为研究MADS-box转录因子家族成员在澳洲坚果开花及花器官发育过程的作用机制，利用PCR技术从澳洲坚果品种“桂热1号”叶片中克隆MiMADS-box基因并采用生物信息学对其结构及功能进行分析。结果表明，克隆获得的MiMADS-box基因cDNA序列全长1 179 bp，开放阅读框（ORF）729 bp，编码242个氨基酸。MiMADS-box编码一个无信号肽、无跨膜结构且定位于细胞核的不稳定亲水蛋白，存在MADS superfamily和K-box superfamily结构域，属于MIKCc型家族。系统进化分析将MiMADS-box与AGL7/AP1、AGL10/CAL1、AGL8/FUL、AGL79亲缘关系较近，聚类为FUL-AP1（SQUA）亚族。通过转录组数据分析MiMADS-box基因在“桂热1号”和“695”品种澳洲坚果枝条、花和叶片中的表达模式，表明MiMADS-box在“桂热1号”品种花中的表达量最低，“695”品种花中的表达量最高。利用同源重组的方法构建了绿色荧光蛋白融合表达载体pGREEN-MiMADS-box-ORF-GFP。推测MiMADS-box与澳洲坚果开花及花器官发育过程密切相关。本研究为阐明MiMADS-box基因在澳洲坚果开花调控机制提供理论基础和技术指导。
硫化氢（H2S）信号在作物种子萌发和逆境响应中发挥着重要作用。为探讨外源H2S供体NaHS浸种对盐碱胁迫下作物种子萌发的影响，以裸燕麦（Avena nude）为材料，用不同浓度NaHS（0、50、100、200和400 μmol·L-1）浸种8 h后分别在浓度为0、15、30、45和60 mmol·L-1的混合盐碱（NaCl∶Na2SO4∶Na2CO3∶NaHCO3摩尔比为12∶8∶1∶9）胁迫下进行种子萌发试验，分析其发芽率（Gp）、发芽指数（Gi）、活力指数（Vi）、平均发芽时间（MGT）、幼苗干重（SDW）和隶属函数综合评价值（D）的变化。结果表明：盐碱浓度和NaHS浓度及两者的交互作用对Gp、Gi、Vi、MGT、SDW和D值存在显著（P<0.05）或极显著（P<0.01）的影响。随着盐碱浓度提高，Gp、Gi、Vi、MGT、SDW和D值呈显著下降变化。与0 μmol·L-1 NaHS对照（CK）相比，50和100 μmol·L-1 NaHS不同程度提高了0 mmol·L-1盐碱胁迫下的Gp、Gi、Vi和D值；50 μmol·L-1 NaHS显著提高了30 mmol·L-1盐碱胁迫下的Gp；50和100 μmol·L-1 NaHS不同程度提高了15、30和45 mmol·L-1盐碱胁迫下的Gi；50 μmol·L-1 NaHS显著提高了30 mmol·L-1盐碱胁迫下的Vi；50和100 μmol·L-1 NaHS显著提高了45 mmol·L-1盐碱胁迫下的D值；其他处理的各发芽指标值与CK的差异不显著或显著降低。这些结果说明，适宜浓度NaHS浸种能够缓解盐碱胁迫对裸燕麦种子萌发的抑制，其中以50 μmol·L-1 NaHS缓解45 mmol·L-1以下浓度盐碱胁迫的效果最佳，200和400 μmol·L-1 NaHS加重盐碱胁迫对种子萌发的抑制，NaHS对高浓度（60 mmol·L-1）盐碱抑制裸燕麦种子萌发无缓解作用。
