1978-2007年三大棉区陆地棉品种特性比较分析

依据《中国棉花品种志(1978-2007)》及品种审定公告,建立了1978-2007年间长江流域、黄河流域和西北内陆三大棉区审定推广的839份陆地棉品种的生育期、株高、第一果枝节位、铃重、衣分、皮棉产量、纤维长度、比强度、马克隆值等14个主要农艺经济性状的数据库。通过统计分析,结果表明纤维长度、衣分、生育期、马克隆值、铃重在不同棉区不同品种间差异小,稳定性好,枯、黄萎病抗性、叶色和种植密度在各棉区品种间变化差异均很大。西北内陆棉区的枯、黄萎病抗性最好,长江流域棉区的枯、黄萎病抗性最差,种植密度表现为西北内陆棉区>黄河流域棉区>长江流域棉区,比强度表现为西北内陆棉区>长江流域棉区>黄河流域棉区,且相同棉区不同品种间变化差异较大;皮棉产量表现为西北内陆棉区>长江流域棉区>黄河流域棉区。综合以上结果说明西北内陆棉区特别是新疆棉区有利于发展优质棉,长江流域棉区应加强抗病品种的培育。     

棉花盐胁迫下叶片miRNAs的鉴定与分析

microRNAs(miRNAs)是一类21~24个核酸长度的非编码小分子RNA(sRNA,small RNA),通过介导目标mRNA的切割或者抑制翻译来调节植物基因的表达。本文利用200 mmol·L-1NaCl分别处理3叶期耐盐品系早熟长绒7号和盐敏感品系南丹巴地大花4 h,构建了4个小RNA文库并测序。以雷蒙德氏棉(Gossypium raimondii L.)D5基因组和本实验室陆地棉(Gossypium hirsutum L.)盐胁迫转录组测序拼接得到的序列作为参考,共发现360个miRNA,包括308个保守的miRNA和52个可信度高的新miRNA。2个品系共出现94个差异表达的miRNA,表达模式可分为2大类,筛选出20个候选miRNA。KEGG(Kyoto encyclopedia of genes and genomes)分析表明,耐盐品系显著富集的信号通路是抗原加工过程,而盐敏感品系显著富集的是生物碱合成途径。     

棕色棉与绿色棉遗传多样性比较研究

基于简单重复序列(SSRs)分子标记技术对40份棕色棉和21份绿色棉材料进行遗传多样性比较研究,结果表明:66对多态性SSR引物在棕色棉和绿色棉材料上分别扩增出268条和240条多态性等位变异,棕色棉和绿色棉多样性指数(H)分别为1.408和1.350,平均位点多样性(D)值分别为0.729和0.713,遗传相似系数(J)平均值分别为0.643和0.677;采用类平均法进行聚类分析,棕色棉被划分为8个类群,绿色棉被划分为4个类群,从中国农业科学院棉花研究所选育的品系来看,类型划分与系谱比较一致.综合分析表明,棕色棉遗传多样性显著高于绿色棉.     

陆地棉高强纤维种质鉴定及其稳定性评价

自８０年代以来,发达国家开始了棉纺工业设备的更新,将目前的部分环绽纺纱改为无绽气流纺纱,欧、美、日等国家和地区已普遍采用气流法纺低中支纱,美国已研究利用气流纺试纺高支纱,这使生产效率提高了３倍,成本下降１／３,产品档次大幅度提高。与环绽纺相比,气流纺...     

