受精对胚珠离体培养棉纤维生长发育的影响分析

[目的]探索了新疆陆地棉品种新陆早36号未受精胚珠(0 DPA)和受精胚珠(2 DPA)在离体条件下棉纤维的生长发育情况.[方法]利用胚珠离体培养技术分别不继代培养未受精胚珠和受精胚珠30 d,通过纤维长度测量和生长图像的数字化处理技术,对二者体外培养12 DPA和27 DPA的生长状况进行对比分析.[结果]12 DPA时,未受精胚珠纤维长度为0.8 cm,纤维团面积为0.28 cm2,分别为受精胚珠的67;和54;;27 DPA时,未受精胚珠纤维长度为1.7 cm,纤维团面积为0.85 cm2,分别为受精胚珠的81;和77;.[结论]发现受精胚珠在不同时期的纤维发育情况均明显好于未受精胚珠,受精胚珠建立的离体培养体系更适合用于棉纤维生长发育过程的研究.     

海岛棉GbCO基因的克隆和表达分析

[目的]海岛棉GbCO基因的克隆和表达分析.[方法]利用RT-PCR技术,从海岛棉中克隆CONSTANS(CO)的同源基因,利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术分析基因的组织表达.[结果]从新海14号花后9d的纤维中克隆得到了一个棉花CO蛋白基因,命名为GbCO.GbCO cDNA的ORF为1 008 bp,编码335个氨基酸.序列分析表明GbCO和GhCO的相似性只有78.2;,棉花CO蛋白同蓖麻RcCO、苹果MaCO等亲缘关系较为接近.qRT-PCR结果表明,GbCO基因在棉花的根、茎、叶、花瓣等组织中均有表达,但在叶片中的表达相对较高.并且CbCO在棉花胚珠及纤维发育的起始和伸长阶段都有表达,在开花前1d和开花后5d的胚珠中表达量很高.GbCO基因的表达受到光周期的调节,在夜间表达量高于白天.[结论]GbCO基因可能在陆地棉的开花发育中起着重要的作用.     

棉花开花前不同天数胚珠的采集标准检测

[目的]检测棉花开花前不同天数胚珠的采集标准,以期更清楚地研究棉花开花前后胚珠中基因的表达变化。[方法]采用花苞长、花苞宽、萼片长和萼片宽4种不同的参数来标准化陆地棉新陆早13号开花前不同天数棉花胚珠的特征。[结果]只有花苞长随花期的临近逐渐增长,而其他参数均没有明显变化。因此,选择花苞长为检测开花前不同天数胚珠的标准。统计分析表明,确定以1.0～1.2cm长的花苞为标准采集开花前5d的胚珠,以1.3～1.5cm长的花苞为标准采集开花前3d的胚珠,以1.7cm以上的花苞为标准采集开花前1d的胚珠。[结论]该研究结果为后期试验中开花前胚珠样品的采集提供参考数据,也为更精确检测开花前后胚珠中基因表达的变化奠定基础。     

棉花开花前不同天数胚珠的采集标准检测

[目的]检测棉花开花前不同天数胚珠的采集标准,以期更清楚地研究棉花开花前后胚珠中基因的表达变化。[方法]采用花苞长、花苞宽、萼片长和萼片宽4种不同的参数来标准化陆地棉新陆早13号开花前不同天数棉花胚珠的特征。[结果]只有花苞长随花期的临近逐渐增长,而其他参数均没有明显变化。因此,选择花苞长为检测开花前不同天数胚珠的标准。统计分析表明,确定以1.0~1.2cm长的花苞为标准采集开花前5 d的胚珠,以1.3~1.5 cm长的花苞为标准采集开花前3 d的胚珠,以1.7 cm以上的花苞为标准采集开花前1 d的胚珠。[结论]该研究结果为后期试验中开花前胚珠样品的采集提供参考数据,也为更精确检测开花前后胚珠中基因表达的变化奠定了基础。     

