环状RNA（circRNAs）是一类由共价键连接形成环形结构的单链内源性RNA分子。作为非编码RNA家族中重要的成员之一，近年来受到广泛的关注。现有研究已证实circRNAs广泛存在于真核生物中。高通量测序技术以及生物信息学的发展，极大地加速了circRNAs研究进展。研究表明，circRNAs具有结构稳定、序列保守以及组织/发育特异性表达等特点。目前，研究揭示circRNAs的主要功能包括作为miRNA的海绵、参与植物应激反应、调控亲本基因表达等。本文在总结其分类和主要特征的基础上，着重阐述了植物circRNAs的生物学功能，为circRNAs的进一步研究提供参考。
泛素-蛋白酶体系统（ubiquitin-proteasome system，UPS）是生物体中一种重要的蛋白平衡调节系统，通过泛素化降解不同的靶蛋白，参与细胞中复杂多样的生命活动过程。SINA E3泛素连接酶是UPS系统中E3泛素连接酶的一个重要类型，具有广泛而重要的生物学作用。本研究阐述了植物SINA E3泛素连接酶的功能研究现状。围绕SINA E3泛素连接酶在植物正常生长发育、逆境胁迫响应、植物与其他生物的相互作用以及植物细胞自噬4个方面展开论述。总结了目前植物SINA E3泛素连接酶的生物学功能，同时也指出了植物SINA E3泛素连接酶功能研究所面临的诸多问题及对未来的展望，为植物SINA E3泛素连接酶功能的进一步研究提供参考。
糖基转移酶是一类专门催化糖基化反应的后修饰酶，根据与糖供体连接的受体分子不同，分为O-、C-、N-、S-四种糖基转移酶。近年来，伴随着结构生物学的不断发展，关于C-糖基转移酶的结构解析及定向改造的报道日益增多，为复杂天然产物修饰提供理论依据。本文综述了植物C-糖基转移酶的研究进展，从其底物杂泛性、糖供体结合的空间结构与生物技术应用的角度进行讨论，探究造成底物催化特征的结构基础，为后续通过合成生物学手段异源合成植物天然产物提供参考。
光敏色素互作因子（PIFs）属于碱性螺旋-环-螺旋（bHLH）转录因子家族，能在细胞核内与活性形式的光敏色素（PHYS）相互作用并被降解。PIFs参与多种信号转导途径，调控植物的生长发育，如抑制种子萌发、促进幼苗的暗形态建成和植物开花等。作为胞内信号调控的重要组分，PIFs广泛参与植物外部环境因素（如高温、光），以及内部激素（如生长素、细胞分裂素和油菜素内酯等）介导的信号网络。当光信号和温度变化时，PIFs会通过影响生长素合成、运输和信号转导，参与生长素路径，调控植物生长发育。论文就PIFs参与生长素调控的植物生长发育研究进展进行综述，并对未来研究方向加以展望。
miR396是植物中一种保守的microRNA，生长调节因子（growth regulatory factor，GRF）基因已在多个物种中被证实是其作用的主要靶基因。目前的研究报道显示，miR396介导的靶基因GRF调控途径（miR396-GRF），已在利用分子育种技术进行植物品种改良，及提升植物组织材料再生效率方面展露出了诱人的应用潜力。本文分析了miR396和GRF基因的序列特点；阐明了miR396-GRF模块的具体互作模式；并着重介绍了近年来miR396-GRF模块在调控植物生长发育、逆境胁迫响应和影响植物组织再生效率方面的生物学功能研究进展，也收集了miR396-GRF模块提高植物生物量及作物产量、改善植物逆境胁迫耐受能力及提高植物材料在遗传转化过程中再生效率方面的研究案例；最后，总结了目前关于miR396-GRF模块发挥生物学功能的分子机制研究概况，旨为进一步深入研究miR396-GRF途径提供思路和参考。
粗甘油是生物柴油工业生产中的主要副产物，通过微生物发酵直接将其转化成高值化学品1, 3-丙二醇，是其绿色高值化利用的有效途径。对微生物代谢甘油产1, 3-丙二醇途径及关键酶、粗甘油杂质对微生物发酵影响、不同微生物直接发酵粗甘油生产1, 3-丙二醇以及混菌发酵粗甘油提高1, 3-丙二醇产率等方面的最新研究进展进行了综述，旨在为直接发酵粗甘油生产1, 3-丙二醇的工程菌株开发及其工业化应用提供参考。
