GhCPS基因沉默对棉花幼苗生长和内源激素含量的影响

利用RT-PCR从棉花中获得493 bp的GhCPS(赤霉素(GA)合成酶基因)片段,经EcoRⅠ/KpnI双酶切后连入pTRV-RNA2质粒,获得了重组载体pTRV-GhCPS;用该载体转化农杆菌后,室内盆栽条件下侵染棉花品种欣抗4的子叶苗。结果表明,病毒诱导沉默GhCPS基因的棉花幼苗中GhCPS的表达量仅为空载体对照的52%。与空载体对照相比,沉默GhCPS的棉花幼苗第1叶和第2叶的内源GA4含量分别降低33%和60%;第2叶ABA含量降低48%,IAA、ZR和iPA含量均无显著变化;株高降低64%。第1叶和第2叶的叶面积分别减小26%和47%,总叶绿素含量分别增加29%和63%,类胡萝卜素含量分别增加27%和46%。第1叶的净光合速率、气孔导度、胞间CO2和蒸腾速率分别增加23%、40%、9%和31%。可见,利用病毒诱导基因沉默技术技术沉默GhCPS后可调控棉花幼苗叶片内源激素平衡,控制棉花幼苗的生长,并提高单位叶面积的光合能力。     

转Bt基因抗虫棉产量器官的碳水化合物代谢

研究了转Bt基因抗虫棉中棉所30及其轮回亲本中棉所16优势部位棉铃的碳水化合物代谢。比较了铃壳、纤维和种子之间的蔗糖、还原糖、酸性转化酶和ATP酶的差异，并结合这些部位的物质积累特点进行了分析；针对Bt棉棉铃的发育特征，着重探讨了Bt棉和常规棉的种子、纤维及铃壳的碳水化合物代谢特点，以此丰富Bt棉的生理研究。     

增效乙烯利在棉花上的催熟脱叶效果

在棉花的化学脱叶催熟技术中,化学药剂是目前制约该项技术规模化应用的关键因素之一,主要表现在种类单一(以噻苯隆、噻节因及其与乙烯利的混用为主)、价格昂贵(每公顷投入数百元)、施药效果易受气温、湿度等气候因素的影响等.因此,为了保证新疆棉区机采棉的快速稳定发展,亟待开发性价比较高的新产品及其配套应用技术.     

冠菌素对盐胁迫下棉花幼苗中渗透调节物质和激素水平的调控

以转基因抗虫棉 Gossypium hirsutum L.中棉所41、中棉所45和新棉99B为试材,通过水培试验研究了冠菌素对盐胁迫条件下棉花幼苗中渗透调节物质和激素水平的影响。结果表明:在盐胁迫条件下,冠菌素可提高棉花中脯氨酸含量(冠菌素处理后脯氨酸的含量是用盐处理的 2.1倍),0.01、0.1和1 μmol/L的冠菌素处理分别使棉花真叶中脱落酸(ABA)含量提高27%、119%和239%,0.1和1 μmol/L的冠菌素处理使棉花根系中的ABA含量分别提高222% 和130%;冠菌素也可提高棉花中茉莉酸类物质(JAs)和真叶中吲哚-3-乙酸(IAA)的含量,诱导与盐胁迫相关蛋白的表达,保护细胞膜的稳定性,增强盐胁迫下棉花体内的渗透调节能力。     

棉花不同类型品种耐低钾能力的差异

以2004年我国棉区主栽的转基因抗虫棉与非抗虫棉、常规棉与杂交棉以及不同熟性的48个品种/杂交种/品系为材料, 对室内液体培养条件(钾胁迫浓度为0.02 mmol L^-1)下幼苗和田间缺钾土壤(速效钾含量为59.88 mg kg^-1)上成株的耐低钾能力进行了比较。结果表明, 抗虫棉组在苗期低钾条件下的生物量、吸钾量和钾利用指数以及田间缺钾土壤上的产量器官干重分别显著或极显著低于非抗虫棉组20.1%、15.0%、23.7%和20.9%, 而且苗期生物量最低的5个品种均为抗虫棉, 田间产量器官干重最低的5个品种中4个为抗虫棉; 杂交棉组的上述各指标分别显著或极显著高于常规棉组28.0%、19.9%、26.4%和43.2%, 而且苗期生物量和田间产量器官干重最高的5个品种中各有4个为杂交棉; 此外, 抗虫棉耐低钾的杂种优势强于非抗虫棉, 如杂交抗虫棉的上述各指标分别较常规抗虫棉显著或极显著提高37.0%、24.6%、44.3%和59.4%, 而非抗虫棉组的杂交棉只有钾胁迫下的苗期生物量和田间产量器官干重显著高于常规棉27.7%和29.9%; 品种熟性不影响棉花的耐低钾能力; 各类型品种内部的耐低钾能力也存在显著的品种差异, 常规抗虫棉耐低钾能力强的品种(系), 其苗期生物量和田间产量器官干重与常规非抗虫棉和杂交抗虫棉耐低钾能力中等的杂交种相当。     

