土壤水分对棉花蕾铃脱落和纤维品质的影响

１９９１￣１９９５年在人工控制水分的条件下,研究不同生育阶段土壤对棉花蕾铃脱落与纤维品质的影响。研究发现,土壤水分不足或过大,均易造成雷铃脱落增加和品质下降。有利于增蕾保铃和提高纤维品质的土壤湿度,约相当于田间持水量的５５％￣７５％。不同生育阶段的棉花蕾铃脱落率和对水分的敏感系数不同。蕾铃脱落对水分的敏感系数以开花盛期－吐絮期最大,蕾期相对较小。脱落率以开花盛期－吐絮期最大,开花－开花盛期次之,吐     

兔角蛋白基因转化棉花及其纤维品质的改良

利用农杆菌介导转化法,将棉纤维特异表达启动子GAE6-3A驱动的兔角蛋白基因（MP）转入常规棉花“冀合713”中。PCR及Southern杂交分析表明,兔角蛋白基因已整合进棉花基因组。6个转基因株系中,4个为单拷贝插入,转基因后代的分离符合孟德尔3：1的1对基因的分离规律,外源基因在这些转基因后代中能稳定遗传。对这4个转基因株系T3代纤维检测结果表明,兔角蛋白基因对棉花纤维品质的影响主要是纤维强度的提高,其中3个株系纤维强度提高率达10％以上。     

钾素营养对不同部位棉铃纤维品质性状的影响

在大田试验条件下,研究了钾素营养对上、下部位棉铃纤维品质性状的影响。试验选用2个品种,4个施钾量（K2O 0,60,180和300 kg/hm2）。结果表明:施钾提高了上、下部棉铃的纤维长度,增大了最终纤维麦克隆值,且随施钾量的增加,增幅呈加大趋势,但施钾对纤维长度达最大值的时间无影响;施钾提高了上、下部位棉铃纤维的最终零隔距比强度和3.2 mm隔距比强度,但在上、下部位棉铃间表现存在一定差异,下部棉铃纤维的最终零隔距比强度和3.2 mm隔距比强度均随施钾量的增加呈先增加后降低趋势,上部铃则随施钾量增加一直呈增大趋势;施钾还提高了上、下部棉铃纤维的最终成熟度,而且其增幅随施钾量的增加而增大,当施钾量为300 kg/hm2时,可显著增加上、下部位棉铃纤维的最终成熟度。     

施钾量和施钾时期对棉花产量及不同部位棉铃纤维品质性状的影响

在大田试验条件下,以鲁棉研28号为材料,设置两个施钾量（K2O 100和150 kg/hm2）,采用一次性基施,1/2基施、1/2花铃期追施,研究施钾量和施钾时期对棉花（Gossyium hirsutum L.）产量及不同部位棉铃纤维品质性状的影响。结果表明:与不施钾相比,施钾显著提高了籽棉产量和皮棉产量;在施钾量为K2O 150 kg/hm2的条件下,与一次性基施相比,分期施钾极显著提高了籽棉产量和皮棉产量;采用分期施钾时（1/2基施、1/2花铃期追施）,随施钾量增加,籽棉产量和皮棉产量均显著增加,单株成铃数的增加是产量提高的主要原因。结果还表明,与不施钾相比,施钾显著提高了中部及上部果枝内围果节的马克隆值,分期施用K2O 150 kg/hm2显著提高了中部果枝外围果节的纤维长度、比强度以及中部果枝内围果节的纤维成熟度;在施钾时期相同的条件下,增加施钾量对纤维长度、比强度无显著影响,在施钾量相同的条件下,与一次性基施相比,分期施钾对纤维比强度无显著影响。     

施钾对不同基因型棉花光合特性及产量和品质的影响

在田间条件下,研究了施钾对抗虫杂交棉中棉所38、抗虫棉新棉33B、常规棉中棉所12光合特性和产量及品质的影响。结果表明,与不施钾相比,不同基因型棉花施氯化钾225.kg/hm2,棉花叶面积指数(LAI),叶绿素荧光动力学参数PSⅡ最大光化学量子效率(Fv/Fm)、PSⅡ潜在光化学活性(Fv/Fo)、PSⅡ实际光化学效率(ФPSⅡ),叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs),棉花干物重及分配到生殖器官的比例,棉花总成铃数、铃重和衣分均有不同程度提高;中棉所38、新棉33B和中棉所12皮棉产量分别增加13.60%、10.66%和4.21%;棉纤维2.5%跨距长度、比强度、马克隆值和纤维整齐度等品质也得到改善。中棉所38和新棉33B比中棉所12施钾的效果更好,生产上应优先给抗虫杂交棉和抗虫棉品种施用钾肥。     

