棉花根系和叶片质外体汁液分离方法的改进

质外体汁液(apoplastic washing fluid, AWF)在植物生长发育和抵抗生物及非生物逆境方面发挥着重要作用。目前普遍采用真空渗透离心法提取质外体汁液,但具体提取流程和条件却因植物培养条件、种类和器官等不同而不同。本试验以营养液培养的棉花幼苗为材料,改进了棉花根系和叶片AWF分离的取样方法、渗透条件和离心参数等。结果表明,相对于通常的非整体取样,改良后整体取样简单易操作且显著降低了质外体与共质体的苹果酸脱氢酶(malate dehydrogenase, MDH)活性比值,更适宜开展质外体汁液组分研究。根据真空渗透鲜重增加和AWF稀释因子,进一步证明根系不用真空渗透;而叶片需真空渗透,适宜真空强度/时间为-60 kPa/1min,真空后恢复到正常压强约110s。证明叶片颜色变深面积可作为判定真空渗透强度或时间是否适宜的一种简易可行方法。最后,AWF体积、质外体与共质体的可溶性蛋白含量比值和MDH活性比值综合分析表明,棉花根系适宜离心力大小/时间长度为800×g/10～20 min,叶片为400×g/5 min。本改进方法为棉花AWF组分,如蛋白质组学和代谢组学等研究结果的准确性和可靠性奠定了基础,为其他作物AWF分离方法的优化提供了参考。     

基于快速叶绿素荧光参数的不同基因型棉花叶片衰老研究

光系统Ⅱ（PSⅡ）的光反应与作物光合能力密切相关。为了获得更多关于叶片衰老过程中PSⅡ状态的详细信息并快速筛选出具有不同叶片光合功能持续时间的棉花基因型,本试验利用快速叶绿素荧光技术研究了生产上报道叶片衰老快慢不同的3种棉花基因型倒一叶衰老过程中的PSⅡ的光化学反应。结果显示,基于光吸收的性能指数（PI_ABS）将‘百棉1号’ ‘百棉5号’和‘DP99B’分为晚衰型、中间型和早衰型。3种基因型棉花品种叶片衰老过程中电子传递受抑制情况遵循同样的规则。放氧复合体（OEC）在生育后期大量降解; PSⅡ受体侧的抑制情况要大于供体侧;叶片衰老显著限制光系统Ⅱ-光系统I间的电子传递;随着叶片衰老,用于热耗散和还原初级醌受体（Q_A）的能量增加,而用于PSⅡ电子传递链中Q_A还原（Q_A^-）之后电子传递的能量下降。但是叶片衰老过程中,电子传递受抑制程度（除荧光开始到荧光最大时间段之间的Q_A还原次数之外）为‘DP99B’ > ‘百棉5号’ > ‘百棉1号’。由此可知,不同棉花基因型的叶绿素荧光特征可快速、无损地反映叶片衰老的快慢及内在生理机制。     

不同基因型棉花品种高光效特性研究

缺乏高产稳产且早熟不早衰的棉花品种是黄河流域棉花生产的主要限制因素之一。研究了黄河流域推广的几种不同基因型棉花品种对光能的利用情况。结果表明，百棉1号具有优越的株型特征，虽然群体光截获率并非最高，但叶片光合速率（P_n）、基于吸收光能的性能指数（PI_ABS）在生育后期明显优于其他品种，产量较高。本研究阐释了百棉1号高产稳定的生理基础，可为黄河流域棉花生产选用品种提供指导。     

干旱胁迫与复水对棉花叶片光谱、光合和荧光参数的影响

【目的】明确持续干旱胁迫对棉花叶片光谱、光合和荧光特征的影响,为筛选水分敏感指标提供理论依据。【方法】以转基因抗虫棉银瑞361为试材,采用盆栽控水方式,测定持续干旱与复水条件下棉花叶片光谱、光合和荧光参数。【结果】两年试验结果表明,随着干旱胁迫时间的延长叶片相对含水量（RWC）、净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、蒸腾速率（Tr）、PSⅡ原初光能转化效率（Fv/Fm）、PSⅡ实际光化学量子产量（ΦPSⅡ）、光化学淬灭系数（qP）、光化学反射指数（PRI）呈下降趋势,气孔限制值（Ls）先上升后下降,非光化学淬灭系数（NPQ）则呈上升趋势,复水后除RWC外,其它指标都未恢复到初始状态。与初始状态相比,Pn、Gs、Tr、Fv/Fm、ΦPSⅡ、qP、PRI在干旱胁迫第4天时,两年平均下降了53.1%、79.9%、66.0%、3.8%、11.0%、5.7%、18.4%;Ls、NPQ在第4天时,两年平均上升了98.1%、28.6%。综合两年数据,只有Pn、Gs、Tr、Ls、Fv/Fm、PRI在第4天时与初始状态差异极显著,与RWC的R2分别为0.7640、0.7058、0.5625、0.3665、0.7319、0.4378。【结论】Pn、Gs、Tr、Ls、Fv/Fm、PRI均能在干旱胁迫初期灵敏地反映棉花叶片水分状况;在持续干旱胁迫中,Pn、Gs、Fv/Fm能更灵敏、准确地反映棉花叶片水分状况。     

陆地棉种子快速老化的活力变化研究

为探讨棉花种子老化过程中活力的变化规律,以百棉1号为试验材料,用50%甲醇人工加速老化方法处理棉花种子,经不同时间处理后,测定指标包括发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数、苗高和鲜重。结果表明,甲醇处理能够使种子劣变,导致种子老化,50%甲醇对于棉花种子的老化的影响在0~2h变化不大,3h之后随着时间延长,其老化程度迅速加大。     

