转座子（TE）是水稻遗传多样性的重要来源，在亚洲栽培稻（Oryza sativa）的驯化过程中发挥了关键作用。然而，由于TE序列的高度重复性，其鉴定通常依赖于高质量的基因组序列。目前，非洲栽培稻（Oryza glaberrima, Og）的基因组资源有限，导致对其TE的多样性及其在驯化过程中的贡献仍然缺乏系统性研究。

本研究基于11份Og和10份短舌野生稻（Oryza barthii, Ob）的染色体级别的基因组序列，构建了Og和Ob群体的高精度泛TE变异图谱。通过对该图谱进行选择性分析，鉴定了854个在Og驯化过程中受到选择的TE变异。

该泛TE图谱共包含17, 097个高质量的TE变异，覆盖基因组总长度39.1 Mb，其中61.7%的TE变异长度超过1 kb。Ob群体的TE变异总数高于Og群体。在Og驯化过程中，共鉴定出658个含受选择TE变异的基因，这些基因显著富集于基础代谢相关的生物过程，其中包括30个在Og独立驯化过程中发挥作用的已知功能基因。

本研究揭示了TE变异是Og驯化过程中表型变异的重要来源，构建的高质量泛TE变异图谱不仅丰富了水稻育种的可用变异库，也为Og种质资源的遗传改良提供了重要的理论依据和资源支持。

针对当前水稻育种过程中人工测量始穗期存在劳动强度大、效率低等问题，本研究提出一种融合无人机图像、YOLOv10b目标检测算法与随机森林回归模型的智能预测方法，实现水稻育种小区始穗期的自动化高效预测。

以水稻育种小区为研究对象，利用无人机在水稻孕穗至成熟阶段获取15个观测期的小区图像，基于YOLOv10b算法训练稻穗检测模型，实现小区图像中稻穗的识别与计数。随后以小区各观测期的稻穗数量为输入变量，始穗期距移栽天数为预测变量，构建多种始穗期预测模型并进行对比分析。在此基础上开展特征重要性分析，进行特征降维，构建精简模型。

YOLOv10b模型在稻穗检测任务中精确率为91.7%，召回率为92.1%，F₁值为0.919。在始穗期预测任务中，基于全部15个观测期穗数时序特征所构建的随机森林模型取得了R²为0.84，RMSE为1.57 d，MAE为1.12 d的预测表现；进一步通过特征重要性降维至9个观测期所构建的精简模型，取得了R²为0.83，RMSE为1.65 d，MAE为1.16 d的预测表现，在保证预测精度的同时，显著降低了特征维度，提升了模型的效率与实用性。

该研究提出的方法可有效减少人工测量的工作量，提升水稻始穗期监测效率，实现育种小区始穗期的自动化预测，为智能育种与精准农业管理提供可行的数据支撑与技术路径。

粒形是决定水稻产量的重要因素之一，挖掘水稻粒形调控新基因，完善水稻粒形遗传调控网络，为高产水稻分子设计育种提供基因资源。

以EMS诱变粳稻品种武运粳7号（W7）获得的大粒突变体gsn4为试验材料，系统开展表型鉴定、细胞学观察、基因定位、功能验证、亚细胞定位及单倍型分析等对候选基因进行克隆和功能分析。

表型鉴定表明，gsn4突变体表现出一因多效性，与野生型相比，其粒长、粒宽及千粒重显著增加，而株高、穗长及每穗粒数显著降低；细胞学分析显示，gsn4通过影响颖壳细胞的增殖与扩张过程调控水稻籽粒大小。图位克隆结合CRISPR/Cas9基因编辑验证，明确LOC_Os04g46450为GSN4的候选基因，该基因编码核定位的E3泛素连接酶蛋白，属于水稻粒形负调控因子，通过参与油菜素内酯（BR）生物合成通路调控水稻生长发育进程。单倍型分析结果筛选出对粒宽和千粒重调控效果最优的优异单倍型Hap1。