原核生物基因表达调控主要发生在转录水平，研究原核生物的转录调控有利于了解其基因表达调节机制。近年来，随着分子生物学及相关技术的突破，转录调控研究技术也不断发展，因此主要综述了原核生物转录调控的技术方法及其新进展，包括凝胶电泳迁移率实验、DNase I足迹技术、染色质免疫共沉淀技术、微量热泳动技术、等温滴定量热法及细菌单杂交系统，以期系统地了解这些方法的优缺点和适用性，帮助研究者更好的利用原核生物转录调控为人类造福。
建立一种利用UPLC-MS/MS对小麦茎秆木质素单体交联结构进行定性与定量分析的方法，为木质素的开发利用提供科学依据。采用ACQUITY UPLC®BEH C18（2.1 mm×100 mm，1.7 μm）色谱柱分离，以超纯水和乙腈为流动相进行梯度洗脱，选择MRM（多反应监测模式）进行检测。结果表明，9种木质素单体交联结构在相关线性范围内线性良好（R2=0.998 9），回收率为91.67%-100%，相对标准偏差（RSD）为0.24%-2.10%。将该方法应用于拔节后14 d小麦茎秆中9种木质素单体交联结构特性的检测，结果显示，样品中9种木质素单体交联结构的保留时间与标准品的保留时间相同，G（8-8）G是检出质量浓度最高的木质素单体交联结构，质量浓度范围为9.53-10.12 ng/g。该方法专一性强，灵敏度高，适用于对小麦茎秆9种木质素单体交联结构进行准确定性定量。
为了筛选烟草类西柏烷生物合成途径中西柏三烯一醇合酶基因（NtCBT）的上游调控转录因子，将NtCBT基因启动子截为6段（P1-P6区域），分别构建酵母单杂诱饵载体pAbAi-Px，将pAbAi-Px 转化Y1H酵母感受态细胞构建诱饵菌株并进行自激活检测，从烟草腺毛酵母cDNA文库中筛选与P5区域（-279 - -119 bp）互作的转录因子。结果表明，P1-P5区域所构建的诱饵菌株，在AbA浓度为200 ng/mL时转录自激活得到有效抑制；在以P5区域为诱饵菌株的筛库实验中，共获得49个阳性克隆，去除冗余序列后35个克隆为非重复序列，其中3个克隆注释为ANL2、ML1及NF-Y转录因子。以上结果为进一步研究NtCBT基因的表达调控机制奠定了基础。
无患子根、茎、叶、花和果皮均含有生物活性物质三萜皂苷，为了解三萜皂苷生物合成途径中相关基因的表达水平，需要筛选稳定表达的内参基因。以无患子根、茎、叶、芽、雄花、雌花和不同发育时期的果皮为材料，根据无患子转录组数据，选择Sm18S，SmACT，SmTBCC，SmEF-1α，SmRPL1，SmRPS26，SmUBC12，SmUBP等8个基因作为候选内参基因。通过实时荧光定量PCR（RT-qPCR）检测这些候选内参基因的表达量，并利用geNorm、NormFider和BestKeeper三个软件及RefFinder在线分析工具评价候选内参基因的稳定性。结果表明，8个候选内参基因的表达量在所有样本间的变化幅度存在差异；geNorm、NormFinder和BestKeeper 3个软件筛选出的最佳内参基因略有不同；综合分析结果表明SmACT、SmRPL1和SmUBP表达较为稳定，SmEF-1α稳定性最差；以SmACT、SmACT+SmRPL1组合和SmACT+SmRPL1+SmUBP组合为内参对三萜皂苷生物合成途径中的8个候选基因进行校准所得的表达量基本上保持一致，且相对表达量结果与转录组数据基本保持一致，表明SmACT、SmACT+SmRPL1组合和SmACT+SmRPL1+SmUBP组合可作为无患子三萜皂苷生物合成途径相关基因表达研究的内参基因，同时也可以为无患子及近缘植物的其他生物学过程中的基因表达研究提供参考。
