全球气候变化导致的干旱与热浪频发，严重威胁着荒漠植物的生存。然而，关于荒漠灌木如何协调水力安全与热耐受性以应对水热复合胁迫机制尚不清楚。本研究以中国西北干旱区同域分布的5种柽柳属（Tamarix）植物为对象，采用野外测定与采样方法获取了气体交换参数与叶片水势的日动态；测定了木质部栓塞脆弱性（P50）、膨压丧失点（Ψtlp）、高温半致死温度（LT50），系统评估了不同物种的适应策略。结果表明：（1）5种柽柳在抗旱性与抗热性上表现出显著的种间分化。刚毛柽柳（T. hispida）表现出最强的抗栓塞能力（P50=-2.20 MPa）和热耐受性（LT50=66.5 ℃），而多花柽柳（T. hohenackeri）则表现出最高的气体交换速率和最弱的抗性。（2）LT50与P50呈极显著负相关，与水力安全边界呈极显著正相关。证实了荒漠植物在水力安全与热耐受性上存在高度的协同适应，而非功能权衡。（3）主成分分析（PC1解释度92.4%）揭示了柽柳属植物中存在一个连续的适应策略谱系：从以多花柽柳为代表的“高消耗-避热”策略，到以刚毛柽柳为代表的“高安全-耐受”策略。本研究揭示了基于水力-热力耦合的生态位分化机制，强调了在未来更加干热的气候情景下，应优先选择具备“高安全-耐受”策略的物种进行植被恢复。
为阐明平茬处理下生态脆弱区典型固沙灌木阶段性功能状态差异，以甘肃民勤荒漠-绿洲过渡带约50 a老龄梭梭（Haloxylon ammodendron）为对象，设置未平茬、半平茬（数量50%）、半平茬（高度50%）和全平茬4种处理，比较平茬处理约2 a后植株构型性状、水分功能性状、碳获取性状、生长旺季非结构性碳水化合物（NSC）含量及80~90 cm土层细根样段性状的差异，并结合相关性分析、主成分分析和熵权TOPSIS法评价不同处理下的性状关联特征和综合功能表现。结果表明：不同平茬处理后，梭梭个体多维功能性状配置存在显著差异。与未平茬和全平茬处理相比，2种半平茬处理整体表现出较好的地上构型状态和功能维持特征。其中，半平茬（高度50%）处理在平均冠幅、活枝数量、自然状态下水分输导能力、水力安全边界和器官NSC含量方面表现较优；半平茬（数量50%）处理则在净光合速率、细根样段总长度和比根长方面具有一定优势。相关性分析和主成分分析表明，水分输导能力、水力受损程度、气孔调节、叶绿素含量、NSC积累和细根样段性状之间存在一定关联，提示平茬处理后梭梭个体功能状态可能表现为多性状联动变化。熵权TOPSIS综合评价显示，半平茬（高度50%）综合得分最高，其次为半平茬（数量50%），二者均高于未平茬和全平茬处理。本研究中，约50 a老龄梭梭在平茬处理约2 a的观测期，半平茬（高度50%）处理在地上构型状态、水分输导能力维持和生长旺季碳水化合物积累方面表现相对较好，可为荒漠-绿洲过渡带老龄梭梭林平茬管理提供阶段性参考。
光是调节植物生长发育不可或缺的环境因子，而UV-B辐射则会干扰植物正常的生长发育，引发氧化损伤并抑制光合作用。为探究杨树（Populus）对UV-B胁迫的形态生理响应特征及潜在机制，以雌雄异株青杨（Populus cathayana）为材料，进行UV-B胁迫及外源生长素（IAA）、乙烯前体（ACC）、茉莉酸甲酯（MeJA）、水杨酸（SA）和褪黑素（MT）添加处理，测定叶片光合参数、抗氧化指标、激素含量和相关基因表达量及茎和叶花青素含量，并对这些指标进行主成分分析（PCA）。结果表明：在UV-B胁迫下，雌、雄青杨叶片净光合效率下降，活性氧（ROS）积累量增加，雄株对UV-B的耐受性强于雌株。