种植密度和施氮量对等行距机采棉根系形态指标及产量的影响

[目的]研究不同种植密度和氮肥施用量对76 cm等行距机采棉根系形态指标及产量的影响.[方法]采用裂区设计,分别为主区密度(M1:22.5×104株/hm2、M2:18×104株/hm2、M3:13.5×104株/hm2)和副区氮肥(N1:0 kg/hm2、N2:300 kg/hm2、N3:600 kg/hm2),分析...     

Cloning and Expressing of a Gene Encoding Cytosolic Copper/Zinc Superoxide Dismutase in the Upland Cotton

In this study, a gene encoding a superoxide dismutase （SOD） was cloned from senescent leaves of cotton （Gossypium hirsutum）, and its expressing profile was analyzed. The gene was cloned by rapid amplification of cDNA ends （RACE） method. Northern blotting was used to show the profile of the gene expression, and the enzyme activity was mensurated by NBT deoxidization method in different growth periods. The full length of a gene of cytosolic copper/zinc superoxide dismutase （Cu/Zn-SOD） was isolated from cotton （GenBank Accession Number： DQ445093）. The sequence of cDNA contained 682 bp, the opening reading frame 456 bp, and encoded polypeptide 152 amino acids with the predicted molecular mass of 15.03 kD and theoretical pI of 6.09. The amino acid sequence was similar with the other plants from 82 to 87%. Southern blotting showed that the gene had different number of copies in different cotton species. Northern blotting suggested that the gene had different expression in different tissues and development stages. The enzyme activity was the highest in peak flowering stage. The cotton cytosolic （Cu/Zn-SOD） had lower copies in the upland cotton. The copper/zinc superoxide dismutase mRNA expressing level showed regular changing in the whole development stages; it was lower in the former stages, higher in latter stages and the highest at the peak flowering stage. The curve of the copper/zinc superoxide dismutase mRNA expressing level was consistent with that of the Cu/Zn-SOD enzyme activity. The copper/zinc superoxide dismutase mRNA expressing levels of different organs showed that the gene was higher in the root, leaf, and lower in the flower.     

不同外源物质对化学封顶棉花生物量及产量品质的影响

目的 研究盛花期喷施不同外源物质对化学封顶棉花叶绿素含量、生物量积累、产量形成及纤维品质的影响,优化化学封顶技术,为优质棉生产提供理论依据。方法 以棉花品种新陆早72号为材料,盛花期(7月17日)喷施8种不同外源物质,分别为:T1,0.4 mmol/L 6-BA;T2, 35 mmol/L 辛酸甲酯;T3, 30 g/hm²调酸环钙;T4, 35 mmol/L癸酸甲酯;T5, 0.24 mmol/L复硝酚钠;T6, 0.056 mmol/L DA-6;T7, 0.096 mmol/L NAA;T8, 0.01 mmol/L 三十烷醇;CK, 清水。在喷施药后0、14、28和 42 d 时测定9 株代表性棉株各部位的干物质重,在喷施药后0、7、14和21 d 时测定棉花倒四叶片叶绿素含量的影响。结果 8 种外源物质在改善棉花叶绿素含量,生物量、产量及品质上均有一定作用,辛酸甲酯(T2)、萘乙酸钠(T7)、复硝酚钠(T5)调环酸钙(T3)等能提高叶绿素含量,增加生物量积累,提高籽棉产量,利于品质提升,其中辛酸甲酯(T2)与对照比能显著提高叶绿素含量10%以上、有利于生物量积累与分配,单株铃数增加9.15%,籽棉产量增加25.50%,提高纤维长度、整齐度、比强度、伸长率等整体效果最优。结论 在盛花期叶面喷施不同外源物质可以有效的提高叶绿素含量,成铃数、铃重增加及纤维长度,增长效果明显。辛酸甲酯能显著提高叶绿素含量、干物质积累与分配,并提高单铃重和籽棉产量,其次萘乙酸钠、复硝酚钠、调环酸钙、6-BA处理。     

