菜豆普通细菌性疫病是世界上危害普通菜豆生产的最严重的病害之一。龙芸豆5号是我国黑龙江省的主栽品种，对菜豆普通细菌性疫病表现出良好的抗性。为定位来源于龙芸豆5号的抗性基因，本研究构建了包含785个单株的F₂分离群体。基于该群体构建了一张包含206个SSR标记，总长度1648.42 cM，标记间平均遗传距离8.00 cM的遗传图谱。图谱包含12个连锁群，各连锁群平均长度137.37 cM，连锁群上标记数量3~35个。结合温室表型鉴定结果，采用QTL IciMapping v4.0软件的完备区间作图法进行QTL定位和效应估计。接种14 d后在Pv06染色体上检测到一个抗病QTL。该位点位于标记p6s249与p6s183之间，加性效应值为0.44，说明增效基因来源于龙芸豆5号，LOD值为5.93，表型贡献率为4.61%，该抗病QTL的效应值相对较低，将在培育稳定持久的抗菜豆普通细菌性疫病的品种中发挥作用。最后，对抗性基因紧密连锁的11对SSR引物与菜豆普通细菌性疫病抗性的关联分析表明，SSR标记p6s249与菜豆普通细菌性疫病抗性极显著关联(P<0.001)，该标记可用于抗病分子育种。

在QTL水平上研究茎秆实心度与强度的遗传关系及实心度对茎秆强度的影响，为小麦抗倒伏育种提供依据。利用普通小麦宁麦18 与实秆小麦种质“武云实秆”的F₂群体和F_2:3家系，对小麦茎秆强度、实心度及影响实心度的相关性状包括厚径比、壁厚、茎粗和髓腔直径进行了相关分析，并对茎秆强度相关性状QTL进行分子标记定位及遗传效应分析。结果表明小麦茎秆强度与厚径比、壁厚均呈极显著正相关，与髓腔直径呈极显著负相关。基于复合区间作图法进行QTL定位，检测到与茎秆强度、厚径比、壁厚、茎粗和髓腔直径相关QTL共23个，分布在1B、3B、4A、4B、5A上，表型贡献率3.5%~44.0%。在染色体3B、4A和5A上的标记区间gwm547–gwm247、wmc718–wmc468和gwm156–gwm443均检测到贡献率很高的茎秆实心度相关QTL，说明在这3条染色体上可能存在控制茎秆强度的主效QTL。用普通小麦宁麦13(N13)×武云实秆的24个F₇家系检验分子标记gwm247的可靠性表明利用标记gwm247选育茎秆实心度优于宁麦13的概率较大。研究结果为进一步精细定位相关主效QTL以及分子标记辅助改良小麦茎秆强度奠定了基础。

干旱胁迫对向日葵发芽出苗有重要影响。以K55×K58组合衍生的187个F₆重组自交系为材料，利用SSR、SRAP、AFLP标记构建向日葵高密度遗传连锁图谱，设置正常水分(CK)和模拟干旱(18%聚乙二醇PEG-6000)两种水分条件，调查9个芽期数量性状，PCR扩增株系，构建一张包含17个连锁群、1105个标记(368个SSR、368个SRAP和369个AFLP)的高密度遗传连锁图谱。该图谱覆盖基因组长度3846.0 cM，平均图距3.48 cM，连锁群长度147.6~295.5 cM，每个连锁群标记数10~165个。两种条件下检测到33个QTL，其中干旱条件下检测到发芽指数、发芽率、胚芽长、胚根长、胚芽鲜重和胚根鲜重6个性状的14个QTL，可解释6.1%~14.0%的表型变异；正常水分(CK)条件下检测到发芽势、胚根长、胚芽鲜重、胚根鲜重、胚根干重和胚芽干重6个性状的19个QTL，可解释6.1%~25.8%的表型变异。两种水分条件下检测到Qefw5-1、Qefw5-2、Qefw5-4、Qrfw5、Qrfw10和Qrl9共6个QTL的遗传贡献率超过10%，此外，还检测到9个影响干旱胁迫与正常水分条件下性状差值的QTL，可能对抗旱性有直接贡献。这些QTL可为向日葵芽期抗旱分子设计育种研究提供重要参考。

独脚金内酯(Strigolactones SLs)是一类新型植物激素，D27基因是独脚金内酯生物合成途径中最上游的调控基因，且该基因调控SLs的合成是一个可逆的过程。本研究根据水稻、玉米、高粱和二穗短柄草4种禾本科作物的D27基因核苷酸序列保守区域设计引物，以甘蔗品种ROC22的cDNA为模板，利用RT-PCR和RACE技术，从甘蔗中克隆出D27基因的cDNA全长序列，命名为ScD27，GenBank登录号为KP987221.1。该基因序列全长1379 bp，包含一个867 bp的完整开放阅读框(ORF)，编码288个氨基酸残基。ScD27编码的蛋白质分子量为71.58 kD，理论等电点为5.04，是一种非分泌性蛋白，主要分布于叶绿体上，该蛋白的保守区可能具有2个锌指蛋白结构域(ZnF_TAZ和ZnF_A20)，且不存在信号肽；该基因编码的氨基酸序列具有较高的保守性，与高粱、谷子、大麦和短穗二柄草等禾本科植物的D27氨基酸序列相似性在70%以上；ScD27基因在甘蔗各组织部位均有表达，其中茎尖和腋芽中表达量较高，叶、茎和根中的表达较低。此外，ScD27基因在甘蔗茎尖中的表达受PEG、盐胁迫、磷缺乏和营养缺乏的诱导，推测ScD27基因是甘蔗独脚金内酯生物合成途径中响应非生物胁迫的关键基因。

植物细胞周期依赖性蛋白激酶(cyclin-dependent kinases, CDKs)是一类丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，和周期蛋白(Cyclins)协同作用，是重要的细胞周期性调控因子。本研究从甘蔗受花叶病毒侵染的转录组数据库中获得一条与高粱(Sorghum bicolor) CDK基因(GenBank登录号为XP_002466536.1)高度同源的Unigene序列，通过RT-PCR扩增获得长度为1799 bp的甘蔗ScCDK基因(GenBank登录号为KR258796)。序列分析显示ScCDK基因含一个完整的开放阅读框(65~1603 bp)，编码512个氨基酸，且具有CDK典型保守结构域，如ATP结合位点、磷酸结合位点及活化环A-loop。此外，生物信息学预测显示该基因编码的蛋白定位于细胞核，为可溶性蛋白，不存在信号肽，二级结构元件多为无规则卷曲，主要参与蛋白翻译。实时荧光定量PCR分析表明，ScCDK基因的表达具有组织特异性，其在蔗芽上的表达量最高，其次是在蔗肉、蔗根、叶鞘和蔗皮中；在PEG、NaCl和ABA的胁迫诱导过程中，ScCDK均表现上调作用，且受ABA胁迫后表达量最高，约为对照组的1.9倍。推测该基因的表达与甘蔗抗干旱和抗渗透胁迫有关，同时受激素的诱导，参与细胞周期分裂。

