缩合单宁与天然棕色棉纤维色素合成的关系

以白色棉为对照,采用香草醛法测定了4种天然棕色棉种皮细胞和棉纤维细胞发育过程中缩合单宁含量的变化规律.结果表明,各发育时期棕色棉纤维中缩合单宁的平均含量是白色棉的4.35倍,在4个棕色棉品种中,棕色棉成熟纤维色素与发育过程中棉纤维中缩合单宁的含量呈现正相关;各发育阶段棕色棉种皮中缩合单宁平均含量是白色棉的1.44倍,且在棕色棉品种中,颜色越深,种皮中缩合单宁的含量越高;不论是棕色棉还是白色棉,种皮中的缩合单宁含量都大于相应的棉纤维细胞中的缩合单宁的含量.成熟纤维中色素的含量与20-25 DPA棉纤维中缩合单宁的含量、棉纤维中缩合单宁总平均含量极显著相关.     

棕色棉纤维中酚类物质动态变化与色素合成的关系

以4种棕色棉和1种白色棉为试验材料,在定性鉴定不同发育阶段棉纤维中酚类物质存在的基础上,定量测定了棉纤维发育过程中酚类物质及与酚类物质代谢有关的多酚氧化酶、过氧化物酶活性的变化规律。发现在开花后40 d之前棉纤维都存在着酚类物质。棕色棉各发育时期酚类物质含量均高于白色棉,开花后40 d之后,白色棉纤维中的酚类     

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。     

天然棕色棉纤维色彩遗传特性的定量分析

摘 要：将深棕色棉品种与白色棉杂交,观察F1代和自交F2代棉纤维的颜色表现,并且测定了各世代植株棉纤维中的色素含量。杂交F1代棉纤维的颜色介于两亲本之间,自交F2代可以分为三类：深棕色类型、中棕色类型和白色,F2代深棕色类型棉纤维的颜色和纤维中色素含量接近亲本棕色类型,F2代中棕色类型棉纤维的颜色和纤维中色素含量与F1代较一致,F2代三种类型经过卡平方检验符合1:2:1的比数(p >0.05),所以棉纤维棕色对白色为不完全显性遗传。本文还讨论了质量性状与“修饰基因”的关系。本试验有助于天然彩色棉的品种选育和新色彩品种的培养。     

Expression Profile Analysis of Genes Involved in Brassinosteroid Biosynthesis Pathway in Cotton Fiber Development

Cotton (Gossypium hirsutum L.) is the leading fiber crop and one of the mainstays of the economy in the world.Cotton fibers,as the main product of cotton plants,are unicellular,linear structures derived from the epidermis of the ovule.Cotton fiber development consists of four discrete yet overlapping developmental stages: initiation,elongation,secondary wall deposition,and maturation.     

光质对棕色棉纤维色素形成的影响

采用红、黄、蓝紫、白(对照,透明膜)滤光膜对棕色棉棉铃进行套袋处理,研究光质对棕色棉纤维色素合成的前体物质及色素合成相关酶活性的影响.结果表明:不同光质处理对纤维中总黄酮、总酚、缩合单宁含量和苯丙氨酸解氨酶(Phenylalanin ammonia-lyase,PAL)活性均具有一定的影响.不同光质处理使棕色棉纤维发育前期的可溶性缩合单宁含量发生明显变化,表现为:红光＞自然光(对照)＞黄光＞蓝紫光;而不溶性缩合单宁含量以红光处理的最高.棕色棉纤维发育不同时期纤维的总黄酮、总酚、缩合单宁、PAL与棕色棉色素含量的相关分析结果表明,总黄酮与色素含量呈显著负相关,总酚、缩合单宁与色素含量呈显著正相关,且缩合单宁合成对色素含量的直接作用最大,表明缩合单宁可能是棕色棉色素合成的直接前体物质.     

陆地棉棕色纤维色泽的遗传效应

以2个棕色和3个白色纤维陆地棉做完全双列杂交,分析陆地棉棕色纤维的遗传效应、长绒与短绒的遗传相关及F1的色泽差异。用扫描仪获取长绒和短绒图像,利用Photoshop 9.0获取图像RGB信息、量化纤维色泽。按照QGAStation软件中的ADM和AD模型,采用MINQUE法分析,调整无偏预测法(AUP)预测各遗传效应值。结果表明,棕色棉的长绒和短绒的遗传规律一致,其加性和显性遗传方差均极显著,其中,长绒的加性遗传方差比率为0.8501,约为显性遗传方差比率的6倍,短绒的加性遗传方差比率为0.8726,约为显性遗传方差比率的8倍;相关分析显示长绒和短绒的基因型和表现型均达显著相关,基因型相关系数达0.9935;5个亲本加性效应均不相同,但均达极显著水平,其中,棕色棉为正效应,白色棉为负效应。说明棕色纤维陆地棉的长绒和短绒色泽的遗传变异主要来自加性和显性效应,其中加性效应起主导作用;长绒和短绒的色泽遗传存在连锁和互作;因不同品种(系)的加性效应大小不同,造成不同F1纤维色泽的表现差异。     