不同棉花种质资源耐热性苗期鉴定

高温是非常严重的环境灾害之一,严重影响棉花的产量.本试验将不同棉花种质资源田间高温表现和幼苗高温条件下的生理生化变化相结合,建立苗期快速鉴定不同棉花种质资源耐热性的体系.首先鉴定了南丹巴地大花、常抗棉、早熟长绒、岱字棉55田间蕾铃脱落率、不孕籽率,三叶期48℃处理8h的幼苗萎蔫率、花粉相对萌发率(40℃),以确定种质的耐热性.然后测定不同苗龄期不同温度处理下这4份种质的超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶、抗坏血酸、抗坏血酸过氧化物酶、还原型谷胱甘肽、谷胱甘肽还原酶、丙二醛、相对电导率和叶绿素含量.发现这10种指标在不同耐热性种质中存在着极显著的差异.并初步筛选出三叶期,40℃处理下的抗坏血酸过氧化物酶、相对电导率、过氧化物酶、丙二醛和过氧化氢酶为苗期鉴定指标.同时用15份不同的棉花种质资源来验证这5个指标.最后结合三叶期的幼苗萎蔫率,建立了以三叶期40℃处理抗坏血酸过氧化物酶、相对电导率和萎蔫率为指标的棉花耐热性苗期鉴定方法.     

亚洲棉腺苷酸环化酶结合蛋白基因GaCAP的克隆及序列分析

 在腺苷酸环化酶结合蛋白（CAP）的编码区两端设计引物,利用PCR方法,克隆了亚洲棉CAP基因DNA和cDNA序列。经测序及生物信息学分析发现：该基因DNA序列中存在9个内含子;cDNA序列全长1425个核苷酸,总共编码471个氨基酸残基,其序列特征包含CAP蛋白家族所特有的四个结构域,因此被命名为GaCAP。它的C末端氨基酸残基可以与Actin蛋白结合;N末端带有CAP蛋白特有的RLE残基区,可介导CAP与腺苷酸环化酶发生互作,因此,该蛋白可能参与细胞对信号的应答反应进而影响细胞骨架结构的生物过程。     

陆地棉繁殖群体大小对遗传完整性的影响

利用形态标记和SSR分子标记技术分析了澳L23/757(鸡脚叶)、中棉所19(正常叶)、红桃(红叶)的25、50、100、150株不同自然授粉繁殖群体的遗传完整性。结果表明,3个种质间的形态标记的天然异交率和SSR标记遗传纯度有显著差异,但4个群体大小间的天然异交率和SSR标记遗传纯度的差异均不显著。说明棉花繁殖群体为25株时,可作为棉花种质繁殖更新过程中的最低繁殖群体量,能较好地保持繁殖种质的遗传完整性。     

生长物质对彩色棉胚珠离体培养纤维发育的影响

【目的】天然彩色棉是理想的绿色、环保、健康纺织原料,建立并优化棕色棉和绿色棉胚珠离体培养体系,研究渗透压调节剂、植物生长调节剂和类黄酮代谢前体物质等生长物质对彩色棉胚珠培养纤维发育的影响,为彩色棉纤维色泽改良提供一定的理论基础。【方法】以棕1-61、RT白絮、绿棉CC28为材料,采用常规栽培管理方法种植,在开花当天标记棉铃,取开花后3 d的棉铃进行离体培养。所有处理均在BT培养基基础上添加10.0 μmol·L^-1的IAA和5.0 μmol·L^-1的GA₃,此外分别采用不同浓度的渗透压调节剂（甘露醇、氯化钠、氯化钾、蔗糖）、植物生长调节剂（茉莉酸甲酯、油菜素内酯）和类黄酮代谢前体物质（苯丙氨酸、阿魏酸）进行处理。除了考察油菜素内酯和茉莉酸甲酯交互作用的试验外,其他均为品种和处理的双因素试验。在离体培养30 d后观察纤维显色状况、测量纤维长度并称取胚珠鲜重、纤维干重和胚珠干重。试验中每个处理的数据均计算平均数和标准误,主要采用最小显著差数法或新复极差法进行多重比较。【结果】离体培养条件下彩色棉纤维在培养后15 d显色;适合彩色棉胚珠生长和纤维发育的最佳处理为5 g·L^-1蔗糖,其中棕1-61纤维长度、胚珠鲜重、纤维干重和胚珠干重比对照分别显著增加28.35%、20.69%、103.70%和75.84%（P＜0.05）,绿棉CC28纤维长度、胚珠鲜重、纤维干重和胚珠干重比对照分别显著增加8.10%、16.07%、63.14%和82.76%（P＜0.05）;0.05 μmol·L^-1MeJA处理时棕1-61纤维长度比对照显著增加22.90%（P＜0.05）,CC28纤维长度对照增加4.39%,差异不显著;0.5 μmol·L^-1BR处理使棕1-61、CC28纤维长度分别比对照显著增加22.46%和11.56%（P＜0.05）;25 μmol·L^-1阿魏酸处理下棕1-61、CC28纤维长度分别比对照显著增加了8.72%和8.81%（P＜0.05);添加适宜浓度的甘露醇（30 g·L^-1）、氯化钠（0.10 mol·L^-1）、氯化钾（0.20 mol·L^-1）、蔗糖（10 g·L^-1）、茉莉酸甲酯（40 μmol·L^-1）或者苯丙氨酸（0.10 mmol·L^-1）有利于棕色棉显色,其中40 μmol·L^-1茉莉酸甲酯效果最好;试验所用的生长物质处理下,绿色棉显色差异不大。【结论】蔗糖为彩色棉胚珠生长和纤维发育提供了糖源和渗透环境;适宜浓度的茉莉酸甲酯、油菜素内酯或阿魏酸有利于棕色棉和绿色棉纤维伸长发育;油菜素内酯和茉莉酸甲酯存在交叉作用,油菜素内酯主要参与纤维伸长过程中,而茉莉酸甲酯可能参与到棕色棉色素代谢过程中;一定浓度的甘露醇、氯化钠、氯化钾、蔗糖、茉莉酸甲酯或苯丙氨酸有利于棕色棉色素合成;渗透压调节剂、植物生长调节剂和类黄酮前体物质对绿色棉纤维显色作用不明显。     

