天然有色棉纤维发育特性研究

通过开花后分期取样测定的方法,从栽培生理角度对有色棉棉纤维发育特性进行了初步研究,结果表明,有色棉纤维长度和纤维比强度的动态变化趋势与白色棉相似,但在纤维快速伸长期的纤维日伸长量较低。有色棉纤维素的积累变化规律与白色棉相同,但其纤维素含量(%)显著低于对照。不同开花期下,纤维素含量(%)随铃龄的增加表现出不同的增长规律,第1期纤维素含量(%)的快速增长阶段在开花后35 d之前,而第2期则在30~35 d之后,这可能与铃期内温度条件的差异有关。纤维可溶性糖含量(%)则随铃龄的增加而下降。单铃纤维干重与铃龄呈二次曲线函数增长关系,但有色棉单铃纤维干重一直明显低于白色棉。相关分析表明,有色棉纤维比强度与纤维素含量(%)、单铃纤维干重间均呈显著正相关关系,而与纤维可溶性糖含量(%)呈负相关关系。有色棉纤维伸长速度和纤维素积累速度较慢,积累量较低,单铃纤维干重低等发育特点可能是有色棉纤维短、比强度较低和产量低的主要原因之一。     

陆地棉(Gossypium hirsutum)北农一号棉籽种皮发育过程的观察

本文对陆地棉北农一号棉籽种皮发育过程的观察,结果表明:开花前一天胚珠表面较光滑,未见有表皮细胞突起,开花当天表皮细胞向外形成球状突起即纤维原始细胞。开花早期(开花后10天以内)的种皮细胞体积较小,整个种皮细胞分化程度较低,开花后20天的种皮与开花早期的种皮有很大的差异,其种皮细胞的分化和种皮厚度达到最大限度,不同     

棉胚珠表皮细胞分化期的超微结构研究

棉胚珠表皮细胞在开花前后的超微结构变化明显。开花前2天,表皮细胞无突起,却可见亮、暗两种类型;开花当天,较暗的亮细胞分化突起,细胞核及核仁随之增大;在开花后第2天,分化的细胞高度液泡化,胞质中的内质网结构趋于复杂,出现环状内质网。     

棉花四个栽培种纤维发育早期扫描电镜的比较研究

本文对陆地棉(北农—1),海岛棉(8763依),中棉(完县紫杆)及草棉(金塔)四个栽培种开花前后的胚珠进行扫描电镜比较观察。结果表明:开花当天在胚珠脊突处的表皮细胞首先分化突起,随后延至合点端和中部,最后在珠孔端,珠孔附近直到开花后数天未见突起。胚珠表皮细胞在突起前近似矩形或圆形,向外方突起时突起先呈球形,开花后两天伸长成纤维,先端变尖,四天时纤维把整个胚珠包被。观察8月19日开花当天早晨的胚珠,己见表皮有突起,而9月22日开花当天胚珠的表皮细胞则无突起,开花后一天才有突起。四个栽培棉种的胚珠在表皮细胞突起部位的先后和突起的时间上没有区别,但开花后两天突起的纤维,其长短、稀密、粗细等己初步显示各棉种的特征。     

陆地棉与海岛棉纤维发育的比较研究 Ⅰ.棉纤维的分化

对大田生长的陆地棉(Gossypium hirsutum L.)和海岛棉(G.bardadense L.)7个品种的纤维分化进行的比较研究表明,各供试品种首先在珠柄顶部突起纤维细胞,后在合点区和腰区,最后在珠孔区。纤维突起的时间和开花当天的 F/E 值(胚珠上纤维细胞数与胚珠表皮细胞总数的比值)因种和品种而异,纤维开始突起的时间与铃期有关。温度影响纤维的分化并最终影响单粒种子上的纤维量,纤维分化的最适温度为25～30℃。     

棉花四个栽培种胚珠表皮纤维细胞分化的比较研究

取棉花4个栽培种陆地棉(Gossypi(?) kirsutz(?)n L.)北农1号,海岛棉(G. barbcdense L.)8163依,中棉(G. Arboreum L.)完县紫杆和草棉(G. kerboceu(?)n L.)金塔品种开花前2天,1天,开花当天,开花后1天的胚珠。观察其表皮细胞超微结构的变化。开花前后这4个棉种胚珠表皮细胞解剖结构上的变化相似。开花当天表皮纤维原始细胞突起,胞内线粒体,高尔基体,内质网等等细胞器急骤增多,液泡融合增大,大量壁旁体形成。开花后一天突起细胞伸长,内质网及高尔基体极发达,液泡增大占去细胞大部分空间。关于纤维原始细胞的来源,不同棉种有所不同。完县中棉观察到亮细胞分化成纤维细胞,北农一号和金塔草棉则可见亮、暗两类表皮细胞均可分化突起;海8763依则未观察到亮、暗两类细胞分化。暗细胞是由于液泡中电子致密物质酚类物质弥散出来所致。     

