棉花早衰的分子机理研究进展

早衰是棉花生长发育的一种异常现象,是大量衰老相关基因差异表达的结果。早衰棉花光合作用、碳水化合物和其他生物大分子合成相关基因大多下调表达,而蛋白、核苷酸、脂类降解和氨基酸、糖类、嘌呤、嘧啶和离子转运体等养分循环利用相关基因大多上调表达;脱落酸(ABA)、乙烯、生长素、茉莉酸(JA)和赤霉素(GA)相关基因大多上调表达,而细胞分裂素合成基因IPT下调表达;NAC和WRKY等转录因子基因也大多上调表达。结合作者在该领域的研究,总结评述了光合作用及大分子降解、养分循环利用、激素和转录因子相关基因在早衰棉花中的表达模式及作用机理。     

棉花纤维发育的分子研究进展

棉花纤维的发育经历起始期、伸长期(初生壁形成)、次生壁形成期和成熟期四个时期，大量研究表明在棉花纤维发育的各个阶段均有大量的基因参与调控棉花纤维起始细胞突起，棉花纤维细胞的伸长及次生壁的形成等过程。本文综述了棉花纤维发育过程中在分子水平上的一些研究进展。     

我国面向21世纪棉花纤维品质改良对策

棉花纤维品质与纺织品质量、市场竞争力和植棉业的发展密切相关。经过近２０ 年的改良, 我国２８～２９ｍ ｍ 长度的棉花品种综合纤维品质指标与国外相差不大, 但品种的纤维长度类型单一。随着纺织业设备更新和技术改造, 需要通过培育不同档次纤维的棉花品种、提高早熟性和抗病虫性多种途径进行改良, 也需要栽培技术的改进。纤维内在品质在流通领域的价值急需考虑。     

中国棉花纤维品质检验和评价的研究进展

 在综述国内外棉花纤维主要品质指标研究进展和棉花纤维品质评价方法的基础上,比较并论述了棉花色特征指标如明度指标光反射率（Rd）和饱和度指示纤维黄度（+b）和传统棉花纤维品质指标如目测等级、长度、强度和细度的测定与应用,以及生态和气候类型对棉花纤维品质的影响等方面的研究进展。分析了棉花纤维品质指标与棉花色特征指标的关系。综述了在棉花质量标准革新与国际化背景下开展棉花色特征质量评价体系研究的重要性及色特征研究的发展前景。展望在构建棉花色特征气象生态模型基础上建立中国棉花分类分级系统的必要性,提出了将生态模型与GIS进行结合,对棉花纤维品质指标、生态指标和棉花纤维色特征的空间地域分异评价与预测。     

棉纤维发育相关转录因子的研究进展

 转录因子在棉纤维细胞分化发育过程中起重要的调节作用。近年来已经有多个与棉纤维发育相关的转录因子被研究报道,主要包括MYB、HD-ZIP、MADS、TCP等家族成员,其中研究最为广泛的为MYB类转录因子。GL1类的MYB转录因子和MIXTA类的MYB转录因子通过不同的调控方式参与对棉纤维细胞发育的调控。对这些转录因子的深入研究,对于揭示棉纤维细胞分化发育的分子机理具有重要的意义。本文就这方面的研究进展作一简要概述。     

棉花纤维品质分子育种的现状及展望

棉纤维是重要的纺织工业原料。随着人民群众对衣着要求的普遍提高,纺工部门引入高效快速的纺纱技术,对棉花品种的总体纤维品质,提出了更高的要求。目前国内外棉花育种家除了利用常规技术外,还大规模开展了棉纤维品质改良的分子育种研究。本文综述了国内外利用克隆出的棉纤维发育基因以及外源基因开展棉纤维品质改良的转基因育种和棉纤维优质基因的分子标记筛选和辅助选择育种的研究进展。同时,根据我国目前棉花品种品质水平、生产状况,提出了棉花品质育种策略。     

