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。     

棉花早衰相关研究进展

从不同角度开展了对棉花早衰问题的研究,探讨了逆境、土壤、栽培措施等因素对棉花发生早衰的影响,分析了早衰棉株体内的生理生化变化,尝试用分子生物学手段培育抗早衰棉花新种质,提出了一系列合理、有效的防早衰栽培技术措施。通过对众多研究结果的总结和归纳,旨在为今后开展相关工作提供一定的帮助,对棉花早衰问题的攻克仍需做更加深入的研究。     

棉花纤维素合酶基因GhcelA1克隆及其载体构建

 根据GeneBank 中GhcelA1（U58283）序列,利用RT-PCR技术,从棉纤维中克隆到GhcelA1 cDNA全长。运用基因重组技术,构建pCAM2300-35S-GhcelA1过表达载体;融合基因表达载体pCAM2300-35S-GhcelA1-EGFP,以及pCAM2300-35S-GhcelA1-RNAi载体,这些载体均通过限制性酶切鉴定和测序验证。农杆菌介导法将融合基因转化棉花子叶,通过激光共聚焦荧光显微镜,在蓝色激发光下观察诱导的愈伤,发现在转化的活体细胞核与质膜内侧有绿色荧光,说明融合基因载体EGFP构建正确,可以在棉花中正常表达。所构建的系列载体可用于转化棉花,促进纤维素在棉纤维中合成与积累。     

棉花纤维素合酶复合体蛋白的分离与鉴定

选用开花后24 d的棉纤维提取原生质膜,用Triton X-100溶解后通过纤维素合酶1(Gossypium hirsutum cellulose synthase1,GhCESAl)抗体进行免疫共沉淀(Co-Immunoprecipitation,Co-IP),以聚丙烯酰胺凝胶电泳(Sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis,SDS-PAGE)分离免疫共沉淀的产物,用液相色谱-质谱联用仪(Liquid chromatography-mass spectrometry,LC-MS)进行鉴定.结果表明,棉纤维纤维素合酶复合体可能存在68种蛋白,其中包括8种纤维素合酶(Cellolose synthse,CESA),它们涵盖了棉纤维初生壁和次生壁2种类型纤维素合酶.这说明在次生壁形成的细胞中存在2种类型CESA.本研究也表明复合体中存在非CESA蛋白.     

密度对棉花冠层小气候影响及其与棉花相关生理特征和纤维品质的关系

为了探讨密度对棉花冠层小气候的影响,进一步研究密度与棉花生理特征和品质的关系,设计了5种不同密度(9万～27万株.hm-2)的田间试验。试验结果表明:不同冠层的透光率初花后迅速下降,各处理中A3(18万株.hm-2)处理透光率均变为最高。空气温度花期20 cm处冠层以A3处理空气温度最高,吐絮后规律性不明显。花期相对湿度较高且变化较小,以A3处理的相对湿度最为稳定,变化最小。吐絮期,不同冠层相对湿度变化趋势基本一致,早、晚的相对湿度较高,处理间规律性不明显。A3处理皮棉产量最高,LAI高峰出现在盛铃期,吐絮时仍保持在2.5~2.6。8月14日左右棉花第10果枝叶开始衰老,5 d后第8果枝叶开始衰老,其A3处理能维持较长时间的正常生理状态。不同处理棉花纤维品质无显著差异,密度增加能增进纤维品质,但密度大于A4(22.5万株.hm-2)后,又对纤维品质产生负效应。     

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。     

RNA干涉技术与棉花高油育种

 棉子脂肪酸既是重要的食用油,又是重要的工业原料。但是关于棉子遗传改良的研究报道甚少。研究表明,PEPcase和ACCase的相对活性决定种子的蛋白质与油脂的含量,应用RNAi技术抑制PEPcase催化活性,可以提高脂肪酸总量。本文概述了棉花油分与RNAi技术的研究现状,并阐述了应用RNAi技术改良棉花高油分育种的技术路线。     

