司笃克氏棉（G.stockii）色素腺体的形态建成与棉酚动态研究

对司笃克氏棉幼胚发育过程和种子萌发过程中的色素腺体形态建成进行连续的切片观察和棉酚含量分析。结果表明,司笃克氏棉的种仁中含有肉眼可见的色素腺体,为典型的有色素腺体类型;然而种仁中的棉酚含量仅为0.0058%,为典型的低酚棉类型。司笃克氏棉种子成熟过程中的色素腺体形态建成有两种情况：（1）色素腺体细胞直接形成     

陆地棉不同色素腺体基因对比克氏棉子叶色素腺体延缓形成性状的遗传效应

用(亚洲棉×比克氏棉)F1双二倍体作母本与陆地棉的不同色素腺体基因型进行杂交,获得5个具有不同色素腺体基因的［(亚洲棉×比克氏棉)F1双二倍体×陆地棉］F1种间三元杂种。不同色素腺体基因对种间三元杂种植株和花器形态性状无明显效应,但对其色素腺体表现和棉酚含量具有较大的影响。用陆地棉单节显性系1(G12G12gl3gl3)配制     

陆地棉子叶色素腺体延缓形成性状的表现与组织结构观察

用(亚洲棉×比克氏棉)F1双二倍体作母本与陆地棉单节显性系1(Gl2Gl2gl3gl3)进行杂交和连续回交,育成了具有子叶色素腺体延缓形成特性的陆地棉种质系———ABH0318。该种质的休眠种子观察不到色素腺体,但解剖镜下可看到子叶边缘处有小量稀小的色素腺体。组织切片观察发现,ABH0318休眠种子内含有3种不同类型的色素腺体结构:(1)具有色素腺雏形但无腺腔的色素腺体原,约占总色素腺体或结构的50%左右;(2)发育不全的色素腺体,其体积较小,腺腔内无内含物,约占25%左右;(3)正常色素腺体类型,分布于子叶的边缘,约占25%左右。种子萌发后,第一类色素腺体结构中的细胞迅速溶解,形成腺腔,并迅速形成正常色素腺体,而第二、三类色素腺体结构无明显的变化。     

澳洲野生棉种子叶色素腺体延缓形成的组织结构观察

对５个澳洲野生棉种休眠种子、种子发育过程中的子叶和种子萌发过程中的子叶进行连续切片观察,并以比克氏棉为例进行透视电镜观察。结果表明,具有子叶色素腺体延缓形成性状的澳洲野生棉种及其杂交后代的休眠种子,虽肉眼看不到色素腺体,但具有一群不同于其它细胞的特殊细胞群,其整体结构类似色素腺体的雏形。因此,提出了“色素腺体原”的新概念。澳洲野生棉种在开花后的幼胚器官形态建成期均先出现色素腺体细胞,然后经数次分裂形成一团色素腺体细胞群,挤压周围细胞而形成为色素腺体原,并保持该结构至种子成熟。当种子萌发１６ｈ后,色素腺体细胞解体,形成色素腺体。此外,本研究对澳洲野生棉种子叶色素腺体延缓形成性状的遗传调控等问题进行了讨论。     

比克氏棉及其杂种后代的RAPD分析

 将（亚洲棉×比克氏棉）F₁加倍,再与陆地棉、海岛棉、（陆地棉×夏威夷棉）、（陆地棉×黄褐棉）杂交,获得三种杂种与四种杂种。本研究用RAPD技术对种间杂种及其亲本进行了分析,结果表明：（1）15个引物对参试材料总共扩增出127条DNA带,其中有102条多态性带,占80.3 %;（2）在杂种中均检测到了亲本带与杂种的特异带;（3）利用SAS软件中的类平均法对试验材料进行聚类分析,结果表明,所有的参试材料聚为三大类。研究结果充分验证了杂种的真实性。     

澳洲野生棉种的子叶棉酚动态及与色素腺体形态的关系

对斯特提棉、南岱华棉、澳洲棉、纳尔逊氏棉和比克氏棉五个澳洲野生棉种在种子萌发过程中的子叶棉酚含量进行了测定和分析。结果表明,五个澳洲野生棉种子叶中的棉酚积累过程与无色素腺体陆地棉品种基本相似,其休眠种子和萌发２４ｈ以内的子叶均检测不到棉酚,为典型的低酚棉类型。当种子萌发４８ｈ以后,其子叶开始出现棉酚,但含量极低;在子叶开始出现棉酚１～２ｄ后,棉酚含量开始迅速增加,到种子萌发第９ｄ达到最大值。此外,讨论了澳洲野生棉种的子叶色素腺体延缓形成的组织结构与棉酚积累的关系,以及该性状的遗传调控机理等。     