在UV-B胁迫下，外源激素添加处理能够在不同程度上改善青杨叶片光合性能，调控ROS稳态，其中，IAA、ACC和MT添加处理对雌性青杨的UV-B胁迫缓解效果优于雄性青杨。SA添加处理显著降低青杨叶片H2O2含量；MeJA添加处理进一步促进青杨器官花青素积累并降低叶片H2O2含量，提高净光合效率及青杨对UV-B的耐受性。此外，PtrJAZ1/2/3/5/9基因相对表达量在UV-B胁迫和MeJA添加处理下均显著上调，暗示其可作为茉莉酸（JA）信号通路的关键调控因子，介导花青素合成与胁迫响应。综上，在UV-B辐射胁迫下，雄株比雌株表现出更强的生理可塑性与抗逆潜力。本研究为植物抗逆栽培与激素调控提供了实践启示。
为研究PsnSWEET7在氮素响应和碳氮代谢调控中的功能，以小黑杨（Populus simonii×P. nigra）为试验材料，通过农杆菌（Agrobacterium）介导法创制过表达转基因株系，结合亚细胞定位及不同浓度氮素（NH4NO3）处理下表型分析、生理指标测定、基因表达分析等方法，系统探究该基因对植株生长及碳氮代谢的影响。分析显示：PsnSWEET7蛋白定位于质膜；在NH4NO3处理下，相较于野生型，PsnSWEET7过表达植株株高与地径分别显著增加17.3%和17.8%（P<0.05）；茎部蔗糖、葡萄糖质量分数分别显著提高20.1%和25.4%（P<0.05），可溶性蛋白及游离氨基酸质量分数分别显著提高9.3%和7.5%（P<0.05）；纤维素质量分数显著提高10.5%（P<0.05），木质素质量分数显著下降12.2%（P<0.05）。在正常和高氮条件下，转基因植株液泡转化酶与细胞壁转化酶活性显著提高（P<0.05）。结果表明，PsnSWEET7可通过调控糖转运重塑小黑杨碳氮代谢，进而促进植株生长。研究结果为高产优质杨树分子育种提供了新的基因资源与理论依据。
液泡膜内在蛋白（tonoplast intrinsic proteins，TIPs）是水通道蛋白家族的重要成员，在植物水分平衡及逆境胁迫响应中发挥关键作用。本研究以PagTIP1；3基因为对象，利用野生型84K杨（Populus alba×P. glandulosa）及其PagTIP1；3敲除株系，解析PagTIP1；3基因在杨树盐胁迫响应中的功能及分子机制。结果表明：正常条件下，PagTIP1；3基因敲除导致植株叶片叶绿素含量降低，净光合速率及株高下降。盐胁迫下，敲除株系萎蔫与黄化症状加剧，株高显著降低；最大光化学效率、电子传递速率及叶绿素相对含量等光合生理指标均显著低于野生型。转录组分析显示，光合作用通路关键基因（PagLHCB7、PagGAPCP-2、PagPSY、PagRCA）在PagTIP1；3敲除株系响应盐胁迫时的表达模式与野生型存在显著差异。综上所述，PagTIP1；3基因缺失可能通过影响盐胁迫下杨树光合作用相关基因的转录响应，损伤光合电子传递与光保护能力，破坏生长及光合生理稳态，从而显著降低杨树的耐盐性。