旨在建立一种通过高分辨率熔解曲线（high-resolution melting，HRM）分析技术快速检测CRISPR/Cas9介导的细胞基因突变的方法。采用野生型、纯合突变及杂合突变小鼠胚胎干细胞优化和完善HRM检测条件，然后应用建立的HRM方法对30个测序结果已知的CRISPR/Cas9技术编辑过的小鼠胚胎干细胞单克隆进行检测，根据熔解温度与熔解曲线的差异区分野生型、纯合突变型及杂合突变型，以验证HRM方法的可行性和准确性。结果表明，优化的HRM检测方法能够鉴别野生型、纯合突变型及杂合突变型小鼠胚胎干细胞。应用建立的HRM方法分析30个CRISPR/Cas9技术编辑过的小鼠胚胎干细胞单克隆，结果显示，14个单克隆为杂合突变型、2个单克隆为纯合突变型、14个单克隆为野生型，与测序结果一致，准确率为100%。本研究建立的高分辨率熔解曲线法能对CRISPR/Cas9介导的细胞基因突变进行快速筛选，是一种灵敏、准确、简便、高通量的方法。
线粒体氧化应激（mitochondrial oxidative stress，Mito-OS）是一种线粒体内活性氧产生与抗氧化系统失衡状态，活性氧簇（reactive oxygen species，ROS）诱发氧化应激会造成线粒体损伤，被认为是促发衰老和疾病的一个重要因素。目前，氧化应激细胞或动物模型的评价方法主要基于细胞形态、动物表型或特征代谢产物产生情况等指标，无法实时监测动态变化。本研究建立了一种靶向线粒体的氧化应激荧光蛋白监测系统，命名为Mito-OS-Timer，可实时监测线粒体氧化应激动态变化。主要基于荧光蛋白DsRed1-E5红绿荧光转变速率与氧浓度变化呈正相关机理，将DsRed1-E5基因与定位线粒体内膜的ATP合酶亚基（ATP5PB片段）进行基因融合，构建了pMito-OS-Timer重组质粒以及HEK293T稳定表达细胞株，0-300 μmol/L H2O2和0-5 μmol/L 鱼藤酮分别诱导处理后，结果显示细胞模型线粒体内红绿荧光转变速率与线粒体氧化应激程度呈现明显正相关。另外，利用Mito-OS-Timer检测pLVX-shFLCN沉默folliculin（FLCN）基因诱导氧化应激程度增强。此系统为研究线粒体氧化应激提供了一种新的可视化方法。
四环素因其广谱活性和低成本，在畜牧业和水产养殖中被广泛用于预防细菌感染和提高生长速度，四环素的过度使用导致抗生素在食品中残留，严重威胁人类的健康。硫代黄素T（ThT）可以嵌入到特殊核酸结构中，从而荧光强度得到强激发实现信号输出。本文中四环素适配体可与富G序列结合形成双链，但四环素存在时优先与适配体结合，经解除结合后的富G序列可自身折叠形成G-三链体结构，增强了ThT的荧光强度，依据靶标浓度与ThT荧光强度良好的线性关系，实现对四环素的定量检测。本方法在四环素浓度为1 nmol/L-1 μmol/L范围内有良好线性，R2高达0.99，检测限为0.07 nmol/L，并且在25 min内可以完成检测。因此，一种基于G-三链体的双链竞争内劈裂可视化方法被开发出来并实现了四环素的简便、快速、灵敏、特异、低成本的检测。
玉米NF-Y家族是一类重要的转录因子，在调控植物发育和逆境胁迫响应中起重要作用，探究该家族基因功能将为玉米抗逆育种提供重要的基因资源。本研究克隆获得ZmNF-YB13基因，使用生物信息学、实时荧光定量PCR等技术对该基因的基本特性、组织表达特性及响应逆境胁迫表达模式等进行分析。结果显示，该基因全长537 bp，编码蛋白含有178个氨基酸，分子量为18.9 kD，理论等电点为6.83，具有NF-Y家族特有的保守结构域。qPCR分析表明，ZmNF-YB13基因在玉米花丝中的表达量最高；同时ZmNF-YB13基因在不同逆境胁迫以及激素处理条件下均有不同程度的上调表达。在分别含有甘露醇、NaCl、ABA和JA的1/2 MS培养基上，转ZmNF-YB13基因拟南芥的根长于野生型，差异显著。在干旱和高盐处理下，土壤中生长的转基因拟南芥比野生型绿叶数多，MDA含量低，差异显著；同时干旱处理下，转基因植株的POD活性显著高于野生型。由此推测，ZmNF-YB13基因可能参与玉米耐旱、抗盐非生物胁迫的应答。