我国主产棉区棉花纤维品质性状的区域分布特征

我国主产棉区及其亚区的棉纤维品质区域特征明显,适时评价各棉区的纤维品质发展现状有助于稳定优势棉花产区和促进特色棉花产区的发展。本研究采用GGE双标图分析了2011—2015年全国棉花品种区域试验中各亚区环境与纤维品质性状的互作模式,分析比较了各主产棉区和亚区的纤维品质特征。结果表明:1)在主产棉区尺度上,长江流域棉区纤维长度和比强度最好,并且都达到了国家棉花品种审定的Ⅱ级标准,而马克隆值和纺纱均匀性指数居中;黄河流域棉区的纤维长度和比强度较好,但马克隆值偏高;西北内陆棉区的马克隆值和纺纱均匀性指数表现最好,纤维长度和马克隆值达到了国家棉花品种审定的Ⅱ级标准,但比强度在三大棉区中表现最差。2)在棉花亚区尺度上,纤维长度表现以长江下游和长江上游亚区为最好,黄土高原亚区稍差,其余亚区表现较好;比强度表现以长江下游、长江中游、淮北平原、南襄盆地和黄土高原最好,而南疆棉区、长江上游和北疆棉区比强度稍差;马克隆值以北疆棉区、南疆棉区和长江上游表现最好,而黄土高原、淮北平原、长江中游和华北平原的马克隆值偏高。3)在纤维品质的综合表现上,北疆棉区、长江下游、长江上游和南疆棉区的纤维品质综合表现最好,淮北平原、长江中游和南襄盆地次之,华北平原和黄土高原稍差。本研究展示了GGE双标图的"环境?性状"功能图在纤维品质区域特征评价方面的应用效果,可为我国棉花优势产区发展和棉纺企业合理用棉提供理论依据,也对全国棉花纤维品质生态区划分具有指导意义。     

钾肥用量和施用时期对棉花产量品质和棉田钾素平衡的影响

【目的】研究钾肥用量和施用时期对棉花产量、 纤维品质、 钾肥利用率和棉田钾素平衡的影响,确定钾肥正确的用量和合适的施用时期,可为棉花主产区科学施肥提供依据。【方法】连续2年在山东平原县、 河北威县、 新疆昌吉市进行田间试验。钾肥用量试验山东设K2O 0、 30、 60、 120、 180、 240 kg/hm2,河北设K2O 0、 37.5、 75、 150、 225、 300 kg/hm2,新疆设K2O 0、 18.75、 37.5、 75、 112.5、 150 kg/hm2。钾肥施用时期试验3地点均设不施钾 (CK)、 钾肥100%基施、 钾肥50%基施+50%花期追施、 钾肥50%蕾期+50%铃期追施、 钾肥50%蕾期+50%吐絮期追施、 钾肥50%花期+50%吐絮期追施。【结果】山东、 河北、 新疆试验点上棉花开花期后累积的钾占整个生育期钾素累积量的54%~62%、 70%~73%、 49%~67%。施用钾肥增加皮棉产量和收益,钾肥用量对棉花产量的影响2013年比2012年明显,三个地点钾肥用量对产量的影响新疆山东河北,其最高产量施钾量分别为142、 240、 174 kg/hm2,经济最佳施钾量分别为136、 212、 150 kg/hm2。钾肥不同用量除影响某些纤维指标外,对品质的影响没有显著差异。秸秆不还田时,山东和河北试验点钾肥用量180 kg/hm2 和150 kg/hm2时可以维持棉田钾素平衡,而在新疆所有钾肥用量下棉田钾素都是负平衡。河北和新疆50%钾肥蕾期+50%钾肥铃期追施、 山东50%钾肥基施+50%钾肥开花期追施的皮棉产量、 钾肥的农学效率和施钾经济效益高于其他施用时期。钾肥施用时期影响纤维长度、 断裂比强度或纤维伸长率,但因地点和试验年份而不同。施钾时期对纤维整齐度和马克隆值没有显著影响。【结论】钾肥用量对棉花纤维品质没有显著影响,主要影响棉花产量和经济效益。山东试验点钾肥的适宜用量为K2O 180~240 kg/hm2,最佳施用时期为钾肥50%基施+50%开花期追施; 河北试验点钾肥的适宜用量为K2O 150~180 kg/hm2,最佳施用时期为钾肥50%蕾期+50%铃期追施; 新疆试验点钾肥的适宜用量为K2O 112.5~150 kg/hm2,最佳施用时期为钾肥50%蕾期+50%铃期追施。     