为探究C2H2型锌指转录因子PtrZAT11在杨树木材形成过程中的分子功能，本研究通过RT-qPCR分析PtrZAT11在毛果杨（Populus trichocarpa）不同茎节木质部的表达模式，利用PEG介导的原生质体瞬时转化系统观察PtrZAT11-GFP融合蛋白的亚细胞定位，采用CRISPR-Cas9技术创制PtrZAT11及其同源基因PtrZAT11h的双突变体，并对突变体进行生长指标测定及茎解剖结构分析。结果表明：PtrZAT11在次生生长阶段的茎节中显著高表达，其蛋白定位于细胞核。与野生型相比，ptrzat11 ptrzat11h双突变体株高增加约31.5%，茎节数量显著增多，但地径和节间长度无显著差异；突变体第12茎节木质部环带宽度及木质部细胞面积占比均显著降低，单位面积纤维细胞数量减少、导管细胞数量增多。PtrZAT11作为核定位转录因子，参与杨树木材形成过程，通过影响木质部细胞的分化数量来调控木质部组织结构，并可能协调植株初生生长与次生生长之间的平衡。
为系统揭示间伐强度与水氮添加对人工林叶片功能性状的协同调控机制，本研究以黄泛平原毛白杨（Populus tomentosa）人工林为对象，采用裂区试验设计，设置2种间伐强度（50%与75%）及3种水氮处理（水氮添加、单独水分添加和对照），从叶片水分状态、结构性状及养分化学计量3个维度解析其响应特征与耦合关系。结果表明：（1）叶片相对含水量整体稳定，而叶片干质量含水量对间伐及其与水氮处理的交互作用高度敏感，在75%间伐及水氮协同处理下显著提高43.05%；（2）结构性状整体未发生显著变化，叶片干物质含量相对稳定，而比叶质量表现出较高变异性，显示潜在可塑性；（3）养分性状中叶片碳含量相对稳定，而氮、磷含量及其化学计量比对处理响应显著，氮磷比（质量比）为11.06~18.46，平均为13.94，指示该区域毛白杨人工林处于氮限制状态；（4）多性状分析表明，叶片水分、结构与养分之间存在显著耦合关系，其中叶片干质量含水量与比叶质量是驱动养分分配的关键性状；（5）主成分分析显示，前2个主成分累计解释66.4%的变异。间伐75%处理促使叶片向高资源利用效率方向调整，间伐50%处理则维持保守策略；不同水氮处理主要沿养分结构维度分化，其中单独水分添加处理与养分比值性状紧密关联。总体来看，间伐与水氮调控通过改变资源可利用性，驱动叶片功能性状协同变化，并影响植物资源利用策略。
为探究杨树对淹水胁迫的生理响应，本研究选取湘林90（Populus deltoides‘Xianglin 90’，编号XL90）、江淮1号杨（P. deltoides‘Jianghuai No.1’，编号江1）、皖林1号杨（P. deltoides‘Wanlin No.1’，编号皖1）、2025杨（P. deltoides‘Zhonghe 1’，编号2025）及巨霸杨（P. deltoides‘Nanyang 1’，编号巨霸）5个主栽杨树品种1年生苗木为材料，采用双因素（品种×淹水）完全随机设计，设置正常灌溉（CK）、浅度淹水（DSY）和深度淹水（GSY）3种处理，测定生长指标、叶绿素荧光参数及叶、茎、根器官的碳（C）、氮（N）、磷（P）含量及计算其化学计量比。结果表明：淹水胁迫显著降低各杨树品种的成活率，并抑制树高与地径增长。品种间耐淹性差异显著：XL90在GSY下成活率（67%）及生长表现相对较好；巨霸在DSY下成活率最高（83%），但对GSY敏感；江1、皖1和2025在2种淹水处理下生长均严重受抑，且DSY下因存活率较低，其生长指标均值可能存在个体偏差。叶绿素荧光分析显示，GSY处理显著降低各品种的实际光化学效率（ΦPSⅡ）和光化学淬灭系数（qP），而DSY处理的qP虽较CK有所降低，但差异不显著。淹水胁迫显著改变各器官C、N、P含量，表现为叶片C含量上升、N含量下降（除皖1外），茎与根的N含量上升；除江1外，根P含量均呈升高趋势。化学计量分析显示，多数品种叶片的C∶N（质量比）和N∶P（质量比）随淹水加剧显著变化，而C∶P（质量比）响应则表现出明显的品种特异性。综合各项指标，5个杨树品种的耐淹性排序为XL90>巨霸>2025>江1>皖1。本研究从光合生理与生态化学计量学角度揭示了杨树响应淹水胁迫的品种差异机制。
