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。

通过对647份海岛棉种质资源进行变异系数分析、遗传多样性分析、相关性分析、主成分分析和聚类分析，以期为今后海岛棉亲本选配和品种选育筛选出类型更加多样的海岛棉种质资源。结果表明，647份海岛棉种质资源数量性状变异系数范围在2.4608%~36.4320%之间，表明海岛棉种质资源间差异大，种质资源类型丰富；描述性状遗传多样性分析表明，海岛棉种质资源茎毛多少、叶片颜色、叶茸毛多少、花瓣基斑大小、主茎硬度、果枝类型、花柱长度等外在描述性状较为多样，可直接用于开展品种植株形态的改良使用；数量性状遗传多样性分析表明，纤维品质性状较产量性状多样性更为丰富，这类种质资源可用于纤维品质、熟性的改良。相关性分析表明，不同数量性状间呈现出显著的相关性，其中第一果枝节位与上半部平均长度、整齐度指数、断裂比强度呈极显著负相关，子指与马克隆值呈极显著负相关，衣分与上半部平均长度呈极显著负相关，以上相关关系与前人在陆地棉上的研究结果一致，在材料创制时应当相互考量，综合分析。主成分分析表明，前5个特征值的累计贡献率达到了75.761%，第1主成分与纤维品质有关，第2主成分与籽棉产量有关，第3主成分与伸长率有关，第4主成分与熟性有关，第5主成分与衣分有关；聚类分析在遗传距离为10时，将种质资源划分为6个类群，第II类群综合表现较好，在实际育种中可根据育种目标进行针对性选择和改良。

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。

DELLA 蛋白作为赤霉素负调控因子参与植物开花期调控。与拟南芥 DELLA 蛋白同源比对，研究发现大豆具有 8 个 DELLA 基因，其中 GmGAI3a 只有 GRAS 结构域，其他 7 个 DELLA 蛋白均具有 DELLA 结构域和 GRAS 结构域。对 8 个 大豆 DELLA 基因在 424 份材料的自然群体中的单倍型与开花期进行关联分析，发现 DELLA 基因早花型自然变异已经应用 于我国中高纬度地区，推测大豆 DELLA 基因负向调控开花。利用 CRISPR/Cas9 技术，在大豆发根系统中验证靶点的编辑效 率，成功鉴定出 7 个 DELLA 基因的有效靶点，为进一步获得稳定遗传转化的大豆 DELLA 突变体及解析基因功能提供了重要 的靶点信息与理论基础。

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。

小麦品种烟农999具有高产、稳产、广适等特性，明确烟农999的遗传特性，挖掘其高产关键区段，可为烟农999育种及生产应用提供理论支撑。本研究利用55Ｋ小麦SNP芯片对烟农999及其46份衍生品种（系）、243份育成的小麦品种（系）为材料组成的自然群体进行了全基因组基因型鉴定，解析了其关键育种选择区段及其遗传效应，基于产量三要素优异等位基因位点组成系统解析了其高产形成的关键遗传基础。表型结果表明，烟农999高千粒重优异性状在其后代中得以优先选择保留。46份烟农999衍生品种（系）平均遗传相似系数为0.87。在全基因组水平，烟农999对F₃、F₅、F₆及F₇以上衍生品系遗传贡献率分别为84.94%、86.19%、86.67%和87.65%。46份烟农999衍生品种（系）中共检测到222个传递率在95％以上的烟农999高频率选择区段，长度变幅为5.04~108.75 Mb，其中2A包含高频率选择区段总长度最长，约为483.37 Mb；7D最短，约为13.84 Mb。222个高频率选择区段内包含135个已知的与产量性状相关的QTL，其中A基因组为80个，B和D基因组分别为48个和7个。基于自然群体单标记QTL分析共检测到1195个控制单株产量、267个控制穗粒数、790个控制千粒重和678个控制单株穗数的显著性关联SNP位点，其中烟农999基因型为增效的位点占比分别为84.02%、51.69%、94.18%和13.42%，说明烟农999已富集了单株产量和千粒重优异等位基因位点，是其高产、稳产的重要遗传基础。本研究为烟农999的分子育种亲本应用与烟农999高产基因挖掘提供理论参考。

