陆地棉不同色素腺体基因对比克氏棉子叶色素腺体延缓形成性状的遗传效应

用(亚洲棉×比克氏棉)F1双二倍体作母本与陆地棉的不同色素腺体基因型进行杂交,获得5个具有不同色素腺体基因的［(亚洲棉×比克氏棉)F1双二倍体×陆地棉］F1种间三元杂种。不同色素腺体基因对种间三元杂种植株和花器形态性状无明显效应,但对其色素腺体表现和棉酚含量具有较大的影响。用陆地棉单节显性系1(G12G12gl3gl3)配制     

澳洲野生棉种子叶色素腺体延缓形成的组织结构观察

对５个澳洲野生棉种休眠种子、种子发育过程中的子叶和种子萌发过程中的子叶进行连续切片观察,并以比克氏棉为例进行透视电镜观察。结果表明,具有子叶色素腺体延缓形成性状的澳洲野生棉种及其杂交后代的休眠种子,虽肉眼看不到色素腺体,但具有一群不同于其它细胞的特殊细胞群,其整体结构类似色素腺体的雏形。因此,提出了“色素腺体原”的新概念。澳洲野生棉种在开花后的幼胚器官形态建成期均先出现色素腺体细胞,然后经数次分裂形成一团色素腺体细胞群,挤压周围细胞而形成为色素腺体原,并保持该结构至种子成熟。当种子萌发１６ｈ后,色素腺体细胞解体,形成色素腺体。此外,本研究对澳洲野生棉种子叶色素腺体延缓形成性状的遗传调控等问题进行了讨论。     

比克氏棉和司笃克氏棉色素腺体形态建成的组织结构观察

对具有子叶色素腺体延缓形成性状的比克氏棉和种子有色素腺体但低酚的司笃克氏棉的休眠种子、幼胚发育过程和种子萌发过程中的子叶进行连续切片观察。结果表明,比克氏棉的种仁中虽无肉眼可见的色素腺体,但具有色素腺体原,其色素腺体形态建成从开花后子叶形态建成后开始到种子萌发后12h才完成。司笃克氏棉在幼胚发育过程中,也出现色素腺体原的结构,但保持的时间较短,到种子成熟时,其种仁中的色素腺体原大多已发育成正常的色素腺体,且色素腺体空腔中含有某些有色物质,腔壁明显不同于比克氏棉或一般有色素腺体棉。司笃克氏棉的色素腺体性状为介于一般有色素腺体棉和具有子叶色素腺体延缓形成性状棉种的中间过渡类型,这种性状在低酚棉育种研究中具有重要的实践意义。     

色素腺体和棉酚对陆地棉茎尖培养的影响

本研究以陆地棉三对色素腺体近等基因系为材料,研究色素腺体和棉酚对棉花茎尖培养的影响.结果表明,外植体的色素腺体和棉酚性状对于棉花茎尖培养有较大的影响,有色素腺体棉的茎尖比对应的无色素腺体近等基因系更易诱导产生不定根和再生植株.无色素腺体棉根尖的不定根出生时间晚于对应的有色素腺体近等基因系7天左右.棉酚试验     

陆地棉色素腺体与不同棉酚旋光体含量之间的相关性研究

【目的】研究不同基因型棉花不同器官的色素腺体与棉酚旋光体含量之间的相关性。【方法】以6个陆地棉材料中棉所12、中棉所12(无)、珂字棉312、珂字棉312(无)、IF11和冀棉14为对象,精确测定主要器官的色素腺体密度和大小,并采用柱前衍生拆旋方法进行高效液相色谱分析,测定其相应的棉酚旋光体含量,然后对色素腺体和棉酚旋光体含量进行相关性分析。【结果】低酚棉全株无色素腺体,但在各器官中仍能检测到低于0.02%(质量分数)的少量游离棉酚存在。有酚棉各器官均具有典型的色素腺体,其中棉仁的色素腺体最密,苞叶最稀;色素腺体大小(直径)以铃壳最大,花瓣和棉仁最小。不同器官中,总棉酚含量以棉仁最高,苞叶最小;棉仁和花瓣的右旋棉酚含量大于左旋棉酚,而萼片、铃壳、上部叶、中部叶和下部叶的左旋棉酚含量大于右旋棉酚。有酚棉的色素腺体密度与大小之间呈极显著负相关;而总棉酚含量与不同棉酚旋光体含量之间,以及左右旋棉酚含量之间呈极显著正相关。色素腺体密度与总棉酚含量以及不同棉酚旋光体含量之间呈极显著的正相关,而色素腺体大小与右旋棉酚含量之间呈显著的负相关。【结论】棉仁与花瓣的总棉酚含量存在高度的相关性,因此,可以通过花瓣的棉酚含量来判断棉仁的棉酚含量。     

