摘要:充分利用甘蔗近缘野生种，是拓宽甘蔗遗传背景和加速甘蔗高贵化育种的重要基础。蔗茅属于甘蔗的近缘野生种，是甘蔗育种的重要野生种质，也是甘蔗属复合体基因组演化和功能基因解析的重要资源。自20世纪80年代以来，蔗茅种质资源的采集和研究，以及甘蔗与蔗茅的属间远缘杂交和抗旱耐冷甘蔗新品种培育取得重要进展。另外，蔗茅的许多优异性状，包括高糖、耐冷和抗旱等的生理及分子响应机制也逐渐被解析。为更好探索蔗茅优异性状的分子基础及其在甘蔗育种中的应用价值，本文系统综述蔗茅的研究进展和利用现状，分析蔗茅的遗传多样性和基因组演化特性，解析蔗茅中蔗糖合成和转运的主要通路及其关键基因的转录模式，并进一步提出蔗茅作为模式植物和生物燃料植物的应用潜力；同时，分析了蔗茅对低温和干旱胁迫的分子响应特征，讨论了蔗茅在甘蔗育种研究和利用中存在的问题，展望了未来发展方向。

摘要:糖苷生物碱（SGAs， steroidal glycoalkaloids）是一种胆固醇衍生物，可有效抵御病虫对植物的侵染，主要存在于茄属植物中，在植株生长旺盛和幼嫩组织合成，其生物合成可分为三大阶段，包括胆固醇的生物合成、从胆固醇到甾体类生物碱和甾体类生物碱的糖基化。茄属植物SGAs的生物合成会受遗传（转录因子）和光信号的影响。目前，关于SGAs的组织分布、种类、合成、遗传等方面的研究是国内外学者关注的重点。本文结合最新研究进展，总结归纳出控制茄属植物SGAs生物合成的主要基因（HMGR、SQS、SSR2、SGT2、GAME1、GAME2、GAME4、GAME6、GAME7、GAME8、GAME11、GAME12、GAME15、GAME17和GAME18）、茄属植物野生种和栽培种SGAs生物合成的主要差异基因（GAME5、GAME25、S5αR2、GAME31和GAME32）、与激素相关的转录因子（GAME9、COI1和TCP14）对SGAs生物合成的调控以及在光信号传导过程中相关转录因子（HY5、PIF3和MYB113）和光合色素酶（PDS、CHLI和CHLH）对SGAs生物合成的影响，并对未来茄属植物SGAs的研究方向做了展望。

摘要:真菌病害作为农作物产量下降的重要因素之一，对全球农业生产和粮食安全构成了严重威胁。当植物遭遇病原真菌侵害时，其防御机制主要涉及复杂的抗病相关蛋白合成调控以及蛋白质翻译后修饰过程。近年来，泛素化在调控植物免疫反应中的作用成为了植物病理学和分子生物学研究的热点领域。泛素化作为一种关键的蛋白质翻译后修饰机制，参与了模式识别受体介导的信号传导路径，影响这些受体的内吞、降解及再循环过程，从而增强植物对病原菌的识别能力。此外，泛素化还与植物激素信号通路相互作用，共同调节植物的抗病性。特别是E3泛素连接酶作为泛素化过程的核心成分，其多样性和特异性为植物提供了精确调控免疫反应的能力。本文介绍了泛素-蛋白酶体系统的反应过程，并重点围绕蛋白质泛素化修饰在植物免疫应答中的调控作用以及泛素连接酶在植物应对病原菌侵染后的功能研究开展论述，旨在为深入理解植物自身的抗性调节机制以及培育具有更强抗性的作物品种提供新的策略和技术手段，对于泛素化修饰在植物免疫应答领域的深入研究具有重要意义。

摘要:2014年至2024年先后15次对环塔里木盆地24个县的桃地方品种资源（以下简称土桃）进行了系统考察，主要集中在新疆喀什、和田地区，其中喀什地区的莎车县分布着土桃最大实生群体。鉴定评价土桃种质资源313份，其中原生种桃（Prunus persica L.）223份，新疆桃（P. ferganensis Kost.et Riab）76份，桃巴旦（Prunus. persica L.×P. communis Fritsch.或P. ferganensis Kost.et Riab× P. communis Fritsch.）13份。果实成熟期从7月上旬至11月上旬，果实类型包括普通桃262份、油桃50份和蟠桃1份。土桃种质果皮和果肉颜色有丰富的多样性，其中果皮颜色有纯绿色、纯黄色、纯白色等，发掘了袖珍油桃、和田绿皮桃、和田白桃、莎车绿皮油桃2号、皮山黄艾西1号、墨玉黄1号、黄棱桃、白棱桃等一批稀有、珍稀、濒危种质。通过考察，基本厘清了环塔里木盆地土桃种质资源的分布状况和多样性水平，阐明了其生产利用现状，提出环塔里木盆地是迄今为止我国地方品种多样性最为丰富的区域，并筛选出一批可供生产应用的品种，为该区域土桃的保护与利用奠定了基础。

