四个国家海岛棉品种资源的亲缘关系和遗传多态性研究

以海岛棉标准系3-79为对照,陆地棉标准系TM-1为参考对照,用SSR引物对来自前苏联、中国、美国和埃及等4个海岛棉主要生产国(地区)的20份海岛棉种质资源的基因组DNA进行SSR分析,研究不同海岛棉生产国的海岛棉品种资源的遗传亲缘关系和遗传多样性。108对SSR引物共获得了175条多态性谱带,平均每个引物扩增出1.62条多态性谱带。供试海岛棉品种之间的遗传相似系数为0.66～0.94,平均值为0.81。根据UPGMA聚类分析,以遗传相似系数阀值为0.77,可将20份栽培棉花种质材料分为4大类:第一类均为前苏联品种,第二类均为中国品种,第三类以美国品种为主,第四类以埃及品种为主。遗传多样性分析结果表明,前苏联海岛棉品种资源的遗传多样性最为丰富,而埃及的海岛棉品种资源遗传距离最狭窄,我国的海岛棉品种资源的遗传多样性居中。本研究表明,供试材料遗传背景与其产地背景有一定关联性,SSR标记能较好地揭示供试棉花品种之间的遗传差异和亲缘关系。     

四倍体野生棉毛棉体细胞胚胎发生与植株再生研究

通过对培养基激素配比,以及不同浓度的PEG、CuSO4和AgNO3等处理,对棉属四倍体野生棉种毛棉(G.tomentosum Nutt.Watt)进行了体细胞培养,获得了大量体细胞胚状体并实现植株再生。与四倍体陆地棉(G.hirsutum,cv.Coker 201)相比,毛棉体细胞培养难度较大,且体细胞胚畸形严重,萌发困难,但通过培养条件的调控可以得到大量胚状体和少量再生植株。试验结果表明,激素组合0.1 mg.L-1 KT+0.1 mg.L-1 2,4-D诱导的愈伤组织较松脆,分化潜力高;PEG处理不利于毛棉的胚性和非胚性愈伤的诱导,而不同浓度的CuSO4和AgNO3处理对于体细胞胚状体诱导和萌发以及植株再生效果有明显差异。其中3.5 mg.L-1 CuSO4+0.5 mg.L-1IBA+0.2 mg.L-1 KT和3 mg.L-1 AgNO3+0.5 mg.L-1 IBA+0.2 mg.L-1 KT组合利于胚性愈伤的增殖和体细胞胚的萌发。     

3个陆地棉种质(系)重金属镉的积累、转运和富集特性分析

以2个转基因陆地棉种质系(ZD-90和SGK3)和陆地棉标准系TM-1为材料,于2009-2010年进行盆栽试验,对镉胁迫下棉花植株不同器官镉的累积、转运和富集特性进行了研究。结果表明,3个棉花种质(系)不同器官镉的累积量随镉胁迫浓度的增加而增加,其中纤维中镉累积量最低,叶柄中镉累积量最高;营养器官镉累积量远高于种子和纤维。各器官累积镉能力的顺序为:纤维<种仁<棉子壳<根<叶片<茎秆<铃壳<叶柄。3个棉花种质(系)各器官的镉转运能力和富集系数与镉累积能力顺序一致,但品种间有显著差异,SGK3和ZD-90的镉累积能力和镉富集系数高于TM-1。棉花具有较强的吸收、转运和聚集重金属镉的能力,体内存在较好的镉运输机制,具备作为超富集植物的基本特征,可以作为超富集植物来治理土壤镉污染。     

外源独脚金内酯对陆地棉幼苗低温胁迫的缓解作用

独脚金内酯(SLs)是类胡萝卜素衍生的新型植物激素,影响植物的生长发育,但目前独脚金内酯是否能提高棉花的耐寒性尚不清楚。本研究揭示了独脚金内酯缓解棉花低温胁迫的机制,低温胁迫(4℃)显著抑制了棉花幼苗的生长,外源SLs处理可显著缓解低温胁迫对棉花幼苗生长的影响。独脚金内酯人工合成类似物(rac-GR24)处理显著缓解低温胁迫引起的氧化应激损伤,从而保护细胞结构和功能,提高超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)、过氧化物酶(peroxidase, POD)、过氧化氢酶(catalase, CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(ascorbate peroxidase, APX)的活性,增加可溶性糖含量和可溶性蛋白含量,提高叶绿素含量,显著缓解光合效率的下降,有效缓解叶绿素荧光参数和光合气体交换参数的变化。为了进一步阐明SLs缓解低温胁迫的机制,在低温处理0和6 h时进行转录组分析,结果发现常温下(0 h)差异表达基因(DEGs)主要参与类黄酮代谢和谷胱甘肽代谢,大部分基因上调表达,而低温处理6 h时主要富集到光合作用和磷酸戊糖代谢和其他糖的代谢,这与生理生化实验结果...     