氟喹诺酮类抗生素（fluoroquinolone antibiotics，FQs）广泛存在于农田灌溉水、畜禽养殖废水及滨海湿地中，对植物生长与生态过程构成潜在胁迫。以氧氟沙星（ofloxacin，OFX）和恩诺沙星（enrofloxacin，ENR）为代表，通过生理生化指标测定与转录组分析，系统解析翅碱蓬（Suaeda salsa）在氟喹诺酮类抗生素胁迫下的生理响应特征及分子调控机制。结果表明：OFX与ENR均对翅碱蓬地上部和地下部造成显著氧化胁迫，其中ENR胁迫下膜脂过氧化程度更为严重，并伴随苯丙烷代谢及ABC转运体（ATP-binding cassette transporter）相关基因的显著差异表达；OFX胁迫则主要影响光系统结构与功能，通过WRKY转录因子家族（WRKY transcription factor family）和MAPK（mitogen-activated protein kinase）信号通路相关基因的调控增强抗氧化防御能力。2种抗生素处理均增强糖酵解-丙酮酸代谢途径，为抗胁迫反应提供能量与还原力支持。翅碱蓬在氟喹诺酮类抗生素胁迫下表现出由结构防御、代谢重编程与信号调控协同驱动的多层次适应性响应模式。
为系统阐明不同浓度盐胁迫条件下木豆（Cajanus cajan）幼苗的生长响应特征及其抗氧化酶活性与黄酮类代谢物积累的动态变化规律，采用生长一致的木豆幼苗作为材料，设置0、50、100、150、200 mmol⋅L-1 NaCl处理，在处理后1、3、5、7 d进行表型观察及根系扫描分析，测定根长、表面积、投影面积、体积及平均直径等根系形态指标，同时测定超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）活性，并在150 mmol⋅L-1 NaCl处理条件下选取不同时间点样品，利用超高效液相色谱-串联质谱（UPLC-MS/MS）技术对黄酮类代谢物进行定性与定量分析，并结合相关基因表达变化进行分析。结果表明：盐胁迫对木豆幼苗生长具有显著的浓度依赖性抑制作用。随着盐浓度升高及处理时间延长，幼苗表现为主根伸长受阻、侧根发育受限及地上部生长减缓，且在处理3 d后抑制效应明显增强。根系形态指标整体随时间呈增长趋势，但在100 mmol⋅L-1及更高盐浓度处理下增长幅度明显降低，50 mmol⋅L-1处理在部分观测时期对根系生长表现出一定促进作用；根系平均直径变化幅度较小，但在中高盐浓度条件下略有增加。SOD活性在中等盐浓度下显著升高并趋于稳定，POD活性随盐浓度增加及处理时间延长持续上升。在150 mmol⋅L-1 NaCl处理条件下，根系黄酮类代谢物呈现阶段性积累特征，木豆芪酸质量浓度整体呈上升趋势，异牡荆素质量浓度波动变化明显，染料木苷质量浓度呈诱导积累趋势，染料木素质量浓度在处理后期显著增加。基因表达分析结果显示，CcPAL2、Cc4CL4及CcCHS3表达量降低，CcC4H1表达显著上调，CcCHI2与CcIFS1表达量升高。研究表明，盐胁迫条件下，木豆幼苗生长受到抑制并表现出明显的时间与浓度效应，抗氧化酶活性及黄酮类代谢物含量随胁迫过程呈动态变化，黄酮生物合成通路关键基因表达存在差异性调控。
