两个品种。本研究结果可为番茄种质资源的抗旱性研究提供理论基础。

氮素是影响玉米生长发育、产量和籽粒品质形成所必需的营养元素。为挖掘早期发育的玉米胚乳响应低氮胁迫的关键基因，揭示玉米胚乳抵御低氮胁迫的生理响应及分子机制，本研究在低氮和足氮处理下，对授粉后第6天的自交系B73玉米胚乳进行氨基酸含量、氨基酸衍生物含量分析和转录组测序。生理测定表明，低氮胁迫下，玉米胚乳中10种氨基酸或氨基酸衍生物含量升高，其中苏氨酸、β-氨基异丁酸、组氨酸、β-丙氨酸、赖氨酸含量升高程度最大，其升高范围介于71.1%~153.1%；而其余21种氨基酸或氨基酸衍生物含量降低，其中鸟氨酸、胱氨酸、天冬酰胺、苯丙氨酸、α-氨基丁酸含量下降程度最大，其下降程度范围介于51.6%~65.8%。转录组测序结果表明，与足氮处理相比，低氮胁迫下玉米胚乳中鉴定到3185个显著上调和2612个显著下调的差异表达基因。进一步检测到参与氮代谢途径和氰基氨基酸代谢途径的差异表达基因分别为12和9个，AP2/ERF-ERF、bZIP、WRKY差异表达转录因子家族成员分别为20、10和21个。这些候选基因可能是玉米胚乳抵御低氮胁迫响应的重要基因资源，其为玉米胚乳应答低氮胁迫的分子机制及耐低氮玉米新品种培育奠定基础。

大麦条纹病是对大麦产量及品质影响最为严重的病害之一，为探明我国不同来源的大麦种质对条纹病的抗性差异并挖掘与大麦抗条纹病相关联的候选标记，本研究利用97个SSR标记对137份大麦品种进行遗传多样性及群体结构分析，并结合抗性鉴定结果进行关联分析。结果表明，人工接种大麦条纹病菌后共鉴定出18份免疫、27份高抗、28份中抗、42份中感和22份高感大麦材料；在97对SSR引物中挑选出85对多态性较好的引物，85对SSR标记共检测到651个等位变异，平均每个标记为7.57个；SSR标记的基因多样性指数变幅为0.0401~0.8646，平均值为0.5799；多态性信息含量变幅为0.0393~0.8498，平均值为0.5155，137份大麦材料的遗传距离范围为0.1021~0.4807，平均值为0.2774；聚类分析及群体遗传结构分析均将137份大麦种质分为4大类群；根据一般线性模型（GLM，general linear model）共获得7个与大麦抗条纹病显著关联的标记（P<0.05），解释率在5.80%~17.89%之间，其中标记EBmatc0039的解释率最高；标记EBmac77和MGB357与大麦条纹病抗性呈极显著相关（P<0.01），二者在一般线性模型中解释率分别为6.07%和9.60%。本研究结果可为大麦抗条纹病育种提供参考。

镉（Cd）胁迫严重限制植物生长，因此鉴定与植物镉胁迫耐受性相关的基因尤为重要。课题组前期通过转录组数据筛选获得番茄UDP-糖基转移酶基因（SlUDP）响应植株镉胁迫反应。本研究克隆SlUDP基因编码区全长序列，该基因在叶片和果实中表达量较高，受镉胁迫诱导上调表达。酵母耐镉性分析表明，转入SlUDP基因提高了酵母镉胁迫的耐受性。进一步获得SlUDP过表达拟南芥株系，CdCl₂胁迫下（40、60、80 μmol/L），与野生型相比，过表达拟南芥株系的子叶失绿程度下降；发芽率、根长和种子存活率提高，而丙二醛含量下降，可溶性糖含量、超氧化物歧化酶活性、过氧化物酶活性增加，且金属离子转运蛋白基因ZIP1、IRT1、CSD1和COPT2的表达水平显著高于野生型。结果表明，SlUDP过表达株系通过调节抗氧化酶系统，提高植株清除活性氧能力，降低膜脂过氧化程度，提高金属离子转运等方面提高植株耐镉性。本研究为糖基转移酶基因在植物耐受镉胁迫中的作用研究提供一定的理论依据，并为园艺植物抗性分子育种提供了候选基因。

