棉属野生种稀毛棉、皱壳棉、杨叶棉的核型研究

本文研究了原产澳大利亚的稀毛棉（Ｇ．ｐｉｌｏｓｕｍ）、皱壳棉（Ｇ．ｃｏｓｔｕｌａｔｕｍ）、杨叶棉（Ｇ．ｐｏｐｕｌｉｆｏｌｉｕｍ）的核型。稀毛棉的核型公式为２ｎ＝２ｘ＝２６＝１６ｍ（４ｓａｔ）＋１０ｓｍ，皱壳棉为２ｎ＝２ｘ＝２６＝１６ｍ（４ｓａｔ）＋１０ｓｍ，杨叶棉为２ｎ＝２ｘ＝２６＝１８ｍ（４ｓａｔ）＋８ｓｍ。随体均有两对，一对位于第１１对染色体的长臂上，另一对位于第１３对染色体的短臂上。平均臂比和长度比分别为稀毛棉１．５３和２．５１、皱壳棉１．５５和２．３１、杨叶棉１．４９和２．３７，其核型均属于Ｓｔｅｂｂｉｎｓ的２Ｂ类型。对称系数稀毛棉为２６．０４，皱壳棉为２７．９３，杨叶棉为２８．３２。三者彼此之间的核型重合率均在９０％以上。核型的同质性说明三者在起源上有很好的一致性     

棉属种间杂交的研究

适宜的温度(25～30℃)、营养生长与生殖生长协调(盆栽)、柱头上涂蔗糖溶液(35%)、苞叶内外点滴赤霉素(50ppm)四者配套,是克服棉花种间杂交不可交配性的关键,其中温度是关键的关健。采用3个栽培种、1个海陆杂种、20个野生种,进行野生种与栽培种或野生种与野生种杂交,得到28个组合。四倍体陆地棉(2n=4x=52)与二倍体野生棉(2n=2x     

棉属分类及其染色体组研究进展

本文综述了棉属（Ｇｏｓｓｙｐｉｕｍ）分类和棉属梁色体组研究的最新进展。全文共分５个部分：（１）棉属分类，重点介绍了Ｆｒｙｘｅｌｌ的棉属分类方案以及最近几次较大的修订情况，并列出了包括４７个种、４个亚种在内的棉属最新分类名录；（２）棉属染色体组。介绍了棉属细胞学及染色体组研究的发展历史，把棉属分为Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ和Ｇ７个二倍体染色体组和ＡＤ１个异源四倍体复合染色体组；（３）棉属染色体核型分析。介绍了棉属染色体核型研究的意义和内容；（４）棉属染色体组的演化。介绍了棉属染色体组演化的四种不同观点，讨论了ＡＤ复合染色体组供体问题；（５）讨论。讨论了棉属分类以及比克氏棉（Ｇ．ｂｉｃｋｉｉ）和大萼组（ｓｅｃｔ．Ｇｒａｎｄｉｃａｌｙｘ）棉种的染色体组归属问题。     

二倍体野生棉与四倍体栽培棉基于GISH的遗传关系分析

[目的]研究二倍体野生棉与四倍体栽培棉间的遗传亲缘关系,进一步探索各棉种间的起源与进化.[方法]以5个二倍体基因组的代表种B1(异常棉)、C1(斯特提棉)、E2(索马里棉)、F1(长萼棉)以及G1(比克氏棉)的基因组DNA(gDNA)为探针,以2个四倍体栽培种(陆地棉中棉所16、海岛棉新海7号)有丝分裂中期染色体为靶DNA,进行了基因组原位杂交(Genomic in situ hybridization,GISH)分析.[结果]以B1、E2和F1gDNA为探针时,杂交信号主要分布在2个栽培种较长的13对A亚组染色体上;各产生3对较强的GISH-NOR信号,其中1对分布在较长的A亚组上,2对分布在较短的D亚组上,其GISH-NOR信号强度与分布情况与以D基因组棉种为探针时相似.说明二倍体B、E、F基因组与四倍体棉A亚基因组具有较高的同源性,亲缘关系更近.这一点与它们的地理分布情况相符;而它们基因组中的45S rDNA重复序列与二倍体D基因组的45SrDNA重复序列同源性较高.C1和G1中以gDNA为探针时,杂交信号分布在2个栽培种全部26对染色体上,无法区分开A或D亚组染色体,都有3对较强的GISH-NOR信号.这一现象与D基因组拟似棉(D6) gDNA为探针的GISH相似,表明二倍体C和G基因组与四倍体棉的A和D亚基因组均具有较高的同源性,或者C和G基因组同时含有A基因组(或其他非洲棉基因组)和D基因组成分,进一步证实了其基因组成分的杂合性;而它们基因组中的45S rDNA重复序列同属D基因组类型.[结论]这些发现可为棉花杂交育种和棉属起源与演化研究提供有用信息.     

