高产、抗病转基因抗虫棉品种——中棉所94A915

概述了中棉所94A915的选育经过、特征特性，并总结了其关键栽培技术。     

棉花GhTFL1b基因的表达及调控分析

为解析棉花中磷脂酰乙醇胺结合蛋白GhTFL1b基因对胁迫的响应及生理功能,从棉花中克隆了磷脂酰乙醇胺结合蛋白GhTFL1b基因,并对该基因进行表达分析和蛋白质互作研究。利用启动子分析软件PlantCARE预测得出,GhTFL1b启动子区域有茉莉酸响应元件、脱落酸响应元件、干旱诱导的MYB结合位点和光周期响应元件等。对GhTFL1b进行组织特异性表达分析,发现该基因在花中表达量最高,其次是根和顶芽,其他组织中表达量极低。进一步比较栽培种和半野生种不同时期的表达,发现无明显差异。激素和胁迫处理研究表明,GhTFL1b基因受水杨酸(Salicylic acid,SA)诱导低调表达,而受盐胁迫处理后高调表达。酵母双杂交验证GhFD与GhTFL1亚组蛋白互作,结果表明GhFD蛋白只能与GhTFL1b互作,而不与GhTFL1a、GhTFL1b、GhTFL1c互作。GhTFL1b基因不参与光周期调控通路,可能参与植物逆境胁迫水杨酸和盐胁迫响应的调控。     

ghr-miR160负调控棉花叶片衰老机理研究

【目的】陆地棉(Gossypium hirsutum L.)叶片早衰会导致棉花减产降质。MicroRNA(miRNA)是1类长度约为21 nt、在转录后水平调节基因表达的内源非编码小分子RNA。研究ghr-miR160对叶片衰老的调控具有重要意义。【方法】对ghr-miR160进行生物信息学分析、棉花子叶表达模式分析及过表达载体转化拟南芥验证分析。【结果】对ghr-miR160及pre-miR160结构分析表明,miR160在进化过程中高度保守。qRT-PCR结果显示,ghr-miR160在生长35 d的早熟不早衰品种辽4086子叶中优势表达。农杆菌介导转化拟南芥发现,该基因可使拟南芥出现晚抽薹、晚开花和叶片衰老延迟现象。【结论】ghr-miR160可能对棉花叶片衰老起负调控作用,同时为进一步阐明其作用机制奠定了基础。     

棉花中GhTFL1a和GhTFL1c基因的表达及启动子分析

从陆地棉中克隆了磷脂酰乙醇胺结合蛋白GhTFL1a和GhTFL1c基因,并对该基因进行表达分析、启动子预测和启动子活性研究。利用启动子分析软件PlantCARE预测得出,GhTFL1a启动子区域有脱落酸响应元件、干旱诱导的MYB结合位点和顶芽特异表达响应元件等;GhTFL1c启动子区域有乙烯响应元件、干旱诱导的MYB结合位点和水杨酸响应元件。因此,将pGhTFL1a和pGhTFL1c分别构建到启动子检测载体pBI121-GUS上形成融合表达载体,通过烟草瞬时转化检测得出这2个基因的启动子都具有活性。实时荧光定量PCR分析表明, GhTFL1a和GhTFL1c在光周期处理和不同材料的陆地棉(栽培种和半野生种)中表达模式呈相反趋势。GhTFL1a基因受脱落酸(abscisic acid, ABA)、水杨酸(salicylic acid, SA)和盐胁迫诱导,而GhTFL1c可以响应赤霉素(gibberellin, GA)、SA和ABA胁迫。研究结果初步表明,GhTFL1a和GhTFL1c可能参与了植物逆境胁迫脱落酸和水杨酸响应的调控,为在棉花中进一步阐明其功能奠定了基础。     

棉花芽黄材料主要光合特性和农艺性状的研究

以v1、v2、v3、v4、v5v6、v8、v9、v10、v11、v13、v14、v15、v16v17、v18、v19、vg和彭泽芽黄等17份芽黄突变体材料及中棉所58突变体中58vsp为研究对象,测定了各材料不同时期不同叶位的SPAD值、叶绿素荧光参数最大光化学效率值(Fv/Fm)和光系统Ⅱ量子产量(φPSⅡ),同时对各芽黄突变体材料的主要农艺性状和纤维品质性状进行了调查和研究。结果表明,芽黄材料作为一种叶色突变体,其叶片相对叶绿素含量在不同时期、不同叶位的差异较大,各芽黄材料均以倒5叶或倒4叶的SPAD值最高,刚展平的倒2叶的SPAD值最小,其中中58vsp的倒2叶SPAD值最低;随着植株的发育,所有芽黄材料在7月5日、15日其倒4、倒5叶的SPAD值达到最大。与光合作用密切相关的最大光化学效率值(Fv/Fm)和PSⅡ量子产量(φPSⅡ)在各芽黄突变体材料之间差异也较大,其中v2最高,v3、v19最低。另外还发现各芽黄突变体材料的主要农艺性状和纤维品质性状存在较大的差异。本文对于不同芽黄突变体材料特性的初步研究,将为更好地将芽黄突变体用于棉花遗传育种和分子生物学研究打下了理论基础。     

