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。

为揭示井窖深栽促进作物生长的理论机制，以常规移栽为对照，比较分析了井窖深栽烟苗的生理生化和转录组特征。结果表明：井窖深栽烟苗生长环境的平均气温为22.29 ℃，比常规移栽提高了4.76 ℃；环境相对湿度为97.10%，较常规移栽增加了58.97%；烟苗叶片的平均太阳光合有效辐射为221.57 μmol/（m²·s），比常规移栽降低了20.53%。与常规移栽相比，井窖深栽烟苗株高显著增加，最大叶面积显著增大，叶片水势提高29.92%～64.46%，增加显著；叶片超氧化物歧化酶（superoxide dismutase, SOD）、过氧化物酶（peroxidase, POD）活性及丙二醛（malonaldehyde, MDA）含量分别降低了14.48%、8.86%和9.83%（P＜0.05）。转录组测序共发现4 845个差异表达基因（differentially expressed genes, DEGs），其中下调表达基因2 693个，上调表达基因2 152个；基因本体（gene ontology, GO）富集分析表明，下调DEGs主要富集于氧化还原过程和氧化还原酶活性等功能途径；京都基因和基因组数据库（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes, KEGG）通路富集分析表明，DEGs最显著富集于黄酮类化合物生物合成途径，该途径关键酶查耳酮异构酶、黄烷酮-3-羟化酶、黄酮醇合成酶、黄酮类-3\mathrm{\prime }-羟化酶、黄酮醇-3-O-葡萄糖苷L-鼠李素转移酶等的相关基因表达下调。常规移栽烟苗叶片中的二氢槲皮素、芦丁、山柰酚-3-O-葡萄糖苷、槲皮素-3-O-半乳糖苷、木犀草素、异鼠李素-3-O-芸香糖苷和山柰酚-3-O-芸香糖苷等7种黄酮类化合物含量显著高于井窖深栽烟苗。井窖深栽提高了移栽烟苗生长环境的温、湿度，降低了叶片光合有效辐射，避免了烟苗遭遇明显逆境胁迫，促进了烟苗的生长发育。

OsSPL转录因子在水稻（Oryza sativa）根系、叶片、花器官、穗等发育与逆境响应过程中起重要作用。本文通过对OsSPL3启动子的分析，探究了OsSPL3转录因子在水稻中的表达模式及其对干旱胁迫的响应方式。利用PLACE和Plant CARE在线软件分析OsSPL3启动子区的顺式作用元件，并构建OsSPL3启动子与β-葡糖醛酸糖苷酶（β-glucuronidase, GUS）基因的重组表达载体，转化‘中花11’（ZH11）水稻愈伤组织，筛选获得阳性转基因植株，且对pOsSPL3-GUS转基因植株的GUS表达活性以及在干旱胁迫与脱落酸（abscisic acid, ABA）处理下的表达方式进行检测。启动子分析结果表明，OsSPL3启动子区除包含必要的转录起始核心元件与光响应元件外，还包括3个MYB参与的干旱诱导元件、3个赤霉素响应元件、2个厌氧诱导必需作用元件、1个低温响应作用元件、1个胚乳表达调控元件、1个玉米醇溶蛋白代谢调控元件和1个分生组织表达相关调控元件。GUS染色结果显示，GUS基因在新生叶片、茎鞘、胚芽鞘等幼嫩组织及根冠、分生区、伸长区等根系旺盛生长部位中表达活性较高。此外，干旱胁迫能明显增强转基因水稻叶片与根系的GUS活性。本研究结果表明，OsSPL3转录因子在水稻种子萌发后的胚芽鞘生长、新叶发生、根系延伸等器官发育与茎鞘伸长等过程中发挥调控作用，同时，OsSPL3转录因子还参与水稻干旱胁迫响应过程。