加快转型升级 努力建设现代植棉业

棉花是主要的经济作物和大宗农产品,是纺织工业的主要原料。当前中国棉花产业面临着"三个冲击",即进口棉从数量、价格和质量方面对国产棉花产业的冲击。针对进口冲击倒逼转型升级将是今后棉花全产业链的新常态,从棉花产业大国向强国转变是转型升级的目标。分析指出,转型升级存在着资源丰裕和生产成本上涨趋缓等有利因素,提出调减面积、调整品种和品质结构是转型升级的重点抓手;加强原始创新,提高植棉业的生产效率,是科技支撑转型升级的重要支点;加大科技兴棉支持力度,推进节本增效和环境友好,是转型升级的重要抓点;创新服务模式和提升现代植棉业服务水平是中国特色现代农业的主要支点。破解植棉业难题,要不断提升现代农业的政策保障能力。     

我国棉花株型性状遗传育种研究进展

株型育种对提高棉花产量和纤维品质意义重大,是作物遗传育种的重要组成部分,因此株型遗传育种一直受育种者的关注。棉花是重要的纤维和油料作物,棉花株型育种研究已经引起重视,尚待进一步深入。本文综述棉花株型遗传育种在我国的研究进展,介绍株型性状研究的理论发展过程以及棉花株型性状遗传的主要研究内容,并对棉花株型的育种措施进行展望,旨在为棉花株型性状遗传育种研究提供参考。     

适宜豫北地区棉豆轮作的荷兰豆品种与播期筛选

旨在筛选适宜豫北地区与夏棉轮作的冬茬荷兰豆品种和播期。以18个国内外的荷兰豆品种为试材,用田间调查方法测得12个性状的数据,并研究了其中4个品种在2个播期下的差异。结果表明,2019年种植的所有参试荷兰豆品种均安全越冬;早播（10月19日）比晚播（10月29日）能提早结荚并提升株高、单荚重和鲜荚产量;通过比较发现了每个荷兰豆品种所具有的特点,其中‘美国581’鲜荚产量高达25088.24 kg/hm²,而且其他农艺性状优良,是参试品种中最适宜引种豫北棉区的荷兰豆品种。该试验初步筛选出了适宜豫北地区越冬栽培的荷兰豆品种及其播期,为本地区研究“棉花-荷兰豆”双季栽培模式奠定了基础。     

钾钠互作对棉花光系统Ⅱ和光系统Ⅰ荧光参数的影响

了解钾离子与钠离子之间的相互作用和对植物的生理效应，对于缓解钾肥资源短缺、提高缺钾土壤和盐地作物的产量有着重要意义。钾和盐胁迫影响了棉花生长，但两者相互作用对光合系统特别是光系统Ⅰ(PSⅠ)光化学效率等荧光参数的差异影响尚不清楚。本试验在温室条件下，测定低钾、盐胁迫和低钾+盐胁迫处理对棉株生长及叶绿素荧光参数的影响。低钾、盐胁迫及低钾+盐胁迫处理均显著制约了棉株的生长，但低钾条件下适宜的钠及盐胁迫下适宜的钾均显著促进了棉株生长。其中，低钾条件下适宜的钠使棉株根和叶面积恢复到CK水平，且茎和叶的生长也得到一定的恢复，盐胁迫下适宜的钾能恢复棉株根、茎、叶生长，特别是叶生长。此外，与对照相比，低钾、盐胁迫及低钾+盐胁迫处理均不同程度地影响了光合系统的荧光参数。与低钾+盐胁迫处理相比，低钾条件下适宜的钠显著降低了PSⅡ的光化学淬灭q_P和实际光化学效率Y(Ⅱ)、PSⅠ的实际光化学效率Y(Ⅰ)、由供体侧限制引起的非光化学能量耗散的量子产量Y(ND),显著增加了PSⅡ的调节性能量耗散量子产量Y(NPQ)和PSⅠ受体侧限制引起的非光化学能量耗散的量子产量Y(NA)。与低钾+盐胁迫...     

镉胁迫下硅对玉米生长的缓解效应

为了探讨外源硅对镉胁迫下玉米幼苗的生长缓解效应，以豫单9953为试验材料，以浓度为318 mg/kg的硅酸钠和浓度为35 mg/kg的氯化镉分别溶解于水后均匀混拌于土壤中，进行土壤盆栽试验。对玉米苗期地上部分株高、叶面积、SPAD值、光合速率、荧光参数和地下部的根系参数以及可溶性蛋白含量和电导率等指标进行测定。结果表明，硅能显著缓解玉米苗期镉的胁迫。与对照相比，镉处理组的玉米株高、叶面积、叶片和根系的干质量分别下降18.70%、33.40%、39.13%和42.86%,硅的施用改善了镉的抑制，与镉处理相比分别增加了7.66%、11.05%和33.33%、25.00%;硅的施用提高了镉胁迫下总根系长度、体积和表面积；玉米幼苗的光合特性受到镉的胁迫，硅的施用降低了镉对SPAD值和光合速率的胁迫，与镉处理相比分别提高了15.64%和39.49%,同时也改善了镉对玉米叶绿素荧光的抑制，增加了叶片可溶性蛋白含量，降低了叶片相对电导率。硅能显著改善镉对玉米幼苗地上部和地下部的抑制作用，促进根系生长，增强光合作用，调节生理代谢过程，降低地下根系对镉的吸收和转运，提高玉米对镉的耐受能力，为缓解镉对玉米...