转基因抗虫彩色棉产量性状和纤维品质选择的研究

通过对116份转基因抗虫彩色棉两年的间比试验,对产量性状和纤维品质性状进行测定。产量性状单株结铃数、衣分、子指、霜前花、铃重变异系数分别为72.82、75.95、7.27、102.31、5.64。纤维品质指标2.5%跨长、整齐度、伸长率、比强度、马克隆值变异系数分别为17.96、2.12、15.60、34.10、12.88。结果表明彩色棉育种性状选择先后顺序:霜前花>衣分>单株结铃数>比强度>2.5%跨长>伸长率>马克隆值>子指>铃重>整齐度。     

不同产地黄芪饮片中矿质元素含量差异性研究

[目的]研究不同产地黄芪的药用价值.[方法]通过测定不同产地8种黄芪饮片中10种矿质元素含量,进一步分析不同产地黄芪的营养品质.黄芪饮片中氮、磷元素采用比色法测定,钾、钙、镁、铁、锰、锌、铜元素采用原子吸收光谱法测定,硒元素采用原子荧光光度计法测定.[结果]不同产地的8种黄芪对矿质元素富集能力与产地土壤、气候等环境有关.黄芪饮片中全N含量为19.4～24.3g/kg,全P含量为1.8 ～3.6 g/kg,全K含量为1.1 ～2.3 g/kg,全Ca含量为838.3 ～ 3692.8 mg/kg,全Mg含量为380.1 ～ 522.8 mg/kg,全Fe含量为236.6 ～286.2mg/kg,全Mn含量为22.3～34.1 mg/kg,全Zn含量为4.4 ～ 23.0 mg,/kg,全Cu含量为8.1 ～8.5 mg/kg,全Se含量为0.009 ～0.464 mg/kg.[结论]综合考虑各产地黄芪饮片中各矿质元素含量的高低,山西浑源黄芪除磷、钾和镁元素外,其余各元素含量均较其他产地黄芪高,为优质黄芪品系.     

彩色棉抗氧化系统生理特征及纤维素累积对纤维品质的影响

【目的】研究黄河流域棉区不同纤维颜色棉花品种品质差异及棉铃在发育进程中生理活性变化,探索其品质形成的主要时期和相关影响因素,为彩色棉的品质改良提供理论依据。【方法】在大田试验条件下,以彩色棉品种中棉所51号（浅棕,CCRI 51,杂交棉）、中棉所81号（深棕,CCRI 81）、中棉所82号（深绿,CCRI 82）和普通棉（简称白棉,CK）国欣棉3号（GX 3）为试验材料,对各小区棉株中部第5-6果枝的一、二果节当日花进行挂牌,于收获期测定其纤维品质,并在花后10、15、20、30、40 d（days post anthesis,DPA）取挂牌棉铃,分别测定铃壳、棉籽、棉纤维的可溶性蛋白质含量、过氧化物酶（POD）活性、超氧化物歧化酶（SOD）活性、丙二醛（MDA）含量以及棉纤维的纤维素含量,研究不同颜色棉花品种纤维品质差异及棉铃发育特点,并对二者进行相关性分析。【结果】纤维上半部平均长度、整齐度指数以及断裂比强度三个指标均以杂交彩色棉（浅棕棉）最高,常规陆地棉三个指标的高低顺序为：白棉＞深棕棉＞深绿棉。白棉铃壳各时期可溶性蛋白质含量均显著高于彩色棉品种,各品种各时期差异均达到显著水平;白棉棉纤维可溶性蛋白质含量最大下降幅度时期为前期（10-20 DPA,降幅66.67%）,而彩色棉品种为后期（20-40 DPA,降幅为23.08%-61.19%）。各品种铃壳POD活性在花后10-20 DPA均有所上升,其中以深绿棉品种上升幅度最高,白棉和浅棕棉铃壳POD活性在10 DPA时显著高于深棕棉和深绿棉。白棉在10 DPA时铃壳和棉籽SOD活性均为最高,两棕色棉铃壳SOD活性在棉铃发育过程中均呈逐渐增加趋势;浅棕棉棉籽SOD活性在30-40 DPA时提高了53.18%,显著高于其他品种;深绿棉棉纤维SOD活性降低时期出现得较其他品种早10 d。白棉棉籽MDA含量在花后20-30 DPA时下降,而彩色棉均升高。浅棕棉纤维素快速累积开始期最早,持续期最长,白棉较深棕棉和深绿棉的纤维素快速累积起始期早3 d,持续期长1-5 d。10 DPA时棉籽MDA含量与棉纤维长度和断裂比强度显著负相关,铃壳POD活性与纤维长度呈显著正相关,纤维素快速累积持续期与纤维长度及强度显著正相关;20 DPA时棉纤维可溶性蛋白质含量、30 DPA时棉籽MDA含量以及纤维素快速累积起始期与整齐度呈显著负相关;20 DPA时棉籽MDA含量、30 DPA时铃壳可溶性蛋白质含量、40 DPA时棉纤维MDA含量与马克隆值呈显著正相关;40 DPA时棉籽可溶性蛋白质含量、20 DPA时棉纤维POD活性与伸长率显著正相关。【结论】彩色棉棉铃相比于白棉,较低的抗氧化酶系统活性在纤维发育前期（0-20 DPA）阻碍了纤维初生壁的形成及生长,在纤维发育后期（20-40 DPA）促进了色素类物质在次生壁沉积,这就降低了纤维素在次生壁的积累。彩色棉较短的纤维素累积持续期以及较晚的纤维素快速累积起始期是造成彩色棉品质低的直接原因。     