为了探究葡萄种质资源果实香气成分的遗传多样性，以62份葡萄种质资源作为试验材料，采用顶空固相微萃取结合气相色谱-质谱联用技术检测样品中的挥发性物质，进行显著性分析。鉴定葡萄种质资源幼叶上表面颜色、幼叶上表面光泽、幼叶花青素着色和成熟果肉香味等8个农艺性状，将其与挥发性物质进行相关性分析，并进一步通过非度量多维尺度分析（NMDS，non-metric multidimensional scaling，stress<0.2）和正交偏最小二乘-判别分析（OPLS-DA，orthogonal partial least squares-discriminant analysis）筛选出特征挥发性物质。结果表明，在62份葡萄种质资源中共检测到7类99种挥发性物质，主要是醇类、酯类和萜烯类，含量分别为13.83 mg/L、13.53 mg/L、8.99 mg/L。各类挥发性物质之间存在显著的差异。8个农艺性状与香气物质相关性分析结果显示，幼叶上表面颜色、上表面光泽、花青素着色、果皮颜色、果肉香味与萜烯类、酯类及酮类具有显著相关性。非度量多维尺度分析可以明显区分幼叶花青素着色极弱的种质和幼叶花青素着色中的种质。以变量投影重要性VIP（Variable importance in projection）>1，P<0.05为标准，筛选到17种主要的挥发性物质，其中正己酸乙酯的VIP值最高（4.07），萜烯类中橙花醇VIP值最高（2.07）。本研究结果可为改善浆果香气品质性状和葡萄种质资源的创新提供一定的理论参考。

通过分析新疆帕米尔高原杏资源的果肉、种核及其种仁甜苦性状，解析人类驯化栽培杏果实特性的同时筛选出优异寒地杏种质。以塔什库尔干县6个乡的60份实生杏树的果实为研究对象，对其果实、种核的15个质量性状和20个数量性状及苦杏仁苷含量进行测定，并通过相关性分析、主成分分析及综合评价等方法对其特性进行鉴定。结果表明，60份杏种质分布海拔在2329.5~2730.0 m。80.00%的杏果实风味为甜，96.67％的果实有茸毛；果实的可溶性固形物的平均值为16.07%，61.67%的果实可溶性固形物大于15.00%。杏仁以甜为主，果肉大部分为离核；种核的13个数量性状变异系数在8.66%~22.00%之间。杏仁苦杏仁苷含量在0.41~14.59 mg/g之间，其中78.33%的种仁为甜仁，苦杏仁苷含量在0.41~2.24 mg/g之间；21.67%的种仁为苦仁，苦杏仁苷含量在2.76~14.59 mg/g之间。相关性分析发现单果重与果实纵径等10个性状呈极显著正相关，与出核率呈极显著负相关。主成分分析表明前5个主成分的累计贡献率为83.255%，单果重、果实纵径、果实横径、单核重、核形指数、果形指数、出仁率、出核率、杏核侧径等性状可反映20个数量性状的基本信息。综合评价表明，库科9、库尔11、其如16、库科13是较优异的寒地资源，其中较高的果实可溶性固形物和甜仁是人类驯化引种的重要目标性状。

鲜食风味是影响菜用大豆食味品质的关键因素，其形成与有机酸有着密切的关联，研究有机酸合成机制对于菜用大豆的品质改良具有重要的实际意义。本研究利用大豆毛状根系统，探究与苹果酸含量显著相关的候选基因GmALMT8、GmIF7GT5和GmAP在调控苹果酸含量方面的功能，结果表明：在GmALMT8-OE毛状根中，GmALMT8基因表达量与苹果酸的含量均显著高于空载对照毛状根，而GmIF7GT5和GmAP毛状根中苹果酸的含量无显著变化。鉴于已经报道的ALMT家族基因的苹果酸转运功能，推测大豆中GmALMT8基因可能具有相似的功能，在调控苹果酸含量方面发挥重要作用。为验证GmALMT8-OE毛状根中苹果酸含量的变化是否由GmALMT8基因表达的改变所引起，本研究采用蘸花法在拟南芥中过表达GmALMT8基因。与阳性毛状根中苹果酸测定的结果相类似，过表达GmALMT8显著提高了T₂代转基因拟南芥株系种子中的苹果酸含量，进一步证明GmALMT8的稳定表达能够提高苹果酸含量，明确GmALMT8基因在大豆中具有调控苹果酸含量的生物学功能，丰富了大豆有机酸的理论研究，对菜用大豆优质育种具有参考价值。