外源BT基因在棉花中的过量表达对根系分泌物中低分子量成分的影响

Most research in the past using genetically modified crops （GM crops） has focused on the ecological safety of foreign gene （i.e., the gene flow）, gene products （for example, Bt （Bacillus thuringiensis） protein）, and the safety of transgenic food for humans. In this study, changes in both the species and amounts of low-molecular-weight components in cotton （Gossypium hirsutum L.） root exudates after foreign Bt gene overexpression were investigated under different nutritional conditions. Transgenic cotton containing Bt （Bt-cotton）, supplemented with all the mineral nutrients, secreted more organic acids than the wild-type cotton （WT）. When nitrogen was removed from the full-nutrient solution, the amount of organic acids secretion of Bt-cotton was lesser than that of WT. The roots of the transgenic cotton secreted lesser amounts of amino acids and soluble sugars than the WT roots in the full-nutrient solution. Deficiencies of P and K caused a large increase in the total amino acid and soluble sugar secretions of both Bt-cotton and WT, with larger increases observed in Bt-cotton. Because transferring the foreign Bt gene into cotton can result in alterations in the components of the root exudates, with the effect varying depending on the nutritional status, the cultivation of genetically modified crops, such as Bt-cotton, in soil environments should be more carefully assessed, and the possible effects as a result of the alterations in the root exudate components should be considered.     

气候因素对鲁西南棉花生长、产量和品质的影响

应用鲁西南1980-2009年植保部门棉花资料和气象部门气象资料,利用DPS专业版数据处理系统筛选一批影响棉花生长、产量和品质最优势相关气象因子,分析其相关性及对棉花生长、产量和品质的影响。结果表明:棉花衣分与7月降水量呈显著负相关;8月充足的光照有利于棉花裂铃、吐絮;9月降水量偏多,铃重严重减少。铃重随5月和8月平均气温升高而增加。铃重与5月日照时数呈正相关,光照充足,铃重增加;适宜的降水量对棉花纤维长度有利,降水量过大则棉花纤维长度减小。棉花皮棉及籽棉的产量均与年平均气温呈极显著正相关,说明气温偏高有利于棉花产量形成。分析气候因素对棉花生长及产量的影响,对发展当地棉花产业具有重要意义。     

Chi基因导入对转Bt棉花抗病虫性的影响

将几丁质酶(chitinase，Chi)基因导人国产抗虫棉GK19中，目前已选出既抗病又抗虫的棉花新株系，1999～2002年在北京对其抗枯萎病和黄萎病以及抗棉铃虫性进行了研究。     

西红柿原系统素基因转化水稻的抗虫性研究

构建了两个含西红柿原系统素基因的双元载体pNAR304（UbiI5’+Prosystemin+NOS3’）和pNAR305 (UbiI5’+Prosystemin+NOS3’+ PinⅡ5’+PinⅡ+PinⅡ3’)，并用农杆菌介导方法将其转入水稻品种秀水63、合江19和日本晴。经潮霉素抗性、PCR和Southern blot确证，共获得转基因水稻14株。Northern blot检测表明，原系统素基因(Prosystemin)和马铃薯蛋白酶抑制剂基因(PinⅡ)在这些转基因植株中都能转录表达。然而，植株的二化螟和褐飞虱抗虫性鉴定表明：单独转入Prosystemin（pNAR304）不能提高转基因水稻的抗虫能力；Prosystemin和PinⅡ双价（pNAR305）转基因植株能明显提高水稻的抗虫性，但其抗性水平与PinⅡ单个基因的转基因水稻植株间并无显著差异。 这表明，Prosystemin基因转入水稻并不能有效调节转基因水稻PinII基因的表达量。据此试验结果推测，水稻中可能不存在类似于西红柿系统素的信号途径，很可能水稻的伤害信号转导是经由与双子叶植物系统素体系不同的其它途径来实现的。     

