反枝苋对棉花的密度竞争作用

【目的】反枝苋是世界性恶性杂草之一,为安徽省沿江棉区主要杂草,而棉花对杂草竞争十分敏感。论文旨在明确反枝苋对棉花的密度竞争影响,为棉田杂草反枝苋的综合防治提供理论依据。【方法】2013—2015年在安徽省安庆市试验地,采用添加系列试验方法,棉花密度保持不变,设置8个反枝苋密度(0、0.125、0.25、0.5、1、2、4、8株/m)与棉花全生育期竞争,研究不同反枝苋密度竞争对棉花生长、子棉产量及其构成因素、纤维品质的影响。【结果】随着反枝苋密度增加,反枝苋株高、茎直径逐渐减小;相对于0.125株/m的反枝苋,反枝苋茎直径分别于1株/m(2013年和2014年)、0.5株/m(2015年)显著降低12.0%—18.6%;反枝苋株高则在2015年于0.5株/m显著减少24.2%。3年数据平均,单位面积反枝苋生物量由1 156.9 kg·hm-2(0.125株/m)逐渐增加到7 524.0 kg·hm-2(8株/m),较高密度反枝苋种内竞争明显。随着反枝苋与棉花竞争时间的延长,反枝苋株高于52—83 DAE(出苗后天数,days after emergence)逐渐超过棉花的,茎直径于18—70 DAE逐渐大于棉花的。在棉花成熟期,反枝苋株高比棉花高35.6—128.2 cm,反枝苋茎直径比棉花粗9.9—24.8 mm。反枝苋在株高和生物量上对棉花具明显优势。随着反枝苋密度增加,棉花株高变化不明显,茎直径明显减小;棉花单株铃数、果枝数和单铃重显著减少,衣分也有一定程度减小。1株/m的杂草密度导致棉花单株果枝数减少4.63%—69.18%,铃数减少20.81%—84.98%,单铃重减少3.04%—20.36%,衣分减少1.54%左右。引起子棉产量显著减产的反枝苋密度分别是0.125株/m(2013年)和0.25株/m(2014年和2015年),导致子棉减产14.0%—33.7%;子棉产量损失率与反枝苋密度符合双曲线模型,据此可预测子棉减产50%的反枝苋密度为0.2—2.8株/m。在反枝苋与棉花竞争91 DAE,0.125—0.5株/m反枝苋可显著减少棉花单株果枝数和铃数。在部分年份,棉纤维的上半部平均长度、马克隆值及断裂比强度随反枝苋密度增加有减小的趋势,且差异显著。【结论】在安徽省沿江棉区,当反枝苋与棉花全生育期竞争时,对反枝苋及棉花的株高影响不明显,对两者的茎直径产生显著影响;随着竞争时间的延长,反枝苋的株高和茎直径逐渐大于棉花的;因而反枝苋在株高和生物量上对棉花具有竞争优势。反枝苋苗期是其防治关键期。当反枝苋密度逐渐增加时,其种内竞争逐渐增强。反枝苋生物量易受环境条件影响,随着反枝苋密度增加,单位面积反枝苋生物量增加,对棉花生长和产量的抑制作用明显增强。反枝苋竞争主要通过影响棉花单株铃数和单铃重而减少棉花产量。推测本地区导致子棉减产5%的反枝苋密度为0.011—0.090株/m。     

Characterization of glyphosate-resistant goosegrass(Eleusine indica) populations in China

Goosegrass is a worst grass weed in orchards and turf.The increased use of glyphosate for goosegrass control has led to the occurrence of many resistant populations.Although glyphosate has been used to control weeds for the past 30 years in China,few reports are available on glyphosate-resistant(GR) googegrass.In this study,we determined the GR level of 14 goosegrass populations from Chengdu and Guangzhou,China.Glyphosate only controlled 3.1 and 25.0%of the populations SL5 and SL1,respectively,at the dose of 1 680 g acid equivalent(ae) ha~(-1) at 14 days after treatment(DAT).In contrast,the susceptible population(XD1) was completely(100%) controlled.The resistant index(Rl) of SL5 and SL1 were 5.1 and 4.5,and the Rl for SL2,SL3 and ZC1 were 4.2,3.2 and 2.6,respectively.The Rl for other populations was range from 1.8 to 2.5.Under the dose of glyphosate at 1 640 g ae ha~(-1) at 10 DAT,shikimate accumulation in susceptible population XD1 was 17.6 and 16.4 times higher than SL5 and SL1,respectively.And the chlorophyll content in the plant leaf of populations SL1,SL2 and SL5 were decreased slightly ranging from 22.6 to 28.0.These results confirmed that the SL1,SL2,SL3,ZC1 and SL5 populations had evolved moderate resistance to glyphosate.This is the first report for the GR goosegrass populations confirmed in Chengdu,China.     