摘要:短绒野大豆（Glycine tomentella）属于大豆属（Glycine Willd.） Glycine亚属，为我国二级保护野生植物，分布于闽粤沿海地带及附近岛屿，是大豆育种的重要遗传资源。近年由于分布区域土地开发、除草剂滥用、环境变化等诸多因素导致短绒野大豆种群受到不同程度的影响，因此亟需明确其群落的植物组成及群落结构特征，为其原生境保护提供理论依据。本研究在闽粤沿海地带选取50个短绒野大豆植物群落，调查了255个样方（1 m×1 m）的物种组成、密度和高度等生态数据，分析群落物种多样性、种间关系和生态位特征。结果表明，闽粤两省短绒野大豆群落的植物构成有明显差异。研究共记载48科138属166种植物，其中草本植物123种（占74.10%），福建省独有23科45属53种，广东省独有27科64属70种。两省共有的优势种仅有13个，群落植物构成差异较大。福建省群落物种种间关联程度高于广东省，各物种在样方水平上的分布更均匀。广东省群落中白茅和狗牙根的生态位宽度远高于福建省，两省群落中与短绒野大豆生态位重叠值较高的物种完全不同，这表明同一物种的生态位特征具有地域适应性。总体和种间关联性分析、相关性分析均表明，大部分种对呈现不显著负相关，各物种间相对独立，两省群落均处于不稳定状态。

摘要:西藏自治区林芝市地处青藏高原东南部，属于高原温暖半湿润气候的山地河谷地貌，垂直海拔落差大，拥有丰富独特的野生苦荞资源。海拔变化带来的温度、湿度、气压和紫外线强度等一系列变化会引起植物形态和代谢物含量变化，为了探究野生苦荞功能性状随海拔变化的规律，中国农业科学院作物科学研究所野生荞麦考察队于2023年10月对林芝市境内的野生苦荞种质进行调查采集工作，选取3100 m、3300 m、3500 m、3700 m和3900 m五个海拔梯度，比较并分析野生苦荞籽粒形态差异和黄酮类代谢物含量变化。结果表明，随着海拔升高，野生苦荞籽粒的千粒重、籽粒长、籽粒宽、籽粒直径、籽粒周长和籽粒面积先增后减，在海拔3700 m处达到最大值并显著高于其他海拔；不同海拔梯度的野生苦荞中大部分黄酮类代谢物含量也存在明显差异：海拔3900 m处的野生苦荞中芦丁含量和槲皮素含量均最高，3700 m处的野生苦荞中槲皮素7-O-葡萄糖苷含量、原花青素B1含量和原花青素C1含量均最高，3500 m处的野生苦荞中原花青素含量最高，3300 m处的野生苦荞中山奈酚含量、矢车菊素含量、阿福豆苷含量和烟花苷含量均最高。研究结果分析了不同海拔梯度下野生苦荞的分布丰度、籽粒性状以及黄酮类物质含量的差异，揭示了野生苦荞在适应生态环境的生理机制，为探究野生苦荞的适应性进化奠定了基础，同时也为荞麦的抗逆育种提供了思路。

摘要:水稻是重要的粮食作物，盐碱是造成水稻产量下降的主要非生物胁迫之一，提高水稻品种的耐盐碱水平进而扩大种植面积是增加总产和确保粮食安全的重要举措。本研究在粳稻品种笹锦（WT）的γ射线诱导突变体库中筛选到一个耐碱性显著下降的突变体M23，并通过图位克隆将目标基因定位在11号染色体P2和P3分子标记之间一段87.7 kb的区间内，该区间内共有9个开放阅读框（ORF），序列比对发现突变体在ORF9的第3个外显子处有4个碱基的缺失，造成基因翻译提前终止，因此推测ORF9为耐碱性降低的候选基因，并命名为Alkaline Tolerance 11 （AT11）。AT11编码一个可能的多肽转运蛋白（PTR，peptide transporter）。AT11的CRISPR/Cas9敲除突变体耐碱性减弱，而其过表达系耐碱性显著增强。AT11在水稻各组织中均有表达，在穗部表达量最高。酵母双杂交和免疫共沉淀试验发现AT11可以与水稻异三聚体G蛋白γ亚基GS3互作。双分子荧光互补试验结果说明AT11与GS3在质膜上互作。转录组测序发现笹锦与AT11的CRISPR/Cas9敲除突变体中大量差异表达基因在色素结合、光合作用相关条目显著富集。在PH为9.0的大田条件下进行测产发现，AT11过表达植株产量显著提高，说明AT11能够提高水稻在盐碱地上的生产力，具有潜在耐盐碱育种应用前景。