以本氏烟草（Nicotiana benthamiana）为植物材料，分析了不同农杆菌菌株（LBA4404菌株、EHA105菌株、GV3101菌株）、菌液浓度以及侵染时间在瞬时转化过程中对报告基因GFP荧光表达量的影响。结果显示，不同的农杆菌菌株瞬时表达外源基因的最适浓度和时间均有所不同：LBA4404菌株在菌悬液OD600值为0.8时所介导的瞬时表达效率最高；而EHA105和GV3101菌株在菌悬液OD600值为0.6时可达到最高瞬时表达效率。LBA4404菌株所介导的瞬时表达在农杆菌注射后第2天时表达量最高，而EHA105和GV3101菌株所介导的瞬时表达在农杆菌注射后第4天时表达量最高。不同菌株间比较分析表明，LBA4404菌株所介导的瞬时表达效率最高。上述结果表明，农杆菌菌株以及浓度和侵染时间等转化条件均是影响瞬时表达效率的重要因素。
风铃木类植物是世界著名的木本花卉，在我国的城市绿化、景观营造中发挥着重要作用。为全面了解我国东南、华南沿海地区风铃木的栽培种类和遗传多样性，构建可靠的表型鉴别方法，以中国林业科学研究院科院热带林业实验站内的6种风铃木试验种群为参照，通过对比18个叶表型性状在不同种间的遗传变异水平，筛选稳定的遗传鉴定性状，并对我国东南、华南沿海11个城市中的812株风铃木栽培林木进行遗传聚类分析。结果表明：①风铃木类植物的叶表型性状在种间及种内个体间均具有显著的差异，其中复叶长、小叶长、小叶宽、小叶长宽比、叶先端长宽比、叶缘、叶质地、叶被毛、小叶叶形9个叶表型性状的表型分化系数、种间重复力均超过了60%，表明这些性状在种间的变异有较高的遗传关联，能够作为风铃木类植物分类、鉴定标准。②我国东南、华南沿海地区常用的风铃木栽培林木共分4大类10种变异类型，其中，A类包含银鳞风铃木，B类包含有红花风铃木，紫花风铃木、洋红风铃木，C类群包含金花风铃木，D类群包含黄花风铃木。此外，B、C、D大类内的不同变异类型在叶形，叶大小，叶尖长、叶质地以及叶被毛上也存在非常明显的差异，反映出我国风铃木种群的现有遗传变异及种质多样性。本研究在种源对照试验的基础上探讨了叶表型性状在不同风铃木物种间的遗传变异，揭示了9个可靠的种间变异性状，并以此为参考对我国东南、华南沿海城市景观园林中风铃木类植物的遗传多样性进行评价。该研究结果将会为我国风铃木类植物的分类研究、栽培生产和推广应用提供参考。
为了筛选和验证提高杨树抗逆性的基因，基于受木霉菌或链格孢菌诱导后的山新杨叶片转录组文库，克隆得到1个关键的响应基因，命名为PdPapWRKY51。该基因编码蛋白为WRKY家族IIc类转录因子。其编码蛋白PdPapWRKY51为非跨膜亲水性蛋白，定位于细胞核。利用实时定量聚合酶链式反应（RT-qPCR）技术研究了PdPapWRKY51在山新杨幼苗不同组织中的表达水平，发现其在植株中广泛表达，根中表达最高。研究了PdPapWRKY51在盐、碱、PEG、5种植物病原真菌、植物激素分别诱导48 h后的表达变化，发现其表达水平受碱胁迫影响较大；尖孢镰刀菌（Fo）、核盘菌（Cc）和细链格孢菌（Aa）使其茎尖表达显著上调；Fo使其叶表达显著上调；金黄壳囊孢菌和Aa使其根内表达显著上调。PdPapWRKY51的表达广泛受水杨酸诱导；茉莉酸或脱落酸诱导仅使其茎尖表达上调，而根中表达下调。本研究揭示了PdPapWRKY51基因响应多种诱导的组织特异性表达谱，为进一步研究其功能及培育相关高抗杨树品种提供依据。
研究水曲柳BZR1基因应答非生物胁迫及激素信号的表达模式，对探究BR在水曲柳生长发育及响应环境胁迫方面的作用有重要意义。本研究以水曲柳为材料，PCR克隆得到目的基因，通过生物信息学软件分析分子结构特征，利用荧光定量PCR探究FmBZR1在低温、盐胁迫及ABA、IAA、GA3诱导下的表达模式。生物信息学分析表明，FmBZR1基因全长984 bp，编码327个氨基酸，FmBZR1蛋白为亲水性蛋白，与樟子松BZR1蛋白的同源性较高。在非生物胁迫与激素诱导下，结果表明，与对照组相比，FmBZR1基因表达量有显著差异。低温处理6 h、盐处理24 h后表达量最高，分别为对照组的1.98、10.13倍。ABA、IAA、GA3处理3 h后基因表达量最低，分别为对照组的0.52、0.41、0.50倍；GA3处理24h后基因表达量最高，为对照组的6.23倍。FmBZR1基因在水曲柳生长发育及各种胁迫应答的过程起到了十分关键的作用。
