RPW8（resistance to powdery mildew locus 8）是对植物多种病害，尤其白粉病具有抗性的广谱抗病基因位点，通过对橡胶树RPW8基因进行克隆及表达分析，为橡胶树抗白粉病机制解析和分子育种等方面打下基础。以橡胶树‘热研73397’为材料，采用RT-PCR克隆HbRPW8基因编码区（CDS）序列；对其进行生物信息学分析，并利用qRT-PCR方法，测定7种激素和白粉菌侵染不同时间、不同病害等级处理后RPW8基因表达量。该基因cDNA全长570 bp，编码189个氨基酸，该蛋白的分子量为21.73 kDa，等电点为9.23，脂肪系数为86.30，总平均亲水性指数为-0.404，为亲水性蛋白，共有8个磷酸化位点，无跨膜域和信号肽，定位于细胞核，具有RPW8的保守结构域，α-螺旋和无规则卷曲是HbRPW8蛋白二级结构的主要元件，分别占氨基酸序列的70.90%和22.22%。亲缘关系显示，HbRPW8基因与木薯RPW8基因相似性最高。过氧化氢（H2O2）、水杨酸（SA）、乙烯利（ETH）、赤霉素（GA）和脱落酸（ABA）能迅速诱导HbRPW8转录本的表达，并在处理后0.5 h达到最高水平，分别约为对照的14倍、6倍、75倍、2.5倍和4倍；茉莉酸甲酯（MeJA）处理后6 h达到最高水平，是对照的10倍左右；生长素处理后HbRPW8转录本显著下调；随着白粉菌侵染时间和病害等级的增加，HbRPW8的表达量均呈现先上升后下降的趋势。研究结果初步表明，HbRPW8可能参与橡胶树的抗病反应机制，为橡胶树抗病育种的研究提供参考。
水通道蛋白（aquaporin）是一类广泛存在生物体中高效转运水分子的膜内在蛋白，其在生物膜上以同源或异源四聚体的形式起作用。根据序列相似性及亚细胞定位，植物水通道蛋白可分为PIP （plasma membrane intrinsic protein）、TIP（tonoplast intrinsic protein）、NIP（NOD26-like intrinsic protein）、SIP（small basic intrinsic protein）和XIP（X intrinsic protein）等5大类，其中，PIP定位在细胞膜，是介导细胞间水分跨膜运输的主要通道。橡胶树最早起源于南美亚马逊河流域，是目前天然橡胶的主要商业来源。与其他植物相比，橡胶树除蒸腾耗水外，周期性的割胶活动也会造成水分的大量流失，因此，水分平衡对于橡胶树尤为重要。为揭示橡胶树水分平衡的分子机制，采用RT-PCR技术对1个PIP类水通道蛋白基因HbPIP1;1进行克隆，并在此基础上对其编码蛋白的亚细胞定位和多聚化特征进行分析。结果显示：该基因的编码区长864 bp，预测编码287 aa，其理论分子量为30.80 kDa、等电点8.59、不稳定系数49.27、脂肪族指数22.34、总平均疏水指数为0.639，属于不稳定的疏水型碱性蛋白；蛋白含有水通道蛋白家族特有的MIP（major intrinsic protein）结构域及6个典型的跨膜螺旋，每个螺旋的残基数介于20~23之间。研究构建了基因的亚细胞定位分析载体，并采用农杆菌介导法对烟草叶片进行了瞬时转化。荧光共聚焦显微镜观察显示，HbPIP1;1蛋白定位在细胞膜，与用生物信息学手段预测的结果一致。在烟草叶片中的双分子荧光互补实验显示，HbPIP1;1蛋白自身不能互作，这进一步得到了点对点的酵母双杂交实验的证实。以上结果表明HbPIP1;1蛋白可能通过异源互作的方式参与橡胶树水分的平衡。
橡胶树是重要的产胶植物，其树皮组织中的次生乳管是合成和贮存天然橡胶的主要组织。天然橡胶是从乳管中的胶乳中提炼而成，由特殊的细胞器-橡胶粒子合成。橡胶粒子为半个单位膜的球状结构，内部贮存合成的天然橡胶，外周膜上结合有多种蛋白质，这些蛋白与其执行的功能密切相关。目前对天然橡胶合成相关蛋白的研究较多，对与橡胶粒子凝集相关的蛋白研究甚少。以‘RY7-33-97’胶乳为材料，利用不同的离心速度，分级分离获取不同粒径的橡胶粒子，并进行不同程度的清洗，以Tricine-SDS-PAGE以及Western-blotting技术对橡胶粒子上结合的蛋白进行比较分析。研究结果表明，不同粒径的橡胶粒子上结合的蛋白含量存在差异。小橡胶粒子膜蛋白（SRPP）随着粒径的减小含量明显增加；而橡胶延伸因子蛋白（REF）的含量基本维持稳定，与粒径大小关系不大。存在于C-乳清中的Hev b7胶乳过敏原蛋白和3-磷酸甘油醛脱氢酶（GAPDH）与橡胶粒子有明显的结合；存在于黄色体B-乳清中的β-1,3-葡聚糖酶（Glu）、橡胶素（Hev）和几丁质酶（Chit）均能与橡胶粒子结合，但几丁质酶与之的结合能力最弱。橡胶粒子经清洗后，作为橡胶粒子的主要膜蛋白，SRPP含量随着清洗次数增加明显降低，而REF蛋白含量变化不明显，可见SRPP与橡胶粒子膜的结合紧密程度不如REF；来自C-乳清和B-乳清的凝集相关蛋白随清洗次数增加也明显降低含量。体外孵育小橡胶粒子与不同的蛋白样品，结果表明，橡胶粒子可体外结合多种不同的蛋白，其中多种蛋白都与橡胶粒子的凝集有关。本研究对不同粒径橡胶粒子上结合的凝集相关蛋白进行了初步解析，旨在为阐明橡胶树排胶机制奠定基础。
