叶色突变是一类十分明显的性状突变，在高等植物的叶绿素合成、叶绿体结构、功能、遗传、分化与发育等基础研究中均具有重要意义。到目前为止，已鉴定多个重要的水稻功能基因，据不完全统计，水稻中至少已定位了79个叶色突变位点，并已成功克隆出多个叶色相关基因，其中OsCHLH、OsCAO1、OsCAO2、chlorina 1、chlorina 9、ygl等直接参与编码叶绿素合成,其余基因均参与叶绿体发育调控。在日本晴(Nipponbare) T-DNA插入突变体库中筛选到一例对温度敏感的白条纹突变体gws (green-white-stripe)，遗传分析表明它来自组织培养过程中的单隐性基因突变。利用gws与培矮64杂交组合的F₂代群体，将Gws精细定位于第六染色体标记InDel 15和InDel 16之间，物理距离为73 kb，此区间内包含13个基因。基因组序列分析发现，突变体在核糖核苷二磷酸还原酶小亚基(ribonucleoside-diphosphate reductase small chain, RNRS1)编码区第314~315碱基发生缺失，第316~317碱基由GC变为TT，导致该基因阅读框移码突变，蛋白质翻译提前终止。该基因是已经报道的水稻白条纹叶基因St1 (Stripe 1)的等位基因，gws突变体较st1突变体的白条纹出现早且明显，gws白条纹表型出现在第2片叶之后，而st1的白条纹表型仅出现在第四或五片叶之后。

抗病性鉴定结果表明，硬粒小麦–粗山羊草人工合成小麦CI191(CPI/GEDIZ/3/GOO//JO69/CRA/4/AE.SQ629)，对我国曾经或现在流行的小麦条锈菌生理小种 CY28、CY29、CY30、CY31、CY32和水源11致病类型4表现免疫或近免疫。基因推导结果显示，CI191对条锈菌的反应型不同于24份已知抗条锈病基因品种(系)，对21个条锈菌生理小种表现抗性，对条锈病菌生理小种86107表现感病反应型(IT 3)。对CI191/铭贤169杂交组合的正交、反交的F₁材料以及F₂代群体进行抗病鉴定与遗传分析，结果表，,CI191对条锈菌小种CY31的抗性受细胞核内的显性单基因控制。利用集群分离分析法(BSA)和简单重复序列(SSR)分子标记分析，发现7个SSR标记与YrC191连锁。构建了包含YrC191的SSR标记遗传图谱，其中Xbarc240与YrC191共分离，Xcfd65、Xbarc187、Xgwm18、Xgwm11位于Xbarc8与YrC191的同侧，与YrC191间遗传距离3.2 cM，Xbarc8与YrC191间遗传距离为1.6 cM，Xwmc419位于YrC191另一侧、遗传距离为3.1 cM。根据SSR分子标记的遗传图谱和在中国春的缺体－四体和双端体的定位结果，将YrC191定位到小麦染色体1BS上。YrC191基因的4个SSR标记和Yr26的1个STS标记可以明显地区分YrC191与染色体1BS上的其他抗条锈病基因，如Yr24、Yr26/YrCH42、Yr10、Yr15 和YrC142等。

为了研究PUL基因的变异对稻米蒸煮食味品质的影响，分别以籼稻品种桂朝2号和粳型糯稻品种苏御糯互为供体和轮回亲本，通过分子标记辅助选择，经过多代回交构建了PUL基因的近等基因系，分析了各近等基因系和轮回亲本的蒸煮品质指标。结果表明，近等基因系与轮回亲本在直链淀粉含量、胶稠度和淀粉晶体结构等指标上没有显著差异，而淀粉的热力学特性和淀粉黏滞性等指标存在显著的变化。说明PUL基因是影响稻米蒸煮品质的重要基因之一。来源于籼稻桂朝2号和粳稻苏御糯的PUL等位基因在功能上已经发生明显的分化。本研究中基于PUL基因序列差异设计的分子标记可以直接用于水稻品质的改良。

选用不同来源的6个棉花品种作亲本, 按照Griffing P(P–1)/2不完全双列杂交方法配制15个杂交组合。应用QTL检测体系的主位点组基因型和基因效应, 估计主位点组霜前皮棉产量杂种优势并分析有利位点组与杂种优势的关系。结果表明, 霜前皮棉产量主位点组解释的变异占表型变异的36.79%, 主位点组与环境互作解释的变异占表型变异的33.46%, 环境解释的变异占表型变异的10.37%, 微位点组解释的变异很低, 占表型变异的3.27%。6个棉花品种的霜前皮棉产量的遗传受5个主位点组基因控制, 其加性效应(a_J)分别为5.99^{**、-1.26**、-0.92**、-0.75和3.01, 显性效应(d_J)分别为2.55**、4.16**、7.95**、5.32**和-7.71**各主位点组基因的效应方向、大小不等。主位点组中亲优势变幅15.55%~133.56%, 平均63.34%, 高亲优势变幅15.39%~93.82%, 平均44.56%。棉花霜前皮棉产量杂种优势主要取决于主位点组基因的杂合性。在棉花育种实践中, 通过分析亲本及组合的主位点组基因型, 能够得到有价值信息。配制早熟、高产杂交组合的同时, 结合分子聚合设计育种, 把优质、抗病虫、抗逆等性状集于一体, 可培育出综合性状优良的常规品种, 从而提高育种效率。,}

