三系杂交棉花粉育性对高温和低温胁迫的反应

为研究在高温和低温胁迫条件下的三系杂交棉花粉育性稳定性问题,利用棉花细胞质雄性不育系和恢复系,配制2个三系杂交棉组合,抗A×浙大强恢(记作：强恢F₁)和抗A×DES-HMF277(记作：弱恢F₁),并以保持系(抗B)为对照,分别进行温室控温试验和田间自然温度试验,分析三系杂交棉对高温和低温胁迫的反应和花粉育性转换(可育至不育)的临界温度。试验表明,一般三系杂交棉的花粉育性对胁迫温度的反应比保持系敏感,常常花粉散粉少和花粉活力较低。不同三系杂交棉组合对胁迫温度的抗性存在明显差异,强恢F₁明显高于弱恢F₁,与保持系的育性相似,可育花粉率和自交结铃率较高,不孕籽率较低。经可育花粉率(Y)与温度(T)的回归分析,花粉育性转换的临界温度符合Y = a (T–T_opt)²+b模型。强恢F₁育性转换的上限和下限温度分别为38.0℃和13.0℃,弱恢F₁为36.0℃和14.0℃,保持系为38.5℃和10.0℃。与低温胁迫比较,高温胁迫在我国大部分棉区更普遍,持续时间更长,对产量影响更大。提高三系杂交棉在胁迫气温条件下的花粉育性的稳定性是近期育种的重要目标。     

抗草甘膦棉花研究进展

抗草甘膦棉花最早于1997在美国释放,它是通过将编码抗草甘膦酶5-烯醇式丙酮酰莽草酸-3-磷酸合成酶基因导入珂字棉312而获得的抗性株.抗草甘膦棉花在美国的种植面积占棉花总种植面积从1997年的3.2%到增加到2005年的60%左右.在这近十年内,抗草甘膦棉花虽然得到了广泛的种植,但也存在着不少问题,其中最为突出的是草甘膦的施用方法和时期的不正确操作对抗草甘膦棉花的根系生长、育性和产量都产生了负面影响.这主要是因为:1、外界因素,包括草甘膦施用方法在内的其他栽培措施和不利的环境条件,如高温,对抗草甘膦棉花的产量及生长的影响;2、内部因素,抗草甘膦棉花不同器官对草甘膦的吸收量及抗草甘膦基因的表达量差异有关.因此,本文从抗草甘膦棉花对草甘膦的吸收分配、草甘膦的施用量和时期对抗草甘膦棉花根系生长、花药开裂及产量等方面综述了这些年来抗草甘膦棉花在应用过程中的问题,并且对今后抗草甘膦棉花育种方面作了展望.     

四个带有标记性状的棉花CMS恢复系的主要农艺与光合生理特性

为了克服细胞质雄性不育恢复系恢复基因鉴定难和保纯难的问题,选育了丛生铃恢复系、鸡脚叶恢复系、海岛棉恢复系和无腺体恢复系。对这4个标记恢复系进行了产量、品质和光合生理特性的比较。结果表明,丛生铃恢复系的产量、品质和光合生理特性总体表现最优;鸡脚叶恢复系具有早熟、通透好、烂铃少和纤维品质较好的特点;海岛棉恢复系的纤维品质最优,铃数最多;无腺体恢复系除了棉副产品综合利用的优势外,在光合生理特性、产量和品质性状上表现仅次于丛生铃恢复系。4个恢复系的标记性状明显,在三系杂交棉育种、制种和繁种中具有良好的利用价值。     

棉花农杆菌基因转化体系的优化和转苜蓿抗菌肽基因(alfAFP)植株的获得

为了优化根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导的棉花(Gossypium hirsutumL.)下胚轴切段的基因转化体系,以苜蓿(Medicago sativa L.)抗菌肽基因(alflafa antifungul peptide,alfAFP)为目标,利用γ-葡萄糖甘酸酶基因(gus)和潮霉素抗性基因(Hpt)的检测方法,分析了根癌农杆菌菌种、菌液浓度、浸染下胚轴的时间、共培养中乙酰丁香酮(AS)的浓度、共培养温度和时间等因子对基因转化的影响.优化分析表明,用农杆菌菌株LBA4404,当OD_(600)值为0.5～0.7的菌液浸染5～7日龄的棉花无菌苗下胚轴切段10～15 min.在含200 μmol/L AS的共培养基中21℃暗培养60h,可更有效地提高转化率.经上述条件处理的下胚轴在含50 mg/L潮霉素的愈伤诱导培养基上培养3周可产生转化率最高的愈伤组织.愈伤组织经分化培养获得15株再生棉花,经过PCR和PCR-Southern分析.发现其中12株含有外源基因alfAFP.     