红叶棉花的产量杂种优势研究初探

利用综合性状表现较好的3个红叶材料作父本,与15个绿叶转基因棉花新品种(系)组配19个红叶杂交组合,研究了具有红叶标记性状棉花的产量杂种优势表现,结果表明:19个红叶杂交组合子棉产量具有明显的杂种优势,皮棉产量的具有正向中亲优势、正向超亲优势和负向竞争优势,衣分和单铃重具有正向的中亲优势,单株铃数表现正向中亲、超亲和竞争优势,筛选出产量竞争优势在5%以上、综合性状较好的优势组合4个。     

棉花盐害的控制技术及其机理

棉花是耐盐作物,但土壤耕层中积累过多的盐离子会通过离子毒害、渗透胁迫和引起营养失衡等机制导致盐害。控制棉花盐害的途径主要有两条,一是提高棉花自身的耐盐性,另一方面是躲避或减轻盐胁迫。本文评述了提高棉花耐盐性和躲避或减轻盐胁迫的途径、原理和方法,提出在工程措施改良盐碱地的基础上,综合运用适宜品种、水肥运筹、种子处理及地膜覆盖和诱导根区盐分差异分布等农艺措施是现阶段控制盐碱地棉花盐害的有效途径。     

基于10个棉花腺体相关材料转录组的EST-SSR标记开发

棉花是重要的经济作物,但有毒棉酚的存在,使棉子得不到充分的利用,所以低酚棉育种是棉花育种的重要内容之一。色素腺体是棉酚的储存器官,开发功能型分子标记,加密棉花遗传图谱对色素腺体和其他重要性状相关基因的研究具有重要作用。本试验以10个有腺体和无腺体材料转录组信息为基础开发EST-SSR标记,在12895条1 kb以上的Unigene中共搜索到1546个SSR位点,发生频率和平均距离分别是11.99%和15.99 kb。得到的EST-SSR中,二碱基和三碱基重复是主要的重复类型,分别占30.85%和48.97%,AT/TA和GAA/CTT分别是二碱基和三碱基的优势重复类型。对长度≥20 bp的SSR共设计合成了56对引物,在这10个材料中进行检测,能扩增出清晰条带的有38对,占67.86%,其中呈多态性的有9对,占23.68%,并对其所在的Unigene功能和表达量进行了初步分析。本研究进一步证明了棉花EST-SSR标记开发的可行性,并且为棉花高密度遗传图谱和腺体相关基因的研究奠定了基础。     

棉纤维细胞发育过程中纤维素的生物合成

棉纤维是由胚珠外珠被表皮细胞在受精前后经分化突起、伸长和细胞壁增厚而形成。棉花纤维单细胞发育同步性和次生壁形成期纤维素大量合成的特点已成为研究纤维素生物合成和细胞发育分子机制的模式植物之一。棉纤维中次生壁纤维素发育的时间、合成的速率和沉淀的类型极大地影响着棉花纤维长度和纤维强度,阐明棉纤维细胞纤维素生物合成的机制,将有助于推动棉纤维产量与品质改良的分子工程。本文主要介绍了棉纤维不同发育阶段纤维素合成的特点,纤维素合成的场所、底物,碳代谢模型,基因表达与调控的研究进展。     

棉纤维加厚发育期间纤维素生物合成研究进展

棉纤维加厚发育期纤维素的沉积影响纤维强度的形成,本文综述了棉纤维加厚发育期间纤维素生物合成过程中的物质变化、酶促作用,以及影响棉纤维素生物合成的因素。利用生理或分子生物学手段,研究纤维素生物合成的生理基础及其酶活性调节水平的基因表达特征,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。     