彩色棉纤维的超微结构观察

对白色棉、棕色棉和绿色棉纤维进行了电镜观察,结果表明:3种颜色纤维的结构由外到内依次为初生壁、次生壁和中腔.在白色纤维的超微结构中未发现染色较深的物质; 在绿色棉纤维中,纤维的次生壁内层存在大量染色深的条纹,这些条纹可能是色素沉积的结果,类似沉积的日轮;在棕色棉纤维的中腔内,存在大量染色深的物质,而且这些物质主要沉积在中腔壁上,这些染色较深的物质可能是棕色棉纤维的色素物质,同时发现棕色棉纤维具有分叉结构. 与白色纤维比较,彩色纤维表现出的品质较差,可能与纤维素含量低及色素物质的沉积有关.     

2个彩色棉材料的农艺性状和纤维发育特点研究

以常规白色棉 3 3B为对照 ,于 2 0 0 0～ 2 0 0 1年在山东棉花研究中心试验站 (临清 )对大田种植的 2个彩色棉绿色棉和棕色棉材料的农艺性状与纤维发育特点进行了研究。结果显示 ,2个彩色棉材料的营养生长旺盛 ,具有早发早熟的特点 ,但铃重小 ,衣分低 ,皮棉单产仅为对照 3 3B的 5 0 %～ 60 %。彩色棉的纤维品质比对照品种差 ,其中绿色棉的纤维品质最差 ,基本无纺织利用价值。彩色棉的纤维发育过程与对照相比有很多不同之处 ,表现在 2个彩色棉材料的棉纤维在开花后 3 0～ 40天出现颜色 ,纤维伸长期短 ,伸长速率低 ,次生壁加厚慢 ,纤维伸长与次生壁加厚重叠的时间短 ,这可能是彩色棉纤维品质差的主要原因。     