水稻叶片早衰直接影响作物的光合效率，减少产量，降低品质。因此，深入研究早衰的分子机制对控制和延缓衰老具有重要意义。本文报道了一个早衰突变体psls1 (premature senescence leaf with spots)的基因定位及克隆结果。突变体在发育到七叶期以后，叶片自下而上叶绿素含量下降，过氧化氢过量积累，突变体叶片逐渐黄化至枯萎；其他农艺性状如株高、分蘖数、主穗长、结实率和穗粒数也相应变差。电镜观察进一步发现，psls1衰老叶片中叶绿体降解、类囊体基粒片层模糊，嗜饿颗粒明显增多。遗传分析表明，psls1受1对隐性基因控制，利用psls1 × IRAT129杂交组合F₂分离群体中的1690个早衰个体，将基因PSLS1定位在第7染色体分子标记ZS-3和ZS-8之间89 kb的范围内，测序研究发现，区间内一个编码铁氧还依赖的谷氨酸合酶基因LOC_Os07g46460的第2外显子末位的G被替换为A，导致转录本的错误剪切，突变体的cDNA缺失了57bp碱基片段。在突变体中该基因表达量下降，谷氨酸合酶活性降低，其产物谷氨酸含量显著下降、其他氨基酸代谢紊乱。水培低氮处理下可诱发突变体psls1早衰。研究结果表明，由于PSLS1突变使得谷氨酸合酶失活，氮代谢异常而导致突变体psls1早衰。

穗行数是影响玉米产量的重要因素之一，其遗传机制解析和关键基因精细定位对开展分子育种具有重要的意义。本研究以穗行数仅有4行的“四路糯选系”和多穗行自交系“农531”(18~22行)为亲本，构建了高代回交群体和次级定位群体(四路糯选系为供体亲本，农531为轮回亲本)。通过对不同类型试验群体的多环境表型鉴定和基因型鉴定，利用完备区间作图法(ICIM)进行穗行数主效QTL定位分析，将穗行数主效位点qKRN5.04定位到第5染色体136.3~140.0 Mb的区间之内；遗传效应分析发现，该位点在不同环境条件下最大可解释的表型变异为21.76%，效应值为0.80~1.76行。通过次级分离群体重组事件分析可将其进一步定位到~300 kb区间内。本研究结果不仅为分子标记辅助选择提供了实用的InDel标记，而且为玉米穗行数主效位点qKRN5.04的图位克隆和候选基因挖掘奠定了重要的基础。

在黑龙江省早春水稻旱育苗背景下，研究稻田土壤育苗基质中添加生物炭对秧苗根系形态建成与解剖结构的影响，以明确生物炭在东北冷凉地区水稻生产上的应用潜力和价值。以东北稻田土壤为育苗基质，添加0、5.0%、10.0%、15.0%、20.0% (w/w)的生物炭，进行保护地旱育水稻秧苗。出苗后30 d，测定秧苗根系形态建成和解剖结构等性状，分析生物炭对水稻秧苗根系发育的影响。结果表明，在稻田土壤育苗基质中添加5.0%生物炭时，水稻秧苗根系长度、根系表面积和根系体积等明显增加；生物炭添加量为10.0%时，各项根系形态指标达到最高值；生物炭添加量超过10.0%时，根系形态指标下降。根长、根表面积和根体积增加的原因主要来自于细根增加。同时，添加5.0%生物炭时，根半径、根截面积、根表皮厚度、根皮层厚度、皮层腔面积、根导管数量及导管面积等性状指标也相应增加。生物炭添加量为5.0%~10.0%时，根解剖结构各项性状指标达到最大值。当生物炭添加量超过10.0%时，根系解剖结构性状指标也有下降趋势。根系增粗主要源于根表皮及皮层发育良好。在东北冷凉地区进行保护地水稻旱育苗，基质中添加适量生物炭(5.0%~10.0%)有利于秧苗根系的伸长及增粗，形成发达根系，提高秧苗素质。

收获指数偏低是制约油菜籽粒产量和产油量进一步提高的瓶颈。为解析适合不同产量的环境下油菜高收获指数的构成因素及形成机制，本研究选择在高产环境下的云南临沧和一般产量的长江流域上游主产区重庆北碚均能正常生长和成熟的321份甘蓝型油菜品种(系)为材料，分析其产量相关性状的变异以及两地间的差异，利用相关分析和通径分析研究籽粒产量收获指数、产油量收获指数分别与17个产量组成性状的关系。结果表明, 云南高产环境下，油菜高产的主要原因是光照充足、昼夜温差大，导致生物产量高、角果多、每角粒数多，特别是二次分枝角果对产量贡献较大。主序和一、二次分枝的角果数与产量收获指数在重庆均呈显著正相关，而云南环境下主序角果数与产量收获指数呈显著负相关。主序和一、二次分枝的每角粒数均以云南环境下极显著高于重庆环境下，且在两种环境下，主序和一次分枝每角粒数都与产量收获指数和产油量收获指数呈显著正相关，表明每角粒数需要充足的光合产物积累及高效的籽粒填充效率来保证。主序、一次和二次分枝千粒重云南均低于重庆，表明寡日照区域的油菜会减少籽粒数，以保证部分种子的干物质填充。云南环境下，各部位千粒重与产量收获指数和产油量收获指数均呈显著正相关，而重庆环境下的相关性不明显，说明在光照充足条件下，光合产物转运能力是导致千粒重差异的主要原因。综合分析表明，在光照充足的环境下，主序角果数和单株经济产量是提高YHI的关键；而寡日照环境下YHI构成复杂，必须将主序和一次分枝的产量组分有机结合，且严格控制生物产量才能实现YHI的提高。

