Rab蛋白羧基末端含有保守的半胱氨酸残基，是蛋白质翻译后进行异戊二烯化修饰的位点。本研究以拟南芥(Arabidopsis thaliana)突变型RabD2b为对象，用定点突变的方法，获得AtRabD2b羧基末端第199位和200位保守半胱氨酸残基共同缺失的突变基因AtRabD2bΔCC，及第199位保守半胱氨酸残基突变为丝氨酸的基因AtRabD2bC199S。将突变基因瞬时转化烟草(Nicotiana tabacum)叶片或稳定转化拟南芥，发现两种突变蛋白都定位在细胞质中，而野生型AtRabD2b蛋白则主要定位在高尔基体上。酵母温敏突变体ypt1产生的温度致死表型能够通过转化AtRabD2b获得恢复，而突变后的AtRabD2b均丧失了恢复功能。结果表明，拟南芥AtRabD2b羧基末端单个保守半胱氨酸残基的突变或两个保守半胱氨酸的缺失都会影响其亚细胞定位和功能发挥。本研究为深入开展植物Rab蛋白的异戊二烯化修饰机制提供参考资料。

人羊膜间充质干细胞(human amniotic mesenchymal stem cells, hAMSCs)属于成体干细胞，具有来源广、低免疫原性、增殖快等特点。本研究旨在建立hAMSCs的体外分离培养方法，探索其向三胚层分化潜能。无菌条件机械分离人羊膜并剪碎，经过两次胰蛋白酶消化去除上皮细胞后，再用Ⅰ型胶原酶消化分离得到hAMSCs。观察细胞形态，生长规律，染色体分裂中期相；通过二氨基联苯胺(diaminobenzidine staining, DAB)染色、免疫荧光、流式细胞仪、定向诱导三胚层分化和RT-PCR检测等方法进行鉴定。结果表明，从人羊膜中分离得到纯度较高的间充质干细胞，经过免疫组化波形丝蛋白(vimentin)DAB染色呈阳性；免疫荧光检测表面标记vimentin和阶段特异表达抗原4(stage specific embryonic antigens, SSEA-4)均呈阳性；hAMSCs表达CD29、CD49d和CD73表面抗原，不表达CD34、CD45和HLA-DR；RT-PCR检测干细胞特异基因POU5f1转录因子4(octamer-binding transcription factor-4, OCT4)、性别决定基因相关转录因子2(SRY-related high-monility-group(HMG)-box protein-2, SOX2)和NANOG均在mRNA水平上表达；经过免疫组化和RT-PCR检测在体外特定条件下可成功诱导分化为成脂、成骨、神经和胰岛样细胞。结果表明，hAMSCs可在体外分离培养并保持稳定的遗传学特性，不仅具有间充质干细胞特性，还具有向三胚层分化潜能。本研究为组织工程和再生医学的临床应用提供实验基础。

为了更好地了解榨菜(Brassica juncea var. tumida)瘤状茎膨大的分子机制，以榨菜不同发育时期的瘤状茎为材料，分离到一个cDNA -AFLP差异片段，利用cDNA末端快速扩增(rapid amplification of cDNA ends, RACE)技术克隆了包含有该差异片段的基因的cDNA全长(命名为orf451, GenBank登录号: KM213220)，并对其序列及编码的蛋白质进行分析。结果表明，orf451的cDNA全长1 512 bp，最大开放阅读框为1 356 bp，与编码多聚半乳糖醛酸酶/糖苷水解酶的基因有很高的相似性(90%)，其编码的蛋白具备多聚半乳糖醛酸酶(果胶裂解酶)和糖苷水解酶的功能域。利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术对orf451的时空表达进行分析，发现在榨菜瘤状茎形成初期orf451在表皮和外皮层表达量最高，推测orf451参与了榨菜瘤状茎膨大过程中表皮与外皮层多聚糖的水解。本研究为阐明瘤状茎生长发育调控机制提供理论依据。

