活体采卵（ovum pick-up, OPU）结合体外胚胎生产（in vitro embryo production, IVP）技术能显著提高牛的繁殖效率，对奶牛和肉牛的良种扩繁具有重要意义。近年来，OPU/IVP技术在世界范围内迅速推广，逐步取代体内胚胎生产技术成为胚胎移植的主要技术手段。但是，因其整体效率低下、操作技术难度较大等，该技术体系在我国尚处于起步阶段，是制约我国奶牛和肉牛遗传改良的重要因素。本文从OPU/IVP的发展现状入手，阐述了OPU/IVP技术的进展情况，并针对该技术在良种扩繁等方面的应用前景提出展望，旨在为完善我国OPU/IVP技术体系和提高牛繁殖生产效率提供参考，从而促进养牛业的发展。

土壤水分是农作物物候期生长和气候、环境变化的敏感因子，在陆表水气循环过程中发挥着重要作用。本文首先梳理了基于主动微波遥感、被动微波遥感、全球卫星导航系统反射测量（Global Navigation Satellite System Reflectometry, GNSS-R）技术的土壤水分反演算法：1）基于主动微波遥感的裸露地表经验模型、半经验模型、物理散射模型、植被覆盖的水云模型（water cloud model, WCM）和密歇根微波植被散射（Michigan microwave canopy scattering, MIMICS）模型；2）基于被动微波遥感的裸露地表粗糙度模型Q/H、H_p 、Q_p 和植被覆盖的\tau-\omega模型；3）地基、星载GNSS-R土壤水分反演算法。其次，分析了近几十年来微波遥感反演土壤水分的研究进展，提出了进一步精确量化植被和地表粗糙度等土壤水分反演要素的时空变异性是提高反演精度的关键，尤其要考虑植被生长过程及由此导致的电磁波辐射传输机制的不确定性问题。最后，展望了土壤水分在农业生产、陆表水气循环中的应用前景，并指出全球尺度土壤水分对气候变化的响应及反馈机制将是未来的研究热点。

苏云金芽孢杆菌（Bacillus thuringiensis）产生的营养期杀虫蛋白Vip3是由5个结构域组成的四聚体，其N-端主要控制结构的稳定，C-端为潜在的特异性受体结合域，共有14个模式样本，超过110种蛋白。与晶体蛋白（crystal proteins, Cry蛋白）一样，Vip3经蛋白酶消化后的杀虫活性物质主要作用于昆虫的中肠组织，可通过与特异性受体的结合引起肠道穿孔或细胞溶解，从而导致昆虫死亡。由于Vip3与Cry蛋白具有不同的杀虫机制和很强的杀虫谱互补性，国内外多采取这2类基因叠加的策略来研发新型转基因抗虫作物。Vip3Aa转基因玉米和棉花已经在美国和巴西等国家商业化种植，成为治理草地贪夜蛾等靶标害虫对Cry蛋白产生抗性的主要手段。实验室的选择压汰选表明，多种靶标害虫也可对Vip3产生较高的抗性，田间监测已证实其抗性的存在。因此，对靶标害虫的抗性监测与治理对Vip3类转基因抗虫作物产业化具有重要意义。

为探究参与极端高温环境应答的热激转录因子（heat shock transcription factor, HSF）是否也参与了温和高温下的植物热形态建成，本研究通过CRISPR/Cas9基因编辑技术，结合一系列生理生化和遗传学实验，以及效应因子-报告基因系统（effector-reporter）等实验方法，发现热激转录因子HSFB2b受温和高温诱导，在热形态建成过程中发挥着重要作用。在温和高温（29 ℃）下，拟南芥突变体hsfb2b表现出比野生型更长的下胚轴表型，揭示HSFB2b作为负调控因子在热形态建成中发挥作用。亚细胞定位实验表明，HSFB2b蛋白在细胞核中发挥功能。实时荧光定量聚合酶链反应分析表明，温和高温下野生型植株中热激蛋白（heat shock proteins, HSPs）基因、热激转录因子HSFA2和茉莉酸降解基因ST2A相对于常温（22 ℃）时表达上调，但这些基因在突变体hsfb2b中上调倍数更大。此外，效应因子-报告基因系统实验证实HSFB2b可以结合ST2A启动子热激元件（heat shock element, HSE），从而抑制ST2A表达。综上所述，受温和高温诱导的热激转录因子HSFB2b在下胚轴伸长调控中起负调控作用，并且在分子机制上HSFB2b通过识别HSE元件，负调控茉莉酸降解相关基因ST2A的表达，从而负调控植物热形态建成。

