本研究旨在阐明植物萜类合成酶(terpene synthase，TPS)在萜类化合物生物合成中的关键作用及其复杂调控机制，并探讨其多样化的生物学特性与广阔的应用前景。基于现有文献和研究成果，采用系统综述与综合分析方法，从功能分类、进化历程、结构催化特性及多层次调控（DNA、转录、转录后）维度分析TPS的作用机理与环境响应规律。TPS通过多样化的结构域催化形成种类繁多的萜类骨架，其过程具有高度复杂性。TPS的活性受精细的多层级调控；转录调控受多种转录因子控制；转录后水平调控则包括mRNA稳定性、翻译效率及蛋白质翻译后修饰等；环境因素（如生物/非生物胁迫）可显著影响TPS基因表达及酶活性，进而调控特定萜类产物的合成积累。不同TPS家族成员在进化上呈现发散性，其功能分化与植物适应性及萜类多样性密切相关。对TPS结构与功能关系的深入解析，为理解其底物选择性和产物特异性提供了分子基础。TPS研究为阐明萜类化合物生物合成及调控机制提供了核心理论支撑，极大地推动了其在农业、医药、香料、化妆品及工业领域的创新应用，对促进可持续发展、增进人类健康和提升生活质量具有重要意义。
水稻不仅是中国重要的粮食作物，更是全球30多亿人口的主要食物来源。近几十年来，各种病虫害肆虐、气候变化加剧及其他不利因素对水稻生产及全球粮食安全构成了严重威胁，培育高产抗病水稻品种的需求日益迫切。传统育种方法过程繁琐、效率低下，在此背景下，基因编辑技术已逐渐成为水稻抗病育种领域的研究热点。基因编辑技术历经三代演进：从锌指核酸酶(ZFN)、转录激活样效应因子核酸酶(TALEN)到CRISPR基因编辑系统，并衍生出单碱基编辑和引导编辑系统等技术。本文通过梳理国内外最新研究进展，系统总结了CRISPR-Cas基因编辑技术在水稻稻瘟病、纹枯病、稻曲病、白叶枯病、细菌性条斑病和黑条矮缩病抗性研究中的应用，深入分析其在水稻抗病育种中的应用现状，展望未来发展前景，以期为水稻抗病育种提供新的思路和方法，同时为基因编辑技术的进一步发展提供参考。
高温胁迫已然成为限制植物生长与分布的关键环境因素之一。硒作为动植物生长所必需的微量元素，具备抗氧化、调节生长发育及增强植物抗逆性等多种功能。近年来，硒作为外源物质参与非生物胁迫的响应机制，已成为学术研究的热点领域。本文全面综述了高温胁迫对植物生长、生理生化的影响，以及植物响应高温的生理和分子机制。详细总结了硒在植物体内的吸收转化过程，深入剖析了硒增强植物耐高温性的作用机制。从生理层面而言，外源硒通过维持谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）的高活性，提升植物的抗氧化能力，清除过量的活性氧，维护叶绿体类囊体膜结构的完整性，并借助渗透调节等途径，有效缓解了高温胁迫引发的光合抑制和膜脂过氧化现象。从分子层面来看，硒能够诱导关键耐热基因、抗氧基因以及相关代谢途径的基因表达，以响应高温胁迫。未来有关硒在植物抗逆性方面的研究，应采用多组学联合分析方法，深入挖掘和解析硒的应用价值，旨在为提高植物的抗逆性提供坚实的理论依据。
为筛选参与桂花成花调控的候选基因，本研究以‘日香桂’全基因组为试材，采用生物信息学方法鉴定OfBBX基因家族成员，对其理化性质、系统进化关系、桂花种内及桂花-拟南芥种间共线性关系、组织表达模式进行综合分析，并结合启动子区顺式作用元件预测其功能。结果共鉴定出42个OfBBX基因，其编码蛋白分子量20.54k~53.71 kDa，等电点4.46~8.61，疏水指数-0.904~-0.027。系统进化将OfBBX分为I-V五组（11/7/5/14/7个成员），各组Motif与B-box/CCT结构域高度保守。检测到OfBBX基因发生了串联重复或片段复制事件，与拟南芥存在48对共线BBX基因。其中7个OfBBX基因在花组织中表达量较高，启动子富含光反应型元件；OfBBX19与拟南芥AtBBX1(CONSTANS)同支、共线、同源，其表达量在花器官中显著上调。本研究筛选出OfBBX18/19等7个候选基因，OfBBX19可能是CONSTANS同源基因并介导光周期调控，为桂花花发育机制研究提供分子标记。