棉花胚珠纤维细胞分化的研究——纤维细胞初期发育阶段超微结构观察

以陆地棉北农-1号(BN-1)和光籽突变种(MXZ-142)为材料,超薄切片透射电镜(TEM)连续观察开花前2天至开花后后2天的胚珠表皮细胞超微结构的变化,从解剖学上观察研究胚珠表皮细胞的分化发育。开花前后 BN-1胚珠表皮纤维原始细胞发生一系列显著变化:开花前,表皮细胞中各种细胞器含量较不丰富,没有细胞突起。开花当天纤维原始细胞突起,细胞核增大,线粒体、高尔基体、内质网增多,部分胞间连丝消失。亮、暗两类细胞均可突起成纤维细胞,暗细胞是液泡内酚类物质弥散至胞质所致。MXZ-142胚珠表皮细胞变化相应较小,与BN-1未突起的细胞相似,胞间连丝未见消失,没有表皮毛细胞的分化突起。本文还讨论了棉花胚珠表皮纤维细胞的分化机理。     

天然彩色棉过氧化物酶·丙二醛及硝酸还原酶的测定

以白色棉泗棉 3号为对照 ,对 2个彩色棉品种的过氧化物酶 (POD)、丙二醛 (MDA)和硝酸还原酶 (NR)进行了测定。结果表明 :整个生育期绿色棉MDA值较高 ,是棕色棉的 1.5 684倍 ,白色棉的 1.5 792倍 ;且整个生育期内绿色棉MDA值变动范围较大 ,绿色棉最大值 /最小值 =4.1785 ,而棕色棉为 2 .3 672 ,白色棉为 1.7416。 2种彩色棉MDA值的动态变化具有共同的特点 ,整个生育期内出现 2次高峰 ,分别在苗期和盛花期 ,而白色棉表现为“升—降—升”的特点。 3种棉花的POD值变化规律十分相似 ,POD含量由幼苗期到苗期有较明显的上升 ,由苗期到蕾期下降速度较快 ,蕾期之后保持相对稳定的水平 ,绿色棉幼苗期的POD值明显高于棕色棉和白色棉。从NR值的动态变化来看 ,白色棉和棕色棉 ,从幼苗期到苗期略有下降 ;而绿色棉有较大的上升 ,且绿色棉的上升幅度较大 ,绿色棉苗期叶片NR的含量是幼苗期的 2 .0 812倍。     

天然棕、绿彩色棉叶片光合色素分析

对彩色棉不同生育时期的单位重量叶片光合色素含量和单叶片光合色素含量进行了测定分析,同时对彩色棉的光合色素进行了UV光谱测定.结果表明,彩色棉叶片单位重量叶绿素a、b、(a b)含量的动态变化趋势与白色棉较为一致,其中棕色棉叶绿素a、b、(a b)含量与白色棉相接近,绿色棉叶绿素a、b、(a b)含量低,且差异显著.白色棉单叶片叶绿素总含量明显高于彩色棉,两彩色棉相接近.从幼苗期到盛花期叶绿素a/b都逐渐下降,其中绿色棉在初花期有一个小的高峰,从盛花期到吐絮期又逐渐升高,其中绿色棉上升最快,白色棉最低.两彩色棉光合色素的乙醇溶液UV光谱与白色棉一致,主要吸收峰在416 nm、462 nm和672 nm处.     

棕色棉发育期儿茶素的HPLC分析

以棕色棉和白色棉为材料,利用HPLC法测定发育期种皮与纤维中儿茶素的组分与变化规律。结果表明:棉铃发育期,深棕ANL-1和泗棉3号种皮中有儿茶素单体EGC、C、EC,纤维中有GC、C。深棕ANL-1种皮中主要组分C的含量高于泗棉3号,且在28~35DPA阶段迅速下降。深棕ANL-1纤维中GC和C的含量均表现出先升后降的趋势。泗棉3号发育期纤维中各儿茶素组分含量水平非常低。初步推断在纤维伸长期,儿茶素等棕色素前体不断合成并积累,并在次生壁沉积期被逐渐氧化消耗而形成有色的棕色素。     

棉纤维细胞初生发育过程中的基因表达

棉纤维细胞是由胚珠的部分表皮细胞经分化突起发育而成的,在整个生长发育过程中棉纤维细胞只生长不分裂,是一种很好的研究植物细胞生长发育机理的模式材料．近年来国内外不少研究者已经分离出一批对棉纤维初生生长发育有重要作用的功能基因,并阐明了这些基因的表达及调控特征．这些基因的分离和鉴定不仅有助于阐明植物细胞分化和伸长发育的分子机理,而且还可以促进棉纤维品质改良遗传工程的开展。     