为探究荷叶生物碱生物合成的分子机制，对生物碱含量差异显著品种‘太空莲’（高生物碱含量）、‘巨无霸’（中生物碱含量）和‘大足红莲’（低生物碱含量）的成熟荷叶进行代谢组学和转录组学测序分析。代谢组学分析发现，在‘大足红莲’及‘太空莲’（低生物碱含量vs高生物碱含量）、‘大足红莲’及‘巨无霸’（低生物碱含量vs中生物碱含量）、‘太空莲’及‘巨无霸’（高生物碱含量vs中生物碱含量）3组中分别存在30、32、14种差异代谢物。这些差异代谢物主要为3类异喹啉类生物碱——苄基异喹啉类、双苄基异喹啉类、阿朴啡类生物碱，包括山矾碱、3\mathrm{\prime }-葡萄糖基-6，7-二羟基-N-甲基-苄基四氢异喹啉、多巴胺、L-酪胺等。为了挖掘上述异喹啉类生物碱生物合成途径的关键基因，进一步对3个品种进行转录组学测序分析。结果表明，‘大足红莲’及‘太空莲’、‘大足红莲’及‘巨无霸’、‘太空莲’及‘巨无霸’3组中的差异表达基因（differentially expressed genes, DEGs）分别为2 866、2 739、3 932个，共有的DEGs有379个，这些共有基因中含有异喹啉类生物碱生物合成途径基因。结合代谢组学分析结果，最终筛选并通过实时荧光定量聚合酶链反应验证得到6个关键DEGs——NnCYP80G、Nn6OMT、NnTYDC、NnNCS、NnRAV和NnERF，它们可用于后续基因功能验证和分子调控网络解析。

为探究滇水金凤（Impatiens uliginosa）TCP4基因（IuTCP4）对花距发育的调控作用，通过反转录聚合酶链反应技术克隆其cDNA全长，对其序列进行生物信息学分析，并采用实时荧光定量聚合酶链反应（real-time fluorescent quantitative polymerase chain reaction, qRT-PCR）技术探讨IuTCP4基因在花距的不同发育阶段及不同组织部位的时空表达模式。结果表明：滇水金凤IuTCP4基因2个拷贝（IuTCP4.1和IuTCP4.2）的cDNA全长分别为1 194、1 173 bp，各编码397个和390个氨基酸，且均不包含内含子；IuTCP4.1和IuTCP4.2所编码的蛋白均为不稳定的亲水性蛋白，且均不存在信号肽和跨膜结构域，两者与茶（Camellia sinensis）、苦瓜（Momordica charantia）等15个物种TCP4蛋白的同源性达到66.11%。在系统发育树中这2个拷贝聚为一支，推测它们为旁系同源基因。qRT-PCR结果显示：IuTCP4.1在初期、开花期的花距和檐部存在差异性表达，且在初期的檐部表达量最高；IuTCP4.2在3个发育时期的花距和檐部均存在差异性表达，且在初期的花距中表达量最高。综上所述，IuTCP4基因在花距发育过程中具有一定的调控作用，且主要在花距发育初期发挥作用。上述结果为凤仙花花距发育机制、花形改良和新品种培育提供了一定的理论依据。

为明确引起宁夏地区番茄细菌性斑点病的病原菌，以宁夏中卫市和吴忠市感染细菌性斑点病的番茄病叶为材料，通过常规组织分离法分离菌株，对其形态学、分子生物学、致病性进行鉴定，并采用四因素三水平正交试验设计[L₉（3⁴）]筛选室内苗期抗病性鉴定方法。结果表明：菌株1（分离自宁夏中卫市的病原菌）、菌株2（分离自宁夏吴忠市的病原菌）的菌落形态均呈乳白色，全缘，不透明，表面光滑，产生绿色荧光，菌体杆状，革兰氏染色呈阴性；菌株1、菌株2的16S rDNA序列与丁香假单胞菌番茄致病变种KT783475.1的相似度为99.93%；回接后叶片产生褐色病斑，伴有黄色晕圈，与自然发病植株的症状一致。因此，确定引起宁夏地区番茄细菌性斑点病的病原菌是丁香假单胞菌番茄致病变种（Pseudomonas syringae pv. tomato）。在接种苗期为四叶期、菌悬液浓度为1.00×10⁷ CFU/mL、接种方法为茎秆接种法、保湿时间为96 h的条件下，病情指数为72.22%，显著高于其他处理，是番茄细菌性斑点病室内苗期抗病性鉴定的最佳方法。本研究为宁夏地区番茄细菌性斑点病的防治及抗病育种提供了一定的理论依据。