棉花组织培养中畸形胚产生原因的分析

以陆地棉珂字棉312、河南79、鲁棉6号和泗棉2号的下胚轴为外植体诱导产生胚性愈伤组织,并建立了胚性悬浮系,胚性愈伤组织在培养基MS+B_5+0.1 mg/L ZT上诱导产生体细胞胚状体的频率最高。在胚胎发生过程中形成胚状体的同时,还产生大量的畸形胚,胚性愈伤组织细胞的染色体变异是产生畸形胚的主要原因之一。一些胚状体可产生两个或两个以上的芽,在棉花组织培养中可能存在着器官发生的途径。     

棉花UXS基因生物信息学分析与原核表达

通过生物信息学方法对已克隆的3个棉花UXS基因GhUXS1、Gh UXS2和GhUXS3编码产物进行亲疏水性,结构域以及功能等多方面预测,同时将产物连接至pET-32a(+)原核表达载体,并转化BL21(DE3)plys菌株,在IPTG诱导下,利用Western blotting方法检测GhUXS1、GhUXS2和Gh...     

不育系花器含糖量对三系杂交棉制种产量的影响

以棉花细胞质雄性不育系、保持系、恢复系及杂种F1的花瓣、花药、柱头、蜜腺、苞叶和叶片为材料,测定和比较了各材料的总糖、蔗糖和果糖含量,观察和分析了三系杂交棉制种田中蜜蜂造访的数量与制种产量性状的相关性.结果表明:不育系花瓣、苞叶、蜜腺的可溶性总糖和蔗糖含量比可育的恢复系、保持系和F1高,并达到显著或极显著水平,而果糖含量的差异不明显.其中,不育系花器的蔗糖含量是影响蜜蜂造访制种田蜂群量和不育系结铃率的关键因素;选育花器含糖量高的不育系,有利于提高制种田中的蜜蜂数量,增加不育系的结铃率,以及降低其不孕子率,提高制种产量.     

棉花生长素结合蛋白(GhABP)的初步研究

本文利用从棉花(GossypiumhirsutumL.)纤维中获得的生长素结合蛋白(auxin-bindingprotein)基因cDNA全长,经生物信息学分析,构建了由棉花纤维特异表达启动子E6驱动的该基因过量表达载体(pBE6::GhABP1(GUS))。通过农杆菌介导法将该基因转化棉花,获得了经PCR检测的阳性胚性愈伤组织。为近一步研究生长素结合蛋白在棉纤维发育过程中的功能奠定了基础。     

外源纤维改良基因对棉花纤维品质的影响研究

将由棉纤维细胞特异表达启动子驱动的外源纤维改良基因(兔角蛋白基因)，通过花粉管通道转基因法，导人陆地棉品种(系)苏棉16号、泗棉167、渝棉1号和H1。检测结果表明，转兔角蛋白基因苏棉16号和泗棉167的纤维比强度分别比相应对照增加了23．2％和29．6％，马克隆值下降了13．3％和17．0％，纤维长度与对照接近。结果还表明，外源基因对高品质棉花品种(系)渝棉1号和H1纤维品质的影响不明显，只是衣分有所增加。     

Effect of the L-D1 alleles on leaf morphology,canopy structure and photosynthetic productivity in upland cotton (Gossypium hirsutum L.)

One of the most important objectives for breeders is to develop high-yield cultivars.The increase in crop yield has met with bottlenecks after the first green revolution,and more recent efforts have been focusing on achieving high photosynthetic efficiency traits in order to enhance the yield.Leaf shape is a significant agronomic trait of upland cotton that affects plant and canopy architecture,yield,and other production attributes.The major leaf shape types,including normal,sub-okra,okra,and su...     