为定向改良荧光假单胞菌(Pseudomonads fluorescens) CLW17高效优良促生长特性，为微生物菌肥生产提供优质菌种。本研究以具有解磷、产嗜铁素能力的CLW17野生株为出发菌株，采用常温常压等离子(ARTP)诱变技术进行菌株改良，通过“定性初筛-定量复筛-分子鉴定”三级筛选体系，获得高效促生长突变株并优化诱变条件。结果表明：CLW17菌株的最佳ARTP诱变条件为输出功率100 W，照射距离2 mm，处理时间240 s，此条件下菌株致死率达91.67%，正突变率为11.27%。经NBRIP-BPB平板解磷圈定性筛选（SI值）、钼锑抗比色法解磷定量测定及CAS平板/液体法产嗜铁素能力测定，最终筛选出2株高效优良促生长突变株CLW17-240-2-1和CLW17-240-3-2，其解磷量分别为553.08 mg/L、584.47 mg/L，较野生株(453.77 mg/L)提升21.89%、30.40%；产嗜铁素能力分别为62.52%、72.33%，较野生株(51.55%)提升21.27%、40.29%。16S rDNA分子鉴定证实，2株突变株均为CLW17的遗传突变体，无外源污染。本研究通过ARTP诱变成功实现CLW17菌株“解磷-产嗜铁素”双促生性状的协同提升，为植物根际促生菌(PGPR)的定向育种提供了技术参考，也为南方红豆杉等林木专用微生物菌肥的研发奠定了菌种基础。
为了充分挖掘蟑螂的应用潜力并为生物资源开发提供科学参考，本文从蟑螂种类、起源等总结了蟑螂的生物学特性，分析了蟑螂在环境污染和疾病传播方面的具体情况。系统阐述了蟑螂在医疗领域、环境领域、食品工业等领域的应用。指出了目前对蟑螂的研究和开发还处于早期阶段，尤其对蟑螂肠道菌群的研究相对较少，人类对蟑螂相关应用的接受度也相对较低。并提出今后应优化养殖加工技术，多角度开发应用潜力。此外，量化优化其生物降解性，同时加强理论和应用研究以及环境管理，为蟑螂资源的持续开发奠定了基础。
为探究深地封闭环境中植物生长敏感期的动态变化与适应性调控规律，以本氏烟草(Nicotiana benthamiana)为模型，采用L9(3³)正交试验设计调控光照强度(4000~12000 Lux)、温度(20~30℃)和湿度(60%~80% RH)，定量测定株高、叶面积等生长及生理指标，结合主成分分析(PCA)解析环境敏感性特征。结果表明，本氏烟草周期可划分为萌发-快速生长期(1~14 d)、快速生长-稳定期(15~62 d)及稳定-成熟期(63~76 d)；PCA分析显示PC1-PC2累计解释58.6%的变异，其中PC1 (44.90%)主要关联光照强度与叶面积，PC2(13.70%)主要关联土壤氧化还原电位(Eh)与温度。植物在生长初期(1~62 d)对环境高度敏感，尤其对光照和温度响应显著，12000 Lux组日均株高增长量达4.82±0.15 mm，较8000 Lux 组提升17.0%；成熟期(63 d后)转向生理调控主导。第63天为环境依赖型生长向生理调控型生长的敏感转折点。优化的种植条件为20℃~25℃、70%~80% RH、8000~12000 Lux，此条件下植株光合-氮代谢耦合效率最优，叶绿素含量较30℃/60% RH/4000 Lux对照组提升28.3%，氮同化能力提升31.5%。本研究揭示了深地密闭环境下植物的阶段性适应机制，为深地植物种植环境调控与深地农业理论构建提供理论参考。