棉酚合成及棉花腺体形成相关基因的研究进展

棉酚是限制棉籽开发利用的重要因子。培育低酚棉,特别是采用基因工程方法创制低酚棉是解决棉籽开发利用难题的关键。棉酚合成以及棉酚储存场所棉花腺体形成相关基因的研究,是基因工程创制低酚棉的基础。综述了国内外对于棉酚合成途径、棉花腺体形成相关基因的研究进展以及利用基因工程手段创制低酚棉的相关实例,以期为相关研究者提供参考。     

棉纤维细胞发育过程中非纤维素多糖的生物合成

在棉纤维细胞伸长阶段,核苷糖通过不同的酶促反应相互转换,在糖基转移酶的催化下,合成大量的木葡聚糖、木聚糖和果胶多糖等非纤维素多糖,直接参与棉花纤维形态的建成。高尔基体是非纤维素多糖合成的主要场所。非纤维素多糖的合成酶主要包括合成不同核苷糖的转换酶和合成非纤维素多糖的糖基转移酶。棉花纤维的品质,特别是棉纤维强度除了与纤维素的结晶度和排列方式相关外,可能还与棉花纤维中非纤维多糖的交联相关。     

海岛棉棉铃发育过程中糖与纤维素含量变化

 以两个主栽海岛棉品种新海21提高系和新海28（YX-193和XH-28）为材料,在南疆膜下滴灌条件下于2006和2007年对海岛棉棉铃发育过程中糖与纤维素含量的变化进行了研究。结果表明,随铃龄的增长,铃壳、种子和纤维中糖含量变化呈单峰曲线,即自花后快速上升,21～28 d达到最大值,随后迅速下降,到吐絮期降至最低;纤维素于花后14 d左右开始大量合成,含量至吐絮期达最大值;纤维中可溶性固形物含量随着铃龄增加不断减小。棉铃不同部位的可溶性糖、还原糖含量及转移率表现为纤维＞种子＞铃壳。YX-193铃壳、种子两种糖的转移率较XH-28略高,说明它“装载”和“转运”能力强,有利于纤维发育。     

天然棕色棉查尔酮合成酶基因(GhCHS1)的克隆和实时定量表达分析

根据植物查尔酮合成酶基因保守区序列设计引物,以发育18d的天然棕色棉纤维为材料,用RT-PCR结合RACE技术分离得到了一个查尔酮合成酶基因的全长cDNA(GenBank登录号:EU921263),将该基因命名为GhCHS1。实时荧光定量PCR检测显示,GhCHS1基因在棕色棉纤维细胞中优先表达,且在棕色棉纤维中的表达量远高于其近等基因系白色棉,但是该基因在绿色棉中几乎检测不到。这些试验结果暗示,该基因可能在棕色棉纤维色素形成中发挥重要作用。     

苏云金芽胞杆菌杀虫晶体蛋白CryIA单克隆抗体的制备及在转Bt基因棉毒蛋白检测上的应用

用苏云金杆菌菌株HD-1和HD-73分别发酵培养制备了孢晶混合物,孢晶混合物经分离、纯化、电泳得到CryIA、CryIA(c)杀虫晶体蛋白。用CryIA和CryIA(c)分别免疫家兔制备了两种多抗。用CryIA免疫小鼠,经细胞杂交、融合、克隆后筛选出4个单克隆株系A4F5F11、B4E6C7、B4E6D8、B4F5G11。用CryIA(c)多抗包被,B4E6D8上清液作为夹心抗体成功地建立了双抗夹心 ELISA,并检测了中棉所30、NUCOTN33B蕾期叶片中毒蛋白的含量,结果分别为23．4ng·g-1 FW、24．7ng·g-1 FW。     

棉花纤维中农药残留研究现状

在棉花种植和收获过程中,农药大规模的使用给棉纺织品的安全造成了极大隐患。本研究就棉花纤维中农药残留的现状及危害做了概述,并对前处理技术、检测分析技术等方面做了分析,提出了应加快建立棉花纤维中农药残留的检测方法及制定标准的建议,以期为提高中国棉花纤维品质安全提供一定的理论基础。     

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