以茶树品种龙井43幼根为材料，构建cDNA文库并测序，获得4833条EST序列，拼接后得到3482条无冗余EST，总长2290 kb。对其进行SSR搜索，共检测到577个SSR位点，分布于500条茶树幼根EST中，其中含有EST-SSR的序列占14.36%，平均每3.97 kb出现一个SSR。利用Primer premier 5.0，对含有SSR的EST设计引物416对, 通过退火温度和多态性筛选，确定可用的引物及其最佳退火温度，并从筛到的引物中选取63对及1对已发表引物作为核心引物，对浙江省茶树地方品种和选育品种进行遗传多样性和遗传结构分析。结果显示64对引物均在供试材料中表现出多态性，共检测到232个等位位点，平均每对引物3.6个；每对引物可鉴定的基因型为2~13个，平均4.3个。供试材料多态性信息量(PIC)介于0.02~0.84，平均0.44；扩增位点的观测杂合度平均为0.44，期望杂合度平均为0.48。地方品种的遗传多样性水平略高于选育品种(系)。不同地方资源群体多态性信息量为0.24~0.36，举岩群体的多样性最高，惠明群体的多样性最低。浙江各地区以杭州资源的多态性最高，PIC达0.41；丽水的多态性最低，PIC为0.24。Structure 2.2群体结构分析和UPGMA聚类分析表明，地方品种、选育品种(系)具有相对独立的群体结构，选育品种(系)根据亲缘关系的不同形成不同的类群。

发掘粳稻种子活力性状的优异等位变异和携带优异等位变异的载体材料可为培育适于直播的高活力粳稻品种提供遗传信息和育种材料。以太湖流域粳稻94个品种构成的自然群体和粳稻品种秀水79与粳稻恢复系C堡衍生的247个重组自交家系(RIL)群体为试验材料，利用斜板发芽法发芽，调查生长7 d的幼苗根长、苗高和干重3个种子活力性状，采用Tassel软件中的GLM方法和Win QTL Cartographer 2.5软件中的CIM方法进行种子活力性状的QTL分析，发掘有利等位变异和相应载体品种。结果表明：(1) 在太湖流域粳稻自然群体中共检测到11个与种子活力性状相关联的SSR标记位点，共发掘出42个控制种子活力性状的优异等位变异，其中控制根长的17个，控制苗高的13个，控制幼苗干重的12个。携带种子活力性状优异等位变异且效应值较大的载体材料有滇屯502选早、扬稻6号、开青、籼恢429和C堡等。(2) 在RIL群体中共检测到9个与种子活力性状相关的QTL，其中2个控制根长，4个控制苗高，3个控制幼苗干重。除控制幼苗干重的qDW-2a的有利等位变异RM525-143 bp来自秀水79以外，其余8个位点的有利等位变异均来自C堡。(3) 两类群体均在第1染色体上检测到与根长关联的SSR标记位点，均在第2、第8和第11染色体上检测到与苗高关联的位点，均在第2染色体上检测到与幼苗干重关联的位点，且在自然群体中检测到优于和多于家系群体的等位变异。

以实践八号育种卫星1×g离心机、铅屏蔽室和卫星舱内同时搭载处理的3个小麦品种为材料，分别分析同一飞行环境下空间辐射、空间微重力和空间综合环境作用对小麦的损伤特点，比较研究其对小麦品种的诱变效应。结果表明，空间综合因素处理抑制了小麦轮选987和新麦18当代(SP₁代)的苗期生长，而对周麦18没有显著影响，空间辐射单因素处理只对轮选987有显著的抑制作用，而空间微重力对3品种的抑制作用都不显著；成熟后3种处理对各农艺性状的影响都不存在显著差异。3个小麦品种SP₂代均出现株高、穗长、千粒重等多种表型性状突变；轮选987和新麦18都表现空间综合环境因素诱发的突变频率高于其他2个单一因素，而空间微重力的突变效应最小。在新麦18空间综合因素处理的群体中，还发现了叶片条纹状白化突变体(0.48%)并可以遗传到后代。上述结果证实，在空间条件下宇宙射线和微重力的共同作用具有累加的效应，宇宙射线是产生变异的主要因素，空间微重力的单独作用也可以导致变异的产生。