木质素在植物体中具有运输水分、支撑植株和加强植物体免受侵害等功能，是苯丙烷代谢途径的重要产物之一。其中肉桂醇脱氢酶（cinnamyl alcohol dehydrogenase，CAD）是该途径中重要的限速酶。本研究在胡椒转录组测序的基础上，用RACE法进行克隆，对PnCAD基因全长进行生物信息学分析，并对其蛋白进行理化性质、亚细胞定位和系统进化树等分析；最后运用实时荧光定量PCR进行分析。结果表明：克隆得到CAD基因的全长cDNA，长度为1364 bp，开放阅读框（open reading frame，ORF）为1071 bp，编码356个氨基酸，预测相对分子量为3.879 kDa，等电点为6.27，属于亲水性蛋白；含有3个N-糖基化特征序列和9个磷酸化位点，可能处于细胞质内。结构域分析发现，胡椒CAD蛋白含有NAD(P)结合位点、多个催化锌和结构锌结合位点。系统进化树分析表明，胡椒CAD与细辛CAD6亲缘关系最近，胡椒和细辛的同源性最高为76%，均隶属于比较原始的双子叶植物。通过荧光定量分析发现，黄花胡椒在辣椒疫霉菌侵染下表达量升高，在8 h达到最高值，约为对照的10倍；之后在24 h时出现小幅度升高，约为对照组的6倍，之后下降。‘热引1号’胡椒的表达量在侵染8 h时达到最低，之后缓慢上升。总体来说，所有时间下黄花胡椒基因表达量均高于‘热引1号’胡椒，且差异显著。本研究结果可为今后研究胡椒抗非生物胁迫功能提供参考，为PnCAD基因的功能研究提供理论依据。
本研究共鉴定出16个单、双子叶植物和卷柏的211个DUF1685基因家族成员。蛋白理化性质分析表明，211个DUF1685s基因的氨基酸序列长度为83~1071 aa，分子量为9.2~116.3 kDa，理论等电点为3.66~11.90。系统发育进化分析表明，DUF1685基因家族被划分了3个亚家族（Class I、Class II和Class III），Class I和Class II亚家族产生A1和A2、B1和B2的事件发生在单、双子叶植物分化后，同时A1和B2分支（成员均为双子叶植物基因）出现了基因扩张现象。保守基序和基因结构分析结果表明，同一亚家族成员之间保守基序相似，211个DUF1685基因家族成员中大部分含有1个内含子，少部分基因含有2个及以上内含子或者不含内含子。选择压分析表明，DUF1685基因家族在进化过程中相关位点受到正向选择，这可能是导致部分基因发生功能变化的原因。共线性分析表明，片段复制事件可能是玉米DUF1685基因扩增和进化的潜在驱动力。基因启动子区域顺式元件分析结果表明，玉米DUF1685基因启动子区域含有光响应元件、ABA和非生物胁迫相关的顺式作用元件，推测这些基因可能参与玉米对非生物胁迫的响应。转录组数据分析表明，玉米DUF1685基因与特定组织（成熟花粉）的生长发育相关。本研究从多方面探究了玉米DUF1685基因家族的功能和进化情况，以期为今后深入研究玉米DUF1685基因生物学功能和进化关系提供理论参考。
在转基因植物的研究中，启动子是影响转基因表达效率的重要因素之一。植物泛素（ubiquitin）基因启动子以启动效率高、甲基化程度相对较低、遗传性状稳定等特点成为单子叶植物中应用较为广泛的启动子。其中，玉米的Ubi-1是最常使用的Ubiquitin启动子之一。本研究旨在克隆高粱高效Ubiquitin启动子，为高粱及其他单子叶植物的遗传转化研究提供新的组成型启动子选择。本研究从NCBI数据库中查找到多个polyubiquitin基因，下载其起始密码子上游3000 bp的序列。根据Ubiquitin启动子的特点，选择含有5′ UTR内含子且大小合适的序列，并通过在线启动子预测网站进行启动子分析，最后选择2个基因（LOC8076096、LOC8063786）进行启动子克隆，将其启动子序列分别命名为U1和U5。将这2个启动子片段PCR扩增后，连入含有GUS报告基因的植物表达载体Ubi-GUS，得到重组表达载体U1-GUS和U5-GUS。重组载体通过农杆菌介导法转化水稻和狗尾草，PCR筛选阳性转化苗，对阳性转化苗进行GUS染色分析，鉴定U1和U5的启动子活性。GUS染色观察发现，所有以U1和U5为启动子的水稻和狗尾草阳性转化苗的根、茎和叶均呈现较深的蓝色，比以玉米Ubi-1为启动子的阳性转化苗的蓝色略深，且以U5为启动子的阳性转化苗比以U1为启动子的蓝色更深，而非转基因的水稻和狗尾草小苗则完全染不上蓝色。因此，启动子U1和U5在水稻和狗尾草中均具有组成型强启动子的活性，可作为新的组成型启动子应用于高粱、水稻、狗尾草及其他单子叶植物的遗传转化研究。
