外源ABA对棉花幼苗抗寒性的影响初探

[目的]研究脱落酸(ABA)在低温(5℃)条件下对棉花幼苗电导百分率、MDA含量、SOD活性的影响.[方法]以中棉所15号为材料,分别进行5℃低温处理0、2、4、6、12、24、48和72 h和ABA浓度0、10-8、10-7、10-6和10-5mol/L交叉处理,并做二因素方差分析和Duncan多重比较.[结论]低温时间和ABA浓度均极显著影响电导率、MDA含量、SOD活性,且低温时间和ABA浓度之间无相互作用; 5℃低温及ABA 10-7 mol/L条件下处理4 h,能极显著降低棉花幼苗电导百分率和MDA含量,提高SOD活性.在低温5℃、4 h、ABA 10-7 mol/L处理下比较中棉所15号、中棉所35号、新陆早8号三种棉花品种的抗寒性.[结论]抗寒能力大小为:中棉所15号>中棉所35号>新陆早8号.     

蕾期低温胁迫对棉花叶绿素荧光特性的影响

【目的】分析棉花蕾期不同低温胁迫对不同棉花品种的叶绿素荧光特性的影响,研究棉花蕾期的抗冷响应规律,筛选棉花蕾期耐冷性相关的指标,为耐冷资源鉴定、耐冷棉花品种选育提供依据。【方法】于棉花蕾期设置3个低温梯度：T₁(20℃/15℃,昼/夜)、T₂(15℃/10℃)、T₃(10℃/5℃)和对CK(28℃/20℃)处理。【结果】蕾期棉花在低温胁迫条件叶绿素荧光参数Fv、Fm、Fv/Fo、qP、SPAD下降,NPQ、Fo上升。而Fv/Fm在20℃/15℃以上低温和15℃/10℃低温初期升高;10℃/5℃以下低温和15℃/10℃低温后期下降。【结论】可根据蕾期棉花的Fm、Fo等荧光参数来判断其受到的低温胁迫程度。     

棉花磷素养分高效利用品种的筛选

以新疆自育(或引进)的32个棉花品种为研究对象进行磷高效基因型品种的筛选。通过水培试验,设置高磷P1(KH2PO41×10-3mol/L)和低磷P0(KH2PO40.01×10-3mol/L)两个磷处理水平,对不同基因型棉花品种进行苗期和蕾期的磷效率筛选研究。结果表明,相对整株干物质、相对吸磷量和相对含磷率3个指标的变异系数相对其他性状较高,其变异系数苗期分别为27.30%,46.60%,50.30%,蕾期分别为51.70%,57.10%,45.10%,说明这3个指标对于不同棉花基因型品种耐低磷的灵敏程度较高,可以作为棉花苗期和蕾期磷效率的筛选指标。通过3个筛选指标进行聚类分析,得出新海18号、中棉42号和新陆早19号为磷高效基因型品种,新陆早13号、新陆早26号和新陆早17号为磷低效基因型品种。     

低温弱光胁迫对棉花幼苗叶绿素荧光特性及能量分配的影响

[目的]探讨低温弱光胁迫下不同基因型棉花幼苗叶绿素荧光特性及能量分配的响应机制,为棉花耐低温品种选育及筛选耐低温鉴定指标和方法提供理论依据.[方法]以6种不同基因型棉花幼苗为试材,通过5℃、100 μmol/( m2·s)低温弱光处理,测定12 h内叶绿素荧光相关参数.[结果]低温弱光胁迫提高了初始荧光Fo、光合功能相对限制值L(PFD),显著降低了PSⅡ最大光化学效率Fv/Fm、PSⅡ实际光化学效率φPSⅡ、光合电子传递速率ETR、光化学猝灭系数qP等指标,非光化学猝灭系数NPQ则呈现先升后降的趋势;同时,PSⅠ激发能分配系数σ、天线热耗散速率Drate增大,PSⅡ激发能分配系数β、光化学速率Prate降低.[结论]低温弱光胁迫导致棉花幼苗叶片PSⅡ光化学活性降低,光合电子传递过程受抑,更多的光能用于天线热耗散,且干扰了PSⅠ和PSⅡ间的激发能分配和传递.综合各指标分析,新陆中28号与中棉所50号在低温弱光胁迫下表现出良好的光能分配、利用能力,耐低温能力较强,新陆早42号与中棉所43号次之,新陆早33号和新陆早19号较差.     

