在全球人口增长和耕地减少的双重压力下，农业的可持续发展迫在眉睫。生物防治通过利用天敌、微生物等有益生物抑制害虫和病原体，展现出巨大的潜力，是现代农业病虫害防治的有效途径。概述了生物防治在农业可持续发展中的重要性及其在保护生物多样性和环境中的积极作用，详述了害虫天敌的应用、有益微生物防治植物病害、拮抗菌筛选技术的发展，以及组学技术和纳米技术的应用。最后，提出若干改进策略，旨在为生物防治相关研究和实际应用提供有价值的参考和指导，从而提高对生物防治技术的认识和应用，促进农业可持续发展。

镰刀菌引起的赤霉病和根腐病是威胁多种粮食作物安全生产的真菌病害，可引起粮食减产和谷物品质降低。田间受镰刀菌感染的谷物也会在仓储过程中造成粮食劣变和毒素污染等问题。镰刀菌通过形成侵染结构、合成细胞壁降解酶(cell wall degrading enzyme, CWDE)及毒素抵御宿主防御反应破坏植物组织完成侵染。毒素是病原真菌的重要致病因子，植物通过化学修饰和化学分隔等形式将毒素与基质结合、泵出胞外以降低毒素的植物毒性。通过杂交育种或转基因技术对解毒基因进行改良利用是防控镰刀菌病害及毒素污染的有效途径之一。综述了侵染过程中毒素等次生代谢产物在病原菌和植物互作及病害发展过程中的作用机制，以期为植物抗病育种和镰刀菌病害及毒素防控新策略的研发提供依据。

胞外多糖是由微生物合成的一种功能多样的聚糖化合物。近年来研究发现，胞外多糖具有吸附性、亲水性、粘结性及免疫活性等特性，在多学科研究中受到广泛关注。目前胞外多糖的生产和提纯过程存在成本高、收率低等问题，阻碍了其规模化生产和商业应用。系统介绍了胞外多糖的微生物来源、生物学特征和生理功能，重点阐述了几种具有工业应用潜力的胞外多糖的生物合成机制，列举了胞外多糖最新的应用方向，并对胞外多糖的生物合成机制以及胞外多糖的规模化生产和多领域应用进行了展望。希望为进一步开发利用胞外多糖产生菌的菌种资源、深入研究微生物胞外多糖功能和活性机制以及发酵生产过程、以及对胞外多糖在多学科和多领域的广泛应用的优化提供参考。

近年来，羊肉及其肉制品的掺假等食品安全事件层出不穷，为了完善市场执法检查法律依据，利用数字PCR定值羊HELZ基因，研制了羊基因组DNA标准物质。由于标准物质可以用于衡量检测方法的准确性，因此可以判定食品及相关制品中羊肉的掺假情况。利用数字PCR对研制的标准物质进行均匀性和稳定性评估，结果表明该批标准物质均匀性良好，在4 ℃、25 ℃可以稳定保存14 d，在-20 ℃可以稳定保存6个月。来自全国9个不同实验室羊源性基因组DNA标准物质（高浓度）和羊源性基因组DNA标准物质（低浓度）的联合定值结果显示，标准值及其扩展不确定度分别为（5.44±0.45）×10³ copies·μL^-1和（5.68±0.54）×10² copies·μL^-1。该羊源性基因组DNA标准物质为动物源性标准物质的市场应用提供了技术基础，完善了羊源性基因组DNA标准物质的制备、定量检测、质量控制和量值溯源技术平台。

市场中肉类食品掺假的复杂多样化使得监管机构对动物源性成分鉴定的便捷性、准确性、灵敏性要求越来越高。尤其是市场上经济价值较高的牛肉类产品已成为制假的重灾区，迫切需要建立一种快速、高效的牛源性成分分子检测方法。基于此，以牛组成型表达基因β-actin为靶基因设计并筛选了几组牛特异性扩增的引物和探针组合，经过灵敏度检测和特异性验证，建立了一种牛源性成分实时荧光重组酶聚合酶扩增技术（recombinase polymerase amplification, RPA）快速检测方法。通过优化试剂配比，提高了一步法提取牛肉制品DNA的效率，同时将PRA技术与胶体金免疫试纸条显色技术相结合实现了检测的便捷化和结果的可视化。实际应用结果表明，研究建立的牛源性RPA检测方法能够特异性地检测牛源性成分，且最低检测灵敏度可达到14.8个拷贝，通过胶体金免疫试纸条得到的可视化结果的准确性和灵敏度与实时荧光RPA相同。该方法特异性强、灵敏度高，整个过程在25 min内即可完成，极大缩短了检测时间。