摘要:水稻类病斑突变体在研究水稻细胞程序性死亡和广谱抗病性中具有重要作用，已报道的水稻类病斑主要发生在叶片上，少量发生在颖壳上。本研究中首次报道了水稻的一种穗叶类病斑突变体pls1（Panicle and leaf spot 1），其从三叶期叶片开始出现红褐色斑点，随生育进程扩大，并扩展到其他器官。与以往报道的水稻类病斑突变体不同的是，pls1抽穗后稻穗枝梗和颖壳逐渐产生红褐色病斑，成熟期稻穗干枯，严重影响产量，是一种新类型的水稻类病斑。结合图位克隆和全基因组重测序发现pls1突变体产生了173403 bp的大片段缺失，导致7个基因缺失和1个基因启动子缺失。这8个基因中4个编码醇溶蛋白，另外3个在叶片和穗部表达量较低，只有Os12g0268000在叶片和稻穗中较其他器官有较高的表达量，推测PLS1为Os12g0268000，基因功能注释显示其编码色胺5-羟化酶。pls1突变体叶片中活性氧、过氧化氢、超氧阴离子过量积累，抗氧系统相关酶氧化物歧化酶、抗坏血酸过氧化物酶、过氧化氢酶和谷胱甘肽还原酶活性提高，发生细胞程序性死亡和叶绿体降解，降低光合能力。褪黑素在植物耐盐性中起重要作用。进一步的功能分析发现，缺失PLS1会抑制水稻中褪黑素合成相关酶基因OsTDC1、OsTDC3、OsSNAT1、OsASMT1和OsCOMT的表达，进而导致pls1突变体的耐盐性下降。综上，穗叶类病斑突变体pls1是一种新类型的水稻类病斑突变体，将为水稻类病斑研究提供新的种质材料；耐盐性的分析揭示了色胺5-羟化酶的新功能，为研究其在细胞程序性死亡和耐盐性中的机制提供了新视角。

摘要:干旱是影响玉米生长发育的重要因素，挖掘玉米抗旱关键基因，对玉米抗旱遗传改良具有重要意义。利用EMS诱变自交系RP125获得了卷叶突变体swl5 （sensitive to water loss 5），在田间干旱条件下swl5呈现明显的叶片失水卷曲表型。图位克隆将候选基因定位到5号染色体280 kb的物理区域内，该区间有9个基因，其中GRMZM2G002260基因第748位碱基处发生了C→T的突变，翻译提前终止，该基因为已报道的ZmWI5，编码一个GH10家族的内源-1，4-木聚糖酶。为进一步验证基因功能，获得了ZmWI5的突变体wi5，swl5与wi5突变体杂交F₁表现与swl5、wi5相同的叶片卷曲失水表型。干旱胁迫下，swl5突变体的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率较对照RP125显著降低，叶片温度明显升高，H₂O₂含量、O₂^-含量显著升高。与RP125相比，突变体中参与纤维素合成的基因CESA5及木聚糖合成的基因DUF579、GT47、IRX9、IRX9H-1、IRX9H-2、GUX1、TBL33表达量在正常浇水和干旱处理下均显著下调。综上表明，swl5是ZmWI5的一个新等位突变体，swl5突变体表现明显的旱敏感表型，且突变体中木聚糖合成相关基因表达显著降低。

摘要:苦瓜是我国传统的瓜类蔬菜，品种资源遗传背景狭窄，亟需通过野生种质资源拓宽遗传多样性。本研究以小果型野生亚种自交系NJ 与普通亚种自交系Tan构建的F₂群体为材料，基于重测序bin标记遗传图谱，利用MQM（Multiple-QTL model）方法对果长、果径、果形指数、果形、果重5个性状进行QTL定位。相关性分析表明，除果径与果形、果形指数与果重外，各性状间均存在显著相关性。重测序基因分型产生1921个bin标记，其中1563个被整合到亚种间遗传图谱，覆盖11条染色体，总遗传距离为1556.91 cM，标记间平均距离为1.00 cM。遗传图谱与物理图谱间比较显示苦瓜两个亚种在MC08号染色体存在一个约11 Mb的倒位区域。共有7个QTL达到了LOD检测阈值，其中果长2个（qFL5.1、qFL7.1）、果形指数2个（qFSI1.1、qFSI4.1）、果重2个（qFW5.1、qFW6.1）、果形1个（qFS5.1）；果长qFL5.1、果形qFS5.1、果重qFW5.1形成一个一致性的主效QTL区间。研究结果有助于揭示苦瓜两个亚种基因组的变异特征以及为亚种间种质创新和果实相关性状基因挖掘奠定基础。

