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。     

棉纤维几个品质性状的生长规律和分布规律

应用X射线衍射技术和SpinlabHVl900测试系统分别测量了棉纤维的结晶度和几个品质性状参数。结晶度和纤维花后生长天数、几个品质性状参数和纤维果枝位间均符合Logistic关系。     

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。     

海岛棉纤维含糖量、微观结构与比强度关系的研究

对海岛棉４０个品种（系）的纤维水溶性总糖量、水溶性糖组分、微观结构参数和纤维比强度的分析测试表明：从整体看，零式果枝类型海岛棉纤维总糖量、晶区取向参数均优于长果枝类型；纤维总糖量、晶区取向参数具有中段优势的空间分布特点；葡萄糖＋纤维二糖对晶区取向参数ψ、φ有较显著的正向作用；纤维总糖量通过３个晶区取向参数对纤维比强度有大的负向间接作用，从而抵消了它对纤维比强度的正向直接作用，使其总作用呈负效应；Ｌｅｎ、ψ角、纤维总糖量是影响海岛棉纤维比强度的重要性状指标。这对指导海岛棉高强育种和调控纤维发育以提高纤维比强度有重大意义。     

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。     

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.     

棉子含油量研究进展与高油棉花育种可行性分析

本文综述了棉子含油量的遗传特性、棉子含油量与棉纤维产量和品质性状间的关系,讨论了我国开展高油棉花育种的必要性和可行性,为开展高油棉花种质资源筛选与创新应用研究提供参考.     

用分峰法分析陆地棉品种内纤维素的取向参数

用Ｘ射线衍射技术和计算机多峰分离法，对陆地棉品种内的取向参数进行了测量和分析。结果表明，陆地棉品种内５０％Ｘ射线角φ对微原纤螺旋角的比为２．０４，具有高度的单一性。     

阿拉尔垦区常规棉与F2杂交棉产量纤维品质性状比较研究

为探究棉花是否具有较强的杂种优势,明确F2杂交棉纤维品质性状和分离特征,筛选出适宜于该区域的优质F2组合。以4个F2杂交组合(瑞杂1号、瑞杂2号、瑞杂4号、J杂708)和2个常规棉品种(J206-5、新陆中38号)为研究材料,通过大田试验比较了F2杂交棉与常规棉棉纤维品质性状的差异,并对F2杂交棉纤维品质性状分离程度进行分析。结果表明:1)4个F2组合材料的纤维品质性状分离都小于常规棉品种,相比常规棉,F2杂交棉的棉纤维品质出现优势衰退的真正原因是28~29mm纤维长度植株比例增加,而>32mm以上纤维长度植株比例减少;2)存在断裂比强度向减弱方向的分离,但是棉花纤维长度和整齐度与常规棉无明显差异,以上品质指标表明F2杂交棉性状分离程度不大。3)杂交棉纤维品质各项指标无显著差异,可以筛选出优良的F2杂交棉组合并在生产上进行推广种植。     

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。     

甘蔗光合因子与品质性状的典型相关性分析

以参加甘蔗品种比较试验的6个甘蔗品种为材料,通过测定甘蔗伸长期和成熟初期的光合特性及收获期的甘蔗品质性状的表征值,应用典型相关分析方法分析了甘蔗的光合因子与品质性状间的典型相关性。结果表明,甘蔗伸长期和成熟初期的甘蔗光合作用因子与收获期的甘蔗品质性状因素之间均存在极显著相关关系。伸长期光合作用因子与收获期的甘蔗品质性状间的典型相关性主要由光合作用因子的光合速率、蒸腾速率与品质性状因素的蔗汁蔗糖分、糖汁转光度的相互作用而产生,既有正效应,也有负效应;成熟初期光合作用因子与收获期的甘蔗品质性状间所产生的典型相关性主要由光合作用因子的光合速率、叶绿素a与品质性状因素中的蔗茎蔗糖分、糖汁转光度、蔗汁简纯度和蔗汁重力纯度的相互作用较为密切而引起的。通过分析可知,无论伸长期还是成熟期,甘蔗的光合速率均对收获时甘蔗的品质性状有重大影响,特别是对蔗茎蔗糖分、蔗汁蔗糖分、蔗汁转光度和蔗汁重力纯度的影响。在高产优质的甘蔗品种选育中,应筛选如新台糖22号、柳城03-182、福农28具相似光合因子表征值的品种。     

不同天然彩色棉纤维品质和纤维超微结构的差异

对不同品种彩色棉纤维品质、纤维素含量、蜡质含量研究结果表明,纤维素含量越高、蜡质含量越少,纤维品质越好;同时电镜检测结果发现,棕色棉和绿色棉纤维中色素分布位置具有较明显差异,细胞中色素含量越少,纤维品质越好。从总体材料来看,绿色棉纤维品质总体最差,个别经过改良的棕色棉纤维品质已经达到甚至超过对照白棉;棕色棉纤维品质可能和其色泽深度有关系,颜色越浅纤维品质越好,这可能是因为与白色棉杂交改良的结果。     

棉纤维的微原纤螺旋角和纤维素微晶相对取向指数在植株中的分布

用Ｘ射线衍射法对棉纤维细胞壁的微原纤维旋角和纤维素微晶相对取向指数在植株中的分布规律进行了研究。结果是：微原纤螺旋角随果枝位和果节位的增加略有增加，相对取向指数随果枝位和果节位的增加略有减小。     

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。     

甜高粱饲用品质性状与形态性状的相关分析

以相关分析法研究了28个甜高粱品种饲用品质性状与形态性状的相关关系.相关分析和通径分析表明:株高和鲜质量对饲用品质性状的直接作用最大,其次是分蘖数和茎粗,节数的直接作用最小.饲用品质性状间也存在相关关系:锤度与粗纤维呈显著正相关,相关系数为0.411 9,与粗蛋白和蜡粉呈显著负相关,相关系数分别为-0.547 5和-0.632 2;粗蛋白与粗纤维呈极显著负相关,相关系数为-0.883 7.因此,在甜高粱品种选育过程中,应充分考虑这些饲用品质性状间的制约关系.     

