抗虫棉不同类型品种苗期耐盐理化特性差异研究

 为揭示不同基因型抗虫棉耐盐性差异的生理机制,指导抗虫棉耐盐品种鉴选和盐碱地棉花生产,以耐盐性差异显著的两类转Bt基因抗虫棉品种——耐盐性强的鲁K536、鲁棉研18优选系,耐盐性弱的新棉33B优选系、鲁K1258——为试验材料,利用不同盐分含量砂培与土培试验相结合,比较研究它们苗期的主要理化指标变化。结果表明,在NaCl胁迫下,耐盐性强的品种苗期叶片内的K⁺含量显著高于耐盐性弱的品种,Na⁺含量显著低于耐盐性弱的品种,丙二醛含量也显著低于耐盐性弱的品种,而游离脯氨酸、可溶性糖、类胡萝卜素含量均显著高于耐盐性弱的品种。耐盐性强的品种棉苗的过氧化物酶活性、叶绿素a、b和a+b含量以及净光合速率明显高于耐盐性弱的品种。表明棉花的耐盐性强弱因基因型而异,基因型间的耐盐性差异与丙二醛、脯氨酸、可溶性糖、类胡萝卜素含量和保护酶活性以及盐离子在叶片中累积量的差异有关。     

不同类型抗虫陆地棉对红铃虫的抗性研究

2001―2002年，以33份次陆地棉新品种(新品系或新组合)为材料,对不同类型棉花的抗红铃虫性进行了研究。抗虫鉴定在网室进行,以种子虫害率为抗虫鉴定指标,以鄂棉18为感虫对照品种,根据棉花受红铃虫危害情况将棉花的抗虫性分为免疫(I)、高抗(HR)、抗虫(R)、中抗(MR)、感虫(S)和高感(HS) 6级。试验结果表明,对红铃虫表现高抗的品     

陆地棉亲本不同组配模式杂交后代差异分析

分析了亲本组配原则下转Bt基因抗虫亲本(简称pr)、常规亲本(简称p)三种组配模式(pr×pr、pr×p、p×pr)杂交一代产量性状、农艺性状、纤维品质、抗病虫性的差异,并将具有同一抗虫亲本或常规亲本但模式不同的组合加以比较,结果表明三种组配模式杂种一代铃重、衣分、子指、株高均具有正向优势,而果枝数、单株铃数低于对照,pr× p组配模式杂种一代平均产量最高,铃重增加明显;pr× pr平均产量较高,单株铃数最多,纤维比强度稍好,而麦克隆值偏高;p×pr抗病性好,棉纤维略长,但比强度较差;三种组配模式抗虫性没有明显差异;组配模式相同亲本不同或有一个或两个(正反交)相同亲本但组配模式不同其杂种一代差异均较大.     

盐胁迫下不同耐盐性的陆地棉品种脱落规律及机理

NaCl胁迫下研究了三个不同耐盐水平(不耐盐、稍耐盐、较耐盐)的棉花材料的蕾、花、铃脱落及其规律.低浓度NaCl(0.20%)仅对耐盐性差的材料的脱落率的有显著影响,不耐盐材料的脱落率的次序是蕾＞花＞幼铃＞大铃,对稍耐盐材料的蕾、花也存在显著影响.在高浓度NaCl(0.40%)下,脱落率取决于材料的耐盐性,其脱落率次序是:不耐盐材料＞稍耐盐材料＞较耐盐材料,耐盐性与脱落率呈负相关,耐盐性高的材料其脱落率较低.不同耐盐性能的材料的蕾、花、铃脱落率存在显著差异;不耐盐材料的脱落率依次为:蕾=花＞幼铃＞大铃;较耐盐材料的脱落率依次为:蕾＞花=幼铃＞大铃;较耐盐材料的脱落率依次为:蕾＞幼铃＞花,在NaCl(0.40%)以下的浓度都不会对较耐盐材料的大铃产生影响.     