本研究从茶叶中分离纯化出2种酰基化黄酮四糖苷{quercetin-3-O-[(E)-p-coumaroyl-(1→2)][α-L-arabinopyranosyl-(1→3)]-[β-D-glucopyranosyl-(1→3)-α-L-rhamnopyranosyl-(1→6)]-β-D-glucopyranoside，F₁；kaempferol-3-O-[(E)-p-coumaroyl-(1→2)]-[α-L-arabinopyranosyl-(1→3)]-[β-D-glucopyranosyl-(1→3)-α-L-rhamnopyranosyl-(1→6)]-β-D-glucopyranoside，F₂}，通过自主建立的高效液相色谱（high performance liquid chromatography, HPLC）定量检测方法，系统研究了F₁与F₂在茶树不同组织、叶位、品种中的分布特点，探究光照对F₁和F₂含量的影响，以及两者在乌龙茶加工过程中的动态变化。结果表明：F₁主要在叶和茎中分布，F₂仅存在于叶中；根中未检测到F₁与F₂。随着叶片成熟度的增加，F₁与F₂的含量呈先升高后降低的趋势。在42个茶树品种中，F₁和F₂含量范围分别为0～2.31、0～1.56 mg/g；F₁在‘黄金菊’中含量最高，在‘本山’和‘绿芽佛手’中未检测到；F₂在‘黄金菊’中含量最高，在‘绿芽佛手’‘金面奇兰’‘中黄2号’和‘本山’中未检测到。对3个茶树品种进行遮阴实验，发现遮阴处理组F₁含量显著降低，说明光照对其形成具有重要作用。选取‘福建水仙’鲜叶进行乌龙茶加工，F₁和F₂含量在整个加工过程中呈降低趋势，且在杀青工序中降幅最大，做青工序中降幅最小，表明不同加工工序对两者的含量存在不同程度的影响。

小麦族是禾本科植物中最重要的粮食作物来源之一，包括小麦、大麦、黑麦等麦类作物，全球年产量高达9亿t，约占全部谷类产量的30%。小麦族物种基因组庞大，重复序列比例高，且倍性水平多样，因此其从头测序和组装难度相对较大。近年来，随着三代长读长测序技术和针对复杂基因组的组装算法不断发展，以及测序成本显著下降，越来越多的小麦族物种的全基因组测序工作相继完成。本文综述了小麦族中小麦属、大麦属、黑麦属、偃麦草属和山羊草属共计17个物种（包括亚种）的全基因组研究进展，包括测序技术、拼装策略、组装质量、基因组和基因功能的主要分析内容等，旨在为更复杂的植物基因组测序和基因组学研究提供一定的理论与技术参考。

“植物-土壤-微生物”系统中各种量效关系在连作过程中发生变化，导致根际微生态系统抵御病原微生物的能力降低，已成为制约药用植物品质和产量的关键因素。本文从根际微生态的角度综述了药用植物连作障碍产生的原因及缓解对策，概述该领域存在的问题，并对未来的研究方向进行了展望。连作后，药用植物根系及其分泌物与微生物数量、群落结构之间的复杂相互作用发生改变，导致原有根际微生态系统失衡并有利于土传病害的发生。采用植物育种、微生物群落组装等缓解措施协调植物-土壤-微生物组的互作关系，以达到维持土壤生态系统平衡和植物健康的目的，最终提升药用植物的产量与品质。本文建议药用植物连作障碍研究应该重视以植物-病原体关系为主导的根际微生态综合作用过程与机制，为未来药用植物的连作障碍治理和健康发展提供参考。