有序化栽插是抛秧稻稳定高产和进一步超高产的基础，明确有序抛栽水稻氮素吸收利用及转运特点对其氮素高效利用有重要意义。本试验通过摆栽、点抛、撒抛3种抛栽方式以及对新型秧盘培育稻株氮素吸收利用特征的比较，研究水稻钵苗有序化栽插超高产的氮素吸收积累特性。试验结果表明：(1)水稻有序摆抛栽各生育时期全株含氮率低于撒抛，有效分蘖临界叶龄期和拔节期吸氮量相对较低，拔节后吸氮量显著或极显著高于撒抛，阶段吸氮量均表现为摆栽>点抛>撒抛。三连孔和二连孔植株各生育时期含氮率较高，且前期能保持适宜的吸氮量，拔节后吸氮能力显著增强，抽穗期、成熟期吸氮量和阶段吸氮量表现为二连孔>三连孔>单孔。(2)氮素农学利用率、生理利用率、偏生产力、氮素干物质生产效率、籽粒生产效率、氮素收获指数和产量均表现为摆栽>点抛>撒抛、机插，氮素利用率各指标、偏生产力、氮素收获指数在不同连孔处理间均表现为二连孔>三连孔、单孔，百千克籽粒需氮量表现为二连孔、三连孔>单孔，氮素干物质生产效率、籽粒生产效率为二连孔、三连孔<单孔。(3)不同抛栽方式处理穗后穗部含氮率和吸氮量均表现为摆栽>点抛>撒抛、机插，茎鞘和叶片呈现相反的趋势；不同连孔处理穗后叶片和穗部含氮率均表现为二连孔>三连孔>单孔，抽穗期茎鞘的含氮率差异不显著，各器官中的吸氮量亦表现为二连孔>三连孔>单孔。不同抛栽方式间氮素转运量和转运率表现摆栽>点抛>撒抛，而茎鞘和叶的氮素转运量和转运率在不同连孔处理间均表现为二连孔、三连孔<单孔。水稻有序摆抛栽，尤其是二连孔有序摆抛，前期有合理含氮量和积累量，抽穗后具有较高的氮素积累量、转运量和转运率，其氮素农学利用率、生理利用率、偏生产力、氮素干物质生产效率、籽粒生产效率、氮素收获指数相对较高，是水稻有序摆抛栽高产的营养生理基础。

采用人工气候箱内培养皿培养，以混合碱NaHCO₃∶Na₂CO₃ (摩尔比)为9∶1模拟典型东北地区碱胁迫环境，在萌发期以50 mmol L^–1溶液处理34份绿豆品种资源，蒸馏水处理为对照，每培养皿放30粒种子。培养第3天测定发芽势，第7天测定发芽率、下胚轴长、胚根长、下胚轴干重、胚根干重等指标，通过隶属函数法和聚类分析对参试材料耐碱性综合评价，并进行因子分析。利用隶属函数法对参试材料耐碱性排序表明，不同绿豆品种资源间表现出较大差异，聚类分析把参试材料按耐碱性强弱分为4大类，白绿11等9份材料为耐碱类型，公绿1号等19份材料为耐碱中间类型，吉绿3号等5份材料为碱敏感类型，潍绿7号为碱极敏感类型。因子分析结果表明，萌发指数、下胚轴干重、胚根长分别在萌发因子、生物量累积因子和伸长因子中的负荷量最大，可作为绿豆萌发期耐碱性鉴定的适宜指标。

针对干旱对杂交谷子的生产限制及耗水与产量的关系尚不明确的问题，通过大田试验研究了不同降水年型下地膜覆盖与补灌对杂交谷子产量形成与耗水的影响。结果表明，播后40~80 d是杂交谷子需水关键期，拔节时补灌增加了单位面积有效穗数，110 mm水分蒸散是提高抽穗期生物产量的充分条件；全生育期耗水400 mm可获得较高籽粒产量。抽穗期生物产量是籽粒产量形成的基础，产量形成具有“递进决定”的特征，覆膜结合补灌显著提高了抽穗期生物产量。丰水年覆盖下或在欠水年，补灌增加了花后物质数量；欠水年雨养花后物质在营养器官中累积，补灌促进了营养器官物质向籽粒转移。补灌下覆膜籽粒增产10.1%~18.6%，比露地提高WUE 10.7%~19.4%。在欠水年，雨养时覆膜下的籽粒产量较露地更低，补灌是显著提高产量和水分利用效率的必要条件。丰水年覆膜能显著提高籽粒产量和补灌的增产效应，欠水年补灌的增产效果则优于覆盖。地膜覆盖结合拔节期或抽穗期适量补灌是提高杂交谷子产量和水分利用效率的有效方法。

花生野生种是改良花生栽培种的重要基因资源。为了利用野生花生的抗性基因，本研究利用花生栽培品种豫花9331与二倍体野生种A. oteroi人工杂交，借助胚拯救和染色体秋水仙素加倍，创制一个双二倍体杂种AmE-4，并利用荧光原位杂交和分子标记技术准确鉴定了该双二倍体。观察结果表明，AmE-4的叶片与豫花9331存在显著差异，而主茎高、侧枝长和总分枝数等性状与豫花9331差异不显著。AmE-4开花期较豫花9331推迟60 d，结实性与荚果发育状况较差，不利于AmE-4的育种利用。同时，开发了57个追踪AmE-4中A. oteroi染色体的显性或共显性SSR标记，为创制和鉴定花生栽培种A. oteroi易位系或渐渗系奠定分子基础。

脱落酸(ABA)是低温逆境下的重要信号因子，为了探讨外源ABA对低温胁迫下玉米幼苗的生长调节作用，以耐低温玉米品种久龙5号为试验材料，采用不同浓度(5、15、25、35 mg L^-1) ABA于玉米三叶一心时喷雾于叶片，并进行低温梯次处理。分析处理后玉米叶片相对电导率、抗氧化酶活性及内源激素ABA、IAA的含量变化，并采用Real-time PCR明确Asr1基因表达水平变化。结果表明，低温胁迫下不同浓度外源ABA处理的玉米叶片相对电导率整体呈上升趋势，SOD和POD活性加强，15 mg L^-1和25 mg L^-1ABA处理的SOD活性均显著高于未应用ABA处理，玉米內源ABA和IAA合成水平上升，应用ABA后Asr1基因相对表达水平上调，其中5、15和25 mg L^-1浓度处理基因表达上调显著。相关分析表明，ABA含量与Asrl基因相对表达量、SOD活性均表现为极显著正相关，与POD活性显著正相关。说明Asr1基因表达受ABA的介导调控，Asr1基因表达量的提升，也促进了内源ABA的合成，抗氧化酶活性加强，提升了应用ABA后玉米的抗低温能力。但外源ABA的介导调控具有一定浓度效应，表现为低促高抑。

为探讨水分亏缺对小麦灌浆中后期穗部同化物转运的影响，利用¹⁴CO₂同位素示踪技术，对于2个抗旱性不同小麦品种的盆栽试验，测定中度水分亏缺下小麦穗部光合特性及灌浆中后期碳同化物的转运。表明，花后20 d，中度水分亏缺下水地品种郑引1号旗叶和穗部净光合速率(P_n)分别下降50.2%和19.9%，旱地品种普冰143分别下降33.7%和12.8%，后者显著小于前者。¹⁴CO₂示踪试验表明，花后15~20 d籽粒中¹⁴C-同化物快速积累，花后25 d达到最高值；灌浆中后期(花后15~20 d)穗部苞片中¹⁴C-同化物向外快速转运，灌浆末期(25 d)碳同化物已彻底转移。成熟期，中度水分亏缺下小麦籽粒中¹⁴C-同化物积累高于正常供水处理，且旱地品种普冰143积累量高于水地品种郑引1号。中度水分亏缺下，郑引1号产量下降36.7%，高于普冰143的23.2%。适度水分亏缺对旱地品种穗部净光合影响较小，并促进了灌浆中后期穗部苞片中碳同化物的向外转运，可能是维持旱作小麦稳产的生理基础。