摘要:西葫芦（Cucurbita pepo L.）雄性不育发生机理的研究对推动其杂交种选育及制种具有重要价值。以西葫芦雄性不育株（X-MS）和可育株（X-MF）为试材，通过转录组测序及内源激素含量、抗氧化酶活性、蔗糖含量和淀粉含量测定，结果表明，从四分体时期（T1）、单核早期（T2）、单核中后期（T3）、双核期（T4）到开花前两天时期（T5），X-MS雄花蕾的脱落酸含量、赤霉素含量和生长素含量（T1~T3）低于X-MF雄花蕾，呈现降低表现，过氧化物活性整体呈现增加的变化趋势，淀粉含量和蔗糖含量整体呈现降低的变化趋势。从T1到T3时期，转录组测序共鉴定到1947个差异表达基因，其中911个上调，1036个下调。GO富集分析表明催化活性和结合功能是分子功能注释最多条目，细胞过程和代谢过程是生物过程注释最多条目。KEGG注释发现，差异基因主要富集在植物激素信号传导、苯丙烷类生物合成、淀粉和蔗糖代谢、氨基糖和核苷酸糖代谢等通路。通过对富集基因数目较多的植物激素信号传导、苯丙烷类生物合成、淀粉和蔗糖代谢途径进行分析，进一步筛选出1个与过氧化物酶、1个与蔗糖合酶、2个与生长素相关的基因。这些基因可能在雄性不育西葫芦花粉发育过程中起到重要的作用，结果为进一步研究西葫芦雄性不育的分子机制提供了参考。

摘要:植物谷氨酸受体通道蛋白（GLRs，glutamate receptor-like channels）是一类参与细胞代谢、种子萌发、植物生长发育及长距离信息传递的Ca²⁺通道蛋白。本研究通过对大豆蛋白组进行全蛋白组鉴定，共获得29个大豆GLR成员。系统进化关系表明大豆GLR基因分为GroupⅠ~Ⅲ，同一亚家族成员基因结构、保守结构域和保守基序分布相对保守。顺式作用元件分析证实大豆GLR基因启动子区包含与激素、胁迫、光照以及植物生长发育相关调控元件。组织和胁迫表达模式分析表明，GLR基因在大豆各组织均有较高表达，且显著受盐碱胁迫诱导表达。qRT-PCR分析显示GmGLR3.13、GmGLR3.15、GmGLR4.8、GmGLR4.9和GmGLR4.10基因在盐和碱胁迫下呈现显著差异，表明其可能在胁迫应答方面具有重要作用。研究结果为深入探究大豆GLR基因在逆境应答中的作用提供重要的理论依据。

摘要:挖掘水稻籽粒抗性淀粉含量相关QTL位点及候选基因，有助于解析水稻籽粒抗性淀粉形成的遗传机制，为培育高抗性淀粉含量水稻品种提供帮助。利用139份水稻种质资源作为研究材料，于2021-2023连续3年种植并测定籽粒抗性淀粉含量，结合255501个高质量SNPs标记，通过FarmCPU模型进行全基因组关联分析，共检测到16个与水稻籽粒抗性淀粉含量显著关联的QTL位点，其中qRS-8-8在4种环境中被重复检测到，该位点表型变异率为33.99%；qRS-11-1在2种环境重复检测到，该位点表型变异率为14.06%。通过基因功能注释、差异基因表达量和单倍型分析在重复检测到的QTL区间内进一步筛选出2个与籽粒抗性淀粉含量相关的候选基因，其中LOC_Os08g28670编码Bet v1-like特殊结构域蛋白，该结构域蛋白在水稻中的功能鲜有报道；LOC_Os11g44950编码糖苷水解酶家族蛋白，该家族成员在植物体内参与糖类代谢、生长发育和抵抗逆境等生理活动。本研究结果为深入解析水稻籽粒抗性淀粉形成的遗传机制提供理论参考，为水稻品质遗传改良提供帮助。