植物在病原菌胁迫下通常积累多种次生代谢产物，这些代谢物与植物抗逆性密切相关。其中，绿原酸（chlorogenic acid，CGA）可以通过调控次生代谢增强植物抗病性，但相关机制仍缺乏系统研究。为进一步解析其机制，本研究对外源绿原酸处理的黄芩（Scutellaria baicalensis）进行病原菌侵染，测定叶片叶绿素、丙二醛含量及侵染面积和黄酮类物质含量等相关指标，并进行转录组测序分析及酶基因顺式作用元件分析。结果表明：绿原酸显著提高黄芩对叶斑病的抗病性，并影响黄酮类化合物柚皮素和芹菜素的积累。与对照相比，绿原酸处理组黄芩叶片病斑面积较小，叶绿素含量较高，丙二醛含量较低。对绿原酸处理后的样品进行转录组测序分析，共鉴定出563个差异表达基因，主要富集在苯丙烷生物合成、淀粉和蔗糖代谢、亚麻酸代谢、半乳糖代谢、类黄酮生物合成等代谢途径中；其中SbPAL、SbC4H、Sb4CL1、Sb4CL2、SbFNS、SbHCT1、SbHCT2等黄酮合成关键酶基因表达显著上调；顺式作用元件分析表明，这些基因启动子区域富含bHLH、MYB、GRF等转录因子结合位点。综上，本研究表明：外源绿原酸可能通过促进类黄酮生物合成途径关键基因表达，提高黄芩中类黄酮化合物积累，从而增强其对叶斑病的抗病性。
紫斑牡丹（Paeonia rockii）花瓣基部色斑是我国牡丹品种色斑性状的主要遗传来源。为明确色斑的时序发生、扩展模式及其与色素积累的关系，本研究系统观察了10个紫斑牡丹品种花瓣基部色斑在7个时期的形成情况。结果显示：S2时期花瓣基部出现单个色素细胞，并逐步形成以深色中心细胞为核心、浅色外围细胞环绕的色素细胞团。色斑以色素细胞团为基本结构单位进行扩展，其轮廓于S3时期初步形成，早于花瓣花色显现，且S6~S7时期仍存在色素细胞分裂高峰。S2~S3时期，色斑区L*（明度）和b*（黄蓝度）显著下降，a*（红绿度）显著升高。S2时期色斑区即可检测到花青苷，其中矢车菊素-3，5-O-二葡萄糖苷（Cy3G5G）和芍药花素-3，5-O-二葡萄糖苷（Pn3G5G）含量最高。线性回归分析表明，Pn3G5G含量对色斑L*、a*、b*变化具有较强解释力，是形成紫红色色斑的关键花青苷；天竺葵素-3，5-O-二葡萄糖苷（Pg3G5G）可能参与黑色色斑的形成。综上，紫斑牡丹色斑的形成是以色素细胞团扩展为结构基础、花青苷时空特异性积累为物质基础的动态发育过程。
本研究发现，100年前描述的石蝴蝶属（Petrocosmea）物种昆岛石蝴蝶（Petrocosmea condorensis Pellegr.）并非该属植物，而是代表一个独立的新属。该物种花冠扁面状，叶片近圆形，花丝线形，蒴果圆锥状卵球形，2瓣裂；形态学性状十分独特。分子系统发育分析表明，该种位于苦苣苔科（Gesneriaceae）苦苣苔亚科（Didymocarpoideae）芒毛苣苔族（Trichosporeae）的斜蒴苣苔亚族（Loxocarpinae），并与该亚族中其他若干属组成的分支呈姐妹群关系，系统位置特殊。基于分子系统发育与形态学证据，本研究将该种提升为新属——振宇苣苔属（Zhenyuenes），并对其作出新组合处理。