陆地棉植株上色素腺体空间分布模式的多样性及其选择

利用陆地棉全株有色素腺体与无色素腺体的品种杂交而获得的6世代群体,研究了植株13个器官色素腺体的分布.基于器官上色素腺体的有无,发现植株色素腺体的空间分布具有10种模式.每一模式代表着植株色素腺体密度的特定等级,不同模式所包含的着生色素腺体器官的种类和数量不同.同一模式中各器官的色素腺体密度与其群体平均密度值的差亦不同,据此,作者提出了色素腺体的早生器官、迟生器官、同生器官和缓生器官的概念,并运用空间分布模式,为在实践中选样或保留理想模式提出了更为可靠的方法.     

司笃克氏棉（G.stockii）色素腺体的形态建成与棉酚动态研究

对司笃克氏棉幼胚发育过程和种子萌发过程中的色素腺体形态建成进行连续的切片观察和棉酚含量分析。结果表明,司笃克氏棉的种仁中含有肉眼可见的色素腺体,为典型的有色素腺体类型;然而种仁中的棉酚含量仅为0.0058%,为典型的低酚棉类型。司笃克氏棉种子成熟过程中的色素腺体形态建成有两种情况：（1）色素腺体细胞直接形成     

澳洲野生棉种的子叶棉酚动态及与色素腺体形态的关系

对斯特提棉、南岱华棉、澳洲棉、纳尔逊氏棉和比克氏棉五个澳洲野生棉种在种子萌发过程中的子叶棉酚含量进行了测定和分析。结果表明,五个澳洲野生棉种子叶中的棉酚积累过程与无色素腺体陆地棉品种基本相似,其休眠种子和萌发２４ｈ以内的子叶均检测不到棉酚,为典型的低酚棉类型。当种子萌发４８ｈ以后,其子叶开始出现棉酚,但含量极低;在子叶开始出现棉酚１～２ｄ后,棉酚含量开始迅速增加,到种子萌发第９ｄ达到最大值。此外,讨论了澳洲野生棉种的子叶色素腺体延缓形成的组织结构与棉酚积累的关系,以及该性状的遗传调控机理等。     

陆地棉色素腺体密度与丰产早熟性的相关及后代的遗传变异

本研究利用两个有色素腺体品种与两个无色素腺体品种,配成4个杂交组合,每组合包括P_1、P_2、F_1、F_2。在对4个组合各性状进行了世代间的方差分析后,着重研究F_24个部位及4个部位平均的色素腺体密度与19个产量因素及早熟性性状之间的相关性。结果表明,色素腺体密度与各产量及早熟性性状之间均无密切相关。在进行育种工作时,色素腺体密度可不做为必须着重考虑的因素。对遗传参数的估算结果表明,衣分的遗传力较高,单株铃数、单铃重为低到中等,单株籽棉产量和皮棉产量遗传力最低。遗传进度由高到低的变化趋势为:单株籽棉产量、单株皮棉产量>单株铃数>单铃重、衣分。     

Morphogenesis of Pigment Glands and Metabolic Characteristics of Gossypol in Gossypium bickii