为探讨小麦株高杂种优势的分子遗传基础，以小麦品种花培3号和豫麦57杂交F₁经染色体加倍获得的DH群体168个株系为材料，构建了一套含168个杂交组合的“永久F₂”群体。利用复合区间作图法，在3个环境中进行了基于QTL定位的株高杂种优势分析，共检测到3个加性效应位点、2个显性效应位点、4对上位效应位点(包括加性×加性、加性×显性、显性×加性和显性×显性)和20个杂种优势位点。位于2D、4D和5B₂染色体上的Qph2D、Qph4D和QPh5B₂在3个环境中同时被检验到，受环境影响小，表达稳定。在2D染色体上相近的区域定位出多个杂种优势位点, 其中Qph2D-2和Qph2D-7可解释杂种优势表型变异的29.77%和55.77%。在7D染色体的Xwmc273.2–Xcfd175之间定位出同一个杂种优势位点Qph7D-2。结果表明，在2D、4D和7D染色体上这些区域存在一些对小麦株高的杂种优势起重要作用的位点。

从小麦品种中国春中克隆了编码光敏色素基因B的脱辅基蛋白，将其定位于4D染色体的长臂上，并命名为TaPhyB3。TaPhyB3的开放阅读框为3 501 bp，编码一个具有1 165个氨基酸、128 kD的蛋白质。它与水稻、玉米和拟南芥在氨基酸水平上的一致性分别为93%、90%和73%。对不同光线处理7 d小麦植株表达的分析表明，TaPhyB3在黑暗中表达最低、在白光下的表达水平最高，在远红光、红光、蓝光和白光下的表达水平分别是黑暗中的2.2、7.7、7.4和37.3倍。组织特异性表达分析表明，TaPhyB3在小麦幼苗所有组织中都表达，叶片中的表达水平是根的11.4倍。推测TaPhyB3的表达水平与小麦的光形态建成的程度呈正相关。

利用苎麻下胚轴高频再生体系，将携带人工合成的CryIA杀虫基因和CpTI基因的高效双价杀虫基因的植物表达载体pGBI4ABC转化到苎麻主栽品种中苎1号中。经根癌农杆菌侵染和共培养后，用50 mg L^–1卡那霉素+ 300 mg L^–1头孢霉素筛选共获得32株抗性植株; PCR检测显示26株为阳性, 占80%。Southern杂交结果证实, 外源基因已经整合到苎麻的基因组中。这项研究为最终创造兼抗鳞翅目及鞘翅目等害虫的苎麻种质材料奠定了基础。

收集具有代表性的BT型粳稻不育系、保持系及恢复系各16个，共配制229个杂交粳稻组合，就三系亲本的性状特征、粳稻的杂种优势、不同性状亲子间的相关性进行了研究。结果表明：(1) 恢复系和保持系的潜在库容相近，但恢复系分蘖性较弱、结实率和千粒重较低，单株产量显著低于保持系。恢复系的垩白度显著高于保持系，直链淀粉含量极显著低于保持系。改良外观品质和提高结实率是今后恢复系选育的主要目标。(2) 杂交粳稻普遍存在较强的中亲优势，多数性状的超亲优势不强，但在生长势上则表现非常明显的竞争优势。杂交粳稻大穗优势突出，但结实率多表现负向优势，是目前制约杂交粳稻产量优势发挥的主要限制因素。(3) 杂种的多数性状由不育系和恢复系共同决定，杂种与中亲值的相关性最好。比较而言，抽穗期、穗总粒数等性状与不育系关系较为密切，株高、穗实粒数、结实率、品质性状与恢复系关系较为密切。

利用图像分析方法定量研究水稻根系形态特征指标的变化规律。通过实施不同水氮处理和不同品种的水稻桶栽试验，选用WinRhizo (WR)软件的不同模式(LM和T200)分析根系图像，分别提取根直径范围0~0.30 mm和0.25~1.80 mm的根系形态数据，并与基于Image-Pro Plus 6.0软件(IP)的根直径和不定根长的测量结果进行比较分析；确定了3种水稻品种不同类型根直径的范围；对不同生育时期水稻根长、根体积、根表面积、根系干重和不定根数量等水稻根系形态特征指标变化差异，以及分枝特征进行了分析。结果表明：(1)基于WR软件LM和T200模式下的根直径测量结果与基于IP软件的测量结果之间NRMSE分别为5.44%和10.95%。(2)界定细分枝根直径范围为0.03~0.10 mm，扬稻6号(V3)粗分枝根和不定根分别为0.10~0.30 mm和0.30~1.65 mm，而日本晴(V1)和武香粳14(V2)分别为0.10~0.25 mm和0.25~1.40 mm，不定根长与IP测量结果进行比较，其NRMSE为10.78%~12.01%。(3)各指标抽穗前增长迅速，之后增长减缓或衰老下降；不同氮肥处理间各指标分蘖至成熟均差异显著，增施氮肥可促进根系生长，明显提高不定根比例；适当控水可促进根系生长，明显提高分枝根比例；品种V3自分蘖期到成熟期各指标均显著高于V1和V2，V1与V2间差异不显著。本研究表明，本方法具有较好的精度和可行性，为推进水稻或其他作物根系的定量研究提供了参考。