为探索陕西羽叶报春（Primula filchnerae）多倍体诱导技术，本研究分别采用种子浸泡法和生长点棉球滴加法进行秋水仙素处理，比较不同浓度与处理时间对发芽率、死亡率及四倍体诱导率的影响，并通过流式细胞术与根尖染色体计数进行倍性检测与验证。结果表明：秋水仙素处理总体抑制种子萌发并提高幼苗死亡率，但在适宜浓度下可显著提高四倍体诱导率。种子处理组中，0.02 g⋅L-1、24 h处理组的种子发芽率最高，为（77.67±3.51）%；0.05 g⋅L-1、24 h处理组的幼苗死亡率最低，为（2.16±0.93）%，且四倍体诱导率最高，为（30.12±4.02）%。生长点处理组中，0.05 g⋅L-1处理效果最佳，四倍体诱导率为（40.00±10.00）%。流式细胞术检测结果表明，四倍体材料的G₀/G₁主峰较二倍体明显偏移；染色体计数进一步验证，二倍体染色体数为2n=2x=24，四倍体染色体数为2n=4x=48。形态学和细胞学比较分析表明，四倍体植株的叶片及花朵相关指标显著优于二倍体，生长势更强，观赏价值更高。此外，四倍体植株的气孔尺寸增大、气孔密度降低，符合多倍体植株的典型细胞学特征。综上所述，本研究建立了高效的陕西羽叶报春秋水仙素诱导与倍性鉴定技术体系，为该物种多倍体育种及种质创新提供了技术支撑。
光周期（photoperiod）是调控林木季节性生长与生长停止的关键环境因子。在光周期信号感知和转导过程中，生物钟晚间复合体（evening complex，EC）的核心组件-节律失常蛋白（LUX ARRHYTHMO，LUX）在其中发挥重要作用。本研究在白桦（Betula platyphylla）参考基因组中分析得到47个BpLUXs同源基因。生物信息学分析表明，BpLUX1、BpLUX5和BpLUX18具有典型的Evening Element（EE）顺式作用元件，BpLUX1、BpLUX5和BpLUX18均具有典型的MYB保守结构域，BpLUX1、BpLUX5具有典型的昼夜节律表达模式。通过CRISPR/Cas9技术靶向敲除BpLUX1和BpLUX5，成功创制BpLUX1功能缺失突变体bplux1（BpLUX5基因敲除未成功）。表型分析结果表明，在短日照（short-day，SD）条件下，野生型白桦响应短光周期在第19天开始几乎全部停止生长，而bplux1突变体仍保持活跃生长状态，同时，野生型白桦株高未表现出显著性差异，而bplux1突变体株高显著增高，表现出延迟生长停止表型，表明BpLUX1是白桦响应短日照、诱导生长停止的关键基因。转录组分析进一步揭示，在SD条件下，bplux1突变体中脱落酸（abscisic acid，ABA）信号通路中脱落酸受体调控组分1基因BpRCAR1（Regulatory Component of ABA Receptor 1）等11个差异表达基因下调，赤霉素（gibberellin，GA）信号通路中赤霉素不敏感类似物1基因BpRGL1（RGA-Like 1）等7个差异表达基因上调，并且BpLUX1与ABA和GA信号通路中的关键差异表达基因有潜在的结合位点。这表明BpLUX1基因可能通过影响植物激素信号进一步影响白桦生长停止。综上所述，本研究为解析BpLUX1在光周期调控白桦生长停止的过程中发挥功能提供了一定的理论依据。
从全缘叶绿绒蒿（Meconopsis integrifolia）中克隆谷胱甘肽S-转移酶基因（MiGST），通过拟南芥（Arabidopsisthaliana）遗传转化鉴定生物学功能，旨在为全缘叶绿绒蒿不同部位类黄酮开发利用提供理论依据。本研究通过克隆MiGST基因，经生物信息学分析后采用实时荧光定量PCR分析组织表达特性；利用花序浸染法遗传转化拟南芥，采用硝酸铝比色法测定T1代拟南芥转基因株系中总黄酮含量变化。结果表明：MiGST基因CDS全长702 bp，编码234个氨基酸，其编码蛋白相对分子质量约为25 861.91 Da，理论等电点为5.84；MiGST蛋白与罂粟（Papaver somniferum）中GST蛋白亲缘关系最近；MiGST基因具有组织表达特异性，其中花中表达量最高，茎中表达量最低；过表达MiGST基因拟南芥植株总黄酮含量为野生型的1.27倍。本研究证实，过表达MiGST基因可显著提高转基因拟南芥的总黄酮含量，表明MiGST基因在全缘叶绿绒蒿类黄酮跨膜转运及累积过程中具有重要作用。