为研究不同酶制剂对发酵烟叶的影响，以云南烟叶为试验材料，采用多种酶制剂对烟叶进行酶解处理，并利用葡萄酒果酒酵母菌发酵技术，旨在制备出风味更为丰富饱满的烟叶产品。实验分析了不同酶制剂处理对烟叶常规化学成分、挥发性风味物质及感官品质的影响。结果表明，经过酶解处理，各组烟叶的水分含量和含氮量无较大变化，含氮量大致在0.98%~1.18%，其中100 U·g^-1风味蛋白酶处理组烟叶中可溶性总糖和还原糖含量最高，分别为12.11%和5.93%。各组烟叶中挥发性风味物质总量均有所提升，最高为180.029 μg·g^-1，而且各组烟叶中主要特征性风味物质含量也得到提升，如新植二烯、苯乙醇、茄酮和巨豆三烯酮等，各组烟叶经酶解处理后感官品质也得到提升。综合分析发现，利用70 U·g^-1风味蛋白酶和50 U·g^-1 α-淀粉酶复配对烟叶进行酶解处理，可以使烟叶的化学成分更协调，香气成分更充足，感官指标也更好。因此，通过酶解发酵的方式可以提升烟叶的品质，为烟叶的进一步商业化应用提供了依据。

链霉菌作为最高等的放线菌，广泛分布于多种生态环境中，具有复杂而独特的形态分化周期和强大的次级代谢能力。链霉菌的次级代谢产物具有抗感染、抗肿瘤、抗炎抗氧化、免疫调节等生物活性，是天然活性产物的主要来源之一。近年来随着对海洋资源的开发，许多新型的海洋链霉菌及其丰富的次级代谢产物被发现。从海洋链霉菌的生物活性物质、育种和发酵培养3个方面综述了海洋链霉菌次级代谢产物的研究进展，以期为缩短海洋链霉菌的发酵周期，提高次级代谢产物产量活性以及开发新型的海洋药物等提供参考和借鉴。

抗生素耐药性已成为全球人类健康面临的重大威胁，医药、工业、农业生产以及生态等领域均受到多重耐药菌的严重威胁。多重耐药菌感染逐渐呈现高发病率、高死亡率的趋势。噬菌体可以特异性裂解多重耐药病原菌，然而由于噬菌体宿主谱狭窄、基因组中含有不利基因等因素的制约，当前只有部分噬菌体成功应用于防治多重耐药菌感染等领域。噬菌体基因工程具有可编辑、高效等优势，为拓宽噬菌体宿主谱、设计“安全、绿色、高效”的新型噬菌体提供了理论基础。综述了噬菌体基因工程技术的研究进展，以及噬菌体在临床抗耐药菌感染、农业生产和生态环境等方面的实际应用，为噬菌体的定向改造及其在各领域中的有效应用提供了理论支持和参考。

基因编辑技术是重要的生物育种技术之一。随着生物育种产业化的高速发展，农业基因编辑产品呈现快速增长态势，然而其标识溯源检测技术的研发速度难以匹配知识产权保护和安全监管的需求，严重制约了产业的发展，亟需研发与现行检测体系相适应的基因编辑产品检测技术与方法。从主要的基因编辑系统和技术优势、靶点编辑类型着手，分析了不同类型基因编辑产品检测技术的特征和优缺点，提出了检测技术创新、检测与评价技术融合、监管技术体系细化三方面建议，以期为农业基因编辑产品标识、溯源技术研究提供参考，为完善我国农业生物技术产品监管体系提供技术支撑。

转基因玉米MON87411是孟山都远东有限公司研发的抗虫耐除草剂玉米转化体，该转化体已获得进口加工原料的农业转基因生物安全证书。以转基因玉米MON87411品系特异性序列为靶标设计引物和探针，经特异性测试、体系优化、灵敏度测试及检出限测试，建立了转基因玉米MON87411的实时荧光PCR定性检测方法。结果表明，该方法能检测出转基因玉米MON87411的转化体成分，检出限（limit of detection，LOD）可达0.05%，具有稳定性好、特异性强、灵敏度高的特点。国内8家转基因生物安全检测机构对本方法进行了特异性测试、检出限测试和再现性测试，循环验证报告显示该方法符合国家标准方法的各项要求，可在检测行业推广应用。研究建立的方法可为我国对转基因玉米MON87411品系的安全监管提供有效的技术支撑。