肽链释放因子RF1通过识别终止密码子在翻译终止过程中起重要调控作用。获得水稻苗期致死突变体，明确OseRF1-1表达模式，为进一步研究OseRF1-1功能奠定基础。以粳稻花之舞和T-DNA插入突变体为材料，利用Tail-PCR、石蜡切片技术、Southern杂交和Northern杂交技术鉴定一个肽链释放因子eRF1-1的T-DNA单拷贝插入突变体ls。采用DNAMAN6.0软件和SMART对OseRF1-1进行生物信息学分析，利用RT-qPCR方法分析OseRF1-1的组织特异性表达。通过PEG介导方法转化拟南芥，明确OseRF1-1的亚细胞定位。结果显示，ls突变体植株在3-5叶分蘖期迅速死亡；ls突变体叶鞘与分蘖节连接区域褐化，分蘖节越往下部位症状较严重；Tail-PCR分析结果显示，ls突变体T-DNA插入时丢失了T-DNA的右边界和NOS的终止子序列导致GUS和OseRF1-1融合转录，而GUS的终止密码子仍然存在，进而引起OseRF1-1不能进行正常翻译；ls突变体转录出GUS和OseRF1-1的融合转录子；OseRF1-1在各组织中均检测到表达且在穗中高表达；该基因定位于细胞核和细胞质。ls突变体导致水稻苗期致死可能是由于T-DNA插入OseRF1-1导致该基因不能正常转录引起。
为探讨杂交小麦强优势组合制种混播不同比例恢复系对制种产量、纯度及F1代产量的影响，以3个AL（Alborubrum Korn）型CMS（cytoplasmic male sterility）小麦杂交组合为材料，在不育系（母本♀）种子中混入不同比例的恢复系（父本♂）种子播种，研究了杂交制种的产量、纯度和F1代产量优势变化。结果表明：组合36A×2014AR5和002A×99AR142-1在混播不同比例恢复系制种时，混播混收制种产量随父本混入比例增加而提高，相应杂交种的种子纯度逐渐降低。当父本的混播比例为5%时，可生产出纯度为96%的杂交种，混播混收制种产量也较高；对2个杂交组合不同混播比例制种的F1代进行产量比较，混播混收制种产量均高于同组合行比制种的杂交种对照，混播比例分别为12%和9%时的F1代产量表现更显著；利用与位于染色体2A上的恢复基因（qRf-2A-1）连锁的SSR分子标记Wmc474检测，预测了不同混入比例下混播混收杂交种的种子纯度，同时与前期位于1B染色体上的恢复基因（qRf-1B-1）连锁的SSR标记Xbarc8建立的AL型三系杂交小麦杂交种纯度检测回归方程预测结果进行了比较，表明用2个分子标记建立的2个回归方程在混播恢复系制种的纯度鉴别中均可使用。
类硫素基因Thil（Thionin-like）在植物防御系统中具有抗病原微生物的活性，然而对它的功能却不清楚。通过对Thil基因家族在大麦中的序列组成及基因结构、染色体分布、蛋白保守结构域、系统进化树、基因启动子元件、亚细胞定位和表达谱分析，为其生物学功能研究提供借鉴。共鉴定出7个大麦Thil基因，这些基因分布于1、2、4、5和6号染色体上；基因结构分析均表明，除Thil4存在一定的差异外，其它家族成员序列都较为保守；通过系统进化树可以看出大麦Thil基因分为4个亚家族；表达谱分析结果显示，在大麦不同组织中，Thil基因的表达量有所不同，总体来看，Thil基因在根和种子中的表达量极低，在幼叶中表达量最高。Thil家族不同成员之间的蛋白亚细胞定位结果也不一样，Thil1和Thil2主要定位于细胞膜、细胞核和细胞质上，Thil3和Thil7定位于细胞膜上，Thil6定位于叶绿体。Thil基因与植物的保护和防御机制有关，在幼叶中能够激发植物保护机制的元件响应最多，荧光定量PCR实验结果显示，Thil基因在幼叶中的表达量最高，在亚细胞定位中可以发现不同的成员之间在进化过程中分别参与了不同的发育学过程。
