甘蓝自交不亲和性是由多态性的S位点基因编码的蛋白质介导的信号传导途径实现的。该信号传导途径由8个蛋白质元件(SLG、SCR、SRK、MLPK、THL、ARC1、Exo70A1和MIP-MOD)组成, 本文详细综述了这些元件的编码基因、蛋白质元件的结构和功能, 以及元件间的相互作用所构成的信号传导过程。在此基础上, 根据新进展提出了今后可能的研究重点, 以期为包括甘蓝在内的芸薹属自交不亲和性的深入研究提供新的内容。

大豆胞囊线虫3号生理小种在我国已发现的8个小种中分布最为广泛，严重影响大豆生产。中品03-5373 (ZP03-5373)是对3号小种免疫的优良抗源。本研究以中品03-5373为母本，与感病品种中黄13 (ZH13)杂交建立包含254个家系的重组自交系群体，利用SSR、EST-SSR、InDel和SNP等506个分子标记对该分离群体进行基因型鉴定，构建全长为2651.9 cM的遗传图谱，标记间平均距离为5.24 cM。结合抗性鉴定数据，在中品03-5373中检测到3个控制大豆胞囊线虫3号生理小种的QTL区间，分别位于Gm07 (SCN3-7)、Gm11 (SCN3-11)和Gm18 (SCN3-18)。其中SCN3-18可解释29.5%的抗性变异，为主效抗性位点；SCN3-7和SCN3-11分别控制6.2%和5.5%的抗性变异，为微效位点。SCN3-7与SCN3-18间存在显著的上位性互作。通过对中品03-5373祖先亲本2个QTL区间(SCN3-7和SCN3-11)侧翼标记的系谱追踪，进一步证明SCN3-7和SCN3-11与大豆胞囊线虫3号抗性相关。

以Glu-1位点正常和部分缺失的小麦品系为材料，探讨HMW-GS和LMW-GS组成与谷蛋白聚合体粒度分布和面团特性的关系，为利用HMW-GS缺失系改良小麦品质提供理论依据。在20个供试硬白冬麦品系中，1个品系为Glu-A1位点缺失，5个品系为Glu-D1缺失，3个品系为Glu-A1和Glu-D1双缺失。所有品系的蛋白质含量皆较高(13.39%~14.12%)，品系间无显著差异，缺失系与非缺失系间也无显著差异。Glu-1位点缺失显著降低了高分子量谷蛋白/低分子量谷蛋白比(HMW/LMW)、不溶性谷蛋白大聚体的含量和百分比。谷蛋白/醇溶蛋白比(GLU/GLI)在基因型间变幅较小，且在缺失系和非缺失系间无显著差异。Glu-1位点缺失显著降低了面团弹性，但显著提高了面团的延展性。部分Glu-1位点缺失系仍具有较高的面团强度和突出的延展性，谷蛋白聚合体粒度分布和面团特性受谷蛋白亚基组成和表达量的共同影响。研究结果表明，利用Glu-1位点亚基缺失可能是改善面筋延展性，提高食品加工品质的方法之一。

NAC转录因子在植物应答非生物胁迫中起重要作用。利用生物信息学分析推测花生栽培种转录因子基因AhNAC4 (登录号为HM776131.1)属于抗旱相关转录因子基因，对比栽培品种山花11 AhNAC4的2条cDNA序列(ShrNAC4-a和ShrNAC4-b)及其相应的DNA序列(ShNAC4-a和ShNAC4-b)表明，AhNAC4全长为1244 bp，编码区长度为1050 bp，含有2个内含子，分别位于182~279 bp和547~642 bp处，编码蛋白包含349个氨基酸。从抗旱性不同的32个栽培品种分离得到4类AhNAC4，分别命名为AhNAC4-a1、AhNAC4-a2、AhNAC4-b1和AhNAC4-b2，缩写为a1、a2、b1和b2。a1和a2为等位基因，二者在717 bp处存在1个碱基差异，引起第174位氨基酸的改变，b1和b2为等位基因，二者存在14个SNP位点，其中717 bp和924 bp处碱基的差异引起第174位和244位氨基酸的改变。供试品种中基因型为a1a1b1b1、a1a1b2b2、a2a2b1b1、a2a2b2b2的品种数分别为10、5、15和2。从19个野生种中分离得到11类NAC4的DNA序列(Aw1NAC4-Aw11NAC4)，Aw1NAC4与栽培种b1、b2的核苷酸序列同源性最高，Aw2NAC4与栽培种a1、a2核苷酸序列同源性最高。推测栽培种a1基因编码蛋白对花生抵御干旱起关键作用，a1和b1基因编码蛋白的功能与野生种更接近。

分别以果桑肥大性菌核病菌和油菜菌核病菌的子囊孢子交叉接种油菜和果桑。结果表明，杯盘菌子囊孢子能够侵染油菜，同样，核盘菌子囊孢子能够侵染果桑；在受侵染的桑椹上2种病菌均产生分生孢子梗和分生孢子，而在油菜上不产生。显微镜观察，杯盘菌的子囊盘外囊被切面为圆胞组织结构，核盘菌为角胞组织结构。SRAP分子标记和聚类结果表明，采自西南地区果桑上的杯盘菌和油菜上核盘菌基本各自聚在一类，其中一个杯盘菌分离物和一个核盘菌分离物聚在一类，表现特别。2种寄主上的病菌子囊孢子能相互侵染，果桑和油菜不能间套种植。