土壤盐度是全球农业生产的主要制约因素，对农业可持续发展和粮食安全造成严重威胁。玉米（Zea mays L.）是我国三大作物之一，而盐碱地是我国极为重要的后备耕地资源。木质素作为植物细胞壁的主要结构成分，研究玉米中木质素的积累及细胞壁增厚对高盐度的响应具有重要意义。选取耐盐玉米自交系（Zhongke4M、Zheng58）和盐敏感玉米自交系（PH4CV、Chang7-2）为研究对象，采用清水对照和200 mmol·L^-1 NaCl处理，分析不同盐浓度下玉米根系的形态变化、细胞学特征，检测相关酶活性、木质素含量和基因表达的差异。甲苯胺蓝染色结果表明，耐盐自交系Zhongke4M和Zheng58在盐胁迫下根皮层和内皮层面积的减少明显低于盐敏感玉米自交系PH4CV、Chang7-2。此外，番红荧光观察显示，耐盐自交系在盐胁迫下木质化程度增强或保持稳定，而盐敏感自交系则木质化程度下降。结果表明，耐盐自交系Zhongke4M和Zheng58在盐胁迫下木质素含量稳定，而盐敏感自交系显著降低。酶活性分析显示，盐胁迫下苯丙氨酸解氨酶（phenylalanine ammonialyase，PAL）和肉桂醇脱氢酶（cinnamyl alcohd dehydrogenase，CAD）在盐敏感自交系中活性降低，而肉桂酸4-羟化酶（cinnamic acid 4-hydroxylase，C4H）在耐盐自交系中活性上升。RNA-seq分析确定了3个与木质素合成相关的基因，其在不同玉米品种中的表达量存在差异。研究结果为深入理解玉米通过调节木质素积累和细胞壁结构应对盐胁迫提供了新视角，有助于揭示玉米的耐盐机制。

CRISPR/Cas9是一种高效、精准的基因编辑技术，在畜禽基因编辑领域已取得了广泛应用。简述了CRISPR/Cas9技术在猪、牛、羊及禽类遗传育种方面的研究进展和应用情况，总结了该技术在育种应用方面所面临的问题，并对其未来发展趋势进行了展望，以期为未来该技术在畜禽育种领域的应用提供参考。

水力压裂技术在高效开采页岩油中具有独特优势，但其中所含的化学物质对地下水有较高的污染风险。利用页岩油内源功能菌系所产发酵液作为生物压裂液，参与页岩油的绿色开采，能够显著提高页岩油采收效率并减少对环境的负面影响。利用血平板初筛功能菌株，再以表面活性剂产量等作为评判标准，确定3株功能菌株并进行16S rDNA测序鉴定种属信息。按1、2、3 μL的不同接种量比例，对3株菌株复配成等体积的不同菌系，获得最优菌系配比。通过单因素实验筛选出最适因素，再采用正交法及响应面法进一步优化，获得高产培养条件。结果发现，3株高效功能菌株分别为假单胞菌属、芽孢杆菌属和陶厄氏菌属，复配比例为2∶2∶1。最适培养配方为乳糖浓度13.87 g·L^-1、过硫酸铵2.13 g·L^-1、亚硫酸铁1.75 g·L^-1、pH 6，该条件下菌系的表面活性剂产量为315.51 mg·L^-1，相比初始产量（187.30 mg·L^-1），增长了59.37%。研究结果为页岩油生物压裂液的开发提供了参考。

由禾谷镰孢(Fusarium graminearum)引起的小麦赤霉病作为小麦上重要的真菌病害之一，其能够产生脱氧雪腐镰刀菌烯醇(deoxynivalenol，DON)等真菌毒素，不仅影响小麦的品质，造成小麦严重减产，还严重威胁人畜健康。研究表明，在禾谷镰孢侵染小麦早期，效应蛋白以及DON毒素发挥着重要作用。综述总结了禾谷镰孢的致病机制、与小麦互作过程中效应蛋白和DON毒素的分子作用机制等方面的研究进展，并对未来致病基因的有效利用进行了展望，以期为今后禾谷镰孢-小麦的互作机制研究以及小麦赤霉病的防治提供理论参考。

烟叶中过高的纤维素含量使烟叶组织容易破碎，影响加工过程中烟叶的可塑性，使烟叶杂气变重等。为了获得产纤维素酶的优良菌株，实现醇化烟叶纤维素的有效降解，利用同源重组法成功构建了10株纤维素降解的枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）工程菌株。通过刚果红平板筛选、羧甲基纤维素钠酶活、滤纸酶活及滤纸崩解率等检测，共筛选出C36、CM、KF和GH5 4株产纤维素酶能力较强的重组菌株。将醇化烟叶作为底物进行纤维素降解，发现重组菌株CM的产纤维酶效率最高，其羧甲基纤维素钠酶活和滤纸酶活分别为39.55和23.52 U·mL^-1。结果表明，构建的重组菌株能够利用醇化烟叶中的纤维素产生纤维素酶，可为工业生产中醇化烟叶纤维素降解提供理论支撑。