棉花耐盐性的SSR标记研究

针对两个典型的棉花耐盐材料(中07和中棉所35)和两个典型的盐敏感材料(新研96-48和中棉所12),开展了寻找与棉花耐盐有关的SSR标记的研究。利用3528对引物,最终筛选出274对引物在4个材料间具有SSR多态性。其中,有10对引物Y01、Y02、Y03、Y04、Y05、Y06、Y07、Y08、Y09、Y10在耐盐性不同的材料中扩增出差异性片段。扩增图谱显示,同一引物在耐盐的中07和中棉所35中扩出的片段与盐敏感的新研96-48和中棉所12扩出的片段不同。初步研究结果认为,这10对引物有望成为鉴定棉花耐盐性的标准引物,从而将耐盐材料与盐敏感材料从分子角度鉴别开来,为棉花耐盐性分子鉴定等研究提供参考。     

不同基因型小麦及其优选杂交后代的光合作用特性

小偃54由小麦(Triticum aestivum)和长穗偃麦草(Thinopyrum ponticum)远缘杂交而成,具光合作用过程中内源循环光合磷酸化活力较高和对逆境有较高抗性等特点。以小偃54与小麦品种京411和8602及其优选杂交后代为试材,在抽穗期和灌浆期测定其光合性能及其在后代中的表现,以期为改善小麦光合性能育种提供理论基础。结果表明,两个已在生产中有应用价值的优选杂交后代8154和1287的净光合速率稍高于各自的亲本(小偃54与京411和小偃54与8602),说明小麦高产性状的选择常与高光合速率相联系。小偃54与京411交配而得的3个具有不同特性的单粒传优选杂交后代的叶片净光合速率和叶绿素含量都与两个亲本相仿,但在灌浆期测得小偃54及其优选杂交后代的三磷酸腺苷(ATP)含量均较京411高,其中一个优选杂交后代的ATP含量在抽穗期和灌浆期均为其两个亲本的2倍以上,这可能与其亲本小偃54的循环光合磷酸化活力较高有关。     

高品质陆地棉与不同类型品种杂种的遗传及优势分析

 比较分析了高品质棉与高品质棉、常规品质转Bt基因抗虫棉杂交组合主要性状的遗传效应和杂种优势。结果表明,两类杂种的子棉产量存在极显著的加性和显性效应;高×高杂种的株铃数和铃重具有极显著的显性效应,高×常抗杂种受加性和显性效应共同控制;两类杂种的纤维品质性状以加性效应为主,但显性效应对纤维长度也起较大作用。高×高杂种的F₁子棉产量和株铃数具有正向超亲优势,高×常抗杂种表现为负向超亲优势;两类杂种的纤维长度和麦克隆值具有较小的正向平均优势,比强度具有负优势。高×高杂种可以在保持亲本良好品质的基础上,利用产量和产量性状的正向超亲优势来提高产量。     

Bt基因在不同陆地棉基因型的表达研究

研究了Bt基因在陆地棉不同遗传背景下的表达差异。结果表明,(1)Bt基因在不同陆地棉基因型中均能充分表达,与常规(非抗虫)棉相比抗虫性极为显著。(2)不同陆地棉基因型品系(种)之间抗虫性比较,有差异且部分品系间达极显著水平。(3)Bt基因在不同陆地棉基因型的表达,前期(对二代棉铃虫的抗性)差异较大;中期(对三代棉铃虫的抗性)差异变小;后期(对四代棉铃虫的抗性)没有显著差异。(4)转Bt基因抗虫棉Bt基因的表达随棉花的生育进程呈逐渐降低趋势,即对二代棉铃虫的抗性>对三代棉铃虫的抗性>对四代棉铃虫的抗性。     

优质陆地棉杂交后代主要经济性状变异与相关分析

农十三师农科所自2007年开始常规棉新品种选育的研究工作．采用系谱法和混合法对杂交后代进行选择．初步培育出一批纤维品质较优的高代品系。现针对其主要纤维品质与产量性状的变异程度,分析它们之间的相关性。为明确在育种上的利用潜力和在生产中的应用价值提供理论指导。     

陆地棉衣分差异群体产量及产量构成因素

 以衣分差异较大的陆地棉品种为材料,构建了包含188个F₂单株的作图群体,应用6111对SSR引物对亲本进行了分子标记筛选,结果仅获得了123个多态性位点,其中88个位点构建了总长为666.7 cM、平均距离为7.57 cM的遗传图谱,覆盖棉花基因组的14.9%。通过复合区间作图法对F₂单株和F_2∶3家系进行QTL检测,共鉴定出了18个控制产量及产量构成因素变异的QTLs,包括2个衣分QTLs、4个子棉产量QTLs、4个皮棉产量QTLs、2个衣指QTLs、3个单株铃数QTLs、2个铃重QTLs和1个子指QTL。 解释的表型变异分别为\{6.9%\}～16.9%、5.6%～16.2%、4.8%～15.6%、7.7%～13.3%、8.2%～11.6%、6.1%～7%和6.6%。不同QTLs在相同染色体区段上的成簇分布表明与产量性状相关的基因可能紧密连锁或一因多效。产量及产量构成因素QTLs的遗传方式主要以显性和超显性效应为主。检测到的主效QTLs可以用于棉花产量及产量构成因素的分子标记辅助选择。     