菜籽饼是重要的饲料蛋白质来源，氨基酸组成与饲料营养品质有着密切关系，其中丝氨酸、胱氨酸和酪氨酸为多数动物的半必需氨基酸。本研究利用甘蓝型油菜双单倍体(DH)群体分别与双亲Tapidor和Ningyou 7回交构建的2套BC1F1群体，采用新创建的双子叶作物种子品质性状遗传体系QTL定位软件和作图方法，对油菜籽丝氨酸、胱氨酸和酪氨酸含量进行了种子胚和母体植株2套遗传体系的QTL定位分析。结果表明，在A1、A4、A7、A8、A9、C2、C3和C9染色体上检测到5个丝氨酸含量QTL、2个胱氨酸含量QTL和5个酪氨酸含量QTL，分别能解释59.34%、29.66%和59.26%的表型变异。其中5个QTL属于主效QTL，均能解释10%以上的表型变异。全部QTL均具极显著的胚和母体加性主效应，其中3个QTL具显著或极显著的环境互作效应。在A4染色体上发现1个QTL簇，该区域存在3个控制丝氨酸、胱氨酸和酪氨酸含量的QTL。一些重要QTL以及与之紧密连锁的分子标记在今后图位克隆和分子标记辅助选择育种中具有重要的利用价值。

RUB1 [related to ubiquitin 1)是植物和酵母中一种泛素类似蛋白质，是Cullin家族的一个成员。为阐释津田芜菁BrRUB1基因的表达特性，本研究克隆了津田芜菁RUB1基因的全长cDNA序列，命名为BrRUB1，GenBank登录号为KF501173。其ORF全长471 bp，编码156个氨基酸；亚细胞定位结果显示，BrRUB1-GFP定位于细胞核，表明BrRUB1蛋白可能在细胞核中发挥其功能。荧光定量PCR检测BrRUB1的表达表明，该基因表达量在花蕾中最高，花瓣中次之，具有组织特异性。而且Br RUB1在芜菁根皮中的表达受长波紫外线[UV-A)诱导。

利用已开发的面粉色泽相关性状基因的分子标记，检测了182份新疆小麦品种(系)的Psy-A1、Ppo-A1、Ppo-D1、TaLox-B1等位变异，并结合表型鉴定结果，分析不同等位变异对面粉色泽的影响。结果表明，单基因等位变异对面粉色泽的影响不同，其中4个基因等位变异L^*值的差异均不显著；对a^*值的效应，Psy-A1a高于Psy-A1b (P < 0.01)，Ppo-A1b高于Ppo-A1a (P < 0.05)，TaLox-B1a高于TaLox-B1b (P < 0.05)；Psy-A1a基因型的b^*值高于Psy-A1b基因型(P < 0.01)；Psy-A1a基因型的Wht值低于Psy-A1b基因型(P < 0.01)。说明Psy-A1是影响面粉色泽(红度、黄度和白度)的重要基因，而Ppo-A1和TaLox-B1基因的等位变异只对面粉红度有显著影响。4个检测基因共有12种等位变异组合，对a^*值、b^*值、Wht值有显著效应(P < 0.01)，但对L^*值影响不显著(P > 0.05)；Psy-A1b/Ppo-A1a/Ppo-D1b/TaLox-B1b组合具有最高的Wht值和最低的a^*、b^*值，Psy-A1a/Ppo-A1a/Ppo-D1b/TaLox-B1a组合具有最低的Wht值和最高的a^*、b^*值。182份品种的Wht值平均为86.86，其中审定品种平均为86.87，冬小麦品种为86.42，春小麦品种为87.32。青春5号具有优良的基因型和较高的面粉白度，应加强利用。总体来看，改良新疆小麦面粉的白度，应重点加强Psy-A1基因的选育，提高Psy-A1b比例。

以长江流域大面积种植的转基因棉湘杂棉8号为材料，在江苏省大丰市稻麦原种场(33.2°N，120.5°E)滨海改良盐土上研究施氮量(0、150、300、375、450、600 kg N hm^–2)对棉株钾素吸收、利用和分配的影响。结果表明，增施氮肥提高不同生育阶段棉株钾的吸收量，以盛花到见絮期的钾积累增量最大，并改变生育期间的钾吸收比例，使出苗到盛花期的钾吸收比例降低，盛花到吐絮期的钾吸收比例升高；同时，增加施氮还降低生育后期中上部果枝钾浓度的下降速率，但对下部果枝影响较小。随施氮量增加，各部位果枝氮对钾吸收的边际效应(每增施1 kg氮促进钾的吸收量)呈先升高后降低趋势，且果枝部位越高，基于最大边际效应的施氮量越高。在300~375 kg hm^–2施氮量范围内，干物质和钾在经济器官中的分配比例提高，钾浓度和钾累积量动态特征参数比较协调，中部和上部果枝氮素对钾吸收的边际效应和钾的皮棉生产效率较高，利于高产形成。高于375 kg hm^–2的施氮量导致皮棉产量增幅下降，氮素对钾吸收的边际效应和钾的皮棉生产效率较低；低于375 kg hm^–2的施氮量降低干物质和钾经济系数，不利于高产形成。

在新疆气候生态条件下，选用新陆早33号和新陆早46号棉花品种，设置2个膜下滴灌量处理，测定棉花叶片和苞叶的光响应曲线、CO₂响应曲线、荧光参数等相关光合生理指标，探讨生育后期棉花叶片与苞叶光合能力的差异及对滴灌量的响应。结果表明，棉花生育期间，高温强光下苞叶最大羧化速率与最大电子传递速率的比值(J_max/V_c,max)较高，气孔导度(G_s)较低。棉花生长发育后期，苞叶面积、含水量、叶绿素含量、净光合速率(P_n)、光系统II实际光化学效率(Φ_PSII)、Rubisco含量显著低于叶片，但随着生育进程降幅显著低于叶片。与常规滴灌处理相比，节水滴灌处理棉花叶片含水量降幅显著高于苞叶；叶片叶绿素含量、P_n和Rubisco含量显著降低，而苞叶的变化不显著。棉花生育后期苞叶面积、含水量、叶绿素含量、P_n、Φ_PSII、Rubisco含量的稳定性高于叶片，表明生育后期叶片衰老较快，但苞叶仍能保持较稳定的光合能力，对光合物质的贡献逐渐增大，常规滴灌下达7.22%~8.83%，节水滴灌下达10.24%~12.53%。