 近15~20年作物基因组学迅速发展, 特别是第2代测序技术的普及, 显著降低了测序成本, 使单核苷酸多态性(SNP)分析和单元型区段(也称单倍型区段)分析渗透到生命科学的各个领域, 对系统生物学、遗传学、种质资源学和育种学影响最为深刻, 使其进入基因组学的全新时代。一批驯化选择基因的克隆, 特别是对一些控制复杂性状形成的遗传基础及其调控机制的解析, 更清晰地揭示了作物驯化和品种改良的历史, 提升了人们对育种的认知, 推动育种方法的改进。驯化和育种既有相似之处, 也存在明显的差异。驯化选择常常发生在少数关键基因或位点, 对基因的选择几乎是一步到位; 而现代作物育种虽然只有100年左右的历史, 但其对基因组影响更为强烈, 是一些重要代谢途径不断优化的过程。随着生态环境或栽培条件的变化, 育种选择目标基因(等位变异)会发生相应的变化或调整, 因此对基因(等位变异)的选择是逐步的。此外, 强烈的定向选择重塑了多倍体物种的基因组, 使其亚基因组与供体种基因组明显不同。本文在群体水平上, 系统分析了驯化和育种在作物基因组和基因中留下的踪迹, 凝炼其规律, 将为品种改良和育种提供科学理论和指导, 同时也简要介绍了“十三五”国家重点研发计划专项“主要农作物优异种质资源形成与演化规律”的基本研究思路。

二系法杂交小麦属我国原创性成果, 温光敏雄性不育小麦是二系法杂交小麦应用的核心。BS210是本课题组选育的小麦雄性不育材料, 2012—2014年通过3个生态区分期播种试验和人工气候箱温光调控试验, 研究了BS210的育性转换特性。在不育制种生态区, 适期播种条件下, BS210的不育度可达95%~100%, 其安全制种播种时期为安徽阜阳9月30日至10月10日、云南丽江9月30日；在可育繁种生态区, 晚播条件下, BS210的自交结实率可达70%以上, 其安全繁种播种时期为北京海淀11月10日、北京顺义9月30日至11月10日。BS210以温度敏感为主, 光照时长对BS210育性影响较小, 温度转换敏感期为药隔至单核期。在光照10.0~12.5 h时, 其温度转换阈值为10~12°C；在光照14 h时, 其温度转换阈值为8~10°C。在短日低温条件下, 花粉粒碘染以染败为主, 表现为不育；在长日高温条件下, 花粉粒碘染为圆形、黑染, 表现为可育。通过明确BS210育性转换特性, 为指导BS210安全制繁种生态区的选择提供理论依据。

盐胁迫是非生物胁迫中影响作物产量的一个主要因素，利用分子标记方法选育油菜耐盐品种对提高油菜产量具有重要意义。选用来自GH06与P174杂交后通过单粒传法连续自交获得的高世代重组自交系群体，以含16 g L^–1 NaCl的Hoagland溶液培养幼苗进行盐胁迫处理25 d后，分别测定叶和根的鲜重及干重，根据已构建的高密度SNP遗传连锁图谱进行QTL定位，在QTL物理区间筛选耐盐相关基因并以极端表型材料进行qRT-PCR分析。采用复合区间作图法(CIM)，在对照和盐胁迫处理中共检测到19个QTL，其中与盐胁迫相关的有6个，可解释的表型变异7.16%~16.15%，分布在A02、A04和C03染色体上，将QTL置信区间序列和拟南芥中与盐胁迫相关的基因比对分析，共找到8个候选基因。对其中4个候选基因在极端表型材料中的表达分析表明，BnaA02g14680D与BnaA02g14490D基因在盐胁迫处理后的48 h或72 h表达量均高于对照组，即基因的表达由盐胁迫引起，而BnaC03g64030D在敏感型材料中的相对表达量高于在耐盐型材料中，BnaC03g62830D在敏感型材料中没有明显变化，但在耐盐型材料中呈现先升高后降低的表达特征，其表达可能会增强植株对盐胁迫的耐受力。本研究为油菜耐盐基因功能挖掘和油菜耐盐品种选育奠定基础。

Na⁺转运蛋白基因在植物抵御逆境胁迫中起重要作用，本研究克隆高粱了Na⁺转运蛋白基因SbSKC1，其完整开放阅读框为1497 bp，编码498个氨基酸残基，氨基酸序列比对及进化树分析表明，高粱Na⁺转运蛋白基因SbSKC1与玉米(Zea mays) LOC100382359 (NP_001162576.1)具有高度相似性。构建pSH-SbSKC1植物表达载体，利用农杆菌介导法将该载体转入烟草(Nicotiana tabacum cv. Xanthi)，PCR及抗盐性鉴定结果表明，在300 mmol L^–1 NaCl处理下，转基因烟草的存活率高于野生型烟草，根长显著高于野生型烟草，同时转基因烟草保持了较高的K⁺/Na⁺比。盐胁迫后，转基因烟草的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性显著高于野生型，而过氧化氢(H₂O₂)含量比野生型烟草低37.7%，初步推断过量表达SbSKC1基因能够显著提高烟草的抗盐性。

植物VIP1蛋白(VirE2 interacting protein 1)与农杆菌侵染植物后T-DNA在细胞内的转运有关，影响植物转化效率，但还未见有关小麦中VIP1基因研究的报道。本研究利用in silico技术从普通小麦中克隆了TaVIP1家族基因，该家族基因全部由4个外显子构成，编码产物相似性高，与拟南芥AtVIP1蛋白质序列相似性仅为50.7%~51.4%。Southern杂交结果表明，TaVIP1基因在小麦基因组中存在3个拷贝。根据小麦3个TaVIP1基因的差异序列设计特异引物，以四倍体小麦Langdon与中国春D组染色体代换系为材料进行PCR检测，结合生物信息学分析，将小麦3个小麦TaVIP1基因分别定位在4AL、4BS和4DS染色体上。亚细胞定位分析表明，TaVIP1蛋白分布于细胞膜、细胞质和细胞核中。农杆菌转化烟草，过表达TaVIP1基因降低了烟草转化效率。小麦TaVIP1基因编码的氨基酸序列与拟南芥AtVIP1基因及烟草NtVIP1基因编码的氨基酸序列相似性很低，这可能是小麦农杆菌转化效率低的原因之一。