近十年新疆北疆主栽棉花种子低温萌发能力差异评价

【目的】研究低温对棉花种子萌发特性的影响,筛选耐冷种质资源,探讨模糊隶属函数法在棉花种子低温耐冷性鉴定的应用。【方法】以近10年新疆北疆主栽的棉花品种(系)为试材,测试种子发芽指标对不同温度的响应变化,基于发芽指标和相对发芽指标(耐冷系数)的模糊隶属函数值法,对试材的低温萌发能力差异进行评价。【结果】随着胁迫增强,棉花种子的萌发能力受到显著抑制,种子平均发芽速度随温度上升呈下降趋势,而其它发芽指标均随温度上升呈显著增高。棉花种子的耐冷萌发力均与其萌发指标显著正相关。同一低温下两种隶属函数法对种子低温萌发能力的鉴定结果高度一致,但不同低温下参试棉花种子的萌发力有所差异。15℃种子萌发强的为中棉所36号和新陆早46号,20℃为新陆早25号、新陆早42号、新陆早36号、新陆中26号、中棉所36号、新陆早41号和新陆早35号。低温下,除了平均发芽速度,其它棉花种子的发芽指标间及其与种子萌发力两两极显著相关。采用逐步回归法建立了不同低温下棉花种子萌发耐冷性的鉴定模型,其中15℃为Y=0.01+0.022*发芽指数,20℃为Y=-0.046+0.002*发芽率+0.005*种子萌发指数。【结论】萌芽期种子耐冷性强的材料为中棉所36号和新陆早46号。基于发芽指标的模糊隶属函数法可以有效用于棉花种子萌芽的耐冷性鉴定评价。     

棉花萌发期抗旱性与苗期干旱存活率的关系

采用直立滤纸卷法,对56份棉花品种(系)在PEG-6000胁迫下的发芽势、发芽率、胚根长、胚芽长、根冠比等10个萌发性状指标进行测定,通过模糊隶属函数法对56份棉花品种(系)的抗旱性进行排序,从中挑选出抗旱性较强的2个品种——新陆早27号和新陆早9号、抗旱性较差的2个品种——新陆早50号和新陆早10号及抗旱性适中的2个品种——新陆早5号和新陆早19号,并进行苗期和蕾期干旱处理,分析其干旱存活率及干旱胁迫下干物质积累量。相关性分析结果显示,棉花萌发期抗旱性与苗期和蕾期抗旱性不存在显著相关性。     

不同棉花品种生长特性分析及耐寒性鉴定

[目的]研究不同棉花品种幼苗耐寒特性,为耐寒新品种选育、推广奠定基础。[方法]以新陆早45、48、50、51、57、60号6个品种为试验材料,通过盆栽试验,研究不同温度处理对不同棉花品种幼苗生长特性的影响和抗寒性鉴定。[结果]同一温度处理下新陆早50和57号的种子活力较强,发芽率较高,耐低温的能力相对于其他品种较强。低温条件下棉花幼苗株高生长受到抑制,尤其严重抑制了地下部分的生长,新陆早45、48、50、51、57、60号抑制率分别为70.75%、64.89%、69.87%、50.77%、61.78%、69.14%;随温度升高,各品种的根长密度增长率也呈现上升趋势,温度为24℃时比12℃时的根长密度分别增长了92.17%、92.69%、94.17%、89.83%、92.77%、94.61%;随温度升高,各品种根系质量均升高,24℃比12℃处理分别增长了70.70%、64.87%、69.84%、50.74%、61.77%、69.13%。低温处理下,各品种根系总长度和总表面积呈下降趋势,同时影响着棉花幼苗根系小径及总长度的生长。利用主成分分析法将棉花幼苗的7个单项指标转换成4个彼此相互独立的综合指标,计算得出综合评价D值。通过聚类分析,将6个棉花品种划分为3种类型:新陆早45、48号为不耐寒棉花品种;新陆早50、51、60号为中耐寒品种;新陆早57号为强耐寒品种。[结论]低温处理在一定程度上限制了叶片和根系对营养物质和水分的吸收,抑制了棉花幼苗的生长发育。种植新陆早57号可减少春季低温危害。     