以大豆品种铁丰40为试材，在2010—2011年的大田试验中调查生物炭与不同用量化肥配施对大豆生长发育、光合作用、产量与品质及肥料表观利用率等的影响。结果表明，炭/肥互作在不同程度上提高了大豆株高、叶片净光合速率与蒸腾速率，增加了叶、茎干物重。炭/肥互作对大豆生长前期的氮、磷吸收影响不明显，但随着生育期的推进，叶、茎对氮、磷吸收逐步增加，单株氮、磷积累量明显提高。炭/肥互作提高单株荚数、单株粒数、单株粒重和产量，平均比单施化肥增产13.2%。其中，在常规施肥量减少15%、30%和60%基础上增施生物炭，2年平均产量分别比常规施肥提高11.20%、11.00%和8.17%，平均增产10.1%。并且，炭/肥配施处理的蛋白质与脂肪总量明显优于单施化肥处理，表现为配施化肥量越少效应越明显。生物炭与化肥配施“减量增效”作用明显，可应用于大豆生产。

GECROS是荷兰瓦赫宁根农业大学近些年开发的机理性更强、算法更简要的作物生长模型。本文利用黄淮海地区夏玉米试验数据进行GECROS模型的适应性评价, 为模型进一步开展区域应用提供依据。结果表明, GECROS基本能够反映黄淮海地区夏玉米的发育进程。模型模拟夏玉米抽雄期的绝对偏差在6.0 d以内, 平均为2.1 d; 模拟成熟期的绝对偏差在8.0 d以内, 平均为3.4 d。GECROS描述夏玉米干物质积累和叶面积扩展过程的准确度较高。模拟雌穗总重的归一化均方根误差在7.8%~33.8%之间, 平均为18.6%; 模拟植株地上总重的归一化均方根误差在11.2%~32.6%之间, 平均为20.7%; 模拟LAI的绝对偏差在0.28~0.55之间, 平均为0.41, 模拟籽粒产量的绝对偏差在20.3~229.0 g m^-2之间, 平均为80.9 g m^-2。利用GECROS模型相对评价作物生长状况或环境影响基本可行。但GECROS模拟夏玉米发育进程仍存在低值偏高、高值偏低的现象; 在土壤水分胁迫较重时, 描述的生物量积累过程有偏低情况; 描述LAI扩展的总体效果差于生物量累积的效果。GECROS仍需进一步完善。

为揭示小麦叶与非叶器官抗氧化系统对灌浆期高温胁迫的反应特征，探讨不同品种和不同器官耐热性差异机制，以小麦强耐热品种石家庄8号和弱耐热性品种河农341为材料，于灌浆期用塑料膜搭棚进行增温处理(花后第8天至第22天)，研究高温胁迫对旗叶光合速率(P_n)、叶绿素含量、旗叶和非叶器官中丙二醛(MDA)和脯氨酸(Pro)含量及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性的影响。高温处理下，两品种P_n比正常温度下(对照)低18.7%~24.9%，叶绿素含量低5.7%~6.2%；旗叶、旗叶鞘、穗下节、颖片和籽粒的MDA含量和Pro含量均升高，其中MDA升高幅度为旗叶>非叶器官，Pro升高幅度为非叶器官>旗叶。旗叶、颖片、籽粒的SOD活性和旗叶、旗叶鞘、籽粒的CAT活性以及旗叶、旗叶鞘、颖片的POD活性在高温胁迫初期即诱导增强，而其他器官的抗氧化酶活性则在高温持续一段时间后诱导增强，之后随着高温的持续各器官抗氧化酶活性多表现为低于对照，高温解除后旗叶鞘、穗下节、颖片的SOD活性和旗叶、颖片、籽粒的POD活性有恢复迹象，高温对其他器官的SOD和POD活性以及所有器官的CAT活性造成不可逆影响；总体来看，非叶器官持续抗氧化能力和耐热性强于叶片。石家庄8号叶与非叶器官细胞膜稳定性、抗氧化酶活性均高于河农341，显示其整株耐热性强于河农341，这是石家庄8号在高温胁迫下产量下降幅度低于河农341的重要生理基础。因此认为，非叶器官在小麦适应灌浆期高温逆境中发挥重要作用。

鉴定筛选苗期抗旱绿豆种质, 对改良绿豆品种抗旱性、促进绿豆产业发展具有重要意义, 同时, 也为“绿豆抗旱性鉴定评价技术规范”的制定提供方法和信息支撑。本研究以70份绿豆种质为材料, 采用苗期反复干旱法，测定幼苗存活率、萎蔫指数、株高、叶片鲜重、叶片干重、叶片含水量、生物量和胁迫指数等指标, 分析各指标间的相关性, 结果显示第1次旱胁迫后的幼苗存活率与第2次旱胁迫后的幼苗存活率呈极显著正相关; 萎蔫指数、株高与幼苗存活率呈极显著负相关，故遴选出第1次旱胁迫幼苗存活率、萎蔫指数和株高为绿豆苗期抗旱性评价的适宜指标。采用隶属函数法, 综合分析划级, 获得高抗旱种质16份、抗旱种质20份, 中抗种质23份、敏感种质8份和极敏感种质3份。以第1次旱胁迫幼苗存活率、萎蔫指数和胁迫株高分别评价绿豆的抗旱性并与综合评价结果相比较，一致率分别为70.0%、58.6%和51.4%。认为第1次旱胁迫幼苗存活率可以作为大规模绿豆种质苗期抗旱筛选的鉴定指标。