NAC转录因子（NAM，ATAF，and CUC transcription factors）是植物特有的转录调控因子，广泛参与植物的生长发育及非生物胁迫响应过程。为系统解析楸树（Catalpa bungei）NAC基因家族的分子演化特征及其在低温胁迫下的分子调控机制，本研究基于楸树全基因组测序数据，系统鉴定了楸树NAC基因家族成员，并深度剖析了其理化性质、系统发育拓扑结构、基因结构保守性、启动子顺式作用元件分布特征、低温响应的基因表达模式并进行了加权基因共表达网络分析（WGCNA）。结果表明：楸树基因组中共鉴定出65个CbuNAC基因，依据系统发育演化关系可将其划分为4个高度保守的亚家族。染色体定位显示，这些成员非均匀地锚定在16条染色体上，呈现出显著的簇状分布模式。基因结构与保守基序分析表明，同一亚家族成员在内含子/外显子排布及蛋白质Motif组成上表现出高度一致性，这不仅印证了系统发育分类的可靠性，更反映出亚家族内部潜在的功能冗余与进化分化特征。共线性分析证实，片段复制事件是楸树NAC基因家族规模扩张与演化分化的主导力量，而非串联复制。低温胁迫时间序列转录组分析揭示，CbuNAC15、CbuNAC30与CbuNAC36基因在低温胁迫下表达呈显著上调，展现出强烈的且具有时序差异的低温响应特异性。结合WGCNA进一步证实，这3个核心基因不仅协同调控经典的ICE1-CBF抗寒信号通路，还与渗透调节及激素代谢下游效应基因紧密联动。本研究探究了楸树NAC基因家族的基因组学特征，精准锚定了3个极具育种价值的抗寒关键基因，为深入挖掘林木非生物逆境适应性机制及开展分子标记辅助育种提供了坚实的理论支撑与靶标资源。
茎作为林木主要的库器官之一，提升其库强（sink strength）对提高木材产量具有重要意义。WOX4属于WUSCHEL-related homeobox（WOX）转录因子家族，其核心功能在于维持维管形成层干细胞的活性并促进其增殖，是调控植物茎与根次生生长的关键因子，在茎的木质部发育过程及根中呈现高表达特征。本研究以小黑杨（Populus×xiaohei）为研究材料，利用RT-qPCR技术分析小黑杨WOX4a基因（PxWOX4a）在不同组织部位的相对表达量；利用GUS染色技术对pPxWOX4a：：GUS转基因植株进行染色，通过观察GUS信号，进一步分析PxWOX4a启动子在不同组织中的表达模式。结果表明：WOX4a基因在小黑杨茎中高表达，通过克隆其上游1 742 bp的启动子及顺式作用元件分析发现，该启动子序列包含G‑box、I‑box、Box4等多个光响应元件。构建pBI121‑pPxWOX4a：：GUS报告载体，转化84K杨（P. alba×P. glandulosa ‘84K’），分子鉴定表明：pPxWOX4a：：GUS已整合到84K杨基因组中。RT‑qPCR表达分析及GUS组织化学染色结果表明，PxWOX4a启动子能驱动GUS基因在84K杨的茎中高表达。上述结果表明：本研究从小黑杨中克隆获得的PxWOX4a启动子，具有驱动外源基因在茎中特异高表达的活性。该启动子的克隆对利用基因工程手段调节杨树等林木茎部组织的库强，进而提高木材产量具有一定的实践意义；同时，为利用茎部特异表达启动子进行木材形成相关基因的功能解析提供了新的途径。