陆地棉纤维品质相关QTL定位研究

 【目的】以湘杂棉2号和中棉所28两个具有共同亲本的陆地棉强优势杂交种的F2为作图群体,构建覆盖率较高的遗传图谱,发掘稳定的纤维品质相关QTL,为标记辅助选择提供依据。【方法】利用SSR标记和JoinMap3.0软件构建陆地棉连锁图,利用Win QTLCart 2.5的复合区间作图法分别对2群体6个纤维品质相关性状在F2和F2:3中进行QTL定位。【结果】利用包含245个多态位点、全长1 847.81 cM的遗传图谱检测纤维品质QTL。中棉所28群体在多环境平均值的联合分析中检测到22个QTL,三环境分离分析中检测到39个QTL;湘杂棉2号群体分别检测到18个和51个QTL。在A3、D2、D9等染色体上有QTL成簇分布现象,并在2个群体中发现一些不受环境影响,稳定遗传的QTL。纤维长度、纤维强度、麦克隆值和伸长率4个性状在2个群体中发现有8对共同QTL。【结论】这些稳定遗传的QTL可以用于分子标记辅助纤维品质改良的育种选择。     

棉花耐盐碱性状的QTL定位

以感盐碱棉花品系新洋718和耐盐碱棉花品系苏研128构建的F2群体为材料,采用SSR分子标记构建了包含47个位点和16个连锁群的棉花分子遗传图谱。采用复合区间作图法对215个F2∶3家系的相对盐害率进行QTL定位,检测到6个与棉花耐盐碱性状相关的QTL,分别位于第3、5、7、7、15和19染色体上,分别解释3.23%、9.86%、5.77%、5.28%、11.31%和11.24%的表型变异。     

陆地棉PHYB基因生物信息学分析

[目的]对陆地棉PHYB基因有一个全面的认识和生物信息学分析.[方法]在陆地棉异源四倍体标准系TM-1基因组数据库中共鉴定获得2个PHYB基因,这2个基因分别分布在A10和D10亚基因组.利用生物信息学方法对这两个基因进行初步分析.[结果]棉花的PHYB具有其他植物PHYB相同的基序和结构域,不管是数目还是分部位置都比较一致;不同植物的PHYB氨基酸序列同源性比对及构建的进化树都显示棉花的PHYB同可可的在同源性和进化关系上都是最高的,同水稻、玉米等单子叶植物的同源性及进化关系较低;基因结构的比对结果同样显示植物PHYB基因在进化上比较保守;棉花PHYB存在几十个可能磷酸化的位点,这些位点的磷酸化作用可能影响光敏色素的功能及其介导的信号通路.[结论]该研究结果为陆地棉PHYB基因的克隆和功能研究提供了理论基础.     

热激等逆境处理对棉花幼苗根系生长的影响

采用转基因抗虫棉(DP、BG)、彩色棉(ZH、LV)和普通白色棉(HK)5个棉花(Gossypium hirsutum L.)品种,在光照培养室,研究了棉花幼苗根系生长特性.结果表明:①剪根显著抑制棉花幼苗根系生长,发芽后第2天剪根抑制程度最大,DP、BG对剪根时间敏感,而HK、LV对剪根程度敏感.②适度水分亏缺可刺激棉花幼苗根系生长,HK对水分亏缺十分敏感,其他品种具有一定耐受能力,但耐受机理不同:DP、BG以增加根系长度为主,ZH、LV以增加根系干物质为主.(③短时间热激处理显著抑制棉花幼苗根系生长,但抑制程度随热激处理时期、温度、时间不同而异.④激素IAA浸种可促进棉花幼苗根系生长,表现为根面积、长度、干重增加,ZH、DP、LV反应敏感,BG、HK比较钝感,浸种最佳浓度是:4-Cl-IAA和5,6-C12-IAA 1mg·kg-1,IAA20mg·kg-1.     

