棉花早熟芽黄突变体叶绿素荧光动力学特性研究

以中棉所58及其航天诱变芽黄突变体为研究对象,利用快速叶绿素荧光诱导动力学测定和JIP-test数据分析方法,研究了晴天条件下野生型(Wild type,WT)和突变体5个叶位叶片(倒1叶至倒5叶)的原初光化学反应的变化.结果表明,突变体倒2叶最大光化学效率(Fv/Fm)最低,至倒5叶时恢复正常.突变体叶片较高的K点的...     

海岛棉 pepc 基因的克隆及序列和表达分析

磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(Phosphoenolpyruvate carboxylase)对植物生理功能行使重要的调节作用。本研究根据NCBI已公布的EST序列利用RACE和genome walking技术从海岛棉品种7124中克隆了一个新的pepc基因,命名为Gb.pepc3。该序列全长3259 bp,含有一个2910 bp的开放阅读框,编码969个氨基酸,推测分子量为110.7 kd,等电点为6.08 I。对Gb.pepc3蛋白的同源性比对和系统进化树分析显示,Gb.pepc3与已报道的其他植物的pepc相似性很高,属于C3型pepc。荧光定量PCR结果显示Gb.pepc3在棉花各组织中广泛存在,其中在胚中表达量最高,在纤维中表达量较低。在棉花发育各个阶段Gb.pepc3表达量不同,海岛棉在开花后15天Gb.pepc3表达量达到高峰期,而陆地棉开花后20天Gb.pepc3表达量达到高峰期。海岛棉和陆地棉间表达量差异明显。     

棉花纤维发育早期RNA-Seq转录组分析

 为了揭示棉花纤维发育早期基因表达变化情况,本研究以纤维长度存在显著差异的两个陆海回交近交系NMGA-062（32.58 mm）和NMGA-105（27.06 mm）为材料,利用Illumina HiSeq^TM 2000对0、3 DPA（Days post anthesis）的胚珠及10 DPA的纤维进行RNA-Seq测序。六个文库进行拼接,共得到长度大于200 bp的Unigene 98464个,总长度约为88.2 Mb。对10 DPA的纤维转录组数据进行差异表达分析,共筛选到1931个差异表达基因,1536个Unigene上调,395个Unigene下调。GO（Gene ontology）功能显著性富集和Pathway显著性富集分析发现,差异表达基因富集在脂质转移活性（Lipid transport activity）分子功能组和脂质代谢通路（Lipid metabolism pathway）,由此推测脂类相关基因可能在纤维伸长发育过程中起重要作用。通过对棉纤维发育10 DPA基因转录水平差异比较分析,为深入开展纤维伸长相关功能基因的克隆和功能验证提供了丰富的资源,并为揭示棉花纤维伸长的机制打下了坚实的基础。     

陆地棉MADS-box基因GhMADS13的功能分析

为了研究GhMADS13的功能,利用NCBI上提交的序列设计引物进行PCR扩增,扩增序列与提交序列的ORF (Open reading frame)的一致性为100％.qRT-PCR结果表明:棉花的各个组织中,GhMADS13在花中的表达量最高,是表达量低的根的几百倍;花器官中GhMADS13在萼片、花瓣、雄蕊、心皮和胚珠中都有表达,表达量虽有差异,但差异不大,其在胚珠中的表达量最高.将GhMADS13插入到pBI121载体上,构建了植物超表达载体.通过浸花法转化拟南芥,获得了2个转基因株系,分子检测和表型数据统计的结果表明GhMADS13的转录水平越高植株越矮小,角果的长度越短,种子的数目越少.根据GhMA DS13的qRT-PCR结果和异位表达分析,推测GhMADS13主要抑制胚珠的发育.     