烯效唑-β-环糊精包合物的制备、表征及其生物活性

通过饱和溶液法制备了烯效唑- β -环糊精包合物(uniconazole- β -CD,简称UCZ- β -CD),以丙酮、无水乙醇、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)作为客体分子的溶剂,包合条件:n (β -CD)∶ n (UCZ)为 1∶ 1和2∶ 1,室温下800 r/min搅拌反应4 h。制备的包合物用UV光谱、XRD谱和 1H NMR谱进行表征,并通过相溶解度分析,确定了包合常数为2 528.5 M-1。采用粒度分析和水中释放行为研究评价了包合物在水中的分散性和释放效果;并用水稻幼苗点滴法测定了包合物的生物活性。结果表明,以丙酮作为客体溶剂且主-客体摩尔比1∶ 1制备的UCZ- β -CD具有更佳的释放效果和更高的生物利用率。     

缺钾对棉花幼苗根系生长的影响及其生理机制

缺钾及因缺钾而导致的早衰已成为当前我国棉花生产的主要限制因素, 而根系的生长发育与钾素营养互相影响、关系密切。本试验在生长室内营养液培养条件下,调查缺钾对棉花幼苗根系性状指标的影响, 测定根系游离吲哚乙酸(IAA)和乙烯释放量。结果显示, 与适钾处理(0.50 mmol L^-1)相比, 缺钾处理(0.05 mmol L^-1)显著抑制了根系伸长和侧根发生, 而且侧根的减少主要由侧根发生区的缩短所致, 侧根发生密度并无变化, 似乎缺钾减慢了侧根发育的进程, 但不改变可以发育为侧根的中柱鞘细胞的发育状况。此外, 细根(0.05~0.20 mm)生长受缺钾的影响最大, 绝对根长、根表面积、根体积及其占总根系的比例均显著降低;中等根(0.25~0.45 mm)受到影响最小, 粗根(>0.45 mm)居中。由于细根的吸收活性强于中等根和粗根, 因而缺钾幼苗的钾营养状况较根系生长更为恶化, 处理4 d和10 d的整株钾积累量仅分别为适钾处理的25%左右和16%左右, 而其总根长和根系总表面积分别相当于适钾处理的35.7%~38.0%(处理4 d)和47.7%~50.6%(处理10 d)。与适钾条件相比,缺钾使根系的游离吲哚乙酸(IAA)含量降低约50%, 而乙烯释放量提高将近6倍, 这可能是缺钾抑制棉花幼苗根系生长的重要原因之一。     

水培条件下病毒诱导棉花基因沉默体系的建立及优化

以国欣棉3号为材料,以棉花GhCLA1为指示基因,探讨了生长温度、重悬液浓度、注射时间、品种等对水培棉花pTRV介导的VIGS沉默效率的影响。结果表明在24℃条件下,出苗后3~5 d内注射能得到较高沉默效率,重悬液浓度对沉默效率没有影响;同时以注射pTRV-GFP作为空白对照可以消除插入片段对植株生长的影响,减小对照误差;水培与土培方式相比能更快更早出现沉默表型,缩短试验周期,并能诱导不同品种棉花材料GhCLA1基因沉默;利用水培棉花TRV-VIGS体系,成功抑制了棉花GhCTR1基因的表达,与对照株相比,抑制后的棉花植株出现矮化表型,说明水培棉花TRV-VIGS体系建立在棉花研究中的广谱利用性。     

农药缓释技术研究及应用

以天然、可生物降解的高分子化合物作为缓释材料,将一些内吸性杀虫、杀菌剂或生长调节剂与其复合,加工成具有缓释性能的根用农药亚丸粒或颗粒剂,通过根部一次性隐蔽施药防治作物整个生育期(或一定生育期)的病虫害或控制徒长.经过3年的多点田间试验结果表明,缓释农药一次施药可以防治作物整个生育期(或一定生育期内)的病虫害,同时该技术在控制棉花和草坪生长上也具有广阔的应用前景.     

转Bt基因抗虫棉源器官的建成及其功能

转Bt基因抗虫棉中棉所30的单株叶面积、叶面积系数和侧根数量较轮回亲本中棉所16大幅度降低,果枝叶输出的蔗糖、可溶性糖和氨基酸及输入棉铃的蔗糖、可溶性糖和全N较中棉所16大幅度下降。自初花期至结铃早期,中棉所30单位植株的伤流量、伤流液中的Pi、NO3-和氨基酸流量均显著或极显著低于中棉所16,反映其单株根系活力、根系吸收、合成和运输能力全面下降,但在盛花期之前,中棉所30的根系功能与地上部发育的协调性并不差(以单位地上部干重的伤流量及其组分来衡量),只是棉株开始大量结铃后,中棉所30根系与地上部的协调性迅速劣化,容易导致早衰。文中还讨论了Bt棉适宜的栽培措施,并对采用EDTA促泌法收集棉花韧皮部汁液的方法进行了评价。