温度对棉纤维超分子结构的影响

全铃期日均温19.5℃和夜均温17.0℃以上时α角随铃龄增大不断宽化(变大),低于该范围时α角随纤维发育不断变小(优化).角和ψ角随纤维发育不断优化(变小),不同处理相同铃龄随温度降低ψ角与ψ角值有变大趋势.α、ψ及ψ角值与铃龄呈曲线关系,且相关显著.随纤维发育横向晶粒尺寸逐渐增大,相同铃龄随温度下降晶粒尺寸值降低,横向晶粒尺寸值与铃龄及全铃期日均温呈曲线关系,且相关显著.     

棉纤维超分子结构及与纤维品质的关系

在纤维发育过程中,结晶度和横向晶粒尺寸变化较为明显,随着纤维的发育,晶粒尺寸逐渐增大,结晶度不断提高。不同基因型间,正常成熟纤维的结晶度和横向晶粒尺寸差异很小,与纤维强度相关不显著;而取向参数差异较大,与比强度相关显著。不同开花期棉铃发育的环境温度不同,其纤维结晶度、横向晶粒尺寸和取向参数也不一样。不同的温度条件对α角影响较大,但对φ角和ψ角逐渐降低的变化趋势没有影响。棉纤维超分子结构与纤维品质指标关系密切。正在发育中的纤维细胞结晶度和横向晶粒尺寸均随着纤维细胞的发育逐渐增大,对纤维比强度影响较显著。而成熟纤维,因纤维素沉积已经结束,结晶度和横向晶粒尺寸比较接近,对纤维强度影响较小;取向参数对纤维强力的影响较大,分散角、螺旋角越小,取向度越高,所形成的纤维强度就越高,纤维品质好。今后在育种工作中应结合纤维超分子结构培育高品质棉花品种,有利于提高纤维品质。     

外源激素对棉纤维超超结构及纤维强度的影响

对发育棉铃加施外源GA3、IAA的研究表明：低强度类型的鲁棉一号型陆地棉品种，可通过人为改善激素状况的方法，调节其纤维发育，尤其在其纤维素合成速度的低值期施用，可明显提高纤维强度，甚至改善纤维结构，使取向参数发生较大改变。高强度型的海岛棉型品种，仅通过增施外源GA3、IAA是无效的，甚至对纤维结构及强度都是有害     

含异常棉基因棉纤维品质及超分子结构遗传效应

通过对３个含有异常棉血缘的陆地棉高强纤维种质系和４个推广品种的纤维品质和纤维超分子结构分析表明，纤维比强度越高，纤维微原纤角越小，取向度越高，而与成熟纤维的结晶度关系不密切。４×３的不完全双列杂交分析表明，纤维品质和纤维超分子结构参数的基因型方差（除结晶度外）都达显著或极显著水平，对基因型方差进一步分解表明，母本的纤维比强度、长度、取向度和微原纤角的一般配合力均方达显著或极显著水平，其中泗棉３号的一般配合力最高。仅纤维比强度的特殊配合力均方达显著水平。纤维比强度以泗棉３号×７２３５为最高。Ｆ１与双亲均值的相关分析结果表明难以根据组合的中亲值来预测其杂交组合Ｆ１的表现。     

温度对棉纤维品质性状的影响

随温度降低纤维伸长最大值降低,伸长期延长;夜间温度对纤维伸长的影响大于日均温。纤维断裂比强度随铃龄增大而升高;相同铃龄随温度下降断裂比强度降低。随纤维发育,纤维成熟度升高;随温度降低,成熟度随铃龄增大增幅降低,相同铃龄随温度下降成熟度值呈下降趋势。细度随纤维发育逐渐减小,全铃期夜均温１６．７℃和≥１５℃有效积温１１４２．９℃是细度变化临界点,低于该温度时细度随纤维发育降低缓慢;相同铃龄随温度下降呈升高趋势。     

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。     

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。     

铃期温度对不同棉花品种棉铃发育过程及纤维比强度的影响

通过设置不同播期来营造不同的温度环境,研究不同温度条件下棉铃及纤维发育特点,以及温度对纤维比强度的影响机制。结果表明:随着播期的推迟,铃期日均温的降低,棉铃的体积增大幅度依次降低。棉铃干物质达到最大积累速率的时间提前,且快增期持续的时间缩短。纤维干物质达到最大积累速率的时间推迟,最大积累速率逐渐减小。随着铃期日均温的降低,吲哚乙酸氧化酶(IAAO)活性峰值大小表现出下降趋势。铃期影响纤维比强度的主要温度因子为日均温和日最高温。     