优化穿心莲（Andrographis paniculata）子叶与根愈伤组织原生质体的制备方法，并探究影响其瞬时转化的关键因素，为后续开展穿心莲遗传转化及基因功能研究奠定技术基础。本研究采用酶解法研究不同甘露醇浓度、酶浓度及酶解时间对原生质体产量与活力的影响；通过PEG介导法考察PEG浓度、转化时间等因素对瞬时转化效率的影响，并建立穿心莲根愈伤组织原生质体的瞬时转化体系。穿心莲子叶原生质体制备的最佳条件：取0.2 g子叶，在含4.0%纤维素酶R-10、1.5%离析酶R-10和0.6 mol⋅L-1甘露醇的酶解液中，26 ℃、55 r⋅min⁻¹黑暗酶解4 h，原生质体产量可达3.32×10⁵ 个⋅mL-1，活力达90.73%。根愈伤组织原生质体制备的最佳条件：取0.4 g培养15 d的根愈伤组织，在含4.0%纤维素酶R-10、1.0%离析酶R-10和0.8 mol⋅L-1甘露醇的酶解液中，相同条件下酶解9 h，产量可达2.18×106 个⋅mL-1，活力达94.19%。PEG介导的瞬时转化试验表明，40% PEG 4000处理30 min、质粒用量10 μg、甘露醇浓度0.6 mol⋅L-1为最优转化条件，转化效率可达58.03%。不同来源的穿心莲材料在原生质体制备条件上存在显著差异，需要针对材料特性进行条件优化。本研究建立了高效的穿心莲子叶和根愈伤组织原生质体制备体系及根愈伤组织原生质体的瞬时转化体系，为后续开展穿心莲基因功能解析与细胞生物学研究提供了可靠的技术支持。
为从发育源头探究圆齿野鸦椿（Euscaphis konishii）种子综合休眠特性的形成机制，以结实盛期的植株为材料，系统分析了花后不同发育阶段种子的生长与发育进程，并测定了种子吸水率、硬实率、主要储藏物质及内源激素含量的动态变化。结果表明：（1）发育前期（花后30~60 d）种子体积迅速增长，中期（花后60~120 d）、后期（花后120~150 d）趋于稳定。花后90 d开始可观察到胚结构分化，种皮逐渐木质化，胚乳持续充实；花后120~150 d，种子外观和大小已基本稳定，但胚细胞结构仍较为致密。（2）在整个生长发育过程中，干物质含量持续增长，含水量持续下降；花后90 d硬实率开始快速升高，花后150 d达到50%以上。（3）可溶性糖含量在发育前期较高，花后90 d维持较低水平；可溶性蛋白、粗脂肪和淀粉在发育后期显著积累；α-和β-淀粉酶活性呈“降—升—降”的趋势，而过氧化物酶（POD）活性在花后90 d显著增强。（4）脱落酸（ABA）、油菜素甾醇（BR）和赤霉素（GA3）含量整体呈“升—降—升—降”的双峰型变化趋势；生长素（IAA）、玉米素核苷（ZR）含量在发育中期显著升高；茉莉酸甲酯（MeJA）含量在花后30 d处于较高水平，IAA/ABA、ZR/ABA在花后90 d达到峰值，随后随ABA再次积累而下降。（5）主成分分析（PCA）显示，种子发育前期主要与含水量、可溶性糖含量和ABA含量相关，发育中后期主要与淀粉含量、粗脂肪含量、可溶性蛋白含量、POD活性及IAA含量相关。综上，圆齿野鸦椿种子在发育过程中，种皮结构致密化与硬实形成、碳氮储藏物质转变及激素平衡调控协同作用，促成其综合休眠特性的建立。