本研究系统对比分析了浙江典型颗粒型名优绿茶代表样品觉农·翠茗（浙江绍兴）、平水日铸（浙江绍兴）和奉化曲毫（浙江宁波）的感官品质、风味组分及其含量，并研究其感官特征表达差异及贡献组分。结果表明：不同代表样品外形紧结度、毫量、色泽差异明显，觉农·翠茗样品呈细紧颗粒状，奉化曲毫样品外形披毫、色翠绿。在内质滋味方面，觉农·翠茗呈甘醇型，而平水日铸和奉化曲毫则呈现醇厚特征；在滋味化学组分中，没食子酸、儿茶素、表没食子儿茶素、表没食子儿茶素没食子酸酯，以及谷氨酸、精氨酸、蛋氨酸、茶氨酸、γ-氨基丁酸等是关键差异化合物。在香气方面，奉化曲毫呈清鲜型，觉农·翠茗和平水日铸多呈现高爽、嫩香特征，在挥发性组分中呈现清香、花香特征的二氢芳樟醇、辛醇、橙花醇，呈现果香、甜香特征的反式-橙花叔醇、壬醛、癸醛、3-壬烯-2-酮、α-二去氢菖蒲烯，以及高温作用下形成的β-紫罗兰酮环氧化合物、二氢猕猴桃内酯、茶吡咯等是不同香气特征的关键差异组分。综上所述，不同区域颗粒型名优绿茶在外形、香气、滋味品质上差异明显，这些感官风味差异由不同品质化学组分及含量引起，而它们的变化受到茶叶品种、产地及加工工艺的影响。

现有的传统活性保鲜包装存在孔隙率低、透气性差等缺点，因此制备纳米级保鲜控释包装材料是果蔬采后贮藏和物流领域中的研究热点。本研究采用溶液吹塑纺丝技术制备负载百里酚（thymol, THY）的聚己内酯（polycaprolactone, PCL）纳米纤维膜，并通过材料表征和抑菌实验对THY/PCL纳米纤维膜的性能进行评价。结果表明：负载THY后，PCL纳米纤维膜的结晶度降低，热稳定性提高，而水蒸气透过性能、表面疏水性与机械性能未受影响。此外，THY/PCL纳米纤维膜对大肠埃希菌和金黄色葡萄球菌表现出良好的抑菌活性，展现了在果蔬采后保鲜领域良好的应用前景。

缺铁条件下禾本科植物根系会向土壤内分泌麦根酸类物质。为明确水稻根系分泌物脱氧麦根酸对根际和根内细菌群落的影响，本研究以野生型水稻日本晴及其无2\mathrm{\prime }-脱氧麦根酸（2\mathrm{\prime }-deoxymugineic acid, DMA）分泌能力的2个突变体水稻osbhlh156、iro2为实验材料，对根际和根内微生物取样后进行DNA提取、16S rRNA基因扩增子测序和数据分析。结果表明：土壤类型和栽培方式显著影响了水稻根际、根内细菌群落的组成，而根系分泌物DMA对细菌群落的影响相对较小；细菌物种数量和多样性从根际到根内逐渐降低，因此根内细菌是在与植物的相互作用下被逐步定殖到根中的；水稻根际有无DMA分泌物可用慢生根瘤菌属（Bradyrhizobium）、火山盘杆菌属（Dictyobacter）等9个微生物类群（生物标志物）进行区分；具有三磷酸腺苷结合盒（adenosine triphosphate-binding cassette, ABC）转运蛋白相关功能的细菌可能参与了植物铁转运过程并行使相关功能。本研究结果明确了DMA对水稻根际和根内细菌群落组成的影响，为全面解析微生物在水稻缺铁响应过程中的作用提供了数据支撑。

