棉花突变体种质资源创制概述

棉花是极其重要的纤维作物,各种种质资源对满足棉花育种和棉花基因组功能研究具有重要价值。叙述了植物种质资源的重要性及突变体创制的广泛性,并对棉花突变体的获得途径及国内报道的棉花突变体进行了概述。认为构建具有自主知识产权的陆地棉突变体库是我国棉花功能基因组研究的迫切需要。     

陆地棉半矮秆突变体sd株高对外源激素的敏感性

【目的】研究外源激素对棉花矮化突变体株高的影响,确定其对激素的敏感性,为利用其分析棉花株高遗传基础与激素调控关系提供依据。【方法】以棉花品种新陆早17号(CK)及其矮化突变体sd为材料,采用GA₃、IAA和BR激素分别处理后,研究不同激素和不同浓度处理对棉花株高的影响。【结果】突变体sd的株高约为新陆早17号的四分之三,突变体sd是一份典型的陆地棉半矮秆突变体。不同浓度GA₃处理后,新陆早17号的株高变化量高于突变体,50 mg/L的GA₃处理能使突变体sd的株高恢复到新陆早17号的株高水平,激素影响棉花株高的主次顺序为GA₃＞BR＞IAA,株高与GA₃具有显著的正相关性。【结论】突变体sd是一份典型的陆地棉半矮秆突变体,突变体sd的株高对GA₃敏感。     

棉花Ligon lintless纤维突变体SSR的分子标记定位

陆地棉Ligon lintless是单基因显性突变体,其性状表现为成熟的长纤维极度缩短,一般在4~6 mm,植株的叶片和茎呈扭曲状。本研究用陆地棉遗传标准系TM-1与棉花纤维突变体Ligon lintless的杂交一代(由于材料的特殊性即相当于回交一代BC1,后文称为BC1)的246个单株为作图群体,利用4000对SSR引物筛选出在双亲间表现多态性的引物28对,多态频率为0.7%。江利用这28对引物对BC1群体进行分析,共检测到23个多态性位点。用Joinmap3.0软件绘制连锁图,该图谱共覆盖168 cM,相当于棉花总基因组的3.74%,标记间的平均遗传距离为7.3 cM,将棉花纤维突变体Ligon lintless的L i基因连锁定位在22号染色体上。     

陆地棉目标性状育种基因库的建立与育种利用初探

分析了棉花遗传研究群体与育种群体的特点及传统育种方法存在的问题,提出建立“陆地棉目标性状育种基因库“来提高育种效率和加速育种进程的设想,并介绍了“陆地棉目标性状育种基因库“初步建立和利用情况.     

南京农业大学1990年获奖科研成果

(一)获农业部的奖励项目 1.陆地棉芽黄突变体的遗传及其在生产上的利用 对国内外陆地棉芽黄突变体和突变品系进行基因等位性测验。鉴定出V_(18)、V_(19)、V_(20)、V_(22)四个芽黄基因,并得到国际公认。它填补了国内棉花性状遗传研究的一项空白,为棉花其他质量性状的遗传研究提供了一套较完整的体系。获农业部科技进步二等奖。获奖者:潘家驹、张天真、王学德、何金龙、吴纪元等。     

棉花矮化机理研究进展

棉花矮化植株具有强抗倒伏和高产的特点,对棉花育种具有重要作用。近年来,棉花矮化性状的研究集中在突变体的收集、创造及表型和遗传特点、矮化性状与激素的关系上,矮化基因的发掘研究与利用也越来越受到重视。综述了棉花矮化育种的意义,矮化性状与激素的关系,对国内外激素相关的棉花矮化性状的机理的最新研究进展作了详细地总结,并探讨了棉花矮化分子机理的研究进展,提出棉花矮化育种存在的问题及发展方向。     

棉花矮化机理研究进展

棉花矮化植株具有强抗倒伏和高产的特点,对棉花育种具有重要作用。近年来,棉花矮化性状的研究集中在突变体的收集、创造及表型和遗传特点、矮化性状与激素的关系上,矮化基因的发掘研究与利用也越来越受到重视。综述了棉花矮化育种的意义,矮化性状与激素的关系,对国内外激素相关的棉花矮化性状的机理的最新研究进展作了详细地总结,并探讨了棉花矮化分子机理的研究进展,提出棉花矮化育种存在的问题及发展方向。     

陆地棉野生种系在育种工作中的潜力

美国和我国一样,生产上栽培的棉花主要是陆地棉。从育种上来说,种质窄在美国也是面临的一大问题。丰富的种质资源是棉花育种的基础,所以现在美国十分重视搜集和研究新的棉花种质资源。     

棉花突变体的获得及其应用研究进展

介绍了棉花突变体的获得方法,并分别阐述了各种方法产生变异的机制。为了便于查找棉花突变体材料,将国内突变体收集保存情况进行了总结。另外,还描述了5个重要的棉花突变体及其在棉花遗传育种、基因克隆及功能基因组研究中发挥的重要作用。     

棉花狭窄苞叶突变体的特征与特性

对发现的陆地棉狭窄苞叶突变体苏BM009进行了初步研究,狭窄苞叶突变体的光合性能测定结果表明,突变体叶片的净光合效率与正常苞叶植株没有显著差异,甚至优于正常苞叶.对该狭窄苞叶突变性状的育种利用价值及其在原棉品级改良和提高病虫害防治效果方面展开了客观的评价、讨论.     

