生物技术在棉花育种中的应用

棉花生物技术在细胞工程及基因工程等方面已取得了较大进展.细胞工程中,通过胚珠培养、体细胞培养等技术获得了一些新种质材料;基因工程方面,随着农杆菌介导法、基因枪轰击法及花粉管通道法等技术的突破,在棉花抗病虫害和及抗除草剂等方面的育种获得成功,相应的新品种已开始了商业化生产.我国棉花生物技术在抗棉铃虫等方面达到世界领先水平,其他方面尚有差距.棉花生物技术上应加强基因工程的实效性,同时加大细胞工程的研究力度.本文综述了棉花生物技术的研究历程,总结了其在我国棉花育种中的应用进展和取得的成就,分析了我国棉花生物技术存在的主要问题,提出了相应的发展对策与建议.     

我国棉花施肥研究进展

论述了近50年来我国主要棉区肥料效应的演变及棉花需肥规律和施肥技术等方面的主要进展.指出我国棉花肥料研究与施用大体经历了三个阶段,即上世纪50年代有机肥与氮肥配合施用阶段,60年代有机肥与氮、磷化肥配合施用阶段,70年代以来的有机肥与氮、磷、钾及微量元素肥料平衡施用阶段.同时为了更好地确定合理的施肥时期、施肥量及不同肥料配比,在不同时期相应开展了棉花营养特点与需肥规律研究.     

世界棉花育种科技水平进展与发展对策

９０年代以来，世界棉花育种的特点为：（１）以提高单产为主要目标；（２）以提高纤维品质为主要目标；（３）以保护环境为主要目标。通过不同的育种途径，棉花育种成绩斐然，为人类的发展提供了重要的物质基础。２０００年前，中国棉花育种对策的重点应（１）加强基础研究；（２）改革现行流通体制；（３）改进原棉检测手段；（４）育种目标与市场反馈信息结合。     

我国将重点发展生物农药肥料等生物技术

<正> 科技部有关人士在近日召开的"新世纪生命科学论坛",上宣布:未来5至10年,我国将重点发展农业生物技术、环境生物技术,并力争在生物农药、生物肥料等关键技术上寻求突破。此次圈定的重点发展领域包括农业生物技术、环境生物技术、生物多样性、生物安全等。生物农约、生物肥料、功能基因组学、动植物转基因技术、生物安全等关键技术将成为未来     

生物技术与棉花杂种优势利用研究之进展

近年来，棉花生物技术发展迅猛，尤其是棉花基因工程的突破，为棉花杂种优势利用开辟了广阔的新领域。本文对棉花细胞质雄性不有机理、基因工程杂交棉、组织培养诱导棉花雄性不育新类型等作了探讨和综述；并对生物技术和棉花杂种优势利用的前景作了展望。     

我国棉花育种存在的问题及发展对策

重点分析了当前我国棉花育种中存在的主要问题,并针对问题和今后加快我国棉花育种应关注的方向,提出我国棉花育种技术发展对策和建议。     

离子束生物技术在棉花育种中的应用述评

近年来，离子束生物技术在农作物育种研究中取得了很大进展。本文主要总结了离子注入诱变技术和离子束介导转基因技术在棉花育种中的应用现状，对存在的问题进行了分析，论述了离子束生物技术在棉花育种中的应用前景。     

重视农业生物技术研究 促进我国农业发展

农业是国民经济和社会稳定发展的基础。我国目前有人口 12亿多 ,预计 2 0 30年人口将达到 16亿 ,随着人民生活的改善 ,按粮食安全的最基本标准人均 4 0 0～ 4 50公斤计 ,需要年生产粮食 6.4～ 7亿吨 ,应将现在的总产提高 30 %以上 ,而我国人均耕地面积届时只有 1亩多一点 ,人均其他农业资源只有世界平均水平的 1/3～1/4,因而任务十分艰巨。小平同志早就指出 :“中国农业问题的最终解决 ,还要依靠科技”,“将来农业问题的出路 ,最终要由生物工程来解决 ,要靠尖端技术”。江泽民同志也明确指示 :“要进行一场新的农业科技革命”。而农业生物技…     

浅析沙雅县棉花栽培技术发展存在的问题及对策

棉花是我国主要的经济作物之一,不仅是御寒材料的重要来源,也是提升农业收入、促进国民经济增长的重要途径。在当前棉花种植业发展中,棉花的产量和质量面临着无法满足我国消费者日益增长需求的困境,研发探索棉花栽培技术势在必行。以沙雅县棉花栽培为切入点,分析了沙雅县棉花栽培的现状,指出其发展中存在的问题,并据此提出相应的解决措施,为沙雅县棉花的进一步发展提供一些参考意见。     