本研究旨在探究外源褪黑素对盐碱胁迫下谷子萌发及幼苗抗氧化生理的影响。以谷子品种‘济谷22’为试验材料，分别采用浓度为0、100、200、300 μmol/L的褪黑素溶液进行浸种处理，测定不同处理在盐碱胁迫条件下的萌发指标。基于萌发试验结果，筛选出褪黑素浸种的最适浓度，并对谷子幼苗进行喷施处理。在苗期，运用100 mmol/L的混合盐碱溶液(NaCl:NaHCO3=4:1)模拟盐碱胁迫环境，测定谷子幼苗的株高、鲜重、干重，以及丙二醛(MDA)、可溶性糖(SS)含量和超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性。研究结果显示，盐碱胁迫显著降低了谷子的发芽势、发芽率、发芽指数、根长、芽长、幼苗株高以及地上部物质的积累量，同时提高了SOD、POD、CAT活性以及MDA和SS的含量。施加不同浓度的褪黑素对盐碱胁迫下谷子的萌发和幼苗生长具有一定的缓解作用，其中 200 μmol/L的褪黑素溶液效果最为显著。喷施该最适浓度的褪黑素溶液能够显著提高抗氧化酶(SOD、POD、CAT)的活性以及SS含量，降低MDA含量。综上所述，盐碱胁迫会对谷子的萌发和幼苗生长产生抑制作用，而施加适宜浓度的褪黑素能够有效缓解盐碱胁迫对谷子造成的损伤，增强谷子的耐盐碱性。
本研究旨在提高红曲色素色价，为红曲色素的广泛应用提供技术支持。通过单因素实验结合响应面法(RSM)对红曲霉液体发酵培养基进行优化。首先通过单因素实验筛选出葡萄糖、蛋白胨和磷酸二氢钾为关键影响因素；随后利用Plackett-Burman实验和最陡爬坡实验确定各因素最佳响应区间；最终通过Box-Behnken实验优化得到最优培养基配方：葡萄糖59.3 g/L、蛋白胨30.5 g/L、磷酸二氢钾0.8 g/L、硫酸镁1.0 g/L、硫酸锌0.1 g/L；在此条件下，红曲色素色价最高值为268.49 U/mL，是优化前的3.23倍。研究表明，响应面法可高效优化优化培养基，显著提高红曲色素产量，为其工业化应用提供理论依据。
腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(ADP-glucose pyrophosphorylase，AGPase)是植物淀粉合成途径的限速酶。克隆卷丹百合AGPase同源基因并分析其表达特征，有助于深入了解珠芽生长发育期的淀粉合成规律，为开发利用珠芽作为种子的价值或膳食功能提供依据。本研究运用同源克隆技术，从卷丹百合中成功克隆到一个腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶小亚基编码基因(LlAGPS1)，并采用荧光定量PCR技术对LlAGPS1在叶片、珠芽组织部位的表达差异进行分析。研究表明，LlAGPS1基因编码蛋白具有PLN02241、GlgC保守结构域，属于cl33437超级家族蛋白；蛋白序列比对显示，其与其他作物AGPase小亚基序列具有较高同源性。qPCR分析表明，LlAGPS1基因主要在珠芽中表达，其表达量显著高于叶片中表达量。摘花蕾处理能上调叶片中LlAGPS1的表达量，同时该基因在叶片和珠芽中的表达量日变化均呈现下降规律。LlAGPS1基因编码蛋白具有cl33437家族特有的PLN02241、GlgC保守结构域，是编码AGPase蛋白的同源基因，具有明显的组织表达特异性，在珠芽生长发育过程中呈现高表达。本研究结果可为后续研究LlAGPS1基因表达调节技术对卷丹百合珠芽淀粉合成及生长发育的影响，以及开发珠芽价值提供参考。