棉花纤维细胞起始及温度、植物生长物质对其影响

利用扫描电镜研究了陆地棉（GossypiumhirsutumL．）品种中棉所12号胚珠表面纤维细胞起始的过程。观察到最早在开花前5d纤维细胞即已起始,比前人报道早5d;也注意到起始的纤维细胞相对集中分布于胚珠的珠柄附近等部位,并且在开花前未见伸长。温度对纤维细胞起始的时间和数目有明显的影响,25～30℃是纤维细胞起始的适宜温度;开花前6d的胚珠只在添加NAA5μmol·L-1和GA35．7μmol·L-1的培养基中形成了纤维,表明棉纤维原始细胞的起始和进一步发育需要适当的激素条件。还讨论了通过调节纤维细胞分化、起始来增加纤维数目和提高纤维长度整齐度的潜力。     

新陆早19号胚珠培养体系的建立

在Beasley和Ting方法的基础上,建立了新疆陆地棉品种新陆早19号棉花胚珠离体培养纤维体系.在不继代的条件下培养25 d,在培养期内,测定了离体胚珠培养纤维生长长度,并首次利用数字化的图像和图像处理软件确定了离体胚珠及纤维生长轮廓所形成的面积.测定结果表明,在离体培养发育早期(前8 d),纤维发育迅速,其伸长长度绝对值相对较高,第20 d时已接近纤维的最终长度.但生长10 d以内的纤维强度很低,影响长度测量的准确度.培养前15 d离体胚珠生长的轮廓面积增长较快,15 d以后增长变缓,第20 d接近轮廓最大面积.     

南方地区无核葡萄胚挽救及其取样时间研究

[目的]探讨无核葡萄品种离体培养的培养条件,并确定最佳取样时期.[方法]选取南方无核葡萄品种中5个自然授粉胚珠和4个杂交组合的胚珠为试材,通过形态学观察确定取样时间,探索适宜南方无核葡萄品种的胚挽救程序.[结果]适宜火焰无核×寒香蜜、碧香无核、火焰无核、奥迪亚无核等的胚挽救程序为授粉后30 ～40 d剥取胚珠接种在ER培养基,暗培养90d,取胚转入WPM培养基上成苗.[结论]该研究可为提高幼胚离体发育和萌发成苗率提供科学依据.     

新疆棉花播期对棉纤维糖类物质及超分子结构的影响

[目的]在新疆气候生态条件下,研究不同播期对棉纤维发育过程中纤维素累积和纤维超分子结构的影响,探讨纤维累积特征、超分子结构变化与纤维强度形成的关系,揭示棉花生育后期低温对棉纤维强度形成的影响.[方法]选用新陆早13号和新陆早33号为材料,采用分期播种的方法,形成棉铃发育的不同温度条件,研究棉纤维素发育过程中纤维素累积特性和纤维超分子结构的变化,分析纤维强度形成与超分子结构变化的关系.[结果]在新疆棉花生产正常播期处理条件下,棉纤维的发育处于较适宜的温度条件,纤维发育过程中纤维素积累速率平缓且经历时期长;在晚播条件下,棉纤维发育后期受到低温的影响,纤维素的快速积累起始时期推迟,纤维快速积累时期缩短,纤维素的理论最大含量下降,晚播处理棉纤维的取向分散角和取向分布角的角度大于正常播期处理,纤维强度下降.[结论]在棉纤维发育过程中,棉纤维发育期后期的低温不仅影响了纤维素的积累特性,导致纤维的超分子结构3个参数大于正常播期处理,不利于高强纤维的形成.     

苗期干旱胁迫对棉花生理特性、产量构成因素和纤维品质的影响

[目的]于棉花苗期对其进行干旱胁迫,分析其生理特性、产量构成因素以及纤维品质的变化情况,研究棉花苗期的抗旱机制,筛选出抗旱性强的棉花品种.[方法]选取4个棉花品种新陆早26号、塔什干1号、军棉1号和中棉所35号作为材料,设干旱胁迫与正常灌水两个处理,干旱胁迫处理5d后复水,分别在干旱胁迫后第1、3、5d与复水后1、2d采样,于收获期进行数据调查,分析水分胁迫对棉花叶片SOD活性、脯氨酸含量、丙二醛(MDA)含量、水势的影响以及干旱胁迫对棉花产量构成因素与纤维品质的影响.[结果]随着干旱胁迫时间的延长,SOD活性、水势、含水量下降,复水后升高;脯氨酸与MDA含量升高,复水后下降;干旱胁迫对棉纤维品质的影响表现在,马克隆值升高、成熟度增强、比强度增强、整齐度下降、伸长率降低、上半均长变短、纺稳参数变小;干旱胁迫对棉花产量构成因素的影响表现在:株高降低、果枝数减少、单株铃数减少、衣分降低、单铃重增加.[结论]棉花的抗旱性是一个复杂的遗传机制,依据产量构成因素进行的抗旱性评价结果为:新陆早26号＞塔什干1号＞军棉1号＞中棉所35号.     