多氯联苯（polychlorinated biphenyls, PCBs）是土壤中典型的污染物，纳米零价铁（nanoscale zero-valent iron, nZVI）可以高效地将高氯代PCBs脱氯成更容易被微生物降解的低氯代PCBs。本研究从浙江省台州市某电子垃圾拆解场采集了受PCBs污染的土壤样品，采用nZVI与PCBs降解菌嗜吡啶红球菌（Rhodococcus pyridinovorans）R04开展联合修复研究，考察其对PCBs的去除效果。结果表明：nZVI与降解菌R04联合处理对土壤中PCBs总量及各氯代PCB同类物的去除效果均优于nZVI或R04单独处理；nZVI与降解菌R04联合处理32 d时，土壤中PCBs去除率达59.4%，高于单独使用nZVI的去除率（46.1%），也显著高于单独使用降解菌R04的去除率（34.4%，P＜0.05）。因此，nZVI与降解菌联合修复PCBs污染土壤具有较好的应用潜力。

三维打印（three-dimensional printing, 3D打印）作为一项可以快速小批量生产定制产品的加工技术，在园艺园林方向的应用潜力巨大。本研究借鉴3D打印缓释配方相关研究，完成单材料载体配方肥各组分的初步筛选，利用材料挤出3D打印技术成功打印出以海藻酸钠或黄原胶为黏结剂、甘露醇为填充剂、固定配比的乙醇溶液为溶剂、海泡石为增稠剂、尿素为核心肥料的单材料载体配方肥，确定尿素在海藻酸钠作为黏结剂时的最高添加比例为1∶4（尿素与溶剂质量体积比），而在黄原胶作为黏结剂时的最高添加比例为3∶4（尿素与溶剂质量体积比）；明确了用氯化钾、磷酸二氢钾、硫酸锌在最佳配方下替换尿素也可以实现打印；还通过多材料挤出3D打印技术进一步探讨了不同养分组合和元素耦合的打印可能性。通过打印参数调节试验明确了配方肥的最佳打印条件：打印速度200 mm/min、挤出速度0.02 mm/s、挤出高度1 mm、喷嘴直径1 mm。通过砂柱淋洗法进一步研究了不同配方肥的控释周期，发现不同配方及打印后处理下的单材料载体配方肥控释周期存在明显差异，经海泡石改良后的配方可以明显改变单材料载体配方肥的养分释放速率，其控释周期最长可达30 d。

利用Krait软件对2020年公布的拼接程度更高的大银鱼全基因组中完美型微卫星的分布特征进行分析，并据此开发具有多态性的微卫星DNA（又称简单重复序列）标记。结果显示：在大银鱼全基因组内共获得587 554个完美型微卫星位点，序列总长度为11 803 017 bp，占全基因组长度的2.53%；在6种重复类型的微卫星中，二核苷酸数量最多（401 585个，占比68.35%）。针对微卫星位点设计的99对引物中，有39对具有多态性，选择其中多态性较好的14个微卫星标记分别对大银鱼洄游型群体、陆封型群体及移植型群体中选择的1个具有代表性的群体进行检验，结果表明，多态性较好的14个微卫星标记在3个具有代表性的群体中均能进行有效扩增。对3个群体的遗传多样性和遗传结构进行分析发现，洄游型群体（崇明岛群体）遗传变异丰富（平均期望杂合度为0.614、平均多态信息含量为0.576），与淡水群体［太湖群体（陆封型）和连环湖群体（移植型）］分属于2个不同的遗传群组，两者间具有较大的遗传距离和极高的遗传分化水平（遗传分化指数高于0.25，P＜0.05）；淡水群体（太湖和连环湖群体）的遗传变异相对匮乏，2个群体间的遗传距离较小，虽存在显著的遗传分化，但遗传分化水平较低（遗传分化指数为0.102，P＜0.05）。本研究结果表明，洄游型群体具有潜在的种质资源保护价值，可为后续大银鱼全基因组微卫星标记开发和遗传图谱构建等提供依据，并为后续更大范围的群体种质资源评估与管理提供参考。