农业传感器技术是农业信息化的基础，是实现农业现代化的核心要素和关键支撑之一。首先，本文在总结农业传感器技术在智能农机装备、农用无人机遥感及农业物联网三方面的研究及应用现状的基础上，对我国农业传感器技术需求和市场发展进行了深入分析。其次，通过技术产业调研分析，对农业传感器产业化、市场化及未来的发展趋势进行了总结与展望。最后，凝练了农业传感器产业领域的16项关键技术，并在此基础上开展了德尔菲法专家问卷调查，阐明了农业传感器最重要的属性是通用性，明确了相关技术发展最大的制约因素是基础理论和研发投入，提出了农业传感器技术将朝着低成本化、高稳定性、高智能化、可移植性、可操作性方向发展。本文可为我国农业传感器技术研发和产业发展提供参考。

随着气候变化，预计全球温度将持续上升，这无疑会严重威胁生物多样性以及生态系统稳定性。作为变温动物，昆虫完全依赖外界温度完成生长发育以及各种生理活动，因此气候变暖很可能通过多种方式对昆虫个体、种群及其所在群落、食物网造成直接或间接的影响。但很多研究认为处于更高营养级的物种似乎对环境因子的变化更加敏感，这意味着捕食或寄生性天敌可能比其猎物或寄主面临更严峻的挑战。根据已有研究，本文分析了温度变化对天敌昆虫的生长发育、繁殖、捕食和寄生的影响，比较了相同物种（不同天敌物种）及不同营养级物种（天敌与其寄主或猎物）对温度升高的响应差异，归纳了气候变暖可能引起的天敌与害虫之间的同步性改变问题。总之，深入了解捕食和寄生性昆虫对气温上升的响应，对于气候变暖形势下农业有害生物的生态治理具有重要意义。

番茄潜麦蛾[Tuta absoluta (Meyrick)]是起源于南美洲的一种毁灭性入侵害虫，近年来在欧洲、非洲和亚洲快速扩散并已入侵我国，对我国茄科作物产业具有高度潜在威胁。番茄潜麦蛾具有潜叶、蛀果、生活史短、繁殖力强等特性，导致单纯依赖化学农药的手段对其防治效果有限。国际上针对番茄潜麦蛾生物防治已开展了广泛的理论研究和应用探索，筛选了一批具有潜在应用价值的生物防治物。本文从番茄潜麦蛾寄生性和捕食性天敌昆虫、生防微生物、驱避植物及其提取物几方面入手，系统总结了国际上有关番茄潜麦蛾生物防治的研究进展。在今后我国番茄潜麦蛾的绿色防控中，可深入开展适应我国农业生境的生防物种引进、本土生防生物资源挖掘、生防生物产业化技术研发工作；同时，可通过对生防生物的组合运用和农田景观生态调节等措施促进生防生物的综合利用，以保障我国茄科作物产业高质量发展。

稻飞虱是制约我国水稻生产的一类最主要害虫，主要包括褐飞虱、白背飞虱和灰飞虱。本文重点就稻飞虱重要遗传特性（翅型分化、繁殖力、抗药性）分子基础、水稻-稻飞虱-天敌-其他生物种间互作关系、稻飞虱灾变机制及其防控技术等方面的最新研究成果进行综述，并提出今后应进一步深入剖析稻飞虱灾变的生物学与生态学分子基础，明确集约农业与稻田生态系统抗性在微观层面的协调机制，以在集约农业背景下维持或提高稻田生态系统抗性，实现稻飞虱的可持续治理。