棉花纤维发育过程中晶区取向参数变化及与纤维比强度的关系

【目的】分析棉花品种间纤维结构与纤维强度的差异机理,研究新疆北疆棉区棉花纤维强力形成的内在因素,探索提高棉纤维强度的有效途径。【方法】以新疆3个陆地棉品种新陆早10号、新陆早13号和新陆早16号为研究对象,于花后30 d开始分阶段收取棉铃样品,手工分离棉铃的纤维和棉籽,混匀纤维,直至吐絮,统一测定纤维品质和晶区取向参数(分散角α、螺旋角φ、分布角ψ)。【结果】三个陆地棉品种取向分散角α随纤维发育呈现出先降低后增大、前期逐渐优化、后期不断宽化的趋势,不利于高强纤维的形成。不同品种间最终取向分散角α表现为新陆早16号=新陆早10号新陆早13号。所有供试棉花品种螺旋角φ在纤维发育过程中均呈现逐渐变小的趋势。在纤维发育初期φ角均为最高,随纤维发育逐渐优化,纤维发育后期略有宽化,最终φ角表现为新陆早10号新陆早13号新陆早16号,不同品种间螺旋角存在着明显的差异,在纤维加厚发育过程中一直保持了这种差异。不同品种间取向分布角ψ变化差异较大,新陆早13号变化趋势与螺旋角相似,随纤维发育逐渐变小,不断优化,在发育后期略有上升。新陆早16号和新陆早10号ψ角则随纤维发育先变大,随后逐渐减小不断优化,至发育后期开始不断宽化,最后ψ角表现与φ角相同,新陆早10号新陆早13号新陆早16号。【结论】纤维发育过程中,螺旋角φ与分布角ψ是影响比强度的主要因素。     

花铃期水分亏缺对不同部位果枝棉铃发育及产量的影响

【目的】研究花铃期水分亏缺对不同部位果枝棉铃大小(直径、长度、体积)、各组分干重(铃壳、纤维、棉籽)和产量的变化,以及水分亏缺处理与棉铃指标的关系,为机采棉花铃期供水不足时提供参考滴灌量。【方法】以新陆早50号和新陆早73号为材料,花铃期设3个滴灌量:2 450 m³/hm²(CK)、2 050 m³/hm²(D₁)、1 650 m³/hm²(D₂),于花后17 d开始,每隔7 d分别取第2、第5和第7果枝的棉铃,共取5次,测定棉铃大小及各组分干重。【结果】2个品种不同部位果枝棉铃长度、直径和体积均在花后24 d达到最大值。在花后45 d,D₁和D₂处理中上部果枝棉铃直径与对照差异明显,新陆早50号中部和上部果枝棉铃直径分别降低2.92%~4%和2.21%~5.35%;新陆早73号分别降低2.66%~6.38%和2.77%~8.69%。2个品种棉铃各组分干重棉籽 ＞ 纤维 ＞ 铃壳,铃壳、棉纤维及棉籽重分别在花后24、38和38 d达到最大值。在花后45 d,2个品种D₁和D₂处理中上部果枝棉籽重与对照差异明显,新陆早50号中部和上部果枝棉籽重分别下降8.9%~20.71%和11.53%~20.73%;新陆早73号分别下降8.96%~16.24%和10.21%~17.06%。单株籽棉产量与棉籽重呈极显著的正相关。2个品种D₂处理各部位果枝减产明显,新陆早50号下部、中部和上部果枝籽棉产量分别下降12.5%、13.48%和15.67%;新陆早73号分别下降12.69%、11.9%和18.21%。【结论】中上部果枝棉铃直径是影响棉铃干重的重要因素。水分亏缺不利于棉纤维和棉籽发育,中上部果枝棉籽受影响较大。D₁处理与对照各部位果枝成铃数和籽棉产量差异不显著,2 050 m³/hm²(D₁)为应对花铃期供水不足时滴灌量。     