3种裸大麦叶色突变体的选育及其突变性状的比对分析

 大麦叶色突变体在光合作用机理、基因功能鉴定和激素生理等研究中具有一定应用价值。本文利用0.5%EMS诱变裸大麦品种“北青7号”干种子,通过自交繁殖分离到M₄代黄条纹、淡绿和黄化3种叶色突变体植株。突变体与亲本材料的性状比对分析表明,3种叶色突变体带有矮秆、节间缩短2种突变性状,其中,黄条纹和黄化2种突变体还带有穗长缩短突变。3种叶色突变体的叶绿素a（Chla）、叶绿素b（Chlb）和总叶绿素质量分数均显著低于对照（P<0.05）,Chla质量分数下降比Chlb的更快,其中,以黄化突变体中叶绿素质量分数最低、Chla质量分数下降最快。3种叶色突变体在4个时间点的光合效率都显著低于亲本光合效率,其中,黄化突变体光合效率在4个时间点最低。黄条纹突变体光合效率的提高和减弱比亲本的慢,淡绿和黄化2种突变体的提高和减弱比亲本的快。3种叶色突变体具有不同的形态特征和光合特性,可能涉及不同的基因突变,在光合作用机理等研究中具有一定的应用价值。     

海岛棉和陆地棉叶片光合特性、冠层结构及物质生产的差异

【目的】探讨海岛棉和陆地棉两个棉花栽培种群体物质生产存在差异的原因,揭示海岛棉和陆地棉产量形成的机理,为选育高光效棉花品种和高产高效栽培提供理论依据。【方法】在新疆气候生态条件下,选用能适应北疆棉区的海岛棉品种（系）（新海22号、H858）和陆地棉主栽品种（新陆早13号、新陆早33号）为试验材料,分别测定不同棉花品种（系）叶片的叶绿素含量、叶面积指数、冠层开度、叶片向日性运动、群体光合速率和生物量等指标,探讨海岛棉和陆地棉两个栽培种间群体冠层结构、叶片光合组分和光合生产特性等的差异。【结果】陆地棉品种冠层上部叶片数量多,叶面积指数大,冠层开度小,上部叶片光截获量占冠层光截获总量的比例大,冠层中下部光截获量少;海岛棉品种冠层上部叶片少,叶面积指数小,冠层开度大,截获的光占冠层光截获总量的比例小;海岛棉品种群体光合速率均比陆地棉高;两个棉花栽培种光合物质生产能力存在显著差异,海岛棉光合产物总量多,但生殖器官占总光合产物的比例显著低于陆地棉;海岛棉和陆地棉产量构成因子及皮棉产量差异显著,陆地棉单位面积总铃数约为1.30×10⁶个/hm²,皮棉产量为3 000-3 500 kg·hm^-2,海岛棉虽然单位面积铃数显著大于陆地棉,达到1.54×10⁶个/hm²左右,但单铃重远低于陆地棉,皮棉产量仅1 500 kg·hm^-2左右;在棉铃空间分布上,海岛棉棉铃主要分布在冠层中下部,而陆地棉棉铃在冠层中上部的分布比例大。【结论】与海岛棉相比,陆地棉总光合产物低,但经济系数高,籽棉产量高,通过改善陆地棉冠层结构,延长群体光合功能期,提高光合产物累积量,有利于陆地棉产量的进一步提高;与陆地棉相比,海岛棉冠层光能利用率高,群体光合速率高,光合物质生产潜力大,但单铃重低,总铃库较小,且铃库与光合源比例失衡,光合产物转运效率低,经济系数小,产量较低。选育大铃、早熟性好的海岛棉品种,并适当增大种植密度,可能是海岛棉增产的技术途径。     