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。     

天然棕色棉葡萄糖苷转移酶基因Gh3GT的克隆与表达分析

本研究以发育18d的天然棕色棉及相同发育时期的白色棉近等基因系纤维细胞为材料,采用抑制性差减杂交结合RACE技术分离得到了一个葡萄糖苷转移酶基因的全长cDNA,命名为Gh3GT(GenBank登录号eu921265)。序列分析发现:该基因编码一条有450个氨基酸残基组成的多肽,含有葡萄糖苷转移酶C-端所特有的保守的信号序列PSPG基序,属于植物中特有PSPG基序的UGT家族成员。推断的Gh3GT编码产物与其它糖苷转移酶同源性比对和系统发生分析表明:该糖苷转移酶与玫瑰Rh3GT(Rosa hybrida)、矮牵牛(Petunia hybrida)PhF3GT以及葡萄VvUFGT(Vitis vinifera)的相似性分别为51.30%、46.94%和45.85%,而与已知的陆地棉糖苷转移酶基因GhUGT1和GhUGT2一致性较低,仅为25.37%和12.14%。半定量RT-PCR分析表明:该基因在棕色棉纤维中的表达量明显高于其它组织及其近等基因系白色棉品种,且其在纤维中的表达规律与棕色棉的色素形成过程一致。     

棕色、绿色和白色棉品系光合特性的比较

 比较了白色棉、棕色棉和绿色棉3个品系苗期、蕾期、初花期、盛花期、花后期和吐絮期6个时期植株叶片叶绿素a和b的含量、叶绿体希尔反应活力、Ca²⁺ -APTase、Mg²⁺ -ATPase活性和净光合速率等光合指标及产量性状的差异。结果表明：白色棉子棉产量显著高于棕色棉,绿色棉最低。3个材料的光合指标在植株盛花期差异最大,说明盛花期是影响棉花光合代谢的重要时期。与白色棉相比,棕色棉植株叶片的叶绿素含量低、叶绿体希尔反应活力弱、ATPase活性弱,导致其净光合速率低,营养物质供应不足,是造成其产量低的生理原因之一。就绿色棉而言,叶片具有较高的叶绿素含量,其ATPase活性与白色棉相当;在盛花期,植株的净光合速率超过了白色棉,但仍未能获得高产,表明了影响绿色棉品系产量是由多方面因素造成的。     

光质对离体诱导棕色棉纤维基因表达影响的 cDNA-SRAP 分 析简

 以离体培养棕色棉纤维（暗培养10 d）为材料,分别用红、黄、蓝、白光进行处理,在24 h光照条件下培养10 d后,利用cDNA-SRAP技术对其基因表达进行分析。对其中16个差异片段测序后进行同源性比对和功能分析表明：2个序列功能与植物抗逆性有关（CNGC5类似蛋白基因、（+）-δ-杜松烯合成酶）;3个序列与生物代谢相关（β-1,3-葡聚糖酶13基因、质膜胆碱转运蛋白基因、tau类谷胱甘肽转移酶基因）。其中,谷胱甘肽转移酶基因与原花青素合成前体物质的转运有关,光质可能通过影响谷胱甘肽转移酶基因进而对原花青素的合成产生影响。     

棕色棉和白色棉纤维发育相关酶活性的比较研究

选择深棕、中棕、浅棕3个棕色棉品系,以白色棉品种为对照,测定棉铃发育各阶段纤维发育相关酶的活性变化,探讨纤维发育相关酶对棕色棉纤维品质的影响。结果表明,棕色棉的绒长、衣指、衣分低于白色棉;纤维发育过程中,棕色棉纤维伸长速率低于白色棉,纤维伸长停止早(30 DPA左右),而白色棉纤维伸长期较长(35 DPA左右);纤维发育期棕色棉纤维素累积速率低于白色棉,快速累积期短(25 DPA),纤维素含量低于白色棉;纤维发育前期(20 DPA),棕色棉的蔗糖合成酶(SS)活性显著低于白色棉,而过氧化物酶(POD)和吲哚乙酸氧化酶(IAAO)活性高于白色棉;纤维发育后期(25 DPA),棕色棉的β-1,3-葡聚糖酶、POD活性显著低于白色棉。     

天然棕色棉色素分布规律及色素合成与纤维发育的关系

通过对三个颜色深浅不同的棕色棉品系纤维的观察,发现中棕色棉色素分布较为典型,按照颜色的深浅不同,可以分为4条带纹;在此基础上,对各发育时期棉铃中纤维颜色的观察、蒸馏水洗脱棉纤维试验、棉子壳和棉纤维中棕色素含量的测定,分析色素在纤维上的分布规律与色素合成、纤维发育的关系,由此推断种皮合成无色的色素前体运输到纤维中,无色的前体在纤维中生成棕色素,按照色素与纤维结合的牢固性,色素与纤维素的结合方式可以分为两种,本试验结果支持纤维扩散生长理论,同时推断纤维的扩散生长不是均匀的;最后通过相关性分析,纤维中的色素含量与单铃重和纤维长度负相关性达到显著水平。     