棉花不同类型品种苗期耐盐性差异研究

为比较鉴定转基因抗虫棉品种与普通陆地棉品种的耐盐性差异,指导耐盐抗虫棉品种选育,以双价抗虫棉品种SGK321和普通陆地棉品种‘石远321’(SY321)为材料,利用不同盐分含量砂培和土培试验研究它们苗期的耐盐相对指标和某些耐盐理化指标变化。结果表明,在盐(NaCl)胁迫下,SGK321棉苗叶片的丙二醛和Na+含量均高于SY321,而游离脯氨酸、可溶性糖、类胡萝卜素、K+、叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a+b含量、过氧化物酶活性、K+/Na+值、净光合速率及各项耐盐相对指标均低于SY321,耐盐综合指标低10.3%,差异显著。总体上,SGK321苗期的耐盐性明显低于SY321。表明选用耐盐性强的亲本并注重耐盐性选择是培育耐盐抗虫棉品种的有效途径。     

转Bt基因抗虫棉和有色棉苗期耐盐性差异研究

盐胁迫可致棉叶萎焉 ,叶温升高 ,气孔导度、蒸腾强度和光合速率降低 ,促进膜脂过氧化、丙二醛 (MDA)积累。但棉株体通过保护酶活性的提高和协同作用 ,以及盐离子的区域化分布 ,表现出较强耐盐胁迫的能力。耐盐性因基因型而异 ,在供试材料中 ,棕色棉和绿色棉的耐盐性最强 ,转 Bt基因抗虫棉 3 3 B和 S6 1 77的耐盐性最差。基因型间耐盐性差异与保护酶活性和盐离子在叶片中积累量的差异有关。长期人为选择可致棉花抗逆性的部分丢失 ,Bt基因的导入也可能影响棉花耐盐性的表达。     

陆地棉品种SSR标记的多态性及用于杂交种纯度检测的研究

:用 48对 SSR引物对 30个棉花栽培品种和4个高优势杂交种的亲本进行了多态性筛选 ,结果只有 2 7对引物检测到了多态性。应用SSR3442、SSR2 4 95、SSR3347和 SSR1 2 31标记 ,区分了湘杂 2号、皖杂 40、中棉所 2 8、南抗 3号的F1杂种和它们的亲本以及其它栽培品种 ;这些标记可分别用于这些杂交种的分子鉴定和种子纯度的检测     

滨海盐碱地转基因抗虫棉品种鉴选

为探明转基因抗虫棉的耐盐性，筛选出适合盐碱地种植的抗虫棉高产品种，不同盐分含量砂培试验与滨海盐碱地大田试验相结合。研究了不同基因型抗虫棉的耐盐性及其生育特点和产量表现。结果表明。供试抗虫棉品种间的耐盐性存在差异，但耐盐程度皆十分有限。从不同基因型抗虫棉的耐盐性、出苗成苗率、生长情况和产量等分析。以鲁棉研17、鲁棉研21、鲁536、中棉所45和鲁棉研18综合性状较好，适宜于盐碱地种植，可作为当前盐碱地植棉的适宜品种。     

棉花耐盐机理与盐害控制研究进展

综述了棉花耐盐机理、耐盐性鉴定方法和盐害控制技术的研究进展。棉花耐盐机理与一般植物存在着较大的差异,对盐分胁迫下的植株体内离子分布、细胞膜结构和稳定性以及渗透压调节作用等方面进行了探讨,总结了运用传统育种和现代生物技术改良和提高棉花耐盐性方面取得的进展。此外,提出了从棉花品种、栽培技术、种子引发技术和土壤改良等方面盐碱地植棉的综合技术体系。     

