花铃期干旱胁迫对不同棉花品种光合特性影响及抗旱性评价

以28份抗旱性不同的棉花品种为材料,通过大田花铃期水分胁迫,以抗旱系数和主成分分析综合评价各个棉花品种的抗旱水平,并对其评价和等级进行划分。结果表明,各个棉花品种在花铃期干旱胁迫下,各指标反应程度不同,其中叶绿素、净光合速率、水蒸汽压亏缺、气孔导度变化较明显,通过RI值聚类分析,将材料分成4个大类,第Ⅰ类为高抗型品种有C1470、ND359-5、新炮1号、新陆中39等18份品种;第Ⅱ类为中抗型的包括天合995、吉扎81、大铃棉、TM-1、10615-1、塔什干7号;第Ⅲ类为敏感型的包括新陆早1号、新石K7、鲁棉28;第Ⅳ为极敏感型的新陆早26。进一步利用逐步回归建立回归方程D=-1.496+0.775Ci+0.160Gs-0.020VPD+0.719Pn+0.799Tr-0.241WUE+0.663Chl(R2=0.996),筛选出7个指标,分别为Ci、Gs、VPD、A、Tr、WUE、Chl,各材料估计精度大于97.55%。     

棉花抗旱相关指标综合评价及灰色关联分析

以30份棉花资源为材料，在大田对棉花花铃期进行干旱胁迫，于胁迫第10天测定光合指标，并分别取样测定叶片丙二醛（MDA）、叶绿素（Chl a+b）、超氧化物歧化酶（SOD）、脯氨酸（Pro）等的变化，吐絮后测定农艺性状；同时采用抗旱系数、抗旱指数、灰色关联分析等相结合的方法，对棉花的抗旱性进行综合评价。根据抗旱性度量值（D值）聚类分析结果，将30份材料聚类为4个类型，高抗旱型品种有贝尔斯诺、川98、库克C310-5100、KK1543、中R2015；中等抗旱型品种有新陆早49、新陆中8号、中R773-1等13个品种；抗旱型品种有新陆早47、辽18、富依德998等8个品种；干旱敏感型品种有军棉1号、中R2009、新陆早26、新陆中58。通过灰色关联分析，16个指标与D值的紧密程度依次为有效铃数、总铃数、有效果枝数、Gs、Tr、果枝数、MDA、叶绿素总量、Pn、叶绿素b、株高、WUE、叶绿素a、Pro、Ci、SOD。在受到干旱胁迫时，棉花农艺性状表型指标敏感，同时MDA、叶绿素总量这2个指标反应较其它生理生化指标敏感，蒸腾速率（Tr）、气孔导度（Gs）、净光合速率（Pn）相对其它光合指标较敏感。     

陆地棉干旱胁迫基因GhRBCO的克隆与表达分析

Rubisco蛋白(ritmlose-1,5-bisphosphosphate carboxylase/oxygenase,Rubisco)的上调表达是植物应对非生物胁迫的特征之一。本研究在前期蛋白质组学分析的结果上,利用同源克隆获得陆地棉‘KK1543’在干旱胁迫下差异表达的基因GhRBCO。GhRBCO基因编码区长747 bp,编码249个氨基酸;比对氨基酸序列及同源性分析发现,GhRBCO与其它植物中的RBCO蛋白的一致性较高,表明该基因在进化过程中是相当保守的。系统进化树结果显示,GhRBCO与雷蒙德氏棉、亚洲棉和黄花嵩的同源性最高。利用荧光定量PCR技术在15%PEG胁迫下研究该基因表达变化,表达量在棉花的根、茎和叶中都表现为先缓慢升高后降低的变化趋势,在根中表达量在24 h达到第一次最高;在茎中于12 h表达量最低。该基因的表达量在棉花的根、茎、叶中都呈上调表达水平。结果表明,GhRBCO基因可能参与棉花调节非生物胁迫机制。本研究结果为进一步研究GhRBCO基因的功能奠定了一定的基础。     

生长调节剂在不同密度下对不同玉米品种生长发育的影响

旨在研究植物生长调节剂玉黄金在拔节期叶面喷施对不同玉米品种生长发育的影响。以‘M753’、‘中试6322’、‘kws3564’3 个玉米品种为材料,在拔节期（8 叶期）叶面喷施植物生长调节剂玉黄金,调查株高及出籽率等9 个指标。‘M753’在密度为135000 株/hm2时出籽率显著大于其他2 个品种,而且株高、穗位高、叶长及叶宽显著降低。玉米在拔节期叶面喷施玉黄金可显著降低株高、穗位高、叶长及叶宽,优化株型,提高出籽率。     

基于无人机影像的棉花株高预测

【目的】 利用无人机遥感技术,快速、无损和高通量地获取田间株高表型信息,预测棉花品种(系)的长势监测及产量。【方法】 以无人机(UAV)搭载高清数码相机构成低空遥感平台,获取110份处于花铃期棉花品种(系)影像,测定地面实际株高;利用拼接软件与高清数码影像,生成研究区数字表面模型(DSM)和高清正射影像(DOM);基于高清的DOM和DSM,利用克里金插值法生成研究区离散地面高程值(DEM),经作差提取棉花株高(CHM),利用不同棉花品种(系)实测株高(H)与提取的棉花株高(CHM)作回归分析。【结果】 通过DOM可快速无损地监测花铃期各棉花品种(系)长势、叶色性状差异及分布状况,经DSM和克里金插值法提取的DEM和棉花株高分布图得出,研究区整体地势较平坦,高低落差仅0.5 m。所建株高模型R²达到0.846 9,验证模型R²也达到0.758 1。【结论】 利用无人机影像生成的DOM、DSM和克里金插值法生成的DEM,提取的棉花花铃期株高(CHM)精度较高,无人机搭载数码相机进行棉花株高测定具有较好的适用性。为大范围的棉花田间株高观测提供一种新的研究方法是可行的。     

基于BSA分析技术对陆地棉抗旱基因的鉴定

【目的】研究抗旱相关的候选基因，为棉花抗旱性鉴定与评价和抗旱基因的挖掘提供理论依据。【方法】以陆地棉石远321和奎85-174为亲本构建重组自交系中选取的20份极端抗旱和旱敏感材料，将筛选的极端材料分别构建极端抗旱池、极端敏旱池，与亲本进行BSA测序分析，以陆地棉基因组为参考，通过BSA测序分析，挖掘抗旱相关的候选基因。【结果】关联到3个相关的候选区域，候选区域的总长度为6.12 Mb,其中共包含86个基因。结合GO注释、KEGG通路和前期筛选出的5个关键指标，共筛选出5个候选基因。【结论】5个基因在叶片中的表达量显著高于根和茎，并且在抗旱性强材料中的表达量均高于抗旱性弱的材料，且总体呈先上升后下降的趋势。