生物降解膜应用对麦(油)后直播棉土壤理化特性与棉花生长及产量的影响

2016—2017年在大田条件下，设置不覆膜(CK)、普通聚乙烯地膜(PM)覆盖、生物降解膜(AM、BM）覆盖4种不同方式，进行随机区组试验，2016年研究降解膜应用对麦后直播棉生物量累积及产量的影响，2017年研究其对土壤理化特性与棉花生物量及产量的影响。结果表明，与CK相比，地膜覆盖处理均显著提高0~20 cm土壤平均含水量和温度，苗期和蕾期土壤碱解氮、有效磷和速效钾含量增加，且苗期以PM处理较高而蕾期以BM处理较高；BM处理的土壤有机质含量增加而PM与AM处理降低。与CK相比，地膜覆盖处理土壤脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶和中性磷酸酶活性苗期降低而蕾期增加，地膜覆盖处理间，苗期以PM处理较高，蕾期以BM和PM处理较高。地膜覆盖处理棉花生物量快速累积起始期和结束期提前、最大生物量及快速累积速率增加且以BM累积特征值较优化。地膜覆盖显著提高了麦（油）后直播棉的子棉产量与霜前花率，且以BM处理较高。综上，生物降解膜覆盖改善土壤理化特性，促进麦（油）后直播棉的快速生长，从而提高产量和霜前花率。     

棉花施用脱叶剂对相邻未着药叶片生理活性的影响

【目的】研究脱叶剂噻苯隆(Thidiazuron, TDZ)处理后,未着药叶片对脱叶剂的响应机理。【方法】以中棉所50为材料,分析TDZ涂抹叶片不同时间(1 d、3 d、6 d、10 d)后其相邻未着药棉花叶片的光合与叶绿素荧光特性、内源保护酶活性及内源激素含量等的变化。【结果】棉花叶片涂抹TDZ 6 d后着药叶片脱叶率达到100%,而其相邻未着药叶片在试验期内(TDZ处理后10 d)无脱落。在TDZ施用的前期,未着药棉花叶片净光合速率(Pn)迅速降低,之后逐渐升高恢复至清水对照(CK)水平。TDZ施用亦降低了未着药棉花叶片光系统II的最大光化学效率(Fv/Fm)、PSII量子产量(ΦPSII)、电子传递速率(Ret)和光化学猝灭系数(qP),提高了非光化学猝灭系数(qNP);但在处理后10 d,各叶绿素荧光参数逐渐恢复到CK水平。TDZ施用显著提高了相邻未着药棉花叶片的超氧化物歧化酶活性,对过氧化物酶活性影响较小,而降低了丙二醛含量。TDZ施用后的3 d、6 d,未着药叶片的脱落酸(Abscisic acid, ABA)含量显著低于CK,而在处理后10 d,ABA含量与CK无差异;TDZ处理对未着药棉花叶片的生长素含量影响较小。【结论】棉花施用噻苯隆显著影响相邻未着药叶片的光合、叶绿素荧光特性、内源保护酶活性及内源激素含量,但药后10 d时未着药叶片的生理活性逐渐恢复到正常水平,这可能是其未脱落的部分原因。     

雌雄栝楼的差异及其性别决定机制研究进展

为了解栝楼雌雄株的差异,从植株形态、生理、性别相关多态性标记等方面对雌、雄栝楼进行了比较,综述了其他雌雄异株植物性别决定机制的研究进展,为雌雄栝楼的性别鉴定和研究提供参考依据。     

播期对麦(油)后直播棉产量、品质及氮磷钾利用的影响

为明确长江流域下游棉区麦(油)后直播棉生产的适宜播期,本研究以?中棉所50‘为材料,于2017—2018年进行大田试验,研究不同播期(5月15日、5月25日、6月4日、6月14日和6月24日)对直播棉产量、品质及养分利用的影响。结果表明,播期推迟,棉花生育进程推迟;花铃期日均温和日照时数降低、有效积温先升高后降低且以6月4日播期花铃期有效积温最高。可见,前3个播期棉花花铃期温光条件较好。棉株与生殖器官的生物量及氮磷钾累积量随播期推迟降低,且前3个播期的棉株生物量和养分累积进入较高速率累积期早于后2个播期的棉株。随着播期的推迟,直播棉成铃数与皮棉产量显著降低。与5月15日播期相比,其余4个播期直播棉的皮棉产量分别降低15.9%～16.9%、13.1%～16.9%、26.9%～33.5%、58.2～62.0%。100kg皮棉氮、磷和钾吸收量随播期推迟而增加,但养分利用效率降低。不同播期间,以6月4日和6月14日播期棉纤维综合品质较优。综上,本试验条件下,5月15日—6月4日是长江流域棉区麦(油)后直播棉获得较高产量的适宜播期,该播期内适当推迟播种有利于棉花优质纤维的形成。     

甜叶菊新品种江甜2号不同移栽密度比较试验

为了比较甜叶菊新品种江甜2号在不同移栽密度下生长发育情况及产量水平,以明确江甜2号最佳移栽密度,2015年进行了甜叶菊新品种江甜2号不同移栽密度比较试验。结果表明,在3月中旬采用地膜覆盖栽培,以7 000株/667 m2左右的移栽密度较为适宜,不仅地上部总量大,而且叶茎比高,最终干叶水平最高。     