维持较高的光合作用对于作物适应干旱逆境意义重大，光合电子传递和气孔行为是作物光合机构的重要组成部分，而玉米上有关它们之间的组合响应干旱胁迫研究报道较少。本文将2个主推玉米品种陕单609和郑单958生长在自然光和4个干旱胁迫下的干旱棚内，对其叶片的光系统II (PSII)的电子传递功能和气孔导度进行了研究。结果显示，中度和重度干旱胁迫下2个品种叶片净光合速率(P_n)和气孔导度(G_s)显著下降，而伴随着胞间CO₂浓度(C_i)上升，显示光合速率下降是非气孔因素所致。JIP-test分析发现干旱胁迫下2个品种OJIP曲线中出现了K-band，说明光系统II (PSII)放氧复合体(OEC)受到抑制和PSII供体侧与受体侧电子传递不平衡；同时干旱胁迫下反映从PSII供体侧到PSI末端受体电子流的荧光参数显著改变，损伤了光系统II和I之间光合电子传递链，限制CO₂同化。品种间光合特性对干旱胁迫的响应存在差异，重度干旱对郑单958叶片光合机构的影响比对品种陕单609大。以上结果表明，中度和重度干旱下玉米品种叶片P_n下降归属于光化学活性的衰退；陕单609光合机构的耐旱性强于郑单958。

2011—2012和2012—2013年生长季, 通过田间定位试验, 研究了秸秆还田配施氮肥对冬小麦干物质积累、氮效率、土壤硝态氮积累及产量的影响。与单施氮肥(对照)相比, 秸秆还田显著提高冬小麦全生育期干物质积累总量, 降低开花前干物质积累量及其占全生育期比例; 秸秆还田配施纯氮225 kg hm^-2处理的氮肥偏生产力、氮素利用效率、氮素收获指数分别提高7.5%、6.4%和5.2%。秸秆还田显著降低了不同土层硝态氮积累量, 尤其是0~30 cm和30~60 cm土层。秸秆还田配施纯氮225 kg hm^-2的产量最高, 且显著高于其他处理, 增产幅度最大, 因此可作为当地秸秆还田模式下适宜推荐的施氮量。

用制备液相色谱仪(Shimadzu LC-20AP)制备了大豆苷、黄豆黄苷、染料木苷、大豆素、黄豆黄素、染料木素6种大豆异黄酮单体溶液，对其进行了1个月的短期稳定性和6个月的长期稳定性研究，特性量值为溶液的浓度值和纯度值。对在4个不同温度(–20℃、4℃、25℃、60℃)下保存一个月后的测定值与初始值进行了方差分析，短期稳定性试验结果表明，除染料木苷外，其余5种色谱纯大豆异黄酮溶液的浓度在4℃、25℃条件下保存无显著变化，6种大豆异黄酮溶液的纯度在–20℃、4℃、25℃条件下保存无显著变化，因此认为4℃、25℃是大豆异黄酮溶液短期储存的最适温度。在4℃条件下，对经过0、1、2、3、4、6、8、12、16和24周的大豆异黄酮测定值与初始值进行t检验, 长期稳定性结果表明，6个月的保存期内6种色谱纯大豆异黄酮溶液的纯度无显著性变化，但浓度均显著增加，分析认为分装容器的密封性是导致浓度增加的原因。本研究结果为大豆异黄酮单体溶液标准溶液产业化提供了技术支撑。

植物表型分析是理解植物基因功能及环境效应的关键环节，随着植物功能基因组学和作物分子育种研究的深入，传统的表型观测已经成为制约其发展的主要瓶颈，而高通量的植物表型组分析技术和植物表型组学研究是解决这一困境的有效途径。虽然植物表型组分析正在成为国内外研究的热点，相关概念仍然较为模糊，阻碍了这一新兴学科的发展。本文分析了植物表型组和植物表型组学的相关概念和范畴，引入了准表型组、可辨识性状、映射性状、植物表型的遗传和环境包容性等新概念，将植物表型组定义为“受基因组和环境因素决定或影响的，反映植物结构及组成、植物生长发育过程及结果的全部物理、生理、生化特征和性状”，将植物表型组学定义为“对植物表型组信息及相关环境参数的综合控制、完整采集和系统分析”，并提出了植物表型组学的研究范围、研究方向和顶层设计原则。

维生素E (VE)具有提高人体免疫力、抗癌、预防心血管疾病等保健作用，从大豆中提取的VE安全性更高。本研究采用高效液相色谱技术(HPLC)检测大豆BIEX群体(Essex×ZDD2315)维生素E的α-生育酚、γ-生育酚和δ-生育酚含量。应用QTLNetwork 2.1软件分别检测到8个和12对控制大豆维生素E及组分含量的加性和互作QTL。α-生育酚含量加性和互作QTL累计贡献值分别为8.68% (2个)和15.57% (4对)，γ-生育酚含量加性和互作QTL累计贡献值分别为8.59% (2个)和11.57% (2对)，δ-生育酚含量加性和互作QTL累计贡献值分别为5.44% (1个)和17.61% (3对)，维生素E总含量的加性和互作QTL累计贡献值分别为11.39% (3个)和9.48% (3对)。未检测到维生素E及组分含量和环境互作的QTL。未定位到的微效QTL累计贡献值为66.16%~75.32%，说明未定位到的微效基因的变异占2/3以上。各性状的遗传构成中，未检测出的微效QTL份额最大，加性QTL和互作QTL贡献相差不大。在育种中应考虑常规方法聚合微效QTL与标记辅助方法聚合主要QTL相结合。