热激转录因子(heat shock transcription factors, Hsfs)在植物抵御热胁迫及其他抗逆反应过程中起重要调控作用，之前的研究主要来自模式植物拟南芥(Arabidopsis thaliana)和番茄(Lycopersicon esculentum)，在玉米(Zea mays)中研究尚少。本研究通过同源基因克隆的方法，从42 ℃热胁迫1 h的玉米幼叶中克隆了玉米热激转录因子基因ZmHsf06(GenBank登录号: GRMZM2G115456_T01)，并对其在玉米不同器官中的表达水平及亚细胞定位进行了分析。结果显示，ZmHsf06编码序列全长1 584 bp，编码527个氨基酸,包含典型的Hsf家族DNA结合结构域。序列分析表明，该蛋白含有核定位信号序列KKRR，核输出信号序列IGDLTEQM和序列为DSFWEQFL的AHA(aromatic, large hydrophobicand acidic amino residues)激活结构域。正常生长条件下，ZmHsf06在玉米幼苗的根系、茎和叶片以及开花期的功能叶、幼穗、幼胚和花粉中均有不同程度的表达。幼苗期根中的表达量相对较高；开花期在花粉中表达最高，功能叶中最低。42 ℃热胁迫、外源脱落酸(abscisic acid, ABA)和盐胁迫处理均能上调ZmHsf06的表达。通过在洋葱(Allium cepa L.)内表皮瞬时表达融合蛋白发现，正常条件下ZmHsf06定位在细胞核，37 ℃热激后也只在细胞核中观察到GFP荧光。推测玉米ZmHsf06可能在转录水平上介导玉米花粉发育，参与了对多种逆境胁迫的调控过程，并且在细胞核内行使上述功能。本研究为全面克隆和了解玉米热激转录因子家族基因，并进一步阐述其生物学功能提供理论依据。

5-烯醇式丙酮酸莽草酸-3-磷酸合酶基因(5-enolpyruvyl-shikimate-3-phosphate synthase, epsps)是一个高抗草甘膦的基因，苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis)的杀虫蛋白基因(Bt基因)cry1AcM是一个能在单子叶植物中高效表达的抗亚洲玉米螟基因。为了获得具有抗虫、抗除草剂优良复合性状的转基因玉米，本研究构建出质粒pCAMBIA1302-P35S::epsps-Tnos-Pubi::cry1AcM-Tnos，通过农杆菌(Agrobacterium tumefacien)介导的玉米(Zea mays)茎尖遗传转化法将目标基因转入玉米。通过分子检测、草甘膦抗性筛选和田间接种亚洲玉米螟(Ostrinia furnacalis (Guenée))试验筛选出转基因株系，在此基础上进行了转基因植株室内抗亚洲玉米螟试验和田间草甘膦抗性分析，并采用RT-PCR检测和Western blot方法确定了抗虫蛋白在转基因植株中稳定表达。从大量转基因株系中优选出6个遗传稳定且抗亚洲玉米螟、抗除草剂草甘膦的转基因玉米株系，这些株系的抗亚洲玉米螟、抗草甘膦特性完全满足大田应用的需求。综上所述，将改造后的Bt抗虫基因cry1AcM和抗草甘膦基因epsps一同转入玉米，赋予两种玉米骨干自交系植株抗玉米螟、抗草甘膦特性，为我国抗亚洲玉米螟抗草甘膦转基因玉米的大面积推广培育出了优良自交系。

小麦新种质WB13是普通小麦(Triticum aestivum L.)品种7182与农家二棱大麦(Hordeum vulgare ssp. distichon Hsü.)杂交后回交多代衍生而来的大穗大粒材料。为了明确WB13的遗传基础，本研究利用形态学、细胞学、分子标记及特异片段回收测序等技术对其进行了鉴定。结果表明，采用小麦不同同源群简单重复序列(simple sequence repeat, SSR)标记对WB13和小麦7182进行遗传背景分析发现，两者遗传相似系数(genetic similarity coefficient, GS)达97.0%，田间表现为大穗、大粒，综合农艺性状较好；根尖细胞染色体数目为2n=42，以大麦基因组DNA为探针进行基因组原位杂交(genomic in situ hybridization, GISH)未出现杂交信号；利用大麦特异序列标签位点(sequence-tagged site, STS)标记对WB13和农家二棱大麦进行扩增，发现ABG054(4H)和ABC305B(7H)两个标记在WB13中扩增出了大麦特征条带(分别记为WS1和WS3)，经测序及序列比对，发现其与扩增到的大麦序列分别具有100%和98%的相似性，与EMBL数据库中的序列比对，与两者有相似性的全为大麦的序列。利用大麦4H和7H染色体上的35对SSR引物对WB13及其亲本进行扩增，发现与千粒重相关的标记MGB396(4H)在WB13中扩增出了大麦的特异条带。综合以上结果确定WB13含有大麦4H和7H染色体的遗传物质，为小麦-大麦渐渗系材料，且4H染色体渗入片段中可能携带与千粒重相关的有益基因。本研究确定了WB13为小麦-大麦杂种后代，此材料的育成丰富了小麦-大麦中间材料和大穗大粒材料的种质资源。同时本研究在分子水平上初步揭示了WB13大穗大粒特性的成因，为后续构建遗传分析群体进行相关数量性状(quantitative trait loci, QTL)定位及推动WB13的研究利用积累了基础资料。