棉花株型结构与栽培模式、机采效率和产量紧密相关，而果枝夹角（fruit branch angle，FBA）是决定棉花株型结构的关键因子之一。探明陆地棉果枝夹角的遗传规律，可为棉花株型遗传育种提供重要指导。本研究以418份不同来源的陆地棉种质资源组成的自然群体为研究对象，利用数显量角器测定果枝夹角大小，开展棉株不同部位果枝夹角的变异度、相关性分析，以及自然群体在不同生态环境下果枝夹角的表型描述统计分析。并以筛选出的果枝夹角极端差异亲本构建的四世代联合群体（P1、P2、F1、F2）为研究对象，采用植物数量性状主基因+多基因混合遗传模型方法，对4个世代群体的果枝夹角表型性状进行多世代联合遗传分析，并估测主基因遗传效应与遗传率。表型鉴定分析结果表明，陆地棉自然群体果枝夹角变异系数相对较小，4个环境下的平均变异系数为5.63%，中部果枝（基部起第4-6台）夹角最能够代表陆地棉整株的果枝夹角水平。主基因+多基因混合遗传模型分析表明，控制果枝夹角性状的最佳模型为2对等加性主基因模型，主基因的加性效应值为3.65，遗传率为90.22%。这说明陆地棉果枝夹角性状主要受主基因控制，且主基因遗传率较高。上述研究结果有助于阐明陆地棉果枝夹角性状的遗传规律，对于陆地棉果枝夹角的分子遗传解析及株型遗传育种具有重要现实意义。
通过CRISPR/Cas9基因编辑系统获得非转基因菜薹突变体，实现CRISPR/Cas9体系在菜薹原位转化中的应用，为无选择标记的基因编辑技术应用提供参考。以‘49菜心’为试材，番茄红素脱氢酶基因（PDS）为靶基因，采用真空渗透原位转化方法，转化菜薹25株。结果表明，在2 032株原位转化种子苗中鉴定出3株发生PDS基因编辑，其中1株有外源转化载体插入，PDS发生杂合编辑，表型与野生型一致。另外2株具有矮化和失绿表型，且基因组无外源载体片段插入，PDS发生不同类型的敲除突变。CRISPR/Cas9通过不依赖组织培养的原位转化可以在菜薹中实现基因编辑，并能直接获得无外源插入的非转基因编辑突变体。
Shaker类型钾通道在植物生长发育中起重要作用，其在果树中的生物学功能依然未知。克隆并揭示杧果SPIK钾通道基因的功能，为研究热带果树Shaker类型钾通道的生物学功能提供基因资源和理论基础。以杧果品种‘桂热82’为材料，利用RACE-PCR技术克隆Shaker类型钾离子通道基因MiSPIK（GenBank ID：OM179914），利用生物信息学手段分析该基因及编码蛋白的序列特征，通过实时荧光定量PCR（RT-qPCR）分析该基因的组织特异性表达特征，及其在转录水平对缺钾、高钾、低温、NaCl和PEG处理等5种非生物胁迫的响应情况，并创制MiSPIK超表达转基因拟南芥株系。结果显示，MiSPIK蛋白的分子量为90 006.83 kD，等电点（pI）为7.59，含有6个跨膜结构，属于不稳定的亲水蛋白。杧果MiSPIK与梨PbrSPIK和拟南芥AtSPIK的氨基酸序列一致性高达59.46%，三者紧密聚为一类，遗传距离最近。在转录水平上，MiSPIK在杧果花粉中特异性表达，并在一年生嫁接苗根部受缺钾或NaCl处理的抑制均显著降低，受高钾、PEG或低温胁迫诱导而显著增强。MiSPIK在拟南芥中表达后增强了转基因株系的钾素富集能力，并促进转基因植株提早抽薹和开花。杧果MiSPIK是花粉中特异表达的Shaker类型钾通道基因，其表达水平易受多种非生物胁迫的调控，可能在杧果钾素营养高效与利用中发挥作用。
为深入理解黑果枸杞响应盐胁迫合成花色苷的过程，用300 mmol/L NaCl胁迫黑果幼苗，3 d后，收集茎叶，采用液相色谱-串联质谱联用（LC-MS/MS）及转录组测序技术，分别测定其花色苷含量及转录组。通过对花色苷种类、含量及差异表达基因的GO和KEGG分析，挖掘黑果枸杞茎叶响应NaCl胁迫合成花色苷的基因，利用RT-qPCR的方法验证转录组测序结果。结果表明，NaCl处理后，黑果枸杞茎叶中飞燕草素-3-O-芸香糖苷含量升高倍数最高（11.9倍），矮牵牛素-3-O-芸香糖苷含量最高（5.313 ± 0.286）μg/g。共筛选到差异表达基因1 416个（P<0.01），其中867个上调，549个下调，功能可归类于催化活性、光合作用、单一有机体代谢过程等GO条目，显著富集于14条KEGG代谢通路。NaCl胁迫后，有7个差异表达基因参与花色苷的合成，显著上调；27个差异表达基因参与植物激素信号转导，其中，15个属ABA信号转导通路；11个MYB和5个bHLH转录因子表达量显著变化。综上所述，ABA信号转导通路、MYB、bHLH转录因子及花色苷合成通路基因的表达变化在黑果枸杞茎叶响应NaCl胁迫合成花色苷的过程中发挥重要作用。