为准确掌握楚雄州永兴乡境内分布的野生羊肚菌物种和发生规律，推动当地野生羊肚菌资源的长期保护利用与栽培驯化研究，对永兴地区的那软、小庄、观音寺、灰坝、拉姑5个地点进行野生羊肚菌资源调查，结合子实体形态特征，采用分子鉴定技术对选取的5份样本进行了分子鉴定与命名。研究结果表明，永兴地区野生羊肚菌的出菇时间为9月底至10月下旬，多发生在降雨后的1~3 d，生长呈弱碱性(pH 7.13~8.20)，生长环境以栎树、桦树为主的阔叶混交林为主，仅基于ITS构建系统发育树表明5份羊肚菌均为黄色羊肚菌类群，但不能将羊肚菌属内所有物种准确区分开，采用多基因谱系一致性发育物种识别法基于ITS+LSU+EF1-α+RPB1+RPB2联合构建系统发育树表明永兴地区分布的羊肚菌为Morchella sp. Mes-15和Morchella sp. Mes-19两个黄色支系物种，为首次报道。
本研究旨在为谷子育种优势互补亲本的选择提供理论依据，加速谷子新品种的选育进程。通过对18份不同地理来源的谷子种质资源进行表型性状分析、遗传多样性评估及综合评价，揭示其遗传变异规律。结果表明，与产量相关性状（主穗长、穗粗、单穗重、穗粒重、千粒重）变异系数均超过35%，遗传多样性指数（H′）达2.3570~2.7073（均值2.5793），表明资源遗传基础丰富。主成分分析构建综合评价模型显示，资源F综合值为0.1630~2.2201，其中本地种质资源F综合值表现显著优于省外资源（P<0.05），这可能与区域适应性有关。聚类分析将18份谷子种质资源划分为2个类群，其分布与地理来源基本一致，且表型性状表现出互补优势。最终筛选出‘西秀本地小米1号’、‘本地糯小米’、‘西秀本地小米2号’3份综合性状优异的种质。研究表明，18份种质资源遗传多样性丰富，类群划分与地理来源吻合，可为优化当地种质资源遗传多样性提供材料支撑。
为推动高黄色素小麦分子标记辅助育种工作，测定46个小麦品种（系）的面粉黄色素含量，对黄色素生物合成途径的关键酶(PSY、PDS、ZDS、LCYE)基因，及对面粉具有漂白作用的氧化酶(LOX、POD)基因的相关分子标记进行有效性验证。研究结果显示，不同基因位点的分子标记呈现出不同的情况。Psy-A1和Psy-B1位点的功能标记YP7A和YP7B2，Lox-B1位点的显性互补功能标记LOX16和LOX18，在46个小麦品种（系）中均检测到不同的等位变异，不同等位变异间面粉黄色素含量平均值的差异达极显著水平(P<0.01)。Pds-B1位点的共显性功能标记YP4B1和YP4B2，在46个小麦品种（系）中检测到的不同等位变异之间面粉黄色素含量相关性未达到显著水平(P=0.063)。Pod-A1位点的共显性功能标记POD3A1和POD3A2，在46个小麦品种（系）中检测到的不同等位变异之间面粉黄色素含量无显著差异，但Pod-A1a型材料（低POD活性）面粉黄色素含量均值略高于Pod-A1b型材料（高POD活性）。功能标记YP7A、YP7B2、LOX16和LOX18可用于高黄色素小麦分子标记辅助育种，而共显性功能标记YP4B1和YP4B2、POD3A1和POD3A2在高黄色素小麦分子标记辅助育种时应谨慎使用。
本研究聚焦水稻(Oryza sativa)sigma因子编码基因OsSIG5，旨在深入探究其对逆境胁迫和激素的响应模式，以期为进一步挖掘OsSIG5及其同源基因的功能提供参考依据。首先，运用生物信息学方法对OsSIG5展开详细分析，结果显示，OsSIG5编码区全长1503 bp，包含6个外显子，编码500个氨基酸。OsSIG5蛋白具有3个σ70家族的保守结构域，单子叶植物的SIG5同源蛋白与OsSIG5具有较近的亲缘关系。OsSIG5的启动子区域存在16个植物激素响应元件、20个环境胁迫响应元件。随后，利用实时荧光定量PCR (qRT-PCR)技术，系统分析了OsSIG5在正常条件及胁迫条件下的表达模式。研究发现，OsSIG5主要在水稻叶片中表达。在激素处理方面，经过细胞分裂素(6-BA)处理后，OsSIG5的表达水平显著提高；而在赤霉素(GA3)、生长素(IAA)、脱落酸(ABA)处理下，其表达水平显著降低。在逆境胁迫处理方面，经过高温、低温、干旱和盐胁迫等逆境条件处理后，OsSIG5的表达水平均显著降低。综上所述，本研究结果清晰表明OsSIG5能够对多种激素和非生物胁迫信号做出响应。