油菜素内酯(brassinosteroid, BR)是调控植物生长发育的重要的激素之一。为明确BR在调控水稻(Oryza sativa)细胞发育过程中的作用，本研究以不同浓度外源BR处理的水稻愈伤组织、悬浮系和内源BR信号增强的BR突变体OsBZR1-OE为材料，对BR处理后水稻愈伤组织的体积和细胞分布状况、单个悬浮细胞的形状和大小、OsBZR1-OE转基因水稻的细胞进行了观察，并对细胞分裂关键基因的表达量、对细胞分裂具有重要作用的细胞骨架蛋白(F-actin)的积累进行了分析。结果表明，低浓度(1×10-10 mol/L)BR处理的愈伤组织块体积(1.03 cm3)大于对照(0.73 cm3)，但高浓度BR(1×10-6 mol/L)处理的愈伤组织块的体积(0.27 cm3)明显小于对照；从细胞核的分布也能印证上述结果，低浓度BR处理后的愈伤组织细胞核排列疏松，表明细胞体积较大，即1×10-10 mol/L BR促进了水稻愈伤组织细胞体积的增加，高浓度BR处理后的愈伤组织细胞核密度大，表明细胞体积较小，即1×10-6 mol/L BR抑制了水稻愈伤组织细胞体积的增加；低浓度BR促进水稻悬浮系单个细胞的伸长，而高浓度的BR抑制悬浮系细胞的伸长；内源BR信号增强的突变体OsBZR1-OE下胚轴细胞明显短于野生型水稻下胚轴细胞；本研究通过碘化丙碇(propidium iodide, PI)和异硫氰酸荧光素(fluorescein isothiocyanate isomerⅠ, FITC)-鬼笔环肽染色对悬浮系细胞的形态和微丝细胞骨架进行观察，发现BR处理可促进水稻悬浮系细胞和微丝骨架的分裂，高浓度BR对细胞分裂的促进效果更明显；双向电泳结果表明，BR处理可促进微丝骨架蛋白的表达；RT-PCR结果表明，BR可增加促进有丝分裂的CDC48(cell division cycle protein 48)和能缩短细胞周期的CYCD2(cyclin D2)基因的表达。上述结果表明，低浓度BR促进水稻细胞的伸长，高浓度BR抑制水稻细胞的伸长，BR促进微丝骨架F-actin的积累，通过促进有丝分裂基因CDC48和缩短细胞周期的因CYCD2的表达而调控水稻细胞的分裂。本研究为BR在作物控高抗倒伏方面的应用提供了理论依据。

脂联素(adiponectin)具有改善胰岛素敏感性，调节脂肪酸代谢和参与细胞增殖和分化的功能。本研究参考GenBank中已收录的牛(Bos taurus)、小鼠(Mus musculus)和人(Homo sapiens)等物种脂联素受体1基因(adiponectin receptor 1, AdipoR1)序列的同源比对结果，设计和合成PCR扩增引物，采用反转录PCR和RACE技术，分离并克隆了西农萨能奶山羊(Capra hircus)AdipoR1的cDNA序列。结果显示，AdipoR1全长2 032 bp (GenBank登录号: HQ846828)，包括开放阅读框(open reading frame, ORF) 1 128 bp，3'非翻译区(untranslated regions, UTR) 719 bp和5'UTR 185 bp，该基因编码375个氨基酸。通过氨基酸序列比对发现，山羊与牛、猪(Sus scrofa)、小鼠和人的AdipoR1相似性较高，均在95%以上。蛋白质结构分析表明，其蛋白质的分子量为42.44 kD，等电点为7.19，含7个跨膜结构域，并且整个序列中不含信号肽。组织表达分析显示，该基因在肺中的表达量最高，小肠次之，在心脏中表达量最低，而其余8个组织中AdipoR1 mRNA水平变化则比较平缓；奶山羊乳腺组织中AdipoR1表达量分析表明，AdipoR1的表达量在干奶期和泌乳盛期乳腺组织差异显著(P＜0.05)。用不同浓度胰岛素(insulin)和催乳素(prolactin)处理奶山羊乳腺上皮细胞，结果发现，用胰岛素处理乳腺上皮细胞后，AdipoR1的表达量下调，在胰岛素浓度为50 nmo/L时效果最明显(P＜0.01)；用催乳素处理乳腺上皮细胞后，AdipoR1的表达量上升，在浓度为100 mg/mL时作用最明显(P＜0.05)，表明该基因在奶山羊乳腺上皮细胞中具有一定的调控作用。本研究为进一步揭示AdipoR1基因在奶山羊乳腺组织中的功能提供基础资料。