CryIA(c)转基因结球甘蓝的抗虫性研究

以结球甘蓝（Brassica oleracea var．capitata）下胚轴为外植体，通过根癌农杆菌（Agrobacterium tumefaciecin）介导法将苏云金芽孢杆菌（Bacillus thuringiensis，Bt）杀虫蛋白基因CryIA（c）导入结球甘蓝栽培品种中，共获得56株卡那霉素抗性植株。分别以CryIA（c）和NPTⅡ基因引物进行PCR扩增，结果43株均扩增出了预期的目的带。以CryIA（c）基因为探针，进行Southern blot分析，证明外源基因已经整合到甘蓝基因组中，且多数转基因植株只含有单拷贝的外源基因。离体叶片抗虫实验表明，转基因植株幼虫校正死亡率为40％，平均单虫重达到极显著水平，叶片损害程度差异明显，转基因植株抗性较对照显著提高。通过卡那霉素涂抹叶片和PCR扩增两种方法鉴定，表明外源基因在转基因甘蓝自交后代呈孟德尔单基因遗传。     

Cotton Responses to Nitrophenolate-Based Stimulant: Effects of Foliar Application Rates on Yield and Fiber Quality

ABSTRACT

This study evaluated the effects of the nitrophenolate-based protein enhancer Chaperone? on yield and fiber quality of cotton (Gossypium hirsutum L.) grown under two irrigated and two rain-fed growing conditions. Treatments included four foliar spray rates: 0.183, 0.365, 0.731, and 1.462 L ha^{? 1} applied at early bloom when plants had between 8 and 10 nodes above white flower. Results showed that Chaperone? applied at 0.365 L ha^{? 1} increased lint yields significantly (at 5% probability level) over the untreated check (UTC) in one of the two irrigated experiments and marginally (10% probability level) in the other irrigated experiment and one of the two rain-fed experiments, when water supply, during the rapid boll growth stage, was adequate. Yield increases in these experiments were related to increases in boll mass. Chaperone? also affected fiber quality properties, specifically, decreased micronaire values and increased fiber strength, but only in the highest yielding irrigated conditions and the lowest yielding rain-fed conditions.     

表面展示棉铃虫钙粘蛋白基因细胞系的建立

为研究苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis杀虫晶体蛋白与其受体钙粘蛋白的相互作用,本研究利用苜蓿银纹夜蛾核型多角体病毒(Autographa californica multiple nucleopolyhedrovirus,AcMNPV)囊膜蛋白GP64细胞膜锚定的特点,将172 bp的N端信号肽(GP64 signal peptide,gp64sp)和135 bp的C端膜锚定区域(GP64 C-terminal transmembrane domain,gp64ctd)连接,并在中间添加了一段含有6个酶切位点的序列,再连接到表达载体pIZ/V5-His,成功构建了一个使外源基因在细胞膜上表达的重组载体pIZ/V5-gp64.将扩增的3 882 bp的棉铃虫钙粘蛋白(Helicoverpa armigera cadherin,HaCAD)基因重复区和近膜区片段与重组载体pIZ/V5-gp64进行酶切和连接,构建重组载体pIZ/V 5-gp64-HaCAD,将其转染棉铃虫细胞系Ha-E-1,通过筛选、细胞克隆和PCR验证,获得了重组钙粘蛋白基因的转基因细胞系Ha-T-CAD.免疫荧光法检测证实,钙粘蛋白在转基因细胞系Ha-T-CAD中成功表达.Western blot检测发现,在Ha-T-CAD细胞的膜蛋白中有140 kD大小的钙粘蛋白.转基因细胞系Ha-T-CAD的构建将为Bt杀虫晶体蛋白作用机理以及昆虫对Bt毒素的抗性机制研究提供基础资料.     

转Bt+GNA双价基因抗虫棉对棉铃虫抗性的遗传分析

采用棉铃虫(Helicoverpa armigera)生物测试方法,对转Bt GNA双价基因抗虫棉的抗虫性进行了详细的遗传分析。结果表明：转Bt GNA双价基因抗虫棉纯合品系TBG与6个感虫的常规品种配制正、反交组合F1都高抗棉铃虫,F2和BCl群体中的抗、感虫植株分离结果分别符合3：l和1：1,可以推断TBG对棉铃虫的抗性符合一对显性基因的孟德尔经典遗传规律,而且没有表现出细胞质效应。等位性测验结果显示TBG的抗虫基因与中心94、R19、山西94—24、新棉33B和双抗-l等5个转基因抗虫棉纯合品系(种)中的抗虫基因可能整合在不同的染色体上.     