世界棉花分子生物学研究进展

扼要综述了棉花分子生物学在以下几个方面的进展：１、Ｌｅａ基因家族结构与功能研究;２、棉花纤维发育基因的研究;３、四倍体栽培棉种的Ａ／Ｄ染色体组来源;４、四倍体棉花基因组物理图谱的构建;５、基因的克隆与序列分析。     

DPC对棉花叶片发育及活性氧代谢的影响

以中棉所１８为材料，研究了大田条件下ＤＰＣ（缩节安）系统化控对棉叶发育和活性氧代谢的影响，结果表明，ＤＰＣ提高了叶片中叶绿素、可溶性蛋白的含量，降低和减轻了膜脂过氧化产物丙二醛（ＭＤＡ）的积累，提高了超氧物歧化酶（ＳＯＤ）活性，降低了过氧化氢酶（ＣＡＴ）、过氧化物酶（ＰＯＤ）活性，改善了活性氧代谢。ＤＰＣ具有显著延缓叶片衰老的效应，可能与改变了内源激素系统、改善了活性氧代谢有关。     

ET-ISJ标记的开发及陆地棉遗传图谱构建

根据植物结构基因外显子拼接位点的保守序列,设计扩增外显子的ET-ISJ (exon targeted intron-exon splice junction)标记引物。利用1 280对ET-ISJ引物组合,在陆地棉品种渝棉1号和T586中,筛选获得69对多态性引物组合,占引物组合的5.4%。用多态性ET-ISJ引物组合检测(渝棉1号×T586)F_2:7重组近交系群体,得到70个位点。以70个ET-ISJ标记位点与523个SSR、59个IT-ISJ、29个SRAP和8个形态标记进行连锁分析,构建的遗传连锁图谱包括59个连锁群和673个位点(68个ET-ISJ、510个SSR、58个IT-ISJ、29个SRAP和8个形态标记)。连锁图覆盖3 216.7 cM,占棉花基因组的72.3%,标记间平均长度为4.8 cM。68个ET-ISJ标记分布于20条染色体。研究表明ET-ISJ标记多态性较高、稳定性好,可有效用于棉花与其他植物遗传连锁图谱构建。     

棉花品种遗传纯度的SSR分子标记鉴定技术研究

为建立适合于SSR标记的棉花品种纯度鉴定方法,利用78个SSR标记对12个棉花常规品种进行标记基因型分析.通过比较不同品种不同单株标记基因型,发现棉花品种的非纯SSR位点存在3种主要类型.通过综合分析非纯SSR位点率和异型单株率对品种遗传纯度的影响,建立了利用SSR标记在分子水平上鉴定棉花品种纯度的方法.利用该方法鉴定的12个棉花品种中有3个品种(C5、C9和Cll)的遗传纯度在98％以上,非纯SSR位点和异型株均较高的2个品种(C3和C6)遗传纯度分别为67.31％和31.79％,该方法弥补了以往分子纯度计算方法中只考虑单株混杂、不考虑SSR位点混杂的缺陷,可比较客观地反映品种的遗传纯度状况.     

棉花亲环素基因(GhCYP1)克隆及在干旱胁迫下的表达分析

本研究从已构建的棉花(Gossypium hirsutum)干旱胁迫抑制性差减杂交(suppressive subtractive hybridization,SSH)cDNA文库分离得到一个含有植物亲环素保守结构域的EST片段,测序并结合cDNA末端快速扩增(5'-RACE)技术获得了1个779bp的cDNA序列。序列分析表明,该cDNA5'非翻译区为70bp,3'非翻译区为187bp,并含有一个编码174个氨基酸蛋白的开放阅读框。Blast分析表明,该基因的编码产物为一个亲环素蛋白,将该基因命名为为GhCYP1,序列提交到GenBank,登录号为GQ292530。半定量RT-PCR分析表明,干旱胁迫处理后,该基因在叶片中的表达量迅速提高,并在胁迫2h达到最高,这一研究暗示该基因的表达与棉花抗旱胁迫相关。     

