不同温度下外施6-BA和ABA对棉花(Gossypium hirsutum L.)产量和纤维品质的影响

以棉纤维比强度高的科棉1号、比强度中等的美棉33B 2个品种为材料,于2006-2007年在江苏南京设置大田分期播种试验,使棉铃发育处于不同温度条件,于棉株7～9果枝第1、2果节棉铃开花时喷施6-苄基腺嘌呤(6BA)和脱落酸(ABA),研究不同的铃期日均最低气温条件下6-BA和ABA对棉花产量和纤维品质的影响。结果表明:由晚播造成的低温降低了棉花产量及纤维品质。外施6-BA、ABA对棉株中部果枝铃铃重和纤维品质影响最大。正常播期下,外施6-BA可增加中部果枝棉铃铃重,外施ABA降低铃重,但二者对其纤维品质影响较小;迟播时,外施6-BA可提高中部果枝棉铃铃重,ABA处理的作用则相反,二者均可提高纤维长度和比强度、优化麦克隆值。不同的温度条件下,外施6-BA均提高了单株铃数、单株平均铃重和皮棉产量,外施ABA则降低了棉花单株铃数和产量。外施6-BA和ABA对高强纤维品种产量和纤维品质的影响较中强纤维品种更为明显。低温下,在棉铃发育初期喷施6-BA对改善棉纤维品质的效果最好。     

一个棉花纤维伸长期优势表达启动子pGhFLA1的克隆与鉴定

棉花纤维是研究单细胞生长发育的良好模式细胞,寻找在棉花纤维发育时期优势表达的启动子,对于棉花纤维发育的功能基因组研究非常重要。本试验对发掘到的一个在纤维伸长期优势表达基因GhFLA1的启动子进行克隆,并将该启动子融合GUS转化棉花和烟草。转基因棉花的GUS蛋白染色表明,在0~20 DPA(days post anthesis)的纤维中检测到GUS蛋白,同时在柱头、雄蕊、萼片、胚根、子叶和根中也检测到GUS蛋白,但在花瓣、叶片和苞叶中没有检测到。同时GUS定量检测结果显示,pGhFLA1驱动GUS蛋白积累的高峰是在20 DPA的纤维中,其驱动GUS表达的能力是Ca MV 35S::GUS的22倍。转基因烟草组织化学染色显示pGhFLA1可以驱动GUS在叶片及叶片的表皮毛中优势表达,同时在子房、柱头、花药、苞叶、花柄基部、花瓣、种子等生殖器官上也存在GUS蛋白。启动子pGhFLA1在棉花纤维和烟草叶片的表皮毛中优势表达,可用于棉花纤维功能基因组研究,在改良纤维品质育种中具有潜在的应用价值。     

播期对棉铃对位叶蔗糖代谢及棉铃产量性状、纤维品质的影响

【目的】探讨棉铃对位叶蔗糖代谢机制及棉铃产量性状、纤维品质对不同播期条件的响应。【方法】以棉铃产量性状具有明显差异的两个陆地棉品系A705和A201为供试材料,于2016―2017年进行大田试验研究,在不同播期(早播2016年4月12日,2017年4月15日;晚播2016年5月6日,2017年5月28日)条件下,研究棉铃对位叶非结构性碳水化合物(蔗糖、己糖、淀粉)和蔗糖代谢关键酶(液泡酸性转化酶、细胞壁酸性转化酶、蔗糖磷酸合成酶、蔗糖合成酶)的动态变化及差异,及不同播期对棉铃产量性状和纤维品质的影响。【结果】晚播棉铃铃期更长,铃重、单铃种子质量、籽指和纤维上半部平均长度增加,衣分和马克隆值降低。晚播导致棉铃对位叶细胞壁酸性转化酶和蔗糖合成酶活性降低,蔗糖浓度升高,可能为棉铃的发育提供了更充足的碳源。【结论】晚播相对低温条件下,棉铃发育更完全,在生产上适当晚播可以提高纤维品质。     