本研究明确了GSN4的功能及调控机制，丰富了水稻粒形遗传调控网络，为高产水稻品种的分子设计育种提供了重要的基因资源和理论依据。

探究秸秆分层还田耦合腐解菌剂对土壤有机碳转化、碳代谢相关酶活性、微生物群落结构和水稻产量的影响，以期为中低产黄泥田有机培肥和水稻产能提升提供理论依据。

试验设置8个处理，即不施肥（CK），常规施肥（NPK），常规施肥下秸秆0 cm、0-8 cm和8-18 cm分层还田（NPKSL0、NPKSL0-8和NPKSL8-18），常规施肥下秸秆0 cm、0-8 cm和8-18 cm分层还田耦合腐解菌剂（NPKSML0、NPKSML0-8和NPKSML8-18）。分析成熟期不同处理土壤各有机碳组分、碳代谢相关酶活性、微生物群落结构、水稻产量及其构成因子差异特征，并对影响水稻产量和土壤有机碳含量的主导环境因子进行解析。

与NPK和NPKSL0-8处理相比，秸秆深施（NPKSL8-18）处理显著提高土壤易氧化有机碳、微生物生物量碳、颗粒有机碳含量、α-葡萄糖苷酶、β-葡萄糖苷酶活性以及酸杆菌门（Acidobacteriota）和子囊菌门（Ascomycota）相对丰度。与单一秸秆还田各处理相比，秸秆还田耦合腐解菌剂显著提高0-8 cm和8-18 cm土壤有机碳、易氧化有机碳、颗粒有机碳、矿物结合态有机碳含量及β-葡萄糖苷酶活性。同时，NPKSML8-18处理绿弯菌门（Chloroflexi）相对丰度最高，但罗兹菌门（Rozellomycota）、厌氧粘细菌属（Anaeromyxobacter）和黑孢霉属（Nigrospora）相对丰度最低。与常规施肥相比，秸秆还田耦合菌剂各处理提高了土壤有机碳和水稻产量，增幅分别为27.38%~37.94%和7.97%~23.14%，以NPKSML8-18处理最高。相关性分析表明，土壤有机碳和水稻产量与易氧化有机碳、微生物生物量碳、矿物结合态有机碳、颗粒有机碳和β-1，4-木聚糖酶、α-1，4-葡萄糖苷酶、β-1，4-葡萄糖苷酶活性显著正相关（P<0.05），但与可溶性有机碳、细菌香农指数和真菌群落物种丰富度指数显著负相关（P<0.01）。

秸秆深施耦合腐解菌剂（NPKSML8-18）可通过提升土壤易氧化有机碳、微生物生物量碳、矿物结合态有机碳和颗粒有机碳含量，增强 β-1，4-木聚糖酶、α-1，4-葡萄糖苷酶和β-1，4-葡萄糖苷酶活性，提高促进秸秆分解的绿弯菌门（Chloroflexi）相对丰度，进而提高土壤有机碳含量和水稻产量。

水稻颖壳发育直接影响籽粒形态、授粉效率、产量与品质。本研究通过鉴定水稻颖壳发育相关突变体，对突变性状基因进行定位克隆，阐明目标基因调控颖壳发育的分子调控机理，可为水稻分子育种提供理论参考。

利用EMS诱变粳稻品种SN9816获得agl1突变体。通过石蜡切片、扫描电镜观察颖壳及花器官形态结构，碘-碘化钾染色法测定花粉活力。利用图位克隆技术对AGL1进行定位，对候选基因测序，同时分析目标基因的保守性和多样性。采用Foss谷物分析仪测定糙米品质参数。

与野生型SN9816相比，突变体agl1的外稃弯曲程度更大，纵向长度没有变化，内稃向内凹陷，内、外稃宽度明显缩小，外稃极大程度包裹住内稃。突变体agl1的浆片形态异常，雌蕊增大，雄蕊排列紊乱；通过测定花粉活性发现，agl1的花粉活性降低，导致结实率下降。利用图位克隆的方法将AGL1定位在2号染色体标记Indel4与Indel5之间，物理距离为68.7 kb。对区间内的7个ORF （open reading frames）测序，发现LOC_Os02g56610在突变体中发生一个单碱基突变，该基因编码一个DUF640结构域蛋白。DUF640家族在水稻中具有保守的ALOG结构域和多样的表达调控元件，其突变可能不仅调控花器官形态建成，在稻米品质中还具有重要作用。米质测定结果表明，糙米蛋白质与游离脂肪酸含量升高，直链淀粉与总淀粉含量降低，导致食味品质下降。