为了解河南省近年小麦品种的遗传基础，利用Illumina 90k iSelect SNP标记技术对豫麦34及该省2000—2013年审定的小麦品种共96个进行全基因组扫描，分析了其遗传多样性和遗传基础。结果表明，在所有SNP位点中，多态性比率为47.39% (38 661/81 587)，多态性标记在基因组间分布呈现B>A>D。96个品种亲缘关系较近，两两遗传相似系数的平均值为0.719，变幅为0.552~0.998，且94.3%的品种间遗传相似系数在0.652~0.812之间；按UPGMA法将96个品种划分为7个类群。综合SNP和系谱分析，近10年河南省审定的96个小麦品种遗传多样性不够丰富，多数品种亲缘关系较近，在育种中迫切需要引入新的种质资源，拓宽遗传背景。

利用分子标记、细胞学、基因组原位杂交(GISH)等技术，结合田间农艺性状调察，对小麦–华山新麦草七倍体材料H8911与硬粒小麦D4286杂交F4代分离群体中杂交后代DH2322进行了综合鉴定。华山新麦草基因组特异SCAR标记鉴定表明，DH2322含有华山新麦草特异遗传物质；细胞遗传学观察显示，DH2322染色体构型为2n=42=21 II；有丝分裂和花粉母细胞减数分裂中期I基因组原位杂交(GISH)鉴定表明，DH2322的染色体由40条小麦染色体和2条华山新麦草Ns染色体构成，且两条Ns染色体能完全配对为一个二价体；SSR和STS分子标记分析表明，DH2322缺失了小麦D基因组的2D染色体，而含有华山新麦草的2Ns染色体；农艺性状调查分析表明，DH2322具有双亲的形态学特征，结实性好，穗长和穗粒数显著大于亲本。

采用遗传力校正的GGE双标图(heritability adjusted GGE, HA-GGE), 分析基因型(G)、环境(E)、基因型与环境互作效应(GE)对产量变异的影响, 对14个试验点的分辨力、代表性和理想指数进行分析, 并对这些试验点的生态区进行划分。结果表明, 甘蔗试验环境对产量变异的影响大于基因型和基因型与环境互作; 互作因素中以环境×基因型的互作效应最大, 基因型×年份的互作效应最小。广东遂溪(E3)和广西崇左(E6)为最理想试验环境, 对筛选广适性新品种和鉴别理想品种的效率最高; 福建福州(E1)、福建漳州(E2)、广东湛江(E4)、云南保山(E11)、云南临沧(E13)、云南瑞丽(E14)为理想试验环境；广西百色(E5)、广西河池(E7)、海南临高(E10)、云南开远(E12)为较理想试验环境; 广西来宾(E8)、广西柳州(E9)为不太理想的试验环境。根据HA-GGE双标图分析结果, 可将我国甘蔗生态区划分为3个, 即以广西百色、河池、来宾和柳州为代表的华南内陆甘蔗品种生态区, 以云南保山、开远、临沧、瑞丽为代表的西南高原甘蔗品种生态区, 涵盖福建福州、漳州、广东湛江、遂溪、广西崇左等试点的华南沿海甘蔗品种生态区。

以陆地棉抗病品种中棉所12和感病品种新陆早7号为材料, 利用Solexa高通量测序技术调查枯萎病菌诱导后不同时间感、抗陆地棉品种转录因子家族及转录因子的表达情况。结果表明, 枯萎病菌诱导后, 抗病品种中棉所12有39个转录因子家族的433个转录因子在至少一个比对组中表达活性发生变化; 感病品种新陆早7号则有52个转录因子家族的588个转录因子在至少一个比对组中表达活性发生变化。新陆早7号对枯萎病菌响应的转录因子及转录因子家族的数目明显多于中棉所12, 且2个品种的下调基因数目均多于上调基因。随着枯萎病菌诱导后时间延长, 两品种对枯萎病菌诱导响应的转录因子家族及转录因子数量均呈现先增加后降低的变化趋势, 中棉所12在枯萎病菌诱导后的6 h达最多, 而新陆早7号在诱导后的3 h达最多。在6个比对组中表达活性均发生变化的重叠转录因子, 中棉所12中有9个, 隶属于6个转录因子家族; 新陆早7号中有31个, 隶属于17个转录因子家族。不同抗病性品种对枯萎病的响应有较强的品种特异性, 除37个共有的转录因子家族外, 2个转录因子家族是中棉所12所特有, 15个转录因子家族是新陆早7号所特有。

高等植物叶绿素的生物合成对其正常光合作用起关键作用。本文根据前期芯片杂交结果, 采用RT-PCR和RACE技术克隆了3个茶树叶绿素合成相关基因, 分别为谷氨酸-tRNA还原酶(CsGluTR)、叶绿素合酶(CsChlS)、叶绿素酸醋氧化酶(CsCAO), 对应的GenBank的登录号为HQ660371、HQ660370、HQ660369。序列分析表明, CsGluTR基因全长2165 bp, 开放阅读框长1665 bp, 编码554个氨基酸, 推测的蛋白分子量约为60.6 kD, 理论等电点为8.78；CsChlS基因全长1463 bp, 其中开放阅读框长1125 bp, 编码374个氨基酸, 推测的蛋白分子量约为40.5 kD, 理论等电点为8.58；CsCAO基因全长2146 bp, 其中开放阅读框长1611 bp, 编码536个氨基酸, 推测的蛋白分子量约为60.8 kD, 理论等电点为8.03。比对分析表明, 3个基因编码的氨基酸序列与其他植物中同源基因的相似性均在70%以上。利用荧光定量PCR技术检测3个基因在不同白化阶段的表达,表明, CsChlS和CsCAO基因具有明显的表达协同性, 它们在叶片中的表达量与叶片的颜色变化高度同步；而CsGluTR在白化叶片和正常叶片中的表达差异相对较小, 同时在新生芽叶转绿过程中最先恢复正常表达水平。说明在白化叶片中, 叶绿素的合成机制受到较大影响, 叶绿素合成受阻导致的叶片内色素类物质含量降低或消失是叶片白化的直接原因。