衰老作为植物自然发育过程中的末期阶段，其发生时期对于作物的最终产量具有重要影响，因此深入解析早衰的 调控机制及影响因素对促进作物新品种选育和产量提升具有重要意义。除受自然环境胁迫外，植物自身的遗传网络和代谢 途径都会影响衰老发生的时期。本文综述了植物早衰时生理生化的各种变化以及产量变化。植物早衰引起叶绿素和其他大 分子被降解，叶片光合作用能力显著降低，衰老组织中的营养物质运输到幼嫩组织和生殖器官中。这个过程常伴随着活性氧 （ROS）的积累，以及细胞中抗氧化酶活性的降低，衰老相关基因（SAG）表达量上调，最终导致整个植株过早成熟，产量降低。 该过程是一个受多基因调控的复杂且有序过程，本文对不同物种之间调控早衰的基因网络进行了总结，从转录因子调控、激素 以及蛋白质代谢 3 种途经介绍了早衰调控机制，对今后早衰机制研究方向和育种利用途径提出了看法建议。

小麦籽粒营养丰富，其面粉可制作成多种食品，是全球超过三分之一人口的主食。随着病虫害加重、环境恶化（干旱、高温、盐碱）等生物和非生物逆境的影响，全球小麦安全生产受到的威胁越来越大。为保障全球粮食安全供给和人民生活对优质产品的需要，提高小麦产量和改进小麦品质仍将是重要的育种目标，要求不断创新育种技术和种质资源。近10年来，转基因和基因编辑等生物技术发展迅速，逐步在小麦改良中发挥重要作用。建立了小麦高效遗传转化体系和基因编辑体系，利用农杆菌转化模式基因型的转化效率50%以上，利用CRISPR/Cas9编辑部分基因的编辑效率40%~70%，利用再生相关基因基本克服了转基因和基因编辑研究中基因型的依赖性。通过转基因和基因编辑改良了小麦抗病性、抗逆性、特性品质、产量潜力和生长发育等多个性状，创制了抗白粉病、条锈病、赤霉病、花叶病毒病、穗发芽，以及耐旱、耐盐、低醇溶蛋白、高谷蛋白、高千粒重和雄性不育系、单倍体诱导系等小麦新材料，丰富了小麦种质资源。本研究旨在综述小麦转基因和基因编辑的最新研究进展，并探讨目前研究中存在的问题和可能的解决途径。

蚕豆（Vicia faba L.）是我国重要的食用豆作物，在我国南方为秋播作物，主要生产大粒鲜食型蚕豆，对该地区蚕豆资源进行粒型性状关联分析，发掘与其关联的分子标记，有助于鲜食型蚕豆分子标记辅助育种。本研究以90份秋播区蚕豆资源为材料，于2019 年和 2020 年对其粒型性状进行了表型鉴定；采用 67对多态性的 SSR 标记对群体进行基因型鉴定，共扩增出278个等位变异，平均等位基因数目为4.1，聚类分析将该资源分成 3大类，其中粒长、粒宽和百粒重3个性状值较大的品种主要分布在A类群。在群体结构分析的基础上，利用TASSEL软件的MLM（Q+K）模型分析了67 个SSR标记与粒型性状的相关性，通过关联分析共检测到50个与粒型性状显著相关联的分子标记（P<0.001），其中有29个标记P值小于0.0001。在多年多点的分析中，ICS48和ICS455同时与粒宽和粒重显著关联。根据关联分子标记的稳定性和贡献率，得到3个与粒型相关的优势等位位点：ICS48-H1、ICS51-H1以及ICS455-H3（P<0.0001；r²>18%）。本研究将有助于我国秋播区蚕豆的分子标记辅助选择和分子设计育种。

玉米是我国总产量最大的农作物，它对盐胁迫耐受性较差。玉米主产区日益加剧的土壤盐渍化已成为导致玉米产量和品质下降的主要环境胁迫之一。因此，研究玉米的耐盐机制，改良玉米的耐盐性对保障我国乃至世界玉米生产的可持续发展有重要意义。土壤中盐浓度过高会导致玉米根系外围土壤溶液的水势降低，引起渗透胁迫，而盐离子（Na+、Cl-等）的过量积累会导致离子毒害。近年来，针对离子稳态维持、渗透压维持等关键生理过程，国内外学者通过GWAS、QTL等方法克隆了多个重要耐盐QTL基因，并对其作用机制进行了解析。本文综述了玉米耐盐领域的最新研究进展。