高温胁迫对不同棉花品种光合作用及产量性状的影响

【目的】 研究高温胁迫下不同棉花品种之间光合性状、产量性状及品质性状的差异,分析高温胁迫对棉花光合特性的影响,筛选耐高温品种,为耐高温品种选育提供理论支持。【方法】 测试20份陆地棉资源材料在高温胁迫后,叶片净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间CO₂浓度、光合水分利用率等5项生理指标,以及单株结铃、单铃重、衣分、籽棉产量、皮棉产量、纤维长度、比强度、马克隆值、整齐度、伸长率10个性状,研究其差异性及相关性。【结果】 20份材料在高温胁迫后光合特性和产量性状存在极显著差异,纤维品质存在差异但不显著,棉花品种间耐热性的表现不同,单株结铃和单铃重这两个产量性状和净光合速率、蒸腾速率、水分利用率呈正相关。【结论】 在高温胁迫环境下,中棉所35号、湘棉11号、鄂棉10号的光合能力相对较强,产量性状相对较高,具有较强的耐高温特性,筛选出材料可以作为耐高温育种的种质资源。     

显性无腺体陆地棉(G.hirsutum L.)新类型的选育

研究了海岛棉(G.barbadense L.)显性无腺体品系海1与陆地棉(G.hirsutum L.)有腺体品种杂交,把控制无腺体的显性基因转移到陆地棉中,选育出显性无腺体陆地棉新类型的结果。转育过程经过了三次回交和两次自交及严格的人工选择。选出的株形,叶形,花冠大小、颜色、花无红心,铃,苞叶等器官与陆地棉亦无明显区别。     

陆地棉芽黄基因应用于杂种棉的研究

为了检测棉花芽黄基因能否作为遗传标记基因用于杂种棉制种,在１９８９－１９９７年间,鉴定了芽黄基因对其转育系经济性状的可能影响,以及芽黄转育系与陆地棉推广品种杂交的Ｆ１,Ｆ２的产量优势。初步结果表明：（１）２６个供式陆地棉芽黄突变系中,ｖ１０,ｖ１５,ｖ２０对其轮回亲本的经济性太无不良影响,证明了上述３个芽黄基因有可能作为标记用于杂种棉制种;（２）６个芽黄转育系与陆地栽培品种的杂种组合,其Ｆ１及Ｆ２     

200份陆地棉种质资源农艺性状遗传多样性分析

【目的】 研究本地棉花种质基因库,筛选出适于作杂交亲本的种质资源。【方法】 以200份棉花种质资源为材料,研究其形态指标的变异情况和遗传多样性,并以形态指标对 200 份种质进行聚类分析。【结果】 21个形态指标遗传多样性指数(H′)变幅范围在0~1.02。所有材料可划分成6大类,其中第1大类30份材料,茎色紫红色,种子短绒颜色灰褐色材料为主,可以作为彩色棉花育种资源;以170177为主的20份材料种子短绒着生稀毛,种子短绒颜色绿褐色可以作为早熟、无酚、耐高温的育种材料;第6大类50份,所占比例较大。【结论】 200份种质资源的遗传多样性丰富,第6大类50份,可以作为目前新疆育种材料亲本,主要特征为株型塔型,无茎毛,叶色深绿色,叶片大小中,无叶基斑,有限果枝类型,黄色花冠,黄色花药,种子短绒着生情况多毛,种子短绒颜色灰绿色,有种仁色素腺体,吐絮颜色白色。     

新疆彩色棉花遗传特性分析

[目的]研究旨在揭示新疆主栽彩棉品种的遗传学特征,为彩棉优良新品种的选育提供种质资源及深入研究的依据,并对下一步将要开展的关联作图和彩棉色素基因的定位和克隆的研究材料进行评价。[方法]选择5个白色陆地棉品种与2个白色海岛棉品种分别与5个棕色棉品种以及5个绿色棉品种进行完全双列杂交,得到F2群体,统计其中符合孟德尔规律的群体数,并对所有F2代群体的单株纤维色泽进行统计和分析;根据农艺性状对亲本进行聚类分析,同时进一步利用SSR对亲本进行了遗传多样性分析。[结果]棕色和绿色棉纤维色泽遗传由细胞核控制,均由一对主效基因决定;棕色主要呈现显性遗传模式,而绿色棉纤维色泽遗传呈现显性遗传、不完全显性遗传或隐形遗传的模式。聚类分析表明,新疆主栽的棕色棉品种与新疆本地的陆地棉品种亲缘关系较近,与内地的陆地棉关系较远,与海岛棉关系最远;新疆主栽的绿色棉品种与新疆本地及内地的陆地棉关系均较远,与海岛棉关系最远。亲本的SSR遗传多样性分析表明,棕色和白色棉组合中,新陆早31号与新彩棉11号的多态性最高,293-zm-2与新彩棉5号的多态性最低;绿色和白色棉组合中,新陆早31号与绿85多态性最高,新陆早13号与新彩棉12号的多态性最低。[结论]为加快彩棉优良品种的定向选育提供了技术保证。     

新疆彩色棉花遗传特性分析(英文)