茶树是重要的叶用经济作物，但是茶树每年都要开花结实，消耗大量的养分，导致茶树鲜叶产量减少和品质降低。了解茶树的不育机制将有助于茶树不育品种的分子遗传改良。本研究以福鼎大白茶(父本)、佛香2号(母本)以及他们的杂交后代(不育)茶树花为材料，利用数字基因表达谱技术对3个茶树花的cDNA文库进行差异基因表达谱分析。筛选出在父本花与子代不育花、母本花与子代不育花共有而在父本花与母本花没有的差异表达基因1219条。GO功能显著性分析表明，代谢过程、催化活性、水解酶活性表现为富集；KEGG代谢分析表明，差异表达基因涉及氨基酸、糖、次生代谢、植物信号传导途径以及能量代谢等过程。以植物激素信号转导通路分析发现，16个与生长素信号途径相关基因中，除5个ARF家族基因在子代不育花中上调表达外，其他的基因均下调，推测生长素信号转导是茶树花不育的重要因素。随机抽取5个基因进行实时荧光定量PCR验证, 其结果与测序结果一致。表达谱分析结果将为茶树花不育机制的深入研究和不育基因的筛选奠定基础。

通过酵母双杂交系统，以花生组蛋白去乙酰化酶AhHDA1为诱饵, 对花生cDNA文库筛选并分析互作蛋白的生物学特性。结果获得一个AhHDA1互作蛋白Arachis hypogaea L. Golden 2-like (AhGLK)；体外荧光双分子试验证实，AhHDA1与AhGLK蛋白存在相互作用；利用生物信息学软件分析表明，AhGLK含有MYB保守域，其氨基酸序列与大豆(Glyine soja) GsGLK、拟南芥(Arabidopsis thaliana) AtGLK分别具有较高同源性；AhGLK定位在细胞核中并具有转录因子活性，主要在花生的叶片中表达；在30% PEG条件下，AhGLK表达下调。

嫁接研究和实践表明，植物不同生理过程普遍存在根-冠互作的多样性。作者曾以衰老较快的棉花品种中棉所41和衰老较慢的品种鲁棉研22为材料进行嫁接研究，发现地上部对叶片衰老起主要作用。本文以中棉所41和另一个衰老较慢的品种中棉所49为材料进行普通嫁接(单接穗单砧木)和Y型嫁接(双接穗单砧木)，用低钾胁迫(0.03 mmol L^–1)诱导叶片衰老，结果表明I型嫁接中以中棉所41为砧木的处理，其倒4叶SPAD值显著低于以中棉所49为砧木的处理，提示根系对叶片衰老的作用较大。相应地，以中41为砧木的处理，其根系和叶片中的ZR+Z和iPA+iP浓度及砧木和接穗木质部汁液中的ZR+Z和iPA+iP流量在绝大多数情况下显著低于以中49为砧木的处理，ABA的结果则相反。Y型嫁接的结果与I型嫁接相似，但根系对叶片衰老的作用未表现出绝对优势。从根-冠-根通讯的角度对叶片衰老的根-冠互作类型多样性进行了讨论。

小麦籽粒的发育存在时空差异，不同穗粒位的粒重和蛋白质产量也存在差异，剖析粒重和籽粒蛋白质含量的穗粒位效应，有助于深入了解小麦产量和品质的形成机制。于2009—2010和2010—2011小麦生长季进行大田试验，选用3种类型4个品种，分析了不同的穗粒位的粒重、蛋白质积累和蛋白质含量的动态变化。结果表明，粒重和蛋白质积累量的穗粒位间变异大于年份（环境）间变异和基因型间变异；蛋白质含量的年份间变异大于基因型间变异和穗粒位间变异，而成熟期穗粒位间变异最大。大粒品种易受环境影响，小粒品种比较稳定。优质面包小麦品种开花后各时期的籽粒蛋白质含量普遍高于中筋小麦，但不同时期、不同年份差异较大。开花后各时期，强势粒的粒重、蛋白质积累量和蛋白质含量显著大于弱势粒，中部籽粒显著大于上部和下部籽粒；随着灌浆进程穗中部与下部籽粒的差异变小，至开花后36 d时，中部和下部籽粒的蛋白质含量无显著差异。随籽粒灌浆进程，不同品种各穗粒位的粒重和蛋白质积累均呈“慢–快–慢”的“S”型曲线变化，蛋白质含量均呈“V”型曲线变化，灌浆后期，中部和下部强势粒以及下部弱势粒的蛋白质含量增长速度明显快于其他穗粒位籽粒。粒重最大生长速率出现在开花后18~21 d，快速增重时期为开花后12~26 d；籽粒蛋白质最大积累速率出现在开花后21~24 d，快速积累时期为开花后13~32 d。根据本研究结果，我们认为高产优质小麦品种的特征是籽粒不宜过大，小花位粒数不宜过多，且中、下部籽粒较多，开花后13~26 d灌浆速率快。

测墒补灌是近年开发的一种小麦节水栽培新技术，水分管理的土层深度是该技术的关键因素之一。本研究以济麦22为试验品种，于2013—2014和2014—2015年度在山东兖州进行大田试验，设置4个测墒补灌土层深度，补灌至目标土层拔节期相对含水量70%和开花期相对含水量75%，以定量灌溉(拔节期和开花期各灌水60mm)和全生育期不灌水处理为对照，通过测定花后0~30 d灌浆阶段小麦冠层光截获特性、群体光合速率、旗叶荧光特性，以及最终籽粒产量和水分利用效率，以明确测墒补灌达到增产的光合基础及最佳土层。当补灌土层为0~20 cm时，灌水量为50.1~51.2 mm，小麦叶面积指数、冠层光合有效辐射截获量、冠层光截获率和群体光合速率，以及旗叶实际光化学效率(Φ_PSII)和最大光化学效率(F_v/F_m)在各灌水处理中最低；补灌土层为0~40 cm时，灌水量为73.1~93.1 mm，上述前4项指标比补灌深度20 cm时依次提高6.0%~42.4%、8.5%~27.9%、6.7%~14.5%、11.0%~14.6%，同时旗叶Φ_PSII和F_v/F_m亦显著提高；补灌深度加大至60cm (灌水量87.5~105.4 cm)和80cm (灌水量101.8~115.0 cm)时，这些指标无显著增加。与光合特性相关指标一致，籽粒产量也表现为补灌深度大于40 cm的3个处理间无显著差异，且与定量灌溉对照无显著差异，但都显著高于补灌深度20 cm处理。在本试验条件下，对0~40 cm土层实施测墒补灌，较定量灌溉减少用水26.9~46.9mm，水分利用效率提高16.2%~16.7%，灌溉效益增加34.0%~68.1%，说明在类似生态条件下，中穗型小麦品种济麦22测墒补灌节水栽培技术的目标土层为0~40cm。