以黄色(特爆2号)、红色(西星赤糯1号)、紫色(紫糯香)和黑色(西星黑糯1号) 4种颜色的玉米为材料，通过徒手切片以及分光光度法，研究了玉米籽粒色素的组成、分布和积累规律。结果显示，西星赤糯1号玉米籽粒色素主要由花色苷和类胡萝卜素构成，花色苷主要存在于果种皮中，类胡萝卜素主要存在于胚与胚乳中；特爆2号玉米籽粒色素主要由类胡萝卜素构成，分布于胚与胚乳中；紫糯香及西星黑糯1号玉米籽粒色素主要由花色苷构成，主要存在于糊粉层中。除西星赤糯1号的花色苷积累首先出现于胚上方的花柱遗迹附近外，其余品种色素均首先在籽粒顶端出现，随后向四周延伸。玉米籽粒色素(除紫糯香)吸收峰随时间的变化先升高后降低。灌浆前期玉米果穗色素含量上部>中部 >下部，到灌浆后期，中部色素含量大于其他两部分色素含量。

土壤微生物在地球化学循环、土壤有机质周转以及土壤肥力与质量方面发挥重要作用。选取双季稻区6种主要的水稻土类型，应用磷脂脂肪酸(PLFAs)分析方法，研究土壤类型对土壤微生物的结构和多样性的影响。结果表明，6种不同的土壤类型中共检测出了21种不同的磷脂脂肪酸类型，其中紫色土磷脂脂肪酸总量最高，达到107.05 ng g^-1干土，河沙泥磷脂脂肪酸含量最低，为59.75 ng g^-1干土。从革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、真菌及相互间的比值变化看，6种土壤类型间差异较大。主成分分析结果表明，第一主成分和第二主成分可以解释总变异的76.7%，除C16:0外，大部分的非饱和脂肪酸和环式脂肪酸的变异可以在第一主成分中反映出来，第二主成分主要反映含羟基的脂肪酸变异。

使用影响胞内Ca²⁺库和钙通道的药物预注射小麦叶片，观察其对小麦受叶锈菌侵染诱发的过敏反应(HR)的影响。结果表明，对小麦叶片预注射不同浓度的胞内Ca²⁺螯合剂(BAPTA-AM)后接种叶锈菌小种260，随着注射药物浓度的增高，寄主细胞发生HR的面积逐渐减小。而注射胞内Ca²⁺激活剂(caffiene)后接种，HR的面积有所增加。进一步用胞内Ca²⁺通道抑制剂(herapin、RR和8-Br-cADPR)预处理，结果herapin对HR的影响呈浓度依赖型，而RR和8-Br-cADPR对HR没有明显作用。据此提出，胞内Ca²⁺可能参与小麦抵抗叶锈菌侵染过程中钙信号的形成，且这一过程主要通过IP₃途径完成。

为了探讨玉米生长过程中适宜的施氮量，以加拿大玉米品种Pioneer 38B84为试验材料，在底施氮为45 kg hm^-2和基本苗7.9万株 hm^-2条件下，研究追氮量0、34、68、101、135、169和203 kg hm^-2以及氮饱和参考小区等8个处理对吐丝后玉米穗位叶SPAD值、Dualex值、地上部生物量及产量的影响。结果表明，SPAD值、地上部生物量以及产量均随追氮量增加而增加，Dualex值随追氮量增加而降低。追氮101、135、169和203 kg hm^-2处理的SPAD-氮饱和指数(SPAD-NSI)在各测定日期均大于0.95。追氮101 kg hm^-2处理的Dualex-NSI在吐丝后18~46 d大于0.95；追氮135、169和203 kg hm^-2各处理的Dualex-NSI在各测定日期均大于0.95。SPAD 值、Dualex 值、SPAD-NSI和Dulaex-NSI均与追氮量显著相关。在拔节期追氮101 kg hm^-2 或135 kg hm^-2即可满足玉米生长对氮素的需求，获得最大的经济产量。当超过最大产量施肥量时，氮肥用量的增加对SPAD值、Dualex值、地上部生物量以及产量均无显著影响。追肥不仅可达到与氮饱和参考小区同样的产量效果，而且还可减少氮肥的施用量，减少种植者的经济投入。在本试验条件下，基施氮45 kg hm^-2，在拔节期适宜的追氮量为101 kg hm^-2或135 kg hm^-2。SPAD叶绿素仪与Dualex仪均可用来诊断玉米的氮素营养状况。

