转基因抗虫彩色棉产量性状和纤维品质选择的研究

通过对116份转基因抗虫彩色棉两年的间比试验,对产量性状和纤维品质性状进行测定。产量性状单株结铃数、衣分、子指、霜前花、铃重变异系数分别为72.82、75.95、7.27、102.31、5.64。纤维品质指标2.5%跨长、整齐度、伸长率、比强度、马克隆值变异系数分别为17.96、2.12、15.60、34.10、12.88。结果表明彩色棉育种性状选择先后顺序:霜前花>衣分>单株结铃数>比强度>2.5%跨长>伸长率>马克隆值>子指>铃重>整齐度。     

黄萎病胁迫下抗病陆地棉茎组织lncRNA的鉴定与分析

黄萎病是造成棉花产量和品质损失最为严重的病害之一。病菌侵染根组织后,通过茎组织扩展至叶,茎组织在寄主抗病菌扩展中起重要作用。长链非编码RNA（lncRNA）作为一种重要的调控分子,通过多种机制参与植物抗病等众多生物过程,因此分析了棉花茎组织lncRNA的抗病功能。对黄萎病菌胁迫下抗病陆地棉茎组织进行转录组测序,鉴定出971条抗病相关lncRNA。进一步分析黄萎病抗性相关lncRNA的表达特征及其对靶mRNA的调控方式,结果表明,棉花茎组织lncRNA响应黄萎病菌侵染具有明显的时序性,并且主要通过反式作用正调控靶mRNA。GO富集分析揭示差异表达lncRNA在细胞膜、胞外和胞内,通过多种分子功能响应黄萎病菌诱导的几丁质、缺水、缺氧等刺激和JA、ABA等植物激素信号,表明棉花茎组织lncRNA在抵御黄萎病菌侵染过程中起重要作用。基于上述结果并结合已有报道,构建了10条抗病相关lncRNA潜在的抗病机制,对深度解析这些lncRNA的抗病机理提供了重要依据。qPCR检测结果进一步揭示了lnc_011764和lnc_010753对其靶基因具有潜在的调控作用。该结果扩展了对抗黄萎病相关lncRNA的认识,为棉花抗黄萎病机制研究提供了新见解。     

海岛棉GH9基因家族成员鉴定及分析

植物GH9基因在细胞壁的生物合成和重塑中起着重要作用,对海岛棉GH9基因进行全基因组鉴定与分析,挖掘其在棉纤维发育中的作用。从海岛棉全基因组中鉴定到53个GH9基因,分析其理化性质、基因结构、染色体分布、进化历程、棉纤维发育过程中表达模式及转录调控。结果表明,53个GbGH9s分为A、B、C三组,定位在22条染色体上;多倍化事件是海岛棉GH9基因家族扩张的主要驱动力,基因复制后经历严格的选择约束;A组多个成员在棉纤维发育整个时期尤其是次生壁加厚期高表达,C组多个成员在棉纤维起始和伸长期优势表达,B组具有相对复杂的表达模式,生长素和乙烯可能在GbGH9s的转录调控中发挥重要作用。此外,通过回交将GbGH9B6导入陆地棉可提高棉纤维强度。海岛棉GH9基因家族成员的鉴定及分析有助于明确其进化和功能,为后续研究提供重要参考。     

棉花GbSTK基因调控开花和黄萎病抗性的功能研究

棉花是重要的经济作物,实现既抗病又早熟是棉花重要的育种目标,但棉花抗病与早熟基因之间的关联性研究报道甚少。本课题组前期鉴定到一个响应黄萎病菌诱导的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶基因GbSTK,可以提高转基因拟南芥的黄萎病抗性。本研究发现多个抗病棉花品种中STK基因的表达量显著高于感病对照品种H208。在抗病品种农大601中沉默STK基因,沉默植株在接菌后20d,其黄萎病抗性显著降低,病情指数由27.5(耐病)升高到63.2(感病),表明该基因正向调控棉花黄萎病抗性。对转GbSTK基因拟南芥表型鉴定发现,其开花时莲座叶片数平均为7.5个,显著低于空载体对照植株(11.9个),转基因植株开花时间较对照平均提早5~7 d。进一步对拟南芥开花途径标志基因FT、SOC1和LFY的转录水平检测发现,转基因不同株系中FT和SOC1的表达水平显著高于对照植株,而LFY基因的表达受影响较小,表明STK基因可以影响开花关键基因FT和SOC1的表达,进而调控植株提早开花。基于酵母双杂交互作蛋白筛选试验,初步获得30个与GbSTK具有互作关系的候选蛋白,为进一步揭示GbSTK的分子调控网络奠定了基础。本研究首次鉴定出可同时提高黄萎病抗性和提早开花的一个功能基因,为棉花抗病早熟遗传改良提供了参考依据。     