花铃期干旱对不同部位棉铃对位叶糖代谢及铃重的影响

以美棉33B为材料,于棉花中部果枝开花时进行干旱处理(土壤相对含水量由(75±5)%自然减少直至吐絮),研究花铃期干旱对棉铃对位叶糖代谢及铃重的影响。结果表明,花铃期干旱处理,棉铃对位叶净光合速率降低,且中部降幅上部下部;棉铃对位叶可溶性糖含量下部和上部果枝增加而中部降低,蔗糖含量增加而淀粉降低,表明干旱促进叶片光合产物向蔗糖分配;棉铃对位叶蔗糖磷酸合酶、蔗糖合酶活性降低、酸性转化酶活性先降低后增加,且对中部和上部的影响大于下部,表明蔗糖合成受抑制,而其降解先抑制后促进,降低可供外运的蔗糖水平。干旱条件下铃重降低,中部降幅上部下部。因此,棉铃对位叶蔗糖合成减少和外运受抑制是花铃期干旱条件下铃重降低的蔗糖代谢基础。     

陆地棉棉铃对位叶碳氮变化特征与其生物量关系的研究

在大田栽培条件下,选用科棉1号和美棉33B两个棉花品种,于江苏南京、徐州进行施氮量(0、240、480kg.hm-2)试验,研究棉铃对位叶碳氮变化特征与棉铃(棉子、纤维)生物量的关系。结果表明:棉铃对位叶全碳、全氮含量变化可用函数Y=at2+bt+c〔Y(%):全碳或全氮含量,t(d):铃龄,a、b、c:参数〕拟合,碳氮比变化可用Logistic方程拟合。进一步分析棉铃对位叶碳氮变化的特征值发现:(1)棉铃对位叶全碳含量达到最小值的时间早、最小含量值高,则可提高棉铃、棉子、纤维生物量快速累积持续期间的平均速率,但缩短了棉铃和纤维生物量快速累积持续期,延长了棉子生物量快速累积持续期。(2)棉铃对位叶全氮含量达到最小值的时间晚,则可延长棉铃和纤维生物量快速累积持续期;全氮最小含量值高,则可延长棉子生物量快速累积持续期。(3)棉铃对位叶碳氮比快速增长持续期长、快速增长平均速率小,则可延长棉铃及纤维生物量快速累积持续期。可见,棉铃对位叶碳氮变化特征与棉铃生物量的关系密切,可通过调控棉铃对位叶碳氮含量及其比值促进棉铃发育。     

花铃期渍水对棉铃对位叶蔗糖代谢及铃重的影响

试验以新棉33B为材料,于2007年和2009年在江苏南京(32º02′N,118º50′E)江苏省农业科学院防雨棚的水泥池中进行。以正常灌水(土壤相对含水量为75%±5%)为对照,于棉花中部(6~8)果枝开花时进行渍水7 d和14 d (保持地面2~3 cm的水层)处理。研究花铃期渍水对棉铃对位叶蔗糖代谢及铃重形成的影响。结果表明,花铃期渍水条件下棉铃对位叶可溶性糖、蔗糖、淀粉含量增加,蔗糖/淀粉比值下降,且随渍水持续期的延长变化幅度增大,表明花铃期渍水致使叶片蔗糖外运受阻且随渍水时间的延长外运受阻加重;棉铃对位叶蔗糖磷酸合酶、蔗糖合酶和酸性转化酶活性增强,且随渍水持续期的延长和果枝部位的上升而增大;棉铃对位叶可溶性糖、蔗糖和淀粉含量与蔗糖磷酸合酶、蔗糖合酶及酸性转化酶活性显著正相关(P<0.05),表明渍水条件下蔗糖代谢被激活但并未促进叶片蔗糖的外运,铃重随果枝部位上升和渍水持续期的延长下降幅度增大。这是渍水条件下铃重下降的重要原因。     