陆地棉高品质品系纤维品质性状QTL的分子标记及定位

为进一步挖掘利用高品质品系NM03102的优异纤维品质性状的基因,利用陆地棉鲁棉研21作为母本、NM03102为父本构建了F2和F2∶3分离群体。通过7892对SSR引物对亲本进行筛选,获得222对多态性引物,进一步对195个F2群体单株分析得到242个标记位点。其中,182个标记位点连锁构建37个连锁群,共覆盖1661.6 cM,每个连锁群平均包含4.9个标记位点,标记间平均相距9.1 cM,其中35个连锁群被定位到了20条染色体上。利用F2和F2∶3纤维品质数据,通过复合区间作图法,共检测到20个纤维品质性状QTL。其中,1个纤维强度的QTL和1个纤维整齐度的QTL与已有的报道一致,1个纤维强度的QTL和1个麦克隆值的QTL在两世代中稳定存在,这为标记辅助选择奠定了基础。     

利用棉花纤维品质相关QTL评价海陆渐渗品种品质初探

 选用第7、13、25号染色体上纤维品质相关QTL(Quantitative trait locus)密集分布区间的48对SSR（Simple sequence repeat）引物,对48份棉花种质进行多态性检测,研究结果显示在实验材料中3对SSR引物具有陆海差异多态性,相关分析表明3个优质基因SSR位点与纤维长度和纤维强度达到极显著相关。通过与海岛棉带型比对、追踪,从分子水平上明确了这些品种中来源于海岛棉渐渗于陆地棉的优异基因区段,为下一步分子标记辅助聚合育种提供了理论参考。     

铃期温度对不同棉花品种棉铃发育过程及纤维比强度的影响

通过设置不同播期来营造不同的温度环境,研究不同温度条件下棉铃及纤维发育特点,以及温度对纤维比强度的影响机制。结果表明:随着播期的推迟,铃期日均温的降低,棉铃的体积增大幅度依次降低。棉铃干物质达到最大积累速率的时间提前,且快增期持续的时间缩短。纤维干物质达到最大积累速率的时间推迟,最大积累速率逐渐减小。随着铃期日均温的降低,吲哚乙酸氧化酶(IAAO)活性峰值大小表现出下降趋势。铃期影响纤维比强度的主要温度因子为日均温和日最高温。     

高品质陆地棉纤维品质形成特点的研究

以常规棉苏棉16为对照,研究了高品质棉渝棉1号、高品质Bt棉科棉1号的纤维发育及品质形成特点。结果表明,与苏棉16相比,科棉1号和渝棉1号纤维快速伸长期略长,快速伸长期内的长度日增长速率较高;比强度快速伸长期较短,但在快速伸长期内的增长速率较高;纤维素含量随着花后天数呈增加趋势,17 d内的增长速率很低,17 d后速率明显加快,至花后24 d呈直线上升趋势,到花后45 d时纤维素含量基本稳定。与苏棉16相比,渝棉1号和科棉1号花后IAA含量较高;花后17 d ABA含量较高,花后24 d的ABA/IAA较高,说明不同基因型纤维发育和品质建成过程的差异与其纤维细胞内的激素变化有关。     

Cotton Molecular Improvement in China

Cotton production plays a very important and irreplaceable role in the national economy of China,which has over 10% output value of cotton industry worldwide,with only 3% of total crop plant area.     

光质对棕色棉棉铃发育及纤维品质形成的影响

 以棕色棉为材料,通过采用红、黄、蓝紫、白（对照）滤光膜对棕色棉棉铃套袋处理,研究光质对棕色棉纤维品质及纤维合成相关酶活性的影响。试验结果表明: 红光处理能增加棕色棉的单铃体积、铃重,蓝紫光处理可使纤维绒长缩短,而经黄光处理衣分明显降低。经红、黄、蓝紫光处理,棉纤维中蔗糖合成酶(Sucrose synthase, SS)活性均有所增加。处理7 d时,分别比对照增加了38.41%, 35.83%,19.36%;而21 d时,分别增加了63.32%,38.31%,15.11%。在β-1,3-葡聚糖酶与吲哚乙酸氧化酶（IAA oxidase, IAAO）活性的表现上,红光处理能增加β-1,3-葡聚糖酶活性,降低IAAO活性,蓝紫光处理能增加IAAO活性,降低β-1,3-葡聚糖酶活性;经黄光处理,两种酶活性均下降,这可能是三种光质对棕色棉纤维品质产生影响的原因之一。     

China Project "973"-Molecular Improvement of Cotton Fiber

Cotton is the main cash crop in China,and plays a very important and irreplaceable role in the national economy.With only 3% of total crop plant area,China accounts for over 10% of the output of the cotton industry.     