溶剂保持力(SRC)是软质小麦鉴定评价的重要指标。为获得与SRC关联的分子标记，提高育种效率，对不同硬度类型的176份品种的乳酸SRC、碳酸钠SRC、蔗糖SRC和水SRC进行SSR标记检测，并结合其在江苏里下河地区连续3个生长季的4种SRC表型数据，利用MLM模型进行了关联分析。以236对SSR引物共检测出1340个等变位变异，平均每个位点5.5个等位变异，平均PIC值为0.4663。共检测到28个关联位点(P < 0.005)，单个位点可解释3.19%~21.84%的表型变异；与乳酸SRC、水SRC、蔗糖SRC和碳酸钠SRC相关联的位点分别为13、7、6和2个；与水SRC关联的gwm642-1D在3年中均被检测到。在这些关联位点上发现有利等位变异，其中降低水SRC的等位变异有gwm642-A186、gwm642-A188和gwm337-A178，降低蔗糖SRC的等位变异有gwm337-A178和gwm337-A186，降低碳酸钠SRC的等位变异有cfa2257-A129等。这些结果为利用分子标记进行SRC辅助选择提供了重要信息。

植物TRK-HKT家族基因广泛介导植物Na+/K+运输，参与植物耐逆境胁迫调控。本研究以6个大豆钾利用效率差异品种为材料，利用in silico技术克隆到4个大豆TRK-HKT家族成员(GmHKT1;1、GmHKT1;2、GmHKT1;3和GmHKT1;4)。采用qRT-PCR技术解析这些基因在低钾及逆境胁迫下的表达机制。结果表明，GmHKT1;2在大豆幼苗根中对低钾胁迫的响应明显高于其他3个基因，且钾高效大豆品种这种响应更明显；同时GmHKT1;2对不同逆境胁迫(低温、干旱、高盐和ABA)也有较强的响应。蛋白结构分析表明，仅GmHKT1;2具有4个MPM结构域，4个保守的氨基酸残基空间上形成一个“漏斗样”结构，充当K+/Na+转运通道，通过邻近的ATP结合结构域，为K+/Na+转运提供能量。基因结构分析显示，这些基因均含3个外显子和2个内含子，不同基因间的第一个外显子和内含子片段大小差异显著,导致各基因的基因组DNA (gDNA)大小各异。启动子分析揭示，大豆TRK-HKT家族成员包含参与种子功能定位和各种激素及逆境胁迫应激反应的重要顺式作用元件；进化上该家族基因位于第一进化分支，含保守的Ser–Gly–Gly–Gly基序。

研究品种混种对控制小麦白粉病的效果以及对产量及蛋白质的影响, 可为利用品种多样性持续控制白粉病提供理论依据及技术支持。2011—2012和2012—2013年度选用抗病性不同、遗传背景有较大差异的8个小麦生产品种, 按每个组合3~8个品种进行田间混种, 人工接种白粉菌混合菌株, 比较品种混种对小麦白粉病的病害流行曲线下面积以及小麦产量、粗蛋白含量和千粒重的影响。结果表明, 混种组分品种的数量对防效有影响, 其中以4个品种混种的防病效果最好, 但当品种数达到7个及以上时, 混种也显示出较好的控病效果。2011—2012年度混种组合中有防效的占42.4%, 相对防效为1.2%~26.8%, 约50%的混种组合表现增产, 增产幅度为0.2%~14.6%；2012—2013年度有防治效果的组合占75.0%, 相对防效1.8%~45.4%, 约71%的混种组合表现增产, 增产范围为0.9%~16.6%。供试品种中周麦18总体表现最好, 并且与其他品种混种后对控制小麦白粉病、增加产量和粗蛋白含量均有正向效应。不同混种组分品种间存在互作, 其互作对病害控制及产量均有影响。

旨在阐明甬优系列籼粳杂交稻的冠层结构与光合特性。以甬优籼粳杂交稻(A)为研究对象，以三系杂交粳稻(B)、超级常规粳稻(C)和超级杂交籼稻(D)为对照，在机插高产栽培条件下，对不同类型水稻的叶片受光姿态和群体冠层光分布、光合特性系统比较研究。结果表明: (1)上3张叶片的长度、宽度表现为A>B>D>C，叶基角表现为D>A>B>C，披垂度表现为D>B>C>A。冠层上部叶面积密度表现为D>A>B>C，冠层下部叶面积密度表现为C>B>A>D，最大叶面积密度表现为A>D>B>C，最大叶面积密度出现的相对高度表现为D>A>B>C。冠层上部相对光照表现为A>B>C>D，冠层下部相对光照表现为B>A>C>D，冠层平均相对光照表现为B>A>C>D，冠层消光系数表现为C>D>B>A。(2)抽穗期群体叶面积指数、高效叶面积率均呈D>A>B>C趋势，有效叶面积率呈A>B>C>D趋势；颖花/叶和实粒/叶均表现为A>B>C>D。经济产量、生物产量均表现为A>B>C>D，经济系数呈D>C>B>A趋势；蜡熟期和成熟期剑叶的叶绿素含量、类胡萝卜素含量、PSII的光化学效率及净光合速率呈A>B>C>D趋势；抽穗至成熟期剑叶的MAD含量呈D>C>B>A趋势，SOD、POD、CAT酶活性呈A>B>C>D趋势。与其他3种类型水稻相比，甬优系列籼粳杂交稻的冠层结构与光合特性具有显著优势，这是甬优系列杂交稻产量潜力正常发挥的生态生理基础，也是进一步提高亚种间杂交稻群体生产力的重要途径。