本研究旨在从岗梅根中筛选出镉胁迫下稳定表达的内参miRNA和基因，以测定岗梅根中镉胁迫响应miRNA及其靶基因表达量。本研究提取了不同镉胁迫时间处理的岗梅根的总RNA进行逆转录后，通过RT-qPCR实验，测定了9个候选内参miRNA和8个候选内参基因Ct值，并通过geNorm、NormFinder、BestKeeper和RefFinder等工具进行了综合系统分析，筛选出最佳内参miRNA和基因。之后基于最佳内参miRNA和基因，本研究进一步测定了岗梅根中6个响应镉胁迫的miRNA及其靶基因表达量。结果显示，虽然各工具由于算法差异致使结果存在差异，但经RefFinder综合分析，本研究确定UBQ为最佳内参基因，其稳定性排序为UBQ > Actin > 18S > GAPDH > UBC > EF1-α > 28S > α-TUB，最佳的内参miRNA为U6，稳定性排序为U6 > 5S > MIR156ab > MIR396f > MIR159d > MIR390j > MIR171t > U4 > MIR166ab。6个miRNA及其靶基因的表达分析结果表明，在镉胁迫下，MIR159c的表达量总体呈下降趋势，而MIR171a和MIR393a的表达量总体则呈上升趋势。此外，MIR167m-5p、MIR399f-5p和MIR529d的表达量呈先上升后下降的趋势。这些miRNA及其靶基因之间均呈显著负相关关系，这表明在镉胁迫环境下，岗梅可通过miRNA负调控其靶基因来适应镉胁迫。综上所述，本研究成功筛选出镉胁迫下岗梅根中最佳内参基因UBQ和内参miRNA U6，并检测了镉胁迫下岗梅响应miRNA及其靶基因的表达量，为深入探究镉胁迫对岗梅miRNA及其靶基因表达调控机制提供了一定的理论基础。
冷胁迫会对植物的生长发育造成直接的影响，严重时可导致植物不结实甚至死亡。为了解析植物应对冷胁迫的分子机制，本文归纳了冷胁迫对植物产生的各种影响，总结了冷胁迫对植物质膜、ICE-CBF-COR信号级联通路、植物激素以及细胞代谢产生的影响，分析并阐述了植物耐冷机理的研究进展，为进一步将这些研究成果应用于作物遗传改良的实际中奠定基础。根据以上内容，本文建议利用基因工程、遗传学、生物化学与分子生物学、生物信息学等手段继续深入探索植物对冷胁迫的耐受分子机制，并对该领域未来的研究方向提出了展望。
为研究不同碳源对双孢蘑菇商业菌株A15和W192菌丝生长及胞外酶活性的影响，了解其对碳水化合物的生理需求。以不同单糖、双糖、低聚糖、多糖为试材，测定双孢蘑菇的菌丝生长速度、菌丝生物量、胞外木质纤维素酶活性。结果显示，单糖中葡萄糖、果糖对W192菌丝生物量的促进作用比A15显著，使A15菌丝生物量增加7.7%~30.8%和23.1%~38.5%，使W192的菌丝生物量增加21.1%~36.8%和26.3%~57.9%。海藻糖、蔗糖、淀粉、纤维素提高了菌丝生长速度，海藻糖、麦芽糖、蔗糖、低聚木糖、淀粉、纤维素增加了菌丝生物量，0.5%纤维素使A15和W192分别增加3.3、2.3倍。分别有10个碳源提高A15和W192的漆酶、C1及Cx活性，12个碳源均抑制A15的β-GC活性，除木聚糖、木质素外，其余10个碳源可以提高W192的β-GC活性。研究发现，双糖（海藻糖、麦芽糖、蔗糖）、低聚木糖、多糖（淀粉、微晶纤维素）对促进双孢蘑菇菌丝生长作用显著，且促进作用优于单糖，微晶纤维素对双孢蘑菇菌丝生长的促进效果最好，W192可能比A15有更高的碳源需求或耐受性。研究旨在为两个菌株的栽培生理研究积累数据，可以基于W192和A15的偏好，设计不同碳源原料的培养基配方。