棉花农杆菌基因转化体系的优化和抗黄萎病转基因植株的获得

为了优化根癌农杆菌介导的棉花下胚轴切段的基因转化体系,以苜蓿抗菌肽基因（alflafa antifungul peptide gene, alfAFP）为目标,利用GUS报告基因和潮霉素抗性基因的检测方法,分析和探讨了根癌农杆菌菌种、菌液浓度、浸染下胚轴的时间、共培养中乙酰丁香酮（AS）的浓度、共培养温度和时间等因子对基因转化的影响。优化分析表明,用农杆菌菌株LBA4404当OD600值为0.5-0.7的菌液浸染5-7日龄的棉花无菌苗下胚轴切段10-15分钟,在含200µmol/L AS的共培养基中21℃暗培养60h可更有效地提高转化率。经上述条件处理的下胚轴在含50mg/L潮霉素的愈伤诱导培养基上培养3周可产生转化率最高的愈伤。愈伤组织经分化培养获得15株再生棉花,经过PCR和southern-PCR分析,发现其中12株含有外源抗病基因alfAFP,可作为棉花抗病育种的种质。     

彩色棉纤维中矿质元素含量与纤维品质形成的关系

【目的】探讨彩色棉纤维中大量元素含量与彩色棉纤维品质形成的关系。【方法】选用棕色棉(X008)、绿色棉(S029)和白色棉(Xuzhou142)为材料,对彩色棉纤维发育过程(开花后20—50d)中大量元素(N,P,K,Ca和Mg)、黄酮色素和纤维素以及纤维品质指标进行分析。【结果】(1)彩色棉纤维细胞中纤维素的含量显著偏低,比白色棉降低15%左右;黄酮色素含量较高,比白色棉纤维高4—10倍;大量元素的含量(除K)明显偏高,比白色棉提高1—2倍;(2)相关性分析结果显示,成熟彩色棉纤维的品质指标与纤维中纤维素含量呈极显著的正相关,与纤维中总黄酮含量呈极显著负相关;棉纤维中大量元素N、P和Ca的含量与纤维素含量呈极显著的负相关,与纤维中黄酮色素含量呈极显著的正相关。【结论】彩色棉纤维中N、P和Ca元素含量的提高可能有利于黄酮色素的合成,而黄酮色素的积累使得彩色棉纤维中纤维素含量降低,这可能是引起彩色棉纤维品质偏差的原因之一。     

不同桑品种对家蚕饲料价值的探讨

本试验测定了11个桑品种的主要营养成分含量、蚁蚕取食24小时绝食生存时间、5龄第1日排粪量、消化量和消化率等指标,探讨了不同品种的叶质和饲料价值。营养成分测定结果表明,7946、农桑14号和剑持的粗蛋白含量最高,达26.875%,陕桑305和育71-1的含量较低。分析了各品种的叶质综合指数,其中以嘉陵16号综合指数最高,陕桑305最低。5个大田栽培品种的叶质综合指数依次为:湖桑32号>7946>农桑14号>育71-1>陕桑305。     

人工合成抗菌肽对棉花黄萎病菌的抑菌效果

大丽轮枝菌(Verticillium dahliae)是引起棉花黄萎病的真菌病害,广泛存在于中国的产棉区,使棉花产量和品质大幅下降。虽然,人们长期以来一直在寻找抗病基因,但很难在陆地棉中发现。为了寻找对棉花黄萎病菌有强抑制作用的抗菌肽或基因,人工设计和合成了20条抗菌肽(简称"人工肽"),通过抑菌圈法从中筛选到3条最有潜力的人工肽(D4E1、D51和D28),并与2条天然抗菌肽(Decoralin和Pseudin,简称"天然肽")进行对比,用于鉴定其对棉花黄萎病菌的抑菌活性。结果表明,D4E1和D51这2条人工肽的抑菌活性最强,在多肽质量浓度为20μg/mL时,几乎能100%地抑制黄萎病菌的菌丝生长和孢子萌发,显示出高抗特性。同时,实验采用生物信息学软件和反相高效液相色谱法测定了抗菌肽疏水活性,结果表明反相高效液相色谱保留时间可以更有效地表示抗菌肽的疏水活性,从而能更准确推测抗菌肽的抑菌活性。上述研究结果说明:1)如果有一个好的人工设计,人工肽对黄萎病菌的抑制效果会比天然肽更佳;2)人工肽的氨基酸序列可推导出核苷酸序列,作为抗棉花黄萎病的候选基因,用转基因育种技术可获得抗病新品种。     

棕色棉纤维发育过程中碳水化合物和色素的变化特征

 以深棕色棉、棕色棉、浅棕色棉和白色棉（对照）为材料,研究了纤维发育过程中碳水化合物和色素的变化特征。结果表明,在开花当天至开花后10 d,白色棉纤维中的可溶性总糖和蔗糖含量最高;其次为浅棕色棉,棕色棉和深棕色棉含量较低且接近;从开花后15 d至纤维成熟期棕色棉和白色棉纤维中总糖和蔗糖含量差异不大。整个纤维发育期内果糖含量一直呈下降趋势,且棕色棉和白色棉差异不明显。从开花当天至纤维成熟时,纤维中的色素含量从高到低依次为：深棕色棉>棕色棉>浅棕色棉>白色棉,说明棕色棉纤维因色素的大量积累将消耗部分碳水化合物。     

超短纤维突变体纤维内源激素及其相关酶在纤维伸长期的变化

以超短纤维突变体(Ligon lintless)及其野生型这一对遗传等基因系为材料,研究棉纤维伸长与内源激素含量及其相关酶活性的关系.结果表明,在野生型纤维快速伸长阶段,突变体却表现为:纤维中GA3初期的低含量、IAA的峰值出现时间推迟(迟6d)且明显低于野生型、ABA含量的快速降低时期出现迟(迟3d)且短(短6d)以...