不同株型玉米灌浆期穗位叶可溶性糖含量和子粒淀粉积累关系的研究

为研究不同种植密度对两种株型玉米灌浆期间子粒积累的影响,于2010年在大田试验条件下,分析不同密度处理下紧凑型玉米郑单958和平展型玉米丰禾1号灌浆期功能叶可溶性糖含量及子粒淀粉积累的变化。结果表明,灌浆期各密度处理下的两种株型玉米穗位叶可溶性糖含量及子粒直链淀粉、支链淀粉和总淀粉积累均呈上升趋势。灌浆后期,郑单958和丰禾1均在低密度处理(4万株/hm2、5万株/hm2)下穗位叶可溶性糖含量最高,丰禾1直链淀粉在6万株/hm2处理最高,支链和总淀粉含量及淀粉产量在5万株/hm2处理最高,郑单958的直链、支链及总淀粉含量和淀粉产量均在6万株/hm2处理最高。     

木薯叶片可溶性糖含量与块根淀粉积累的关系

试验以辐选01，华南5号(SC5)，新选048，新选056，南洋红（SC201），华南205(SC205)，GR891，华南124（SC124）为材料，分别在块根形成期、块根膨大期和工艺成熟期测定叶片可溶性糖含量和块根淀粉含量，探讨木薯叶片可溶性含量与块根淀粉积累的关系。结果表明，从块根形成期到工艺成熟期，叶片可溶性总糖含量与块根淀粉积累都逐渐增加，叶片可溶性总糖含量与块根淀粉积累呈正相关，从块根膨大期到工艺成熟期，叶片还原糖含量逐浙增加，与块根淀粉积累呈正相关，而叶片蔗糖含量逐浙降低。与块根淀粉积累呈负相关。8个品种都有同样的趋势。     

海岛棉棉铃发育过程中糖与纤维素含量变化

 以两个主栽海岛棉品种新海21提高系和新海28（YX-193和XH-28）为材料,在南疆膜下滴灌条件下于2006和2007年对海岛棉棉铃发育过程中糖与纤维素含量的变化进行了研究。结果表明,随铃龄的增长,铃壳、种子和纤维中糖含量变化呈单峰曲线,即自花后快速上升,21～28 d达到最大值,随后迅速下降,到吐絮期降至最低;纤维素于花后14 d左右开始大量合成,含量至吐絮期达最大值;纤维中可溶性固形物含量随着铃龄增加不断减小。棉铃不同部位的可溶性糖、还原糖含量及转移率表现为纤维＞种子＞铃壳。YX-193铃壳、种子两种糖的转移率较XH-28略高,说明它“装载”和“转运”能力强,有利于纤维发育。     

水稻籽粒发育过程中可溶性糖含量的遗传及其与品质的关系

选用不同类型的 6个水稻品种 (系 )按双列杂交设计 (5× 6 )配制成一套包括亲本、F1和F2 3个世代的遗传群体。应用包括 3套遗传体系基因效应的数量性状发育遗传模型 ,分析了水稻籽粒发育过程中4个不同时期可溶性糖含量的遗传及其与稻米品质的关系。结果表明 ,三倍体种子、细胞质和二倍体母体植株的遗传效应均可明显影响稻米各个发育时期的可溶性糖含量。其中灌浆始期以三倍体种子和二倍体母体植株效应为主 ,灌浆中期以母体植株遗传效应为主 ,灌浆后期和成熟期以种子直接显性效应和母体植株显性效应为主。控制稻米可溶性糖含量表现的多种遗传效应基因在稻米各个发育时期均有新的表达 ,共同调控着可溶性糖含量的动态表现。不同发育时期可溶性糖含量与稻米品质性状之间存在一定的相关性。灌浆始期和中期籽粒中可溶性糖含量的增加不利于增长成熟期的籽粒长和厚度 ,但可增大籽粒宽度。灌浆始期的可溶性糖含量越多 ,对提高成熟期粒重越明显 ,中、后期和成熟期则明显降低粒重。灌浆始期籽粒中可溶性糖含量愈多 ,会明显增加糙米直链淀粉含量 ,但随着发育进程的推进 ,影响程度趋于减弱 ,在后期和成熟期转为负向相关。不同遗传体系基因效应控制着不同发育时期可溶性糖含量与最终稻米品质的相关性     

小麦缺铜不实与花淀粉积累的关系

本文就缺铜小麦“穗而不实”原因作了探讨，初步认为与植株总体糖水平下降、茎基部缺乏糖分积累和抽穗扬花期糖分向穗部转移滞缓不畅有关。     

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.     