棉铃对位叶C/N的变化及其与棉铃干物质积累和分配的关系

以产量差异显著的14个棉花品种为材料, 研究棉铃对位叶C/N的变化特征及其与棉铃干物质积累与分配的关系。结果表明, 棉铃对位叶C/N随铃龄的变化可用y=at²+bt+c拟合[ y为C/N, t为铃龄(d), a、b、c为常数], 其主要特征值(a、b、c和C/N最大值)与单铃干物重(即单个棉铃的铃壳、棉籽和纤维3部分干重之和)和铃重(即棉籽和纤维两部分干重之和)存在极显著相关关系, 而与衣分和铃壳率无显著相关关系。以a、b、c和C/N最大值为变量可将14个棉花品种聚类为Ⅰ(美棉33B等6个品种)、Ⅱ(科棉1号等6个品种)和Ⅲ(中棉所35和中棉所38) 3个类群, 三者棉铃对位叶C/N及单铃干物重的变化特征差异显著, 其中类群Ⅲ铃龄10~17 d期间的棉铃对位叶C/N显著高于类群Ⅰ和类群Ⅱ, 铃龄24 d之后仍保持在2.5左右, 整个铃期内变幅最大, 平均值最高, 其单铃干物重快速增长期最长, 平均增长速率最小, 最终单铃干物重和铃重均最大, 但3个类群棉花棉铃干物质在棉铃各部分分配率的动态变化无明显差异, 最终衣分和皮棉产量与棉铃对位叶C/N变化特性无明显相关性。棉铃对位叶C/N变化的基因型差异显著, 棉铃对位叶C/N在铃龄10~17 d期间高、铃龄24 d之后仍维持在相对较高的水平, 有利于棉铃干物质的积累。     

播种期对2个不同类型棉花品种产量和产量构成的影响

 适期播种是棉花丰产的重要措施,品种类型常影响播种期。为确定不同类型棉花品种的适宜播期,采用裂区设计,以品种类型（早发型鲁棉研21号和后发型鲁棉研28号）为主区,播种期（4月上旬早播、4月下旬中播和5月上旬晚播）为副区,于2009—2010年在山东临清研究了品种类型和播种期对棉花产量和产量构成的影响。两年的试验结果表明：品种和播期对棉花产量有显著的互作效应,而且主要是由于铃数和衣分的变化所致;早发型品种4月下旬播种产量最高,比4月中旬播种增产6.3%,5月上旬播种与4月中旬播种产量相当;后发型品种4月中旬播种产量最高,比4月下旬和5月上旬播种分别增产4.8%和12%。在鲁西北棉区地膜覆盖栽培条件下,早发型品种以4月下旬播种为宜,可以适当晚播,直到5月上旬;后发型品种应适当早播,以4月中旬为宜,晚播会显著减产。     

棉花叶片响应高温的差异与夜间淀粉降解密切相关

叶片对光合产物的转运输出是其源能力的重要体现,高温胁迫导致的源能力不足是棉花减产降质的重要原因之一。为探究棉花对位叶光合产物输出能力对短期高温胁迫的响应及其在不同热敏感性品种间的差异,本研究以耐热型棉花品种PHY370WR和热敏感型棉花品种苏棉15为材料,于2015—2016年在南京农业大学牌楼试验站进行盆栽试验,在棉花花铃期设置持续5 d的温度处理[对照日均温为26℃(CK,昼夜温度循环为30/22℃),高温处理日均温为34℃(HT,昼夜温度循环为38/30℃)],在高温胁迫5 d和胁迫解除后5 d对叶片光合产物输出能力和光合产物含量进行研究。结果表明,高温胁迫5d显著降低棉花铃重,提高对位叶比叶重,耐热型棉花品种PHY370WR铃重降低幅度及比叶重升高幅度均较热敏感型棉花品种苏棉15低。¹³C标记光合产物的结果表明,高温5d显著降低棉花叶片光合产物的输出效率,与CK相比,苏棉15的降幅为22.1%,下降斜率为-2.48,显著高于PHY370WR的降幅15.7%和下降斜率-1.82;恢复5 d后棉花叶片光合产物输出效率降低幅度变小,但品种间差异由高温5 d时的6...     