棉花纤维素累积特性的基因型差异及与纤维比强度形成的关系

以14个纤维比强度差异明显的棉花品种为材料,研究了棉纤维素累积特性的基因型差异及与纤维比强度的关系。结果表明,棉株不同果枝部位棉铃的纤维素累积均符合Logistic曲线,棉纤维素累积的5个特征值（纤维素快速累积期的起始、终止时期,最大累积速率及其出现的时期,快速累积持续期）在品种间的变异均较大,与纤维比强度的相关系数存在大小和正负的差异。其中,纤维素最大累积速率和快速累积持续期的变异最大,前者与纤维比强度呈极显著负相关,后者与纤维比强度呈极显著正相关。进一步以纤维素最大累积速率和快速累积持续期为变量,在同样欧氏距离下,基于棉株上、中、下3个果枝部位数据的聚类结果不完全一致,但总体上14个品种可分为纤维素累积快、平缓、中等3种类型,德夏棉1号、科棉1号和美棉33B分别是其中心品种。同时以纤维比强度为变量的聚类分析表明,这3个品种又分别是低强纤维、高强纤维、中等强度纤维3种类型的中心品种。总之,在棉纤维发育过程中,纤维素累积特性存在明显的基因型差异,且高强纤维的形成是以纤维素平缓累积为基础,纤维素累积过快似乎不利于纤维比强度的形成。     

响应面法优化棕色棉纤维原花青素的提取工艺

为了提高棕色棉纤维中原花青素的得率,优化原花青素的提取工艺.本文以棕色棉纤维为材料,研究甲醇浓度、料液比、超声时间和超声温度等单因素对原花青素提取率的影响,获得优化的提取条件.通过超声与甲醇-盐酸正丁醇相结合的方法提取原花青素,响应面法优化棕色棉纤维原花青素的提取工艺为:甲醇浓度83％,料液比1∶60,超声温度42℃,...     

天然彩色棉纤维色素成分的研究

植物非光合色素主要由类黄酮和类胡萝卜素组成,但彩色棉纤维中色素种类及其结构尚不清楚。经测定,棕色棉（X008）、绿色棉（S029）和白色棉（徐州142）成熟纤维中总黄酮含量分别为4.424 mg/g、3.846 mg/g和0.375 mg/g,没有检测到类胡萝卜素。通过盐酸-镁粉反应、四氢硼钠还原反应、碱反应、醋酸铅反应、氯化铁反应和紫外光     

棕色棉纤维四种类黄酮化合物HPLC测定方法的研究

利用高效液相色谱技术,建立一种同时检测棕色棉纤维细胞杨梅素、槲皮素、柑橘素、山奈酚等四种类黄酮成分含量的方法。实验结果显示,四种类黄酮成分达到完全分离,样品在10 h内稳定性较好,加样回收率在96.3%～99.3%。以鲜重计,棕色棉纤维中杨梅素、槲皮素、柑橘素、山奈酚的含量分别为44.68、28.2、47.2、64.6ng·g-1。     

棉花季节桃纤维发育相关酶活性变化与纤维比强度形成的关系

 选择纤维比强度差异明显的3类基因型4个棉花品种,研究季节桃纤维发育相关酶活性的动态变化及其与纤维比强度形成的关系。结果表明,棉花伏前桃、伏桃、早秋桃和晚秋桃纤维POD、IAAO活性的动态变化依次下降,蔗糖合成酶、β-1,3-葡聚糖酶活性与之相反。对于伏前桃和伏桃,纤维发育相关酶活性高,有利于纤维素累积特性的优化和高强纤维的形成;早秋桃纤维发育关键酶活性高于伏前桃,且纤维素累积特征较优,最终纤维强度较伏前桃高;随着日均温降到20℃以下,棉株的衰老,晚秋桃纤维发育相关酶活性峰值后移,纤维比强度增长幅度大幅降低。棉花季节桃纤维发育过程中相关酶活性动态变化的差异是导致纤维素的累积特性及纤维比强度差异形成的重要生理原因之一。     

棉纤维发育相关糖类物质转化与纤维产量形成的关系

以生育期相近的2个棉花品种不同季节成铃的棉纤维为材料,研究棉纤维发育相关糖类物质转化、纤维素合成特征与棉纤维干物质质量形成的关系.结果表明:随着开花结铃时间的推迟,棉纤维中可溶性糖和蔗糖的转化率有下降的趋势;可溶性糖和蔗糖转化率高的棉纤维,其纤维素累积最大速率较高,纤维干物质质量快速增长期历时长,有利于纤维干物质质量的增加.对于不同结铃时期的棉铃,棉纤维中蔗糖和纤维素均是通过调节可溶性总糖含量的变化来影响棉纤维干物质质量的增加.因此,棉纤维发育过程中可溶性糖类物质转化情况和纤维素合成特征的差异,是导致不同结铃时期单铃纤维干物质质量形成差异的直接原因.     

Comparative Proteomic Analysis of the Fiber Elongating Process in Cotton

A comparative proteomic analysis was performed to explore the mechanism of cell elongation in developing cotton fibers.The temporal changes of global proteomes at five representative development stages (5～25 days post-anthesis [DPA]) were examined using 2-D electrophoresis.