AGL1基因是调控水稻颖壳发育和米质的关键因子，其功能缺失影响了稃壳形态建成，降低花粉活力，并可能干扰了籽粒灌浆过程，导致产量与品质双双劣变。

探究关键栽培措施（播期、密度、施氮量）对优质超级稻华浙优261产量、品质形成及生长发育特性的影响，为其制定高产、优质、高效的栽培技术方案提供理论依据。

于2022-2023年，以优质超级稻华浙优261为供试品种，进行单因素大田试验，设4个播期（5月15日、5月28日、6月10日和6月23日，记为S1、S2、S3和S4）、5个移栽密度（株距依次为27.0、22.5、19.3、16.9和15.0 cm，记为D1、D2、D3、D4和D5，行距固定30 cm）和5个施氮量（0、135、180、225和270 kg/hm²，记为N0、N1、N2、N3和N4）处理，测定不同处理下水稻的产量、品质及生育特性，分析产量与干物质积累量、温光资源的相关性，并综合评价各处理下稻米品质。

播期、密度和施氮量均显著影响水稻产量、品质及生育特性。各栽培措施下，产量和稻米品质综合判定等级均呈先升高后降低的变化趋势，S3、D3、N3处理的产量最高，S3、D3、N2处理的品质最优。产量与播期、密度、施氮量均呈显著的二次曲线关系；产量构成因素和稻米品质指标的变化趋势因栽培措施不同而异。随播期推迟、密度降低、施氮量增加，生育时期延迟且全生育期延长；分蘖数增加但茎蘖成穗率（密度处理除外）降低，叶片SPAD值升高；高效叶面积指数、粒叶比（施氮量处理除外）、齐穗至成熟期干物质积累量、收获指数及温光生产效率均呈先增后减趋势。统计分析表明，产量与总颖花量和干物质积累量均显著正相关，其中总颖花量对产量的贡献最大；主成分分析揭示，精米率、整精米率、垩白粒率、垩白度、碱消值和胶稠度是评价稻米品质的关键指标。

本研究条件下，浙东南地区种植华浙优261，建议于5月28日-6月15日播种，采用行距30 cm、株距19.3~23.3 cm的移栽密度，配施176.6~209.8 kg/hm²的氮肥，可实现其产量与品质的协同提升。

研究不同灌溉和秸秆还田组合方式对水稻产量及温室气体排放的影响，为稻田高产和温室气体减排提供理论依据和实践指导。

以甬优2640和南粳5718为供试品种，设置常规水层灌溉（CI）、干湿交替灌溉（AWD）2种灌溉方式和秸秆不还田（S0）、秸秆生物炭（SC）、秸秆堆腐还田配施秸秆生物炭（SS）3种秸秆还田方式，分析其对水稻产量、干物质积累量、光合速率、光合势、根系活力以及全生育期甲烷和氧化亚氮排放通量等的影响。

（1）与CI+S0相比，AWD+SC与AWD+SS分别显著增产8.30%~13.90%和18.55%~22.58%。从产量构成因素分析，SC和SS较S0处理提高了有效穗数和每穗粒数，并且AWD处理显著提高了每穗粒数、结实率和千粒重。（2）产量的提高主要得益于地下部和地上部干物质积累量、叶片净光合速率、光合势、茎鞘NSC转运和根系氧化力的显著增加。（3）SC显著降低稻田甲烷和氧化亚氮排放，而SS则增加了排放，但经AWD处理后甲烷排放显著减少从而降低稻田全球增温潜势和温室气体排放强度。

干湿交替灌溉技术配合秸秆还田技术（AWD+SC/SS）能显著提高水稻光合物质的积累与转运，改善地下部根系生长，实现水稻产量提高和稻田温室气体排放减少的双重目标。