彩色棉纤维发育的特性研究

棕色和绿色纤维中的色素可用HNO3/乙醇提取,提取液中的色素含量可在412 nm波长下根据吸收值的大小进行估计.在开花后15 d前后,棕色和绿色纤维中的色素已经形成和积累,并在开花后20 d色素含量达到最高值. 棕色纤维颜色发生明显加深的时期是开花后30～35 d,棕色纤维的颜色较稳定,在阳光下甚至有加深的趋势.绿色棉纤维在开花后20 d时纤维出现绿色,之后随着纤维的发育颜色逐渐加深,但在阳光下易退色.在棕色和绿色纤维中纤维素含量明显低于白色纤维,可能是由色素物质的积累所引起.在开花后15～30 d期间,白色纤维细胞的pH值呈快速下降趋势,但棕色和绿色纤维细胞的pH值下降速度比白色纤维细胞明显要慢,在这一时期pH值下降速度的快慢可能与纤维的伸长、次生壁的加厚和色素的形成有关.与白色纤维比较,棕色和绿色纤维品质较差,如:长度偏短,强度偏低,本文对其可能原因进行了探讨.     

我国彩色棉的研究现状与发展建议

根据我国目前选育推广的彩色棉品种(系)的纤维品质及产量状况,客观地评价了我国彩色棉的研究现状,分析了发展彩色棉生产的生态效益、经济效益和社会效益,指出了我国彩色棉发展的制约因素及其发展对策。     

山茱萸不同组织中矿质元素的含量分析

矿质元素是人体重要的物质成分,为了掌握山茱萸的矿质元素含量,研究测定了山茱萸叶片、干皮和果核中K、Ca、Fe、Cu、Zn、Pb、Cd、Cr等矿质元素的含量,结果表明K含量最高,在干皮中高达7 688.4 mg·kg~(-1);在人体必需微量元素Fe、Cu、Zn三种元素中,Zn的含量最高,达9.976 mg·kg~(-1),在人体具有潜在毒性的Pb、Cd、Cr三种元素中,Cd的含量最低,为0.0012 mg·kg~(-1)。研究结果为科学食用山茱萸提供参考依据。     

杜仲雄花中矿质元素含量分析与评价

采用HNO3-HClO4消解体系在常温常压条件下对杜仲雄花样品进行消解,运用火焰原子吸收光谱法测定了杜仲雄花中的K、Na、Ca、Mg、Cu、Fe、Mn、Zn、Pb、Cd 10种元素含量,进行10种元素仪器的最佳工作条件选择及方法的准确度和精密度试验,在选定的仪器工作条件下,该方法标准曲线线性良好,相关系数为0.999;加标回收率为90.0～102.0;相对标准偏差(RSD,n＝8)为0.95～6.25.结果表明,杜仲雄花中富含K、Ca、Cu、Fe、Mn等元素,Zn含量很低,杜仲雄花中矿质元素K/Na及Cu/Zn值较高.     

刺山柑种子油中矿质元素含量的测定

采用乙醚提取刺山柑种子中油脂,并采用PE 800火焰原子吸收光谱法分析测定油脂中Fe、Mn、Zn、Cu、Ca、Mg六种元素,采用钾钠火焰光度法测定K、Na元素,石墨炉原子吸收分光光度法测定Ni,Co,Pb,Cr,Cd元素。结果表明,从刺山柑种子油脂中鉴定出4种常量元素K,Ca,Mg,Na和6种微量元素Fe,Zn,Mn,Cu,Ni,Co,重金属元素Pb,Cr,Cd的含量均低于国家标准。说明刺山柑种子油脂富含多种营养元素,具有潜在的开发价值。     

天然棕色棉纤维色彩遗传特性的定量分析

将深棕色棉品种与白色棉杂交,观察F1代和自交F2代棉纤维的颜色表现,并且测定了各世代植株棉纤维中的色素含量。杂交F1代棉纤维的颜色介于两亲本之间,自交F2代可以分为3类:深棕色类型、中棕色类型和白色,F2代深棕色类型棉纤维的颜色和纤维中色素含量接近亲本棕色类型,F2代中棕色类型棉纤维的颜色和纤维中色素含量与F1代较一致,F2代3种类型经过卡平方检验符合1:2:1的比数(p>0.05),所以棉纤维棕色对白色为不完全显性遗传。讨论了质量性状与"修饰基因"的关系,有助于天然彩色棉的品种选育和新色彩品种的培养。     