目前，簇状规则间隔短回文重复序列（clustered regularly interspaced short palindromic repeat, CRISPR）相关蛋白Cas9系统（CRISPR/Cas9）已经成为提高真核生物基因组编辑效率的主要技术。然而，对于像罗非鱼这样繁殖周期较长的物种，CRISPR/Cas9技术由于低纯合效率，在进行大规模遗传筛选研究时面临一定的困难。为了解决这一问题，以罗非鱼为模型，以SLC24A5基因为例，开发了一种高效的CRISPR/Cas9方法，能够在注射的胚胎中以相对稳定的概率直接实现F₀代的双等位基因敲除。具体而言，采用两个高效的gRNA进行混合，Cas9蛋白的浓度为800 ng·μL^-1，Cas9蛋白与gRNA的质量比例为4:1，注射剂量控制在1 nL，即800 pg的Cas9蛋白和200 pg的gRNA。这一敲除技术使得在新吉富罗非鱼（Oreochromis niloticus）的F₀代注射胚胎中，能够直接产生表型外显率（Lv.1、Lv.2、Lv.3和Lv.4）为71%的个体，其中显著表型外显率（Lv.1和Lv.2）为17%。这一技术突破为罗非鱼的遗传筛选提供了便利和高效的手段。

铁是植物与植物病原物的必需微量元素。土壤中铁含量虽然十分丰富，但基本以不溶的化合物形式存在，不能直接被植物体吸收。为了满足自身生长发育需要，植物在长期的进化过程中，形成了基于还原机制和螯合机制两种铁吸收和铁转运系统。目前对植物铁吸收机制和铁元素在植物-病原物互作的综述相对较少，总结了植物体内铁吸收的两种策略及分子机制，铁在植物细胞内的运输和植物体内响应铁信号的通路，铁对植物免疫反应和病原物致病性的影响等方面的研究进展，以期为植物铁信号途径以及铁在植物-病原物互作中的功能研究提供参考，为作物栽培提供新思路。

棉花是重要的战略与民生物资，在种植过程中面临多种不利因素的影响，其中棉花黄萎病作为一种危害性极大的植物性疾病使棉花大量减产，因此需要一种安全高效的方法应对棉花黄萎病的发生。从新疆棉花重病田中筛选到菌株BJB01并进行提取纯化，通过生理生化鉴定和革兰氏染色试验，对获得的菌株DNA进行16S rDNA测序，将测序结果在NCBI上进行比对；然后利用平板对峙试验初步测试防效；最后通过温室防效试验，筛选到最佳的防治方法及浓度。试验结果显示，该菌与贝莱斯芽孢杆菌相似度极高，为99.71%，由此可确定该菌为贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus belleiensis)；在平板对峙中，该菌显现出对大丽轮枝菌（Verticillium dahlia Kleb.）的抑制作用；通过温室防效测试发现该菌在浓度为OD₆₀₀=0.6时的防效结果达到89.35%，优于其他方法及处理浓度，并且再次单独测试后防效为85.91%，效果依旧最佳。综合分析，从新疆棉花重病田中获得的贝莱斯芽孢杆菌BJB01，可以对大丽轮枝菌起抑制作用，有望用于制备生物菌剂用以棉花生产防治。

生长素（auxin, IAA）信号途径在植物生长、生物胁迫和非生物胁迫响应中发挥着重要的作用。白粉病是南瓜普遍发生且较为严重的一种病害，为探究IAA信号途径响应白粉病胁迫的分子机制，对白粉菌处理的南瓜叶片进行了转录组测序和全基因组DNA甲基化测序分析。结果发现，在IAA信号途径中，有25个差异表达基因，53个基因发生了差异甲基化，其中16个生长素上调小RNA (SAUR)基因均发生了不同程度的甲基化，说明这些基因可能参与了白粉病胁迫响应。SAUR50（CmoCh19G007170）基因的甲基化水平降低，且甲基化区域位于基因的启动子区。在白粉病胁迫下SAUR50的表达水平显著上调，在IAA诱导下显著下调，因此该基因可能通过DNA甲基化调节其表达水平，并且通过IAA信号途径参与南瓜白粉病胁迫的调控。研究结果为IAA信号途径响应白粉病胁迫途径与抗白粉病南瓜分子育种提供了理论依据。

微塑料（microplastics, MPs）通常是指粒径小于5 mm的塑料纤维、颗粒或者薄膜，其遍布于海洋和陆地的各个环境介质中，是生态系统中的主要污染物，可被生物吸收，产生生态风险和健康风险。由于生物法降解MPs具有成本低、环境友好等特点，拥有广阔的应用前景，是未来MPs降解的总发展趋势。综述了MPs对环境和生物造成的影响，并详细介绍了MPs对人体的潜在毒性，讨论了多种降解MPs的方式（细菌、真菌、生物膜）和机制，以期为进一步研究微塑料的生态风险和高效降解策略提供科学参考。