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。     

植株叶片蔗糖、淀粉积累与其降解酶活性关系研究

不同植物功能叶片淀粉、蔗糖积累及酸性转化酶、淀粉酶活性均存在显著差异。依叶片蔗糖与淀粉积累量比值可大体将测定的28种植物划分为以积累淀粉为主的粉叶植物，以积累蔗糖为主的糖叶植物和介于两者之间的中间类型植物。三类植物功能叶片淀粉积累量与淀粉降解酶活性均无显著相关，但糖叶及粉叶植物叶片蔗糖积累量与酸性转化     

新疆棉区的气温和棉铃发育关系的研究

本研究从1984年起,在石河子、莫索湾、博乐、库尔勒、库车、阿拉尔、喀什、麦盖提和吐鲁番进行。3年结果表明,上述各地6至9月上旬气温条件优越,适宜棉铃发育。从9月起,气温下降快,其变化特点是:白天气温保持相当高;一天内气温≥20℃的时间逐渐减少;夜间温度下降急剧。从9月中旬至10月中旬的某一时期起,夜温就成为各地棉铃正常     

彩色棉纤维发育过程中超分子结构变化与纤维品质的关系

以棕絮1号、新彩棉1号、陇绿棉2号、绿1-4560和普通白色棉对照品种鲁棉研28为试验材料,利用X-射线衍射技术,研究了彩色棉纤维发育过程中纤维品质与超分子结构的动态变化规律及它们之间的关系,旨在探寻彩色棉纤维品质差的原因。结果表明,各供试品种的最终棉纤维长度、3.2mm隔距比强度、成熟度及马克隆值均表现为白色棉鲁棉研28棕色棉棕絮1号和新彩棉1号绿色棉陇绿棉2号和绿1-4560;相应的横向晶粒尺寸均随纤维发育进程不断增大,取向参数逐渐减小(优化),但不同品种间存在差异。与白色棉鲁棉研28相比,棕色棉棕絮1号和新彩棉1号纤维的横向晶粒尺寸初始值低,日增幅偏大,终止值略低;取向参数初始值低,日变幅小,终止值偏高;绿色棉陇绿棉2号和绿1-4560纤维的横向晶粒尺寸初始值低,日增幅小,终止值偏低;取向参数初始值高,日变幅小,终止值高。相关分析显示,彩色棉纤维的横向晶粒尺寸与3.2mm隔距比强度密切相关(r=0.89621*),ψ角和φ角与3.2mm隔距比强度、成熟度、马克隆值呈显著负相关(r=-0.93816*～-0.90233*),α角与纤维长度极显著负相关(r=-0.97314**)。表明彩色棉纤维品质差与纤维发育过程中横向晶粒尺寸初始值和终止值低及取向参数终止值高,进而影响纤维3.2mm隔距比强度、成熟度、马克隆值和纤维长度有关。     

中国科学家在棉花纤维发育研究领域取得最新进展

在最近短短的几年时间里,中国科学家群体在相关国家科学基金的支持下,利用功能基因组学技术手段在棉花纤维发育研究领域取得了令人瞩目的突破性进展,使我国在棉纤维发生发育的分子机制研究方面处于世界领先地位,其中重要的研究结果发表在国际著名的期刊《ThePlantCell》等杂志上。从分子水平弄清控制棉纤维细胞伸长的真正机制,对于棉花纤维的发生与伸长的调控以及高等植物的生长和形态的建成具有重要科学意义和显著的学术意义。通过棉花纤维发育的基础研究,建立了棉纤维品质分子改良的技术平台,同时为棉花分子育种提供了纤维品质改良的关键功能基因,为进一步显著提高棉花纤维品质,创制纤维品质优异的新材料奠定了重要的基础。     

新疆棉花生育后期夜间增温对纤维产量和比强度的影响

选用早熟品种新陆早13和新陆早33为试验材料,设两个夜间增温(nighttime warming, NW I和NW II)处理,自然温度为对照(CK),以组装在半移动式保温箱上的远红外石英管作为增温装置,在大田中模拟夜间增温环境,调查棉花生育后期夜间增温对纤维产量和比强度的影响。结果表明,与对照相比,棉花生育后期夜间增温导致棉铃铃期缩短,单铃纤维干物质快速累积期提前,单铃皮棉产量增加。夜间增温提前棉纤维中可溶性糖进入转化期的时间,且持续期明显延长;提前纤维素累积期的起始时间,在快速累积期终止之前,≥15.0℃的夜间最低温度对快速累积期的持续时间及最大累积速率无明显影响,棉纤维发育期≥14.1℃的夜间最低温度对纤维比强度影响较小。因此,夜间最低温度是影响棉纤维中可溶性糖转化和纤维素累积特性的重要因子,进而影响单铃纤维干物质累积及单铃纤维产量。     