RNA干扰（RNA interference, RNAi）是一种在生物体内高度保守的、由20～30个核苷酸（nucleotide, nt）组成的小分子非编码RNA引发的基因沉默现象。在昆虫等真核生物中，干扰小RNA（small interfering RNA, siRNA）、微RNA（microRNA, miRNA）和PIWI蛋白互作RNA（PIWI-interacting RNA, piRNA）等小分子非编码RNA在RNA干扰中发挥着重要作用。RNA干扰在害虫防治中的应用主要体现在基因功能研究、转基因抗虫植物及新型核酸农药研发等方面。RNA干扰技术及其产品在应用之前，需严格评价其在非靶标效应、靶标害虫的抗性及环境持久性方面的安全风险。本文就RNA干扰技术的作用机制、RNA干扰在农林害虫防治中的应用及其安全性等方面进行了综述，以期为RNA干扰技术在害虫防治中获得更广泛的应用提供一定的理论依据。

为解决畜禽废弃物及园林废弃物中纤维素降解难的问题，本试验采用刚果红染色法、滤纸崩解试验和测定内切葡聚糖酶（羧甲基纤维素酶）活力法从竹屑、枯枝烂叶、羊粪等废弃物中筛选高效的纤维素降解真菌，并对该真菌进行分子生物学鉴定。结果表明，本研究筛选到1株高效纤维素降解真菌，经形态学观察和菌种鉴定确定其为长枝木霉菌（Trichoderma longibrachiatum），并命名为T. longibrachiatum ZJ-10。单因素试验得出菌株ZJ-10最适产酶培养条件为接种量3%，初始pH 6.5，转速160 r/min，温度40 ℃，培养5 d，此时达到最大产酶活力；通过Plackett-Burman试验设计、Box-Benhnken最陡爬坡路径方法及响应面法得出菌株ZJ-10最适产酶培养基配方为NaCl 5 g/L、蛋白胨7 g/L、羧甲基纤维素钠12 g/L。在最适条件下测定的菌株ZJ-10的酶活力可达到80.32 U/mL，比优化前提高了26.45%。综上所述，本研究筛选出1株产内切葡聚糖酶活力较强的木霉真菌T. longibrachiatum ZJ-10，为畜禽及园林废弃物资源化利用提供了良好的菌种资源。

黄瓜绿斑驳花叶病毒（cucumber green mottle mosaic virus, CGMMV）在世界范围内分布广泛，主要侵染葫芦科作物，给葫芦科作物的商品化种植、生产带来难以估量的经济损失。本文分析了影响CGMMV快速扩散流行的主要因素，总结了以种子消毒为主的疫区和以防传入为重点的非疫区CGMMV防治策略，介绍了血清学和分子生物学等主要CGMMV检测方法，比较了现有各种防治方法的优劣，展望了新型抗病毒药剂与基因工程技术在CGMMV防治上的应用前景。

脊椎动物中枢神经系统的形成依赖于胚胎早期神经管前-后、背-腹等图式的正确建立和后期细胞分化的精细调控。在神经管形成过程中，其前体细胞受到形态素浓度梯度的调控，沿着身体背-腹轴方向呈有规律的排列，其中最重要的2种形态素是骨形成蛋白（bone morphogenetic protein, BMP）和音猬因子（Sonic hedgehog, Shh）。从顶板分泌的BMP和从底板分泌的Shh在神经管中形成反向平行的浓度梯度，神经前体细胞在这些形态素的作用下获得其位置信息并逐渐决定其分化命运。本文系统总结了不同模式生物神经管发育的相关研究，着重综述了BMP和Shh这2种形态素在脊椎动物神经管背-腹图式形成中的重要作用。此外，对神经系统在体内发育机制的更深理解可为体外构建神经管类器官提供指导，因此，在本综述的最后，我们总结了神经管类器官培养的最新进展，并探讨了其未来发展策略。

为构建高效的大田烟草株型定量化方法，本研究基于多视角图像序列并采用运动恢复结构算法重建了5个品种烟草植株的三维点云。根据常用的烟草株型特征指标，基于烟株三维点云自动提取株高、顶宽、底宽、叶层最大宽等10个表型参数，并基于大田原位手动测量的株高和叶层最大宽对计算精度进行评估。结果表明，基于三维点云提取的株高和叶层最大宽与实测值的决定系数（R²）均大于0.97，均方根误差分别为3.0、3.1 cm。同时，采用不同方法对提取的烟草表型性状进行分析。组间相关性分析结果表明，有16对性状呈极显著正相关，1对性状呈极显著负相关。单因素多元方差分析结果表明，各品种株型之间具有极显著差异。利用主成分分析提取前3个主成分，其对总体方差的累计贡献率为81.6%。基于Stacking集成学习方法进行株型判别，其准确率达到93.7%，显著高于随机森林、支持向量机和朴素贝叶斯等3种机器学习模型的准确率。本研究可为大田烟草表型特征及株型识别提供方法依据。