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。

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。

水稻分蘖角度是水稻株型建成的重要性状之一，对水稻产量有着重要的贡献。目前水稻中可利用的分蘖角度调控基因主要有TAC1（Tiller Angle Control 1）和TIG1 （Tiller Inclided Growth 1），需进一步挖掘新的可用基因资源和分子标记以促进水稻理想株型育种。本研究中以大角度的野生稻为供体，小角度的栽培稻珍汕97为受体构建了BC₃F₂群体，在第54号家系中分蘖角度存在分离，利用QTL-seq技术进行水稻分蘖角度的QTL定位，在8号染色体上检测到一个QTL位点。通过对区间内已知基因的序列比对提出TIG1为候选基因。根据TIG1启动子-449 bp处C?T的关键变异设计KASP功能性分子标记，并在定位群体和育成品种中进行了验证，证实利用该KASP标记可以准确地鉴定出TIG1位点的基因型。TIG1在粳稻中以大角度基因型TIG1占绝对优势，而在籼稻中61.40%的品种为小角度基因型tig1，38.40%的品种为大角度基因型TIG1，对水稻株型改良有着重要的潜在利用价值。该KASP标记的开发为水稻分蘖角度的分子标记辅助改良提供了新工具，有望加快水稻理想株型的育种进程。

玉米遗传转化受体主要是未成熟幼胚，经过组织培养形成胚性愈伤组织，进而分化成苗。目前，对玉米胚性愈伤组织形成的分子机理的了解还不深入。为了挖掘调控玉米胚性愈伤组织形成的基因，本研究选取玉米自交系CAL28×郑58的F₃群体中不同表型的愈伤组织进行RNA-seq分析。与愈伤发生差的II型愈伤相比，愈伤发生好的I型愈伤中共检测到4419个差异表达基因，其中1571个基因上调，2848个基因下调。GO富集分析结果表明，差异表达基因主要富集在细胞过程、催化活性、细胞组分等通路中。KEGG富集分析表明，差异表达基因主要富集在苯丙烷生物合成途径和植物激素信号转导途径。在生长素早期响应基因中，8个AUX/IAA家族基因，如IAA23、IAA33、IAA41，和4个GH3家族基因在I型愈伤中上调表达。差异显著基因中共有隶属56个转录因子家族的2968个转录因子，其中与愈伤形成相关的AP2、WOX和LBD转录因子家族基因中的ZmEREB53、ZmEREB206、ZmEREB184、ZmLBD10、ZmLBD24、ZmLBD31、ZmLBD32、ZmWOX5b、ZmWOX9b等在Ⅰ型愈伤中的表达量显著上调，对这些靶标基因进行遗传操作有可能促进玉米愈伤组织形成。本研究发现的靶标基因具有较大的应用潜力，研究结果也为解析玉米愈伤组织形成的分子机理提供了理论参考。