R2R3-MYB转录因子是MYB家族中成员数量较多的亚家族成员之一，在植物生长发育、激素信号传导、次生代谢产物形成及逆境胁迫调控等方面具有重要的作用。以银杏为材料，克隆获得GbR2R3-MYB1基因，并利用生物信息学方法分析GbR2R3-MYB1蛋白理化性质、结构与功能；通过构建pCAMBIA1300- R2R3MYB1-GFP融合表达载体及农杆菌介导烟草浸染实验，观察GbR2R3-MYB1基因亚细胞定位情况；利用RT-qPCR方法检测GbR2R3-MYB1基因在非生物逆境胁迫下的表达水平。结果表明，GbR2R3-MYB1基因编码区全长为819 bp，共编码272个氨基酸；蛋白质理论等电点为6.59，相对分子量大小为30 001.60 Da，此蛋白为不稳定亲水蛋白，其二级结构中含有28.31%的α-螺旋、4.78%的β-转角、61.03%的无规卷曲和5.88%的延伸链；GbR2R3-MYB1蛋白与火炬松、白云杉R2R3-MYB蛋白的氨基酸序列相似性较高，亲缘关系较近，与系统发育树进化分析结果基本相符；亚细胞定位检测发现GbR2R3-MYB1蛋白定位于细胞核。RT-qPCR分析表明，GbR2R3-MYB1基因对盐、干旱、低温及高温胁迫均有响应，其相对表达量在盐和干旱胁迫下出现先上升后下降的波动，而低温和高温胁迫下表现出先下降后上升再下降的趋势。GbR2R3-MYB1基因的克隆及功能分析可为进一步阐述银杏抗逆分子机理及其他植物的品种改良提供资源和依据。
土壤真菌群落对于维持土壤地力及作物健康有着重要的作用，但青枯病发生对土壤真菌群落影响的研究仍相对较少。应用实时荧光定量PCR及MiSeq高通量测序技术，研究了罹患青枯病与未患病番茄植株土体和根际的真菌群落组成。青枯病发生明显改变了番茄土体与根际土壤的真菌群落组成。与未患病根际土壤相比，患病番茄根际土壤的真菌丰度、Chao1值及Shannon值显著降低；潜在土著有益真菌如粘鞭霉属、被孢霉属、顶孢霉属和木霉属的相对丰度显著降低，而有害真菌镰刀菌属的相对丰度显著增加。综上，细菌性青枯病发生影响了土壤真菌群落的组成，其真菌丰度、多样性及土著有益真菌数量降低，而有害真菌数量增加，为阐明土传青枯病发生的微生态机制提供了一定的理论指导。
拌种根瘤菌是提高植物固氮效率的有效手段之一。本研究探讨了根瘤菌拌种处理对高寒地区典型禾/豆混播中土壤微生物群落结构和多样性的影响，旨在为根瘤菌拌种在牧草生产应用中提供理论依据。以苜蓿‘北林201’、‘川草2号’老芒麦和‘阿坝’垂穗披碱草混播为研究对象，设置根瘤菌拌种和不拌种两个处理。采集根周土壤和根际土壤，基于16S rRNA基因高通量测序技术分析原核生物多样性和群落结构，FAPROTAX对不同处理原核微生物群落功能进行预测，并通过BugBase分析比较不同处理下原核微生物高水平表型的分类和变化。32个土壤样品共检测到8 814个OTU，分属于6个门3 577个属。优势门为放线菌门（Actinobacteria）（26.11%-46.20%）和变形菌门（Proteobacteria）（20.61%-32.91%）。拌根瘤菌改变了牧草土壤中原核生物的群落结构，拌种处理的原核微生物多样性指数（Observed_richness、Shannon index、inverse Simpson index）都显著（P < 0.05）低于不拌种。拌根瘤菌增加了消化作用以及反硝化功能的相对丰度。拌种处理后禾本科根际土壤原核微生物的需氧、厌氧、兼性厌氧、革兰氏阴性、革兰氏阳性的种群增加，而豆科结果与之相反。拌种后，豆科根际的nifH基因显著高于不拌种的丰度。拌根瘤菌降低了禾/豆混播草地土壤原核微生物的α多样性，改变了土壤原核微生物群落的结构组成，增加了消化作用和反硝化作用种群的相对丰度，并提高了nifH基因的丰度。本研究为根瘤菌拌种在禾/豆混播栽培方式提供了科学依据。