铃期极端高温对转iaaM基因棉花棉铃产量性状、纤维品质和棉仁营养品质的影响

近年来,随着全球气候变化,极端高温气候的频繁出现给棉花生产带来了极大影响。为了解转iaaM基因棉花种质的高温适应性,以陆地棉标准系TM-1、转iaaM基因种质IF11及其相同遗传背景的IF11_(无)为材料,对比分析了3个棉花种质在2013年棉花铃期极端高温与2012年相对正常温度条件下棉铃产量性状、纤维品质和棉仁营养品质的差异,探讨极端高温条件对棉花产量和品质的影响。研究结果表明:铃期极端高温条件下,籽棉单铃质量、籽指和仁指明显下降,纤维长度、纤维强度和马克隆值等级降低,棉仁棉酚含量降低,脂肪酸不饱和度降低,蛋白质和粗脂肪的含量变化趋势则存在品种间差异;3个材料中,转iaaM基因种质的棉铃产量性状降低程度最大,而纤维品质表现相对稳定;IF11棉仁蛋白含量略有下降,粗脂肪含量显著增加,棉酚含量降低幅度最大。     

早稻旱育秧的增产效应及高产基础研究

３年的研究结果表明：水稻旱地育秧技术，具有明显的增产效果．主要是：①旱育秧的苗床含水量低，氧气充足；膜的透光率高，膜内光照条件好，土温和气温高，昼夜温差大；②种谷胚乳转化速度快，转化效率高；③秧苗有较强的根系优势；④秧苗的抗寒能力强；⑤移栽后秧苗“不打盹”；⑥分蘖节位低，发生时间早，分蘖速度快；⑦产量形成期绿叶面积大，叶绿素含量高；⑧提高了弱势颖花的结实率     

陆地棉半野生种系的遗传多样性和亲缘关系分析

2000-2010年以陆地棉标准系TM-1和海岛棉标准系3-79作为对照,将陆地棉的7个半野生种系64份种质资源进行了简单重复序列(SSR)分子标记的遗传多样性和亲缘关系研究.112对SSR引物共检测出502个等位位点,其中多态性位点392个,约占总位点数的78%.每对引物扩增出2～10个等位位点,平均约为4.5个,其...     

不同育秧方式对早稻叶片SOD活性、电解质渗透率和发根力的影响

以早粳１号、浙辐９号和威－４８水稻品种为材料，研究旱地和水田育秧秧苗的超氧物歧化酶（ＳＯＤ）活性、电解质渗透率和发根力．结果表明：旱育秧叶片ＳＯＤ活力分别比水育秧增高１８．１９％、８．５６％和７．２５％，旱地和水田育秧影响编码ＳＯＤ基因的表达量，前者高于后者；旱育秧电解质外渗率低于水育秧，发根力强于水育秧，旱育秧耐寒性较强．     

硅对杂交粳稻干物质与养分积累及产量的影响

比较研究了硅对杂交粳稻和常规粳稻干物质与养分积累及产量的影响,结果表明:施用硅肥对杂交粳稻增加籽粒产量、提高干物质积累量的效应大于常规粳稻;同时在促进水稻植株对N、P和K吸收的作用上,也表现出对杂交粳稻的作用较为明显,尤其对促进K的吸收,效应更为明显.杂交粳稻对硅的需求量高于常规粳稻.建议在杂交粳稻高产超高产栽培中注意硅肥的施用.     

农杆菌介导的VgDGAT1a基因棉花茎尖转化体系优化研究

为了将斑鸠菊(Vernonia galamensis)二酰甘油酰基转移酶基因(VgDGAT1a)导入棉花,创制转基因高油棉花种质,优化建立农杆菌介导的棉花茎尖转化体系,以‘中棉所49’茎尖为外植体,以HptⅡ基因为筛选标记,VgDGAT1a为目的基因,用农杆菌介导法,研究外植体培养时间、浸菌侵染时间、共培养时间及吸光度A600值等对棉花茎尖转化的影响。结果表明,在外植体培养3～5d、生长点纵切、菌液吸光度A600值0.6～0.9、浸菌40～60min、浸菌后暗培养1d和使用MSB+活性炭1g/L+头孢霉素400mg/L作为生根培养基的条件下能高效获得再生转化植株,从而为转基因高油棉花种质的创制提供了一种有效的方法。