以吉林珲春自然群落的野生玫瑰（Rosa rugosa Thunb.）为试验材料，探究野生玫瑰在果实形成过程中种子的发育及休眠性的形成和变化。选取青果期（1~35 d）、转色期（35~60 d）、红果期（60~75 d）的果实及种子，结合形态学、组织细胞学观察法及高效液相色谱技术，对果实各发育时期的种子形态、种胚及内果皮的发育进行研究，并分析种子内源激素含量变化与果实发育、种子休眠之间的关系。结果表明：果实和种子在青果期（1~ 35 d）时发育速度最快，种胚在花后24 d发育完全，种子不存在形态休眠。花后24 d内果皮开始沉积木质素并逐渐木质化，种子开始产生机械休眠。种子激素含量的变化与果实的发育、转色及内果皮的木质化密切相关，种子内源GA3和ABA含量在青果期（1~35 d）达到峰值，内源IAA含量在果实转色期（35~60 d）达到最大值，高浓度的ABA含量是种子尚未脱离果实时便已进入生理休眠的主要原因。
为了解转录因子bHLH在长白落叶松（Larix olgensis）中的功能，探究该基因在长白落叶松不同组织中及不同逆境胁迫下的表达特性，从长白落叶松根、茎和叶3个不同部位的转录组数据中获得bHLH34基因全长序列，并设计引物，克隆得到长白落叶松bHLH34基因，其完整的开放阅读框（ORF）长度为696 bp，共编码231个氨基酸。构建亚细胞定位表达载体，瞬时转化毛果杨（Populus trichocarpa）原生质体，在激光共聚焦显微镜下观察显示，LobHLH34基因定位在细胞核内。系统进化树分析结果显示，长白落叶松与云杉（Picea asperata）、卷柏（Selaginella tamariscina）树种该基因的亲缘关系较近。利用qRT-PCR技术分析了bHLH34基因在长白落叶松中的组织表达特异性和应对非生物胁迫的表达。结果表明LobHLH34基因在长白落叶松的根、茎、叶中均有表达，其中在茎部表达量最低，在叶中相对表达量最高。LobHLH34基因在NaCl、PEG和ABA处理时，不同器官中的表达量也有所不同。推测长白落叶松bHLH34基因参与了植物的生长、发育、响应逆境胁迫的过程，且在不同器官中具有特异性。
PIN家族蛋白作为IAA的极性输出载体，在植物胚胎发育、器官发育和向性生长，尤其是植物叶序、叶脉的形成及维管组织分化过程中起关键作用。为了明确白桦（Betula platyphylla）BpPIN5基因对外源激素的应答特性，实验以白桦全基因组DNA为参考，克隆获得BpPIN5基因的上游1 447 bp启动子序列，采用PLACE在线软件对该序列含有的顺式作用元件进行预测，结果表明，BpPIN5启动子序列含有生长素（IAA）、赤霉素（GA）、水杨酸（SA）、脱落酸（ABA）、茉莉酸甲酯（MeJA）、乙烯（ET）等不同类型的生长素响应元件。实验构建了pro-BpPIN5：：GUS载体进行白桦转基因，GUS组化染色分析显示，BpPIN5启动子在白桦叶裂顶端、细叶脉及根中有转录活性。分别用IAA、GA、MeJA、SA及ABA激素处理转基因白桦，结果显示，BpPIN5启动子对上述5种激素在白桦第1叶片的裂叶边缘、第2叶的叶柄及根组织部位均有应答，且响应变化基本一致。研究结果为揭示白桦BpPIN5基因功能提供参考。