新疆南疆阿拉尔垦区主栽陆地棉品种(系)棉铃发育的特征

【目的】研究新疆南疆阿拉尔垦区主栽陆地棉品种(系)棉铃发育的特性。【方法】以新陆中82号、新陆中70号以及品系15-1242为材料,分别于2018年7月7日、7月14日和7月21日挂花,每隔7 d取一次。【结果】棉铃干重表现为15-1242>新陆中70号>新陆中82号,7月7日>7月14日>7月21日。3个铃型指标快速增长停止时间都与单铃干重呈显著正相关关系;铃长度对单铃干物重的影响最大,其次是棉铃体积和直径;棉铃长度对体积的增大起直接的作用,而直径通过间接作用影响体积的增大。三个材料棉铃各组分干物质积累分配表现为,铃壳率降低最快的是中新陆中70号,从65%至20%;纤维率和种子率上升最快的是新陆中70号,分别在17%～37%和16%～41%以上。棉铃各组分干物质积累特征曲线特性表现为,铃壳所需的时间最短、种子居中、纤维最长。【结论】在棉铃干物质积累旺盛期,种子和纤维的正常发育对棉花单铃重的形成至关重要,直接影响棉花的最终产量。新陆中70号的单铃重、体积和干物质积累分配在三个材料中综合表现最好。     

高温胁迫对不同棉花品种光合作用及产量性状的影响

【目的】 研究高温胁迫下不同棉花品种之间光合性状、产量性状及品质性状的差异,分析高温胁迫对棉花光合特性的影响,筛选耐高温品种,为耐高温品种选育提供理论支持。【方法】 测试20份陆地棉资源材料在高温胁迫后,叶片净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间CO₂浓度、光合水分利用率等5项生理指标,以及单株结铃、单铃重、衣分、籽棉产量、皮棉产量、纤维长度、比强度、马克隆值、整齐度、伸长率10个性状,研究其差异性及相关性。【结果】 20份材料在高温胁迫后光合特性和产量性状存在极显著差异,纤维品质存在差异但不显著,棉花品种间耐热性的表现不同,单株结铃和单铃重这两个产量性状和净光合速率、蒸腾速率、水分利用率呈正相关。【结论】 在高温胁迫环境下,中棉所35号、湘棉11号、鄂棉10号的光合能力相对较强,产量性状相对较高,具有较强的耐高温特性,筛选出材料可以作为耐高温育种的种质资源。     

不同熟性棉花品种棉铃时空分布及产量比较

【目的】研究新疆南疆地区不同熟性棉花品种棉铃时空分布及产量的差异规律,为新疆南疆地区选择适宜熟性品种种植提供理论依据。【方法】于2020年设置中早熟品种(中棉所96A)、中熟品种(塔河2号、新陆中73号),分析不同熟性棉花品种棉铃时空分布及其产量的变化规律。【结果】中熟品种(塔河2号、新陆中73号)的株高、茎粗显著高于中早熟品种(中棉所96A),塔河2号、新陆中73号的株高较中棉所96A分别增加了22.28%、9.84%,茎粗分别增加了25.01%、11.55%,中熟品种的果枝始节高度大于中早熟品种;“三桃”比例中伏前桃表现为塔河2号>新陆中73号>中棉所96A,伏桃为中棉所96A>新陆中73号>塔河2号,秋桃为新陆中73号>塔河2号>中棉所96A;棉铃空间分布上,中棉所96A的棉铃主要分布在中下部内围铃,而塔河2号和新陆中73号则分布在下部、上部内围铃;中熟品种中部外围铃的蕾铃脱落率高于中早熟品种相同部位;中早熟品种的单铃重显著高于中熟品种,中棉所96A的单铃重较塔河2号、新陆中73号分别增重了3.15%、7.73%,中棉所96A与塔河2号的籽棉产...     