利用RAPD检测棉属种间亲缘关系的研究

利用RAPD分子标记技术对棉属24个种进行了种质资源遗传多样性研究,并用棉属近缘植物杨叶肖槿为参考对照,旨在从DNA分子水平上进行亲缘关系鉴定和系统分类。在40个RAPD引物中筛选出多态性高的引物26条,多态性条带比率为2l.0%。使用NTSYS-pc（Version 2.00）软件,及Jaccard’s相似系数UPGMA法进行聚类,表明材料之间存在较大的遗传多样性,对20个二倍体棉种进行遗传相似系数比较,说明旱地棉和绿顶棉、澳洲棉之间的亲缘关系最远;对异源四倍体棉种与A和D染色体组棉种的遗传相似系数比较结果表明,异源四倍体棉种与A染色体组中的草棉和亚洲棉,相似系数都较高,说明在四倍体棉种演化过程中草棉和亚洲棉起的作用是等比例的;异源四倍体棉种与雷蒙地氏棉的遗传相似系数显著高于与其他参试的D染色体组棉种,证明异源四倍体棉种的D染色体组供体种为雷蒙地氏棉,并支持异源四倍体棉种单系统发育起源学说,A染色体亚组的草棉或亚洲棉与D染色体亚组的雷蒙地氏棉两者杂交和染色体加倍后形成原始的异源四倍体棉种,并随着地理和遗传的趋异而分化形成不同的四倍体棉种;RAPD分子标记聚类结果与传统的分类结果基本相符,说明RAPD分子标记资料可用于棉属植物的分类和系统发育研究。     

基于分子标记的野生棉遗传关系研究

利用RAPD技术研究了野生棉种间遗传关系。采用45条随机引物获得758个条带,根据UP GMA聚类分析将16个野生棉种分为5组。第1组包括B组染色体的4个棉种,其中异形棉(G.anomalum)与三叶棉(G.triphyllum)相似系数高达0.96。第2组包括瑟伯氏棉(G.thurberi)等7种,长萼棉(G.longicalyx)、比克氏棉(G.bickii)分别单独构成第4,5组,斯特提棉(G.sturtianum)、澳洲棉(G.australe)和细毛棉(G.pilosum)组成第3组。     

克服棉属种间杂交不亲和性的研究

陆地棉（Ｇ．ｈｉｒｓｕｔｕｍＬ．２ｎ＝５２）与亚洲棉（Ｇ．ａｒｂｏｒｅｕｍＬ．２ｎ＝２６）杂交，由于种间隔离，遗传机制差异较大，不易结实，我们多年研究结果表明，棉属（Ｇｏｓｓｙｐｉｕｍ）种间杂交由于选配的亲本不同Ｆ０代的成胚频率差异很大，选择植株呼吸强度大，叶绿素ａ含量高和主要经济性状如单铃重、单铃种子数、子指等一般配全力较高的棉种作亲本，可以显著提高杂交当代的成胚率。     

棉属8个野生种2个二倍体栽培种对陆地棉的改良效应

１９７４～１９９３年间，用棉属８个野生种两个二倍体栽培种作父本与陆地棉进行种间杂交，从其后代出，选育出１０个具有丰产，优质，抗病的新品系和１２８个各具优良性状的种质材料，其中６个已参加了省级上区试，它们分别属于８种类型：高衣分（４４％～４８％），长绒（３６．０～４０．６ｍｍ），高强纤维（２５．３～３３．３ｇ／ｔｅｘ），大铃（７．０８～９．３０ｇ），最佳麦克隆值（３．７～４．０），抗棉蚜（Ｉ－ＩＩ级     

棉属种质资源的引进、研究和利用

本文介绍了我国对棉属种质资源的引进及其中几次价值较大的引种以及对棉属种质资源的研究和利用情况。     

棉属D染色体组的核型变异和进化

本文报道了棉属 D 染色体组11个种的染色体数目和核型,并采用了核型对称系数、异质系数和重合率等新的计算方法进行了分析。根据核型同质程度,可将11个种分为6个亚组,即1—D_1、D_8和 D_6;2—D_(3-k)、D_(3-d);3—D_(2-1)、D_(2-2);4—D_4和 D_7;5—D_5;6—D_9。其中,D_6是 D 组的最原始种。根据核型比较分析,结合地理分布、     