五个澳洲野生棉种色素腺体和棉酚性状研究

本文研究了斯特提棉（Ｇ．ｓｔｕｒｔｉａｎｕｍ）、南岱华棉（Ｇ．ｎａｎｄｅｗａｒｅｎｓｅ）、澳洲棉（Ｇ．ａｕｓ－ｔｒａｌｅ）、纳尔逊氏棉（Ｇ．ｎｅｌｓｏｎｉ）和比克氏棉（Ｇ．ｂｉｃｋｉ）五个澳洲野生棉种的种仁和植株各主要器官的色素腺体和棉酚及其旋光体含量。结果表明，五个棉种均具有种子无色素腺体、植株有色素腺体的特性，但五个棉种植株各器官上色素腺体的分布差异较大，特别是花瓣，其中斯特提棉和南岱华棉的花瓣具有正常的色素腺体，比克氏棉和澳洲棉的花瓣具有少量的色素腺体，纳尔逊氏棉的花瓣无色素腺体。五个棉种种仁棉酚含量极低，但植株各器官均含有较高的棉酚；棉酚旋光体含量测定结果表明，五个棉种的叶片中均只有左旋棉酚，而不含右旋棉酚，其中斯特提棉和南岱华棉两个种的左旋棉酚含量显著低于其余三个棉种     

色素腺体和棉酚对陆地棉茎尖培养的影响

本研究以陆地棉三对色素腺体近等基因系为材料,研究色素腺体和棉酚对棉花茎尖培养的影响.结果表明,外植体的色素腺体和棉酚性状对于棉花茎尖培养有较大的影响,有色素腺体棉的茎尖比对应的无色素腺体近等基因系更易诱导产生不定根和再生植株.无色素腺体棉根尖的不定根出生时间晚于对应的有色素腺体近等基因系7天左右.棉酚试验     

亚洲棉×比克氏棉异源四倍体子叶腺体延缓发生特性的研究

本研究对亚×比异源四倍体种子及植株各器官的色素腺体密度、大小和棉酚含量进行了观察和测定,对亚×比异源四倍体幼苗进行了腺体发生和棉酚含量的动态研究。从生化角度进一步证明亚×比异源四倍体具有种子无腺体、植株有腺体的特性。研究结果还表明,亚×比异源四倍体从种子无腺体到植株有腺体的过渡时期为种子萌发时的子叶展开期;并提出了“腺体细胞”和“腺体原”的概念。本文对亚×比异源四倍体腺体形成及棉酚合成部位等问题进行了讨论。     

Morphogenesis of Pigment Glands and Metabolic Characteristics of Gossypol in Gossypium bickii

[Objective]We studied the process of pigment gland formation and the dynamic change of gossypol synthesis, the dynamic relationship and molecular mechanism between the pigment glands and gossypol during the process of embryo formation and seed germination in G. bickii Prokh. [Method] We chose G. bickii as meterial and studied the tissue section observation, determination of gossypol contents and gene expression profile analysis of pigment gland formation and gossypol synthesis genes. [Result] The results showed that a large number of pigment protoglands formed on the cotyledons during embryo development process in G. bickii. The pigment protoglands formed to cavity structure at 12 hours after seed germination, and then converted into mature pigment glands. Analysis of gene expression profiles related to the pigment gland formation and gossypol synthesis during seed germination showing that GoPGF gene was highly expressed on the cotyledons of seed germination of 12 hours, which may be related to pigment protoglands forming to cavity structure of G.bickii. Farnesyl pyrophosphate synthase gene (FPS) was highly expressed on the cotyledons of seed germination of 24 hours showing it may be associated with the gossypol transported into the cotyledon pigment glands. CYP706B1 gene was highly expressed on the cotyledons of seed germination of 0 hours and HMG1 were highly expressed on the cotyledons of seed germination of 0 hours, 36 hours and 48 hours showing these genes may be associated with the formation of pigmented cavities and the storage and transport of gossypol; Cadinene synthase genes(CAD1-A) and HMG2 genes were not closely related to the pigment gland formation. [Conclusion] The 12 hours after seed germination is the key period of the morphogenesis of the pigment glands, and the morphogenesis of the pigment glands is synchrony with the time of the occurrence of gossypol in G.bickii. GoPGF, FPS, CYP706B1 and HMG1 are associated with the formation of pigmented cavities and the storage and transport of gossypol.     