花铃期渍水对棉纤维糖代谢的影响及其与纤维比强度的关系

以美棉33B为材料,2007和2009年在江苏南京池栽条件下设置渍水试验,研究花铃期渍水对棉纤维糖代谢的影响及其与纤维比强度的关系。结果表明,渍水条件下花后17~38 d纤维蔗糖和β-1,3-葡聚糖含量均值分别降低24.86%~81.30%和8.59%~36.30%,纤维素最大累积速率在受渍害较轻条件下增加而受渍害较重条件下降低,但快速持续期缩短,成熟期纤维素含量降低,比强度下降3.57%~10.03%。受渍害较轻条件下,花后17~38 d纤维蔗糖合酶(SS)和蔗糖磷酸合酶(SPS)活性均值分别增加8.45%~24.59%和12.79%~18.20%,生成碳源用于维持生存代谢,而受渍害较重条件下分别降低7.06%~8.16%和11.40%~11.64%;蔗糖酶和β-1,3-葡聚糖酶活性在花后17 d后降低。因此,渍水条件下纤维加厚发育期碳源供应不足、碳代谢消耗增加或代谢被抑制是最终比强度下降的重要原因。     

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。     

温度与棉株生理年龄的协同效应对棉纤维发育的影响

通过设置播期试验,使位于棉株不同果枝果节部位棉铃的纤维加厚发育期（铃龄25~50 d）处于不同温度条件下,研究温度与棉株生理年龄对棉纤维加厚发育及纤维比强度的影响,结果表明,温度与棉株生理年龄的影响存在互作效应,铃龄25~50 d日均温26℃左右时,棉株中部（7~9果枝）铃纤维蔗糖合成酶活性最高,β-1,3-葡聚糖酶活性最     

温度与沙床对棉花种子发芽的影响

为解决棉花种子发芽试验中氧气和水分的矛盾，本研究对两个棉花品种运用不同类型的沙床和不同温度进行发芽试验。结果表明，30℃恒温下采用细沙发芽床发芽率显著下降；采用粗砂和混沙在30℃恒温、25℃恒温和20—30℃变温下发芽，发芽率无显著差异，其平均发芽天数显著短于细沙；30℃恒温下使用粗砂和混沙，平均发芽天数最短。     

棉花纤维超分子结构参数的遗传分析

本研究利用X—射线衍射技术,对陆地棉(G.hirsutum L.)、海岛棉(G.barbadense L.)及其F_1、F_2杂种纤维超分子结构和纤维强度的分析表明:横向晶粒尺寸、结晶度和取向分散角a的分离范围较小,遗传方式简单,有显性或超显性效应;杂种F_2的螺旋角(?)分离范围极广,既有超高亲,也有超低亲变异,遗传方式复杂,既有显性效应,也有基因互作效应.陆地棉纤维强度的遗传改良应主要依赖于(?)角与取向分布角(?)的优化.棉纤维强度是重要原棉品质指标,其高低受多重因素的综合影响,其中成熟纤维的超分子结构是导致棉花种间、品种间纤维强度差异的主要原因.分析其遗传特性,对指导优质棉育种意义重大.     

不同棉铃发育时期遮荫对棉纤维品质性状的影响

以中棉所41和鲁棉研18两品种为试材，设计3个遮荫时期（处理Ⅰ：棉铃发育0～20 d；处理Ⅱ：棉铃发育21～40 d；处理Ⅲ：棉铃发育41 d到吐絮），研究了遮荫对棉花纤维品质性状影响的规律。结果表明，遮荫使纤维长度变短，纤维伸长期增长，CK在25 d纤维达最大长度，处理Ⅰ、处理Ⅱ分别在35 d、30 d才达到最大长度，而处理Ⅲ对纤维伸长期没有影响；各时期遮荫都降低纤维断裂比强度和纤维成熟度，但使纤维细度增加，其中处理Ⅱ对纤维比强度、纤维成熟度和纤维细度的影响最大，与CK差异均达极显著水平；处理Ⅰ和处理Ⅲ影响较小。各时期遮荫对两品种纤维品质性状的影响趋势一致。     

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。