拟南芥（Arabidopsis thaliana）EXA1缺失会导致exa1-2突变体植株PR基因表达量上调，对病原菌的抗性提高。该研究通过克隆甘蓝型油菜（Brassica napus）中的BnaEXA1，并将其在拟南芥exa1-2突变体中异源超表达，发现BnaEXA1超表达不仅恢复其野生型形态表型，而且显著降低了exa1-2突变体中PR1和PR2基因的表达量，导致其对核盘菌Sclerotinia sclerotiorum和卵菌H.a. Noco2的易感表型，表明BnaEXA1调控植物的基础抗性。

植物激素油菜素甾醇和生长素在植物生长发育过程中发挥着重要作用且两者存在复杂的网络串扰关系。为了研究拟南芥生长素早期反应基因GH3.17是否参与生长素和油菜素甾醇之间的串扰，利用转基因技术和CRISPR/Cas9基因编辑系统，分别获得拟南芥GH3.17的过表达株系和缺失突变体株系并对其表型进行比较分析。结果显示，与野生型植株相比，GH3.17缺失突变体的叶柄和根系略长，GH3.17过表达植株呈现根系短小、叶片卷曲、叶柄缩短和株高变矮等典型生长素缺陷表型。使用一定浓度的生长素IAA或者油菜素内酯BL处理植株显示，过表达植株根系明显变长，暗示其对IAA以及BR响应更为敏感。通过RT-qPCR对过表达植株中的生长素信号通路和油菜素甾醇合成通路相关基因的表达情况进行分析，发现生长素信号通路基因Aux/IAA家族成员IAA12、IAA16和IAA20表达受到抑制，而油菜素甾醇合成酶基因DWF4和CPD表达增加。这可能意味着活性生长素的减少导致的生长素信号被抑制可以被BR合成增加来进行一定的补偿。

杜鹃花属具有极高的物种多样性和观赏价值，其中马银花(Rhododendron ovatum)花型独特，具有低海拔适应性，在我国南方地区有着良好应用前景。基于杜鹃花目代表性植物基因组，本文以马银花为研究对象，拟探究MADS-box基因家族在杜鹃花目中的进化特点并挖掘马银花的花器官发育关键基因。系统进化分析表明，杜鹃花科3个代表性物种(马银花、映山红(R. simsii)、马缨杜鹃(R. delavayi))中的MADS-box基因家族成员数目较为一致，被分成AP1、AP3、PI、AG、SEP等19个亚家族，其中SVP、ANR1、Mα、Mβ、Mγ亚家族成员数量较多。马银花的AG和SEP基因有多个拷贝，而AP3/PI基因的拷贝数目较少，显示其更加保守的进化模式。表达分析发现，马银花MADS-box基因表达模式存在组织特异性。AP1、AP3/PI、AG、SEP、MIKC*分支基因在花器官中特异性表达。据此，本文探讨了马银花MADS-box基因家族进化历史，以及部分MADS-box基因可能具有的功能，为进一步探究杜鹃花的花发育和MADS-box基因功能提供参考。

刺木蓼、额河木蓼和细枝木蓼是同域分布在我国新疆北部的三种木蓼属物种, 为检测这三个物种的叶绿体基因组差异, 本研究通过二代高通量测序, 对叶绿体基因组进行组装和注释, 比较了三个物种的叶绿体基因组差异并进行了系统发育分析。研究发现木蓼属三个物种的叶绿体全基因组大小为164 106 bp–164 216 bp, 具有典型的四分体结构, 由一个大单拷贝区(LSC)、一个小单拷贝区(SSC)以及介于他们两个区域之间的两个反向重复区(IRa/IRb)组成。在刺木蓼、额河木蓼与细枝木蓼中检测到48–49个串联重复序列和59–63个简单重复序列(SSR)。三个物种的核苷酸多样性平均值为0.00096, Ka/Ks平均值为0.0303, 遗传距离平均值为0.0010。通过对三个物种的叶绿体基因组进行比较, 发现编码区比非编码区更为保守。系统发育结果显示三个物种具有较近的亲缘关系。本研究首次基于叶绿体基因组对木蓼属物种的亲缘关系进行分析, 揭示了三个同域物种之间的亲缘关系以及木蓼属在蓼科中的系统位置。本研究可为木蓼属的分类学、系统学和生物地理学研究提供参考