不同毛管间距与株距配置对棉花冠层结构及产量的影响

【目的】 分析毛管间距与种植密度互作对棉花冠层结构及产量的影响,研究毛管间距与种植密度最佳组合,改善群体结构,提高棉花产量。【方法】 采用1膜3行76 cm等行距机采种植模式,选用新陆早61号为材料,裂区设计,主区设毛管间距:1膜2管3行、1膜3管3行,每种毛管配置下设3个株距配置为6、8和10 cm。测定不同生育期株高、叶面积指数(LAI)、叶倾角(MLA)、冠层开度(DIFN)、透光系数(TC)、产量等指标。【结果】 同一株距下,1膜3管处理较1膜2管株高增加1.4~3.6 cm,同一毛管间距下,D₈处理较D₆处理高7.6~9.3 cm、D₁₀处理较D₈处理高1.8~2.3 cm;盛蕾后,I₃D₈处理LAI与MLA保持了较高值,较D₆处理明显增加了单株结铃数、单铃重、衣分,皮棉产量最高。【结论】 盛蕾后,D₈处理能较好的调节棉花群体密度与个体发育的矛盾,保持了较高的LAI与MLA,是保证一定种植密度条件下 ,提高单株结铃数、单铃重、衣分的重要原因。     

棉花花粉中高效转录U6启动子的克隆及功能分析

【目的】以棉花品种新海16基因组DNA为模板,克隆海岛棉（Gossypium barbadense L.）GbU6启动子,筛选出能在棉花生殖细胞中（花粉）高效转录的GbU6启动子,为利用基因组编辑技术进行棉花分子育种奠定重要基础。【方法】采用两轮PCR方法克隆完整的GbU6启动子。根据网上公布的棉花基因组数据库序列,利用Primer 5.0软件设计5对引物,进行第一轮能覆盖完整GbU6启动子的PCR扩增,产物克隆测序正确后,再利用transfer PCR法将GbU6启动子精确亚克隆到CRISPR/Cas9基因组编辑载体中;第二轮扩增产物测序正确后,运用DNAMAN软件对克隆成功的5个GbU6启动子序列中具有转录功能的必要元件进行分析;然后以pBI101质粒DNA为模板,PCR扩增并克隆GUS报告基因,经酶切鉴定、测序正确后,用BbsⅠ酶切GUS,连入经同样酶切后的5个GbU6启动子对应的CRISPR/Cas9基因组编辑载体中,转化、酶切鉴定,获得对应的5种GbU6::GUS的表达载体。将含有CaMV35S启动子驱动的GUS表达载体作为棉花花粉瞬时转化的阳性对照,以上述6种表达载体DNA为模板,采用高保真酶的PCR扩增法获得高浓度DNA片段,利用基因枪轰击法将5种GbU6::GUS和阳性对照的DNA片段分别转化棉花花粉,并进行GUS染色,最后用体式显微镜观察染色情况。每个启动子的基因枪转化重复3次,最后根据染色深浅筛选出在棉花生殖细胞中高效转录的GbU6启动子。【结果】经两轮PCR扩增后获得5种GbU6启动子,启动子长度分别为1 166、1 119、1 134、1 214和1 176 bp,并构建获得了相应的5种CRISPR/Cas9基因组编辑载体;对拟南芥和克隆的5个GbU6启动子序列进行序列比对,结果表明,GbU6启动子区与拟南芥U6启动子一样,也含有比较保守的-60 bp位置的USE元件和-30 bp位置的TATA框,而且这两个元件之间的距离也非常固定;用GbU6::GUS的DNA片段瞬时转化棉花花粉,发现基因枪瞬时转化的3次重复结果显示克隆得到的5个GbU6启动子有4个能驱动GUS在棉花花粉中表达,棉花花粉被染成蓝色。其中GbU6-5P::GUS的染色相对较深,接近于CaMV35S启动子。【结论】成功克隆了棉花生殖细胞中高效转录的GbU6启动子,为构建棉花CRISPR/Cas9基因组编辑载体系统提供了有效的启动子。     

UPLC-MS/MS测定棉铃虫体内丁布的残留量

【目的】对比2种前处理方法对丁布含量的影响,建立UPLC-MS/MS测定棉铃虫体内丁布含量的分析方法。【方法】棉铃虫样品经甲醇涡旋振荡、超声波提取,用Waters UPLC-MS/MS (Xevo TQS质谱)检测丁布的含量,BEH C₁₈色谱柱,流动相为甲醇-水(含0.5%的冰乙酸)梯度洗脱,流速0.3 mL/min。【结果】棉铃虫样品在低浓度5 μg/L、高浓度50 μg/L 2个添加水平下,甲醇超声提取法的添加回收率最佳,平均添加回收率分别为84.26%、96.78%,最低检测质量浓度为5 μg/L。【结论】该方法的准确度和精密度、添加回收率均符合化合物残留分析的要求。     

