天然橡胶是重要的工业原料，广泛应用于生产生活中。在橡胶树（Hevea brasiliensis）的产胶细胞乳管中，顺式异戊烯基转移酶（cis-prenyltransferase，CPT）是催化天然橡胶合成的关键组分。已报道的HbCPT7和HbCPT8在胶乳中特异表达，并且在酵母和烟草中的HblMYB19和HblMYB44能够显著促进HbCPT8的表达。然而，调控HbCPT7胶乳特异表达的转录因子尚不清楚。本研究发现HbCPT7的启动子区具有多个MYB和MYC转录因子结合的顺式作用元件，通过生物信息学分析，在橡胶树全基因组水平上鉴定到226个HbMYBs和19个HbMYCs转录因子，其中HbMYB1、HbMYB2、HbMYC1、HbMYC2、HbMYC3、HbMYC4和HbMYC5在胶乳中高表达。本研究成功克隆了HbMYB1、HbMYB2、HbMYC1、HbMYC4和HbMYC5，并通过酵母单杂交实验证实HbMYC5能够结合HbCPT7起始密码子上游1~1000 bp和1501~1971 bp的启动子区域。本研究为解析HbCPT7调控天然橡胶合成的分子机制提供新的线索。
木薯（Manihot esculenta Crantz）作为“淀粉之王”，是一种重要的热带粮食作物，是全球十亿人的主食。木薯液泡转化酶（MeVINV1）通过将蔗糖不可逆地分解为葡萄糖和果糖，参与植物的生长发育和逆境防御。为探究MeVINV1的基因功能和分子调控网络，本研究利用酵母双杂交实验从木薯SC8 cDNA酵母文库中筛选出与MeVINV1互作的8个候选蛋白。进一步利用酵母点对点验证发现MeVINV1与MeUN-3、MeMTP1、MeCASP4A3、MePIRL3存在互作关系，且与MeMTP1的互作更强，后续通过双分子荧光互补和荧火素酶互补实验，验证了木薯MeVINV1与MeMTP1的互作关系。因此推测，MeVINV1与MeMTP1协同调控液泡蔗糖代谢和金属离子的转运，参与调控木薯对金属离子胁迫的响应。本研究结果为木薯抗逆育种提供新的基因资源和逆境调控分子机制提供科学依据。
多聚半乳糖醛酸酶（polygalacturonase, PG）在果胶的分解过程中起着关键作用，从而导致细胞壁结构的变化，参与植物的生长发育和应对逆境胁迫等多个阶段。尽管PG基因在其他植物中已有研究，但在木薯中尚未见对该基因家族成员鉴定和功能研究的报道。本研究从木薯基因组中鉴定出89个MePGs，编码的氨基酸数量在183~808之间，分子量介于19.75~87.07 kDa之间，理论等电点（pI）在4.64~9.71之间，大部分成员预测定位于细胞膜。染色体定位分析显示MePGs不均匀地分布于17条染色体上。基于进化关系，MePGs被分为A~G共7个亚组，亚组成员基因结构相似，且存在明显的串联重复现象；共线性分析结果表示，相比拟南芥，木薯PG家族基因的亲缘性与橡胶更接近。MePGs启动子区域富含光响应、激素响应与逆境响应元件。MePGs基因具有组织特异性，与木薯生长发育有关。在木薯采后变质过程中，MePGs表现出相似的表达模式，特别是MePG20、MePG21、MePG25、MePG64和MePG72，均呈现先上升后下降的表达趋势，表明这些基因可能在木薯块根采后变质过程中先响应逆境胁迫，高表达以分解果胶，随后随着细胞壁的水解完成而降低表达，这表明PG基因在逆境胁迫中发挥重要作用。综上所述，MePG基因家族成员可能通过片段复制和内含子减少的方式进化，并可能通过感知不同种类的信号而行使不同的功能，从而形成多样化的表达模式。本研究为进一步探索MePGs在木薯块根采后变质机制中的作用提供基础。