镁素与橡胶树生长和产胶密切相关，快速、准确测定橡胶树叶片镁素含量，对橡胶树叶片镁素营养状况评价和实施配方施肥具有重要意义。本研究采集多区域、多品种、多割龄的橡胶树成熟鲜叶，旨在获得涵盖缺、正常、丰富等不同镁素含量等级的叶片样品，利用FieldSpec4和化学方法同步获取叶片样品的光谱反射率和镁含量数据，对光谱反射率进行噪声波段去除和重采样后，采用Kennard-Stone(KS)算法将样本集划分为校正集和验证集。对叶片光谱反射率进行Savitzky-Golay(SG)微分变换，基于全波段的不同变换模式下的微分光谱与镁含量数据，采用偏最小二乘法（PLS）及留一交叉验证方法建模，通过筛选，得到最佳微分变换模式为：微分阶数为2，滤波窗口大小为71，多项式次数为2或3。通过PLS回归系数特征波长优选得到23个最佳微分光谱特征变量，基于最佳微分光谱特征变量和镁含量数据，采用PLS方法建立了橡胶树叶片镁素含量高光谱估算模型。结果表明，相比原始光谱反射率，基于微分光谱特征变量构建的模型预测效果明显提升，R2从0.666提升到0.805，RMSE从0.475 g/kg减小到0.372 g/kg，RPD从1.739提升到2.217。SG微分光谱变换和PLS回归系数特征波长优选能够明显提升模型估算精度，RPD位于2.0~2.5之间，模型估算能力良好。
太空搭载诱变是选育新品种的有效方法。本研究以太空搭载种子诱变的百子莲SP1代实生苗为材料，以国际百子莲新品种测试标准为指导，对29株8~10年生苗的形态指标进行测量。采用主成分分析法从15个形态指标中提取出6个主成分，利用模糊综合评价法对受试植株进行整体观赏性评价；以多样性较高的观赏部位——花（花序）为对象，采用层次－关联分析法对百子莲花部的观赏性进行评价。结果表明，受试植株在15个形态指标上的差异显著，各指标之间存在极显著或显著的相关性，相关性系数集中在0.2~0.6之间。综合主成分分析和主因子分析表明，在百子莲诱变群体中，与株高、花序型相关的因子对观赏性影响较大，这些也是易产生变异的性状。建立综合评价函数对29个受试植株的观赏性进行评价，筛选出总体观赏性较高的植株，如植株506、445、319的花量、花序高度等指标均较高，适合进一步无性繁殖保持其优良性状。对花部的15个指标进行加权灰度关联系数计算，排序前6的指标为花量C1、花期C13、花色C7、花序直径C2、初花度C14和小花苞色C8，每个指标权重均大于6%，权重总和大于70%。结合连续2 a的调查发现，花色、花梗色、花量、初花度等指标相对稳定，不易受环境影响，由此筛选出花色具有渐变特征的植株445，适合作为杂交育种的材料，通过杂交选育获得更具观赏性的后代。通过单一指标和整体评价相结合的方式进行单一指标的变异株选择，利用热图法评价太空诱变的百子莲成年植株在生长过程中的性状变化。本研究初步建立了百子莲植株和花部的观赏性评价体系，对百子莲新品种的选育具有较好的借鉴意义。
设立外源添加0、10、20、30、40 mg/kg镉胁迫处理，探讨不同镉胁迫浓度对2个姬松茸品种产量、品质、镉吸收的影响，并研究其防控技术。结果表明：不同镉胁迫浓度对姬松茸J37和J1子实体农艺性状的影响有差异，随着外源镉浓度的增加，其子实体的菌盖重量、菌柄重量、菌盖厚度、菌盖直径、菌柄长度、菌柄直径等6个指标均呈逐渐降低的趋势。J37和J1第一、二、三潮次子实体产量、粗蛋白含量则随镉浓度的增大而明显下降，外源添加0、10、20、30、40 mg/kg镉胁迫处理的J37第一潮子实体产量比J1分别提高32.5%、45.1%、31.0%、38.2%、36.5%；镉胁迫对J1与J37的粗蛋白含量影响敏感点分别为10 mg/kg和20 mg/kg；当镉浓度为20 mg/kg时，J1的多糖含量比J37高8.2%；当镉浓度依次增加时，J1的镉富集量均高于J37。10 mg/kg和20 mg/kg镉胁迫处理J1和J37后，施用45 mg/kg CaSO4，对镉胁迫的毒害缓解作用最佳，施钙肥对镉胁迫毒害的平均防控率分别达36.2%和47.6%。栽培基质中镉浓度达20 mg/kg，是姬松茸耐受镉毒害的敏感节点或者转折阈值，其第一潮次产量下降幅度超过40%；姬松茸耐受生长基质镉胁迫浓度要控制在10 mg/kg范围内；姬松茸子实体重量或者菌盖直径、菌柄直径变小可作为生长前期镉胁迫产生毒害的直观判断依据。