以普通玉米、糯玉米和爆裂玉米为试材，比较研究了籽粒胚乳细胞数目、物质积累特点、激素含量变化和淀粉合成相关酶活性等方面的类型间差异。结果表明，3种类型玉米籽粒胚乳细胞增殖进程早于干物质的增加进程，普、糯、爆籽粒胚乳细胞数目分别在授粉后24、18和13 d达到最大值，粒重分别在授粉后45、40和30 d达最大值；在籽粒淀粉积累全程，糯玉米总淀粉含量高于同时期普通玉米和爆裂玉米，尤其是在授粉后30 d内差异最明显，普通玉米与爆裂玉米间差异不大；籽粒淀粉积累速率的类型间差异主要表现在积累速率极值大小及其出现时间的早晚两个方面，糯玉米淀粉积累速率最大值分别是普通玉米和爆裂玉米的1.61倍和1.34倍，糯玉米淀粉积累速率最大值出现在授粉后10 d，普通玉米和爆裂玉米则在授粉后20 d。普通玉米的胚乳细胞数目与籽粒灌浆速率极显著正相关，糯玉米显著正相关，爆裂玉米相关不显著。在整个籽粒充实期，普通玉米籽粒的玉米素(ZR)含量都高于同时期的糯玉米和爆裂玉米，而糯玉米又高于爆裂玉米；籽粒生长素(IAA)、脱落酸(ABA)和赤霉素(GA₃)含量在3个类型间的差异规律则与ZR刚好相反。3个品质类型的籽粒蔗糖合成酶(SS)活性类型间差异不显著，但在籽粒充实后期普通玉米SS活性下降最慢，而爆裂玉米下降最快；糯玉米的可溶性淀粉合成酶(SSS)和ADPG焦磷酸化酶(ADPGPPase)的籽粒充实期平均活性明显高于普通玉米和爆裂玉米；爆裂玉米的束缚态淀粉合成酶(GBSS)的籽粒充实期平均活性高于普通玉米和糯玉米。

以抗旱甘蔗品种ROC22为材料，调查水分胁迫及胁迫加喷施脱落酸(ABA)对甘蔗内源ABA合成及相关生理生化作用的影响。结果表明，干旱及干旱加外施ABA的条件下，甘蔗内源ABA合成水平上升，但干旱加ABA处理增幅更显著，甘蔗叶内的脯氨酸(Pro)、H₂O₂、丙二醛(MDA)含量增加，而ABA处理能缓解MDA的积累，使其含量处于低水平，ABA处理能防止叶绿素降解并对干旱引起的最大光能转化效率(F_v/F_m)、PSII实际量子效率(Φ_PSII)下降有明显的缓解作用。干旱条件下，H₂O₂的积累伴随着抗氧化作用的酶CAT、GPX、GR和APX的活性提高，而ABA处理能进一步提高这些相关酶的活性而逐渐降低H₂O₂的含量，表明干旱条件下，外施ABA能增强甘蔗的抗氧化防护系统，提高抗旱性。

选用玉米品种先玉335、郑单958和吉单209，设计了6.0、7.5、9.0和10.5万株 hm^-2 4个种植密度。测定了不同生育时期(吐丝期为重点)的叶片叶绿素含量、可溶性糖含量、全氮含量与碳氮比的动态变化。结果表明，3个品种的叶片叶绿素含量在灌浆期最高，可溶性糖含量在吐丝期最高，碳氮比在吐丝期与成熟期出现2个高峰；叶绿素含量、灌浆期光合速率、叶片可溶性糖、全氮、碳氮比均随种植密度增加而降低；吐丝后光合速率呈下降趋势；吐丝后生育天数与叶绿素含量、光合速率、可溶性糖、C/N呈二次曲线关系，与全氮含量呈线性关系；高种植密度主要影响叶片碳代谢；叶绿素含量不是影响吐丝后光合速率的主要因素。不同基因型耐密性不同，先玉335最好，郑单958次之，吉单209最差。