花青素是具有重要生理活性的植物次生代谢产物，而关于花青素合成机制的研究已成为重要的研究热点之一。本研究以花青素类型和含量存在显著差异的紫色种皮“紫珍珠”、红色种皮“红珍珠”、粉色种皮“G110”和白色种皮“白珍珠”为研究材料，取开花下针30天和45天样品进行转录组、代谢组分析以及双组学联合分析。RNA-Seq分析共鉴定出32805个差异表达基因，KEGG富集通量分析表明不同组别具有差异。GO分析结果表明，在氧化还原过程、花色苷化合物生物合成过程和类黄酮生物合成过程中，分别富集到与种皮颜色相关的差异表达基因分别为34个、21个和19个。液相色谱串联质谱（LC-MS/MS）法进行代谢组分析结果表明，差异代谢物包括原花青素、矮牵牛素、芍药素、锦葵素、飞燕草素和矢车菊素以及它们的衍生物；原花青素A1、A2、B2、B3，飞燕草素和矢车菊素在各个比较组显著上调，差异倍数为5.82～19.52。差异代谢物KEGG分析共富集到2条代谢通路，分别是花青素生物合成途径和类黄酮生物合成途径。转录组-代谢组的联合分析结果表明，类黄酮生物合成是种皮颜色形成的关键合成通路，飞燕草素和矢车菊素为主要差异代谢物。筛选出20个关键基因，qRT-PCR分析结果表明，在30 DAF时期基因PAL、4CL、IF7MAT、CHI、F3H、DFR、LAR和LDOX显著上调表达，C-CoA和FLS显著下调表达；在45 DAF时期PAL、HCT-1和DFR显著上调，CHS、C-CoA和FLS显著下调。本研究结果将为深入研究花生种皮花青素合成的分子机理提供信息基础，同时对选育富含花青素的花生品种具有一定参考价值。

花青素是植物中重要的类黄酮化合物，在果实着色、抗逆境等方面起着重要的生理作用。富含花青素的食物对人 体也有良好的保健作用，如抗衰老、防止血管硬化等。花青素的生物合成与积累不仅受到自身结构基因、调节基因以及植物激 素的影响，也会受到外界环境因素（如光照、温度等）的影响。其中，光照是影响植物花青素合成与积累的重要因素之一，因此 解析植物从接收光信号到影响花青素合成的调控机制有重要的生物学意义。HY5（ELONGATED HYPOCOTYL5）作为碱性 亮氨酸拉链（bZIP，basic leucine zipper）类转录因子，在调控植物生长发育的过程中发挥着重要的作用，它是第一个被发现参 与光形态建成的转录因子，在植物花青素生物合成的过程中也发挥着关键性的调控作用。本文综述了 HY5 蛋白在植物花青 素合成通路中响应光信号机制并激活下游转录因子和结构基因的转录特征，概述了该转录因子与 BBX 蛋白互作进而调控花 青素合成积累过程，旨在为后续深入阐明 HY5 介导植株类黄酮化合物代谢及响应光信号机理提供理论依据。

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。

种皮颜色是作物重要的驯化性状和形态标记，绿豆种皮颜色与黄酮类化合物含量有关。挖掘绿豆种皮颜色相关基因有助于开发新品种，提高绿豆种皮的应用价值。本研究以冀绿9号（黑色种皮）和资源330（黄色种皮）为亲本构建F₂分离群体，采用BSA-seq方法进行定位。结果表明，SNPs和InDels关联区域交集位于4号染色体共3.26 Mb的区段，包含324个基因，其中非同义突变基因共49个，移码突变基因15个。进一步开发KASP分子标记进行精细定位，筛选出高质量KASP引物11对。最终将绿豆种皮色位点定位于4号染色体上的KA330~KA421之间，物理距离为16、302、330~18、013、421 bp（1.71 Mb）。结合转录组数据分析和qRT-PCR表达分析共筛选出6个候选基因，其中LOC106758748基因注释为MYB90，其功能为参与调控黄酮类化合物生物合成，故可能是调控绿豆种皮颜色的关键基因。本研究结果可为绿豆种皮色相关基因的克隆和在育种中的利用提供一定的理论依据。

开展水稻种质资源DNA指纹鉴定可以赋予每份种质统一的身份信息，对于查清我国资源家底、评估资源遗传基础、提高资源利用效率和保护种业知识产权等具有重要意义。本研究利用已完成全基因组DNA重测序的5374份水稻种质资源为材料，通过参考样本资源的选择、高质量SNP位点分析以及最优SNP数量和SNP组合的挑选，建立了2套水稻种质资源全基因组DNA指纹标准。通过主成分分析和系统进化树分析，指纹标准1和2选择的SNP可以代表94，197个高质量群体共有SNP进行群体遗传多样性检测；群体遗传相似度分析验证了指纹标准1和2对于开展水稻种质资源遗传相似性鉴定的有效性。本研究有望为水稻种质资源保护与利用以及种业知识产权保护等提供技术支撑，并为其他作物制定全基因组DNA指纹鉴定标准提供参考。