姬松茸（Agaricus brasiliensis）不仅营养丰富还具有很高的药用价值，是一种名贵的食药用菌，其产业发展前景广阔。但由于姬松茸种质资源匮乏，对姬松茸的遗传背景认识不足，阻碍了其杂交育种技术的发展，现有的种质资源难以满足实际生产需要。本研究以姬松茸J1菌株为实验材料，通过对姬松茸生殖相关结构进行微观形态观察，探究姬松茸相关的生物学特性。利用扫描电子显微镜和荧光显微镜观察姬松茸不同生长发育时期菌褶、担孢子和菌丝体微观形态特征。结果表明：桑葚期菌褶和菌髓处于发育阶段，菌褶片状物不明显；珊瑚期后能明显观察到菌褶片状物，相互平行排列，由菌髓和其两侧的子实层组成，排列紧密，厚度均匀，且着生少量担子，但菌髓呈不规则排列；成形期菌褶更为清晰、排列规整，内菌幕未破裂，菌褶间隙包含表面凸起排列的担孢子和杂乱的导管状细胞，导管状细胞紧密关联；成形期菌褶担子较为饱满，有褶皱，担子上着生有3个孢子梗或4个孢子梗，各担孢子之间有细小的连接丝。通过DAPI对担孢子核数进行染色观察，发现姬松茸大多数担孢子属于双核孢子，少量属于单核和无核孢子；通过DAPI对菌丝体细胞核进行染色观察，发现姬松茸菌丝体属于多核，有隔膜，但未见锁状联合。本研究明确了姬松茸不同生长发育时期的菌褶、担子、担孢子以及菌丝体的微观形态特征，丰富了姬松茸的生物学研究和生活史过程认识，为姬松茸杂交育种、担孢子交配型、遗传转化体系等研究奠定了基础。
硒（Se）是人和动物必需的微量元素，土壤环境缺硒可导致人、畜产生诸如白肌病和克山病等多种疾病；而通过施硒肥提高植物尤其是农作物的硒含量，是防治硒缺乏疾病的有效措施之一。花生（Arachis hypogaea）是中国乃至全球最重要的油料作物之一。为通过施硒肥来提高花生产量及其含硒量奠定实验基础和提供可能性，以花生幼苗为材料，采用水培法研究不同浓度硒（Se）对花生幼苗生长和开花及其抗氧化酶超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）活性及丙二醛（MDA）含量的影响。结果表明，硒浓度≤0.5 mg/L能促进花生幼苗的生长；其中以0.1 mg/L硒促进花生幼苗生长的效果最好；而硒浓度≤1.0 mg/L促进花生幼苗开花，以浓度为0.5 mg/L时花生幼苗开花数最多，达到27朵/株，约比对照提高90%；但硒浓度≥1 mg/L则抑制幼苗生长，且硒浓度愈高，对花生幼苗生长的抑制效果愈大，幼苗根变粗短，根尖褐化也愈严重，植株开花数显著减少，甚至不开花。与对照相比，低浓度（≤1.0 mg/L）硒可提高花生幼苗的SOD和POD活性，并降低其丙二醛（MDA）含量，但高浓度的硒（≥3 mg/L）则仅在培养初期提高花生幼苗的SOD和POD活性，但随着培养时间的延长，花生植株的POD和SOD活性则不断下降，但其MDA含量则逐渐升高。该结果为今后通过施硒肥来提高花生的含硒量和产量奠定了相关的实验和技术基础。
了解不同植物对植食性昆虫生物学特性的影响是昆虫-植物互作研究的基础，对制定有效的害虫防控策略具有重要意义。入侵害虫草地贪夜蛾（Spodoptera frugiperda）可能危害的植物多达353种，但大多数寄主植物对其生物学特性的影响尚不清楚。采集植物新鲜叶片饲喂植食性昆虫幼虫是研究的通用方法，而此方法受气候、地理位置、植物生长周期等条件的限制。以玉米（Zea mays）为参照，选取玉米农田及其周边的6种作物和杂草为试验材料，包括大豆（Glycine max）、豇豆（Vigna unguiculata）、番薯（Ipomoea batatas）、艾草（Artemisia argyi）、油麦菜（Lactuca sativa）和黄瓜（Cucumis sativus）。将上述植物的新鲜叶片统一采集、磨成粉末，按1%比例掺入人工饲料中，分别用这些饲料喂养草地贪夜蛾幼虫，观测其存活（幼虫存活率、化蛹率、羽化率）、生长（幼虫增重、蛹重、相对生长率）、发育历期（幼虫期、预蛹期、蛹期）和食物利用情况（相对消耗率、近似消化率、食物转化率、消化转化率）等，探究草地贪夜蛾取食这7种植物后的生物学特性。为验证植物叶片粉末饲料喂养方法的可行性，同时采集上述植物的新鲜叶片分别喂养草地贪夜蛾幼虫。结果显示大豆、豇豆是草地贪夜蛾适宜的寄主植物；而番薯、艾草、油麦菜对草地贪夜蛾的生长发育具有抑制作用，若将其运用于玉米间作系统中，可减轻草地贪夜蛾的为害。运用层次分析法建立指标评价体系进行量化评分，结果表明，植物粉末饲料和新鲜叶片喂养的效应一致，且前者限制条件少、操作简便，可较好地评估农田植物对草地贪夜蛾生物学特性的影响。
