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。     

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。     

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.     

彩色棉棉子发育形态变化与干物质积累规律研究

以棕絮1号、陇绿棉2号和对照品种普通白色棉鲁棉研28号为试验材料,研究了彩色棉棉子发育过程中形态及干物质积累的动态变化。结果表明:棉子长、宽和体积均在35 DPA(day post anthesis)达最大值,25 DPA前彩色棉与白色棉快速增长阶段存在差异,25 DPA后的增长速率差异较小。最终棉子体积棕絮1号鲁棉研28号陇绿棉2号。对供试品种百粒棉子干重进行Logistic方程拟合表明:彩色棉品种棉子干重快速累积持续时间较白色棉短,但快速增长期平均速率均大于普通白色棉,棉子干重理论最大值差异不大。棉子种仁和子壳重都随棉子发育而不断增长,子壳率不断下降,成熟棉子子壳率以绿色棉陇绿棉2号最低,棕絮1号次之,鲁棉研28号最高。     

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.     

棕色棉发育期儿茶素的HPLC分析

以棕色棉和白色棉为材料,利用HPLC法测定发育期种皮与纤维中儿茶素的组分与变化规律。结果表明:棉铃发育期,深棕ANL-1和泗棉3号种皮中有儿茶素单体EGC、C、EC,纤维中有GC、C。深棕ANL-1种皮中主要组分C的含量高于泗棉3号,且在28~35DPA阶段迅速下降。深棕ANL-1纤维中GC和C的含量均表现出先升后降的趋势。泗棉3号发育期纤维中各儿茶素组分含量水平非常低。初步推断在纤维伸长期,儿茶素等棕色素前体不断合成并积累,并在次生壁沉积期被逐渐氧化消耗而形成有色的棕色素。     

彩色棉抗氧化酶活性与棉纤维发育相关性研究

以1对纤维颜色不同的棉花近等基因系为试材,研究其棉纤维发育过程中棉铃抗氧化酶活性的动态变化,为棉纤维品质的改良提供理论依据。选择白色棉和绿色棉2个棉花品系,于花铃期和吐絮期分别测定铃壳、棉籽、棉纤维中SOD活性、POD活性、CAT活性以及MDA含量、可溶性蛋白含量,并对其纤维产量及长度进行考察。结果表明,在花铃期,白色棉纤维中SOD和POD活性均低于绿色棉,CAT活性显著高于绿色棉;而吐絮期,白色棉纤维中的抗氧化酶活性均高于绿色棉;绿色棉铃壳和棉籽中的MDA含量在整个生育期均高于白色棉;棉纤维的发育与抗氧化酶活性密切相关;棉纤维发育前期,较高的SOD,POD活性可以促进纤维的伸长,发育后期则有利于次生壁的加厚;绿色棉铃壳和棉籽中相对较差的抗氧化酶系统会促进色素的积累,从而影响棉纤维初生壁和次生壁的发育。     

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。     

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.     

我国棉花抗枯、黄萎病育种研究进展

利用抗病品种防治棉花枯萎病和黄萎病,是国内外成功经验。50年代育成了川52-128等第一批5个抗源品种。60-70年代有较大发展,育成陕401、86-1等42个抗枯萎病品种,奠定了我国棉花抗病育种的基础。80年代有很大突破,育成48个抗病品种,以中棉12为代表,使抗病、丰产、优质等性状较好地结合起来。此外,在育种目标的确定、抗源筛选、抗性遗传规律及育种方法等方面积累了有益的经验,使我国棉花抗病育种进入一个新阶段。1990年我国种植棉花抗病品种3540万亩,占全国棉田面积的44.1%,年增加收益15.9亿元。     

不同花色品种非洲紫罗兰花色素成分初步分析

通过对不同花色花瓣色素组成的分析,可以为花色显色机理研究提供依据.本文通过对14种不同花色非洲紫罗兰的特征显色反应和紫外-可见光谱扫描进行分析,结果表明:所选非洲紫罗兰花色品种中的色素由类黄酮组成,白色非洲紫罗兰仅含黄酮类化合物,其它花色品种主要由花色素苷和黄酮类化合物组成.本试验为非洲紫罗兰花色素成分的进一步分离和鉴...     

Study on the Genetics and Development of Fiber Pigments and Color Deviation After Wetting Process of Naturally Colored Cotton

The genetic control of fiber pigment color in naturally colored cotton was studied. The expres-sion of brown and green fiber color was controlled by incompletely dominant single genes and incompletelydominant major genes, respectively. Production and accumulation of the fiber pigment were related to specialexpression of enzymatic genes for pigment synthesis in fiber cells. At the stage of fiber lengthening, naturallycolored cotton, like white cotton, appeared purely white. But when fiber cell walls entered the thickeningstage, pigment appeared by degrees. When the fiber was completely matured (on boll dehiscence), the colorreached its darkest level. After wetting process treatment, the hues of the fiber pigment changed in regularpatterns. The hue circle for brown and green cotton changed in the opposite direction with wetting processtreatment. In general, the treated cotton color and luster became dark and vivid, and this trend provided the possibili-ty for enhancing the fiber quality by suitable enviromnental friendly finishing. The analysis showed that the color andluster of the cotton may be controlled by a series of pigments which show different chemical performance.     

砷胁迫下磷用量对不同磷效率水稻产量、生物量以及P、As含量的影响

【目的】阐明磷肥用量以及水稻磷营养特性对砷污染水稻产量、生物量及其安全性的影响,探讨降低水稻砷污染的农艺措施。【方法】以2个耐低磷（磷高效吸收型品种99011和磷高效利用型品种580）和1个低磷敏感型水稻（99056）为材料,通过土培试验研究不同磷用量对中、高度砷污染土壤上水稻产量、生物量以及秸秆、颖壳和稻米P、As含量的影响。【结果】与无砷处理相比,50 mg•kg-1的砷略微增加水稻的生物量,但降低水稻产量,增施磷肥显著提高生物量和产量;100 mg•kg-1的砷显著降低水稻生物量和产量,增施磷肥显著提高生物量,但产量在磷用量为30 mg•kg-1时最高,磷用量为150 mg•kg-1时最低（为0）。砷污染土壤上,水稻不同部位As含量为秸秆>>颖壳>>糙米,且As含量随磷用量或砷浓度的增加而增加。在砷胁迫或者磷、砷双重胁迫下,同一处理的水稻产量、生物量以及秸秆、颖壳和糙米P含量均为99011＞580＞99056,3个品种之间差异显著,且磷用量越少、砷浓度越高,品种之间差异越大;秸秆、颖壳和糙米As含量为99056＞580＞99011,3个品种之间差异显著,且磷用量和（或）砷浓度越高,品种之间差异越大。在砷浓度≤50 mg•kg-1和磷用量≤30 mg•kg-1时,磷高效吸收型品种99011能够获得较高的产量,且稻米As含量低于国家食品安全标准。【结论】砷胁迫下,水稻产量及其As含量与品种磷营养特性以及施肥量密切相关。在中、轻度砷污染土壤上,可以通过选用磷高效吸收型水稻品种,并根据土壤磷丰缺程度适当减少磷肥用量等措施来保证水稻数量和质量安全。