为解析江西省辣椒育种骨干亲本材料的遗传多样性并构建其DNA指纹图谱，本研究利用毛细管电泳和SSR分子标记技术对江西60份辣椒种质材料进行位点检测。结果表明，49对SSR引物共检测到202个等位基因，平均4.122个，平均有效等位基因为2.172个，平均香农信息指数为0.850，平均多态信息含量为0.414，说明60份供试材料具有较为丰富的遗传多样性；平均期望杂合度0.475大于观测杂合度0.126，表明多代自交导致材料纯合度较高。聚类分析、群体结构分析和主坐标分析结果一致，即江西辣椒育种亲本材料以南方地区和小果型尖椒材料为主，遗传背景狭窄且保持较纯的血统。此外，本研究根据多位点匹配分析确定了PM1、CAMS-855、CO911525S、PM22、HpmsE015和Hpms1214为核心引物，并利用这6对核心引物构建了60份辣椒育种亲本的指纹图谱，为江西辣椒资源的鉴定和保护提供了有力支撑，为分子辅助育种中亲本的选择提供理论依据。

苹婆又名凤眼果、九层皮等，是药食两用坚果类植物。为有效保护和利用苹婆种质资源，本研究采用多样性分析、聚类分析、相关分析、主成分分析和逐步回归分析等方法对70份苹婆种质进行遗传多样性分析和综合评价。结果表明：13个性状变异系数介于7.80%~42.94%，单果重、单果种子总重、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量和淀粉含量变异程度较大。遗传多样性指数介于1.57~2.04，其中种形指数（2.04）、淀粉含量（2.02）、种子纵径（2.01）、果实种子数（2.00）的多样性指数较高。聚类分析把供试材料划分为 4个类群，其中类群Ⅱ的15份资源属于果实偏大、外观品质较好的种质类型，符合市场及选育需求。相关性分析表明，种子重量分别与果实纵径、单果重、单果种子总重、种子纵径、种子横径呈极显著正相关，出种率与果实横径呈极显著负相关，可溶性蛋白含量与可溶性糖含量呈极显著正相关。主成分分析表明，前4个主成分能代表13个果实性状的大部分信息，累计贡献率为74.46%。果实性状综合评价得分（F）介于-2.95~3.35，S009、S021、S011、S036、S028等种质位居前列，综合性状优良。逐步回归分析筛选出单果种子总重、种子重量、可溶性糖含量、种子横径4个性状指标，可作为综合评价苹婆果实性状的关键性指标。通过鉴定评价，筛选出果形大、淀粉含量高、可溶性糖和可溶性蛋白含量丰富的优异种质资源6份。

艾伦尤力克是尤力克柠檬的一个芽变品种，结果性状优良，但冬季落叶严重，影响翌年产量，且其落叶的响应机制目前尚不清楚。为探究柠檬叶片脱落的分子调控机制，以2个冬季落叶程度不同的柠檬品种艾伦尤力克和云柠1号为材料，分别于落叶前期（E24）、落叶中期（E48）和落叶后期（E72）采集叶柄离区，通过转录组测序比较2个品种间的差异表达基因。分析表明，落叶前期、落叶中期和落叶后期分别获得1400个、2466个和935个差异表达基因，其中落叶中期的差异基因数量最多。GO分析表明血红素结合、四吡咯结合、氧化还原酶活性、铁离子结合、转录调节活性以及对氧化应激的反应、细胞葡聚糖代谢过程、葡聚糖代谢过程、细胞外围、细胞壁等相关基因在这3个时期品种间均表现出显著差异。KEGG分析表明，落叶中期富集的差异基因数及相关代谢途径最多，主要集中在植物激素信号转导、苯丙烷生物合成、植物病原体相互作用和MAPK信号通路-植物等途径，通过对以上4个途径的差异表达显著的基因进行分析，最后筛选得到木葡聚糖内转葡糖基酶/水解酶蛋白、吲哚乙酸诱导蛋白、吲哚-3-乙酸-氨基合成酶、过氧化物酶、β-葡萄糖苷酶、发病相关基因转录激活因子AP2和发病机制相关蛋白等13个基因，这些基因可能与柠檬叶片脱落的调控有关。qRT-PCR验证这些基因的表达与转录组数据相一致。以上结论丰富了柠檬叶片脱落相关研究，为柠檬落叶候选基因筛选、落叶途径解析提供可靠数据。

