彩色棉纤维色素提取和测定方法的研究

以白色棉、棕色棉和绿色棉的成熟纤维为材料,用有机溶剂(乙醇、乙醚、二甲苯),酸性、碱性溶液,以及HNO3/乙醇溶液,分别对不同颜色纤维中的色素进行提取. 结果表明,采用HNO3/乙醇溶液消煮法可以将彩色纤维中的色素物质提取出来. HNO3/乙醇的色素提取液在光谱波长为412 nm处有一个最大吸收峰;颜色深浅不同的棕色或绿色棉纤维提取液在这一波长处的吸收值差异显著,随着纤维颜色的加深提取液吸收值增大(0.063 4～0.990 0);白色纤维的提取液在412 nm处的吸收值很小(0.007 2),可忽略不计.因此,用HNO3/乙醇法提取棉纤维色素和用分光光度计比色法可以定量比较彩色棉纤维的色泽深浅. 在用酸性和碱性处理棕色和绿色棉纤维时,发现纤维颜色的深浅程度随处理溶液酸碱度的变化而变化,而且这种变化是可逆的.纤维中色素含量与纤维素含量存在负相关.     

棕色棉纤维和短绒色泽遗传研究

[目的]阐明棕色棉纤维和短绒色泽的遗传规律。[方法]以棕色棉品系棕128为母本,白色棉品种FB20、库车T94-4、辽96-23-30为父本进行杂交,对亲本、F1、F2长纤维和短绒色泽的遗传分离进行了分析。[结果]纤维色泽至少受4对基因控制,长纤维和短绒棕色的有无各由1对显性基因控制,其纤维色泽类型至少还受2对微效基因控制,表现出淡棕、棕近白等不同类型。F2代长纤维共有棕色长纤维棕色短绒、白色长纤维白色短绒、白色长纤维棕色短绒3种表现型,表明基因间存在互作,棕色长纤维显性基因的表达抑制短绒色泽隐性基因的表达。[结论]该研究为彩色棉纤维和色泽遗传的进一步研究提供了参考。     

彩色棉纤维发育的特性研究

棕色和绿色纤维中的色素可用HNO3/乙醇提取,提取液中的色素含量可在412 nm波长下根据吸收值的大小进行估计.在开花后15 d前后,棕色和绿色纤维中的色素已经形成和积累,并在开花后20 d色素含量达到最高值. 棕色纤维颜色发生明显加深的时期是开花后30～35 d,棕色纤维的颜色较稳定,在阳光下甚至有加深的趋势.绿色棉纤维在开花后20 d时纤维出现绿色,之后随着纤维的发育颜色逐渐加深,但在阳光下易退色.在棕色和绿色纤维中纤维素含量明显低于白色纤维,可能是由色素物质的积累所引起.在开花后15～30 d期间,白色纤维细胞的pH值呈快速下降趋势,但棕色和绿色纤维细胞的pH值下降速度比白色纤维细胞明显要慢,在这一时期pH值下降速度的快慢可能与纤维的伸长、次生壁的加厚和色素的形成有关.与白色纤维比较,棕色和绿色纤维品质较差,如:长度偏短,强度偏低,本文对其可能原因进行了探讨.     

天然棕色棉纤维色彩遗传特性的定量分析

将深棕色棉品种与白色棉杂交,观察F1代和自交F2代棉纤维的颜色表现,并且测定了各世代植株棉纤维中的色素含量。杂交F1代棉纤维的颜色介于两亲本之间,自交F2代可以分为3类:深棕色类型、中棕色类型和白色,F2代深棕色类型棉纤维的颜色和纤维中色素含量接近亲本棕色类型,F2代中棕色类型棉纤维的颜色和纤维中色素含量与F1代较一致,F2代3种类型经过卡平方检验符合1:2:1的比数(p>0.05),所以棉纤维棕色对白色为不完全显性遗传。讨论了质量性状与"修饰基因"的关系,有助于天然彩色棉的品种选育和新色彩品种的培养。     