桔小实蝇是一种毁灭性害虫，可为害200多种水果，目前其防治方法或毒性大，对环境不友好，或成本高昂。本研究拟采用廉价易得的水黄皮荚果为原料，采用超声波辅助提取法，单因素试验比较乙醇浓度，乙酸乙酯、石油醚、正己烷和乙醇的料液比对水黄皮荚果中水黄皮素提取率的影响，得出最优溶剂及其料液比；再分别采用浸渍法和叶碟法测定其提取物对桔小实蝇的卵孵化抑制活性和对1龄幼虫的胃毒活性。结果表明，乙醇最佳提取浓度为60%，乙酸乙酯、石油醚、正己烷与60%乙醇的最佳料液比分别为1∶30、1∶20、1∶30和1∶25，提取率分别为0.48%、0.31%、0.37%和0.44%，即1∶30乙酸乙酯的提取效果最好。杀虫活性研究表明，2%水黄皮提取物对桔小实蝇的卵孵化抑制作用最强，校正孵化抑制率为58.53%，6%提取物对卵孵化抑制作用次之，校正孵化抑制率为46.46%；4%提取物对桔小实蝇1龄幼虫胃毒活性最好，24 h校正死亡率为54.05%，48 h校正死亡率为95.94%。以乙酸乙酯为溶剂，料液比1∶30时，水黄皮中水黄皮素的提取效果最好，其提取率是0.48%。水黄皮提取物对桔小实蝇的卵孵化有抑制作用，对1龄幼虫有胃毒活性，因此有望开发为针对桔小实蝇的植物源杀虫剂。
炭疽病是广泛影响热带、亚热带植物的真菌性病害。开发绿色农药是有效防治炭疽病的重要手段。热带牧草柱花草的转录组和代谢组研究表明，苯丙烷代谢通路在响应炭疽菌侵染过程中显著上调。为评价苯丙烷代谢物的抑菌活性，本研究采用体外抑菌试验，测定了13种苯丙烷代谢物对柱花草胶孢炭疽菌、橡胶胶孢炭疽菌、大薯胶孢炭疽菌、芒果胶孢炭疽菌、番木瓜胶孢炭疽菌和橡胶尖孢炭疽菌等6种炭疽菌的菌丝生长抑制作用；进一步测定了活性较好的代谢物及其两两组合对6种炭疽菌菌丝生长和5种炭疽菌孢子萌发的抑制作用。结果表明，13种代谢物对6种炭疽菌的抑制效果不同，在500 μmol/L和1000 μmol/L的浓度下，紫檀芪对6种炭疽菌菌丝生长的抑制效果最好，高浓度时平均抑制率可达47.47%~80.74%；在1000 μmol/L的浓度下，根皮素和香豆素对6种炭疽菌菌丝生长也有一定的抑制效果，而其他9种代谢物对6种炭疽菌抑制作用较弱或者无明显抑制作用。代谢物两两组合时，含紫檀芪的代谢物组合对6种炭疽菌菌丝生长有显著的抑制作用，平均抑制率为31.07%~89.05%；紫檀芪及含紫檀芪的代谢物组合对5种炭疽菌孢子萌发有显著的抑制作用，对柱花草胶孢炭疽菌、橡胶胶孢炭疽菌、橡胶尖孢炭疽菌、芒果胶孢炭疽菌和番木瓜胶孢炭疽菌毒力最强的代谢物或组合分别为紫檀芪+根皮素、紫檀芪+阿魏酸、紫檀芪+阿魏酸、紫檀芪+根皮素、紫檀芪，IC50值分别为293.475、67.660、184.764、108.671、68.417 μmol/L。本文所发掘的代谢物及其组合可为进一步研究防治炭疽病的绿色农药提供理论基础。
斑兰叶作为一种新兴的食品香料备受消费者喜爱，其主要食用部位为叶片，但叶部病害成为影响斑兰叶产业发展的首要制约因素。目前，国内外关于斑兰叶叶部病害的研究鲜有报道，为了对斑兰叶叶部病害开展有针对性的防治工作，本研究通过调查斑兰叶叶部病害发生流行规律，明确叶部病害主要发病时期及病害种类，并对叶部不同病害病原菌进行分离鉴定，为推动斑兰产业发展提供技术支撑。结果表明，斑兰叶叶部病害的发生主要从每年11月中下旬开始到翌年4月结束，对这个时期的不同病害通过病原菌的菌落形态、孢子显微结构观察、真菌通用引物ITS1/ITS4鉴定和致病性测定，采用离体叶片和活体盆栽苗2种方式测定分离的28株菌株的致病性，通过柯赫氏法则验证，最终得到9株致病菌BDC4121、BDC11221、BDC4112、BDC21112、XYS211、LSS112、LSS214、LSS213、LSS221。通过产孢培养基筛选发现致病菌BDC11221在绿豆液体培养基、摇床培养5~7 d产孢，LSS214在PDA培养基28℃下恒温培养30 d左右产孢，BDC4121、BDC4112、XYS211、LSS112、LSS221、LSS213在PDA培养基28℃下恒温培养7~10 d产孢；并结合ITS1/ITS4鉴定和孢子显微结构观察，确定9株致病菌主要分布在篮状菌属（Talaromyces）、镰刀菌属（Fusarium）、炭疽菌属（Colletotrichum）、附球菌属（Epicoccum）、拟盘多毛孢菌属（Pestalotiopsis）、拟茎点霉属（Phomopsis）、链格孢属（Alternaria）及Acrocalymma属。下一步将结合多基因组测序技术对致病菌进行分子鉴定研究。