为了挖掘优异西葫芦（Cucurbita pepo L.）种质资源，提高外观品质优的嫩瓜选择效率，本研究利用色差仪对本单位创制的54份西葫芦自交系进行不同嫩瓜皮色分类，并以其中7份（重点4份）代表性材料为研究对象，对西葫芦嫩瓜皮叶绿素合成代谢与其皮色形成的关联性进行分析。结果表明，叶绿素是决定偏白色、浅绿色、翠（青）绿色、绿色和深绿色西葫芦嫩瓜皮色的主要色素。其中，叶绿素a含量占总含量的49.20%~60.58%，是决定嫩瓜皮色深浅的主要因素。颜色最鲜艳且更加偏绿色的翠（青）绿色嫩瓜皮材料，其色度值（C）显著大于其他皮色，而叶绿素a/叶绿素b和红绿值（a^*）分别显著大于和小于偏白色、浅绿色和深绿色皮色。深绿色、翠（青）绿色和偏白色嫩瓜皮叶绿素合成存在胆色素原转化为尿卟啉原Ⅲ和粪卟啉原Ⅲ转化为原卟啉IX两个受阻点，且后一转换阶段是导致偏白色和翠（青）绿色嫩瓜皮叶绿素合成受阻、叶绿素含量骤降的主要原因。叶绿素合成减弱与叶绿素代谢中的叶绿素酶降解活性增强以及抗氧化酶中的超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性减弱之间呈显著相关，这也证明了嫩瓜皮偏白色的成因。超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性与嫩瓜皮叶绿素含量呈显著相关，这两种酶延缓了翠（青）绿色和深绿色嫩瓜皮叶绿素含量降低速率。本研究结果为深入解析不同嫩瓜皮色，特别是翠（青）绿色嫩瓜皮呈色机理以及挖掘、利用相关优异特异资源提供了理论依据和技术支撑。

植物生长调节剂5-羟色胺（5-HT，5-hydroxy-tryptamine）已应用于农业生产，以提升作物抗旱性，然而其转录水平的分子机制尚不清楚。本研究通过转录组测序、内源激素水平和抗氧化酶活性的综合评价，探讨模拟干旱胁迫下蜡杨梅幼苗响应外源5-羟色胺的生理和分子影响机制。结果表明，50 μmol/L的5-HT处理显著提高了蜡杨梅根系中脱落酸和茉莉酸含量，而100 μmol/L的5-HT处理的结果则刚好相反。50 μmol/L的5-HT处理诱导丙二醛含量和超氧化物歧化酶活性显著升高，而过氧化氢含量则显著降低。基于上述两种浓度水平的5-羟色胺处理基因集富集分析结果表明，差异表达基因集主要包括抗氧化酶活性、氧化还原酶活性、生长素和赤霉素介导信号传导、细胞壁生物合成、木聚糖生物合成、果胶代谢、次生代谢物生物合成、苯丙烷和半乳糖醛酸代谢等。与抗氧化酶活性及激素代谢相关的差异表达基因主要为PER、LAC、DHAR和PIN等。通过加权基因共表达网络分析发现8个共表达基因模块与5-羟色胺及干旱胁迫显著相关，其中枢纽基因KAB1218346.1（LOX3）、KAB1219593.1（WRKY53）和KAB1217691.1（CZF1）主要参与激素代谢和转录调控，上述关键基因及其分子调控机制将是今后研究的重要对象。

以条纹自交系西瓜（TD）和网条突变体西瓜（WT）为材料，通过分离群体的条纹性状比例探索西瓜的条性状遗传基础；以转录组测序及表达差异分析为基础，探索网条突变体西瓜在不同发育阶段的表达谱变化，筛选出条纹自交系与网条突变体西瓜之间表达差异显著的基因 57 个，主要富集于光合作用天线蛋白通路、生物碱生物合成通路、氨基酸代谢通路等7种代谢途径；通过加权基因共表达网络对核心基因的进一步分析，初步挖掘出部分网条突变体西瓜中有关生物胁迫抗性的基因变化情况，进一步筛选确定西瓜深绿条纹基因（ClGS，watermelon dark-green stripe）、类半胱氨酸蛋白酶抑制剂5编码基因、UDP-葡萄糖基转移酶编码基因、类长春碱合成酶编码基因、叶绿素a-b结合蛋白编码基因可能是决定西瓜网条果皮性状的核心基因；qRT-PCR验证结果表明，条纹自交系西瓜与网条突变体西瓜在基因表达上存在明显差异。本研究为西瓜不同果皮条纹育种提供了新的种质资源，也为阐明西瓜不同果皮条纹性状形成的分子调控机制提供了一定的理论依据。