摘要:由土传性病原真菌齐整小核菌（Sclerotium rolfsii Sacc.）引起的白绢病是限制我国以及世界其他国家花生生产的一种毁灭性病害。本研究利用来自山东省、河北省和辽宁省的3个病原分离物SrSD1、SrHB1和SrLN1，对5个东北地区主栽花生品种阜花18、花育22、花育23、锦花15、青花6号进行接种，探索花生白绢病的发病动态，发现病情指数自第3天开始持续上升，12 d后大部分植株死亡。为了发掘新的抗白绢病种质资源，对703份花生种质资源进行了苗期抗性鉴定，结果显示3个病原分离物SrSD1、SrHB1和SrLN1存在显著的致病力差异，其中辽宁省病原分离物SrLN1致病力最强；不同来源的种质资源也存在一定的抗性差异，其中广东、浙江种质资源抗性高于其他地区。苗期鉴定共获得了SNHD132、SNHD072和白花生粉3份对3个分离物均表现中抗的种质资源，对其进行离体接种和田间接种鉴定，结果显示这3份中抗资源在离体接种后病斑扩展显著小于高感资源SNPN192、花育26、锦花15，田间接种后3份中抗资源的植株死亡率、籽仁感染率和产量损失都显著低于高感资源。本研究结合苗期、离体和田间鉴定的方式获得了抗性资源，期望为今后抗白绢病新品种选育及抗性遗传相关研究提供优异资源和理论依据。

摘要:探究桑树种质资源休眠芽的不同休眠状态对其超低温保存存活率的影响，为明确休眠芽超低温保存适宜休眠状态提供科学依据和数据支持。以2023年冬季12月8日、18日、28日和2024年1月7日4个时间节点的湖桑32号1年生枝条为试验材料，分别测定其萌芽率、第一芽萌发时间、碳水化合物、渗透调节物质和内源激素等含量，统计经超低温保存后组培恢复培养的存活率。结果表明，结合萌芽率和第一芽萌发时间，湖桑32号存在内休眠-生态休眠转化和解除内休眠进入生态休眠2个休眠阶段，以及处于深休眠（12月8日）、中度休眠（12月18日、28日）和浅休眠（1月7日）3个休眠深度。桑树休眠芽经超低温保存-组培恢复培养后，样品存活率最高达90%。随着取样材料内休眠的解除，超低温保存后存活率降低，于浅休眠状态（1月7日）取样时最低。休眠芽进入内休眠后，可溶性糖含量呈先上升后下降趋势，在中度休眠（12月28日）达最大值，之后下降；淀粉含量与可溶性糖含量呈相反趋势；可溶性蛋白含量和脯氨酸含量总体呈上升趋势。脱落酸（ABA）、赤霉素（GA₃）、生长素（IAA）和茉莉酸（JA）4种内源激素含量在深休眠状态（12月8日）下均显著高于其他状态。结果得到，12月份采集的处于深休眠和中度休眠状态的休眠芽是桑树种质资源超低温保存的理想材料。

摘要:以光核桃029-1、红根甘肃桃1号、帚形山桃、新疆黄肉、桃形扁桃、中碧早香菊、早上海水蜜和探春为试验材料，利用顶空固相微萃取结合气相色谱-质谱联用技术（HS-SPEM-GC-MS）检测桃花挥发性物质成分，并通过气味活性值（OAV，odor activity value）、主成分分析（PCA，principal component analysis）和正交偏最小二乘-判别分析（OPLS-DA，orthogonal partial least squares-discriminant analysis）鉴定不同样本的特征香气和主要香气物质。结果表明，8份桃花中共鉴定出14类471种挥发性物质，其中物质种类较为丰富的是杂环化合物、萜类和酯类，分别为78种、77种和66种，而物质含量较高的是杂环化合物、酮类和醇类物质，总含量分别为4473460.22 μg/kg、539998.06 μg/kg、480975.72 μg/kg。基于OAV值，以变量投影重要性（VIP，variable importance in projection）> 1，P < 0.05为标准，筛选到14种关键差异挥发性物质，其中丁基苯的VIP值最高（2.72），其次是大马士酮（2.50）。通过香气特征分析，发现青草香、脂肪香和蜡味是桃花中主要的香气特征，其中光核桃029-1的香气类型以青草香、脂肪香、蜡味、甜瓜香、黄瓜香为主，坚果香为辅；红根甘肃桃1号、中碧早香菊的香气类型以青草香、脂肪香、蜡味、甜瓜香、黄瓜香、果香为主，清新、药草香、坚果香为辅；帚形山桃的香气类型以青草香、脂肪香、蜡味、甜瓜香、黄瓜香、果香、坚果香为主，清新、药草香为辅。