叶斑类病害是危害大田期烟草的主要病害之一，大多由真菌侵染所致，病害易暴发流行，对烟草的品质及产量造成重大影响。本研究采用组织分离法从广西‘K326’烟叶具有典型病斑的叶片上分离、纯化获得菌株，通过致病性测定结合形态学特征以及分子生物学手段对病原菌进行鉴定，同时采用菌丝生长速率法测定不同培养基、温度、pH、碳源、氮源、光照，致死温度处理以及10种常用化学药剂对病原菌菌丝生长的影响。该叶斑病的典型病症为：初期烟叶产生灰白色小圆斑，病害加重圆斑逐渐扩散成不规则状，病斑中心形成穿孔，颜色为灰白色，边缘棕褐色，伴随褪绿的黄色晕圈。通过分离纯化获得2个菌株，分别命名为HZFC36和HZZS76。致病性测定结果表明，2个菌株均可在叶片无伤条件下导致健康‘K326’烟叶部产生病斑。结合形态学特征和多基因位点（LSU、ITS、RPB2和TUB2）系统发育进化分析将引起广西烟草叶斑病的病原菌鉴定为Epicoccum latusicollum。该病原菌在CMA培养基上生长最快，最适生长温度为28℃，最适pH为6，最佳碳源、氮源为蔗糖和牛肉浸粉，全光照条件更利于病原菌的生长，致死温度为47℃，水浴10 min。室内药剂初步筛选结果显示，50%啶酰菌胺和25%吡唑醚菌酯对病原菌的抑制效果最好，平均EC50值分别为4.752×10-2、4.989×10-2 mg/L。本研究结果为E. latusicollum引起烟草叶斑病的田间防控奠定了一定的理论基础。
天然橡胶的生产主要采用传统的热风干燥，但天然橡胶是热的不良导体且自粘性强，导致热风干燥普遍具有干燥效率低、胶料发粘和夹生等问题，这对产品的性能带来不利影响。而螺杆挤压膨胀干燥工艺作为一种新干燥工艺，已被广泛应用于合成橡胶工业，具有干燥效率高、自动化水平高和工艺稳定等特点，在天然橡胶（NR）生产加工中具有良好的发展和应用前景。本研究对比了传统热风干燥（NT）和螺杆挤压膨胀干燥（NCT）2种工艺制备NR的结构，分析NCT的性能特点，以探讨螺杆挤压膨胀干燥工艺运用在天然橡胶生产加工中的可行性。结果表明：在生胶层面，螺杆挤压膨胀干燥工艺由于干燥温度低、干燥用时短，能够有效降低NR分子链在干燥过程中受到的热氧降解，因此NCT相比NT而言具有更高的塑性初值、门尼粘度和凝胶含量，且对于蛋白质、挥发分等非胶组分的影响较小；对于纯胶配方硫化胶，NCT相较NT而言表现出更快的硫化速率。通过使用Mooney-Rivlin方程对硫化胶内部网络结构进行了拟合，发现NCT硫化后的有效交联密度和化学交联网络的数量相对较低，这使得NCT的拉伸强度、撕裂强度和模量等常规力学性能低于NT，疲劳性能方面也表现出了相对较高的压缩生热和蠕变。对于炭黑配方硫化胶，NCT与NT的常规力学性能无明显差异，这可能是由于硫化促进剂N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺的硫化速率较快所导致。但在动态力学性能方面，NCT的疲劳寿命更长，表现出更优异的动态疲劳性能，这与螺杆挤压膨胀干燥工艺能改善炭黑分散性有关。
大小测量是鸡蛋果采后分选阶段一个十分重要且不可或缺的环节。阐述多种边缘检测算子以及基于边缘检测算法的图像识别步骤，模拟鸡蛋果采后大小测量分选现场，构建一个水果图像获取平台。为增加难度，选取40个表面具有一定皱皮现象的鸡蛋果，使用水果图像获取平台获取从顶端拍摄的40张鸡蛋果图像作为试验材料。基于Visual Studio 2017集成开发环境，调用OpenCV 3.2.0机器视觉库，采用C++编程语言，针对40张鸡蛋果图像，使用4种算子Canny、Sobel、Laplacian、Scharr进行边缘检测；使用Photoshop 7.0.1软件基于图像测算鸡蛋果大小作为真实果实大小数据的近似值，参照该数值衡量算法检测的准确度；对4种算子的检测参数进行自动调优，依次使用SPSS软件对每一种算子的检测参数、4种算子的检测准确度及单果检测时间进行统计分析。试验结果表明：使用Canny算子在（70, 105, 3）参数下进行鸡蛋果大小测量时，与其他几种算子比较，测量准确度最高，单果测量平均用时为1.98 ms，也是4种算子中最快的，可满足于鸡蛋果采后大小智能分选的实际需求。