基于UV光谱扫描天然彩色棉色素定量测定方法研究

[目的]测定彩色棉色素含量.[方法]对不同浓度天然彩色棉纤维色素粗提液扫描分析.[结果]绿色棉纤维色素提取液在252 nm附近吸收峰随色素浓度减小向短波长方向小幅度移动,棕色棉纤维色素吸收峰随浓度减小向紫外短波长方向移动幅度较大.对色素粗提液200～700 nm所有吸收值与相对浓度的相关系数进行筛选,选择最大相关系数对应波长为定量分析特征波长,确定绿色棉纤维提取液定量分析特征波长为417 nm,棕色棉纤维提取液定量分析特征波长为613 nm,并且建立直线回归方程,回归方程分别为:C绿=0.053 5 A,R~2=0.996 5;C_棕=0.021 7 A,R~2=0.987 8.相关系数均达到0.99以上.[结论]彩色棉纤维色素吸收值对相对浓度的回归方程有明确意义.     

新疆彩色棉花遗传特性分析

[目的]研究旨在揭示新疆主栽彩棉品种的遗传学特征,为彩棉优良新品种的选育提供种质资源及深入研究的依据,并对下一步将要开展的关联作图和彩棉色素基因的定位和克隆的研究材料进行评价。[方法]选择5个白色陆地棉品种与2个白色海岛棉品种分别与5个棕色棉品种以及5个绿色棉品种进行完全双列杂交,得到F2群体,统计其中符合孟德尔规律的群体数,并对所有F2代群体的单株纤维色泽进行统计和分析;根据农艺性状对亲本进行聚类分析,同时进一步利用SSR对亲本进行了遗传多样性分析。[结果]棕色和绿色棉纤维色泽遗传由细胞核控制,均由一对主效基因决定;棕色主要呈现显性遗传模式,而绿色棉纤维色泽遗传呈现显性遗传、不完全显性遗传或隐形遗传的模式。聚类分析表明,新疆主栽的棕色棉品种与新疆本地的陆地棉品种亲缘关系较近,与内地的陆地棉关系较远,与海岛棉关系最远;新疆主栽的绿色棉品种与新疆本地及内地的陆地棉关系均较远,与海岛棉关系最远。亲本的SSR遗传多样性分析表明,棕色和白色棉组合中,新陆早31号与新彩棉11号的多态性最高,293-zm-2与新彩棉5号的多态性最低;绿色和白色棉组合中,新陆早31号与绿85多态性最高,新陆早13号与新彩棉12号的多态性最低。[结论]为加快彩棉优良品种的定向选育提供了技术保证。     

新疆彩色棉花遗传特性分析(英文)

[目的]研究旨在揭示新疆主栽彩棉品种的遗传学特征。[方法]选择5个白色陆地棉品种与2个白色海岛棉品种分别与5个棕色棉品种以及5个绿色棉品种进行完全双列杂交,得到F2群体,统计其中符合孟德尔规律的群体数,并对所有F2代群体的单株纤维色泽进行统计和分析;根据农艺性状对亲本进行聚类分析,同时进一步利用SSR对亲本进行了遗传多样性分析。[结果]棕色和绿色棉纤维色泽遗传由细胞核控制,均由一对主效基因决定;棕色主要呈现显性遗传模式,而绿色棉纤维色泽遗传呈现显性遗传、不完全显性遗传或隐形遗传的模式。聚类分析表明,新疆主栽的棕色棉品种与新疆本地的陆地棉品种亲缘关系较近,与内地的陆地棉关系较远,与海岛棉关系最远;新疆主栽的绿色棉品种与新疆本地及内地的陆地棉关系均较远,与海岛棉关系最远。亲本的SSR遗传多样性分析表明,棕色和白色棉组合中,新陆早31号与新彩棉11号的多态性最高,293-zm-2与新彩棉5号的多态性最低;绿色和白色棉组合中,新陆早31号与绿85多态性最高,新陆早13号与新彩棉12号的多态性最低。[结论]根据彩色棉遗传模式及聚类结果,可利用彩色棉与新疆本地或内地棉杂交,进行品质改良。此研究结果为彩棉优良新品种的选育提供种质资源及深入研究的依据,并对下一步将要开展的关联作图和彩棉色素基因的定位和克隆的研究材料进行评价,也为加快彩棉优良品种的定向选育提供了技术保证。     