陆地棉ZF-HD蛋白的全基因组分析

ZF-HD(Zinc finger-homeodomain)蛋白属于同源异型盒蛋白家族,在动植物发育过程中起重要的作用。利用生物信息学的手段,研究陆地棉标准系TM-1基因组中ZF-HD蛋白的数目、亚细胞定位、染色体分布、基序、进化关系和组织表达情况。TM-1中共有35个Gh ZHD蛋白成员,且大部分成员定位到细胞核内;分布在20条染色体和2条Scaffold上,且具有11对直系同源基因;进化树分析表明,TM-1基因组中的ZF-HD蛋白大致分为6个小组,每个小组成员间具有类似的基序类型和排列顺序;大部分Gh ZHD基因在胚珠和纤维组织中表达,还有部分基因在根、茎、花、蕾和分生区中表达,在叶和愈伤组织中表达的基因最少。     

陆地棉多抗种质Bt103的选育及表现

棉花生产存在着许多潜在的不利因素，要同步改良多抗丰产优质综合性状，必须具有多抗种质亲本。经过外源基因导入、定向系统选择、专业严格鉴定、试验试种观察，育成遗传稳定、抗维管束病害、抗鳞翅目害虫、抗棉叶螨的种质１０３，并连续重复观察了其相关性状。１　育种程序将人工合成Ｂｔ基因导入泗棉３号，获得分离谱极广的后代，择农艺性状优良的单株自交，其后代经海南与内地不同生态环境反复选择，１９９６年获得较好的２１个株系。１９９６～１９９８年进行连续４代的系统观察比较鉴定，育成综合抗性强的１０３种质。２　抗性表现２…     

棉花EPSPS基因一个可变剪接体的克隆及功能分析

可变剪接是生物体基因在转录过程中存在的普遍现象,该现象是导致蛋白质功能多样性的重要原因之一,但是在棉花中关于功能基因可变剪接事件的报到相对较少。本文在克隆棉花EPSPS(5-enolpyruvylshikimate 3-phosphate synthase)基因的过程中,发现了该基因的一条可变剪接序列。运用生物信息学的方法研究发现,该序列比正常的EPSPS基因的c DNA序列少152 bp,这造成了终止密码子在该序列的提前出现;正常的EPSPS基因内含子的剪切都遵循常见的"GT-AG"剪切规律,而该可变剪接序列最后一个内含子的剪切是按照"AT-AC"规则进行;该可变剪接序列预测的三维结构模型同正常的EPSPS基因的三维结构存在显著差异。将该可变剪接序列插入到原核表达载体p ET32a,随后将构建好的原核表达重组载体转化入大肠杆菌菌株BL21(DE3)Δaro A,通过在M9基本培养基中的生长研究发现该可变剪接序列不具备正常EPSPS基因所具有的功能。本研究结果丰富了棉花EPSPS基因转录本存在的形式,为深入研究棉花EPSPS基因的转录机制打下了基础。     

海蓬子中高亲和钾离子转运体SbHKT1基因的克隆、表达及生物信息学分析

本研究利用RACE技术从真盐生植物海蓬子中获得了高亲和钾离子转运体SbHKT1基因1647bp完整的ORF框。序列分析结果表明,该基因编码548个氨基酸,分子量为62.10kD,理论等电点为9.33;氨基酸序列中第1个～第35个属信号肽序列,第197个～第537个属离子转运体（TrkH）家族特征序列;该基因编码的蛋白具有10个跨膜结构,N端跨膜区及中部膜上呈现明显的疏水性,C端及中部多个跨膜区呈现强疏水性,符合载体类运输蛋白的特点,因此推测SbHKT1蛋白为跨膜运输蛋白。Blast分析显示该蛋白与碱蓬SsHKT1氨基酸同源性高达77%,与冰叶日中花、赤桉和小麦HKT类蛋白的同源性分别为63%、52%和46%。SbHkt1基因表达存在组织特异性：正常生长条件在根、茎中表达较低,在叶片中几乎看不到表达;在高盐低钾的环境下,各组织表达明显升高,高盐低钾胁迫处理8h,其根部表达处于高峰期;经100μmol/L脱落酸处理4h,根部表达达到最高;干旱胁迫（20%PEG6000）处理2h,根部表达量明显上升。由此推断,该基因参与了植物在高盐低钾、渗透、干旱等非生物胁迫下的生理调控。由于目前已克隆的HKT类蛋白基因多来自非盐生植物,对盐生植物内源HKT基因的研究相对较少,因此,海蓬子内源HKT1基因的全长的获得有助于我们进一步研究该基因在高盐钾饥饿环境下运输钾离子,调节植物体内Na＋/K＋平衡的功能,对于揭示真盐生植物的耐盐机制,将其运用于非盐生植物,培育新的耐盐品种具有一定的意义。     

棉花诱导长柱头杂交制种及配套技术研究

旨在减少棉花杂交制种用工,提高棉花杂交制种工效,降低棉花杂交种子生产成本。采用GA₃溶液诱导棉花长柱头,不去雄直接授粉;采用小型强磁高速电动机作为动力,研制小型田间快速采粉器,同时研制与采粉器配套使用的简易授粉器。通过多年的研究,研制出一种新的杂交棉制种新方法,即用100 mg/kg浓度的GA₃溶液,处理8~18天母本的幼蕾,每花点滴量150~200 μL,开花当天,不去雄父本花粉直接授予母本伸长的柱头上;研制出与之相配套的棉花快速采粉器和低温贮能式授粉器,操作简便,田间采粉速度快,授粉效率高,生产的杂交种子纯度在95%以上,符合国家良种要求。该研究将稳定的诱导技术与采粉器和授粉器结合应用于棉花杂交制种,可节省大量用工,综合提高制种工效30%以上。