为科学合理选育出优质大厂茶无性系新品种（系），本研究以7个大厂茶优势株系为研究材料，以福鼎大白茶为对照，对其芽叶性状、主要生化成分、儿茶素组分及氨基酸组分进行综合分析和系统评价。结果表明，7个大厂茶优势株系芽叶性状呈中叶或大叶种，芽叶黄绿，无茸毛或少毛，叶椭圆或长椭圆形，叶质硬脆，叶齿浅且钝，叶面微隆，叶缘微波，叶厚有光泽等特征。生化成分分析表明，7个大厂茶优势株系水浸出物含量、游离氨基酸含量和ECG含量较高，属优良茶树种质资源。其水浸出物含量、咖啡碱含量、茶多酚含量、游离氨基酸含量、粗纤维含量、维生素C含量、蛋白质含量、水溶性碳水化合物含量变化范围分别为47.02%~48.70%、2.91%~3.42%、19.03%~21.07%、4.07%~4.84%、7.43%~8.38%、208.00~332.00 mg/100 g、33.82~35.07 mg/100 g、3.23%~3.85%，酚氨比变化范围为3.98~5.04。主要儿茶素组分含量大小顺序为C>ECG>EC>EGCG>EGC，C和ECG含量较高，均显著高于CK，其变化范围分别为5.25%~9.02%和6.11%~7.64%，而EGCG和EGC含量较低，显著低于CK，其变化范围分别为0.08%~1.44%和0.05%~0.31%。7个大厂茶优势株系共有19种氨基酸被检出，氨基酸各组分之间的种类和含量都存在一定的差异性，含量较高的5个氨基酸组分依次是茶氨酸>谷氨酸>精氨酸>天冬氨酸>丝氨酸，占氨基酸总量的82.14%以上。各芽叶性状与生化成分之间有一定相关性。基于16个生化成分的主成分分析显示，16个生化成分被简化为5个因子，累计贡献率达95.68%，包含16个生化成分的大部分信息。综合评价显示，7个大厂茶优势株系中排名前三的依次是L17、L22和L06，为大厂茶新品种（系）的选育奠定基础。本研究还鉴定出L06、L17和L20 3个具有适制绿茶潜在特性的大厂茶优势株系，L12、L13、L21和L22 4个具有红绿茶兼制潜在特性的大厂茶优势株系。
风味改良是目前草莓育种最重要的工作之一，黄毛草莓因其具有特殊的香气成分而被广泛关注，四川等西南地区黄毛草莓资源丰富，但目前其香气成分的研究并不系统，本研究通过分析不同地理来源的黄毛草莓果实香气成分，拓宽栽培草莓遗传背景，为创新利用黄毛草莓资源和育种攻关提供理论依据。本研究采用顶空固相微萃取和气相色谱-质谱（GC-MS）联用技术，初步分析6个不同地理来源的黄毛草莓果实香气成分的差异。结果显示，共检测出89种香气物质，与文献报道的栽培草莓香气成分不同，除丽江玉龙雪山外，其他5个地理来源的草莓香气成分中酯类化合物所占比例均不高。本研究共检测出相对含量大于1%的挥发性物质56种，其中醛类2种，烃类19种，酯类16种，酮类5种，醇类4种，胺类和酸类5种，其他化合物5种。无共同的芳香成分，芳香成分以酯类和烃类为主，但未达50%。丽江玉龙雪山的黄毛草莓香气成分种类最为丰富，万源秦巴山的黄毛草莓香气成分种类最少。测得的香气成分中，相对含量较高的挥发性成分依次为：赤藓-9,10-二溴二十五烷、二丁基邻苯二甲酸酯、苯乙胺等。聚类分析和主成分分析结果表明，丽江玉龙雪山黄毛草莓的香气成分被划分为单独一簇。虽然同为黄毛草莓品种，香气成分却因为地理位置及环境特点大不相同，关于环境对草莓挥发性物质的影响需要进一步研究。
热带水果产业是海南农民增收致富的支柱产业，分析海南建省以来热带水果种植结构的演变历程与驱动因素，有助于提出相应的调整优化策略，推动海南岛热带水果产业优化升级。本研究运用重心分析、空间分析及回归分析法，研究海南岛各市（县）1988—2020年热带水果种植结构类型演变、种植比例变化趋势、生产重心迁移及驱动因素。结果表明：（1）海南岛热带水果面积呈现波动上升趋势，主要种植芒果、香蕉、荔枝、菠萝、柑橘橙柚、龙眼等，龙眼生产重心移动距离最大，菠萝生产重心移动距离最小。（2）海南岛热带水果总体种植结构类型为芒果、香蕉、荔枝、菠萝的单一或组合类型，单一水果、2种水果组合、3种水果组合类型数量之比为48∶0∶52；市县热带水果种植结构类型为香蕉、芒果、荔枝、菠萝、龙眼、柑橘橙柚的单一或组合类型，单一、2种、3种水果组合类型数量之比为78∶9∶13。（3）市（县）热带水果种植结构空间集聚特征明显，经历了集聚、分散、再集聚的过程，大部分市（县）已形成稳定的主导种植结构，少部分市（县）仍在不断调整探索；主要水果种植比例变化趋势相同的区域集聚性更显著。（4）海南岛热带水果种植结构演变的驱动因素主要包括自然环境、政策扶持、社会需求、市场行情和农垦改革。应在充分了解当地水果种植结构演变历程及驱动因素的基础上，遵循自然资源条件，以市场需求为导向，综合考虑经济社会发展与生态保护等其他因素，合理调控产业规模，推动当地形成具有地方优势与特色的水果种植结构，促进海南岛热带水果产业整体向稳定、高质量发展。