水稻(Oryza sativa)是我国主要粮食作物之一。提高水稻叶片叶绿素含量，进而提高其光合效率是获得高产稳产的重要途径之一。该研究以籼稻品种华占(HZ)、粳稻品种热研2号(Nekken2)及其构建的120个重组自交系(RILs)作为实验材料，在分蘖期和成熟期分别对亲本及其后代旗叶的叶绿素相对含量(SPAD值)进行测定，同时基于已构建的高密度遗传连锁图谱进行QTL定位。结果共挖掘到20个与叶绿素含量相关的QTLs(分蘖期7个，成熟期13个)，其中最高的LOD值高达4.77。利用实时荧光定量PCR技术对QTL区间内与叶绿素含量相关的候选基因进行表达量差异分析，发现LOC_Os06g11780、LOC_Os06g12360、LOC_Os06g39716、LOC_Os08g42610、LOC_Os02g18500、LOC_Os03g21240、LOC_Os03g21400、LOC_Os03g21780、LOC_Os03g30950及LOC_Os03g40550这10个基因的表达量在双亲间差异显著。结合基因表达量及亲本叶绿素表型数据，推测LOC_Os06g11780、LOC_Os06g12360和LOC_Os08g42610的高表达极大提高了水稻叶绿素含量，进而有效促进植物的光合产能。研究结果为筛选和培育高光能利用效率的水稻新品种提供了有利的遗传资源，并为揭示水稻叶绿素含量的动态变化规律及分子调控机制奠定了重要基础。

染色体的制备与识别技术是遗传学研究的重要手段，而寡核苷酸 (Oligonucleotide)荧光原位杂交技术是近年来兴起的染色体识别技术。灵活高效的探针是荧光原位杂交技术过程中的关键因素。传统的单链寡核苷酸探针标记过程复杂，获得单个探针的成本较高。在单链寡核苷酸探针的基础上进行改良，利用靶向全染色体 (片段)的特异性引物进行扩增，将获得的产物进行纯化，即可获得目的探针，简化了探针标记过程，降低了经济投入，提高了标记效率。本文详细描述了水稻 (Oryza sativa L.)中改良后的双链寡核苷酸探针文库的合成及标记方法、有丝分裂时期染色体的制片和探针杂交过程。通过设计梯度实验寻找到在水稻中寡核苷酸荧光原位杂交技术染色体和寡核苷酸探针的最佳变性时间与温度分别为85℃ 3分30秒、90℃ 6分钟。本研究首次在水稻中建立起染色体双链寡核苷酸荧光原位杂交技术体系，为多种植物染色体的制备与精准识别提供有力的借鉴工具。

野大麦［Hordeum brevisubulatium (Trin.) Link］是禾本科大麦属多年生草本植物, 具有较强的抗寒性和耐盐碱能力, 是挖掘抗逆基因的优良种质资源。但是目前还没有野大麦遗传转化体系的报道。本研究以蒙农1号杂交野大麦成熟胚为外植体诱导愈伤组织, 建立了野大麦高效组培快繁体系, 分化率达到70%, 快繁系数达到35。在此基础上利用农杆菌侵染筛选获得的高质量愈伤系YZ101, 通过侵染条件优化使侵染效率达到30%左右。本研究为野大麦功能基因组研究与分子设计育种奠定了基础。

菊科植物因其丰富的舌状花变异类型而具有很高的观赏价值，野菊（Chrysanthemum indicum）作为栽培菊花（C. × morifolium）的近缘野生种之一，其自然群体中常具有典型的平瓣、匙瓣、管瓣的舌状花变异类型，是研究菊科植物瓣型变异的优秀材料，但目前缺乏对其再生体系的研究。本文作者在福建平潭岛上分布的野菊调查中发现了大量舌状花形态变异的植株，利用其中的混合瓣型株系茎间薄层和叶盘为外植体进行再生体系建立的试验研究。结果表明，以茎间薄层为外植体，最优诱导愈伤组织和不定芽分化的培养基为MS+1.0 mg·L-1 6-BA+0.5 mg·L-1 NAA，在接种14天时愈伤组织诱导率可达100%，平均分化不定芽时间为25天，在接种40天时不定芽分化率可达82%。最佳生根培养基为1/2MS+0.5 mg·L-1 NAA，10天生根，移栽成活率均为100%，植株生长状态良好且均保留了混合瓣型的形态特征。本研究初步建立了平潭野菊混合瓣型株系茎间薄层的离体培养再生体系，为建立其遗传转化体系奠定了基础，也为利用平潭野菊中混合瓣型株系解析菊花瓣型变异机理提供了技术方法。