彩色棉纤维色泽遗传规律研究

用 3个棕色纤维和 4个绿色纤维的彩色棉品种与 5个常规白色棉品种配制成 11个杂交组合 ,研究彩色棉的遗传规律。试验结果表明 ,陆地棉绿色和棕色有色纤维性状受不完全显性单基因控制。     

New clues concerning pigment biosynthesis in green colored fiber provided by proteomics-based analysis

To separate the proteins related to pigment synthesis in green colored fiber (GCF), we performed a comparative proteomic analysis to identify the differentially expressed proteins between green cotton fiber and a white near-isogenic line (NIL). One differential spot identified as phenylocumaran benzylic ether redutase-like protein (PCBER) was expressed only in GCF, but was not found in white colored fiber (WCF) at any time points. Since PCBER was a key enzyme in lignans biosynthesis, total lignans were extracted from GCF and WCF and their content was determined by using a chromotropic acid spectrophotometric method. The results showed that total lignans content in GCF was significantly higher than that in WCF. The qPCR analysis for two PLR genes associated with lignans biosynthesis showed that the expression level of two genes was much higher in GCF than that in WCF at 24 and 27 days post anthesis (DPA), which may be responsible for the higher lignans content in GCF. Our study suggested that PCBER and lignans may be responsible for the color difference between GCF and WCF. Additionally, p-dimethylaminocinnamaldehyde (DMACA) staining demonstrated that the pigment in GCF was not proanthocyanidins, and was different from that in brown colored fiber (BCF). This study provided new clues for uncovering the molecular mechanisms related to pigment biosynthesis in GCF.     

棉花深棕色纤维基因Lc1的遗传定位

 【目的】研究棉花棕色纤维的遗传规律,寻找并定位与棕色纤维基因连锁的分子标记,为进一步在棉花基因组学水平上定位、克隆棕色纤维基因和棕色棉纤维品质改良奠定基础。【方法】基于陆地棉显性多基因标记系T586（具有深棕色纤维基因Lc1）与海岛棉新海16配制的海岛棉×陆地棉杂交F2群体,结合色彩色差仪对棕色纤维色泽的分类进行分析,并充分利用棉花基因组分子标记遗传连锁图谱信息、多态性分子标记筛选和图位克隆的方法,定位与棕色棉纤维基因Lc1连锁的分子标记。【结果】根据T586与新海16杂交后代F2群体（443个有效纤维单株）深棕色纤维、棕色（中间色）和洁白色纤维的分离比例,将Lc1定位于棉花基因组A亚组第7染色体微卫星标记NAU4030和CGR5119之间约8 cM的遗传距离内,其中,Lc1与标记CGR5119的遗传距离约为2.8 cM,与NAU4030之间的遗传交换距离约为5.1 cM,构建了Lc1位点的遗传连锁图谱。【结论】棉花深棕色纤维性状由单基因控制并呈现半显性遗传方式,Lc1位点附近的分子标记信息可在棕色棉分子标记辅助育种中得以利用。     

