棉铃抗氧化酶活性影响棉纤维长度发育的研究

[目的]本试验对一对叶色不同的棉花近等基因系抗氧化酶活性进行测定和分析,以了解绿叶和红叶棉花材料的抗氧化酶活性的变化规律,旨在为棉花优良品种的选育提供理论依据。[方法]以叶色不同的近等基因系棉花为试验材料,在花后10d与花后20d分别测定铃壳、棉籽、棉纤维中的SOD、POD、CAT酶活性以及MDA含量,并对收获的棉花进行考种。[结果]棉纤维伸长的不同阶段,2种材料棉铃各组织的POD、SOD和CAT3种酶活性总体表现为升高趋势,其中绿叶棉纤维中SOD酶活性上升幅度最大,高达287%;而MDA含量呈现下降趋势,其中红叶棉纤维中下降幅度最大,达53%。绿叶棉棉铃抗氧化酶系统酶活性基本上显著高于红叶棉。[结论]棉纤维快速伸长阶段棉铃抗氧化酶活性与棉纤维的伸长发育密切相关。绿叶棉抗氧化酶活性高,以绿叶棉为育种材料,更有利于改良棉纤维品质。     

棉纤维发育相关酶活性的基因型差异与纤维比强度的关系

 【目的】以纤维比强度差异较大的不同基因型棉花为材料，研究它们纤维发育过程中相关酶活性的动态变化与纤维比强度的关系，为探索改善棉纤维比强度的生理调控途径提供理论依据。【方法】选择棉纤维比强度分属高（科棉1号）、中（美棉33B）、低（德夏棉1号和苏棉15号）3种类型，4个不同基因型的品种，在大田栽培条件下，研究棉纤维次生壁加厚过程中相关酶活性的动态变化、纤维素累积和纤维比强度形成的关系。【结果】β-1,3-葡聚糖酶活性在次生壁加厚发育过程中呈下降趋势，蔗糖合成酶、过氧化物酶和IAA氧化酶活性变化均呈单峰曲线，基因型间差异主要表现在酶活性的大小和峰值出现的时间。科棉1号属高强纤维基因型，棉纤维中与纤维发育相关的酶活性在整个次生壁加厚期高于中、低强纤维基因型，前者酶活的动态变化与纤维素累积快速增长期的协调性好，纤维素累积平缓，纤维比强度增强的幅度大；反之，如低强纤维品种德夏棉1号和苏棉15号，其纤维发育相关酶在次生壁加厚期活性低，纤维素累积快速增长期短，纤维比强度增强的幅度小；美棉33B棉纤维发育相关酶活性、纤维素累积和纤维比强度形成特征介于上述两种基因型之间。【结论】不同基因型棉花纤维中与纤维发育相关的酶活性存在显著差异，该差异可能是导致纤维素累积特性及纤维比强度形成基因型间差异的主要生理原因之一。     

棉纤维发育过程中内源激素动态变化的研究

在棉纤维分化和发育的几个重要阶段测定胚珠及纤维中生长素,赤霉素和细胞分裂素３类内源激素的含量。结果发现;开花前３天（即棉纤维细胞起始时期）ＩＡＡ和ＺＲｓ的含量相当高,花后５－１５天（即纤维伸长高峰期）ＧＡ３的含量处于快速增长期;花后１５－３５天（即次生细胞壁加厚期）ＩＡＡ的含量呈直线上升趋势,胚珠中各内源激素的含量显著高于纤维中的含量。由此可知,棉纤维的分化需要生长素和细胞分裂素的共同作用;ＧＡ促     

彩色棉研究进展与展望

本文综述了彩色棉的研究进展。包括彩色棉种植的回溯、色彩及遗传特性、育种及纤维发育研究进展。并提出近阶段应对彩色棉色素形成、分布及其与纤维品质的关系加大研究力度，从而为彩色棉纤维品质的改良和栽培提供理论依据。     