彩色棉品质性状的遗传效应研究

选用了5个产量、品质性状差异较大的彩色棉品种以及1个白絮棉品种,采用不完全双列杂交交配设计(6×5/2)产生杂交一代15个组合以及6个自交亲本,考查了籽棉产量、皮棉产量和5个纤维品质性状,采用加性-显性遗传模型和统计分析方法(朱军,1997)分析了以上资料。结果表明:彩色棉纤维长度以基因的加性效应为主,纤维强度、整齐度、伸长率和细度的显性方差与加,性方差相当。彩色棉品质性状的狭义遗传率变幅为9.58%(伸长率)～87.01%(纤维长度)。紫絮棉和彩8在纤维长度、强度以及伸长率上都具有正的GCA效应,以它们作亲本可以明显改善后代的纤维品质,是彩色棉品质育种的有效亲本,对优质白棉的利用则会大大改善杂交彩色棉的产量和品质。组合紫絮棉×彩9-1、红叶棕絮×彩8、红叶棕絮×白棉、彩8×彩9-1、彩8×白棉等5个组合在品质上具有较强的SCA效应。上述亲本和组合在彩色棉育种以及杂交棉选育中可以有目的地加以利用。彩色棉与白色棉杂交后代的纤维强度具强的杂种优势,甚至有的组合超过纤维强度好的白色棉亲本。     

不同纤维品质棉花纤维发育过程中内源激素含量变化及与品质的关系

研究棉纤维发育过程中内源激素含量的变化,认识激素对纤维品质的调节效应,为人工调控纤维品质提供依据具有重要意义。选择新疆棉区4个纤维品质不同的棉花为材料,探讨棉纤维发育过程中内源激素含量的变化及与纤维品质形成的关系。结果表明:不同品种棉花纤维发育过程中纤维生长素(IAA)、赤霉素(GA3)、玉米素(ZR)和脱落酸(ABA)的变化趋势基本相似,其差异主要表现在IAA、GA3、ZR和ABA的含量大小及峰值出现的时间。新陆早16号在纤维发育前期有较高含量IAA、GA3、ZR和低含量的ABA,表现出纤维伸长速率较高,快速伸长时期较长;在次生壁加厚期ZR峰值出现较早,有利于棉纤维成熟,纤维品质表现较优。02-DB在纤维发育前期较高含量的ABA影响了纤维伸长速率和快速伸长时期,同时后期ZR峰值出现的晚,影响纤维发育,最终品质较差。     

棉蚜Aphis gossypii Glover对棉纤维含糖量的影响

作者于1989～1990年在南北疆对棉蚜危害与棉纤维含糖量的关系进行了研究。结果表明,棉蚜危害及后期棉蚜蜜露污染对棉纤雏含糖量有明显的影响,棉株受害早,受害时间长,棉纤维含糖量高。棉花吐絮后棉纤维含糖量亦随棉蚜蜜露污染程度的增加而增高。     

陆地棉纤维品质基因效应研究

对不同世代的纤维品质性状进行基因效应分析,不同遗传背景下加性效应是最基本的,但显性效应和上位效应也存在。纤维长度、比强度多受加性效应控制。纤维细度主要受加显性基因效应支配。     