优质、高产转基因抗虫棉杂交种农大棉10号的选育

河北农业大学棉花育种研究室以自选品系农大372为母本,农大156为父本选育而成的优质、高产杂交棉新品种农大棉10号.2013年7月通过山西省农作物品种审定委员会审定(编号:晋审棉2013002号),2015年5月通过河北省农作物品种审定委员会审定(编号:冀审棉2015007号).本文主要介绍了该品种的选育过程,主要特征特性,产量表现,纤维品质及栽培技术要点.     

创新玉米自交系应用潜力研究

用20个创新玉米自交系和3个优良自交系按20×3不完全双列杂交组配成60个组合,分析了20个自交系的小区产量等9个农艺性状的一般配合力,并对各性状的遗传参数进行了估计。结果表明,泰系1、泰系7和泰系8这3个自交系综合性状较好,以其作为亲本进行杂交,易培育出性状优良、产量高的杂交组合。所研究性状杂种优势的表现都主要受加性基因的控制,但在株高性状非加性效应的作用也不能忽视。9个性状中小区产量、株高、穗位高和行粒数受环境影响较大。在育种过程中,穗长、百粒重和轴粗3个性状要注重早代选择,小区产量、株高和行粒数性状宜进行晚代选择。     

转基因执虫棉农大棉7号

农大棉7号(原代号农大KB18)由河北农业大学棉花育种研究室以农大32为母本,SGK321为父本选育而成,2006年4月通过河北省农作物品种审定委员会审定,品种审定号:冀审棉20060018号,2006年申报国家新品种保护,申请公告号:20060611.5.     

棉花叶片硝酸还原酶活性的测定方法

本研究应用磺胺比色法测定棉花叶片硝酸还原酶活性(NRA),探讨了体内法测定棉花叶片NRA的最适条件。通过分析比较硝酸盐诱导、2,4-二硝基苯酚、三氯乙酸及煮沸等因素对NRA测定结果的影响,建立了体内法测定棉花叶片NRA的最佳条件,即用50 mmol/L的KNO3溶液诱导棉花叶片48 h、抽气前后分别加入2,4-二硝基苯酚和1,6-二磷酸果糖、暗保温35 min后煮沸10 min可以使NRA的活性达到最高。棉花叶片NRA测定方法的建立为进一步研究棉花的氮素代谢奠定了基础。     

转基因抗棉铃虫品种与常规棉花品种的比较研究

选择４个抗棉铃虫品种（系）和４个常规品种（系）,从产量及其构成因素、纤维品质、农艺性状进行了比较研究。结果表明,抗棉铃虫品种产量低于常规品种产量,主要原因是抗虫品种单铃重偏低,其次是抗虫品种生长期偏短和生长势偏弱。纤维品质指标都能满足纺织工业的要求。     

河北省棉花黄萎病菌致病性的研究

在棉花苗期采用塑料营养钵底部定量注菌液法接种，于昼温２５～２６℃，夜温２０～２２℃的人工培养室中测定了自河北省重点植棉县分离的４０个棉花黄萎病菌单孢菌系和外地５个菌系的致病性。以中棉石系亚、海岛棉海７１２４、陆地棉９３抗１２、辽棉５号、冀棉１１号、农大３６５６个品种为鉴别寄主，以病情指数作为划分抗、感类型的标准，根据在鉴别寄主上的反应，４５个供试菌系可被划分为致病力强的Ⅰ型、致病力中等的Ⅱ型和致病力弱的Ⅲ型，分别占５３．５％、２８．９％、１７．８％。Ⅰ型菌系除使中棉表现抗（耐）病外，海岛棉和陆地棉均表现感病。该类菌系遍布冀中南棉区，其中有７个菌系可使部分品种表现落叶，证明河北省已有落叶型菌系存在。试验还表明，海７１２４、９３抗１２、冀棉１１号和农大３６５４个棉花品种对黄萎病鉴别力较强，可作为鉴别寄主加以应用