澳洲棉种遗传多样性的RAPD分析

利用ＲＡＰＤ（ＲａｎｄｏｍｌｙＡｍｐｌｉｆｉｅｄＰｏｌｙｍｏｒｐｈｉｃＤＮＡ）对斯特提棉（Ｇ．ｓｔｕｒｔｉａｎｕｍ）、南岱华棉（Ｇ．ｎａｎｄｅｗａｒｅｎｓｅ）、鲁滨逊氏棉（Ｇ．ｒｏｂｉｎｓｏｎｉ）、澳洲棉（Ｇ．ａｕｓｔｒａｌｅ）、比克氏棉（Ｇ．ｂｉｃｋｉ）和奈尔逊氏棉（Ｇ．ｎｅｌｓｏｎｉ）进行了研究,结果表明：６个澳洲棉种具有丰富的遗传多样性,在这６个澳洲棉种中,澳洲棉与鲁滨逊氏棉、南岱华棉与斯特提棉具有较近的亲缘关系。聚类分析发现,鲁宾逊氏棉和比克氏棉是两个较为特殊的棉种。此外,本文对比克氏棉和木槿组（Ｈｉｂｉｓ－ｃｏｉｄｅａ）的其它棉种的染色体组的归属问题进行了讨论     

陆地棉同核异质系异源胞质的遗传效应

通过核代换培育了具有亚洲棉(G.arboreum)、草棉(C.herbaceum)、异常棉(G.anomalum)、长萼棉(G.longicalyx)、哈克尼西棉(G.harknesii)、海岛棉(G.barbadense)、和陆地棉(C.hirsutum)野生种系蓬蓬棉(G.h.purpurascens)、墨西哥野生棉(C.h.mexicanum)等8个棉属种和种系胞质的中棉所7号同核系,并培育了中棉所7号自交系。在检验同核异质系核的同质性基础上研究了胞质遗传效应,结果所有供研究的胞质对产量、产量性状及除花器官外的形态特征均没有显著影响,胞质的遗传效应主要表现对花器官及抗枯萎病性的影响;哈克尼西棉胞质导致雄性完全不育并显著增加花药数量,笔形冠长度和直径显著变小,亚洲棉和异常棉胞质引起花药数量显著减少,笔形冠形状发生显著变化,亚洲棉胞质对抗枯萎病有较显著效应。     

Genetic analysis of earliness in upland cotton ( Gossypium hirsutum L.). II. Yield and lint percentage

Inheritance and interrelationships of seed cotton and lint yields were evaluated in a diallel analysis involving seven early maturing parents of different origin and a commercial variety. Lint yield showed relatively little additive variance and low heritability, whereas lint percentage showed the opposite. Highest yields were shown by the least determinate and slowest-maturing genotypes; yields generally decreased as determinacy increased and rate of maturity accelerated. Except for date for first open boll, components of earliness showed no associated with yield.     

亚洲棉和雷蒙德氏棉PEBP家族基因的鉴定及该家族基因在陆地棉组织中表达分析

磷脂酰乙醇胺结合蛋白(phosphatidyl ethanolamine-binding proteins,PEBP)基因家族广泛存在于真核生物中,在被子植物中主要起着促进或抑制开花和控制株型的作用。利用亚洲棉(Gossypium arboreum,A2)和雷蒙德氏棉(Gossypium raimondii,D5)的基因组数据库,分别搜索到8个棉花PEBP同源基因,都包含4个外显子和3个内含子,编码的蛋白都存在PEBP家族的保守基序和关键氨基酸位点,表明二倍体棉花中至少存在8个PEBP家族基因。进化分析表明,8个PEBP基因分属于3个亚家族,含FLOWERING LOCUS T(FT)-like亚家族1个、TERMINAL FLOWER 1(TFL1)-like亚家族5个(包括3个TFL1和2个BFT)、MOTHER OF FT AND TFL1(MFT)-like亚家族2个。实时荧光定量PCR分析陆地棉(Gossypium hirsutum)8个PEBP基因在根、茎、叶、幼苗顶端分生组织、花、胚珠和25 d的纤维组织中的表达,表明FT1在叶片中表达量最高,其次在纤维、胚珠和花中;MFT1在各组织中均表达,但在纤维中表达量最高,其次是花和叶片中,而MFT2以在叶片中表达为主;TFL1a、TFL1b和TFL1c均在根中表达量最高,但TFL1c在叶片、花和胚珠中也有相对较高的表达;BFT1和BFT2在叶片中表达量最高,但除幼苗顶端分生组织外,BFT1在其他各组织中的表达明显高于BFT2。这些结果表明,PEBP家族基因在棉花的生长发育中可能具有不同的功能。     

岱字棉来源的陆地棉种质资源的遗传多样性分析

岱字棉曾经作为中国陆地棉种质资源的重要亲本来源之一,促进了中国陆地棉种质资源的创新与发展,为了进一步挖掘具有优良性状的棉花种质资源及为高效利用优异种质提供一定的科学依据.本研究围绕岱字棉来源的147份陆地棉种质资源的纤维品质性状和主要农艺进行各类分析,包括相关性分析、变异分析、主成分分析和聚类分析.结果表明岱字棉来源的...     