2个彩色棉材料的农艺性状和纤维发育特点研究

以常规白色棉 3 3B为对照 ,于 2 0 0 0～ 2 0 0 1年在山东棉花研究中心试验站 (临清 )对大田种植的 2个彩色棉绿色棉和棕色棉材料的农艺性状与纤维发育特点进行了研究。结果显示 ,2个彩色棉材料的营养生长旺盛 ,具有早发早熟的特点 ,但铃重小 ,衣分低 ,皮棉单产仅为对照 3 3B的 5 0 %～ 60 %。彩色棉的纤维品质比对照品种差 ,其中绿色棉的纤维品质最差 ,基本无纺织利用价值。彩色棉的纤维发育过程与对照相比有很多不同之处 ,表现在 2个彩色棉材料的棉纤维在开花后 3 0～ 40天出现颜色 ,纤维伸长期短 ,伸长速率低 ,次生壁加厚慢 ,纤维伸长与次生壁加厚重叠的时间短 ,这可能是彩色棉纤维品质差的主要原因。     

彩色棉纤维发育的特性研究

棕色和绿色纤维中的色素可用HNO3/乙醇提取,提取液中的色素含量可在412 nm波长下根据吸收值的大小进行估计.在开花后15 d前后,棕色和绿色纤维中的色素已经形成和积累,并在开花后20 d色素含量达到最高值. 棕色纤维颜色发生明显加深的时期是开花后30～35 d,棕色纤维的颜色较稳定,在阳光下甚至有加深的趋势.绿色棉纤维在开花后20 d时纤维出现绿色,之后随着纤维的发育颜色逐渐加深,但在阳光下易退色.在棕色和绿色纤维中纤维素含量明显低于白色纤维,可能是由色素物质的积累所引起.在开花后15～30 d期间,白色纤维细胞的pH值呈快速下降趋势,但棕色和绿色纤维细胞的pH值下降速度比白色纤维细胞明显要慢,在这一时期pH值下降速度的快慢可能与纤维的伸长、次生壁的加厚和色素的形成有关.与白色纤维比较,棕色和绿色纤维品质较差,如:长度偏短,强度偏低,本文对其可能原因进行了探讨.     