旨在探明东北春玉米不同类型杂交种物质生产及氮素利用特征及其与产量的关系。本文以不同类型杂交种代表性品种郑单958 (ZD958，Reid×唐四平头模式)和先玉335 (XY335，Reid×Lancaster模式)为试验材料，2014年和2015年设置5个氮肥水平[0 kg hm^-2(N0)、100 kg hm^-2 (N1)、200 kg hm^-2 (N2)、300 kg hm^-2(N3)和400 kg hm^-2(N4)]和2个种植密度(67 500株 hm^-2和90 000株 hm^-2)试验，比较研究了不同类型玉米杂交种干物质与氮素积累、运转及氮素利用的差异规律。结果表明，两年XY335品种的最高籽粒产量均高于ZD958，最优氮肥施用量明显降低4.8%~10.6%；相比ZD958，不施氮处理，两种种植密度下XY335品种干物质积累能力及物质运转效率都明显降低，而施氮条件下XY335品种的干物质积累量、花后干物质量及干物质运转效率均增加，同时增幅随着施氮量增加逐步提高，且在高密度条件下优势更为明显。开花期XY335叶片与茎鞘氮素含量显著高于ZD958 (P<0.05)，而成熟期由于其较高物质的运转效率表现出明显较低的数值，籽粒氮素含量在高密度下差异较小，而低密度条件下相对ZD958显著提高(P<0.05)。施氮条件下XY335品种花前、花后氮素积累量和氮素积累总量均高于ZD958，其中叶片中氮素的转运对籽粒的贡献率显著较高(P<0.05)。两种种植密度处理最优施氮条件下XY335氮素利用效率和氮素吸收效率均显著高于ZD958 (P<0.05)，而氮农学利用率和氮肥偏生产力差异不显著。可见，高密度条件下XY335类型品种表现出明显较高的物质积累能力以及花后物质运转对籽粒的贡献率，获得较高的氮素利用效率，表现出明显高氮高效的品种特征，因此生产上建议，东北春玉米区高密度种植条件下该类型品种在较高氮肥施用量时易获得高产高效。

间套作系统中荫蔽是影响低位作物生长发育的主要因素。本研究采用玉米-大豆套作种植模式，以南豆12大豆品种为研究对象，设置2个行比配置，即1∶1（A1处理；1行玉米间隔1行大豆，间距50 cm）和2∶2（A2处理；2行玉米间隔2行大豆，玉米和大豆各自的行距均为40 cm，玉米和大豆间距为60 cm），净作大豆为对照（CK），研究玉米和大豆不同行比套作配置下荫蔽对大豆叶片光合荧光特性、解剖结构及超微结构的影响。结果表明，套作处理A1、A2的光合有效辐射(PAR)分别比CK显著降低91.2%、66.8%。叶绿素a含量分别降低50.2%和27.9%，净光合速率分别降低63.2%和37.8%。套作大豆功能叶片荧光参数F_v'/F_m'和F_q'/F_m显著高于净作大豆，而F_v/F_m、q_P和NPQ低于净作。对于叶片结构，套作大豆叶片厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度均低于CK，且净作大豆叶片厚度分别是A1和A2处理下的2.15倍和1.69倍；套作大豆叶片的叶绿体结构比较完整，无破碎现象，含淀粉粒稀少，随着荫蔽程度的加重，嗜锇颗粒、基粒片层和基质片层增多，叶绿体减小但其数目增多，而净作大豆叶片叶绿体中淀粉粒较多且色泽亮白，基粒片层和基质片层稀少。因此，玉米-大豆套作种植中不同行比配置导致低位作物大豆冠层光环境差异，直接影响大豆叶片结构特征和光合荧光特性。

利用江西省农业科学院31年的长期肥料定位试验，选取不施肥(对照)、单施化肥、70%化肥配施30%有机肥、50%化肥配施50%有机肥和30%化肥配施70%有机肥等5个处理，通过常规分析和454-高通量测序技术，研究了长期不同施肥条件下，我国南方典型水稻土养分含量和真菌群落结构的变化。结果表明，在酸性水稻土上，长期单施化肥显著降低土壤pH值，但随着有机肥配施比例的提高pH明显上升；有机和无机肥配施显著提高土壤有机质、有效氮磷含量以及微生物碳氮量。单施化肥土壤真菌18S rDNA序列数比配施有机肥的多1倍，但真菌种(属)数减少了11~40种；前20种优势真菌的丰富度占真菌总量的78.82%~91.51%，以子囊菌最多(7~13种)，所占比例最大(23.13%~75.09%)；与对照相比，配施有机肥的土壤中有14~15种优势真菌与之相同，而单施化肥的土壤中仅有9种一致；主成分分析结果表明单施化肥处理的真菌群落组成与其他各处理存在显著差异。因此，单施化肥造成土壤酸化加剧，真菌数量成倍增加，但种类显著减少，其丰富度和多样性明显降低，并改变优势真菌种群，相应提高了土壤病原真菌过度繁殖的风险。而有机和无机肥配施有利于维持水稻土壤健康生态环境和真菌种群多样性。

以籼粳杂交稻品种甬优2640、超级稻南粳9108为供试材料, 设置壮秆剂A (壮秧剂∶速效硅∶生物炭=1.0∶0.5∶1.0) 5个处理(A-1: 18.75 kg hm^–2、A-2: 37.5 kg hm^–2、A-3: 56.25 kg hm^–2、A-4: 75 kg hm^–2、A-5: 93.75 kg hm^–2), 壮秆剂B (“杰伟”牌水稻生长调节剂) 5个处理(B-1: 7.5 kg hm^–2、B-2: 15 kg hm^–2、B-3: 22.5 kg hm^–2、B-4: 30 kg hm^–2、B-5: 37.5 kg hm^–2)。在齐穗后30 d观测水稻基部第1节间(N₁)、第2节间(N₂)、第3节间(N₃)、第4节间(N₄)抗倒伏能力和主要物理性状, 比较研究壮秆剂不同用量对水稻产量及抗倒伏能力的影响。两年试验结果表明, 壮秆剂A对水稻产量及抗倒伏能力的影响要优于壮秆剂B, 随着壮秆剂用量的增加水稻产量呈先增后减的趋势, 其中A-3处理产量最高, 其原因在于每穗粒数、结实率、千粒重均有所增加, 壮秆剂B中B-3产量最高, 壮秆剂A增产效果优于B的原因在于千粒重的增加。随着壮秆剂用量的增加, 各节间倒伏指数呈现先减后增趋势, 其中A-3、A-4处理的N₂、N₃倒伏指数显著小于对照。进一步分析壮秆剂A与B抗倒伏能力增强的原因在于抗折力的增加, 壮秆剂A主要是通过增加N₁、N₂、N₃节间茎秆粗度、茎壁厚度和节间充实度增强了抗倒伏能力, 壮秆剂B主要是增加N₁、N₂、N₃节间茎壁厚度来增强抗倒伏能力, 两者比较壮秆剂A效果更明显。

