彩色棉纤维中矿质元素含量与纤维品质形成的关系

【目的】探讨彩色棉纤维中大量元素含量与彩色棉纤维品质形成的关系。【方法】选用棕色棉(X008)、绿色棉(S029)和白色棉(Xuzhou142)为材料,对彩色棉纤维发育过程(开花后20—50d)中大量元素(N,P,K,Ca和Mg)、黄酮色素和纤维素以及纤维品质指标进行分析。【结果】(1)彩色棉纤维细胞中纤维素的含量显著偏低,比白色棉降低15%左右;黄酮色素含量较高,比白色棉纤维高4—10倍;大量元素的含量(除K)明显偏高,比白色棉提高1—2倍;(2)相关性分析结果显示,成熟彩色棉纤维的品质指标与纤维中纤维素含量呈极显著的正相关,与纤维中总黄酮含量呈极显著负相关;棉纤维中大量元素N、P和Ca的含量与纤维素含量呈极显著的负相关,与纤维中黄酮色素含量呈极显著的正相关。【结论】彩色棉纤维中N、P和Ca元素含量的提高可能有利于黄酮色素的合成,而黄酮色素的积累使得彩色棉纤维中纤维素含量降低,这可能是引起彩色棉纤维品质偏差的原因之一。     

生长物质对彩色棉胚珠离体培养纤维发育的影响

【目的】天然彩色棉是理想的绿色、环保、健康纺织原料,建立并优化棕色棉和绿色棉胚珠离体培养体系,研究渗透压调节剂、植物生长调节剂和类黄酮代谢前体物质等生长物质对彩色棉胚珠培养纤维发育的影响,为彩色棉纤维色泽改良提供一定的理论基础。【方法】以棕1-61、RT白絮、绿棉CC28为材料,采用常规栽培管理方法种植,在开花当天标记棉铃,取开花后3 d的棉铃进行离体培养。所有处理均在BT培养基基础上添加10.0 μmol·L^-1的IAA和5.0 μmol·L^-1的GA₃,此外分别采用不同浓度的渗透压调节剂（甘露醇、氯化钠、氯化钾、蔗糖）、植物生长调节剂（茉莉酸甲酯、油菜素内酯）和类黄酮代谢前体物质（苯丙氨酸、阿魏酸）进行处理。除了考察油菜素内酯和茉莉酸甲酯交互作用的试验外,其他均为品种和处理的双因素试验。在离体培养30 d后观察纤维显色状况、测量纤维长度并称取胚珠鲜重、纤维干重和胚珠干重。试验中每个处理的数据均计算平均数和标准误,主要采用最小显著差数法或新复极差法进行多重比较。【结果】离体培养条件下彩色棉纤维在培养后15 d显色;适合彩色棉胚珠生长和纤维发育的最佳处理为5 g·L^-1蔗糖,其中棕1-61纤维长度、胚珠鲜重、纤维干重和胚珠干重比对照分别显著增加28.35%、20.69%、103.70%和75.84%（P＜0.05）,绿棉CC28纤维长度、胚珠鲜重、纤维干重和胚珠干重比对照分别显著增加8.10%、16.07%、63.14%和82.76%（P＜0.05）;0.05 μmol·L^-1MeJA处理时棕1-61纤维长度比对照显著增加22.90%（P＜0.05）,CC28纤维长度对照增加4.39%,差异不显著;0.5 μmol·L^-1BR处理使棕1-61、CC28纤维长度分别比对照显著增加22.46%和11.56%（P＜0.05）;25 μmol·L^-1阿魏酸处理下棕1-61、CC28纤维长度分别比对照显著增加了8.72%和8.81%（P＜0.05);添加适宜浓度的甘露醇（30 g·L^-1）、氯化钠（0.10 mol·L^-1）、氯化钾（0.20 mol·L^-1）、蔗糖（10 g·L^-1）、茉莉酸甲酯（40 μmol·L^-1）或者苯丙氨酸（0.10 mmol·L^-1）有利于棕色棉显色,其中40 μmol·L^-1茉莉酸甲酯效果最好;试验所用的生长物质处理下,绿色棉显色差异不大。【结论】蔗糖为彩色棉胚珠生长和纤维发育提供了糖源和渗透环境;适宜浓度的茉莉酸甲酯、油菜素内酯或阿魏酸有利于棕色棉和绿色棉纤维伸长发育;油菜素内酯和茉莉酸甲酯存在交叉作用,油菜素内酯主要参与纤维伸长过程中,而茉莉酸甲酯可能参与到棕色棉色素代谢过程中;一定浓度的甘露醇、氯化钠、氯化钾、蔗糖、茉莉酸甲酯或苯丙氨酸有利于棕色棉色素合成;渗透压调节剂、植物生长调节剂和类黄酮前体物质对绿色棉纤维显色作用不明显。     

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.     