(亚洲棉×比克氏棉)F1双二倍体不育系的花粉败育机理研究

用亚洲棉与比克氏棉进行杂交,对杂种F1进行染色体加倍,获得(亚洲棉×比克氏棉)F1双二倍体。(亚洲棉×比克氏棉)F1双二倍体后代中分离出可育和不育两种类型。不育系形态特征与可育系相似,整体性状似父本比克氏棉,多数花为闭花授粉。花粉母细胞减数分裂染色体观察结果表明,不育系与可育系细胞的染色体数目相同,但不育系的单价体较多,染色体构型为2n=52=7.07I+18.13II+2.00III+0.67IV,二价体平均交叉数为1.91;可育系的染色体构型为2n=52=3.09I+23.79II+0.39III+0.04IV,二价体平均交叉数为1.91。另外,不育虽能形成明显的赤道板,但异常的纺缍体使在赤道板上的染色体方向各异,后期I染色体分向两极数目不均等,一些配对染色体成整体运动,而不分向两极。中期II中出现染色体不同步。后期II出现各种畸形孢子群,结果产生各类不育花粉粒。     

棉酚及色素腺体对棉花抗枯萎病性的作用

本文对低酚棉与有酚棉的抗病和感病品种及其杂交后代进行了研究。结果表明，在种子中棉酚含量及色素腺体密度与品种的抗枯萎病性没有相关性。在幼苗中，低酚棉幼苗棉酚含量均显著高于有酚棉品种，但它们之间的抗枯萎病性也没有显著差异。在低酚棉与有酚棉品种杂交的Ｆ２代群体中，无色素腺体和稀色素腺体类型苗的抗病性明显高于腺体密度较高的类型苗。对７个杂交组合Ｆ２代中有色素腺体和无色素腺体幼苗的抗病性分析表明，无色素腺体类型苗的病指显著低于有色素腺体类型苗的病指。幼苗人工接种枯萎菌后，棉酚含量表现升高，但抗病品种低于感病品种。     

陆地棉色素腺体与不同棉酚旋光体含量之间的相关性研究

【目的】研究不同基因型棉花不同器官的色素腺体与棉酚旋光体含量之间的相关性。【方法】以6个陆地棉材料中棉所12、中棉所12(无)、珂字棉312、珂字棉312(无)、IF11和冀棉14为对象,精确测定主要器官的色素腺体密度和大小,并采用柱前衍生拆旋方法进行高效液相色谱分析,测定其相应的棉酚旋光体含量,然后对色素腺体和棉酚旋光体含量进行相关性分析。【结果】低酚棉全株无色素腺体,但在各器官中仍能检测到低于0.02%(质量分数)的少量游离棉酚存在。有酚棉各器官均具有典型的色素腺体,其中棉仁的色素腺体最密,苞叶最稀;色素腺体大小(直径)以铃壳最大,花瓣和棉仁最小。不同器官中,总棉酚含量以棉仁最高,苞叶最小;棉仁和花瓣的右旋棉酚含量大于左旋棉酚,而萼片、铃壳、上部叶、中部叶和下部叶的左旋棉酚含量大于右旋棉酚。有酚棉的色素腺体密度与大小之间呈极显著负相关;而总棉酚含量与不同棉酚旋光体含量之间,以及左右旋棉酚含量之间呈极显著正相关。色素腺体密度与总棉酚含量以及不同棉酚旋光体含量之间呈极显著的正相关,而色素腺体大小与右旋棉酚含量之间呈显著的负相关。【结论】棉仁与花瓣的总棉酚含量存在高度的相关性,因此,可以通过花瓣的棉酚含量来判断棉仁的棉酚含量。     

亚洲棉、比克氏棉和海岛棉种间杂种的合成及性状研究

用（亚洲棉×比克氏棉）Ｆ１双二倍体为母本与海岛棉的不同色素腺体基因型进行杂交，获得（亚洲棉×比克氏棉）×海岛棉种间杂交三种杂种（简称（亚×比）×海三种杂种，下同）．（亚×比）×海三种杂种植株整体性状似海岛棉亲本，但营养生长旺盛，植株高大，并兼有三个亲本的一些形态特性。（亚×比）×海三种杂种花粉高度不育，但雌配子部分可育。海岛棉的不同色素腺体基因型对（亚×比）×海三种杂种的色素腺体在现有较大的影响，其中Ｇｌ２Ｇｌ２Ｇｌ３Ｇｌ３所产生的（亚×比）×海三种杂种，其种子尚有少量色素腺体，但植株为正常色素腺体类型；而ｇｌ２ｇｌ２ｇｌ３ｇｌ３所产生的（亚×比）×海三种杂种虽种子无色素腺体，但植株为少色素腺体类型，Ｇｌｅ２对（亚×比）×海三种杂种的色素腺体的影响与ｇｌ２ｇｌ２ｇｌ３ｇｌ３相同，只是杂种植株色素腺体的减少现象是更明显。此外，本文对比克氏棉子叶色素腺体延缓发生性状的遗传及其转育途径和技术进行了讨论。