生长物质对彩色棉胚珠离体培养纤维发育的影响

【目的】天然彩色棉是理想的绿色、环保、健康纺织原料,建立并优化棕色棉和绿色棉胚珠离体培养体系,研究渗透压调节剂、植物生长调节剂和类黄酮代谢前体物质等生长物质对彩色棉胚珠培养纤维发育的影响,为彩色棉纤维色泽改良提供一定的理论基础。【方法】以棕1-61、RT白絮、绿棉CC28为材料,采用常规栽培管理方法种植,在开花当天标记棉铃,取开花后3 d的棉铃进行离体培养。所有处理均在BT培养基基础上添加10.0 μmol·L^-1的IAA和5.0 μmol·L^-1的GA₃,此外分别采用不同浓度的渗透压调节剂（甘露醇、氯化钠、氯化钾、蔗糖）、植物生长调节剂（茉莉酸甲酯、油菜素内酯）和类黄酮代谢前体物质（苯丙氨酸、阿魏酸）进行处理。除了考察油菜素内酯和茉莉酸甲酯交互作用的试验外,其他均为品种和处理的双因素试验。在离体培养30 d后观察纤维显色状况、测量纤维长度并称取胚珠鲜重、纤维干重和胚珠干重。试验中每个处理的数据均计算平均数和标准误,主要采用最小显著差数法或新复极差法进行多重比较。【结果】离体培养条件下彩色棉纤维在培养后15 d显色;适合彩色棉胚珠生长和纤维发育的最佳处理为5 g·L^-1蔗糖,其中棕1-61纤维长度、胚珠鲜重、纤维干重和胚珠干重比对照分别显著增加28.35%、20.69%、103.70%和75.84%（P＜0.05）,绿棉CC28纤维长度、胚珠鲜重、纤维干重和胚珠干重比对照分别显著增加8.10%、16.07%、63.14%和82.76%（P＜0.05）;0.05 μmol·L^-1MeJA处理时棕1-61纤维长度比对照显著增加22.90%（P＜0.05）,CC28纤维长度对照增加4.39%,差异不显著;0.5 μmol·L^-1BR处理使棕1-61、CC28纤维长度分别比对照显著增加22.46%和11.56%（P＜0.05）;25 μmol·L^-1阿魏酸处理下棕1-61、CC28纤维长度分别比对照显著增加了8.72%和8.81%（P＜0.05);添加适宜浓度的甘露醇（30 g·L^-1）、氯化钠（0.10 mol·L^-1）、氯化钾（0.20 mol·L^-1）、蔗糖（10 g·L^-1）、茉莉酸甲酯（40 μmol·L^-1）或者苯丙氨酸（0.10 mmol·L^-1）有利于棕色棉显色,其中40 μmol·L^-1茉莉酸甲酯效果最好;试验所用的生长物质处理下,绿色棉显色差异不大。【结论】蔗糖为彩色棉胚珠生长和纤维发育提供了糖源和渗透环境;适宜浓度的茉莉酸甲酯、油菜素内酯或阿魏酸有利于棕色棉和绿色棉纤维伸长发育;油菜素内酯和茉莉酸甲酯存在交叉作用,油菜素内酯主要参与纤维伸长过程中,而茉莉酸甲酯可能参与到棕色棉色素代谢过程中;一定浓度的甘露醇、氯化钠、氯化钾、蔗糖、茉莉酸甲酯或苯丙氨酸有利于棕色棉色素合成;渗透压调节剂、植物生长调节剂和类黄酮前体物质对绿色棉纤维显色作用不明显。     

陆地棉棕色纤维色泽的遗传分析

以抗虫陆地棉119-1和GK-2分别与棕色棉2号杂交组合的P1、P2、F1、B1、B2和F2 6个家系为材料,借助色差计分析仪,对棕色纤维的遗传进行了研究,结果表明：在这2个组合中,棕色纤维色泽性状受1对不完全显性基因控制,色泽值的大小与纤维品质性状密切相关,色差值越大,纤维品质越差。     

天然绿色棉纤维色素理化性质研究

[目的]以天然绿色棉成熟纤维为材料,对纤维色素提取液进行理化性质及稳定性研究.[方法]采用溶剂、光照、pH值调节、金属离子和氧化及还原剂对色素进行处理.[结果]自然光照射致色素提取液颜色随时间变化变浅.常温下色素易溶于极性小的有机溶剂,难溶于极性大的溶剂.色素在pH5～9颜色稳定,Al3+、Fe3+、Cu2+、Fe2+、Ca2+离子导致色素颜色变化.耐氧化性和耐还原性处理前后色素溶液光谱扫描曲线均有明显变化.[结论]光照、pH值、部分金属离子、还原剂及氧化剂影响色素稳定性,且为脂溶性色素.     

彩色棉纤维的超微结构观察

对白色棉、棕色棉和绿色棉纤维进行了电镜观察,结果表明:3种颜色纤维的结构由外到内依次为初生壁、次生壁和中腔.在白色纤维的超微结构中未发现染色较深的物质; 在绿色棉纤维中,纤维的次生壁内层存在大量染色深的条纹,这些条纹可能是色素沉积的结果,类似沉积的日轮;在棕色棉纤维的中腔内,存在大量染色深的物质,而且这些物质主要沉积在中腔壁上,这些染色较深的物质可能是棕色棉纤维的色素物质,同时发现棕色棉纤维具有分叉结构. 与白色纤维比较,彩色纤维表现出的品质较差,可能与纤维素含量低及色素物质的沉积有关.     