辛酸甲酯、癸酸甲酯和6-BA对棉花去顶的影响

 以皖棉19 F₁为材料,研究了叶面喷施辛酸甲酯、癸酸甲酯和6-苄基腺嘌呤（6-BA）对棉花去顶的影响。3种试剂均降低了棉花的株高,较高浓度处理提高了果枝数、单株结铃数、铃重及衣分,从而提高了产量;对棉花纤维的上半部长度和整齐度影响不大,但多数处理增加了麦克隆值,高浓度处理降低了比强度和伸长率,使棉花纤维品质下降。总体来看,适宜浓度的辛酸甲酯、癸酸甲酯和6-BA能在一定程度上代替人工打顶。     

长江和黄河流域棉区棉花品种体细胞胚胎发生和植株再生比较研究

选用我国长江和黄河流域棉区各10个棉花品种以及珂字201和YZ1共22个基因型,研究和优化棉花体细胞胚胎发生的相关条件参数。在此基础上,比较了两生态区棉花品种的体细胞再生能力。结果表明, 在IBA+KT的激素组合下,多数基因型有较强再生能力;在愈伤组织诱导时期,铵态氮是必需的,而在愈伤组织继代分化时期,一定浓度的硝态氮则能促进分化;没有铁盐不能诱导出愈伤组织,而铁盐浓度为56 mg L^-1时有利于胚分化;长江流域和黄河流域棉花品种的植株再生潜力没有明显差别,但长江流域的品种体细胞胚胎发生所需的时间长。本文首次获得了鄂抗棉3号、5号、鄂棉20、鄂棉23、豫棉9号、豫早73、豫棉12、豫棉1221等8个品种的体细胞胚胎发生和植株再生。     

施钾方式对棉花叶片抗氧化酶活性、产量及钾肥利用效率的影响

在大田试验条件下, 以鲁棉研28为试验材料, 研究不施钾肥(CK)、一次性基施硫酸钾(T1)、分次(1/2基施, 1/2于花铃期追施)施用硫酸钾(T2)、一次性基施控释复合肥(T3) 4个处理的棉花叶片保护酶活性、产量及钾肥利用效率变化。结果表明, 与不施钾处理相比, 施钾可显著增加叶片叶绿素、可溶性蛋白含量, 降低MDA含量, 提高SOD、CAT活性(叶龄30、45、60 d), 降低POD活性(叶龄30、45 d), 提高籽棉产量和皮棉产量;与一次性基施硫酸钾和控释复合肥相比, 分次(1/2基施、1/2花铃期追施)施用硫酸钾可显著提高叶片可溶性蛋白含量(叶龄30、45、60 d)和SOD (叶龄15、30、45 d)、CAT(叶龄15、30 d)活性, 降低MDA含量(叶龄30、45、60 d)和POD活性(叶龄30 d), 提高籽棉产量、皮棉产量和钾肥生产效率。本试验条件下, 分次(1/2基施、1/2花铃期追施)施用硫酸钾是兼顾高产高效的施肥方式。     