陆地棉转录因子GhNAC78基因的特征及功能分析

本实验室从陆地棉中克隆得到GhNAC78,分析了其基因特征及功能。该基因cDNA全长为937 bp,开放阅读框为876bp,编码291个氨基酸,隶属于NAM转录因子亚家族。体外转录激活实验表明,GhNAC78具有转录激活活性。上游启动子区1537 bp序列的生物信息学分析可知其包含多种激素、胁迫和光响应元件,表明GhNAC78广泛地参与植物生长发育和胁迫响应的调控。荧光定量结果显示,GhNAC78在棉花叶片衰老过程中高调表达,推测其参与叶片衰老的调控。     

麦棉两熟短季棉新品种——中棉所85

中棉所85（原代号中夏杂06）是由中国农业科学院棉花研究所以sGK中394为母本、以品系071239为父本培育的杂交组合。该组合2010—2011年完成河南省短季杂交棉品种区域试验,2012年完成河南省短季棉生产试验。2009年获得在黄河流域棉区的国家农业转基因生物生产应用安全证书Ea基安证字（2009）第177号]。2013年通过河南省审定,审定编号：豫审棉2013006。     

机采种植模式下无膜栽培在棉花生产上的应用效果

【目的】在机采种植模式下,研究无膜替代有膜对棉花生长生育及产量的影响,为无膜棉高产栽培提供理论依据。【方法】利用筛选到的适宜无膜栽培的棉花新品系中棉619为试材,采用随机区组排列试验,设置大田有膜与无膜对比试验,分析有膜、无膜配置对棉花生育期、叶面积指数、光截获率、干物质积累及产量因素的影响。【结果】无膜棉生育期推迟9 d、叶面积指数和光截获率降幅分别达到8%和7.16%;无膜处理下的干物质积累起始期和结束期均晚于有膜棉,且干物质积累的持续期和最大速率较有膜棉降低3 d和0.714 g/ d,但生长特征值却高于有膜棉14.893 g;无膜处理的果枝数、结铃数显著减少,籽棉和皮棉产量比有膜处理低6.73%、7.79%,差异不显著,且衣分变化不明显。【结论】中棉619能够不用地膜种植,通过优化栽培措施可以降低无膜棉对叶面积、生物量、光截获率以及产量的损失,实现绿色植棉。     

陆地棉转录因子GhWRKY91基因的原核表达及鉴定

为了筛选出高表达棉花GhWRKY91可溶性蛋白的原核表达载体。以中棉所10号叶片的cDNA为模板PCR扩增GhWRKY91基因,扩增产物分别构建到4个不同的原核表达载体pET-22b(+)、pET-32a(+)、pMAL-c5x和pGEX-4T-1。将重组载体pET-22b(+)-GhWRKY91、pET-32a(+)-GhWRKY91、pMAL-c5x-GhWRKY91和pGEX-4T-1-GhWRKY91转化到大肠杆菌菌株BL21(DE3)或Arctic-Express?(DE3)RP中,IPTG诱导表达,SDS-PAGE电泳分析不同原核表达载体的蛋白表达情况。结果显示,pET-22b(+)-GhWRKY91 和pET-32a(+)-GhWRKY91在BL21(DE3)中以及pMAL-c5x-GhWRKY91在Arctic-Express?(DE3)RP中均未见明显蛋白表达,而pGEX-4T-1- GhWRKY91在Arctic-Express?(DE3)RP中表达的蛋白基本存在于上清中,可获得可溶性蛋白。因此,将GhWRKY91基因构建到pGEX-4T-1原核表达载体上可成功获得可溶性蛋白。     

棉花SVP-like基因GhMADS29的克隆与表达分析

[目的]研究棉花中SVP类基因的功能。[方法]通过同源克隆的方法在陆地棉中棉所36中克隆SVP的同源基因GhMADS29,对其进行Blast搜索比对和进化树分析以及荧光定量的表达模式分析。[结果]GhMADS29与猕猴桃的SVP4基因相似度最高,其cDNA序列含有9个外显子、8个内含子,不同时期顶芽的荧光定量结果表明它在花芽分化起始期的花芽中表达量最高,且不同组织的荧光定量分析表明它在叶片和顶芽中表达量较高。[结论]首次获得棉花SVP亚族基因,命名为GhMADS29,其GeneBank登录号为JQ682642。