规律成簇的间隔短回文重复序列及其相关蛋白［clustered regularly interspaced short palindromic repeats (CRISPR)/CRISPR-associated protein (Cas), CRISPR/Cas］系统介导的基因编辑技术因简单、高效、通用、精确等特点，目前已经成为现代植物分子生物学以及农业育种工作中的重要研究工具。植物病毒病严重危害植物的正常生长发育，给全球农作物生产造成巨大的损失。CRISPR/Cas基因编辑技术可以有效地靶向DNA病毒和RNA病毒序列，提高寄主植物对病毒的抵抗力。此外，利用基因编辑技术靶向病毒侵染或复制所需的植物内源基因可创制新的抗病毒种质资源。本文综述了CRISPR/Cas基因编辑技术和利用其开展抗病毒研究的进展和实例，同时讨论了病毒诱导的基因编辑系统的应用前景，并对CRISPR/Cas基因编辑技术在植物病毒研究中的优势与挑战进行了展望，为利用基因编辑技术进行抗病毒种质创新提供了指导。

植物的生长发育需要氮、磷、钾、硫、铁等14种矿质营养元素，而这些元素在不同类型土壤中的生物有效性存在极大差异。为了适应养分缺乏的环境，植物必须感知外部和内部矿质养分浓度的变化，并通过一系列信号转导产生形态和生理反应来促进对矿质营养元素的吸收和利用。乙烯是一种重要的植物气体激素，在植物生命周期的许多方面发挥着关键作用。近年来的大量研究表明，乙烯在调节植物响应不同营养缺乏胁迫中也发挥着重要的调控作用。本文全面总结了乙烯直接或与其他激素/化学信号分子协同调控不同营养胁迫响应的分子机制，并对今后的研究方向进行了展望。

为筛选基质栽培樱桃番茄生产中增产提质最优的功能肥料组合，以樱桃番茄‘香妃9号’为试验材料，设置7种不同的功能肥料组合，分别为空白对照（CK）、氨基酸（T₁）、黄腐酸钾（T₂）、海藻素（T₃）、氨基酸+黄腐酸钾（T₄）、氨基酸+海藻素（T₅）、黄腐酸钾+海藻素（T₆）。采用滴灌的方式施用功能肥料与营养液，研究不同功能肥料对基质栽培樱桃番茄品质、产量及基质环境的影响。结果表明：和CK相比，单独添加海藻素（T₃）明显提高了樱桃番茄的净光合速率、胞间CO₂浓度和产量，增幅分别为39.97%、6.61%、22.32%；T₄和T₅功能肥料组合不仅显著提高了基质中微生物的数量，脲酶、蔗糖酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶的活性，还显著提高了樱桃番茄的品质和产量，且产量增幅分别达20.16%、12.84%。对所有的测定指标进行综合评估，发现T₅处理表现最好。综上所述，在营养液中添加50 mg/L氨基酸和5 mg/L海藻素，以滴灌方式栽培樱桃番茄，可达到改善基质环境、提高果实品质和产量的目的。

火疫病由革兰氏阴性菌解淀粉欧文菌（Erwinia amylovora）引起，严重危害蔷薇科植物，是限制我国梨和苹果产业发展的重要因子。E. amylovora毒力强，寄主范围广泛，难以找到统一的根治靶标。随着耐药性菌株的出现，对该病害的控制变得更加困难。本文综述了火疫病的病害特性、发生规律、防控方法以及E. amylovora致病机制和植物抗性机制研究进展，为火疫病的深入研究和有效防治提供参考。