隔沟交替灌溉对棉花生长、产量和水分利用效率的调控效应

为了探讨旱区农业高效节水新途径,于2004—2006年在甘肃石羊河流域干旱荒漠绿洲区田间,研究了常规沟灌、固定隔沟灌溉、隔沟交替灌溉对棉花生长、产量和水分利用效率的调控效应,结果表明,隔沟交替灌溉对棉花株高抑制作用较明显,而对蕾铃等生殖生长的影响较小,该技术能够调整棉花营养生长与生殖生长的关系,有效控制作物生长冗余,调节光合产物在根冠间的比例和分配,优化根冠比;可以在保持相同光合速率水平下大大降低叶片蒸腾损失,提高叶片水分利用效率,使霜前花比例提高,产量水平的水分利用效率分别较常规沟灌和固定隔沟灌提高17.22%和18.59%。在西北旱区棉花上应用隔沟交替灌溉技术具有较大的节水增产潜力。     

Effects of Planting Date on Sucrose Metabolism in the Leaf Subtending to Cotton Boll,Within-boll Yield Components and Fiber Quality

[Objective] The present study aimed to investigate how sucrose metabolism in the leaf subtending to cotton boll, within-boll yield components and fiber quality respond to varying planting dates. [Method] Two upland cotton lines A705 and A201 differing in cotton boll traits were field tested in 2016-2017. Two different planting dates were designed with early planting on April 12, 2016, and April 15, 2017, and late planting on May 6, 2016, and May 28, 2017, respectively. Dynamics of non-structural carbohydrates (sucrose, hexose, starch) and key sucrose metabolism enzymes in the leaf subtending to cotton boll were examined including vacuolar acid invertase, cell wall acid invertase, sucrose phosphate synthase and sucrose synthase. The differences between two planting dates were compared for within- boll yield components, fiber quality and sucrose metabolism related characteristics. [Result] Late planting lengthened the period of cotton boll maturation relative to early planting. Boll weight, seed mass per boll, seed index and fiber length were increased, and lint percentage and micronaire were decreased. Late planting reduced the activities of cell wall acid invertase and sucrose synthase responsible for sucrose degradation, and in turn led to the increment of sucrose concentration in the subtending leaves which might enhance the carbon supply to the opposite bolls. [Conclusion] Lower temperature due to late planting could contribute to the more full development of cotton bolls. Late planting is an alternative consideration in improvement of fiber quality in cotton cultural practices.     

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。     

两种典型保鲜剂对芦笋保鲜效果的研究

绿芦笋(Asparagus officinalis L.cv jersey Giant)是一种营养丰富,并具有一定药用价值的名贵蔬菜,特别对癌症的防治有较好的功效。由于绿芦笋嫩茎含水量较高,呼吸作用强,采收后不耐贮藏,因而给鲜销带来很多麻烦。试验采取2种典型保鲜剂(壳聚糖和6-BA)对绿芦笋进行后处理,并定期检测样品的失质量率、VC含量、叶绿素含量、可溶性固形物含量和纤维素5个指标。实验结果证明,这2种保鲜剂不仅都能很大程度地延长绿芦笋的贮藏时间,而且还有各自的特性,在选择短期或长期芦笋储运时可提供不同的选择。     

不同棉花基因型种子萌发响应铜胁迫的差异

在铜污染耕地种植棉花对提高耕地利用效率和棉农收入具有重要意义,但铜胁迫对棉花种子萌发的影响仍不清楚。以7个陆地棉品种（系）为试验材料,设置0、10、100和2 000μmol/L 4个Cu²⁺浓度处理进行发芽试验,记录10d后棉花种子的发芽率和幼苗的鲜重、根长和芽长。以幼苗鲜重、根长和芽长为指标,采用耐性指数和隶属函数对不同品种（系）种子的耐受性进行综合评价。结果表明,在Cu²⁺浓度10~2 000μmol/L范围内随着浓度的升高,幼苗鲜重、根长和芽长所受抑制增强,且根长的受抑制程度高于芽长。在中低浓度下（10~100μmol/L）能将不同基因型种子萌发对铜胁迫的耐受性较好地区分开来,鄂抗棉10号的耐性指数和隶属函数平均值均居首位,而SGK321均居末位。研究结果初步表明,鄂抗棉10号为铜胁迫钝感基因型,而SGK321为敏感基因型。