蛋白质的N-糖基化修饰在植物的生长发育中发挥着重要的作用。本文首次探究了蛋白质N-糖基化修饰在拟南芥整个生长周期的变化规律，以及去N-糖基化对拟南芥生根发育的影响。以不同生长时期（包括幼苗期、抽苔期、盛花期、长角果成熟期和衰老期）的野生型拟南芥col-0植株为材料。酶解释放样品糖蛋白上的N-糖链，采用HPLC和MALDI-TOF-MS分析N-糖链组成（结构和含量）变化。以0.05和0.5 mg/mL BSA溶液为阴性对照，无菌去离子水为空白对照，观察低浓度（0.05 mg/mL）和高浓度（0.5 mg/mL）N-糖酰胺酶（PNGase Rz）溶液去糖基化对拟南芥幼苗的影响，孵育8小时后继续在MS培养基中培养5天、10天，观察各时间点生长状态和N-糖链组成的变化。试验从拟南芥中共解析出12种N-糖链结构，其中含4个高甘露糖型和8个复杂型。在整个生长周期中，拟南芥复杂型N-糖链含量始终高于高甘露糖型，其中含木糖和岩藻糖的复杂型结构始终是N-糖链的主要组成，而Man3XylFucGlcNAc2含量最高。高甘露糖型N-糖链含量的变化规律呈现先升后降又升的趋势，由幼苗期的13.87%缓慢上升到抽苔期的19.02%，盛花期略有回落至17.98%，而在长角果成熟期快速下降至最低点2.36%，衰老期再度小幅回升至5.23%。使用糖酰胺酶液PNGase Rz处理，可观察到高浓度酶液处理组E0.5的幼苗主根生长受到显著抑制，且后续培养10天仍然无法恢复正常，而低浓度酶液处理组与阴性对照组BSA0.5差异不显著，生长基本正常；糖链分析结果显示，与对照组相比，高低浓度酶液处理组的N-糖链组成均发生显著变化，主要表现为高苷露糖型含量显著低于空白对照组，同时该差异随着生长时间的延长减小至最终消失。结果表明拟南芥N-糖基化组成会随着生长发育发生周期性变化，并且去糖基化酶处理能够瞬时影响拟南芥的蛋白质N-糖基化修饰并后续抑制生根发育。

为探究叶片水势（LWP）相关基因在水稻抗旱中所起的作用及其遗传机制，以热研2号（Nekken2）和华占（HZ）为亲本及其构建的134个重组自交系（RILs）群体为实验材料，对水稻分蘖期叶片水势进行检测和分析，同时利用该群体前期构建的分子遗传连锁图谱进行数量性状基因座（QTL）分析。结果表明，共检测到5个与水稻分蘖期叶片水势相关的QTLs，分别位于第2、3、4、11和12号染色体上，LOD值均达2.5以上，其中位于4号染色体物理距离24066261—30847136 bp内的QTL的LOD值高达5.15。对这些QTL区间内与水势相关的候选基因进行定量分析，发现LOC_Os02g56630、LOC_Os02g57720、LOC_Os02g57580、LOC_Os04g43730、LOC_Os04g46490、LOC_Os04g44570和LOC_Os04g44060这七个基因在双亲间表达量差异显著。位于4号染色体QTL区间内的基因LOC_Os04g46490 的表达在两亲本间存在显著差异，对该基因进行测序分析。发现基因LOC_Os04g46490 在两亲本间共存在 6 处差异，从而导致氨基酸序列的改变。通过QTL挖掘及定量分析，发现这些基因与水稻叶片水势调控相关，可能间接影响水稻抗旱性能。检测到的QTL位点对水势相关基因精细定位和克隆具有重要参考价值，为阐明水稻叶片水势的分子调控机制奠定了理论基础，并为培育水稻耐旱新品种奠定了物质基础。

MYB转录因子作为植物中最大的转录因子家族之一，参与植物的生长、初级和次生代谢、抵御生物胁迫和非生物胁迫等多种生理生化过程，R2R3-MYB转录因子是MYB转录因子家族的主要存在形式。辣椒是一种具有重要经济价值的蔬菜作物，但是辣椒R2R3-MYB转录因子还缺乏系统的研究。本研究从Capsicum annuum、C. baccatum和C. chinense三种辣椒基因组中分别鉴定出94、92和94个R2R3-MYB转录因子，在系统发育上分为28个亚族，这也得到了基因结构和保守motif的支持。共线性分析表明三种辣椒间存在73组直系同源R2R3-MYB基因，C. annuum、C. baccatum和C. chinense分别存在5个、4个和2个特有的R2R3-MYB基因。此外，本研究鉴定出12对复制基因，其中有8对是串联重复的R2R3-MYB基因，它们在三种辣椒分化前就已经存在。比较基因组学分析表明在辣椒进化过程中同源R2R3-MYB转录因子发生了功能分化。组织表达分析表明辣椒R2R3-MYB基因主要具有三种表达特征：在根、叶、茎和花中均高表达，如CaMYB13/CbMYB12/CcMYB13；花中高表达，如CaMYB93/CbMYB86/CcMYB12；根中高表达，如CaMYB48/CbMYB47/CcMYB51。这些结果为进一步深入研究R2R3-MYB转录因子在辣椒生长发育中的生物学功能奠定了基础