蕾期低温胁迫对棉花光合特性的影响

【目的】分析蕾期不同低温胁迫对不同棉花品种的光合特性的影响,研究响应规律,筛选蕾期棉花耐冷性相关的光合指标,为耐冷资源鉴定、耐冷棉花品种选育提供依据和技术指导。【方法】材料蕾期设3个低温梯度: T₁(20/15℃,昼/夜)、T₂(15/10℃)、T₃(10/5℃)和对CK(28/20℃)处理。【结果】蕾期棉花在各低温胁迫条件下净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、气孔限制值(LS)明显下降,细胞间二氧化碳浓度(Ci)随着胁迫强度的提升及胁迫时间的延长总体先降后升;水分利用率(WUE)先升后降。【结论】可根据蕾期棉花的气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、细胞间二氧化碳浓度(Ci)、水分利用率(WUE)来判断其受到的低温胁迫程度。T₁胁迫下蕾期棉花光合速率降低是由气孔限制因素导致;T₂胁迫下蕾期棉花光合速率降低的主要原因先为气孔因素后转为非气孔因素;T₃胁迫下非气孔因素是限制蕾期棉花光合作用的主要因素。低温胁迫对蕾期叶片的光合作用有抑制的作用。胁迫强度越大,对蕾期棉花生长的抑制作用越明显,低温处理的时间持续越长,对蕾期棉花生长的抑制作用越明显。     

27份番茄种质资源种子萌发期耐低温性评价

以27份不同番茄资源为供试材料,测定常温(25℃)和低温(15℃)下种子的发芽率、发芽势、发芽指数、发芽受损率等指标,探讨低温对不同番茄资源种子萌发期的影响,以期为鉴定和培育耐低温番茄品种提供参考。根据隶属函数值的大小可得出不同番茄材料的耐低温性,4个耐低温性强的番茄资源为樱桃番茄85号、109号、88-2号、大番茄60号。     

揭膜种植方式下不同灌水量对棉花干物质积累及产量的影响

[目的]研究揭膜种植方式下不同灌水量对棉花干物质积累、转运及产量的影响,为新疆滴灌棉花生育期揭膜后的水分管理提供理论依据.[方法]选择新陆早45号(水分胁迫迟钝型)和新陆早42号(水分胁迫敏感性)为供试材料,在出苗后40 d揭膜并设置3个水分处理,即4425 m3/hm2(W1)、5310 m3/hm2(W2)、663...     

脱叶剂喷施时间对棉花脱叶效果及不同部位果枝产量的影响

【目的】研究脱叶剂喷施时间对棉花脱叶效果及不同部位果枝产量的影响,筛选出适宜的脱叶剂喷施时间,为增产保质提供理论依据。【方法】以新疆北疆5个棉花主栽品种为材料,于吐絮期设置3个喷施处理,分别为吐絮率为10%~20%(T₁)、吐絮率为30%~50%(T₂)、吐絮率为70%~80%(T₃),喷施清水为对照(CK),分析脱叶剂处理后,对棉花脱叶率、吐絮率、产量及产量构成因素的影响。【结果】苗宝21号和新陆早37号在T₃的脱叶效果最佳;农大1号、国新73号、C₁在T₂脱叶效果最佳;脱叶剂处理对苗宝21号和农大1号的吐絮率影响不大,吐絮率约85%;对国新73号、C₁的吐絮率影响较大,苗宝21号T₂显著高于T₁;农大1号、国新73号、新陆早37号T₁吐絮率高于其他处理;C₁各处理间T₃吐絮率最高。随着脱叶剂喷施时间,自然吐絮增加(T₃>T₂>T₁),各品种各处理吐絮增量逐渐降低(T₁>T₂>T₃);苗宝21号、农大1号T₂时期,籽棉产量和皮棉显著增产,但衣分相对较低,CK衣分最高。C₁衣分在T₂时期显著高于T₁。不同品种、处理、果枝位置对产量和衣分及铃重的影响,具有交互效应。【结论】苗宝21号、农大1号、国新73号、C₁在T₂脱叶效果较优,吐絮率较好,籽棉产量和皮棉产量相对较高,衣分较低;新陆早37号在T₃脱叶最佳,吐絮率较高,产量最高,衣分和铃重最高。     

不同机采棉花品种生长发育及光合物质生产的比较

【目的】筛选出更适宜新疆北疆地区机采的棉花品种。【方法】以新疆北疆地区代表性的早熟棉花品种为供试材料,通过品种比较试验,评价其在生长发育、光合特性及产量性状差异。【结果】新陆早71号生育期为123 d,株高为80.1 cm、始果节高度为25.6 cm、始果节位6.2节,株型紧凑抗倒伏,主要农艺性状表现较优,更利于后期机采;新陆早71号叶面积指数(LAI)合理,叶片光合速率(Pn)、叶绿素含量(SPAD)在各生育期优于其它品种,有利于干物质的积累,促进了后期单株结铃数、单铃重、衣分和籽棉产量的提高。【结论】新陆早71号综合表现较优,为适宜北疆棉区机械采收的棉花品种。     