雷蒙德氏棉和亚洲棉TCP基因家族的生物信息学分析

TCP基因家族是植物中特有的一类转录因子家族,涉及了植物的多种生长途径以及各种生理生化反应的信号传导。为了更好地了解TCP基因家族在雷蒙德氏棉和亚洲棉基因组中的数量和分布情况等,通过生物信息学方法,在雷蒙德氏棉(D5)和亚洲棉(A2)全基因组中分别鉴定出37个TCP基因家族成员,并对TCP家族成员进行基因结构、染色体定位、保守域、进化关系等分析。结果表明,雷蒙德氏棉和亚洲棉全基因组分别编码37个TCP转录因子成员。雷蒙德氏棉30个成员基因分布在10条染色体上,亚洲棉37个成员基因分布在13条染色体上;内含子/外显子结构分析表明,TCP基因结构较为简单,大部分不含内含子;功能结构域分析,发现所有TCP转录因子具有高度保守的TCP结构域;根据结构域差异和系统发育分析的结果,将TCP基因家族分成2个亚族,进一步划分为PCF、CIN、CYC/TB1三个亚类。以上结果为进一步研究棉花TCP基因家族各成员的功能奠定一定的理论基础。     

半野生棉与亚洲棉对草甘膦抗性评价及比较分析

采用叶片棉球定位鉴定法,初步鉴定并评价了半野生棉和亚洲棉对草甘膦的自然抗性,结果表明:参试材料抗性水平从高抗至高感分6级,极端抗性水平相差33.3倍(0.2%对0.006%)。其中,半野生棉对草甘膦的自然抗性分级丰富,抗性水平分布自高抗至高感;但大部分半野生棉不耐草甘膦,近86%(346份)的材料抗性水平处于低耐级别以下。而亚洲棉抗性水平都处于高抗至低耐的4个级别,抗性多样性较差,但整体抗性水平较高,70.3%(71份)表现为耐或以上级别。从半野生棉和亚洲棉中分别筛选到2份和5份高抗材料,半野生棉中有1份高感材料,亚洲棉中无对草甘膦敏感材料。本研究报道的极端材料为棉花草甘膦抗性遗传机制研究、新品种的培育、内源抗性基因的挖掘和感抗机理研究,奠定了良好的材料基础。     

亚洲棉和雷蒙德氏棉MATE基因家族生物信息学及其同源基因在陆地棉中的表达分析

多药和有毒化合物排出(MATE)蛋白家族是1个次级转运蛋白家族。为了更好地了解亚洲棉和雷蒙德氏棉中MATE蛋白的种类和数量,利用2种二倍体棉花基因组的氨基酸和c DNA数据库对MATE基因家族进行筛选,并分析亚洲棉和雷蒙德氏棉全基因组中MATE基因的种类和进化关系。结果显示,在亚洲棉基因组中初步鉴定了34个MATE基因,而在雷蒙德氏棉中筛选出42个MATE基因。基因结构和系统进化的比较分析表明,进化关系近的MATE基因在结构上基本是一致的。同时对陆地棉中克隆的Gh TT12及与其同一族的部分MATE基因进行荧光定量分析,推测其所在同一族的MATE基因功能可能与转运原花青素有关。这些结果为进一步深入分析棉花MATE基因的功能以及在原花青素转运中的作用提供了理论基础。     

Genetic impacts of fiber sugar content on fiber characters in Sea Island cotton, Gossypium barbadense L.

A genetic model with additive effect, dominant effect, additive × additive effect, and their interaction with environment effect (GE) was employed to analyze the 2-year data of F₁ and F₂ hybrids from 5 × 4 diallel cross, whose parents were Sea Island cotton with different fruit branch types. Unconditional and conditional genetic variances were analyzed to demonstrate genetic impacts of fiber sugar content on fiber characters. Results of unconditional genetic variances showed that dominance × environment interaction effect and additive × additive epistatic effects mainly controlled the genetic variation of fiber sugar content, and environment influenced the inheritance of fiber sugar content. Fiber uniformity, fiber elongation, and fiber micronaire were mainly controlled by dominance × environment effects. Fiber strength was mainly controlled by the interaction of additive × additive epistatic effects and the environment. Analysis of correlation coefficients indicated that the varieties or hybrids with high-fiber sugar content had short fiber, low-fiber uniformity, strength, and fineness, which indicated the close co-variation between fiber quality traits and fiber sugar content. Relatively better fiber quality traits could be obtained effectively through selecting parents with low-fiber sugar. Fiber sugar content of different parents had different genetic effect on fiber quality traits.