棉纤维品质指标形成的动态模拟

棉纤维品质形成的准确模拟对构建棉花生长模拟系统及优质高产管理决策具有重要意义。本文以棉铃发育的生理生态过程为基础，采用生理发育时间作为定量发育进程的尺度，通过量化品种效应及水分、日均温和日温差等生态因子对棉纤维品质指标形成的影响，构建了预测棉纤维伸长、比强度增加和纤维素积累的模拟模型。利用不同生态点不同日均温和日温差条件以及不同水分处理的试验资料对模型进行了检验。结果显示，纤维长度、纤维比强度、纤维素含量模拟值与观测值之间的根均方差（RMSE）分别为1.15 mm，1.03 cN·tex^-1和4.37%，表明模型具有较好的预测性和适用性。     

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。     

气象因子对棉纤维品质影响的研究进展

系统地分析了国内外在气象因子对棉纤维品质影响方面研究所取得的进展,初步分析了应当深入研究的几个问题。     

棉纤维综合品质指数模型的指标确定与建模

纤维综合品质指数是既能评价棉纤维品质质量,又能反映成纱品质质量的一个综合指数,是一个无量纲的参数。本文利用不同品质原棉的纺纱试验结果,采用主成分分析等方法,并借鉴前人的研究结果,确定了纤维长度、纤维强度、长度整齐度、伸长率和麦克隆值是表示棉花纤维综合品质的关键指标,提出了棉纤维综合品质指数(IFQI)模型。经过分析认为,反映纺纱均匀性指标(SCI)选择的棉纤维综合品质指数模型为IFQI=(Len-10)/Mic~(1/Mic)×Str×Un;反映单纱强力选择的IFQI模型为IFQI=(Len-10)/Mic~(1/Mic)×Str。IFQI模型机理性强、自变量少、形式简单直观,而且与单纱强力、纺纱均匀指数呈正相关。棉纤维综合品质指数高,说明棉花纤维的品质好,棉纤维综合品质指数既可直接用来评价棉纤维品质,又可直接表征成纱品质。     

铃期对晋南早熟棉纤维品质的影响

为探索晋南早熟棉铃期对纤维品质的影响,给优质早熟棉品种的选育提供理论支持和重要依据,初步分析了‘中棉所50 号’和‘晋棉57 号’的铃期长短对纤维品质各指标的影响,结果表明：‘中棉所50 号’在铃龄为73 天时棉纤维长度最长（为29.01 mm）,纤维整齐度指数最高（为84.60%）,比强度最高（为28.7 cN/tex）。‘晋棉57 号’在铃龄为79 天时棉纤维长度最长（为28.75 mm）,纤维整齐度指数最高（为84.40%）,比强度与73 天铃龄的数值（28.9 cN/tex）相当,为28.8 cN/tex。总体而言,早熟棉的纤维长度、整齐度、比强度和马克隆值均随铃期的缩短而基本呈下降趋势,而伸长率随铃期的缩短而大体呈升高的趋势。其中铃期对比强度和马克隆值的影响最大。     

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。     

棉纤维品质长度的图像测量

提出了一种新的棉纤维品质长度的检测方法。该方法主要通过使用CCD、计算机、高亮度光源构成的精准测量系统而实现,它能够准确测量Hertel曲线上任意一点的纤维累积根数。基于随机分布理论,建立了纤维长度分布的数学模型,实现了对主体长度以上纤维各个长度进行分段测量。实验表明,本方法的测量结果与Y111结果高度相关,测量速度快。     

棉纤维品质改良的分子生物学基础

本文简要地评述了棉纤维特异性表达基因和棉花纤维素合成酶基因的克隆及其表达方面的研究进展。与棉纤维伸长有关的基因主要有GhCAP和pGhEXl,与棉纤维次生壁加厚有关的基因主要有H6、Fb-E6和FSl8A等,但这些基因的精确功能还有待进一步研究。棉花celA是从第一个高等植物中克隆出的编码纤维素合成酶催化亚基的基因。利用转基因技术将抗虫、抗除草剂基因和这些与纤维发育有关的基因导入棉花,不但可改良棉花的产量和纤维品质,降低生产成本,而且可减轻对环境的不利影响,从而增强棉花的市场竞争力。     

铜胁迫对小白菜品质相关指标的影响

近年来,日益严重的铜污染导致的高等植物铜毒害问题逐渐凸现,通过对铜胁迫下小白菜的品质相关指标的试验研究发现:外界铜胁迫会使植株硝酸盐含量减少,NR活性和Vc含量也有类似变化;而可溶性蛋白含量在低浓度铜胁迫下略有增加,但随着铜浓度升高会显著减少;可溶性糖含量也是先上升,超过一定浓度又会呈现明显的下降趋势.     

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.     