陆地棉品种根系特性与耐旱性关系的研究

研究了不同陆地棉品种棉花根系特性与耐旱性的关系。结果表明,耐旱型较非耐旱型棉花品种根系发达,主根长,各级侧根数量多且长,总根系长度长;一级侧根数、侧根总长、根系总长度与耐旱性呈显著或极显著正相关;棉花根系重量与生物学产量、子棉产量、皮棉产量呈极显著正相关。单位主根长度一级侧根着生密度可作为棉花耐旱性鉴定和选育的指标。     

陆地棉不同群体主要性状的遗传力及杂种优势分析

以1个高强纤维品系为父本,6个常规棉品系、5个转Bt基因抗虫棉品系和5个彩色棉品系为母本配制杂交组合,利用AD模型,分析了3个群体杂交组合主要性状的遗传力和杂种优势表现。结果表明,常规棉群体和抗虫棉群体的衣分、籽棉产量等性状基因显性效应对杂种一代性状形成起主导作用,彩色棉群体的籽棉产量受加性和非加性效应共同控制,而衣分的遗传变异主要来自基因的加性效应。常规棉群体的比强度以显性效应为主,抗虫棉和彩色棉群体的比强度以加性效应为主。3类群体中2．5％跨长和马克隆值的遗传效应均以加性效应为主,同时受非加性效应的影响也较大。常规棉群体和抗虫棉群体的产量性状有一定的杂种优势,纤维长度和细度基本上没有优势,纤维强度有显著的负优势,但彩色棉群体的纤维长度和强度有一定的正向优势。因而,在品种改良上,可以利用常规棉和转基因抗虫棉的杂种优势大幅度提高产量,利用彩色棉的杂种优势来提高纤维品质。     

陆地棉棉铃性状的杂种优势研究

用多元回归和灰色关联度分析的方法 ,研究了 3 0个陆地棉杂交组合棉铃性状的杂种优势及其与铃重杂种优势的相关性。结果表明 :( 1 )陆地棉品种间 F1的棉铃性状具有较强的杂种优势 ,单铃重、单铃种子数、铃容重和结子效率的竞争优势较大 ,分别为 2 5. 70 %、 1 7. 58%、 1 6 . 6 9%和- 1 3 .6 1 % ,而中亲优势以单铃种子数、结子效率、单铃重和铃容重居前 ,分别为 1 1 .93 %、7.73 %、5.1 4%和 - 1 0 .56 %。 ( 2 )铃容重、铃体积和单铃种子数的偏相关系数为达极显著水平 ,在竞争优势和中亲优势中 ,三性状的合计相对决定度分别占总决定度的 6 9.0 6 %和 71 .0 7%。 ( 3 )用逐步回归分析法找出了影响铃重杂种优势的三个主要性状 ,按其直接效应大小依次为铃容重 >铃体积 >单铃种子数。单铃种子数通过铃容重和铃体积对铃重的间接效应较大 ,故其净效应居首位。 ( 4 )根据灰色关联度排序 ,对铃重杂种优势影响最大的因子是单铃种子数的杂种优势 ,其它影响较大的性状依次为结子效率 >铃容重 >铃体积     

国内外陆地棉品种资源的亲缘关系和遗传多态性研究

 应用SSR分子标记对国内外74份棉花种质资源的遗传多样性进行分析,从2278条SSR引物中筛选出82条引物,这82条引物共扩增出个435条带,其中多态性带313个,多态率达83.70%,平均每条引物扩增出3.81个条带。UPGMA聚类分析结果表明,74份材料的相似性系数(GS)变化范围在0.371～0.958。其中国内品种遗传相似系数变化范围在0.684～0.916,平均遗传相似系数大小顺序为：长江流域棉区品种>特早熟棉区品种>短季棉品种>黄河流域棉区品种>新疆品种。国外品种遗传相似系数变化范围为0.661～0.958,平均遗传相似系数大小顺序为：乌兹别克斯坦品种>法国品种>墨西哥和前苏联品种>美国和巴基斯坦品种>乌干达品种>印度品种>澳大利亚品种。聚类图0.760阈值处可以把国内外品种聚为两类,26个国内品种和1个国外品种被聚为国内品种类,包括3个亚类。绝大多数国外品种为一类,包括4个亚类。本研究结果表明,SSR具有丰富遗传多样性和稳定性,是一种较好的遗传分子标记,适宜于棉花品种遗传多样性分析。