转基因棉种植对土壤氧化还原酶活性的影响

转Bt基因棉和转Bt+CpTI基因棉及相应非转基因棉的盆栽试验研究表明,转基因作物生长30天时可向土壤中释放Bt杀虫晶体蛋白,而双抗棉种植时CpTI杀虫晶体蛋白的释放量与作物品种有关;转基因棉种植对土壤过氧化氢酶、脱氢酶和硝酸还原酶的活性影响研究表明,生长30天时,与等价基因系非转基因棉相比,转Bt基因棉和双抗棉A的种植并未使三种酶活性发生显著变化,而双抗棉B的种植使土壤脱氢酶活性显著下降。从杀虫晶体蛋白的释放和对酶活性的影响来看,双抗棉B的种植对土壤的生物活性扰动更大。     

Fiber Quality Response of Pima Cotton to Nitrogen and Phosphorus Deficiency

Abstract

Imposing a moderate level of nutrient deficiency may be an effective management strategy to limit vegetative growth and enhance maturity of Pima cotton (Gossypium barbadense L.). Whether such deficiency affects fiber quality of American Pima cotton, however, is not well known. A field study was conducted in 1991 and 1992 to determine the fiber quality responses of Pima cotton to nitrogen and phosphorus fertilization ranging between deficient and excess. Pima cotton cv. “S‐7” was treated with nitrogen rates ranging between 0 and 269 kg ha^?1 in a factorial combination with phosphorus rates ranging between 0 and 44 kg ha^?1. Fiber property measurements included fiber length, strength, fineness, elongation, and color properties. Increasing rate of applied nitrogen significantly (P ≤ 0.05) increased fiber length, elongation, micronaire, and color characteristics and reduced fiber uniformity ratio in 1991. Increasing nitrogen rate significantly (P ≤ 0.10) increased fiber length, uniformity index, and yellowness in 1992, when the degree of nitrogen deficiency imposed by the lowest nitrogen rate was not as severe as the deficiency imposed by the same treatment in 1991. Phosphorus did not significantly (P ≤ 0.10) affect any of the important fiber properties—length, strength, or micronaire—in either cropping season. These results indicate moderate level of nitrogen or phosphorus deficiency does not affect Pima cotton fiber quality. Nitrogen or phosphorus deficiency severe enough to reduce fiber quality and affect marketing of Pima cotton is unlikely to be encountered under normal Pima cotton production practices.     

抗草甘膦EPSPS转基因棉花的研究

林敏教授课题组从具有草甘膦抗性的荧光假单胞菌G2中克隆了EPSP合酶基因aroAG2，根据aroAG2的氨基酸序列，按照双子叶植物偏爱密码子人工合成aroAG2M基因。我们利用aroAG2M基因和Impactvector1.4，构建了以菊花Rubisco启动子和叶绿体信号肽驱动aroAG2M基因高效表达的植物表达载体Pim1.4-epsps-plus，以农杆菌介导法转化烟草，转基因烟草经PCR和Southern检测，证明外源基因已整合到基因组中，转基因烟草具有草甘膦抗性。以花粉管通道法转化棉花，经草甘膦抗性筛选得到T1代转基因棉花3株，转基因棉花的PCR和Southern检测结果均为阳性，说明目的基因已通过花粉管通道法导入棉花。     

滨海棉田土壤盐分时空分布特征及对棉花产量品质的影响

选择2个棉花早熟品种中棉所102(CCRI-102,苗期盐敏感)、中棉所103(CCRI-103,苗期较耐盐)和3个滨海盐土自然盐分水平(土壤浸提液电导率为6.29,9.51,12.83dS/m)进行盐土直播棉试验,研究滨海棉田土壤盐分时空分布特征及对棉花产量品质的影响。结果表明:(1)滨海棉田花铃期土壤含盐量随棉花生育进程的推进基本呈下降趋势;随着土层的加深,土壤含盐量逐渐下降并趋于稳定;0—20cm土壤含盐量最高,变幅也最大。(2)水溶性盐离子以Na+和Cl-为主,分别约占阳离子和阴离子总量的60%~70%和70%~80%,其它阳离子主要为K+、Ca2+、Mg2+,阴离子主要为SO42-。(3)随着土壤盐分的增加,棉株干物质累积、单株铃数、铃重、皮棉产量均呈下降趋势,两品种间趋势一致,且CCRI-102高于CCRI-103。土壤盐分对马克隆值影响最大,对纤维强度和纤维伸长率无明显影响,CCRI-102的主要纤维品质指标如纤维长度、纤维强度和马克隆值皆略高于CCRI-103。(4)CCRI-102花铃期的耐盐性高于CCRI-103。棉花品种苗期的耐盐性是立苗的基础,花铃期的耐盐性则是提高产量品质的关键。