异淀粉酶（isoamylase，ISA）催化α-1,6连接键水解，影响淀粉的分支结构，促进结晶化和颗粒形成。为了挖掘协同MeISA2影响木薯淀粉积累的新蛋白，本研究利用酵母双杂交筛选MeISA2的互作蛋白。本研究构建了pGBKT7-MeISA2诱饵蛋白载体，证明MeISA2不具有自激活活性，且对酵母细胞无毒害作用。通过酵母双杂交筛选cDNA文库，共获得7个候选互作蛋白。通过点对点酵母双杂交回转验证实验，验证了MeISA2与MePsbO1存在互作关系。MePsbO1属于光系统II产氧增强蛋白（photosystem II oxygen-evolving enhancer protein，PsbO），该类蛋白可促进光合作用电子传递过程的高效运行。生物信息学分析发现，MePsbO1与同属大戟科的橡胶树HbPsbO1的亲缘关系最近，相似性达到90.12%，而与拟南芥AtPsbO1的相似性仅为77.71%。预测MePsbO1定位于叶绿体，且MePsbO1基因主要在叶片中表达。植物ISA参与叶片临时性淀粉的合成，因此推测MePsbO1和MeISA2可能通过互作协同调控光合作用速率以及叶片临时性淀粉的积累。本研究结果为MeISA2基因参与木薯源器官的光合产物积累和分配机制研究提供新线索。
LEC2是植物B3超家族中LAV亚家族的重要成员，在胚胎发育以及分生组织维持等过程中起着重要的调控作用。为了探究LEC2基因在星油藤细胞再生过程中的作用，本研究通过系统进化等生物信息学分析和分子生物学技术克隆星油藤PvoLEC2的基因组序列（gPvoLEC2），利用本氏烟草验证gPvoLEC2促进植物再生的功能，并且对星油藤毛状根中的gPvoLEC2的功能进行研究。系统进化和基因结构分析表明，星油藤等大戟科植物与拟南芥、水稻、杨树的LAV亚家族中LEC2-ABI3亚群比较保守。表达分析显示，PvoLEC2仅在星油藤种子发育晚期（50~65 DAP）微弱表达，且B3结构域的基序及关键氨基酸位点保守。过表达gPvoLEC2导致转基因本氏烟草植株矮化、主茎难以长高、叶片发育畸形，同时gPvoLEC2转基因本氏烟草器官离体培养的再生能力明显高于野生型，但低于阳性对照——ZmWUS2 & STM转基因本氏烟草，而在星油藤毛状根中过表达gPvoLEC2导致其缩短、增粗。本研究结果表明星油藤PvoLEC2的基因组序列是一段具有促进植物再生的功能序列，但同时也会导致植物发育畸形。
连作胡椒在槟榔间作后生长恢复，这可能与二者根际互作，特别是槟榔根系分泌物对连作胡椒具有促生作用有关，但具体起作用的组分尚不清楚，难以为深入研究提供依据。本研究采用水培方式提取胡椒与槟榔幼苗根系分泌物，通过LC-MS/MS代谢组学方法明确二者根系分泌物全组分，并对比筛选槟榔根系分泌物中特有的差异组分，将其分类后作为外源物质添加，进而明确不同组分对胡椒种子萌发和幼苗生长的影响。本研究共检测到胡椒根系分泌物代谢物426种，槟榔根系分泌物代谢物438种。二者根系分泌物差异代谢物质共有509种，其中显著差异的有329种，槟榔中含量相对较高的有138种，胡椒中含量相对较高的有191种。黄酮类、有机酸类物质在槟榔根系分泌物中的含量要高于胡椒，而糖类、酚酸、香豆素、苯甲酸和氨基酸类物质在胡椒中的含量要高于槟榔。将槟榔根系分泌物含量高的差异代谢物按有机酸、氨基酸、酚酸、糖类和黄酮类分类后，选取差异倍数较高的2种单质组分作为特异组分添加。结果表明，黄酮类添加处理的胡椒种子发芽率和发芽势均最高，幼苗的株高、地上部干质量和地下部干质量均最高，其次为有机酸类、酚酸类，而糖类和氨基酸类效果不明显。综上所述，槟榔根系分泌物中特有的差异组分较多，但不同组分对连作土培胡椒幼苗的促生作用存在差异，其中黄酮类组分数目多、含量高，对胡椒种子萌发和种苗生长具有明显促生作用，是槟榔根系分泌物缓解胡椒连作障碍的主要作用组分。本研究结果可为揭示槟榔和胡椒根际互作机制，解析槟榔间作缓解胡椒连作障碍提供基础及理论依据。
丛生睡莲（Nymphaea prolifera）的花“假胎生”现象是一种特殊且罕见的无性繁殖方式，能够直接从其花中长出新的幼苗，了解其花假胎生的形成过程以及内源激素对其影响，为进一步揭示睡莲花假胎生形成机制和植物无性繁殖生物学奠定基础。以丛生睡莲假胎生花朵为试验组，正常花朵为对照组，采用形态观察、石蜡切片、扫描电镜等方法，分析假胎生花朵的形态特征，采用Elisa酶联法比较假胎生花朵“营养繁殖体”和正常花朵雌蕊的内源激素差异。与丛生睡莲发育正常的花朵相比，假胎生发育的花朵缺少花瓣、雄蕊群、雌蕊等器官，仅仅保留花托、萼片等器官，但在花托上原雌蕊部位会形成营养繁殖体，且在花芽分化期就已经形成；之后营养繁殖体能持续不断地萌生叶芽和花芽，叶芽主要呈卷曲的三角状，而花芽主要呈锥型或钩状2种形态的隆起，其表面着生大量的纤毛组织；假胎生发育花朵中，营养繁殖体能着生出多个具备无性繁殖能力的花蕾，当这些花蕾发育到一定程度，可以继续进行第二代、第三代假胎生繁殖。