棉铃对位叶氮浓度与纤维品质指标的关系

 【目的】研究棉铃对位叶氮浓度与纤维品质指标的关系,为不同开花期棉铃纤维品质形成的氮素营养监测提供理论依据。【方法】在大田栽培条件下,以高品质棉(科棉1号)和常规棉(美棉33B)品种为材料,分别于江苏南京（118°50′E,32°02′N,长江流域下游棉区）和江苏徐州（117°11′E,34°15′N,黄河流域黄淮棉区）设置不同氮素水平(低氮：0 kgN?hm-2;中氮：240 kgN?hm-2;高氮：480 kgN?hm-2)试验,研究棉铃对位叶比叶重（LMA）、氮浓度（单位干重氮含量,NM;单位叶面积氮含量,NA）对氮素水平的响应,并初步探索了棉铃对位叶NA与纤维品质指标的关系。【结果】（1）棉铃对位叶NA蕴含了NM和LMA的双重信息,具有对氮素水平及开花期均较为敏感的特性,在氮素处理间差异性达显著水平,随开花期的推迟呈现出逐步上升趋势。（2）随着棉铃对位叶NA平均值的增加,棉纤维品质关键指标(纤维长度、比强度、马克隆值、整齐度)的变化趋势均为开口向下的抛物线型。（3）低氮与中氮处理间棉铃对位叶NA平均值的差距随着开花期的推迟逐渐扩大,而高氮与中氮处理间的差距逐渐缩小,相应氮素处理间纤维比强度和马克隆值的差距亦呈现出同样的变化趋势。【结论】棉铃对位叶NA与棉纤维品质指标的关系密切,可作为今后从氮素营养角度实时监测预报棉纤维品质优劣的一个重要生理指标。     

棉花纤维品质性状与SSR标记的关联分析

为了评价棉花资源的群体结构,利用65个SSR标记对81份栽培棉花材料进行扫描,分析了该资源的群体结构,并对8个棉纤维品质性状数据/基因型数据进行关联分析。结果表明,该群体分为两个亚群。关联分析发现,以两年表型平均值检测到18个位点与棉纤维品质性状相关,其中5个位点与两个以上（含两个）性状相关。在这18个位点中Satt8、Satt12、Satt35、Satt105和Satt109这5个位点同时与两年表型值显著关联。明确了由81份材料组成的自然群体的群体结构,并获得了18个与目标性状相关联的SSR位点,其中5个位点同时与两年表型值显著相关,为纤维品质性状的分子标记辅助选择提供依据。     

嫁接棉花对棉花黄萎病抗性、产量和纤维品质的影响

【目的】研究嫁接棉花对棉花黄萎病抗性、产量和纤维品质的影响,探索通过嫁接来防治棉花黄萎病的可行性。【方法】选用已明确抗黄萎病的海岛棉Gossypium barbadense L.海7124和Pima90为砧木,以陆地棉G.hirsutum品种湘杂棉21和感病品系冀棉11为接穗,完成4个嫁接组合,将其种植在连作棉田,调查嫁接棉花和非嫁接棉花的棉花黄萎病、产量和纤维品质。【结果】嫁接棉花和接穗对照相比,棉花黄萎病明显减轻,有些嫁接组合的抗病性达到高抗水平。和接穗对照相比,多数嫁接组合的株高和果枝数高于对照,嫁接对多数嫁接组合的现蕾期、开花期、吐絮期、衣分、铃重以及纤维品质的大多指标影响不显著。4个嫁接组合的结铃数/m2、籽棉和皮棉产量均高于各自的接穗对照。【结论】选取合适的砧木和接穗嫁接组合,可以有效地防治棉花黄萎病和提高连作棉田的棉花产量。     

陆地棉纤维强度与产量性状关系的研究

本研究分三个试验,共用17个现代品种 (系) 进行了纤维强度与产量性状以及纤维强度与吐絮进程关系的分析。结果表明,纤维强度与产量及产量因素相关不显著;纤维强度与吐絮进程参数呈显著或极显著的负相关关系 (相关系数分别为-0.9616~**,-0.8482~*,-0.8278~*和-0.9745~**);吐絮进程参数与产量及产量因素的相关不显著。通径分析表明,产量因素中单株结铃数对皮棉产量的直接贡献最大。