种子际是围绕在种子表面，受到种子萌发影响而微生物活性增强的狭窄土壤区域。萌发期间的种子和微生物相互影响，对种子萌发和随后的幼苗生长有着促进或抑制的作用；同时也通过垂直传播参与植物根际和叶际微生物群落构建，影响植物后续发育与生物/非生物胁迫响应。尽管种子际对于植物生长发育有着很大影响，但由于种子萌发持续时间短、种子际的空间范围小且微生物量较小等特点，种子际研究要比根际和叶际更为复杂。最近的研究提示我们，从生物信息学入手，通过基因组学和多组学联合分析等方法，对种子际微生物群落组成进行深入探究，将极大地促进本领域研究。本文主要从种子际微生物对种子生物学的影响、种子际微生物与根际、叶际微生物的关系及相关研究方法等方面进行综述，并对未来研究方向进行了讨论与展望。

细胞是生物体基本的结构和功能单位，其内部复杂的组织结构、相互作用及动力学过程等决定着整个生物体的生命形态和生命过程。开展活体状态下细胞结构和功能的研究，对探索和掌握生命的本质具有重要意义。随着科学技术的不断进步，一系列新的活细胞标记技术被不断革新。近年来，Halo-tag标记技术逐渐发展成为一种被广泛应用的新型分子标记技术，在活细胞成像和追踪研究领域取得了极大进展，并逐渐在植物细胞成像中得到应用。本文首先系统阐述了Halo-tag标记技术的定义、分类和发展过程，并详细介绍了Halo-tag标记技术发生脱卤有机反应的反应机制及其荧光配基的种类，最后从观察分子的精细定位、追踪分子的实时运动和检测分子间的相互作用，这三个方面着重阐述了该技术在植物活细胞成像应用方面的最新进展，以期为后续Halo-tag标记技术在植物中的潜在应用奠定理论基础和提供技术支持。

水稻每穗粒数作为影响产量的关键因素之一，始终备受育种家关注。穗粒数形成是一个较复杂的生物学过程，受到许多基因调控，根据它们对表型的影响，我们将这些基因大致分为三类：包括枝梗数、穗型和小穗确定性相关基因。本文概述了这些穗粒数相关基因的遗传调控机制，并提出了它们在水稻育种中利用的策略，以期为水稻高产育种提供理论依据。

随着人为活动产生的大气CO2浓度的增加，全球气候持续变暖，过去五年是自有温度记录以来最热的五年，高温胁迫已经成为影响植物生长发育的主要逆境因子之一。光合作用是地球生命活动的基础，对温度等环境因素波动高度敏感。了解植物在高温环境下光合作用的响应特性，能够为探索植物抵御高温环境的生理生态机制、培育抗高温新品种以及采取合理措施适应未来极端气候提供科学依据。本综述分析了高温胁迫对植物光合电子传递及碳固定过程的影响，从光质、光强角度综合分析了光照对高温胁迫下光合作用的影响；从植物自身、外源缓解物质等方面阐述了提高植物抵御高温胁迫的途径和机制。最后，对植物光合作用响应高温胁迫研究方向及多组学联合分析在研究植物抵御高温胁迫机制中的应用做出了展望。

多药和有毒化合物外排转运蛋白MATE (Multidrug and toxic compound extrusion)，又称为解毒外排转运蛋白DTXs (Detoxification efflux carriers)，广泛存在于真核与原核生物中，属于膜蛋白，通常具有12个跨膜区、呈“V”型排列。MATE/DTXs转运蛋白在植物中主要参与铁离子稳态调节，转运无机阴离子、次生代谢物，重金属.、外源物质解毒，调控植物生长与衰老，以及响应病害与逆境胁迫等功能。本文就植物MATE基因家族的发现、系统发育、结构、功能等研究进展加以综述，以期为作物或牧草抗逆遗传改良及MATE的应用潜力提供参考。