为揭示海藻糖（trehalose, Tre）参与高表达转玉米C4型磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（phosphoenolpyruvate carboxylase, PEPC）基因（C4-pepc）水稻（PC）耐旱性的内在机制，本研究以PC和未转基因野生型原种(WT)为材料，在4~5叶期，用0.5 mmol?L-1 Tre在黑暗下预处理10小时，次日在光照条件下，12% PEG-6000模拟干旱（drought stress, DS）处理后，研究其耐旱表现。结果发现，从株高、主茎直径以及物质累积的数据来看，Tre处理不仅可以促进供试水稻的生长，而且缓解干旱导致的生长受抑，其中PC的缓解效果显著好于WT。叶绿素荧光参数显示，DS+Tre可缓解干旱导致的供试材料叶片Fv/Fm、Fv'/Fm'、ΦPSII和qP受抑，降低NPQ的比例，与WT相比，PC的缓解效果更好。同时，DS+Tre处理显著降低了供试水稻叶片MDA和H2O2含量，PC的降低程度显著大于WT，且叶片的相对含水量、SOD、CAT及APX的活性均显著提高。进一步研究发现，该处理显著提高了PC内源海藻糖含量，且与海藻糖代谢相关基因OsTPP1和OsTPP7表达的上调及OsTre1表达的下调同步；PC叶片内的蔗糖含量、T6P相关基因（OsTPS1、OsTPS2和OsTPS8）、SnRK1s基因（OsSnRK1a和OsSnRK24）以及依赖ABA的SnRK2s基因（OsSPAK8、OsSPAK9和OsSPAK10）的表达都显著增加。且SnRK2s的诱导增加与ABA合成相关基因OsNCED3、OsNCED4的上调和分解相关基因OsABA8ox2、OsABA8ox3的下调同步，进而诱导了ABA下游耐旱相关转录因子（OsbZIP23、OsMYB2）及靶基因(OsRab16b、OsRab21、OsLEA3和OsNAC6)的表达，表明外施海藻糖通过增强内源海藻糖相关代谢、糖信号及ABA信号，激活了干旱响应相关基因的表达，该调节过程与NR合成相关的NO含量的增加同步，同时这些变化与PC中C4-pepc表达量及PEPC活性的显著提高同步。可见，外施海藻糖通过上调PC内源海藻糖合成和代谢相关基因的表达，提高了内源海藻糖含量，进而通过蔗糖-T6P-SnRK1共同调控ABA信号途径，诱导干旱响应相关基因的表达，减少膜的氧化损伤，增强保水性，维持光合作用稳定，最终维持植株的生长发育，表现耐旱。

为改良水稻核不育系柱头性状提供遗传信息，调查了粳型核不育系7001S、籼型核不育系Z913S及其杂交、自交获得的F1、F2和F2:3群体的4个柱头性状，分析了4个性状间的相关性，并利用主基因+多基因遗传模型对2个世代4个性状进行了遗传分析。结果表明，4个性状两两间呈极显著正相关，相关系数介于0.274和0.897之间。除F2:3群体中的花柱长度和柱头外露率分别表现出受2对加性-显性主基因和1对负等效加性-显性主基因+多基因控制外，柱头长度、花柱长度、柱头和花柱总长度和柱头外露率均表现出受2对主基因和多基因控制，且除F2:3群体中控制花柱长度的主基因表现出加性-显性效应外，其余均表现出加性-显性-上位性效应。2个世代中4个性状均以主基因遗传为主。