棉花优异品质及抗性基因挖掘与分子育种

棉花品质、产量、抗性等均是多基因控制的数量性状,其表现型受基因型和环境的共同影响,且纤维品质和产量性状之间存在较大的负相关,采用常规育种手段实现棉花纤维品质与产量的同步改良具难度很大,针对棉花品质、产量、抗性等性状形成的遗传基础这一关键科学问题,棉花品种分子设计研究团队以陆陆种内分离群体、陆海种间分离群体等材料,交叉利用分子数量遗传学、功能基因组学和分子育种学等研究手段,在陆地棉优质品质及抗性基因挖掘、海岛棉优质品质及抗性基因挖掘以及分子标记辅助方法开发及棉花新品种培育等方面取得了一系列研究成果。为棉花品质、产量、抗性性状形成的同步改良奠定了重要基础。     

棉纤维形态建成研究的新进展

植物细胞的形态建成包括两个基本过程 :分化决定细胞的命运 ,而发育使细胞具有特殊的功能。棉纤维是单细胞种皮毛 ,主要由纯的晶体化的纤维素组成 ,其形态建成的特点是胚珠表皮细胞的分化具有很高的同步性和发育具有明显的、重叠的阶段性 ,而且持续时间很长 ,是研究细胞生长、细胞壁形成和纤维素合成的理想材料。近年来 ,棉纤维形态建成的研究取得了可喜的进展 ,纤维细胞的伸长是扩散生长而非顶端生长 ,纤维素的生物合成是在细胞膜的微纤丝末端复合体上 ,并克隆几十个纤维特异基因及启动子。本文综述棉纤维形态建成新的研究进展     

辽河流域棉区棉花纤维发育进程研究

为明确辽河流域棉区棉花纤维品质主要指标的发育进程,及其相互作用的方式。以辽河流域棉区的主栽品种‘辽棉19 号’和较早引进的抗虫棉品种‘AC-33B’为试材,开花当日挂花标记,花后第9、15、21、27、33、39、45、51 天（间隔6 天）连续取样。测定各样本纤维品质的5 个主要指标——上半部平均长度、断裂比强度、马克隆值、整齐度和伸长率。比较各指标的发育情况、各指标间的相关系数,并形成模拟模型。除马克隆值对环境因素较为敏感外,其余各指标的发育都呈“S”型曲线,且2 个品种趋势相近。但2 个品种各性状指标之间的作用方式不同。同时,纤维品质各指标的发育具有高度的一致性和相关性,其中纤维的伸长发育占主导地位。棉纤维的植株停留时间应在40 天以上,但是棉花“过成熟”不利于获得较优的纤维品质。     

外源纤维素合酶基因对棉纤维品质的改良作用

 为改良棉花纤维品质,将由35S启动子驱动的木醋杆菌纤维素合酶基因acsA和acsB,用子房注射法和花粉粒媒介法转化棕色棉G007和白色棉X003,并检测后代棉纤维品质。研究结果表明,子房注射法的基因转化效率高于花粉粒媒介法。通过PCR和southern blot检测,最终获得转基因植株共11株。根据农艺性状表现,选出4个优良单株。对转基因当代及后代的检测结果表明,棕色棉纤维长度、比强度、纤维素含量和衣分都显著增加,而白色棉只有纤维比强度和纤维素含量显著增加。纤维长度和衣分没有变化。导入由35S启动子驱动的木醋杆菌纤维素合酶基因acsA和acsB,提高了转基因后代的棉纤维品质。