玉米果穗顶部籽粒通常较中、下部籽粒充实差，粒重轻，其机制不清楚。本研究旨在探明玉米果穗不同部位籽粒淀粉合成相关酶活性变化及其与籽粒灌浆的关系。以玉米品种登海11为材料，分别进行春播和夏播试验，观察果穗不同部位籽粒中可溶性糖、蔗糖和淀粉的含量及淀粉合成相关酶活性变化。结果显示，与夏播玉米相比，春播玉米具有较多的每穗粒数、较高的百粒重和产量。虽然产量在春播和夏播间有差异，但两季玉米籽粒的最大灌浆速率、平均灌浆速率、百粒重、可溶性糖和蔗糖含量、最大淀粉积累速率、平均淀粉积累速率均表现为果穗下部籽粒>中部籽粒>上部籽粒。灌浆期果穗不同部位籽粒腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)、淀粉合酶(StS)和淀粉分支酶(SBE)活性变化均呈单峰曲线，果穗上部籽粒AGPase、StS和SBE活性峰值和平均值均显著低于果穗中、下部籽粒。相关分析表明，淀粉积累速率、籽粒灌浆速率与AGPase、StS和SBE活性均呈极显著正相关。说明玉米果穗顶部籽粒较低的AGPase、StS 和SBE活性是其灌浆较差、粒重较低的重要原因。春播玉米粒重较高，与其灌浆期较强的淀粉合成能力有关。

以野生地黄为试验材料，设置野生地黄头茬土壤、重茬土壤、原茬土壤等处理，未种植任何作物为对照，于块根膨大中期采集土样，通过磷脂脂肪酸法(PLFA)和末端限制性片段长度多态性(T-RFLP)技术，分析不同连作年限野生地黄的根际微生物生物量和群落结构变化。PLFA分析结果表明，不同处理情况下地黄根际土壤微生物群落结构存在明显差异，与头茬地黄根际土壤相比，重茬地黄土壤微生物总量显著下降，并且细菌/真菌比例下降。T-RFLP分析结果表明不同连作年限地黄根际土壤细菌群落结构存在一定差异，野生状态地黄土壤和头茬土壤菌群较为相似，变形菌门和厚壁菌门占据优势地位。野生状态地黄和头茬地黄根际富含Bacillus、Pseudomonas等有益生防菌，而重茬地黄根际土壤滋生大量病原菌如Clostridium sp.、Flexibacter polymorphus、Clostridium ghoni，有益菌群和纤维素降解菌群减少，qRT-PCR定量分析也显示野生状态地黄和头茬地黄土壤中假单胞菌数量都显著高于重茬地黄土壤。总之，野生地黄存在连作障碍问题，导致野生地黄根际有益菌数量减少而病原菌大量滋生，从而降低了野生地黄抵御病害的能力，使重茬野生地黄生长发育差，产量大幅降低。

油菜越冬前的形态建成是油菜苗后期乃至整个生长中、后期的物质基础，叶片是该期最重要的营养器官。为了明确油菜植株的形态结构要素与器官生物量的关系，以3个甘蓝型油菜品种为材料，于2011—2013年分别设置品种和肥料试验、品种、肥料和密度试验、品种试验，越冬前测定油菜植株不同叶位叶片形态指标，分析油菜主茎叶片形态参数与叶片干物重的关系，构建基于生物量的油菜越冬前植株叶片空间形态结构模型。建模后以独立试验数据检验，除短柄长、叶切角和叶弦角、不施肥品种叶片干物重分配系数值(partitioning coefficient of leaf blade dry weight, CPLB)误差较大外，油菜越冬前植株叶片空间形态结构模型观察值与模拟值拟合度较好，所建模型可靠性较好，具有一定的解释性。

选用登海605和郑单958为试验材料，在大田条件下设置淹水时期(三叶期、拔节期、花后10 d)和淹水持续时间(淹水3 d和6 d)处理研究淹水对夏玉米光合特性的影响。结果表明，淹水胁迫后叶面积指数和叶绿素含量显著下降，净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、细胞间隙CO₂浓度(C_i)显著降低，三叶期淹水6 d对其影响最显著，开花期郑单958和登海605功能叶片的P_n、G_s、C_i较对照的分别下降21.24%、33.65%、16.49%和24.50%、32.31%、10.99%。淹水后叶片的F_v/F_m、F_m/F_o、Φ_PSII显著下降，三叶期淹水6 d后影响最显著，登海605和郑单958分别下降16.86%、17.12%、11.67%和13.58%、21.40%、22.52%，这是导致夏玉米产量显著下降的主要光合生理机制，三叶期淹水6 d产量降幅最大，登海605和郑单958较对照分别下降41.51%和40.96%。三叶期淹水造成的影响最大，拔节期淹水次之，开花后10 d淹水造成的影响较小，其影响随淹水持续时间的延长而加剧。

研究典型种植制度对旱地黑垆土微生物多样性的影响，对优化旱地作物种植制度、发挥土壤潜在肥力、实现土壤资源可持续利用有着重要的意义。通过27年长期定位试验，采用454测序技术分析了黄土高原旱作地区不同种植制度下黑垆土细菌、真菌多样性的变化情况。结果表明，不施肥低营养胁迫下，细菌多样性表现为粮豆轮作>小麦连作>裸地>苜蓿连作，真菌多样性表现为小麦连作≈苜蓿连作>裸地>粮豆轮作。施氮、磷肥条件下，粮草长周期轮作(苜蓿→ 苜蓿→ 苜蓿→ 苜蓿→ 马铃薯→ 小麦→ 小麦→ 小麦+苜蓿)中土壤微生物多样性大致表现出先降低后增加的趋势，第4年苜蓿或苜蓿茬后第1年小麦微生物Chao指数和Shannon指数最低，苜蓿茬后第2年小麦微生物多样性最高，细菌Chao指数和真菌Shannon指数比连作小麦高22.0%和79.2%；粮草短周期轮作(红豆草→小麦→小麦+红豆草)中土壤微生物多样性大致呈现增加趋势，至红豆草茬后第2年小麦土壤微生物多样性达到最高，真菌Chao指数和Shannon指数均分别比连作小麦高50.8%和51.0%。黄土高原旱地区黑垆土采取粮食作物与豆科作物轮作可提高土壤微生物多样性。