天然彩色棉纤维色素的遗传基础形成及湿处理色素变化规律的研究

 通过对天然彩色棉遗传基础的研究表明 ,天然彩色棉纤维色素受遗传基因控制 ,天然棕色棉纤维性状表现为不完全显性单基因控制 ,天然绿色棉纤维性状表现为由 1对不完全显性主效基因控制。天然彩色棉纤维色素的形成和积累与色素合成酶基因在纤维细胞中的特异性表达有关 ,在纤维初生壁伸长期 ,天然彩色棉的纤维色素与白棉花一样均为纯白色 ,当进入纤维的细胞壁加厚期时 ,逐渐显现出很淡的色素 ,直到纤维充分成熟 (即吐絮 )时颜色才达到最深程度。天然彩色棉湿处理后色素变化也有一定的规律性 ,天然棕色棉的色调沿蒙塞尔色相环逆时针变化 ,天然绿色棉的色调沿蒙塞尔色相环顺时针变化 ,湿处理后的天然彩色棉纤维色素有变深变艳的趋势 ,表明天然彩色棉的色彩是由多色素控制的     

天然彩色棉叶片光合色素测定分析

对彩色棉花叶片不同生育时期的光合色素含量进行了较为系统的测定分析 ,表明彩色棉叶片叶绿素a、b、(a+b)含量的动态变化趋势与白色棉较为一致 ,但彩色棉叶片的叶绿素a、b、(a +b)含量除幼苗期外 ,各生育时期 (特别是后期 )均比白色棉低。彩色棉中 ,棕色棉与绿色棉之间的叶绿素a、b、(a +b)含量也有差异。     

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。     

彩色棉抗氧化酶活性与棉纤维发育相关性研究

以1对纤维颜色不同的棉花近等基因系为试材,研究其棉纤维发育过程中棉铃抗氧化酶活性的动态变化,为棉纤维品质的改良提供理论依据。选择白色棉和绿色棉2个棉花品系,于花铃期和吐絮期分别测定铃壳、棉籽、棉纤维中SOD活性、POD活性、CAT活性以及MDA含量、可溶性蛋白含量,并对其纤维产量及长度进行考察。结果表明,在花铃期,白色棉纤维中SOD和POD活性均低于绿色棉,CAT活性显著高于绿色棉;而吐絮期,白色棉纤维中的抗氧化酶活性均高于绿色棉;绿色棉铃壳和棉籽中的MDA含量在整个生育期均高于白色棉;棉纤维的发育与抗氧化酶活性密切相关;棉纤维发育前期,较高的SOD,POD活性可以促进纤维的伸长,发育后期则有利于次生壁的加厚;绿色棉铃壳和棉籽中相对较差的抗氧化酶系统会促进色素的积累,从而影响棉纤维初生壁和次生壁的发育。     

彩色棉特征特性及配套栽培技术

利用天然彩色棉加工纺织品,具有不经染色、无污染、不脱色、穿着舒适等优点,有利于保护生态环境,增进人们身心健康.国际市场上彩色棉制成品价格高,在一些发达国家销售形势看好,已成为领导衣着消费潮流的新时尚,市场潜力大.天然彩色棉比人工染色棉价格高,经济效益大为可观.开发天然彩色棉有助于我国纺织工业、服装工业的升级换代.1999年山东济宁农科所引进彩棉两个色系四个品种:深棕絮棉、棕絮1号、绿絮1号、红叶绿絮棉进行种植,并进行了配套高产栽培技术的试验研究,2000年安排了2000亩彩色棉的种植面积,皮棉单产平均为750kg/hm2,我市樱花纺织集团以每公斤28元的价格全部收购,合亩收入1400元,2000亩彩棉创效280万元.     

基于UV光谱扫描天然彩色棉色素定量测定方法研究

[目的]测定彩色棉色素含量.[方法]对不同浓度天然彩色棉纤维色素粗提液扫描分析.[结果]绿色棉纤维色素提取液在252 nm附近吸收峰随色素浓度减小向短波长方向小幅度移动,棕色棉纤维色素吸收峰随浓度减小向紫外短波长方向移动幅度较大.对色素粗提液200～700 nm所有吸收值与相对浓度的相关系数进行筛选,选择最大相关系数对应波长为定量分析特征波长,确定绿色棉纤维提取液定量分析特征波长为417 nm,棕色棉纤维提取液定量分析特征波长为613 nm,并且建立直线回归方程,回归方程分别为:C绿=0.053 5 A,R~2=0.996 5;C_棕=0.021 7 A,R~2=0.987 8.相关系数均达到0.99以上.[结论]彩色棉纤维色素吸收值对相对浓度的回归方程有明确意义.     

彩色棉纤维色素提取和测定方法的研究

以白色棉、棕色棉和绿色棉的成熟纤维为材料,用有机溶剂(乙醇、乙醚、二甲苯),酸性、碱性溶液,以及HNO3/乙醇溶液,分别对不同颜色纤维中的色素进行提取. 结果表明,采用HNO3/乙醇溶液消煮法可以将彩色纤维中的色素物质提取出来. HNO3/乙醇的色素提取液在光谱波长为412 nm处有一个最大吸收峰;颜色深浅不同的棕色或绿色棉纤维提取液在这一波长处的吸收值差异显著,随着纤维颜色的加深提取液吸收值增大(0.063 4～0.990 0);白色纤维的提取液在412 nm处的吸收值很小(0.007 2),可忽略不计.因此,用HNO3/乙醇法提取棉纤维色素和用分光光度计比色法可以定量比较彩色棉纤维的色泽深浅. 在用酸性和碱性处理棕色和绿色棉纤维时,发现纤维颜色的深浅程度随处理溶液酸碱度的变化而变化,而且这种变化是可逆的.纤维中色素含量与纤维素含量存在负相关.     