獐牙菜亚族（subtribe Swertiinae）是龙胆科（Gentianaceae）中分类处理较困难的一个亚族。为探讨该亚族各属之间和属内的系统关系，选取了该亚族86种及变种，采用ML和BI方法对样本的叶绿体基因matK和rbcL片段进行分析，构建了该亚族的系统发育树，用马尔科夫蒙特卡洛算法（MCMC）的分子序列贝叶斯分析推算了该亚族的关键演化时间点。结果显示：①龙胆亚族和獐牙菜亚族各自为单系，且互为姐妹类群；②獐牙菜属、假龙胆属、肋柱花属和喉毛花属均不是单系群，各属的种在系统发育树上互有交叉，特别是獐牙菜属的多个种分别聚到不同的支上，与其它属是并系关系；③獐牙菜亚族49个种在约4 Ma开始形成；④分子数据支持何廷农分类系统对于獐牙菜亚属和多枝亚属的属间划分，部分支持多枝亚属下多枝组和宽丝组的划分；⑤异型花属、獐牙菜属、假龙胆属、喉毛花和肋柱花属的属间分类以及獐牙菜属肉根亚属密花组的系统位置仍需进一步讨论。
为了阐明连翘属植物主要观赏性状和抗寒性的遗传特点，以金钟连翘品种‘Lynwood’（Forsythia intermedia ‘Lynwood’）和东北连翘（F.mandschurica）杂交获得的F1代群体为研究对象，对杂交群体的花冠口直径、花裂片长度、抗寒性等12个表型性状进行测定，并对这些性状进行相关性分析和混合遗传模型分析。结果表明：金钟连翘与东北连翘杂交群体的表型性状变异丰富，各表型性状均出现大于高亲或小于低亲的超亲个体。除花裂片长度、花裂片宽度、叶片长度外，其他性状的变异度均超过15%，达到中等水平以上。各性状之间存在一定的相关性，其中抗寒性与着花密度呈极显著正相关，与花冠口直径、植株冠幅呈极显著负相关关系。混合遗传模型分析显示，花裂片长度、花裂片宽度、花裂片长宽比、叶片长度、叶片宽度、叶片长宽比、当年生枝条长度、抗寒性由微效多基因控制，花冠口直径和植株冠幅由一对加性—显性主基因控制，着花密度由两对加性—显性主基因控制，株高由两对等加性—显性主基因控制。花冠口直径、冠幅、着花密度和株高的主基因遗传力分别为76.05%、60.3%、72.22%和64.75%。研究结果为定向培育综合性状优良的连翘新品种提供了依据。
以拟南芥（Arabidopsis thaliana）油菜素内酯受体BRI1为目的基因，利用CRISPR/Cas9基因编辑技术定向编辑拟南芥BRI1，以期获得更多BRI1的突变体，为后续BRI1功能的进一步深入研究奠定基础。通过筛选转基因植株，对编辑后的BRI1进行测序分析，结果显示该突变体中BRI1基因序列由于新碱基的插入导致提前终止。同BRI1强突变体bri1-710一样，相比于野生型对照均对BL处理不敏感，但相比于bri1-710，该突变体植株较大，暗示BRI1 N端可能在BR信号途径中有重要作用。因此该研究可为后续进一步研究拟南芥及其他同源物种的BRI1功能提供可靠的参考依据。
该研究对西藏地区13种虾脊兰植物花部表型及花粉形态特征进行观察比较，目的为虾脊兰植物的分类鉴定和种间亲缘关系的确定提供新依据。研究结果显示：①13种虾脊兰在花颜色大致可分为黄色、黄绿色、黄褐色、粉红色4种，以粉红色的花居多；②13种虾脊兰均为总状花序，花各部位（萼片、花瓣、唇瓣、子房、柱头）的长、宽度测量指标均表现出不同程度的差异，萼片长、花瓣宽、唇瓣宽和柱头长4个测量指标的差异性最大，在各个种之间的P值结果表现出显著性差异水平；③这13种虾脊兰的花粉块均由成千上万个单粒花粉组成，未见到萌发孔结构，有些虾脊兰植物的花粉粒之间可以看到有明显黏结物质。花粉块大小不一，整体形状多呈卵圆形、长椭圆形和梨形；④不同种的虾脊兰花粉块表面形态特征有所差异，花粉粒纵向或横向排列堆积在一起，花粉粒形状也各不相同；⑤不同种虾脊兰的花粉粒表面纹饰特征区别明显，可划分为凹陷型、光滑型、小孔型和穿孔型。以上结果表明花部表型及花粉形态特征可作为13种虾脊兰植物分类鉴定的参考性状，对这13种虾脊兰植物亲缘关系的确定和系统分类有补充价值。