植物组织中氮素气态挥发损失可能与其氮效率密切相关。探讨不同氮效率基因型水稻地上部NH₃挥发特征及其与氮效率的关系,可为氮高效基因型的筛选提供理论依据和技术指标。本试验采用4个氮浓度进行盆栽液培，以扬稻6号、BG34-8、武育粳3号和珍汕97B等4个水稻品种为材料，研究水稻NH₃挥发速率(ammonia volatilization rate, AVR)与氮利用效率的关系。结果表明，各基因型的AVR在各生育期的变化趋势不完全相同，扬稻6号和武育粳3号在幼穗分化期最高，分别为11.0和10.4 mg N h^-1 pot^-1，而BG34-8和珍汕97B的AVR在孕穗期最高，分别为22.5和23.4 mg N h^-1 pot^-1；对相同的基因型，随培养液中氮浓度的增加，植株的AVR增大，氮低效基因型珍汕97B和武育粳3号的增幅大于氮高效基因型扬稻6号和BG34-8；在培养液中氮浓度较高时(80 mg N L^-1)植株地上部AVR与氮素积累量、氮素籽粒生产效率、氮肥农学利用率和氮肥生理利用率呈显著或极显著负相关 (r= -0.6768**、-0.6158*、-0.6667**、-0.8353**)。综上所述，水稻植株的AVR存在基因型差异，氮高效基因型的AVR较低；在高氮浓度液培条件下，较低的AVR可作为氮高效材料筛选指标。

为了解北方冬麦区小麦抗旱品种的遗传多样性，筛选株高相关标记的等位变异，选用117个均匀分布于小麦各条染色体的SSR标记，对136份小麦抗旱品种进行分析。共检测到1 484个等位变异，平均每个标记12.6个等位变异，变化范围为2~42个，供试材料的遗传信息含量(PIC)变化范围为0.016~0.941，平均为0.640。聚类分析把同一地区或育种单位育成的品种、具有共同亲本的姊妹品种聚为一类，部分相近年代选育的品种也分别聚在一类，国外材料的基因导入对育成品种的遗传基础产生了影响。关联分析表明，在旱地条件下与株高显著相关的标记有19个(P<0.01)，其中6个极显著相关(P<0.001)；在水地条件下与株高显著相关的标记也有19个，其中7个极显著相关。水、旱两种条件下共检测出与株高极显著相关的标记9个，分别是Xbarc125(7D)、 Xbarc168(2D)、 Xgwm126(5A)、 Xgwm130(2B)、 Xgwm212(5D)、 Xgwm285(3B)、 Xgwm495(4B)、 Xgwm95(2A)、 Xwmc396(7B)，其中Xgwm285的220 bp、Xgwm495的181 bp、Xgwm212的99 bp和Xbarc125的167 bp等位变异是与矮秆关联的优异等位基因。

采用cDNA-AFLP差异显示技术对大豆细胞质雄性不育系NJCMS2A与其保持系NJCMS2B间基因差异表达进行研究，结果从NJCMS2A花蕾中分离到一个差异表达片段，对该差异片段进行克隆、测序和序列比对分析，Blast检索结果显示它与大豆基因组中Gm13上g29510.1cDNA片段的同源性达98.7%，与大豆中一个MADS-box基因的同源性达98%，氨基酸序列比对结果表明它与大豆中一个MADS-box蛋白有96%的同源性，与豌豆中MADS-box M7蛋白有83%的同源性，与苦瓜中MADS-box2蛋白有88%的同源性，与海岛棉典型的MADS-box基因编码的AGAMOUS蛋白保守区有83%的同源性，进一步对其氨基酸序列进行结构和功能预测显示该差异片段具有MADS-box转录因子的典型结构域K-box，证明其编码蛋白为一MADS-box转录因子，半定量RT-PCR分析结果显示其在NJCMS2A花蕾中表达量很高，而在NJCMS2B花蕾中表达量很低，推测该差异片段可能与大豆细胞质雄性不育有关。

利用绿豆及其近缘种的701对SSR引物对现有绿豆遗传连锁图谱进行补充，结果在高感豆象绿豆栽培种Berken和高抗豆象绿豆野生种ACC41两亲本间筛选到多态性SSR引物103对。群体分析后，结合其他分子数据，使用作图软件Mapmaker/Exp 3.0b，获得一张含有178个遗传标记和12个连锁群，总长1 822.9 cM、平均图距10.30 cM的新遗传连锁图谱，其中96个SSR标记，90个来自绿豆近缘种，RFLP标记76个、RAPD标记4个、STS标记2个；对32个绿豆、小豆共用SSR标记在遗传连锁图谱的分布分析发现，二个基因组间有一定程度的同源性，共用标记在连锁群上的排列顺序基本上一致，只有部分标记显示绿豆和小豆基因组在进化过程中发生了染色体重排；利用新图谱对ACC41的抗绿豆象主效基因重新定位，仍定位于I(9)连锁群，与其相邻分子标记的距离均小于8 cM，其中与左翼SSR标记C220的距离约2.7 cM，该标记来自菜豆的第9连锁群。与原图谱比较，新定位的抗性基因与其相邻标记的连锁更加紧密。