[目的]研究旨在揭示新疆主栽彩棉品种的遗传学特征。[方法]选择5个白色陆地棉品种与2个白色海岛棉品种分别与5个棕色棉品种以及5个绿色棉品种进行完全双列杂交,得到F2群体,统计其中符合孟德尔规律的群体数,并对所有F2代群体的单株纤维色泽进行统计和分析;根据农艺性状对亲本进行聚类分析,同时进一步利用SSR对亲本进行了遗传多样性分析。[结果]棕色和绿色棉纤维色泽遗传由细胞核控制,均由一对主效基因决定;棕色主要呈现显性遗传模式,而绿色棉纤维色泽遗传呈现显性遗传、不完全显性遗传或隐形遗传的模式。聚类分析表明,新疆主栽的棕色棉品种与新疆本地的陆地棉品种亲缘关系较近,与内地的陆地棉关系较远,与海岛棉关系最远;新疆主栽的绿色棉品种与新疆本地及内地的陆地棉关系均较远,与海岛棉关系最远。亲本的SSR遗传多样性分析表明,棕色和白色棉组合中,新陆早31号与新彩棉11号的多态性最高,293-zm-2与新彩棉5号的多态性最低;绿色和白色棉组合中,新陆早31号与绿85多态性最高,新陆早13号与新彩棉12号的多态性最低。[结论]根据彩色棉遗传模式及聚类结果,可利用彩色棉与新疆本地或内地棉杂交,进行品质改良。此研究结果为彩棉优良新品种的选育提供种质资源及深入研究的依据,并对下一步将要开展的关联作图和彩棉色素基因的定位和克隆的研究材料进行评价,也为加快彩棉优良品种的定向选育提供了技术保证。     

黄绿叶突变体冀麦5265yg的光合生理特性分析

【目的】叶色突变体是研究叶绿素合成、叶绿体发育和光合作用的理想材料,探索小麦黄绿叶突变体的光合生理特性,旨在阐明其光合作用调控机理,为小麦黄绿叶突变体的进一步利用奠定基础。【方法】以野生型冀麦5265和突变体冀麦5265yg为试验材料,对叶色表型进行观察,采用分光光度计和试剂盒法测定色素含量和酶活性,并利用Li-6400便携式光合仪和PAM100叶绿素荧光仪进行光合气体交换参数和叶绿素荧光参数测定。【结果】表型观察和色素含量结果表明,突变体苗期叶片表现为黄绿色,抽穗后叶片逐渐转变为淡绿色。遮阴处理可以使叶片颜色部分复绿,但比野生型略浅,属于光诱导转绿型突变体。突变体叶绿素a和叶绿素b含量显著低于野生型,叶绿素a/b的比值升高,为典型的叶绿素缺乏型突变体;光响应曲线和CO₂响应曲线显示,突变体的表观量子效率（AQY）、光饱和点（LSP）、最大净光合速率（P_n-max）、光补偿点（LCP）、暗呼吸速率（Rd）、羧化效率（CE）和饱和CO₂浓度（I_-sat）显著高于野生型,说明突变体叶片的光合机构稳定,强光下光合速率更高;光合气体交换参数和叶绿素荧光动力学参数表明,突变体的净光合速率（P_n）、蒸腾速率（T_r）、气孔导度（G_s）、光化学量子效率（F_v/F_m）、实际光化学效率（ΦPSII）和光化学淬灭系数（qP）显著高于野生型,说明其具有较强的光能转化和CO₂固定能力;突变体的超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）活性均高于野生型,丙二醛（MDA）含量下降,可溶性糖和可溶性蛋白含量升高,说明抗氧化酶系统通过清除氧自由基降低了氧化损伤,突变体叶片细胞膜损害减轻,抗逆性增强;突变体的核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶（Rubisco）活性显著低于野生型,磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPC）活性显著高于野生型,推测C₄ 途径光合酶PEPC活性的升高可能是突变体具有较高净光合速率的原因之一。花后遮阴以及外源喷施抗坏血酸AsA和二硫苏糖醇DTT处理表明,突变体对光强变化更敏感、叶片内AsA含量及叶黄素循环效率更高。【结论】黄绿叶突变体冀麦5265yg叶片气孔导度明显改善、热耗散降低、C₄途径光合酶活性升高,是其光合速率提高的主要原因。该结果为小麦叶色突变体高光合特性的分子调控机制研究奠定基础。     

Effect of the L-D1 alleles on leaf morphology,canopy structure and photosynthetic productivity in upland cotton (Gossypium hirsutum L.)

One of the most important objectives for breeders is to develop high-yield cultivars.The increase in crop yield has met with bottlenecks after the first green revolution,and more recent efforts have been focusing on achieving high photosynthetic efficiency traits in order to enhance the yield.Leaf shape is a significant agronomic trait of upland cotton that affects plant and canopy architecture,yield,and other production attributes.The major leaf shape types,including normal,sub-okra,okra,and su...