海岛棉与陆地棉不同纤维发育时期苯丙烷代谢相关基因表达差异比较

[目的]比较研究在海岛棉与陆地棉纤维发育过程中苯丙烷代谢相关基因(PAL和4CL)表达模式的差异.[方法]利用荧光定量PCR,检测不同品种来源纤维在不同发育时期目的基因表达量.[结果]发现PAL1及4CL1基因的表达量随纤维发育天数的增加而增加,在陆地棉军棉1号中,基因表达量在15 DPA达到最高,而在海岛棉新海20号中PAL1及4CL1基因的表达高峰期则为20DPA.[结论]发现PAL1基因与4CL1基因的表达模式在海岛棉与陆地棉纤维发育过程中出现差异,海岛棉中两个基因的表达高峰期均晚于陆地棉,为逐步揭示海岛棉和陆地棉纤维品质差异的分子机理奠定了一定实验基础.     

利用F2及其衍生群体定位陆地棉产量和纤维品质性状QTLs

以陆地棉(Gossypiumhirsutum L.)丰产品种中棉所35和优质品种渝棉1号杂交产生的F2群体为材料,利用SSR标记构建了包含46个连锁群和303个位点的连锁图谱.该图覆盖2 543.6 c M,约占四倍体棉花基因组的57.2%,标记间平均距离为8.4 c M.应用MQM作图法分析F2及其衍生群体家系的产量和纤维品质性状,共得到25个产量和23个纤维品质性状QTLs,其中1个QTL(qFS07-1)在3个环境下检测到,2个QTLs(qFS20-1和qFS21-1)在2个环境下检测到.在检测到的QTLs中,22个分布在A亚组,26个分布在D亚组.     

棉花亲环素基因GhCYP1的功能分析

【目的】研究转棉花GhCYP1对烟草耐旱能力的影响。【方法】利用Gateway技术构建GhCYP1的植物表达载体pGWB-GhCYP1,采用农杆菌介导的遗传转化技术,获得融合目的基因的转基因烟草植株。以烟草野生型（WT）、L1和L2转基因系为试验材料,测定水分胁迫条件下烟草叶圆片中叶绿素的相对含量、叶片中相对水分含量、丙二醛含量和相对电导率。【结果】与野生型烟草植株相比,转GhCYP1烟草植株根系粗壮、发达。水分胁迫下转基因烟草叶圆片中的叶绿素相对含量显著高于野生型。水分胁迫3 d,WT、L1和L2中相对含水量、丙二醛含量和相对电导率无显著差异（P<0.05）。水分胁迫13 d,转基因系叶片中相对含水量明显高于野生型（P<0.05）,丙二醛含量和相对电导率均明显低于野生型（P<0.05）。【结论】干旱胁迫对野生型烟草产生了较大影响,而转基因烟草显示出较强的耐旱能力,表明GhCYP1的过量表达有助于提高烟草的耐旱能力。     

高品质陆地棉与Bt抗虫棉杂交纤维品质性状的遗传及优势分析

利用加显模型研究高品质陆地棉品种(系)与转B t基因抗虫棉杂交纤维品质的遗传效应及优势表现。方差分析表明纤维品质的遗传变异以加性效应为主,显性效应对绒长也有较大的作用。比强度和麦克隆值的狭义遗传率分别为61.9%,61.4%,表明这两个性状的选择可在早代进行。杂种优势分析表明绒长和麦克隆值具有显著的正中亲优势,绒长还存在微小的正超亲优势,比强度具有负优势,杂种纤维品质具有比现有推广品种较强的竞争优势。对亲本纤维品质性状的配合力分析表明,赣棉12号、红鹤1号、MM-2、A9-1为配合力较好的优质亲本。     