Pm48为本实验室鉴定的一个抗白粉病新基因。为精细定位该基因，利用混池ddRAD测序鉴定了81个与该基因关联的序列，开发了STS标记Xmp931，转化了CAPS标记Xmp928、Xmp930和Xmp936；同时，利用粗山羊草基因组序列开发了71个基因组SSR标记，定位了其中的Xmp1089和Xmp1112。在115个宁糯麦1号´Tabasco衍生的 F_2:3家系中，Xmp928与目的基因共分离，Xmp1112位于近着丝粒方向处距抗病基因3.1 cM。在671个纯合感病家系中，标记Xmp928仍与目的基因共分离。利用3个中国春5DS缺失系，最终将Pm48定位在小麦5DS上0.63–0.67的臂区段中。

植物的角质层在干旱胁迫下对降低植物的非气孔性失水起重要作用。对水稻蜡质相关转录因子基因OsWR2过表达研究发现，OsWR2对水稻表皮蜡质和角质的含量和组分构成以及非气孔性失水都有影响，推测OsWR2是植物角质层代谢途径中重要的调控基因。本研究通过构建OsWR2-RNAi载体并转入水稻获得抑制OsWR2表达的突变转基因植株，发现OsWR2-RNAi水稻叶片角质层组成和含量明显变化，其蜡质组分中醛类、醇类和烷烃类的减少导致表皮蜡质晶体的积累和表皮蜡质总量减少14.8%，角质单体中C16:0和C18:1ω-OH脂肪酸和di-OH脂肪酸等角质组分含量的显著降低导致OsWR2-RNAi水稻叶片中角质单体总量减少36.2%。幼苗干旱处理前后，OsWR2-RNAi植株自由脯氨酸含量与野生型相比变化不大，但其表皮通透性、水分散失率和MAD含量显著增加，幼苗耐旱性降低。本研究结果进一步证实OSWR2对水稻蜡质和角质生物合成及对非气孔性失水的调控作用，有望为水稻耐旱性状的改良提供重要基因资源。

第一代抗草甘膦转CP4-EPSPs基因大豆GTS40-3-2是国际上应用时间最长、种植面积最大的转基因作物。本文以6份GTS40-3-2衍生的抗草甘膦转基因大豆新品系为亲本，配制4个杂交组合，利用抗性分级法和相对株高法鉴定杂交亲本及其F_2:3子代对草甘膦的耐受性差异，分析其抗性水平与遗传背景的相关性。结果表明，以1230 g a.i. hm^–2草甘膦喷施处理时，转基因亲本及其F_2:3子代的苗期生长受草甘膦抑制不显著，而当喷施浓度提高至3690 g a.i. hm^–2和4920 g a.i. hm^–2时则抑制作用显著。供试的6个杂交亲本中以ZLHJ06-1568、ZLHJ10-713和ZLHJ06-698对草甘膦的耐受性相对较强，而4个F_2:3组合中以ZLHJ10-713×ZLHJ06-698后代在草甘膦喷施后株高受抑制最小，对草甘膦耐受性最强。不同组合后代对草甘膦的耐受性普遍优于其双亲，呈现出杂种优势。各组合后代与亲本之间对草甘膦的耐受性均呈正相关，但由于亲本间互作效应的不同，导致后代抗性水平产生差异。本研究表明草甘膦抗性基因CP4-EPSPs在大豆中的表达水平与其遗传背景相关联，为利用转基因大豆新种质培育转基因大豆新品种过程中目标基因的定向选择提供了参考依据。

良星99是黄淮冬麦区和北部冬麦区推广的抗白粉病冬小麦品种, 其抗白粉病基因位于2BL染色体, 已被命名为Pm52。利用来自不同小麦生产区的123个小麦白粉菌菌株进行抗性鉴定, 良星99可抗80%的菌株。2012-2016年连续5个生长季抗性鉴定中, 良星99在成株期对接种的白粉菌混合菌株都表现免疫或高抗。采用Pm52基因紧密连锁分子标记Xgwm120和27个菌株对10个利用良星99培育的品系进行分子检测和抗性分析发现, 衡4568、邯农2312、中信麦99和DH51302可能携带Pm52基因, 而郑麦369和冀麦729的白粉病抗性基因可能与Pm52不同。石U09-4366、XR4429、衡10-5039和农大3486苗期和成株期都表现感病, 不含Pm52基因。这些品种的成株期抗性反应与苗期的抗性反应一致。本研究的结果有利于良星99的抗白粉病基因Pm52在育种和生产上的有效利用。

云南是世界公认的亚洲栽培稻遗传多样性和起源中心之一。利用51对SSR分子标记对云南哈尼梯田当前栽培的111份水稻材料进行多态性检测，并分析其群体结构。聚类分析表明，供试材料主要分为偏粳类群(group I)及偏籼类群(group II)两大类群，其中以偏籼类群居多，占83%，这两类群并未完全按地理来源聚类。所选材料稻米的糊化温度变异较广，可以分为低(<66°C)、中低(66~70°C)、中高(70~74°C)和高(>74°C)等4类。通过基因测序，分析了稻米糊化温度控制基因ALK的序列多样性，发现其可以分为10种单倍型。关联分析结果表明，所选水稻样品稻米的糊化温度主要由ALK基因3个SNP位点组合控制。其中，A-GC和G-TT两种组合主要控制低(<66°C)和中低(66~70°C)糊化温度，G-GC组合主要控制中高(70~74°C)和高(>74°C)糊化温度。SNP₃₄₀₂ T类型与高、中高糊化温度有关。绝大多数偏籼类品种的ALK基因含有G-GC组合，因此都倾向于高糊化温度。上述研究为水稻分子育种和种质资源保护研究提供了一定的参考价值。

以棉花耐盐种质早熟长绒7号和感盐种质南丹巴地大花为材料，利用转录组测序(RNA-Seq)技术分析2个种质在200 mmol L^–1 NaCl胁迫4和24 h后幼苗叶片的转录因子家族及转录因子的表达情况。结果表明，从样本中鉴定出54个转录因子家族的2815个转录因子。盐胁迫4 h后，长绒7号有249个转录因子基因表达发生变化；南丹巴地大花中有261个转录因子基因表达发生变化。在胁迫24 h后, 2个种质对盐响应的转录因子数量均剧增。只在耐盐种质长绒7号特异表达的有106个(4 h)和184个(24 h)转录因子基因，对于2个种质共同表达的转录因子有143个(4 h)和282个(24 h)。通过筛选，鉴定出26个与耐盐相关的转录因子家族124个转录因子基因，并采用荧光定量验证转录组数据的准确性。推测高表达的11个转录因子的基因CotAD_66280 (HD-ZIP)、CotAD_47058 (ERF)、CotAD_18472 (G2-like)、CotAD_04289 (C2H2)、CotAD_57763 (HSF)、CotAD_23656 (TCP)、CotAD_02221 (ERF)、CotAD_23975 (WRKY)、CotAD_54036 (MYB)、CotAD_27788 (NAC)和CotAD_23815 (HSF) 有可能与陆地棉抗盐性密切相关，可作为陆地棉耐盐育种的候选基因源。