百合属植物是多年生的宿根草本植物，具有重要的观赏价值，有的种可食用也可药用。本研究对百合属4种植物（细叶百合、川百合、卷丹和百合）花的转录组进行测序，并结合前期的野百合的转录组数据进行比较转录组分析，鉴别花发育相关基因。并筛选出5种植物的直系同源基因，进而检测正选择基因，分析它们对环境的适应性。通过组装分别在细叶百合、川百合、卷丹以及百合花中获得了44 565、51 413、41 638和 44 716个unigene。为了了解unigene功能信息，将其在公共数据库中进行比对和注释，发现了13个花发育相关基因。另外，在5个物种间共获得8 247对直系同源基因，并计算其Ka、Ks及Ka/Ks值。在5个物种中有33对直系同源基因受到了强烈的正选择作用，随后对其进行GO、KEGG功能富集分析及基因功能注释，发现这些基因主要是与抗性以及生物合成相关的基因。
采用解剖观测和石蜡切片技术，对朱顶红品种‘圣诞快乐’花芽生长情况、花器官分化和性细胞分化过程进行了研究，以明确朱顶红花芽分化特征，为其花发育、花期调控、杂交育种和系统分类研究提供理论依据。结果表明：‘圣诞快乐’朱顶红每年产生2个花序芽，在第2年完成其内花芽花器官分化，经过低温作用后于第3年盛开，其中第2个花序偶有败育发生；花器官分化过程包括花原基分化期、外花被原基分化期、内花被原基分化期、雄蕊原基分化期、心皮原基分化期，对应的花芽大小分别约为0.02、0.05、0.1、0.2、0.3 cm，所有花器官均为螺旋状向心式发生；朱顶红花药4室，花药壁从外至内由表皮、药室内壁、中层和绒毡层组成，绒毡层类型为分泌型，小孢子减数分裂类型为连续型，四分体排列方式为十字交叉型，成熟花粉粒为2-细胞型；朱顶红雌蕊3心皮，下位子房，中轴胎座，3心室，每室两列倒生胚珠，胚珠为双珠被，厚珠心，具葱型胚囊。
细胞分裂素（cytokinin，CK）是参与植物生长发育过程中的关键激素，在植物生长、发育过程起着非常重要作用。细胞分裂素氧化酶/脱氢酶（cytokinin oxidase/dehydrogenase，CKX）是一种不可逆降解细胞分裂素为腺嘌呤/腺苷的黄素酶，作为细胞分裂素信号中降解分支的关键酶，对于维持植物体内的细胞分裂素平衡有着重要作用，有效的控制了植物内源细胞分裂素的水平。选取拟南芥CKX3为目标基因，通过含有拟南芥种皮重组启动子与荧光筛选标记基因mCherry的CRISPR/Cas9载体，来进行高效的拟南芥CKX3基因编辑载体构建并转化拟南芥。利用倒置荧光显微镜筛选具有红色荧光的T0代种子并种植培养获得T1代植株。提取T1代植株基因组进行PCR鉴定和测序分析，鉴定纯合突变后代的性状表型及激素测定。结果表明，本实验成功构建了编辑载体pHEE401E-mCherry-CKX3，拟南芥转化后代中目标基因成功被高效编辑，CKX3的纯合突变植株表型与野生型差异明显，内源激素含量差异达到显著水平。为研究CKX基因功能奠定了基础。
非结构性碳水化合物是植物光合作用与生长利用之间主要的中间贮存物，在植物的生长和代谢过程中起着十分重要的作用。为了揭示落叶松（Larix gmelinii）根系根序间非结构性碳水化合物的分配及季节变化规律，探讨根系内可溶性糖和淀粉间的关系。本研究以落叶松根系为研究材料，在5~10月采集根系样品，采用根序法将细根分为1、2、3、4和5级，采用苯酚—浓硫酸方法和酶解法分别测定可溶性糖和淀粉浓度。结果表明：可溶性糖浓度在根序、月份及其交互差异性显著（P<0.001），1~5级根可溶性糖浓度的变化范围分别为4.42%~14.90%，4.35%~16.40%，5.67%~19.70%，5.91%~33.10%，6.95%~37.80%，不同根序可溶性糖浓度最大值均出现在7月。根序间淀粉浓度差异性不显著（P>0.05），月份间根系淀粉浓度差异显著（P<0.001），变化范围为23.36%~48.65%；淀粉浓度5~7月下降，随后上升，从8月份达到峰值，10月与5月差异不显著。研究结果可为阐明落叶松根系碳水化合物代谢和生长适应对策提供数据基础，对理解植物细根系统内部结构及功能异质性提供数据支撑。