为制备猫冠状病毒（feline coronavirus, FCoV）核衣壳（nucleocapsid, N）蛋白的特异性抗体，本研究将Ⅰ型FCoV（ZJU1709）的N蛋白基因全长cDNA亚克隆到pCold TF原核表达载体上，通过低温诱导表达、镍柱亲和纯化获得可溶性重组N蛋白；进一步以纯化的重组N蛋白为免疫原制备兔多克隆抗血清（多抗血清），再通过酶联免疫吸附测定（enzyme-linked immunosorbent assay, ELISA）、蛋白质印迹法（Western blotting, WB）、间接免疫荧光试验（indirect immunofluorescence assay, IFA）等多种方法对兔多抗血清进行反应性鉴定。结果显示：经异丙基-β-D-硫代半乳糖苷（isopropyl-β-D-thiogalactopyranoside, IPTG）和低温诱导，成功表达出分子量约为100 kDa的可溶性重组N蛋白，在非变性条件下亲和纯化获得的重组N蛋白质量浓度达到1.4 mg/mL；N蛋白兔多抗血清的ELISA效价可达1×10⁶，与真核表达的重组蛋白Flag-N以及FCoV感染细胞中的N蛋白均具有良好的WB和IFA反应性。交叉反应性结果显示：该多克隆抗体能与α属冠状病毒中不同亚型的FCoV以及犬冠状病毒（canine coronavirus, CCoV）、猪传染性胃肠炎病毒（porcine transmissible gastroenteritis virus, TGEV）、猪流行性腹泻病毒（porcine epidemic diarrhea virus, PEDV）的N蛋白发生反应，但不与β属冠状病毒中的严重急性呼吸综合征冠状病毒2（severe acute respiratory syndrome-related coronavirus 2, SARS-CoV-2）和γ属冠状病毒中的传染性支气管炎病毒（infectious bronchitis virus, IBV）的N蛋白发生反应。综上所述，以pCold TF原核系统表达的可溶性重组N蛋白具有良好的免疫原性，以该蛋白制备的FCoV N蛋白兔多抗血清能识别多种来自不同物种的α属冠状病毒N蛋白，但与β、γ属冠状病毒N蛋白没有交叉反应性，这为进一步研究FCoV复制机制以及开发高效的抗原和抗体检测技术奠定了基础。

为探究天津地区中华绒螯蟹（Eriocheir sinensis）“牛奶病”案例的病原，本研究采用流行病学调查、病原分离、18S rDNA基因序列分析、人工感染试验和免疫组织化学分析来明确病原种类及其组织分布特征、时序变化特征。结果表明：自然发病蟹的主要临床症状包括对外界刺激反应慢或基本不反应，头胸甲腔内蓄积乳白色血淋巴，头胸部及步足基部关节膜连接处肌组织呈不透明乳白色，肝胰腺呈白色半流体糜烂状。基于18S rDNA基因序列的系统发育分析表明，真菌分离株P13被鉴定为二尖梅奇酵母（Metschnikowia bicuspidata）。人工感染试验结果表明，真菌分离株P13能够在实验室条件下感染健康中华绒螯蟹［累积死亡率为（55.0±2.4）%］，导致实验蟹呈现与自然发病蟹相似的临床症状，且能从实验蟹中再分离出二尖梅奇酵母。免疫组织化学分析结果表明，真菌分离株P13能够侵染中华绒螯蟹肝胰腺、后肠、鳃、心脏和肌组织，引起靶组织不同程度的病理损伤并呈现时序变化特征。综上所述，二尖梅奇酵母是天津地区中华绒螯蟹“牛奶病”的病原，本文也初步揭示了该病原的主要靶组织及组织分布特征和时序变化特征，为深入研究二尖梅奇酵母的致病机制提供了理论依据，为中华绒螯蟹“牛奶病”的防控提供了技术支撑。