内源激素检测表明，吲哚乙酸（indole acetic acid, IAA）和赤霉素（gibberellin, GA）含量在正常花朵雌蕊和假胎生睡莲花朵营养繁殖体中无显著差异，而茉莉酸（jasmonic acid, JA）、细胞分裂素（cytokinin, CTK）和脱落酸（abscisic Acid, ABA）含量在假胎生睡莲花朵营养体中始终保持较高水平。丛生睡莲的假胎生花朵与正常花朵的组织结构差异明显，在花芽分化过程中，丛生睡莲花朵的雌蕊组织被营养繁殖体所取代，形成假胎生花朵；相较于正常花朵的雌蕊组织，CTK、JA和ABA等3种内源激素在假胎生花朵营养繁殖体中保持较高水平，可能对花朵假胎生现象的形成有促进作用。
Atg26（或Ugt51）是一种UDP-葡萄糖: 甾醇葡萄糖基转移酶，其调控甾醇转化成甾醇葡萄糖苷（SG）的生物过程，参与多种细胞自噬过程，在真菌生长发育及致病性方面具有重要作用。为探究Atg26对荔枝霜疫霉（Peronophythora litchii）生长发育及毒性作用的影响，本研究通过生物信息学技术在荔枝霜疫霉中鉴定到6个与酿酒酵母Atg26同源的蛋白。蛋白质特性分析发现，其二级结构以无规则卷曲为主，且具有亲水性。基因结构和蛋白质结构分析结果显示，除PlATG26a外，其余荔枝霜疫霉的ATG26同源基因均具有内含子，且大多分布在基因末端；荔枝霜疫霉中Atg26同源蛋白均含有一个UDP-葡萄糖基转移酶（UDP-glucosyl transferase，UDPGT）的催化结构域，无PH（pleckstrin同源）和GRAM（糖基转移酶、GTPase激活剂和肌管蛋白）功能域。进一步对Atg26同源蛋白进行系统进化和保守基序分析发现，荔枝霜疫霉中的Atg26同源蛋白之间存在多样性，但不同物种中Atg26的CAT结构域具有保守性。蛋白质互作预测和蛋白质分子对接分析发现，PlAtg26的互作蛋白多位于细胞质或膜上，集中在细胞代谢过程中，具有催化活性、氧化还原活性或结合能力。实时荧光定量PCR（qRT-PCR）分析发现，与菌丝阶段表达相比，PlATG26b在荔枝霜疫霉游动孢子阶段和侵染初期上调表达，在孢子囊阶段和侵染后期无明显差异，表明PlAtg26可能在荔枝霜疫霉的无性生殖和致病性中发挥重要作用。综上所述，PlAtg26与其他真菌中Atg26同源蛋白在结构上具有明显差异，可能表现出与真菌不一样的生物学功能。
桑小头木虱（Paurocephala sauteri Enderlein）是热带亚热带桑树重要害虫，主要为害桑树顶芽和嫩叶，导致叶片卷曲，难以展开，同时可分泌蜡质，诱发煤烟病，导致桑叶产量和质量显著下降；为害小苗，可致其全株死亡，严重威胁热带蚕桑产业的多元化发展。脂酰辅酶A还原酶（FAR）存在于各种生物体内，参与脂肪酸衍生物的生物合成，进而参与繁殖、两性信息识别与交流、蜡质合成等多项生命活动过程。本研究共筛选到23个桑小头木虱FAR基因，蛋白分析表明，其中大多数为碱性蛋白，具有亲水性；亚细胞定位预测发现，17个FAR蛋白定位于细胞质，1个定位于线粒体，1个定位于细胞核，4个定位于质膜，说明PsmFAR基因发挥功能的主要场所是细胞质。结合其他已知昆虫FAR基因的功能，以及桑小头木虱若虫、雌成虫、雄成虫体内及不同部位FAR基因的表达分析发现，桑小头木虱FAR基因可能参与发育、繁殖、蜡质合成、体表角质层合成、信息素合成及解毒等多个生物学功能，除7个基因可能仅参与蜡质合成功能外，其余16个基因可能参与多个生物学功能，涉及繁殖的有16个（69.56%），涉及蜡质合成的亦有16个（69.56%），与其体表角质层合成相关的有12个（52.17%），与发育相关的有9个（39.13%），与解毒相关的有5个（21.74%），与信息素合成相关的有4个（17.39%）。本研究在转录组测序分析的基础上对桑小头木虱FAR基因家族进行鉴定、序列组成及表达分析，探究FAR基因在桑小头木虱生命活动中的功能，为其高效防控技术和针对性药剂的研发和应用提供理论依据。后续功能的进一步验证将为以FAR基因为靶标的精准防控药剂的研发提供依据。