益智是我国四大南药之一，其间作在橡胶林下成为胶园最重要的农林复合模式。项目组前期研究发现，旱季降雨不足是橡胶林下益智生长和光合的主要限制因子。然而，目前对益智如何应对旱季降雨格局变化的认识非常有限。为研究旱季降雨格局变化对益智生长和碳氮代谢的影响，在实验中模拟3个降雨量梯度：减雨量（W-）10 mm/月、自然雨量（W）25 mm/月、增雨量（W+）40 mm/月，并设置5 d和10 d的降雨间隔期，通过双因素实验分析益智植株的生长参数、碳水化合物和氮化合物水平以及与碳和氮代谢相关的关键酶活性。结果表明：（1）益智的地上生物量和地下生物量随着降雨量的减少而下降。在所有降水水平下，5 d处理下的生物量均显著高于10 d（P<0.05），降雨量减少和降雨间隔期延长均抑制植株生物量的增加。在W-处理下，10 d的叶片含水率比5 d显著增加3.63%；（2）降雨减少改变了碳代谢酶的活性，抑制了AMY和INV活性，促进了SPS活性，但这种促进作用随着降雨间隔期延长变得不显著。降雨量减少促进了非结构碳水化合物（可溶性糖和淀粉）积累；（3）降雨减少降低了益智叶片全N含量，5 d处理组中W+和W-的全氮含量比10 d显著增加8.33%和9.81%，降雨量变化改变了N代谢组分；（4）同时GS/GOGAT循环活性以及NR和NiR酶活性增加，这加速了硝态氮还原和铵态氮同化。在W处理下，5 d处理组中的硝态氮和铵态氮比10 d显著降低了57.54%和152.98%。因此，在旱季降雨格局变化会影响益智的生物量、碳氮化合物及代谢酶变化，但益智通过生物量分配和叶片C、N代谢调节来适应不同的干旱胁迫，以保证益智植株的正常生长。
石碌含笑（Michelia shiluensis）是海南特有树种和国家Ⅱ级濒危保护植物，野外仅见分布于吊罗山、鹦哥岭、五指山等海南中南部山区。吊罗山是石碌含笑最集中的自然分布区，开展吊罗山石碌含笑群落木本植物种间联结性研究，有助于了解该树种在群落中的地位与作用，为制定合理的就地保护措施提供参考。本研究基于2×2列联表，综合运用χ2检验、Pearson相关系数检验和Spearman秩相关系数检验对吊罗山石碌含笑与群落内其他伴生种的种间关系进行了探讨分析。结果表明：石碌含笑种群与灌木层的正关联比乔木层多；石碌含笑与群落内绝大多数植物的种间联结不显著，种间关系表现出总体比较松散的趋势，种群间相互独立的趋势明显，乔木层和灌木层总体上与石碌含笑正关联物种多于负关联物种数，表明群落的发展朝着有益于石碌含笑种群发育的趋势。研究结果对制定合理的就地保护措施和恢复计划具有参考价值。
台湾相思（Acacia confusa）是平潭海岛相思林的主要建群种，是海岛优良的造林阔叶树种，了解平潭岛台湾相思群落主要木本植物和草本植物种群的生态位特征有助于深入了解海岛群落物种共存与竞争机制。在对其内岛和附属岛屿进行群落调查的基础上，利用Levins和Shannon生态位宽度和Pianka生态位重叠指数分析平潭岛台湾相思群落各层片主要种群生态位。共调查到维管束植物144种隶属63科123属，以禾本科和菊科为主，与大陆植被存在显著差异；发现入侵风险植物14种，草本入侵现象较严重，其中1级恶性入侵的假臭草（Praxelis clematidea）、鬼针草（Bidens pilosa）和2级严重入侵的香丝草（Erigeron bonariensis）在群落中占据较大的生态位，可能对共生种群造成一定的生态干扰，应当引起足够重视；乔木层中的台湾相思和木麻黄（Casuarina equisetifolia）、灌木层中台湾相思幼树和雀梅藤（Sageretia thea）、草本层中芒（Miscanthus sinensis）和假臭草生态位宽度较大，生态位宽度小于0.5的物种数占总数的96.67%，重要值较大的物种生态位宽度也较大，但并非完全一致；优势种群生态位重叠表现为草本层（0.253）>灌木层（0.231）>乔木层（0.149），均小于0.3，生态位重叠值普遍偏低，种群通过生态位分化来减弱种间竞争。海岛地区较强的环境过滤性导致种群产生不同程度的生境分化，同时，种群通过压缩生态位宽度，聚集在局部生境中，从而促进海岛群落物种共存，平潭岛台湾相思群落属于地带性顶级群落，种间关系稳定，种群更新缓慢。