半滑舌鳎 (Cynoglossus semilaevis) 成体雌雄差异较大，性别控制是提高半滑舌鳎养殖效益的有效手段，而实现性别控制的关键在于揭示半滑舌鳎的性别决定的遗传机制。半滑舌鳎的遗传性别决定方式为ZW型，这种性别决定方式可能存在多因子剂量效应，其性别决定不仅与性染色体有关，常染色体也会参与性别调控，遗传性别是性染色体和常染色体的协同作用的结果。本研究从数量性状基因座(quantitative trait loci, QTL)互作的角度来探讨半滑舌鳎遗传性别决定机制，将性别作为二项性状，利用半滑舌鳎高密度微卫星遗传连锁图谱，采用logistic回归模型扫描所有标记间的二阶组合对性别是否存在影响。研究结果发现，共有5个标记组合在P＜0.05显著水平上被检测出来，其中组合SCAFFOLD149_7459和SCAFFOLD7854_71905在P＜0.01水平上显著；5个交互组合位于7个常染色体的9个标记当中，这些标记主要集中在连锁群2、10和11，其中连锁群10-11发现了两个差异显著的交互对，且两个交互对均有SCAFFOLD149_7459，说明SCAFFOLD149_7459可能在互作过程中具有较大的影响。研究表明这些标记附近的基因参与了半滑舌鳎的性别决定，也即常染色体可能参与其性别决定的过程，这对进一步研究半滑舌鳎的性别决定和性别控制具有重要意义。

金针菇(Flammulina velutipes)是一种重要的商业化栽培食用菌，为挖掘控制金针菇重要农艺性状的基因组区段，本研究以90份金针菇种质资源为实验材料，测定其原基期、菌柄直径、菌柄长度、菌盖直径和单瓶产量5个农艺性状，利用全基因组序列开发的95份多态简单重复序列(simple sequence repeat, SSR)标记对供试材料进行基因组扫描，在分析实验材料的群体结构和连锁不平衡基础上，采用一般线性模型方法对5个农艺性状进行关联分析。结果表明，各供试材料的5个农艺性状均有极显著差异。95份多态SSR标记共检测到582个等位变异，平均每个位点的等位变异数为6.13个。标记多态信息含量(polymorphism information content, PIC)变化范围为0.204~0.818，平均为0.542。群体遗传结构分析将供试材料分为8个亚群体，群体内SSR位点间存在较高的连锁不平衡(linkage disequilibrium, LD)，不平衡程度D'值大于0.5的组合数占总组合数的33.01%。关联分析检测出28个标记与5个性状显著相关，其中原基期的关联标记有2个，菌柄直径的关联标记有12个，菌柄长度的关联标记有3个，菌盖直径的关联标记有9个，单瓶产量的关联标记有5个。关联SSR标记对表型变异解释率的变幅为5.11%~23.55%。 研究表明，所选金针菇种质资源群体的遗传多样性以及连锁不平衡程度较高，适用于关联分析研究。本研究结果对金针菇核心种质资源库构建以及分子标记辅助育种具有参考价值。