彩色棉抗氧化系统生理特征及纤维素累积对纤维品质的影响

【目的】研究黄河流域棉区不同纤维颜色棉花品种品质差异及棉铃在发育进程中生理活性变化,探索其品质形成的主要时期和相关影响因素,为彩色棉的品质改良提供理论依据。【方法】在大田试验条件下,以彩色棉品种中棉所51号（浅棕,CCRI 51,杂交棉）、中棉所81号（深棕,CCRI 81）、中棉所82号（深绿,CCRI 82）和普通棉（简称白棉,CK）国欣棉3号（GX 3）为试验材料,对各小区棉株中部第5-6果枝的一、二果节当日花进行挂牌,于收获期测定其纤维品质,并在花后10、15、20、30、40 d（days post anthesis,DPA）取挂牌棉铃,分别测定铃壳、棉籽、棉纤维的可溶性蛋白质含量、过氧化物酶（POD）活性、超氧化物歧化酶（SOD）活性、丙二醛（MDA）含量以及棉纤维的纤维素含量,研究不同颜色棉花品种纤维品质差异及棉铃发育特点,并对二者进行相关性分析。【结果】纤维上半部平均长度、整齐度指数以及断裂比强度三个指标均以杂交彩色棉（浅棕棉）最高,常规陆地棉三个指标的高低顺序为：白棉＞深棕棉＞深绿棉。白棉铃壳各时期可溶性蛋白质含量均显著高于彩色棉品种,各品种各时期差异均达到显著水平;白棉棉纤维可溶性蛋白质含量最大下降幅度时期为前期（10-20 DPA,降幅66.67%）,而彩色棉品种为后期（20-40 DPA,降幅为23.08%-61.19%）。各品种铃壳POD活性在花后10-20 DPA均有所上升,其中以深绿棉品种上升幅度最高,白棉和浅棕棉铃壳POD活性在10 DPA时显著高于深棕棉和深绿棉。白棉在10 DPA时铃壳和棉籽SOD活性均为最高,两棕色棉铃壳SOD活性在棉铃发育过程中均呈逐渐增加趋势;浅棕棉棉籽SOD活性在30-40 DPA时提高了53.18%,显著高于其他品种;深绿棉棉纤维SOD活性降低时期出现得较其他品种早10 d。白棉棉籽MDA含量在花后20-30 DPA时下降,而彩色棉均升高。浅棕棉纤维素快速累积开始期最早,持续期最长,白棉较深棕棉和深绿棉的纤维素快速累积起始期早3 d,持续期长1-5 d。10 DPA时棉籽MDA含量与棉纤维长度和断裂比强度显著负相关,铃壳POD活性与纤维长度呈显著正相关,纤维素快速累积持续期与纤维长度及强度显著正相关;20 DPA时棉纤维可溶性蛋白质含量、30 DPA时棉籽MDA含量以及纤维素快速累积起始期与整齐度呈显著负相关;20 DPA时棉籽MDA含量、30 DPA时铃壳可溶性蛋白质含量、40 DPA时棉纤维MDA含量与马克隆值呈显著正相关;40 DPA时棉籽可溶性蛋白质含量、20 DPA时棉纤维POD活性与伸长率显著正相关。【结论】彩色棉棉铃相比于白棉,较低的抗氧化酶系统活性在纤维发育前期（0-20 DPA）阻碍了纤维初生壁的形成及生长,在纤维发育后期（20-40 DPA）促进了色素类物质在次生壁沉积,这就降低了纤维素在次生壁的积累。彩色棉较短的纤维素累积持续期以及较晚的纤维素快速累积起始期是造成彩色棉品质低的直接原因。     

镉胁迫对玉米幼苗抗氧化酶系统及矿质元素吸收的影响

通过水培实验研究了在10-6、10-5、10-4mol·L-1浓度下,Cd2+胁迫对玉米幼苗抗氧化酶系统、丙二醛(MDA)含量、Cd积累及矿质元素吸收的影响,同时讨论了Cd2+毒害的作用机理.结果表明,中、低浓度(10-6、10-5mol·L-1)C2+d胁迫下,玉米幼苗MDA含量与对照组相比没有显著变化;高浓度(10-4mol·L-1)Cd2+胁迫后,MDA含量显著升高(P<0.05).Cd2+胁迫初期,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性均升高;随着胁迫时间的延长,除叶片中SOD和CAT活性略有上升外,其他抗氧化酶活性逐渐下降,高浓度组抗氧化酶活性下降最明显.植物吸收的Cd主要积累在根部,Cd2+胁迫能干扰玉米对Fe、Cu、Zn、Mg等养分的吸收.     

彩色棉棉子发育形态变化与干物质积累规律研究

以棕絮1号、陇绿棉2号和对照品种普通白色棉鲁棉研28号为试验材料,研究了彩色棉棉子发育过程中形态及干物质积累的动态变化。结果表明:棉子长、宽和体积均在35 DPA(day post anthesis)达最大值,25 DPA前彩色棉与白色棉快速增长阶段存在差异,25 DPA后的增长速率差异较小。最终棉子体积棕絮1号鲁棉研28号陇绿棉2号。对供试品种百粒棉子干重进行Logistic方程拟合表明:彩色棉品种棉子干重快速累积持续时间较白色棉短,但快速增长期平均速率均大于普通白色棉,棉子干重理论最大值差异不大。棉子种仁和子壳重都随棉子发育而不断增长,子壳率不断下降,成熟棉子子壳率以绿色棉陇绿棉2号最低,棕絮1号次之,鲁棉研28号最高。     