筛选对脱叶剂敏感的南疆陆地棉种质资源

【目的】研究南疆90个陆地棉种质资源喷施脱叶剂后脱叶和吐絮情况,筛选出对脱叶剂敏感的种质资源,为筛选和培育脱叶剂敏感品种提供参考。【方法】对南疆90份陆地棉种质资源喷施脱叶效果较好的脱叶剂脱吐隆(复配乙烯利),分别调查喷施脱叶剂后,不同时间不同类型棉花叶片脱落和棉铃吐絮情况。【结果】不同棉花种质资源的脱叶率在第4 d及第7 d有显著差异,最终脱叶率高达95%以上的品种有新陆中2号、新陆中5号、合信27等10个品种;不同品种间药后吐絮率不同;不同类型叶片脱叶率及脱叶效果不同;根据脱叶效果进行聚类分析,将90份种质资源分为4类,其中第Ⅱ类品种对脱叶剂最敏感。【结论】喷施脱叶剂后不同品种脱叶率和吐絮率有所不同,第4~7 d的脱叶率可以作为南疆陆地棉品种对脱叶剂敏感性的评价指标;果枝叶的脱叶效果最好,叶枝叶次之,主茎叶最差;第Ⅱ类是脱叶剂敏感种质。     

机采棉株行距配置对棉花生物量和氮素累积分配及产量的影响

【目的】研究机采棉株行距配置对棉花生物量、氮素累积分配特征及产量的影响。为南疆机采棉高产栽培奠定理论基础。【方法】以株型松散品种新陆中54号和株型紧凑品种新陆中75号为材料,设置3种不同适宜机采的株行距配置进行试验,分别为高密度一膜六行(66 +10) cm、高密度一膜六行(64+12) cm和低密度一膜四行(64+12) cm。研究其对棉花生物量、氮素动态累积特征的影响。【结果】新陆中54号与新陆中75号在低密度一膜四行(64+12) cm种植模式下,营养器官和生殖器官生物量的积累进入快速增长期起始日、结束日及最大生长速率的时期均提前,其生长特征值与总氮积累量理论值均较大。确保棉株营养器官中氮素的净吸收和净转移量的增加,发挥棉株单株优势,使棉株生长具有较高的氮代谢水平,可有效增加棉株单株结铃数和单铃重,达到较高皮棉产量(3 307.8和3 150.9 kg/hm²)。不同品种间,新陆中54号对新陆中75号而言单株结铃数高出9.23%,最终皮棉产量高出4.98%。【结论】在新疆南疆不同品种在机采棉株行距配置间,松散型品种新陆中54号在低密度一膜四行(64+12) cm配置下,地上部生物量及氮素累积特征值较协调,各器官分配比例较合理,使皮棉产量较高。     

新疆早中熟棉花品种果枝数、果节数与成铃结构

【目的】分析182个南疆棉花品种(系)果枝数、果枝分布、果节数及果枝果节与成铃的关系,研究南疆早中熟棉花品种果枝数、果节数选择指数,为棉花高产育种提供理论依据。【方法】采用品种对比试验方法,收集比较新疆不同遗传背景的182个品种(系),测试不同品种(系)果枝数、果枝分布、果节数、成铃数等性状,分析南疆棉区气候条件下果枝、果节构成及果枝果节与成铃关系。【结果】182个南疆棉花品种的果枝数为4.6~10台, 果节数为7.6~21个,结铃数为5.4~12.2个,内围铃∶外围铃=3∶1;不同品种的果节数和单株结铃,随着果枝数的增加而增加,差异显著;果枝数与果节数、结铃数、内围铃数、上部铃数呈极显著正相关,果节数与结铃数、内围铃、外围铃、下部铃及中部铃具有极显著正相关性。【结论】在南疆气候条件下,应选择果枝数为8~10台果枝、果节量为18~20个的棉花品种,更有利于充分利用南疆有限的热量、积温条件,形成更高的产量。     