棉花产量构成因素性状的全基因组关联分析

【目的】 对铃重、衣分、单株铃数和籽指等棉花产量构成因素性状进行全基因组关联分析（genome-wide association study,GWAS）,发掘与其关联的标记位点、优异等位变异及候选基因,为棉花产量的分子育种提供理论依据。【方法】 以408份陆地棉品种（系）资源为材料,利用Cotton SNP 80K芯片,对6个环境的铃重、衣分、单株铃数和籽指4个产量构成因素性状进行基于混合线性模型（mixed linear model,MLM）的全基因组关联分析,检测与产量构成因素性状显著关联的位点、优异等位变异;进一步依据转录组数据的基因表达量,在显著关联的位点侧翼序列1 Mb区间挖掘可能的候选基因。【结果】 4个产量构成因素性状在不同环境下均表现出广泛的表型变异,其中,单株铃数变异系数最大为16.67%—22.66%,各性状的遗传率为48.4%—92.2%;除铃重与衣分间相关性不显著外,其他性状间均呈显著或极显著相关性;基于6个环境各性状表型数据的最佳线性无偏预测值（best linear unbiased prediction,BLUP）,GWAS共检测到分布于基因组的7个区间内23个与目标性状关联的SNP位点,其中,与铃重关联的位点5个,与衣分关联的位点1个,与单株铃数关联的位点9个,与籽指关联的位点8个,有3个位点（TM21094、TM21102和TM57382）同时与多个目标性状关联;鉴定到7个最优SNP位点的优异等位变异,分别为TM21099（TT）、TM57382（GG）、TM78920（CC）、TM53448（TT）、TM59015（AA）、TM43412（GG）和TM69770（AA）;利用转录组数据分析,在基因组的7个区间筛选到158个与产量形成可能的候选基因,GO富集分析和KEGG代谢途径分析发现,候选基因功能类别多样并参与了多种代谢途径。【结论】 在陆地棉品种（系）群体中共鉴定到23个与产量构成因素性状关联的SNP位点,筛选到158个可能与产量性状相关的候选基因。     

优异棕色棉品种(系)间产量性状的配合力及杂种优势分析

采用NCII设计,以5个不同类型的棕色棉品种(系)为母本,3个棕色棉品种(系)为父本配制15个杂交组合,分析了棕色棉品种(系)杂交组合产量性状的配合力和杂种优势表现.结果表明,产量性状受加性和显性效应共同控制,籽棉产量、铃重和籽指的一般配合力(加性)和特殊配合力方差均极显著,皮棉具极显著的特殊配合力(显性)方差,衣分和单株铃数的一般配合力(加性)方差均达极显著.杂种优势分析表明,各产量性状(除籽指外)均具有显著的正向中亲优势;产量构成因素的优势为单株铃数＞铃重＞衣分.利用不同类型棕色棉品种(系)配制的杂交组合,F1代皮棉产量增产显著达22;以上,且色泽遗传较稳定.     

叶面喷施6-BA对棉花蕾铃形成及产量的影响

【目的】研究6-苄氨基嘌呤(6-BA)对棉花现蕾成铃和产量的影响,筛选适宜的6-BA喷施浓度,减少蕾铃脱落和增加棉花产量。【方法】以鲁棉研24号为供试材料,2018年在新疆兵团第八师石河子总场四分场三连进行叶面喷施6-BA试验,设置 0(CK)、20 mg/L(T1)、30 mg/L(T2)、40 mg/L(T3)四个浓度梯度。【结果】随着6-BA喷施浓度的增加,棉花果枝数和果节量增加,与CK相比,T1、T2、T3处理果节量分别增加了9.8%、13.2%和18.7%,且T2处理显著增加下部果枝外围果节数,上部外围果节数T3极显著高于CK达16.9%;浓度越高现蕾增加越多,而且可以延迟最大现蕾时间;T1、T2、T3分别增加了花后16~26 d、26~36 d、26~36 d的棉花成铃数,均提高了上部果枝内围果节的成铃概率;T2对铃数和铃重分别提高了12.4%和13.7%,籽棉产量增加27.82%。【结论】蕾铃期叶面喷施6-BA可以增加棉花成铃数和铃重,提高籽棉产量。6-BA浓度为30 mg/L时,棉花籽棉产量最高,达5 359.6 kg/hm。     

陆地棉中长绒种质鉴定及其品质性状的稳定性与空间分布研究

2001~2006年在江西南昌对14份优质棉品种(系)纤维品质性状的表现及其稳定性进行鉴定,并对一个中长绒高代选系的纤维品质性状的空间分布进行了研究,结果评选出达到中长绒陆地棉标准的种质5份;3大纤维品质性状中以马克隆值的变异系数最大,比强度次之,最小是绒长,表明马克隆值最容易受环境条件的影响;中长绒陆地棉不同部位棉纤维的绒长和马克隆值差异较小,比强度以中上部果枝内围果节的棉纤维最高,以上部果枝外围果节的棉纤维最低。因而在调优栽培中,应积极促进中上部果枝内围果节多成桃,控制上部果枝外围果节少座桃。