彩色棉溯源与研究

一、彩色棉的定义与色彩棉花植株与棉花纤维在田间自然长出的颜色称之为天然色 ,彩色棉定义的范围应包括茎秆、叶片、纤维、种子等的天然颜色。例如 ,植株的茎秆绿色、酱红色、黄色等 ;叶片绿色、红色等 ;棉铃绿色、红色等 ;纤维白色、绿色、棕色等 ;种子棕色、绿色等 ;其色彩表现型受遗传控制。不过 ,现在人们所言的彩色棉主要是指纤维彩色。迄今 ,正在栽培中的天然彩色棉有棕色、绿色、黄棕色、驼色等。棉属中许多野生棉种为天然褐色、灰色或绿色 ,现代被栽培的彩色棉中 ,大多为褐色与绿色 ,正在通过转基因途径获得的色彩有粉红色、浅蓝色…     

可溶性蛋白含量与棉纤维发育的相关性

以3种棉纤维长度和衣分存在差异的农大HL1、农大HL2和新陆早49号棉花为试验材料,于花后10,20,30,40 d分别测定铃壳、棉籽和棉纤维中的可溶性蛋白含量和纤维长度,分析可溶性蛋白含量与纤维发育的相关性。结果表明,可溶性蛋白含量与棉纤维生长发育密切相关;在棉纤维伸长关键期,较低的可溶性蛋白含量利于棉纤维伸长发育,而较高的可溶性蛋白含量可促进次生壁加厚,利于棉花衣分的提高,进而提高棉花产量;在棉纤维发育进程中,棉铃各器官发育有着密切的联系,铃壳和棉籽中较强的生理代谢能力直接影响棉纤维的发育。     

棉纤维发育中激素和相关酶活性与棉花品质形成的研究

论述了棉花纤维发育中激素和相关酶活性对棉纤维品质形成的调控作用.在纤维发育前期,生长素(IAA)、赤酶素(GA3)和玉米素(ZR)有利于纤维的伸长和分化,而脱落酸(ABA)起抑制作用;后期ZR含量影响纤维的粗细和成熟度.在棉纤维发育不同时期蔗糖合成酶(SuSy)和过氧化物酶(POD)活性对纤维品质形成的作用不同,在棉纤维初始和伸长发育阶段蔗糖合成酶均有高活性表达,同时在次生壁加厚阶段,其活性变化会影响纤维素的累积,进而影响纤维强度;而POD活性在纤维发育前期含量低,次生壁阶段升高对品质的形成有利.同时阐述了温度对激素和相关酶活性变化及对纤维品质形成的影响.     

不同土壤质地棉花根际微生物及酶活性与土壤理化性质相关性研究

采用池栽方式,研究潮土3种不同质地土壤棉花花铃期根际微生物数量和酶活性及其与土壤理化性质的相关性。结果表明,在棉花-土壤质地-微生物相互作用的生态系统中,土壤微生物和酶活性受土壤质地和棉花生长发育二方面影响。相关分析显示,细菌、真菌是影响壤土中速效磷的主要微生物,磷酸酶是影响3种质地中速效磷、碱解氮及砂土中速效钾的主要酶。细菌、真菌、磷酸酶可作为评判棉花根际土壤肥力的生物学指标。     

Study on the Genetics and Development of Fiber Pigments and Color Deviation After Wetting Process of Naturally Colored Cotton

The genetic control of fiber pigment color in naturally colored cotton was studied. The expres-sion of brown and green fiber color was controlled by incompletely dominant single genes and incompletelydominant major genes, respectively. Production and accumulation of the fiber pigment were related to specialexpression of enzymatic genes for pigment synthesis in fiber cells. At the stage of fiber lengthening, naturallycolored cotton, like white cotton, appeared purely white. But when fiber cell walls entered the thickeningstage, pigment appeared by degrees. When the fiber was completely matured (on boll dehiscence), the colorreached its darkest level. After wetting process treatment, the hues of the fiber pigment changed in regularpatterns. The hue circle for brown and green cotton changed in the opposite direction with wetting processtreatment. In general, the treated cotton color and luster became dark and vivid, and this trend provided the possibili-ty for enhancing the fiber quality by suitable enviromnental friendly finishing. The analysis showed that the color andluster of the cotton may be controlled by a series of pigments which show different chemical performance.     