[Objective]We studied the process of pigment gland formation and the dynamic change of gossypol synthesis, the dynamic relationship and molecular mechanism between the pigment glands and gossypol during the process of embryo formation and seed germination in G. bickii Prokh. [Method] We chose G. bickii as meterial and studied the tissue section observation, determination of gossypol contents and gene expression profile analysis of pigment gland formation and gossypol synthesis genes. [Result] The results showed that a large number of pigment protoglands formed on the cotyledons during embryo development process in G. bickii. The pigment protoglands formed to cavity structure at 12 hours after seed germination, and then converted into mature pigment glands. Analysis of gene expression profiles related to the pigment gland formation and gossypol synthesis during seed germination showing that GoPGF gene was highly expressed on the cotyledons of seed germination of 12 hours, which may be related to pigment protoglands forming to cavity structure of G.bickii. Farnesyl pyrophosphate synthase gene (FPS) was highly expressed on the cotyledons of seed germination of 24 hours showing it may be associated with the gossypol transported into the cotyledon pigment glands. CYP706B1 gene was highly expressed on the cotyledons of seed germination of 0 hours and HMG1 were highly expressed on the cotyledons of seed germination of 0 hours, 36 hours and 48 hours showing these genes may be associated with the formation of pigmented cavities and the storage and transport of gossypol; Cadinene synthase genes(CAD1-A) and HMG2 genes were not closely related to the pigment gland formation. [Conclusion] The 12 hours after seed germination is the key period of the morphogenesis of the pigment glands, and the morphogenesis of the pigment glands is synchrony with the time of the occurrence of gossypol in G.bickii. GoPGF, FPS, CYP706B1 and HMG1 are associated with the formation of pigmented cavities and the storage and transport of gossypol.     

南疆海岛棉和陆地棉棉铃发育过程中的生理生化特征

在大田条件下,以南疆主栽海岛棉和陆地棉为材料,研究棉铃发育过程中棉铃各部位的生理生化特征。结果表明,海岛棉铃壳叶绿素a、叶绿素b含量极显著高于陆地棉,类胡萝卜素含量极显著低于陆地棉。海岛棉铃壳、种子、纤维中可溶性蛋白质含量、过氧化氢酶活性和抗坏血酸含量明显高于陆地棉,且纤维中过氧化物酶活性也高于陆地棉,铃壳中丙二醛含量低于陆地棉。海岛棉与陆地棉发育棉铃各部位生理生化的异质性是棉铃铃期、铃重、衣分和纤维长度、伸长率、比强度等种间差异的内在表现。     

陆地棉外翻苞叶性状的遗传研究

本文研究了外翻苞叶性状遗传规律,表明品系2453和2463的外翻苞叶性状受控于同样的基因系统,系由两对显性重复基因控制,基因符号暂定为 Fb_1 Fb_2。外翻苞叶基因具有量的累加效应:显性基因数愈多,相应的外翻苞叶张度亦愈大(r_1=0.9244~(**),r_2=0.9629~(**))。     

棉花色素腺体和棉酚对棉铃虫抗药性的诱导作用及其酯酶同工酶谱分析

本研究以3对陆地棉色素腺体近等基因系为材料,结合不同棉酚含量的半人工饲料,研究棉花色素腺体和棉酚对棉铃虫抗药性的诱导作用。结果表明,取食于有色素腺体棉叶的棉铃虫,其抗药性显著高于取食于相应的无色素腺体近等基因系棉叶的棉铃虫,色素腺体可诱导棉铃虫对菊酯类和有机磷类农药产生抗药性。不同棉酚含量的半人工饲料试验结果表明,在一定范围内,棉铃虫的抗药性随饲料中的棉酚含量的增加而增加,当棉酚含量超过0．3％时,初孵棉铃虫难于饲养成活。棉铃虫体内酯酶同工酶谱分析结果表明,色素腺体对棉铃虫体内酯酶同工酶谱的谱带数无显著影响,但对其中一些谱带的宽度和颜色有一定程度的影响;棉酚的作用与色素腺体相似,但饲以0．225％的棉酚的棉铃虫体内出现两条新的谱带。经鉴定,新出现的谱带为羧酸酯酶。     

陆地棉矮化突变体Ari1327的矮化机理研究

 Ari1327是从美国引进的陆地棉种质Ari971经⁶⁰Coγ射线照射后得到的一个新型矮化突变体。Ari1327在萌发期和子叶期就表现出矮化性状。在现蕾期,突变体的株高、节间数和节间平均长度均小于野生型,差异达到极显著水平,节间平均长度的缩短导致了突变体株高的降低。突变体主茎节间纵向细胞的长度要显著小于野生型,横向细胞的直径与野生型差异不显著,节间细胞伸长受抑制导致了突变体节间平均长度的缩短。突变体中IAA、GA₃和ABA 含量高于野生型,外施GA₃能使其株高恢复至野生型水平,外施BR和IAA不能使其株高恢复到正常水平,较低浓度的IAA对突变体的株高和节间长度就开始产生抑制作用。突变可能导致了IAA合成相关基因的过量表达,突变体内源IAA含量急剧升高而抑制了植株生长,使株高降低。