激素对陆地棉矮化突变体AS98的生理影响

分别用外源激素GA3、BR和IAA处理棉花极端矮化突变体AS98,比较分析突变体内源激素GA、IAA、ZR和ABA的含量、α-淀粉酶、POD和SOD活性变化,探索该矮化突变体的矮化机理。结果显示,施用外源GA3能显著增加AS98叶片GA、IAA、ZR和ABA的含量,GA的相对变化值(VR)为60.4%～64.5%,IAA的VR为6.8%～12.3%,ZR的VR为11.7%～30.7%,ABA的VR为45.7%～82.3%;低浓度外源IAA对AS98的内源GA和IAA的合成具有一定的促进作用,其VR分别为49%和0.67%,外源IAA对ZR的合成具有抑制效应,其VR为-21.5%～-30.2%,对ABA的合成具有一定的促进效应,其VR为5.1%～35.4%;外源BR对AS98的内源GA和ABA的合成具有促进作用,其VR分别为25.3%～30.4%和3.0%～65.6%,对ZR的合成具有抑制作用,其VR为-32.1%～-40.9%,而对IAA的合成具有明显的浓度效应,低浓度促进IAA合成,高浓度抑制IAA合成。外源GA3对AS98的α-淀粉酶活性影响具有浓度效应,低浓度具有促进作用,0.3μmol/L的GA3使α-淀粉酶活性提高82%。PP333对α-淀粉酶活性具有抑制作用,1.2μmol/L的PP333使α-淀粉酶活性降低42%,而且PP333对α-淀粉酶活性的抑制作用可以通过施用GA3得到恢复。PP333对SOD活性有促进作用,1.5μmol/LPP333SOD活性提高35%,而GA3对SOD活性具有抑制作用,1.5μmol/L使SOD活性降低48%。结果表明,AS98是一个GA缺陷型矮化突变体,施用外源GA3能使促进和抑制生长的内源激素显著增加,同时,使α-淀粉酶活性增加,POD和SOD活性降低,而PP333对α-淀粉酶活性的抑制作用可以通过施用GA3得到恢复。     

棉花优异种质主要特性介绍和发放利用

2007年从前期创新和已鉴定种质中,筛选出有特色的种质330份,分别在河南安阳、江苏南京、新疆库车进行了精准鉴定,对每份材料的播种期、吐絮期、生育期、株型、株高、第一果枝节位、果枝类型、果枝数、铃数、铃型、铃重、叶片颜色、叶片形状、叶片面积、叶片厚度、叶背主脉茸毛、主茎茸毛、衣分、纤维品质、油份、抗盐性、抗旱性、抗黄萎病性等重要农艺性状进行了认真调查。     

棉纤维伸长阶段上下调基因及相关通路的分析

棉花纤维细胞是研究细胞发育机制的理想材料，陆地棉Ligon lintless(Li₁)是单基因显性超短纤维突变体, 其性状表现为长纤维极度缩短，分离得到的野生型(li₁)纤维发育正常。本实验通过cDNA芯片的方法对两个材料进行比较分析，采集开花前1 d到开花后7 d即–1 DPA ~ +7 DPA (day post anthesis)材料，检测到多个上调和下调基因，选择两个基因(CIPK和XET)进行RT-PCR和qRT-PCR的芯片验证。应用MAS (molecular analysis system)系统进行GO功能注释和Pathway的分析表明，这些差异表达基因参与脂肪酸代谢(fatty acid metabolism)，甘油脂代谢(glycerolipid metabolism)以及碳固定(reductive carboxylate cycle)等多个代谢途径。这些基因在突变体Li₁中的异常表达可能导致细胞中脂肪酸和脂肪含量变化，影响棉纤维细胞的正常发育。     

棉花优异种质创新

我国经过“七五”至“九五”国家科技棉花种质资源攻关计划的实施 ,从种质的收集、保存、鉴定、评价 ,到优异种质的筛选和利用等方面都取得了许多重要进展 ,产生了显著的经济效益。为了适应农业发展新阶段 ,满足国民经济不断发展的需求 ,针对目前育种材料遗传基础狭窄和可利用资源贫乏等问题 ,并根据棉花种植业结构调整 ,科技部组织了“十五”科技攻关计划。在“九五”科技攻关已取得进展的基础上 ,进行棉花种质资源创新研究 ,主要以优质、专用、综合抗性、高效为主攻方向 ,突出创新性 ,通过常规方法与现代生物技术相结合 ,多层次的联合攻关…     

棉花DNA遗传转化系的农艺性状变异和SSR标记分析

利用花粉管通道技术，将海岛棉(Gossypium barbadense)DNA导入陆地棉(G.hisutum)栽培品种豫棉17号中，获得了HB1、HB2、HB3和HB44个遗传转化系，其纤维品质、衣分、铃重与供体和受体相比有显著的差异。通过145对SSR引物的筛选和鉴定，检测出4对引物的多态性。BNL786、BNL2449等SSR引物在子代变异系HB1～HB4的扩增产物的带型明显不同于其受体，表明海岛棉DNA进入了受体并得到了遗传。海岛棉DNA导入陆地棉的HB5～HB73个子代选系在T2-T4代的衣分、铃重、纤维长度、强度、细度、伸长率、DNA的SSR标记等特征，都与其受体豫棉17号基本一致，表明海岛棉DNA可能没有导入这些选系中。此外，外源DNA导入子代的T2-T4代系的农艺经济性状分析和SSR分子标记检测都表明，一旦外源DNA导人受体变异性状在低世代就可以表现稳定遗传。     