陆地棉苗期耐盐性的高效鉴定方法

利用2个耐盐和2个盐敏感的陆地棉品种,分别设置对照和4% (40 g L^–1)浓度NaCl溶液处理三叶期幼苗,处理72 h后调查盐害指数,测定地上部分鲜重、根鲜重、叶片相对含水量、叶绿素荧光参数、相对电导率、丙二醛含量、抗氧化酶类活性等13个与耐盐性相关的重要指标。利用灰色关联聚类、主成分分析和逐步回归等方法综合评价陆地棉苗期耐盐性,认为最大光化学效率(F_v/F_m)可以作为鉴定陆地棉苗期耐盐性的关键指标,构建耐盐指数(y)方程y = 1.943x – 0.882,(x = 最大光化学效率),同时结合另外2个耐盐和2个盐敏感品种所得方程y值对耐盐等级进行划分。进一步利用23个已知耐盐性的品种检验方程,计算结果与田间鉴定结果完全一致。因此选用最大光化学效率作为唯一指标鉴定陆地棉苗期耐盐性,高效准确,同时通过构建方程和划分耐盐等级,为未来大规模陆地棉品种资源耐盐性鉴定提供技术标准和研究基础。     

棉花转录因子基因GhMS3的克隆及其启动子功能的鉴定

【目的】从棉花无短绒突变体GZnn中分离棉纤维发育相关的转录因子,并对其转录激活功能和表达模式进行初步分析。【方法】通过RACE(rapid amplification of the cDNA ends)和染色体步行(genome walking)技术,获得GhMS3的cDNA序列及基因组DNA序列。利用生物信息学方法对获得的DNA序列及推定的氨基酸序列进行分析,采用酵母单杂交系统验证GhMS3蛋白的转录激活功能,运用GUS组织化学染色法在转基因烟草中分析该基因的表达模式。【结果】获得GhMS3的基因组DNA以及上游1174bp的启动子序列。氨基酸序列比对发现GhMS3是R2R3 MYB转录因子。酵母试验表明,GhMS3蛋白具体外转录激活功能,C端体外转录激活功能较强,在PGhMS3:GUS转基因烟草中,GUS主要在表皮毛、根毛以及细胞分裂旺盛区域表达。【结论】从棉花无短绒突变体GZnn中分离到的R2R3 MYB转录因子GhMS3,具有组织特异性表达模式并且其编码蛋白具有体外转录激活功能,是否参与植物表皮细胞分化有待于进一步研究。