琼氏不动杆菌WCO-9是从油污污染的土壤中分离的一株高产脂肪酶菌株，所产脂肪酶具有显著优于对照同种菌株ATCC 17908的水解活性。为探究WCO-9菌株高效产酶机制，挖掘新型特异脂肪酶功能基因，采用Oxford Nanopore技术完成WCO-9菌株的全基因组测序，并对同属菌株进行比较基因组学分析。结果显示，脂肪酶产生菌WCO-9的基因组大小为3.19 Mb，GC含量38.62%，含有2 929个编码基因，其中包含11个脂肪酶编码基因（1个特异基因）和3个脂肪酶分子伴侣基因；共线性分析也说明WCO-9菌株基因组与对照菌株ATCC 17908具有显著差异。WCO-9菌株全基因组序列分析，对该菌的高效产酶机制研究及新型脂肪酶特异基因挖掘具有重要意义，为后期高产脂肪酶工程菌的创制及工业化应用提供理论基础。
对中山市民众镇水产养殖场底泥及污水中分离筛选出的好氧反硝化细菌进行研究，旨在为开发养殖废水的脱氮工艺奠定基础。从样品中筛选出高性能菌DZ11，对其进行形态学观察，生理生化测定以及16S rDNA基因序列分析，确定菌株的种属；进行药敏试验和生物安全性检测，确认菌株的安全性；从碳源种类、温度、pH值和碳氮比这4个因素对脱氮效率的影响进行研究，提高菌株的脱氮效率。鉴定结果表明，DZ11为假单胞菌属施氏假单胞菌，并命名为Pseudomonas stutzeri DZ11。经药敏试验和生物安全性检测发现该菌株无明显耐药性并具有较高的生物安全性。单因素优化的结果为：菌株DZ11的最佳碳源为柠檬酸钠，最适温度35.0℃，最佳pH为7，最佳的C/N为10。在分别以氨氮，硝态氮和亚硝态氮为唯一底物时的转化率最高可分别达到84.39%，99.0%和97.65%，说明菌株具有良好的脱氮作用。菌株DZ11具有较高的生物安全性和高效的脱氮性能，在养殖废水的脱氮工艺中具有较大的应用潜力。
短乳杆菌发酵时添加0.15%的烟酸可显著提高γ-氨基丁酸（GABA）的产量，为阐明烟酸的作用机制，本研究采用液相色谱-质谱联用（LC-MS）的方法探究短乳杆菌添加（实验组）和不添加烟酸（对照组）发酵时的差异代谢物，并采用碘化丙啶（PI）单染色法分析了细胞膜的完整性。结果表明实验组和对照组之间显著性差异代谢物有33个，实验组中不饱和脂肪酸的含量，谷氨酸、脯氨酸、天冬氨酸、丝氨酸、组氨酸和鸟氨酸含量显著提高，烟酸核苷酸、2-磷酸甘油酸、腺苷一磷酸和酪胺的含量显著降低。碘化丙啶单染色实验表明实验组中具有红色荧光的短乳杆菌细胞显著多于对照组细胞。因此，烟酸的添加对短乳杆菌的生理代谢具有全局性的影响，其对GABA合成的促进作用可能与增加短乳杆菌细胞膜通透性进而导致的底物和产物更加容易进出细胞有关。
分别建立基于猪嵴病毒（PKV）结构蛋白VP0与VP1的间接ELISA检测方法。对PKV结构蛋白VP0与VP1的基因进行合成并连接至原核表达载体pET-32a后，转入感受态细胞BL21中，用IPTG诱导表达的重组蛋白经Ni柱纯化后，分别以重组蛋白pET-32a-VP0与pET-32a-VP1作为包被抗原，采用棋盘滴定法建立两种间接ELISA检测方法，并进行重复性、敏感性、特异性实验和临床检测。结果显示重组蛋白pET-32a-VP0与pET-32a-VP1抗原的最佳包被浓度分别为2 mg/mL和2.5 mg/mL，反应条件均为37℃、1 h；封闭液最佳条件为5%脱脂乳，37℃、2 h；血清最佳孵育条件为1∶200，37℃、1 h；二抗最佳孵育条件分别为1∶20 000和1∶15 000，37℃、1 h；最佳显色时间为10 min，两种间接ELISA检测方法临界值分别为0.306和0.277。试验结果表明本研究成功建立了能够有效检测PKV血清特异性抗体的间接ELISA方法，且方法具有重复性好、敏感性高、特异性强、稳定性好等特点，对今后PKV的临床诊断及抗体检测试剂盒的开发奠定了重要基础。