棉花季节桃加厚发育生理特性的差异及与纤维比强度的关系

选用3类棉纤维比强度差异明显的4个棉花品种, 研究棉花伏前桃、伏桃、早秋桃和晚秋桃纤维加厚发育过程中主要生理特征的差异及与纤维比强度的关系。结果表明, 棉花季节桃纤维加厚发育过程中物质转化特征和相关酶活性存在较大差异, 最终导致纤维比强度差异的形成, 且季节桃间的差异在各类品种内表现一致。伏前桃和伏桃纤维加厚发育处于较为适宜的温度条件(铃龄10~50 d日均温26.0~28.5℃)和棉株生理年龄(3~9果枝)下, 纤维素合成相关酶活性越高, 相关物质转化越多, 纤维素快增持续期长, 纤维素累积速率平缓, 越利于高强纤维的形成。早秋桃纤维发育后期温度条件较伏前桃差且棉株开始衰老, 但其纤维合成相关物质转化率高, 纤维素累积特征优于伏前桃, 最终纤维强度高于伏前桃; 随着铃龄10~50 d日均温降至20℃以下和棉株进一步的衰老(16果枝以上), 晚秋桃纤维素快速累积期延长, 相关物质转化率降低, 纤维累积速率过慢, 纤维细胞发育迟缓, 造成最终纤维比强度较低。     

棉花地上部形态建成的光温模型

以不同株型棉花品种为研究对象,基于“同类相似性”原理,借助数学建模和统计分析方法,系统分析光温生态因子对棉花叶片长、宽,叶柄长、粗,主茎节间长、粗,果节长、粗,蕾铃高、直径等形态指标的影响,量化温、光因子与棉花各器官形态建成的关系,构建了基于GDD (growing degree day)和Logistic方程的棉花形态建成光温模型。利用独立的试验数据对模型进行了检验,结果表明,棉花主茎叶片的长度和宽度、叶柄长度、主茎节间的长度和粗度、果枝叶片的长度和宽度、叶柄长度、果节的长度和粗度、蕾铃高度和直径的RMSE值分别为0.48、0.65、0.53、0.09、0.02、0.55、0.28、0.23、0.14、0.17、0.20和0.11 cm。显示棉花器官形态指标的模拟值与检验值具有较好的吻合度,说明模型具有良好的预测性和描述性。     

棉纤维加厚发育生理特性的基因型差异及对纤维比强度的影响

选择3类棉纤维比强度差异明显的品种,于2004—2005年在江苏南京（长江流域下游棉区）研究棉纤维加厚发育过程中主要生理特性的基因型差异及对纤维比强度的影响,为探索改善棉纤维比强度的生理调控途径提供理论依据。结果表明,高纤维比强度基因型（科棉1号）棉纤维中可溶性糖转化多,进入纤维次生壁加厚发育期的β-1,3-葡聚糖含量峰值高,纤维素合成关键酶（蔗糖合成酶和β-1,3-葡聚糖酶）活性增强快、峰值高,纤维素累积速率平缓且快速累积期长;而较低纤维比强度基因型（苏棉15和德夏棉1号）的棉纤维加厚发育生理特征与此相反;中等棉纤维比强度基因型（美棉33B）则介于上述两者之间。与纤维素生物合成相关的物质和关键酶活性变化的基因型差异是造成纤维素累积速率及纤维比强度差异的主要生理原因之一。此外,β-1,3-葡聚糖含量的剧增可作为棉纤维进入次生壁加厚发育阶段的一个重要特征。     

棉花纤维发育的分子研究进展

棉花纤维的发育经历起始期、伸长期(初生壁形成)、次生壁形成期和成熟期四个时期，大量研究表明在棉花纤维发育的各个阶段均有大量的基因参与调控棉花纤维起始细胞突起，棉花纤维细胞的伸长及次生壁的形成等过程。本文综述了棉花纤维发育过程中在分子水平上的一些研究进展。     

低温条件下外源物质对棉纤维比强度的影响

研究低温条件下外源物质对棉花纤维比强度的影响。结果表明:在低温条件下,花后15d3、0 d外施C N BA均能提高棉花铃重和衣分,且以花后30 d效果最好。花后30 d外施BA可增加铃重,但效果远低于外施C N BA;花后15 d外施BA对衣分的效果与C N BA大致相当。外施C N、C N BA、BA均有利于优化棉纤维的螺旋角(φ)和取向分布角(ψ),提高纤维比强度,且花后15 d、30 d均以外施BA效果最佳。