以陆地棉重组自交系RIL为材料，采用RIL系间随机交配的方式构建了一个含有188个组合的IF₂群体。对该群体的棉花纤维品质性状表现进行了评价，并采用A、D遗传模型对其纤维品质性状的遗传效应和杂种优势进行了分析。结果表明，陆地棉IF₂群体中5个纤维品质性状均呈现良好的正态分布，且各性状的表型平均值大多与F₁杂交种相近，具有明显的杂种优势。显性与环境的互作效应是控制棉花纤维品质遗传的主要因素，其次是基因的加性效应，环境因素对于棉花纤维品质的杂种优势表现巨大的影响，两个环境中预测到的杂种优势值具有明显的差异。IF₂群体是棉花数量性状遗传和杂种优势预测的优良研究群体。

在本实验室前期研究的干旱胁迫相关的抑制差减文库(SSH)中，发现一个玉米干旱胁迫诱导表达的EST序列，与拟南芥AtCKS2和AtCKS1基因有较高的同源性。应用生物信息学手段和同源克隆的方法，分离得到该基因，命名为ZmCKS2。序列分析表明该基因开放阅读框区267 bp，编码88个氨基酸。ZmCKS2蛋白含有真核生物中高度保守的CKS (cyclin-dependent kinase regulatory subunit)结构域。应用在线分析软件预测该基因上游2 kb序列表明，该序列具有启动子的核心序列和增强子序列，同时还具有与干旱等多种逆境胁迫相关的调控序列。应用实时荧光定量PCR分析表明该基因在幼穗中表达量最高，且受干旱和MeJA诱导上调表达，受冷和外源ABA诱导下调表达。

利用RT-PCR技术，从条锈菌诱导的小麦叶片中分离出一个编码CaM基因的cDNA序列, 经氨基酸序列分析确定其为一个新的小麦CaM亚型，暂被命名为TaCaM5。TaCaM5包含一个完整450 bp的开放阅读框，编码149个氨基酸；编码的蛋白不含跨膜区、无信号肽、定位在胞内，具有4个EF-hand保守结构域。在目前已知的CaM基因中，TaCaM5与玉米CaM基因的亲缘关系最近，相似性高达97%。该基因在根、茎、叶等组织中均有不同程度的表达；并且受条锈菌诱导表达，在非亲和组合与亲和组合中，分别在接种后6 h和24 h表达量最高。外源植物激素脱落酸、茉莉酸甲酯和乙烯诱导TaCaM5上调表达，水杨酸诱导其下调表达。TaCaM5在机械伤害、干旱和低温条件下表达量上升，在高盐环境下表达量降低。表明TaCaM5可能通过茉莉酸和乙烯等信号途径参与小麦对条锈菌的防御反应，同时参与机械伤害、低温和干旱环境下的Ca²⁺-CaM信号转导途径。

以2个棕色和3个白色纤维陆地棉做完全双列杂交，分析陆地棉棕色纤维的遗传效应、长绒与短绒的遗传相关及F₁的色泽差异。用扫描仪获取长绒和短绒图像，利用Photoshop 9.0获取图像RGB信息、量化纤维色泽。按照QGAStation软件中的ADM和AD模型，采用MINQUE法分析, 调整无偏预测法(AUP)预测各遗传效应值。结果表明, 棕色棉的长绒和短绒的遗传规律一致，其加性和显性遗传方差均极显著，其中, 长绒的加性遗传方差比率为0.8501，约为显性遗传方差比率的6倍，短绒的加性遗传方差比率为0.8726，约为显性遗传方差比率的8倍；相关分析显示长绒和短绒的基因型和表现型均达显著相关，基因型相关系数达0.9935；5个亲本加性效应均不相同，但均达极显著水平，其中，棕色棉为正效应，白色棉为负效应。说明棕色纤维陆地棉的长绒和短绒色泽的遗传变异主要来自加性和显性效应，其中加性效应起主导作用；长绒和短绒的色泽遗传存在连锁和互作；因不同品种(系)的加性效应大小不同，造成不同F₁纤维色泽的表现差异。

铁对人体的健康十分重要，缺铁已对人类健康和世界经济造成巨大影响。针对我国水稻生物强化育种工作中存在的样品加工过程铁污染严重，以及缺少适合育种群体大规模简便、快速的铁浓度检测手段，本研究发展了一种振荡研磨加工方法和基于邻二氮菲染色的比色测定方法。在研磨程度相同的情况下，经铁制精米机械加工的18个样品中有一半样品的铁浓度显著高于振荡研磨加工的，表明铁制精米加工机械对水稻精米加工存在明显的铁污染。本研究发明的精米振荡研磨加工方法，可以消除加工机械对样品加工过程中的铁污染。尽管对59个铁生物强化后代的测定平均铁浓度邻二氮菲比色法要比ICP-MS高出2.98 mg kg^-1，但两者的相关系数高达0.87，表明该测定方法适用于大批量育种群体精米铁浓度的初步筛选。与ICP-MS相比，邻二氮菲比色法具有简便、快速和低成本的特点。以铁浓度高的水稻种质为供体，导入广西本地高产品种背景，对分离后代采用上述加工和检测方法进行筛选，育成新品系精米的铁浓度比原品种提高了3倍。