旨在明确miR-301b对山羊肌内脂肪细胞分化的调控作用，探讨其发挥调控作用的可能机制。利用化学合成的miR-301b mimics和miR-301b siRNA，通过脂质体转染法在山羊肌内脂肪细胞过表达和干扰miR-301b，并通过油红O染色、qPCR和生物信息学分析等方法，从细胞形态学和mRNA水平明确miR-301b对山羊肌内脂肪细胞分化的调控作用，并初步探究其可能的作用机制。结果表明，过表达miR-301b效率约29 290倍，细胞形态学结果显示，过表达miR-301b后山羊肌内脂肪细胞脂滴积聚减少，甘油三酯合成降低。qPCR结果显示，过表达miR-301b后成脂标志基因CEBPα、PPARγ、SREBP1、LPL表达水平极显著下调（P<0.01）。miR-301b干扰效率约60%，干扰miR-301b表达后，细胞形态学结果显示，山羊肌内脂肪细胞脂滴积聚增加，甘油三酯合成升高。qPCR结果显示，干扰miR-301b后成脂标志基因AP2、CEBPα、CEBPβ、PPARγ、SREBP1、LPL表达水平极显著上调（P<0.01）。通过对miR-301b生物信息学分析，推测KLF3为miR-301b的靶标基因，qPCR验证发现过表达miR-301b后显著抑制KLF3的mRNA表达水平（P<0.05），干扰miR-301b后显著促进KLF3的表达水平（P<0.05）。过表达miR-301b抑制山羊肌内前体脂肪细胞分化，同时KLF3表达水平下调；干扰miR-301b促进山羊肌内前体脂肪细胞分化，KLF3表达水平上调，推测miR-301b可能通过KLF3抑制山羊肌内脂肪细胞分化。
从单细胞水平解析天祝白牦牛退行期毛囊发育过程主要细胞类型，旨在对主要细胞类群特异表达基因进行生物功能预测与生物信息学分析，探索退行期毛囊发育调控机制。采用单细胞转录组测序对退行期毛囊进行异质性分析，利用已知标记分子对细胞类群进行筛选鉴定，并对鉴定得到的主要细胞类群进行GO和KEGG分析，同时对毛囊形态发生过程中涉及的关键分子进行免疫组织分析。结果表明，天祝白牦牛退行期涉及IFE-DC细胞、表皮细胞系、黑色素细胞、INFU细胞等细胞类群。其特征基因主要参与表皮发育、上皮细胞分化、超纤维组织发育、组织形态发生以及细胞形态学发生等生物过程。KEGG富集分析发现，特征基因主要富集在黏附连接、细胞周期、RNA转运等与毛囊发育相关的通路中。涉及的不同细胞类型拥有GJA1、FKBP4、KRT1、KRT80、FGFR2等28个共同基因。该研究成功鉴定出天祝白牦牛退行期主要细胞类群，获得了特征基因富集通路，揭示了退行期毛囊发育机制。
基于CRISPR/Cas9技术构建凝血因子8（F8）基因敲除小鼠模型并对其表型进行初步验证。针对F8基因外显子1非编码区和外显子26下游序列设计sgRNA靶位点，体外转录获得sgRNA，与编码Cas9的mRNA混合后通过受精卵显微注射方法获得F0代阳性敲除小鼠，通过繁育及基因型鉴定获得F8基因敲除纯合子小鼠（F8 -/-小鼠）；通过逆转录PCR（RT-PCR）检测主要组织中F8基因在mRNA水平的表达情况，通过酶联免疫吸附测定（ELISA）检测血浆中F8基因在蛋白水平的表达情况；通过活化部分凝血活酶时间检测（APTT）和纤维蛋白原含量（FIB）测定实验检测F8基因敲除后小鼠凝血功能情况。PCR及测序结果表明F8基因在小鼠基因组中被成功敲除；RT-PCR 和ELISA检测结果显示，F8 -/-小鼠中F8在mRNA和蛋白水平上表达均显著低于野生型小鼠（WT小鼠）（P<0.000 1，P<0.01）；APTT、FIB和滴血实验检测结果显示，F8 -/-小鼠血浆凝固时间显著高于WT小鼠（P<0.05），F8 -/-小鼠存在严重凝血障碍表型，给予人凝血因子Ⅷ后凝血可恢复到正常水平。利用 CRISPR/Cas9技术成功构建F8基因敲除小鼠模型并初步验证其表型，证实该小鼠F8基因的缺失可以导致凝血功能障碍。