线性混合模型最佳线性无偏预测(BLUP)不仅适用于数据不平衡和误差方差异质试验的分析，而且对随机效应的排序会更准确。在实际试验分析中由于真实方差参数值未知而采用估计值时，BLUP转变为所谓经验性BLUP (eBLUP)。为了探讨eBLUP在作物区域试验品种评价的效果，本文以我国2012—2014年长江流域油菜区域试验12套产量资料为例，对eBLUP在品种主效应和特定环境中效应的估计、排序及差异比较t测验等方面与方差分析综合比较。结果表明, 对品种主效应，eBLUP与方差分析算术平均值仅有较小差异，品种排序在eBLUP与算术平均值法相同；对特定环境中品种效应，eBLUP与算术平均值法有较大差异，品种排序在eBLUP较算术平均值法更准确；用Kenward-Roger法估算基于eBLUP的效应差异t测验的自由度，无论对品种主效应还是对特定环境中品种效应，eBLUP和方差分析有着相近的显著性(α = 0.05)测验效果。

掌握农作物种质资源的空间分布特征，分析种质资源在地理空间上的聚集离散特征，对于作物种质资源全面收集、有效保护和高效利用具有重要意义。本研究基于空间统计学原理和方法，借助ARCGIS软件，从种质资源的数量、方位特征、集中程度分别分析不同综合农业分区内种质资源的空间分布特征。通过数量分析显示，黄淮海区和黄土高原区密度最大，说明这两个地区的种质资源最为丰富，需要重点保护；方位分析得出，华南区和甘新区的资源分布范围最广，并且资源方向分布趋势最为明显，除甘新区外，其他区域的资源方向角均在90°以内。资源的分布范围、分布趋势和方向角度不仅能分析区域资源的方位分布特征，还可从空间角度辅助寻找影响种质资源地理分布的关键因子；集中度分析中，青藏区、内蒙古及长城沿线区和东北区的种质资源分布最为聚集，可采取集中区域资源重点保护的策略。该项研究可为种质资源在不同综合农业分区内的保护、利用和收集提供理论依据。

CLASP蛋白(CLIP-associated proteins，CLASPs)是一种调节微管结构与功能的微管结合蛋白，在植物生长发育及形态建成过程中起着至关重要的作用。本研究利用生物信息学的方法，在陆地棉基因组数据库中鉴定出6个编码CLASP蛋白的基因。多重序列比对及系统进化树分析表明，陆地棉CLASP基因家族可分为2个亚家族(I和II)，亚家族I含有HEAT重复结构域和典型的CLASP-N端结构域，亚家族II只含有CLASP-N端结构域。实时荧光定量PCR结果表明，6个CLASP家族基因在棉花各组织中均有表达，但表达模式各不相同，其中CotAD_63740 (GenBank登录号为KX881965)和CotAD_04861 (GenBank登录号为KX881961)在纤维中优势表达，CotAD_48232 (GenBank登录号为KX881962)、CotAD_48665 (GenBank登录号为KX881963)、CotAD_55570 (GenBank登录号为KX881964)和CotAD_68468 (GenBank登录号为KX881966)在茎中优势表达，表达模式的不同表明CLASP家族基因在棉花不同组织中功能不同。本研究为深入研究棉花CLASP家族基因的功能奠定了基础。

冬小麦穗部形态结构模型是功能–结构小麦模型的重要研究内容。以济麦22、泰农18和鲁原502为材料, 于2013—2014和2014—2015年度开展了品种和施氮试验。结合2013—2014年数据, 分析穗部主要形态参数与器官生物量的定量关系及形态参数间的内在联系, 构建了冬小麦穗部主要形态结构模型。经2014—2015年小麦生长数据检验, 除穗长模型精度略低外, 穗宽、穗厚、颖壳长、颖壳宽、颖壳厚、籽粒长、籽粒宽和籽粒厚模型精度均较高, 所建模型可较好模拟不同品种与施氮水平冬小麦穗部主要形态结构。

以氮高效品种(德香4103)和氮低效品种(宜香3724)为材料，利用¹³C和¹⁵N双同位素示踪技术和生理生化分析方法，采用盆栽及大田试验，在施氮量180 kg hm^-2条件下，设置3种氮肥运筹方式，基肥∶蘖肥∶穗肥比例分别为5∶3∶2(N₁)、3∶3∶4(N₂)、3∶1∶6(N₃)，以及不施氮(N₀)处理；研究其对不同氮效率水稻花后氮碳代谢的影响，并探讨氮肥后移下花后光合同化物及氮素累积、转运、分配的共性响应机制及其与产量的关系。结果表明，品种、氮肥运筹对花后氮素利用特征、光合同化物分配、生理特性及产量均存在显著影响。氮高效品种与氮肥后移量占总施氮量的40%、氮素穗肥运筹以倒四、倒二叶龄期等量追施相配套(N₂处理)，能促进花后氮素累积，提高剑叶光合速率和1,5-二磷酸核酮糖羧化酶、谷氨酰胺合成酶等碳氮代谢关键酶活性，促进叶片、茎鞘、根系、穗各营养器官光合同化物及氮素累积与转运，进而提高产量及氮肥利用率，为本试验氮高效品种配套的氮肥运筹优化模式。花后不同氮肥运筹下，氮高效品种光合同化物、氮素的累积与转运，分别较氮低效品种高7.78~12.75 mg ¹³C 株^-1、15.14~18.78 mg ¹⁵N 株^-1；且叶片转运量分别较氮低效品种高1.70~2.93 mg ¹³C 株^-1、2.21~4.55 mg ¹⁵N 株^-1，茎鞘转运量分别较氮低效品种高1.70~2.93 mg ¹³C 株^-1、0.05~1.14 mg ¹⁵N 株^-1；而穗部氮高效与氮低效品种¹³C同化物分别增加31.04~44.68 mg ¹³C 株^-1(占¹³C总量的42.04%~46.38%)、24.94~34.26 mg ¹³C 株^-1(占¹³C总量的36.45%~41.36%)，¹⁵N则分别增加35.56~46.58 mg ¹⁵N 株^-1(占¹⁵N总量的61.82%~82.93%)、27.37~31.57 mg ¹⁵N 株^-1(占¹⁵N总量的58.04%~68.31%)。氮高效品种花后具有强光合碳同化、氮素的协同吸收转运特征，以及碳氮代谢能力，来满足籽粒灌浆期对光合同化物及氮素的利用，是氮高效品种相对于氮低效品种高产、氮高效利用的重要原因。此外，从花后不同器官碳氮比(C/N)变化值综合两品种高产及氮肥高效利用来看，N₂处理下，齐穗至成熟期叶片、穗部C/N提高幅度与该时期茎鞘、根系C/N降低幅度一致，据此可将C/N作为水稻高产及氮肥高效利用同步提高的评价指标，这具有重要的参考价值。