为了解裸燕麦种质资源的抗氧化特性及其抗氧化作用的物质基础，选用和检测了120份国内外裸燕麦种质。其DPPH清除能力及总酚、生物碱和β-葡聚糖含量的变幅分别为4.34~179.98 mg L^-1、250.99~807.88 mg kg^-1、25.21~347.55 mg kg^-1和0.59%~9.69%，表现出明显的基因型差异，不同来源地和不同种质类型裸燕麦的抗氧化能力和生物碱含量差异较大。采用K-mean cluster快速聚类法将其聚为6大类群，分别由20、39、2、22、12和25份种质组成。燕麦籽粒抗氧化能力与其总酚、生物碱含量呈极显著(P＜0.01)正相关，但与β-葡聚糖含量无显著相关性。表明裸燕麦抗氧化能力与其籽粒中所含的总酚和生物碱类物质密切相关。本研究还筛选出一批高抗氧化的燕麦种质资源，有望用于高抗氧化性燕麦品种的培育。

以氮利用高产高效型和低产低效型的12个粳稻品种的大田试验研究了225 kg hm^-2纯氮水平下株型特征的类型间差异，以及株型特征、倒伏性状、产量和氮肥利用率的相互关系。结果表明，水稻上三叶的叶长、叶披垂度，氮高产高效型品种显著低于氮低产低效型，平均分别低9.29%、65.3%；上三叶的叶宽、群体LAI、有效LAI、高效LAI和比叶重，氮高产高效型平均分别比氮低产低效型高29.25%、8.27%、13.32%、6.66%和5.82%。相对于氮低产低效型品种，氮高产高效型品种植株茎秆节间配置合理，抗倒能力增强。水稻的产量、氮肥利用效率与植株上三叶的叶长、叶披垂度均呈显著或极显著负相关，与上三叶的叶宽、群体LAI、有效LAI、高效LAI和比叶重呈显著或极显著正相关，与抗折力、弯曲力矩和秆型指数呈显著或极显著正相关。尤其是剑叶、倒三叶的叶长和叶宽对氮素利用效率的作用较大。说明良好的株型结构是氮肥利用效率提高的前提。

为阐明种植密度、氮肥和水分胁迫对不同玉米品种产量形成的影响，选用6个玉米品种，在两种密度(45 000株 hm^-2和75 000株 hm^-2)、两种施氮水平(纯氮112.5 kg hm^-2和337.5 kg hm^-2)和两种水分(前期干旱控水和正常灌水)处理下进行大田试验，调查玉米源库性状的主要生理参数和籽粒产量。结果表明，在环境压力较小时(低密度、高氮和正常灌水)，玉米品种间籽粒产量、源性状(叶面积指数、穗位叶净光合速率和群体源供应能力)、库性状(群体库容量)、源库协调性状(群体库源比值、籽粒灌浆速率和收获指数)以及成熟期干物质积累量和吐丝期至成熟期干物质积累量差异较小，而逆境胁迫下(高密度、低氮和干旱)，差异较大。环境压力较大时(高密度、低氮和干旱)，叶面积指数、群体源供应能力、成熟期干物质积累量、吐丝期至成熟期干物质积累量、群体库容量和收获指数与籽粒产量呈显著或极显著正相关。由此说明，在玉米品种产量改良中要强化逆境人工选择，以适应自然选择，改善玉米品种逆境下的群体源库性状，增强吐丝期至成熟期叶片的光合生产效率，强源促库，提高逆境下的生产能力和适应性。

以北方粳型超级稻代表品种沈农265和沈农606为试材，秋光和辽粳294为对照，采用盆栽试验，在不同生育时期测定根系伤流速度、根系吸收面积、单株根系氧化力和叶片叶绿素含量、净光合速率、蒸腾速率和气孔导度。结果表明，沈农265和沈农606在整个生育期内根系吸收面积、单株根系氧化力和伤流速度都显著地高于对照品种，特别是在生育后期，根系衰老缓慢，生理活性强。在灌浆结实期，两个品种的叶绿素含量和光合速率与对照品种差异显著，光合特性下降速度明显慢于对照品种。说明超级粳稻沈农265和沈农606具有明显的根系生理优势和叶片光合优势，灌浆结实期根系生理活性与叶片叶绿素含量呈显著正相关。