花瓣大小是影响金花茶（Camellia nitidissima）观赏价值的主要因素之一，但金花茶花瓣发育形成机制尚不清楚。将金花茶花瓣发育过程划分为幼蕾期（S1）、初蕾期（S2）、显色期（S3）、半开期（S4）、盛开期（S5）五个阶段，利用RNA-seq技术分析花发育过程中转录组的动态变化，以期对金花茶花瓣发育形成的转录机理进行初步探究。通过对金花茶花瓣发育过程中的差异表达基因进行富集分析和趋势分析，发现生长素转导途径所含差异表达基因数量最多，部分AUX1/LAX共转运体、AUX/IAA基因、SAUR等生长素应答基因在开花过程中明显上调，表明生长素是调控花瓣生长重要的调控因子。MYB、bHLH、锌指蛋白等转录因子、木葡聚糖内糖基转移酶/水解酶（XTH）、果胶酯酶（PE）、果胶裂解酶（PL）等部分下游功能基因，其中XTH显著富集于GO分类中的水解酶活性，表明它们可能对金花茶花瓣的生长起重要调控作用。此外，对FT、SOC1、AP3、PI、SEP3等开花调控关键基因在金花茶花瓣发育过程中的表达情况进行了分析，结果表明这些基因主要以中低表达为主。高表达基因进行KEGG富集分析结果表明，次生代谢物质合成伴随着金花茶花瓣的整个发育过程。这些结果为进一步揭示金花茶花瓣发育的转录调控机制奠定了理论基础。
为获得大孔树脂纯化岩高兰多酚的最佳工艺，以岩高兰的地上部分为原料，通过考察6种不同类型树脂（HPD-100、X-5、AB-8、D101、HPD-600、NKA-II）的含水率、吸附率和解吸率的大小，筛选出一种最适合纯化岩高兰多酚的树脂。在此基础上，选择对纯化工艺影响较大的4种因素（上样浓度、乙醇浓度、洗脱流速、洗脱体积），进行响应面法分析得到最佳工艺。结果表明：HPD-600型大孔树脂对岩高兰多酚的纯化效果最佳，其最优工艺参数为：上样浓度0.84 mg·mL-1；乙醇浓度62.15%；洗脱流速0.67 mL·min-1；洗脱体积2.71 BV。该条件下，岩高兰多酚的提取率为229.18 mg·g-1，岩高兰多酚的纯度由8.11%提高到22.56%，回收率为67.78%。本研究为岩高兰多酚的纯化工艺提供了新的技术路线，也可为岩高兰提取物的研究和应用提供参考。
以感染建兰花叶病毒（Cymbidium mosaic virus，CymMV）的蝴蝶兰（Phalaenopsis aphrodite）品种‘满天红’为试材，通过筛选蔗糖预培养浓度、预培养时间、PVS2（Plant vitrification solution 2，PVS2）处理时间三个关键因素，建立蝴蝶兰茎尖小滴玻璃化超低温脱毒体系，将再生的茎尖诱导类原球茎，再分化成苗，经RT-PCR检测CymMV的脱除情况，阴性结果的再生植株进行增殖和诱导生根。结果显示：最佳预培养为：BM+0.6 mol·L-1蔗糖处理1~2 d，超低温茎尖的成活率为70%~76.7%，再生率为53.3%~56.7%；PVS2最佳处理时间为60~90 min，超低温茎尖的成活率为73.3%~76.7%，再生率为50.0%~56.7%。再生植株经RT-PCR检测，CymMV的脱除率为50%。该研究为兰科植物脱除CymMV提供了理论和技术基础。