小热激蛋白（sHSP）是一类重要的响应外界环境变化以及调控植物生长发育的家族。本研究在睡莲（Nymphaea colorata）、水稻（Oryza sativa）、拟南芥（Arabidopsis thaliana）和葡萄（Vitis vinifera）中分别识别了33个NcsHSPs、24个OssHSPs、17个AtsHSPs和47个VvsHSPs。sHSP家族可以分为12个亚家族，不同亚家族含有不同的sHSP成员数目、保守基序、基因结构以及复制基因数目。4种模式被子植物的sHSP成员中共识别了12个基因复制事件，片段复制事件和串联复制事件均与sHSP成员的扩增有关，并且片段复制事件发生的时间早于串联复制事件发生的事件。在所有sHSP成员中，拟南芥和葡萄的sHSP成员具有较高的同源性，其次为睡莲和葡萄的sHSP成员。sHSP家族在被子植物中可能朝着更短的氨基酸长度、更小的分子量、更简单的基因结构以及更集中的染色体分布进化。此外，在睡莲、水稻、拟南芥和葡萄中鉴定了一些可能参与调控植物生长和发育相关的候选基因。总之，本研究为4种模式被子植物sHSP家族的比较基因组学研究奠定了重要的基础，并为其他被子植物sHSP家族的研究提供了重要的参考。

小RNA是对植物生长发育十分重要的一类小核苷酸分子，在多种生命过程中以及胁迫响应中发挥着重要的调控作用。对小RNA的定位进行研究有助于揭示他们的功能，而小RNA荧光原位杂交 （small RNA fluorescent in situ hybridization, sRNA-FISH） 是一种通过荧光检测技术对生物体内小 RNA进行定量或半定量分析的技术，目前该技术已经在动物体内被广泛应用，而在植物体内的应用还比较少。本文详细介绍了基于超高分辨率显微镜的sRNA-FISH的具体操作流程以及注意事项，该技术能够被用以探究植物组织内小RNA的表达与定位。

植物细胞依赖于细胞质膜上的受体感知并传递环境信号，而受体通过与配基特异结合启动一系列下游信号转导途径，维持植物正常的生命活动及其对外界环境变化的适应。类受体激酶（receptor-like kinases, RLKs）是其中一类重要受体，通常由胞外结合结构域、跨膜结构域和胞内激酶结构域三部分组成，是植物适应外界环境变化的重要调节枢纽。FERONIA（FER）属于CrRLK1L（Catharanthus roseus RLK1-like kinases, CrRLK1Ls）类受体蛋白激酶家族成员，最早被发现在高等植物雌雄配子体识别过程中发挥功能。随后，众多研究表明FER在植物生长发育、激素间交叉会话、植物与病原菌互作、逆境响应等多种生物学过程中扮演着重要角色，是近年来植物信号通路研究领域的“明星蛋白”。本文将主要综述FER调节植物与病原菌互作的研究进展，为进一步解析类受体蛋白激酶在植物细胞响应病原菌侵染过程中的信号转导机制提供参考。

本文简述了禾本科三倍体的形成途径, 包括2n配子融合、倍性间杂交、多精受精和胚乳培养。其中, 2n配子融合和倍性间杂交分别为自然界和人工合成三倍体的主要途径。介绍了形态学观测、染色体分析、流式细胞术和分子标记等倍性鉴定方法在禾本科三倍体中的应用, 并分析了各自的优劣。目前, 三倍体在禾谷类作物中无直接应用价值, 但可作为通往多倍体、非整倍体和转移异源基因的遗传桥梁。三倍体(特别是异源三倍体)在以营养体为利用目标的多年生禾本科植物中得到广泛应用, 在该类型禾本科作物中均可直接尝试三倍体育种。展望了禾本科三倍体的研究方向。特别地, 三倍性胚乳培养可以一步合成三倍体, 多精受精可以实现遗传上不同的3个基因组的一步融合, 对其进行深入研究将加速三倍体育种进程。鉴于2n配子融合、多精受精的稀有特性和倍性间杂交、胚乳培养频繁的染色体变异, 高通量三倍体鉴定技术的发展将是三倍体研究实现突破的关键。

镉(Cd)是一种分布广泛、污染严重的重金属之一；因其毒性大，不仅影响植物的生长发育，而且危害人类的健康。本文对植物Cd胁迫的生理生化响应方面的最新研究进展进行了总结概括。从植物光合系统、活性氧和活性氮、抗氧化防御系统、激素、钙信号、蛋白和基因组学等方面，概述了植物对Cd胁迫的响应及应答机制，探讨了植物对Cd胁迫的响应机制的研究方向，为今后开展植物应对Cd胁迫的生理生化及分子机制研究提供理论依据。

微管作为细胞骨架的重要成员，在植物生长发育过程中起重要作用。下胚轴作为研究细胞伸长的模式系统之一，其伸长受到多种信号的调节，本文主要综述了微管骨架响应光和植物激素信号调节下胚轴伸长过程中的作用及机制，可以帮助我们更深入地理解微管骨架是如何响应上游信号在植物下胚轴伸长中起作用的。