单纱强力的模拟模型研究

利用不同品质原棉的纺纱试验结果,采用主成分分析等方法,对棉纤维品质指标进行分析,结果表明:⑴原棉的纤维品质是决定纱线强力的主要因素,在不同的纺纱工艺下,虽然同一原棉的单纱强力不同,但和其它原棉相比,不同原棉之间的单纱强力分布趋势不受纺纱工艺的影响,即如果棉纤维综合品质高,则在任何工艺条件下,其单纱强力都高于其它原棉;⑵原棉的单纱强力的大小同时也与纺纱支数和纺纱工艺有关;⑶纤维长度、纤维强度、长度整齐度和麦克隆值是表示棉花纤维综合品质的关键指标。基于上述研究结果,建立了普梳和精梳工艺下的单纱强力模型:CSCO=(40-k1×C)×k2×Len-10Mic×Str×Unf,CSCA=CSCO×(1 CAWD),CAWD=W/66.67。。此模型为非线性模型,模型的机理性强、自变量少、模型形式简单直观,易于推广使用,具有较好的预测效果。     

纤维比强度气象生态模型的研究

在前人的研究基础上,利用多个试验的结果,论证了铃期日均温、日最高温度、相对湿度是影响纤维比强度的关键因子,明确了品种遗传因子在最终的纤维比强度形成中所起的决定作用。参考了前人的比强度是多个棉纤维品质指标中受环境影响变异性最大的指标的研究结论,提出了比强度多因素气象生态模型多个模型形式。利用试验结果进行模型的拟合并进行了模型检验,确定了最高温度和相对湿度交互作用的模型为最佳的比强度模型。模型的形式为： , 。模拟值与观测值1：1直方图符合度好,MRSE为1.0282 cN/tex,证明了模型具有较好的预测性和较高的精度。     

温度对棉纤维强度及超分子结构的影响

利用短季棉中棉所16号品种, 研究了温度对棉纤维断裂比强度与超分子结构的影响, 结果 表明： 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。 较高 温度条件下α角随铃龄增大不断宽化(变大), 对纤维强度提高不利; 较低温度条件下α角 随纤维发育不断变小(优化), 某种程度上有利于纤维强度提高;     

转GNA抗蚜棉对棉蚜控制效果的初步研究

供试棉花 :99Ａ、99Ｒ( 99Ａ的转ＧＮＡ基因棉花 )由中国科学院微生物所提供 ,Ｙ1 9、Ｙ8(Ｙ1 9的转ＧＮＡ基因棉花 )由中国科学院遗传所提供 ,Ｅ 40、970 8(Ｅ 40的转ＧＮＡ基因棉花 )由中国农业科学院生物技术所提供。供试棉花在中国农业科学院植物保护研究所试验田种植 ,试验小区面积为1 35ｍ2 ,三次重复 ,试验小区随机区组排列 ,播后地膜覆盖 ,以利棉花出苗。试验区生长期不使用任何农药 ,不打顶 ,不摘边心 ,其它为常规管理。抗蚜鉴定分为田间和室内两部分。田间抗蚜鉴定 :棉种在4月 2 8日播种 ,5月 1 4日在抗蚜鉴定试验区的棉苗上始见…     

利用光谱-盐分指数监测棉田土壤盐分

通过对棉田土壤盐分的光谱反演研究,为土壤盐渍化遥感动态监测提供可能。利用ASD地物光谱仪测定新疆兵团第六师共青团农场盐渍化棉田土壤光谱,结合土壤化学参数分析确定反映棉田土壤盐渍化程度的敏感波段,构建最佳盐分指数对棉田土壤盐分进行监测。结果表明,随盐渍化程度(0.084~1.659 g·kg-1)的加重,土壤光谱反射率呈上升趋势,在近红外区(1350~1850 nm)差异尤为显著,该波段范围光谱反射率与土壤盐分呈极显著相关(r=0.880**),且对土壤盐分响应敏感,为识别盐渍化土壤的敏感波段;选择盐渍化光谱敏感波段建立了盐分指数SI1,BI,SI2,NDSI,SI3监测棉田土壤盐渍化的模型,其中SI1和BI的RMSE分别为0.151和0.149、RE为7.5%和6.3%,预测能力强,可推荐为棉田土壤盐分监测的最佳模型。     

TDZ在棉花组织培养中的效应研究Ⅰ．TDZ单独使用对棉花组织培养的影响

ＴＤＺ是一种高效低毒棉花脱叶剂，它在棉花组织培养中表现出独特的生理作用。ＴＤＺ的添加促进了外植体的伸长和保绿，有利于外植体脱分化和胚性愈伤组织的诱导。但是ＴＤＺ不利于愈伤组织的保持和体细胞胚的发育，必须把在含ＴＤＺ培养基上诱导产生的愈伤组织转移到不含任何激素的培养基上，才能发育成成熟胚并再生出植株。ＴＤＺ的使用能诱导根的分化。不同外植体、不同基因型以及不同ＴＤＺ浓度之间在棉花组织培养中的表现均有差异。     

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     

种子子指对棉株下部外围"铃-叶系统"生长及生理特征的影响

以转Bt基因抗虫棉33B为材料,播前根据种子的大小和饱满度状况设三个子指处理,观测了棉花下部果枝外围果节铃及其对位叶的生长和生理特征。结果显示,大粒饱满的种子处理显著提高了该部位开花当天铃对位叶叶面积,还明显地促进了源叶生理质量的改善,且成熟时单铃子棉的干物重得到明显增加。小粒饱满比大粒不饱满的种子更明显地影响了该部位“铃-叶系统”的生长和生理状况,显著降低了成熟时的单铃子棉干物重。     

TDZ（thidiazuron）在棉花组织培养中的效应

TDZ是德国Schering公司1976年宣布合成的高效低毒棉花脱叶剂。从它一研制成功,就广泛应用于棉花的大田脱叶,为采棉机械化的实现提供了保证。近年来,人们把它试用于植物细胞与组织培养工作,并取得了令人鼓舞的结果。但其在棉花组织培养中的应用研究还未见报道。因此,我们对TDZ在棉花组织培养中的作用进行了研究,旨在探讨建立快速简便的棉花组织培养体细胞胚发生和植株再生程序。