棉花γ射线诱变后代的SSR标记遗传多样性

利用39个多态性SSR标记分析了三个棉花品种辐射诱变后代M5材料（共74份）的遗传多样性。结果表明，三个品种各检测到的多态性位点占总个多态性位点的百分数分别为51.3%、48.7%和66.7%；且其基因型多样性（H''）的平均值分别为0.997、0.648、1.187。三个品种诱变后代材料与其未辐射处理对照的遗传相似系数变幅分别为0.6515～0.9697、0.6970～1.0000、0.5524～0.8095，其平均遗传相似系数分别为0.8637、0.9206、0.6818。Arcot-1和Su9108两个品种诱变后代的成对相似系数大于或等于8.000的比例达到60.0%以上，J11诱变后代的成对相似系数主要集中在低相似性区域，其对成相似系数小于7.000的比例达62.5%。该研究从分子水平揭示出辐射可创造丰富的遗传变异，拓宽了原品种的遗传基础。同时还明确了辐射对不同棉花品种的诱变效果的差异，为辐射诱变创新种质提供了可靠的检测方法和理论基础。     

棉纤维细胞分化和发育

棉纤维细胞分化发育已被分为纤维原始细胞分化和突起、纤维伸长、次生壁增厚和脱水成熟四个时期.本文就各个时期棉纤维细胞分化和发育过程的形态、细胞学、生理生化等特点进行较为系统的分析.     

陆地棉亲本间遗传距离与杂种优势的相关性研究

【目的】通过1 500个陆地棉杂交组合分析杂种优势与其亲本间数量性状遗传距离的相关性,探讨能否利用大规模杂交组合亲本间遗传距离提高陆地棉杂种优势预测效果,以期为棉花杂交育种和杂种优势利用提供理论指导。【方法】选择来自15个国家和中国23个省（市）的305份陆地棉核心种质为亲本,采用L×T（Line×Tester）杂交设计配制1 500个杂交组合。2012—2013年,在中国南北方13个生态环境下考察其株高、单铃重、衣分、纤维长度等10个产量和纤维品质相关性状,分析F₁杂种优势、亲本间遗传距离和群体结构,并采用4种方式（Cor1—Cor4）计算遗传距离与杂种优势的相关性。【结果】10个性状中亲优势（MPH）均值的变幅为1.70%—7.40%,平均为4.36%,按父本不同将F₁分成5组（A,E）,其MPH均值A>E>B>C>D;超亲优势（HB）均值的变幅为-4.17%—1.87%,平均为-0.17%,A、B和E组的HB均值皆为正。10个性状在5组中除D、E组的马克隆值之外,其他性状普遍具有明显的中亲优势,其中,单铃重和纤维长度的中亲优势在5组中均以正优势为主（达80%以上）,最大值分别为34.01%和9.83%,对应的超亲优势分别为24.25%和5.80%。F₁和亲本差异显著性分析表明单铃重、株高、纤维长度、伸长率和整齐度指数整体表现出一定的超亲优势。父本（测试种）与300个母本之间的遗传距离介于2.280—61.430,平均为21.550,5个测试种与母本间的平均遗传距离D>C>E>A>B,其中,最近值为11.721,最远值为33.271。按最小方差聚类,将305个陆地棉亲本划分为2个主群,包括5个亚群。4种遗传距离与杂种优势的相关性分析结果显示,因样本量、遗传距离变幅和父本不同其结果有所差异,相关性随样本量的增大而有所增强。其中,Cor1是Cor2结果的整体体现;Cor3与Cor1和Cor2相比,部分性状的中亲优势与遗传距离的相关性有所不同;Cor4的相关性最弱。综合来看,遗传距离与衣分、断裂比强度、整齐度指数和纺纱均匀性指数的中亲优势呈显著正相关,遗传距离与其他性状的中亲优势的相关性因采用的分析方案不同,结果有所不同;在4种方案中,除整齐度指数外,遗传距离与超亲优势的相关性整体表现负相关。其中,遗传距离与马克隆值、纤维长度和衣分的超亲优势相关性较强。【结论】陆地棉亲本间数量性状遗传距离与杂种优势有一定的线性关系,不同性状的杂种优势与遗传距离的相关性存在正负和强弱差异,且样本量越大相关性越强。说明基于大规模杂交组合研究陆地棉亲本间遗传距离与杂种优势的关系效果显著。     

陆地棉矮秆突变体株高和纤维品质的QTL定位及相关性研究

Ari1327是美国引进种质Ari971经60Co γ射线照射后得到的矮化突变体,以陆地棉遗传标准系TM-1为母本和Ari1327组配杂交组合,利用该组合产生的F2群体对株高和纤维品质性状进行QTL分析,共检测到4个与株高相关的QTL,分别位于Chr.3、Chr.11、Chr.14和LG6上,4个位点可解释的联合表型贡...     

棉花胚珠蛋白三氯乙酸丙酮法与酚抽提法的比较分析

以亚洲棉（Gossypium arboreum）DPL971及DPL972初生壁合成期的胚珠为材料，通过蛋白质产率、纯度测定以及凝胶电泳图谱对三氯乙酸丙酮沉淀法和酚抽提法进行了比较分析，结果表明：1.两种方法均能获得大量的可溶性蛋白，但是酚抽提法获得的蛋白产率高、质量好、种类多；2.两种方法提取的蛋白种类有所不同，但酚抽提法在酸性区域以及对高分子量和低分子量蛋白的提取有更好的表现；3.酚抽提法可以更加有效地清除干扰物质，获得高质量的凝胶图谱，适合棉胚珠组织蛋白的提取。实验为棉纤维发育期蛋白质组学的研究提供了参考，同时对包含多种干扰物质的其它非模式植物蛋白提取也具有一定的借鉴意义。