小麦穗部性状与单株产量密切相关。本研究以小麦骨干亲本燕大1817与优良品系北农6号衍生的269个重组自交系为材料，通过在北京和河北石家庄的2年田间试验数据，利用本实验室已构建的高密度SNP和SSR遗传连锁图谱进行穗长、穗粒数和穗粒重QTL定位。采用完备复合区间作图法共检测到29个穗部性状加性效应QTL，其中10个穗长QTL分布于1B、2D、3A、3B、4A、5A、5B、6A和7D染色体上，解释的表型变异率为2.96%~9.63%，QSl.cau-4A.2在所有5个环境中均能被检测到，解释的表型变异为5.89%~9.62%，另有7个QTL能在2个或2个以上环境中被检测到；8个穗粒数相关QTL分布于1A、3A、3D、4A和5B染色体上，解释的表型变异为4.06%~11.17%，为单个环境QTL。11个与穗粒重相关QTL分布于1A、1B、2A、2D、3A、4D、5A、5B和6B染色体上，解释的表型变异为2.79%~16.12%，其中QGws.cau-1B、QGws.cau-3A和QGws.cau-6B.2在2个或者2个以上环境中能被检测到。另外，鉴定出6个分布于1A、2D、3A、4A和5B染色体上的QTL富集区段。

果皮厚度是影响甜玉米口感的一个重要因素。发掘果皮厚度的基因资源、了解玉米果皮厚度的遗传机制，是指导其育种的基础。本研究以日超-1 (薄果皮，56.57 μm) × 1021 (厚果皮，100.23 μm)的190个BC₁F₂家系为作图群体，分别采用2种遗传模型检测QTL。基于复合区间作图(CIM)共检测到3个影响果皮厚度的QTL，位于3.01、6.01、8.05区段，分别解释8.6%、16.0%和7.2%的表型变异，其中3.01和8.05处QTL以加性效应为主；基于混合线性CIM模型(MCIM)共检测到5个影响果皮厚度的QTL，其中除8.05处QTL为加性QTL外，另有2对加×加上位性互作QTL，1对是2.01和6.05处QTL之间的互作，另1对则是5.06和6.01处QTL间的互作。这2对互作QTL分别解释了6.63%和12.48%的表型变异率。本结果表明，加性效应和上位性互作效应等都在果皮厚度的形成和遗传中起重要作用。能够检测QTL上位互作的MCIM模型更适用于果皮厚度QTL定位。本研究还在其中4个QTL的区域内分别检索到胚乳中色素合成以及细胞转变的相关候选基因，这些基因的表达是否与果皮厚度的变异有关值得进一步研究。

以国内外引进保存的231份黄麻种质资源为材料，分别采用SRAP、ISSR、SSR分子标记和编程DNA指纹图谱分析软件，绘制黄麻遗传资源基因组DNA指纹图谱。结果表明，通过筛选出的35对SRAP引物对231份黄麻品种进行标记分析，获得96份黄麻品种DNA指纹图谱；11个ISSR多态性引物对96份材料进行DNA标记分析，获得45份黄麻品种DNA指纹图谱；49对SSR多态性引物对48份黄麻品种进行DNA标记分析，获得13份黄麻品种DNA指纹图谱，累计完成了154份黄麻品种基因组DNA分子指纹图谱绘制。每一个被识别的品种都具有其独特的分子“身份证”。其他77份地方品种因与部分品种遗传相似性过高，未能被识别，表明黄麻地方品种存在较为严重的同种异名现象。

棉花油脂合成相关代谢在控制油分形成、纤维发育等进程中起着重要作用。溶血磷脂酰基转移酶(LPAT)是植物油脂代谢过程中的一个关键酶。本研究利用雷蒙德氏棉全基因组数据库，通过生物信息学技术，鉴定并获得8个棉花LPAT家族基因的全序列和染色体定位等信息。通过序列比对进行系统进化和分类分析，明确这8个家族基因分布在6条染色体上，分为4亚类，其中第I类和第III类中各含2个基因、第II类1个、第IV类3个。组织表达分析表明这8个基因在棉花营养和生殖阶段均表现表达多样性。LPAT6和LPAT8在17d胚珠中表达水平很高，推测在油脂合成代谢调控中起重要作用。8个LPAT基因均在纤维中优势表达，其中LPAT2、LPAT3、和LPAT4表达水平更高，推测LPAT家族基因的表达参与棉纤维发育进程。

白叶枯病是水稻生产上最重要的细菌性病害之一，培育抗病新品种是防治白叶枯病最经济有效的途径。然而，栽培稻来源的抗病基因数量有限，并且部分抗病基因的抗病谱窄。因此，从野生稻中发掘抗病基因，将有利于培育抗病谱广且抗病能力强的水稻新品种。云南野生稻资源丰富，但其中是否含有已报道克隆的抗白叶枯病基因，目前还未见相关综合研究报道。本研究通过抗性鉴定和PCR分析，检测云南野生稻中的抗白叶枯病基因。结果表明，云南野生稻对两个代表性白叶枯病菌Y8和PXO99具有不同程度的抗性，疣粒野生稻甚至达到免疫的程度。3种野生稻中均不含xa5、xa13和Xa21抗病基因，元江普通野生稻含Xa23和Xa3/Xa26基因或其同源基因，景洪普通野生稻中含Xa1、Xa3/Xa26和Xa27基因或同源基因，药用野生稻含Xa3/Xa26基因或同源基因，而疣粒野生稻含有Xa27抗性基因。本研究结果为进一步发掘和克隆云南野生稻中的抗白叶枯病新基因提供了理论参考。