心脏病作为一种发病率和死亡率很高的疾病，严重威胁人类身体健康。斑马鱼作为模式生物，其成体心脏再生功能的发现，为研究和治疗心脏疾病拓展了新的视角。本文综述了多种斑马鱼心脏损伤模型，包括心尖切除损伤、冰冻损伤以及心肌细胞遗传消融模型等；并深入探讨了心脏再生过程中的关键生物学过程，包括多种信号通路在不同细胞类型的时序性激活、心肌细胞表观遗传学编程、冠状血管新生、发育相关关键转录因子的激活以及心肌细胞肌节结构的解离和重构等。对心脏再生机制的解析有望为人类心脏疾病的治疗提供新的思路和干预策略。

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。

大黄鱼（Larimichthys croceus）是我国特有的海洋经济鱼种，其肉质鲜美，深受消费者的喜爱。然而，过度捕捞导致野生大黄鱼产量日益减少，养殖大黄鱼现已成为满足消费需求的重要途径。相较于野生大黄鱼，养殖大黄鱼存在体色变浅、脂肪含量较多、腥味较重等问题，营养调控被认为是一种改善养殖大黄鱼品质的安全有效的方法。本文从大黄鱼体色、肌肉质地、营养成分、风味滋味等方面综述了评价大黄鱼品质的各个指标，着重论述了可用于改善大黄鱼品质的多种饲料添加剂及其对可能涉及的相关基因表达的影响等，以期为研究开发高品质大黄鱼饲用添加剂，并将其应用于养殖大黄鱼肌肉品质的改善提供参考。

“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。

针对依赖人工主观判断水稻叶瘟抗性费时费力且准确率低的问题，本文提出了一种基于水稻冠层尺度RGB图像和掩膜区域卷积神经网络（mask regions with convolutional neural network, Mask-RCNN）深度学习框架的水稻叶瘟病斑识别检测方法，通过分析水稻RGB图像中不同类别病斑的数量信息，构建多种分类模型来评估病斑数量和抗性水平之间的关联性。首先采集包括粳稻品系、早籼品系和籼型恢复系等不同品系的水稻育种材料的苗期RGB图像，然后通过对输入图像进行预处理和标记，最终建立了用于识别水稻叶瘟病斑的Mask-RCNN模型，实现了叶瘟病斑的矩形框检测、掩膜分割和分类，其平均交并比（mean intersection over union, mIoU）为0.603。当采用0.5的交并比（intersection over union, IoU）阈值时，测试数据集的病斑检测平均准确率均值（mean average precision, mAP）为0.716。在基于病斑数量的抗性评估模型中，高斯过程支持向量机在测试数据集上取得了94.30%的最高抗性评估准确率。研究结果表明，基于水稻冠层RGB图像和Mask-RCNN模型可实现水稻叶瘟病的准确识别，检测的病斑数量特征和叶瘟抗性水平高度相关。本研究为水稻抗病性品种的高效选育提供了技术支撑。

为了科学地识别和评价重金属含量高背景区中土壤重金属污染情况和生态风险，在贵州省赫章县河镇乡采集玉米及其对应的根系土样品309组，并采集20件玉米根茎叶不同部位样品，测定其砷（As）、镉（Cd）、铬（Cr）、铜（Cu）、汞（Hg）、镍（Ni）、铅（Pb）和锌（Zn）8种重金属含量，根系土样品还分析了各重金属的形态（Cr未测）。研究发现：土壤重金属含量较高，表层土壤中8种重金属含量平均值远超过全国表层土壤背景值，Cd元素含量超出全国表层土壤背景值近7倍，土壤以酸性土为主，从重金属全量来看，研究区生态风险很高；土壤重金属As、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn多以强有机结合态和残渣态形式存在，生物有效性较低，Cd的有效态组分较高。基于土壤重金属形态的生态风险统计结果显示，研究区生态风险主要是由Cd引起的，需要加强这部分土地的监管。在土壤-玉米系统中，生物富集系数和转运系数均较低，重金属难以在玉米中富集，玉米籽实中重金属含量不超标，农作物重金属等级评价为安全级。本结果为进一步研究重金属元素在岩-土-气-生介质间迁移转化规律，融合地质学、土壤学和生物学分析建立统一标准，科学评价生态环境风险和健康风险奠定了理论基础。

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。

以麦芽品质和耐旱性差异很大，而抽穗与成熟时间基本相同的栽培品种浙大9号和西藏野生大麦XZ166为供试材料，研究在灌浆期不同时间干旱胁迫处理对2个基因型大麦麦芽主要品质性状的影响。结果表明：干旱胁迫增加了麦芽蛋白质含量、库尔巴哈值和α-氨基氮含量，降低了麦芽浸出率和麦芽汁黏度，且浙大9号的变化幅度大于XZ166；灌浆前期（开花后7 d）干旱胁迫对浙大9号的影响显著大于XZ166，而灌浆中期（开花后14 d）干旱胁迫对XZ166影响更明显。因此，灌浆期不同时间干旱胁迫对麦芽品质有显著影响，在啤酒大麦品质育种和优质生产上应该特别关注。在实际生产中应根据当地干旱发生的历程，选用适宜的大麦品种，尽量使其品质形成的关键时期避开逆境胁迫。