种植密度和EDTA对短季棉活性氧代谢及铃重的影响

采用裂区设计，研究了种植密度和ＥＤＴＡ对短季棉活性氧代谢和铃重的影响。结果表明，随密度上升，短季棉功能叶中ＳＯＤ活性、ＭＤＡ含量分别呈显著下降和增高趋势，幼蕾、花中ＳＯＤ、ＰＯＤ活性呈下降趋势。但密度在６万～９万株·ｈｍ－２范围内，随密度增加并不会导致幼蕾、花中ＳＯＤ、ＰＯＤ活性的显著下降。ＥＤＴＡ减缓了功能叶中ＳＯＤ活性下降和脂质过氧化产物的积累，提高叶绿素和蛋白质含量，延缓叶片衰老；增强幼蕾、花中ＳＯＤ和ＰＯＤ活性，具增铃增铃重的效果。同时，密度在９万株·ｈｍ－２时，ＥＤＴＡ的增铃重效应较佳，且总铃数和伏桃比例也高     

珂字201胚性愈伤组织cDNA文库的构建和分析

用经过改进的胍盐法提取了陆地棉品种珂字201胚性愈伤组织的总RNA,进而分离了mR-NA,合成了全长cDNA,并将其克隆到λTriplEx载体中,进行体外包装后,成功地获得了cDNA文库.该文库的滴度为2.02×107pfu·ml-1,重组效率在90%以上,插入片段大小范围也符合cDNA文库构建的要求.     

农艺因素对杂交棉浙杂166纤维产量和品质的影响及若干生理性状的杂种优势

在三个地区进行了大田试验和盆栽试验,研究农艺因素对杂交棉浙杂166的纤维产量和品质的影响及杂交种若干生理性状的杂种优势。结果表明,最佳种植密度和氮肥用量因地区而异,金华点要比杭州和慈溪要求较低的种植密度和较高的氮肥用量;播种日期以4月15日播种地膜覆盖的处理铃数最多。从纤维产量和衣指上看,最适密度和氮肥用量分别为每公顷4.5万株和180kg,播种日期为杭州和慈溪为4月15日,金华为4月20日,播种后全部地膜覆盖。不同密度、氮肥用量及播种期之间,纤维品质无显著差异,但慈溪点表现为N1(135kg·hm 2)处理的纤维长度显著低于其它氮肥用量较多的处理。叶绿素含量(以SPAD表示)生育期间变异很大,在初花期和吐絮期,杂交种浙杂166高于其双亲和常规品种泗棉3号,而在盛花期和结铃期恰好相反。杂种及其双亲的MDA含量在生育期间也表现出较大的变化,且杂种的变化模式与不育系相似,表现为蕾期较低,而初花期及此后保持较高。与双亲相比,浙杂166具有明显的SOD杂种优势,生育期间的变化模式也与不育系相似。     

一个棉花类受体蛋白激酶基因的克隆与表达分析

 利用简并引物扩增、染色体步移以及RT-PCR的方法,分离了棉花的一个类受体蛋白激酶基因的全长序列。序列分析表明,该基因没有内含子,开放读码框的长度为2964 bp,编码的多肽序列含有988个氨基酸并与拟南芥控制花器官脱落的基因HAESA-like2具有60%左右的相似性,将该基因命名为GRLK5。半定量RT-PCR分析发现GRLK5在种子、茎皮、根和纤维中的表达量较高,并且受ABA的诱导表达。将GRLK5整合到植物表达载体pCAMBIA2301中,构建植物过量表达载体,通过农杆菌介导,采用叶盘法转化烟草,PCR检测证明目的基因已经整合到烟草基因组中。     

Estimation of Heat Tolerance Improvement in Recent American Pima Cotton Cultivars

Improving cotton ( Gossypium spp.) heat tolerance (ability to set bolls in high temperature environments) has been an important aspect of the American Pima (Pima) cotton ( G. barbadense L.) breeding program for over 25 years. However, heat tolerance is difficult to quantify. This report estimates change in heat tolerance of Pima cotton through yield response over 30 years in six Arizona counties that differ in elevation and mean summer temperatures. Pima cotton/upland cotton ( G. hirsutum L.) lint yield percentages were compared for each county by regression with year of production. County mean yield percentages were also compared with elevations. Pima cotton yields as percentages of upland cotton yields increased in five of the six counties over the 30-year period. Pima lint yield increased from 57 % of upland yield in 1956 to 75 % in 1985 when averaged over the six counties. This increase represents an estimated 206 kg lint ha-1 in addition to any upland yield increase. Comparison of regression coefficients suggest that nearly 50 % of the 30-year lint yield increase of Pima cotton at lower elevations was the result of increased tolerance to high temperature in improved cultivars. County 30-year mean Pima cotton lint yields as percentage of upland cotton yield increased significantly (P < 0.001) from 52.2% to 82.1 % as county elevations increased from 37 m to 1273 m (cooler summer temperatures). These results support reports of greater heat tolerance for upland cotton than Pima cotton, but also show that the difference between species has been reduced substantially by breeding in the last 30 years.