7种木本豆科植物抗氧化酶活性研究

对国槐、黄金槐、金叶槐、蝴蝶槐、毛刺槐、四倍体刺槐和香花槐等7种木本豆科植物抗氧化酶的活性进行了研究。结果表明:金叶国槐的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)的活性均最高,但其他几种植物的SOD活性与POD活性大小不一致;槐属植物叶片的POD活性均高于刺槐属和香花槐属。抗氧化酶的活性在一定程度上可反映植物的抗逆性。     

彩色棉纤维中矿质元素含量与纤维品质形成的关系

【目的】探讨彩色棉纤维中大量元素含量与彩色棉纤维品质形成的关系。【方法】选用棕色棉(X008)、绿色棉(S029)和白色棉(Xuzhou142)为材料,对彩色棉纤维发育过程(开花后20—50d)中大量元素(N,P,K,Ca和Mg)、黄酮色素和纤维素以及纤维品质指标进行分析。【结果】(1)彩色棉纤维细胞中纤维素的含量显著偏低,比白色棉降低15%左右;黄酮色素含量较高,比白色棉纤维高4—10倍;大量元素的含量(除K)明显偏高,比白色棉提高1—2倍;(2)相关性分析结果显示,成熟彩色棉纤维的品质指标与纤维中纤维素含量呈极显著的正相关,与纤维中总黄酮含量呈极显著负相关;棉纤维中大量元素N、P和Ca的含量与纤维素含量呈极显著的负相关,与纤维中黄酮色素含量呈极显著的正相关。【结论】彩色棉纤维中N、P和Ca元素含量的提高可能有利于黄酮色素的合成,而黄酮色素的积累使得彩色棉纤维中纤维素含量降低,这可能是引起彩色棉纤维品质偏差的原因之一。     

连作棉田土壤酶活性特征及其与土壤养分相关性研究

采用田间采样及室内测试的方法,研究了新疆棉区不同连作年限棉田的4种主要土壤酶活性特征及其与土壤肥力的关系。结果表明,棉田连作对过氧化氢酶的影响不明显,与荒地比较,脲酶和碱性磷酸酶在耕作后均有所增加,到5～7a普遍达到最大值,之后有所下降;蔗糖酶则3～5a达到最大,之后有所下降;土壤过氧化氢酶与pH值、土壤有机质、全氮、全磷、速效氮和速效磷含量呈正相关关系;脲酶与全氮呈显著相关r=0．92（P〈0．05）,与碱解氮呈极显著相关r=0．99（P〈0．01）;碱性磷酸酶活性与全氮、全磷、速效氮和速效磷含量呈显著相关,相关系数分别为0．96（P〈0．01）,0．89（P〈0．05）,0．86（P〈0．05）,0．89（P〈0．05）,与pH值、速效钾则呈负相关关系;蔗糖酶活性与全氮和速效氮均呈显著和极显著正相关,与pH值和速效钾呈负相关。     

不同连作年限棉田土壤微生物和酶的特征

[目的]测定不同连作年限土壤微生物主要类群及其数量变化以及土壤酶的活性.[方法]以新疆高产棉花连作5、10、15和20年的土壤为研究对象,测定土壤微生物数量和酶活性.[结果]棉花不同连作年限对土壤微生物环境产生了显著的影响.土壤中三大类微生物总数随着连作年限的增长呈下降趋势,细菌数量变化有极显著差异,真菌和放线菌变化无显著差异,棉田土壤B/F呈下降的趋势.[结论]对不同连作年限棉田土壤的脲酶、磷酸酶、蔗糖酶进行测定,结果脲酶、蔗糖酶的变化趋势一致,均随着连作年限的增加呈增强的趋势,磷酸酶活性随连作年限的增加先呈下降趋势,再随连作年限增加呈上升趋势.