不同耐旱性棉花品种根系生长及水分利用效率对干旱的响应机制

【目的】研究耐旱性不同的棉花品种根系生长及水分利用效率对干旱的响应机制,为棉花抗逆栽培和耐旱性品种选育提供理论依据。【方法】以不耐旱性品种新陆早17号和耐旱型品种新陆早22号为试材,设常规灌溉(CK)、轻度干旱(W₁)和中度干旱(W₂)处理,测定不同处理下棉花产量形成期0~120 cm 土层根长密度、根体积密度、根重密度及水分利用效率。【结果】干旱处理下,0~20 cm土层内,2品种根重密度、根体积密度、根长密度均显著低于CK;80~120 cm土层内,新陆早22号随干旱胁迫程度的增强而增加,新陆早17号则降低。W₁、W₂处理的水分利用效率分别比CK高15.18%、21.91%。品种间,新陆早22号根长密度在40~80 cm土层的分布比例显著高于新陆早17号,80~120 cm土层的分布比例显著低于新陆早17号。新陆早22号耗水量比新陆早17号低6.30%,但水分利用效率比新陆早17号高40.95%,差异显著。新陆早22号在80~120 cm 土层根体积密度与生物学水分利用效率呈显著正相关。【结论】耐旱型棉花品种通过增加深土层根系分布比例延伸其在干旱下汲取水分空间,保证地上部生长,实现有限水分高效吸收与利用。     

水培条件下供氮水平对不同棉花品种氮吸收分配与氮效率的影响

【目的】 分析棉花生育前期氮素吸收分配与氮效率将有助于棉花生产中氮肥基施和追施的分配以及氮肥利用率的提高。【方法】 以新陆早45号和新陆早48号为材料,采用营养液培养的方法,设置6个供氮水平(0、7.5、10、15、17.5、30 mmol/L,分别以N₀、N_7.5、N₁₀、N₁₅、N_17.5、N₃₀表示),培育43 d后将其收获。测定棉花各器官干物质量、氮素积累量、氮吸收效率、氮利用效率以及磷素和钾素积累量等指标。【结果】 棉花幼苗各干物质量、单株氮含量、地上部分氮含量、氮积累量、氮吸收效率以及磷素和钾素积累量均随氮浓度的增加呈先升高后降低的趋势;根冠比和氮利用效率均随氮浓度的增加而降低。氮水平在17.5 mmol/L时显著增加了根和地上部干物质量,但降低了棉花根冠比。17.5 mmol/L的氮水平显著提高了棉花地上部分氮含量、单株氮含量、积累量和吸收效率以及磷和钾积累量,但降低了氮的利用效率。新陆早48号各测定指标显著高于新陆早45号。【结论】 营养液中有助于棉苗各生长指标增长的氮素浓度为17.5 mmol/L。适合机采的Ⅰ式果枝新陆早48号较不适合机采的Ⅱ式果枝新陆早45号长势更强。     

新疆主栽骨干棉花品种指纹图谱构建及纯度鉴定

【目的】构建新疆主栽骨干棉花品种的指纹图谱,分析棉花品种纯度,为棉花品种提供分子鉴定依据。【方法】以典型代表性的新疆北疆早熟棉花主推骨干棉花品种为材料,利用SSR分子标记技术从1 000多对SSR引物中筛选出稳定性好、多态性高的25对核心引物构建指纹图谱,从核心引物中筛选10对引物作为标记,分析4个棉花品种的纯度。【结果】检测到等位基因数70个,每个标记检测到的等位基因数介于2~7个,平均2.8个;引物多态信息量(PIC)值介于0.169 0~0.872 9,平均值为0.688 3;利用4个特征引物将4个棉花品种一次性完全区分开,构建供试品种的指纹图谱;利用10对引物检测4个品种的纯度,新陆早6号纯度变化范围85%~100%,系62纯度变化范围95%~100%。【结论】构建了4个棉花品种的指纹图谱及鉴定纯度,系62号纯度最高,为99.5%,新陆早6号纯度最低,为92.0%。     