彩色棉种质资源创新研究

本研究将彩色棉基因转育到具有不同遗传背景的优良白色棉花品种中,在河北农业大学育种中心和海南基地加代,经过六代选择,获得稳定的彩色棉种质材料116份,经过2年的鉴评,选择出衣分在38.0%~40.0%范围内高衣分彩色棉种质资源2份;单株结铃数在17.1~24.0个之间,强结铃性的彩色棉种质资源33份;高产彩色棉种质资源材料16份;铃重在5.51~6.0 g大铃彩色棉种质资源1份;2.5%跨长在29.1~31.0 mm之间彩色棉种质资源4份;马克隆值在3.7~4.2最佳范围内彩色棉种质资源4份;为彩色棉育种奠定物质和理论基础。     

陆海三系彩色杂交棉的产量性状和纤维品质性状的遗传与配合力分析

对7个新转育成的彩色棉雄性不育系和3个海岛棉恢复系采用7×3不完全双列杂交设计,进行产量性状和纤维品质性状的配合力分析.结果表明:恢复系(P1)4R的皮棉产量、衣分的一般配合力都较高,适合配制高产杂交组合; 811R的2.5;跨长、比强度性状一般配合力较高,适合配制纤维品质优良的杂交组合.不育系(P2)6H、19H和20H的各性状一般配合力表现都较其它不育系为高,由它们配制的杂交组合特殊配合力也都相应较高.     

New clues concerning pigment biosynthesis in green colored fiber provided by proteomics-based analysis

To separate the proteins related to pigment synthesis in green colored fiber (GCF), we performed a comparative proteomic analysis to identify the differentially expressed proteins between green cotton fiber and a white near-isogenic line (NIL). One differential spot identified as phenylocumaran benzylic ether redutase-like protein (PCBER) was expressed only in GCF, but was not found in white colored fiber (WCF) at any time points. Since PCBER was a key enzyme in lignans biosynthesis, total lignans were extracted from GCF and WCF and their content was determined by using a chromotropic acid spectrophotometric method. The results showed that total lignans content in GCF was significantly higher than that in WCF. The qPCR analysis for two PLR genes associated with lignans biosynthesis showed that the expression level of two genes was much higher in GCF than that in WCF at 24 and 27 days post anthesis (DPA), which may be responsible for the higher lignans content in GCF. Our study suggested that PCBER and lignans may be responsible for the color difference between GCF and WCF. Additionally, p-dimethylaminocinnamaldehyde (DMACA) staining demonstrated that the pigment in GCF was not proanthocyanidins, and was different from that in brown colored fiber (BCF). This study provided new clues for uncovering the molecular mechanisms related to pigment biosynthesis in GCF.     

细胞质雄性不育彩色棉杂种优势的表现

利用棕色棉细胞质雄性不育系和恢复系配制的19个杂种F1表现出显著的杂种优势,平均单株铃数和皮棉产量比棕色棉对照品系G008分别增加3.9个和增产15.2%,其中9个组合的增产幅度为15.6%～48.1%. 尤其是ZJ12×ZJ02组合的皮棉产量较常规推广良种"中棉所12号"增产4.1%.在纤维品质上,与棕色棉对照相比,有8个组合的纤维长度显著增长2.6～4.8 mm,幅度为10.5%～19.4%;比强度增加0.1～2.9 cN/tex,其中4个组合的增幅为10.8%～16.5%;马克隆值低0.5～1.7,降幅为26.0%～34.0%. 在浙江大学农业试验站的制种田,不育系分别与保持系、恢复系按2∶1比例间隔种植,昆虫自然传粉,能得到高的异交率.不育系的繁种产量和杂种的制种产量分别为1 948.5 kg/hm2和1 282.5 kg/hm2,杂种F1的皮棉产量与亲本相比超亲优势达36.1%. 表明利用棉花细胞质雄性不育的杂种优势在改良彩色棉产量和品质上有显著作用.     

5个杂交彩色棉产量及主要农艺性状比较研究

对5个杂交彩色棉新品种(系)的产量及主要农艺性状进行了比较研究,结果表明,在5个供试品种(系)中,淮棕杂1号生育进程快,农艺性状较好,叶面积大,吐絮期叶面积下降缓慢,干物质积累多,成铃结构合理,优质铃比例高,实产籽棉3 298.5 kg·hm-2,产量与一般白色棉相当,较棕长绒4个品种(系)增产籽棉51.7%～90.1%.     

新彩棉5号生育特性及其丰产栽培技术

通过总结新彩棉5号的生育性状和丰产栽培技术,分析获得高产、优质、提高抗性的田管措施,以期为生产实践提供理论参考。     

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。