天然棕、绿彩色棉叶片光合色素分析

对彩色棉不同生育时期的单位重量叶片光合色素含量和单叶片光合色素含量进行了测定分析,同时对彩色棉的光合色素进行了UV光谱测定.结果表明,彩色棉叶片单位重量叶绿素a、b、(a b)含量的动态变化趋势与白色棉较为一致,其中棕色棉叶绿素a、b、(a b)含量与白色棉相接近,绿色棉叶绿素a、b、(a b)含量低,且差异显著.白色棉单叶片叶绿素总含量明显高于彩色棉,两彩色棉相接近.从幼苗期到盛花期叶绿素a/b都逐渐下降,其中绿色棉在初花期有一个小的高峰,从盛花期到吐絮期又逐渐升高,其中绿色棉上升最快,白色棉最低.两彩色棉光合色素的乙醇溶液UV光谱与白色棉一致,主要吸收峰在416 nm、462 nm和672 nm处.     

200份陆地棉种质资源农艺性状遗传多样性分析

【目的】 研究本地棉花种质基因库,筛选出适于作杂交亲本的种质资源。【方法】 以200份棉花种质资源为材料,研究其形态指标的变异情况和遗传多样性,并以形态指标对 200 份种质进行聚类分析。【结果】 21个形态指标遗传多样性指数(H′)变幅范围在0~1.02。所有材料可划分成6大类,其中第1大类30份材料,茎色紫红色,种子短绒颜色灰褐色材料为主,可以作为彩色棉花育种资源;以170177为主的20份材料种子短绒着生稀毛,种子短绒颜色绿褐色可以作为早熟、无酚、耐高温的育种材料;第6大类50份,所占比例较大。【结论】 200份种质资源的遗传多样性丰富,第6大类50份,可以作为目前新疆育种材料亲本,主要特征为株型塔型,无茎毛,叶色深绿色,叶片大小中,无叶基斑,有限果枝类型,黄色花冠,黄色花药,种子短绒着生情况多毛,种子短绒颜色灰绿色,有种仁色素腺体,吐絮颜色白色。     

花青素代谢对陆地棉叶片和纤维色泽呈现的影响

【目的】棉花作为一种重要的经济作物和油料作物,其叶片和纤维均可积累色素物质,呈现不同颜色。叶绿素、类胡萝卜素和花青素的含量及其比例是棉花叶片呈色的主要原因,而棕色纤维中主要色素成分为花青素单体氧化聚合而成的原花青素及其衍生物。通过分析陆地棉不同的叶色突变体叶片和纤维中的花青素含量,花青素和原花青素合成途径中关键基因的表达,探究棉花叶片和纤维颜色呈现与花青素合成的关系,为叶色突变体的利用和彩色棉纤维色泽的改良奠定基础。【方法】通过测定21个陆地棉叶色突变体的叶片花青素含量,根据叶色突变体叶片、纤维颜色和花青素含量差异,筛选了其中6个典型的棉花叶色突变体作为研究材料,比较叶片和纤维（开花后15 d）中的花青素含量,分析花青素含量与叶片、纤维颜色呈现的关系;同时检测叶片及不同发育时期纤维（开花后5、10、15和20 d）中花青素合成关键基因GhCHS和原花青素合成途径关键基因GhLAR和GhANR的表达水平,分析目标基因对叶片和纤维颜色呈现的影响。【结果】21个陆地棉叶色突变体叶片中的花青素含量差异显著,呈现紫红色或紫色的叶片花青素含量高。在筛选的6个陆地棉叶色突变体及其对照叶片和不同发育时期纤维中,叶片花青素含量显著高于纤维,棕色纤维的花青素含量显著高于白色纤维。叶片中,GhCHS表达量较高,而GhANR和GhLAR表达量较低,花青素积累与颜色呈现与其表达量没有显著的相关性;而在纤维中,GhANR和GhLAR在棕色纤维的表达量极显著高于白色纤维中,且主要集中在纤维发育的5—15 DPA高表达。【结论】陆地棉叶片和纤维的颜色呈现均与花青素含量有关,紫色及紫红色叶片以及棕色纤维中花青素含量高,但纤维颜色的形成与棉花叶片颜色呈现没有显著的相关性,其花青素含量与原花青素合成途径的关键基因GhANR和GhLAR表达水平直接相关,表明棉花叶片和纤维中的呈色机制不一致,原花青素主要在纤维中积累显色。     