利用GGE双标图划分长江流域棉花纤维品质生态区

长江流域棉区棉纤维品质区域特征明显,合理划分纤维品质生态区有助于提高原棉品质和配棉效率。本研究采用GGE双标图的“环境-性状”功能图分析2000-2012年期间长江流域国家棉花品种区域试验中环境与纤维品质性状的互作模式,提出长江流域棉纤维品质生态区划分方案。结果表明,长江流域棉区可划分为“中等品质生态区”、“高长度与比强度生态区”和“低马克隆值生态区”。其中,长江流域中等纤维品质生态区涵盖湖北省江汉平原和鄂东南岗地棉区、河南省与湖北省交界的南襄盆地棉区、湖南省环洞庭湖东部和西部棉区、江西省环鄱阳湖棉区、安徽省沿江与江淮棉区、江苏省宁镇丘陵与沿江棉区和浙江省沿海棉区,纤维品质较好,代表了长江流域的总体水平;高长度与比强度生态区位于湖南省环洞庭湖北部滨湖沃土棉区,纤维长度和比强度优良,而马克隆值偏高;低马克隆值生态区涵盖长江流域最西边海拔较高的棉花熟期早长势较弱的四川丘陵棉区和最东边土壤含盐度较高且棉花长势较弱的江苏沿海棉区,纤维马克隆值达到B级水平,为长江流域马克隆值最好的区域,但纤维比强度水平一般。本研究充分展示了GGE双标图的“环境-性状”功能图在纤维品质生态区划分方面的应用效果,可为长江流域棉花区域化种植和纺织企业合理用棉提供决策支持,也为其他棉区和作物生态区划分研究提供参考。     

不同生态棉区棉纤维晶区取向参数的变化及与纤维比强度的关系

 采用不同生态棉区选育的棉花品种,在新疆库尔勒、石河子和河北南宫市3地进行“异地分期种植比较”,研究了棉纤维的晶区取向参数的变化及其与纤维比强度的关系,结果表明：随纬度升高,由中熟棉区向北疆早熟棉区推移过程中,晶区取向参数升高,纤维比强度降低。随播期的推迟,相同果枝部位棉铃开花期随之推迟,晶区取向参数随之逐渐变大（宽化）,纤维比强度降低。新疆品种到内地种植后,晶区取向参数略有升高,纤维比强度降低;内地品种到新疆种植后,晶区取向参数略有升高,其纤维比强度降低,但新疆与河北产棉区间纤维比强度的差异不大。在本研究条件下,比强度与晶区取向参数均达到显著负相关,纤维晶区取向参数的优化（变小）有利于纤维比强度的提高,纤维晶区取向参数的变化是不同生态棉区纤维比强度改变的原因之一。     

棉纤维综合品质地域分异评价系统的构建

为了预测棉纤维综合品质。对棉纤维综合品质地域分异进行科学评价,以ESRI公司的MapObiects（MO）为开发平台,VisualBasic6．0为开发语言,基于棉纤维综合品质模型,研制了棉纤维综合品质地域分异评价系统。该系统实现了对棉纤维综合品质地域分异规律的分析和预测,并可对黄河流域棉区和长江流域棉区224个棉花主栽县（市）站的气象因子数据库的维护与查询;实现了计算和预测各站点当年和下一年主栽棉花品种的棉纤维长度、比强度、麦克隆值和棉纤维综合品质,并自动生成专题图。以山东省为例,对棉纤维综合品质地域分异进行了评价。运行结果表明：（1）系统操作简单,运行可靠;（2）准确、直观地实现预测结果的空间表达;（3）实现对任意站点的评价,系统通用性与灵活性较强。此系统为国内首次开发,实现了黄河流域棉区和长江流域棉区棉纤维综合品质的预测和地域分异分析,为保障棉花区域经济可持续发展提供科学依据。     

北疆棉纤维品质气候生态位适宜度研究

 以北疆高产棉花纤维品质形成为研究对象,引入生态位适宜度理论对与棉纤维品质形成发育相关的7个生态因子进行生态位适宜度测算,对比实际收获棉纤维品质的灰色关联度分析,结果表明,北疆高产田棉纤维生态位适宜度值第3~6果枝较高,第1～2、第7～8、第9～10果枝相继下降。影响棉纤维发育的生态因子的生态位适宜度值（F_i）与棉花纤维品质之间存在极显著的线性相关关系,不同果枝节位棉纤维品质的生态位适宜度值对棉花纤维品质具有较好的预测性,生态位适宜度分析法可以作为指导棉花生长调控、建立高产高效棉花群体的重要依据。     

棉纤维品质性状与取向参数的关系

应用ＳｐｉｎｌａｂＨＶＩ９００系统和Ｘ射线衍射强度－方位角扫描谱的多峰分离法测量了成熟棉纤维的初始模量Ｍ３．２ｍｍ隔距比强度Ｔ,２．５％跨矩长度Ｌ和微原纤螺旋角ψ微晶取向离散角α。Ｍ＝３．７３－０．０４ψ－０．０６α（Ｎ／ｔｅｘ）复相关关系ｒ＝０．７６２,Ｔ＝５８．０８－０．３０ψ－１．３３α（ｇｆ／ｔｅｘ）ｒ＝０．８７６,Ｌ＝６３．２３＋０．５７ψ－１．８８α（ｍｍ）ｒ＝０．９０５。