脂质是4大生物化学分子之一，参与了许多重要的生命活动过程。在研究环境污染物或污染因素的生化效应时，脂质过氧化程度是一项常用的检测指标。各种重金属或类金属，不同化学本质的纳米材料，多环芳烃、农药等有机污染物，以及臭氧、热浪、辐射等环境理化胁迫因素，都能引起脂质过氧化反应。脂质过氧化反应可以发生在不同进化阶层物种的细胞中，包括细菌、真菌、植物和动物等。大多数污染物或污染因素通过产生活性氧基团或抑制抗氧化系统的活性引起脂质过氧化反应，因此，该反应是环境污染物引起氧化应激效应的重要指标之一。脂质过氧化反应指标受实验设计中的污染物浓度、暴露时效、机体差异，特别是机体抗氧化系统的平衡作用等条件参数的影响。未来可以结合检测脂质组成和细胞膜功能的指标，以及利用现代组学的手段对参与脂质代谢的相关酶和基因进行研究，以期更全面地理解脂质在环境污染物生化效应中的作用。

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。

钾离子转运载体HAK/KUP/KT（high-affinity K^＋/K^＋ uptake permease/K^＋ transporter）家族成员在植物对钾（K）的吸收和转运以及植物生长发育、耐盐性和渗透势的调节中起着重要作用。本研究以甘蓝型油菜（Brassica napus L.）为材料，共鉴定出45个HAK/KUP/KT基因，分别命名为BnHAK1～BnHAK45，并对油菜中的HAK/KUP/KT基因家族进行基因结构、进化和表达以及染色体定位分析。结果表明，甘蓝型油菜中的HAK/KUP/KT基因家族在染色体上呈现不均匀分布，其中在A01号染色体上分布最多，有5个BnHAKs基因。根据不同物种HAK/KUP/KT蛋白构建系统进化树，将其分为2个组群，其中双子叶植物中的拟南芥、甘蓝、白菜和甘蓝型油菜基因的保守性更强，亲缘关系更近。在表达量分析中，尽管HAK/KUP/KT基因家族的表达模式各不相同，但是总体而言，它们在根中的表达量最高，在角果中的表达量最低，这说明不同HAK/KUP/KT基因家族成员的分工是不同的。BnHAK4、BnHAK9基因在叶中特异性高表达，BnHAK11、BnHAK18和BnHAK23在根中特异性高表达，BnHAK7和BnHAK17在花中的表达量最高，说明该基因家族的表达具有组织特异性。本研究为进一步揭示甘蓝型油菜HAK/KUP/KT基因家族的功能机制提供了相应的参考依据。

研究清香型铁观音（Tgy-Q）、浓香型铁观音（Tgy-N）和陈香型铁观音（Tgy-C）对APP/PS1双转基因阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease, AD）小鼠行为学的改善作用，及其对AD小鼠氧化应激及炎症等的作用机制。以C57BL/6J小鼠10只作为对照，6月龄雌性APP/PS1小鼠40只分成模型组、多奈哌齐组、Tgy-Q、Tgy-N和Tgy-C组，连续70 d灌胃给药，进行Y迷宫和旷场行为学实验，结束后处死，收集血浆和脑组织，检测小鼠血浆中超氧化物歧化酶活性、谷胱甘肽过氧化物酶活性和丙二醛含量，并通过免疫组化实验观察胶质细胞的形态变化。Y迷宫实验结果表明，3组铁观音提取物处理组小鼠自发交替反应率分别比模型组增加17.3%、17.6%、19.8%（P＜0.001），各组小鼠工作记忆能力较模型组有显著提高。旷场实验结果发现：与模型组相比，Tgy-C组小鼠中央区域的运动距离增加93.0%，Tgy-N组增加82.0%，Tgy-Q组增加49.2%；中央区域停留时间以Tgy-C组小鼠的效果最佳，增加105.0%（P＜0.01），其次为Tgy-N组，增加84.1%（P＜0.01），Tgy-Q组增加66.8%（P＜0.05）。Tgy-C组小鼠的空间探索能力及焦虑行为改善更好。本实验中氧化应激水平下降是抗AD作用的主要作用机制。研究发现，与模型组组比，Tgy-Q、Tgy-N、Tgy-C处理的小鼠血浆丙二醛含量分别降低18.44%、12.97%、15.11%；超氧化物歧化酶活性分别升高15.31%、13.69%、18.80%。免疫组化实验结果表明，3种铁观音提取物对AD小鼠脑部小胶质细胞和星型胶质细胞形态的恢复有改善作用。综上所述，铁观音提取物对AD小鼠模型具有一定的缓解或保护作用，为科学饮用铁观音提取物抗AD功效提供了新的理论依据。

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。