不同氮效棉花品种植株农艺性状、氮素积累及光合特性差异

【目的】研究不同氮效品种之间农艺性状,氮素积累及光合特性,为合理施氮提供参考。【方法】以棉花品种新陆早32号(氮高效品种)和新陆早36号(非氮高效品种)为材料,设置240、360 kg/hm²两个氮素水平,寻找差异,优化品种选育,提高氮素效率。【结果】无论在低氮还是高氮条件下,新陆早32号的株高、茎粗和果枝数均高于新陆早36号,分别相差8.34 cm、2.34 mm和1.56台。在氮素积累上,2个品种根的含氮量呈逐渐下降的趋势,但新陆早32号高于新陆早36号;在低氮水平时新陆早32号的茎后期可以积累更多的氮素,与叶片积累相反,而高氮水平时,后期茎的氮素积累相差不大,叶片则一直是新陆早32号含量高,差距保持在3.0 g/kg以上。在光合特性上,新陆早32号的净光合速率、胞间CO₂浓度基本高于新陆早36号,而蒸腾速率则相反。【结论】高氮水平下新陆早32号产量最高,为4 022.82 kg/hm²。不同氮水平下氮效品种均有差异,尤其是在低氮条件下,氮高效品种更能有效的利用氮素,保证产量,并在氮充足条件下提高产量。     

陆地棉萌发至幼苗期抗冷性的鉴定

【目的】低温胁迫是影响棉花正常生长的重要因子之一,通过对棉花种质进行合理的抗冷性鉴定,可以为棉花的抗冷机制研究提供重要的先决条件,进而为棉花抗冷品种的选育提供一定的理论参考。【方法】利用4个抗冷性不同的陆地棉品种(系),设置0、4、10和15℃不同温度处理7 d,然后在正常条件(28℃,光照/黑暗,14 h/10 h)恢复生长7 d,筛选适合棉花萌发期进行抗冷性鉴定的低温条件;然后对4个品种(系)进行0℃低温处理1、2、3、4、5、6和7 d,恢复正常生长7 d,筛选萌发期抗冷性鉴定0℃低温处理的天数。对于芽期的抗冷性鉴定,选用抗冷性差异显著的2个陆地棉材料进行4℃低温处理0、1、2、3、4、5、6和7 d,筛选适用于芽期抗冷鉴定的低温处理的天数。将47个陆地棉材料(子叶期)进行4℃处理24 h,恢复正常生长7 d后调查冷害指数,鉴定棉花子叶期的抗冷性。采用南京建成生物工程研究所研制的试剂盒测定芽期和子叶期低温胁迫后的生化指标。【结果】通过对棉花不同时期,包括萌发期、芽期和子叶期进行不同低温胁迫条件的筛选,最终初步建立了适合棉花不同时期的抗冷性鉴定标准。0℃处理4 d,恢复正常生长7 d的相对子叶平展率可以作为萌发期的抗冷鉴定指标;4℃处理5 d,恢复正常生长的7 d的子叶平展率可以作为芽期的抗冷鉴定指标;4℃处理24 h,恢复正常生长的7 d的抗冷指数可以作为子叶期的抗冷鉴定指标。抗冷材料豫2067芽的SOD酶活和POD酶活均在低温处理前期呈上调趋势,之后下降至趋于平稳,而冷敏感材料衡棉3号芽的两种酶在低温处理前期迅速下降,然后上调后趋于平稳;2个材料芽的CAT酶活性在低温处理早期均先上升后下降,在冷处理后期抗冷材料豫2067的CAT酶活一直高于冷敏感材料衡棉3号;2个材料的可溶性蛋白含量在冷处理早期比较接近,在冷处理后期抗冷材料豫2067的可溶性蛋白含量一直高于冷敏感材料衡棉3号。4℃低温处理子叶期棉苗24 h后,抗冷材料豫2067子叶的SOD酶活力、POD酶活力、CAT酶活力均下降,而冷敏感材料衡棉3号的3种酶活力均上升,抗冷材料子叶中可溶性蛋白上升,冷敏感材料中的可溶性蛋白下降。【结论】棉花不同的生育时期应有相应的抗冷性鉴定标准,不同材料和不同生育时期的耐冷性鉴定标准具有差异性。推测棉花芽期抗冷性与酶活力有关。子叶期抗冷性与3种抗氧化酶活性差异不显著,可能与叶片中可溶性蛋白含量有关。