不同基因型海岛棉根系形态参数对混合盐碱胁迫的响应

【目的】 研究不同耐盐性海岛棉幼苗根系指标对盐碱胁迫响应的机理,为新疆海岛棉育种和耐盐碱种植提供科学依据。【方法】 以盐敏感品种新海48号、弱耐盐品种新海31号、中等耐盐品种新海43号和耐盐品种新海35号为材料,采用NaCl、Na₂SO₄(物质的量1∶1)和NaCl、NaHCO₃(物质的量1∶1)模拟不同程度的中性盐混合盐(中性盐)和碱性盐混合盐(碱性盐)胁迫,总盐浓度(Na⁺)为0、120、180、240 mmol/L,分析中性盐和碱性盐两种胁迫下海岛棉幼苗根系形态特征及其与植株耐盐性的关系。【结果】 海岛棉根系形态对中性盐和碱性盐的响应存在差异,中性盐浓度为180 mmol/L时,不同耐盐品种海岛棉根系总长度与对照相比均无显著差异,新海31号、新海35号分别比对照高18%和5.97%;在碱性盐120和180 mmol/L处理下,新海35号、新海43号和新海48号的根系总长度较对照分别显著减低38.24%~46.32%、64.25%~75.58%和39.91%~71.47%。当中性盐浓度处于180~240 mmol/L时,不同耐盐品种海岛棉细根根长、表面积和体积在不同程度上有所增加;当碱性盐浓度处于120~180 mmol/L时,不同耐盐品种海岛棉细根根长、表面积和体积在不同程度上有所降低。 【结论】 低浓度中性盐和碱性盐使不同耐盐品种海岛棉细根根长、表面积及体积有不同程度的增加,而对中根及粗根无显著抑制作用。中性盐和碱性盐胁迫均显著降低海岛棉根系总长度、总表面积和总体积,其中碱性盐对根系总长度的影响较大,碱性盐主要通过抑制细根的伸长来降低根系总长度。     

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。     

杏棉间作对棉花生长发育的影响

[目的]研究杏棉间作下棉花的生长发育,为杏棉立体高效种植技术的优化提供理论支撑.[方法]进行间作棉与单作棉对比试验.[结果]间作棉比单作棉生育期晚8 d;出叶速率在出苗-现蕾期最快,间作棉为6.2 d/片,比单作棉慢0.7 d/片;截至打顶时,间作棉株高为58.01 cm,单作棉为64.51 cm;间作下棉花的真叶数、果枝数减少,主茎节间变长,始节高度上长升,总果节数比单作棉低53.47;,收获株数18.34×10<'4>株/hm2,单株结铃数3.6个,单铃重5.25 g,衣分38.6;,皮棉产量1 352.84 kg/hm2.[结论]杏棉间作条件下主要影响棉花的衣分、产量.其中衣分比单作棉低4.3;、产量低43.8;.     

花铃期高温胁迫对海岛棉不同部位果枝成铃质量的影响

以耐热差异明显的海岛棉品种‘新海43号’（XH43）和‘新海49号’（XH49）为材料,于盛花期在田间搭设塑料棚进行为期3d（H3）、6d（H6）和9d（H9）的增温处理,增温结束后立即恢复自然温度,以田间不搭棚的自然温度为对照（CK）,研究不同天数高温处理对海岛棉净光合速率、成铃率及不同部位果枝产量和品质的影响。结果表明：（1）高温胁迫降低了XH43和XH49的产量及产量构成因素,其中H6、H9处理均达到显著水平;高温胁迫显著降低了中部果枝的铃数、单铃重、衣分和籽棉产量,但显著增加了上部果枝铃数,促进了上部果枝产量的提高。（2）高温胁迫对XH43和XH49的纤维品质无显著影响,但导致两品种中部果枝棉铃上半部平均长度、整齐度指数和断裂比强度显著降低。而高温胁迫显著提高了上部果枝棉铃的断裂比强度,其中H6、H9处理均达到显著水平,较对照分别增加2.19%～5.12%和4.48%～7.59%。（3）高温胁迫下XH49各部位产量和品质变化幅度均大于XH43,表明高温胁迫对XH49影响更为严重。（4）花铃期短期高温胁迫,导致中部果枝棉铃大量脱落及发育受阻。在生殖生长后期,H6、H9处理后的棉株净光合速率显著高于对照,增温处理增强了棉株后期光合生产能力,进而提高了上部果枝的铃数、产量和断裂比强度。