不同饲料对棉铃虫幼虫体色遗传及药剂敏感性影响的研究(英文)

不同饲料对棉铃虫幼虫体色变化有影响 ,用嫩棉叶喂养的幼虫 ,其体色以黑色、红色、绿色、绿褐色为主 ,其中黑色比率最高达 32 3% ;用人工饲料喂养的幼虫 ,其体色以绿褐色、黑色、红色、灰褐色为主 ,其中绿褐色比率最高 (31 6 % ) .利用纯化 3代的不同体色交叉组合配对 ,其后代体色遗传不规律 ,与其亲代体色相一致的幼虫占多数 .利用质量浓度为 1 0 %的功夫和 2 0 5 %的保丰乳油 ,点滴法测定触杀效果 ,结果表明 ,绿色和灰褐色是较敏感的类型 ,红色和黑色为不敏感的类型     

彩色棉纤维中矿质元素含量与纤维品质形成的关系

【目的】探讨彩色棉纤维中大量元素含量与彩色棉纤维品质形成的关系。【方法】选用棕色棉(X008)、绿色棉(S029)和白色棉(Xuzhou142)为材料,对彩色棉纤维发育过程(开花后20—50d)中大量元素(N,P,K,Ca和Mg)、黄酮色素和纤维素以及纤维品质指标进行分析。【结果】(1)彩色棉纤维细胞中纤维素的含量显著偏低,比白色棉降低15%左右;黄酮色素含量较高,比白色棉纤维高4—10倍;大量元素的含量(除K)明显偏高,比白色棉提高1—2倍;(2)相关性分析结果显示,成熟彩色棉纤维的品质指标与纤维中纤维素含量呈极显著的正相关,与纤维中总黄酮含量呈极显著负相关;棉纤维中大量元素N、P和Ca的含量与纤维素含量呈极显著的负相关,与纤维中黄酮色素含量呈极显著的正相关。【结论】彩色棉纤维中N、P和Ca元素含量的提高可能有利于黄酮色素的合成,而黄酮色素的积累使得彩色棉纤维中纤维素含量降低,这可能是引起彩色棉纤维品质偏差的原因之一。     

一个短季棉芽黄基因型的鉴定及生理生化分析

 【目的】鉴定新的早熟棉花芽黄突变体,为揭示航天诱变机理和芽黄突变体的利用提供理论基础。【方法】以中棉所58芽黄突变体为材料与野生型、棉花中期库17份芽黄材料进行正、反交,通过遗传学分析、叶绿体的超微结构观察和抗氧化系统酶活性测定,比较中棉所58芽黄突变体Vsp与野生型的各性状差异。【结果】中棉所58芽黄突变体Vsp和野生型中棉所58正、反交F2叶色表现符合绿叶﹕黄叶为3﹕1的分离结果,说明该突变体的芽黄性状由隐性核基因控制,中棉所58芽黄突变体Vsp和其它17份芽黄材料正、反交,虽有材料杂交后代有极个别表现芽黄表型,但绝大部分（95%以上）都表现为正常绿色,说明控制中棉所58芽黄突变体Vsp芽黄性状的基因和其它17份已经鉴定的芽黄材料控制该性状的基因不等位。叶绿体的超微结构表明,芽黄突变体叶绿体发育存在一定的缺陷,发育比较滞后,基粒类囊体和基质类囊体垛叠数较少,排列比较混乱,但随着叶片的不断发育,之后逐渐达到野生型的发育水平。芽黄材料的株高、果枝数、大铃、小铃、产量和纤维品质显著低于对照,芽黄突变体的SOD和CAT活性低于对照,POD活性高于对照,说明其抗氧化能力远低于对照。【结论】利用航天诱变技术,经过多代连续自交,获得芽黄性状稳定遗传且不同于棉花中期库17份已有芽黄材料的芽黄突变体中棉所58Vsp,该芽黄性状受一对隐性核基因控制;该芽黄突体的抗氧化系统酶活性、色素含量、叶绿素合成前提物质及叶绿体的超微结构均受到一定的影响。