棉花植株顶部棉铃发育过程中物质累积及对温度的响应

【目的】研究7、8果枝棉籽与纤维不同播种条件下物质累计的特点,分析温度变化对籽棉物质分配的影响,以及分期播种后上部果枝棉纤维发育与温度的关系,为机采棉确定播种日期和脱叶剂喷施时间和提高棉纤维品质提供理论依据。【方法】于2017~2018年在新疆乌兰乌苏农业气象试验站开展田间试验,以大田生产播期(4月12日)为对照,两年共设置4个播期,随铃龄变化测定棉籽与纤维物质累积特征、棉花纤维品质等指标。【结果】花后50 d内日均温MDT为23.8℃,≥15℃有效积温为456.8℃的正常播期处理下,新陆早59号、新陆早64号上部果枝单粒棉纤维干物质快速累积期分别在铃龄22~40和18~36 d;MDT下降0.3℃,≥15℃有效积温下降17.5℃的条件下,使新陆早64号单粒棉纤维干物质快速累积期平均累积速率提高且理论最大积累量明显增加;在纤维物质累积过程中,日温差对单粒纤维物质快速累积期长短有着极显著影响;纤维与棉籽间存在异速生长特征,并随着铃期MDT的下降异速生长程度减小;MDT为23.0和20.8℃的晚播条件下早中熟品种新陆中82号的棉籽、纤维发育均表现出了较好的适应性。【结论】棉纤维发育对铃期温度下降较为敏感,在铃龄中后期干物质累积速率的明显降低;纤维与棉籽间的异速生长程度随着铃期MDT的下降而降低;铃期日均温差一定程度上决定了其干物质快速累积期的长短;早中熟品种新陆中82号早熟性较好,适宜在北疆棉区种植。     

花铃期遮荫对棉花叶片生理特性的影响

【目的】研究棉花花铃期遮荫弱光对棉花叶片生理特性的影响。【方法】选择耐荫性不同的2个棉花(Gossypium hirsutum L.)品种中棉所 49 号和新陆中36 号为材料,于2016至2017年在乌鲁木齐市安宁区镇(87°28′E, 45°56′N)新疆农业科学院综合试验场进行不同程度遮荫大田试验。【结果】遮荫弱光造成棉花主茎功能叶SPAD值、净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r) 和气孔导度(G_s)迅速降低,胞间CO₂浓度(C_i)上升,棉铃对位叶可溶性糖和氨基酸含量上升。中棉所 49 号的相关指标变化幅度较新陆中36号小。不同生态型品种对遮荫弱光环境的适应性亦不同。【结论】遮荫弱光环境下棉花叶片光合性能下降,光合产物累积能力及输出能力受阻,导致棉铃对位叶可溶性糖和氨基酸含量降低,棉花单株铃数、铃重、籽棉产量亦随遮荫程度加深而显著减少(P<0.05)     

基肥减施对不同棉花品种养分吸收差异及产量的影响

【目的】研究不同棉花品种在新疆塔里木棉区的养分积累量及产量特性。【方法】设置3种基肥用量,采用两因素裂区试验设计,比较6个棉花品种在3种基肥设置下养分积累差异及产量影响。【结果】6个棉花品种中新陆中55号品种的氮素利用率最高(36.11%),具有较高的氮素吸收能力。新陆中22号、新陆中55号、锦棉Z1112品种的磷积累量显著高于新陆中82号、新陆早74号、新陆早77号品种,磷肥利用效率表现为新陆早77号＞新陆中22号＞新陆中82号＞新陆中55号＞锦棉Z1112＞新陆早74号。新陆中22号、新陆中55号、新陆中82号、锦棉Z1112、新陆早77号品种的钾含量显著高于新陆早74号品种,钾肥利用效率表现为新陆中55号和新陆中82号较高,新陆中22号品种最低,新陆中55号和新陆中82号品种具有较高的钾素吸收能力;锦棉Z1112、新陆早77号品种的单株铃数显著高于新陆中22号、新陆中55号品种,新陆中22号品种的单铃重显著高于其他5个品种。新陆中22号、锦棉Z1112品种的衣分要显著高于新陆中55号、新陆中82号、新陆早77号品种,新陆早74号品种籽棉产量和皮棉产量均显著低于其他品种。【结论】不施基肥处理棉花株养分吸收积累量少、产量偏低。基肥全施处理下产量最高,基肥半施处理下,基肥施用量减少50%,棉花平均产量减少9%,其中新陆中22号品种和新陆中55号品种的减产最少,为5%和1%。