棉花四个栽培种纤维发育的比较研究

本文应用石蜡切片术、冰冻切片术及扫描电镜对棉花四个栽培种的纤维发育进行比较研究。结果指出:棉花胚珠表皮细胞分化、突起时,具有明显的形态学变化,核增大、核仁聚集、增大、液泡形成,核向外移动,其中核和核仁的形态变化可做为纤维分化、形成的形态学指标。胚珠表皮细胞的突起具有阶段性特征,在第一次突起和第二次突起间有数天的停顿。对纤维伸长的测定表明,各棉种都呈S形,表现为慢—快—慢的趋势。次生壁增厚主要在开花后30天速度增快。对纤维横切面用扫描电镜观察可清楚看到大小不等的空洞。     

5个棉花纤维突变体的胚珠形态特征与农艺性状研究

以TM-1为对照，研究了5个棉花纤维突变体的形态发生与农艺性状。结果表明棉花纤维突变体胚珠纤维分化突起与对照TM-1同样首先发生在胚珠脊突处，然后是合点处及胚珠中部，最后在珠孔端。有短绒有短纤维突变体（Li）与对照TM-1一样，以在开花当天（0DPA）突起为主；到开花后第5日5DPA）短绒（即第二批细胞）突起。无短绒有纤维的光籽（N1）在开花当天（0DPA）在合点附近有突起，开花后第1日（1DPA）仍有突起。纤维突变体的衣分和衣指均较低，这是突变体产量低的主要原因，但突变体籽指较TM-1高。突变体纤维的比强度较差，其他纤维品质指标相对较好。     

棉纤维次生壁加厚期的研究进展

棉纤维是胚珠表皮细胞经分化起始、伸长、次生壁增厚和脱水成熟而形成的单细胞纤维,棉纤维细胞次生壁增厚决定棉纤维强度。利用生理或分子生物学手段,研究次生壁增厚时期的生理基础及其相关基因的表达特征,可以揭示棉纤维强度的形成机制,为进一步探索改善纤维强度的生理调控途径和运用分子手段培育高强纤维品种提供理论依据。     

荧光实时定量PCR研究GA负调控因子基因在棉花纤维不同发育时期的表达模式

棉花纤维发育经历起始期、延伸期、次级细胞壁加厚期、脱水期共4个发育时期。为了了解GA负调控因子基因在整个纤维发育时期的调节作用,采用敏感的实时定量PCR对GA负调控因子基因Gh RGL在棉花纤维不同发育时期中的转录水平进行了定量研究,通过提取来源于不同纤维发育阶段[包括-3~0 DPA(开花后)胚珠,3 DPA胚珠,5 DPA胚珠,10 DPA胚珠,15 DPA纤维,25 DPA纤维]的样品总RNA,探讨不同发育时期Gh RGL基因的表达模式。结果显示,Gh RGL基因在所有被选的样品中都有表达,其中在5 DPA胚珠和10 DPA胚珠中转录水平较高,在10 DPA胚珠中表达水平最高,在-3~0 DPA胚珠、3 DPA胚珠、15 DPA纤维、25 DPA纤维中的表达水平较低,表明Gh RGL基因在纤维伸长期表达水平较高,暗示Gh RGL可能对纤维伸长起着重要作用。     

植物激素对棉花Ligon lintless纤维突变体的调控影响

以棉花野生型及突变体Ligon lintless为试材,研究不同种类和浓度的植物生长物质对大田棉株及胚珠离体培养后,胚珠或愈伤组织中GA、IAA、ABA、ZR等含量的影响。结果表明:经F、IAA、GA、ABA、BR处理后,离体胚珠IAA、GA、ABA、ZR的含量均高于对照;突变体和野生型胚珠在0DPA和+1DPA时的发育情况无差异,第1批纤维均在0DPA起始,+3DPA时,野生型胚珠表面的纤维较突变体长,两者第2批纤维均在+5DPA时突起。     

棉花转录因子基因GhMS3的克隆及其启动子功能的鉴定

【目的】从棉花无短绒突变体GZnn中分离棉纤维发育相关的转录因子,并对其转录激活功能和表达模式进行初步分析。【方法】通过RACE(rapid amplification of the cDNA ends)和染色体步行(genome walking)技术,获得GhMS3的cDNA序列及基因组DNA序列。利用生物信息学方法对获得的DNA序列及推定的氨基酸序列进行分析,采用酵母单杂交系统验证GhMS3蛋白的转录激活功能,运用GUS组织化学染色法在转基因烟草中分析该基因的表达模式。【结果】获得GhMS3的基因组DNA以及上游1174bp的启动子序列。氨基酸序列比对发现GhMS3是R2R3 MYB转录因子。酵母试验表明,GhMS3蛋白具体外转录激活功能,C端体外转录激活功能较强,在PGhMS3:GUS转基因烟草中,GUS主要在表皮毛、根毛以及细胞分裂旺盛区域表达。【结论】从棉花无短绒突变体GZnn中分离到的R2R3 MYB转录因子GhMS3,具有组织特异性表达模式并且其编码蛋白具有体外转录激活功能,是否参与植物表皮细胞分化有待于进一步研究。