根霉菌(Rhizopus oryzae)是热带果蔬采后主要病原真菌之一，不仅引起果实腐烂，影响果实风味，还能分泌对人体有毒害作用的麦角类生物碱，对果蔬贮藏具有极大的危害。本研究从腐烂的草莓(Fragaria ananassa L. cv. Zhangji)中分离主要致病菌，经核糖体DNA内转录间隔区(rDNA-ITS)序列分析辅以传统的形态学观察法，鉴定其遗传背景，然后利用碳酸氢钠(SB)、硼酸(BA)、肉桂油(Co)、硝普钠(SNP)、亚磷酸盐(Phi)等5种已知抑菌物质处理病原菌。通过检测处理前后病原菌生理、生化指标的改变以及番茄(Solanum lycopersicum cv. Ailsa Cragi)果实接种实验，确定5种抑菌物质对病原菌发育及致病力的影响。结果表明，分离的病原菌通过回接试验证实为草莓的主要致病菌，致病力强，果实发病部位出现明显的褐化、软化以及水化，病征与匍枝根霉(Rhizopus stolonifer)引起的软腐病表型相似。同时，利用ITS通用引物扩增得到大小约600 bp的产物，经比对后与Rhizopus oryzae的rDNA-ITS序列完全一致，因此判断该病原菌为R. oryzae。此外，本研究选用的5种物质对R. oryzae都有明显的抑制作用，且抑菌效果均与浓度成正比。当SB、BA、SNP、Co以及Phi的浓度分别达到0.2%、0.2%、0.5%、0.02%及5 mmol/L时，培养6 h后对照病原菌的孢子萌发率超过90%，而抑菌物质处理的孢子萌发率均低于10%。因此，这些浓度被确定为5种物质的最低抑菌浓度。在最低抑菌浓度下，尽管抑制效力有所不同，但5种抑菌物质均能明显延缓芽管伸长及菌丝扩展速度，降低病原菌生物量积累，引起病原菌糖吸收障碍，并对R. oryzae诱发的番茄软腐病有明显的防治作用。其中BA、Co和Phi在体外抑菌实验中效果优于SB和SNP；SB、BA以及Phi对番茄R. oryzae软腐病的防治效果优于Co与SNP。本研究为果蔬采后病原菌R. oryzae的防治提供了新的思路，为开发SB、BA、Co、SNP以及Phi等5种抑菌物质的应用潜力提供了理论基础。

转基因抗除草剂水稻(Oryza sativa)的生态风险备受业界和公众关注。探讨其生态风险大小和收益多少，对于防范风险、明辨是非、权衡利弊、科学决策具有重要参考价值。以往研究注重单项风险分析，主要采用模拟条件分析，风险和效益的对比少、全局和集成分析不足。本文较全面地分析了转基因抗除草剂水稻的生态风险和收益，提出了控制生态风险的技术措施，对于促进我国转基因抗除草剂水稻的健康稳步发展具有现实意义。

在利用实时荧光定量PCR(Real-time quantitative PCR, qRT-PCR)检测转基因成分的含量时，数据分析的规范化与标准化对保证实验数据的准确性及实验室间数据的可比性具有重要意义。本研究以转基因玉米(Zea mays)NK603为研究材料，分析了分别以qRT-PCR 中3次平行反应的单个Ct值和3次平行反应Ct值的平均值所绘制标准曲线的差异；分析了分别以盲样3次平行反应的Ct平均值和3次平行反应的拷贝数平均值(算术平均值或几何平均值)计算转基因成分含量的差异；并研究了结果准确性判定的方法。结果表明，标准曲线应基于单个Ct值；在计算转基因成分的含量时，Ct值应取算术平均值，拷贝数应取几何平均值；最后通过比较样品的测量结果与标准值之间的差异是否显著(UΔ＞Δm, 表明测量结果的平均值与样品的标准值无显著差别)来判断实验结果的可靠性。本研究为转基因产品检测中qRT-PCR实验数据处理的标准化提供了参考资料。

秦川牛系中国黄牛的代表性品种，主产于陕西关中地区，被毛紫红、肉役兼用、肉质优良。各级政府和科技人员历来都比较重视秦川牛选育改良工作，其肉用选育改良经历了“役用-役肉兼用-肉役兼用-肉用”的过程。尤其是近30年来，西北农林科技大学以保持秦川牛固有优点为基本出发点，以肉用为目标，长期坚持本品种选育，成功选育出秦川牛肉用新品系，其体型外貌和产肉性能得到了明显改善；通过引入国外肉牛品种杂交改良秦川牛，其后代产肉性能较秦川牛得以大幅提高。同时秦川肉牛产业化开发也已初具规模，产业集群效应开始显现，社会经济效益显著。本文介绍了秦川牛肉用选育改良过程、新品系特点和推广应用成效，讨论了中国黄牛选育改良应该注意的几个技术环节，对指导我国地方黄牛肉用选育改良及产业化开发，促进我国肉牛种业发展等具有重要意义。

化学感受蛋白(chemosensory protein, CSP)是一类广泛表达于昆虫体内的水溶性小分子量蛋白，1994年首次从黒腹果蝇(Drosophila melanogaster)中克隆报道，随后在几乎所有昆虫类群中都被广泛鉴定，CSP编码基因在物种基因组中多以基因簇形式存在，表明其源于相同祖先。本文对CSP理化特性、表达特点、结构特征和进化模式等研究进行概述，重点介绍了CSP功能研究的主要成果。根据本实验室该方向的研究，结合他人已有研究成果，推导出了昆虫CSP的新功能，即CSP具有保护和运输在代谢过程有重要作用的小分子化合物的功能。