棉花GhMADS29启动子克隆及表达分析

以实验室克隆的GhMADS29(GeneBank登录号:JQ682642)基因的cDNA序列Blast搜索雷蒙德氏棉的基因组序列,根据Blast结果设计引物,克隆到起始密码子上游-19位开始的1316 bp的序列;利用PlantCARE启动子在线分析软件预测其含有核心启动子元件TATA-box和CAAT-box,并含有光、温、赤霉素、水杨酸、生长素等的响应元件.通过替换pBI121载体上的CaMV35S启动子构建了GhMADS29启动子与GUS基因的融合表达载体并转化拟南芥,组织化学染色分析发现其在14d幼苗的根和叶中都有表达,在萼片、花瓣、雌蕊、果瓣中也表达,而在雄蕊和种子中不表达.综上所述,我们推测GhMADS29可能与各种开花途径有关,与萼片、花瓣、雌蕊等花器官的发育有关,还可能与果实是否开裂有关.     

无膜棉对中国棉花产业转型升级的意义

近年来,中国农用地膜使用量和覆盖面积逐年上升,但随着地膜的长期使用,残膜污染问题日益严重,尤以2017年产量占国内棉花总产74.41%的新疆棉区为甚。新疆棉田内的地膜残留量平均达到了330 kg/hm~2,是全国平均水平的4～5倍,污染严重的个别田块达到735 kg/hm~2,严重影响了棉花产量和原棉品质。无膜棉由于省去了地膜、铺膜揭膜和地膜回收等投入能够大幅降低生产成本,杜绝残膜对原棉的污染,确保原棉品质和价格,保护棉田生态环境保障棉花稳产高产,是确保中国棉花产业可持续发展和提高棉花产业国际竞争力的必由之路。     

我国棉花现代育种技术应用与育种展望（上）

棉花优良品种的推广对棉花生产的可持续发展具有重要作用。我国棉花遗传育种半个世纪的发展历程表明,棉花育种新技术应用是我国棉花品种从无到有、从低水平到跻身世界先进行列的根本和出发点。20世纪50年代以来,我国先后进行了6次品种更换,每次更换使棉花单产提高10％左右,纤维品质、抗病性和早熟性持续提高,中棉所12、16、19、29等代表性品种为我国棉花生产做出巨大贡献。目前我国棉花品种仍存在纤维品质、抗黄萎病等缺陷,该文就我国棉花遗传育种的目标、技术路线和发展方向进行了分析和讨论。     

葡萄糖氧化酶基因在棉花中的高效转化——转化与抗性愈伤组织的诱导和筛选

试验探讨了利用农杆菌介导法把葡萄糖氧化酶基因（ＧＯ基因）转化到棉花中影响转化和抗性愈伤组织诱导的一些因素。结果表明,５～７ｄ 苗龄的无菌苗是做转化的最佳时期,以３Ｄ＋ ２Ｌ处理的无菌苗效果好。下胚轴的形态学部位对转化的影响差异不大。菌株的活力状态是影响转化出愈率的主要因素之一。以菌株的培养时间为依据简便有效。试验还发现,培养基的固化程度不同,出愈率有很大差异,固化程度高,异常愈伤组织增多,正常愈伤组织的出愈率降低。这可能与其活性氧平衡被打破对细胞造成伤害有关。对坑性愈伤组织的筛选次数也做了讨论。     

短季棉品种中棉所27号的选育

以从美国引进的早熟春播品种 Ｂ早为母本,与中棉所１６ 号抗病系杂交,成功选育出早熟、高产、优质、抗病短季棉品种中棉所２７ 号。试验结果证明：中棉所２７ 号早熟性好,生育期１０８ｄ;产量高,各类试验均居第一,霜前皮棉平均增产２０％ 以上;品质优良;具有多抗性和广阔的适应性。在选育过程中,应用生化测试和异地选育方法,加强早代选择,提高了育种效率。     

陆地棉动态株高与SSR标记的关联分析

【目的】分析185份陆地棉品种(系)的开花期株高(PH-ST₁)和吐絮期株高(PH-ST₂)关联度,发掘动态株高的优异等位变异,为进一步棉花高产分子辅助育种提供参考。【方法】利用185份陆地棉品种(系)的基因型,将137对简单重复序列(simple sequence repeat, SSR)多态性引物开发出的355个多态性位点,并结合5个环境下两个时期的株高表型数据,采用一般线性模型(general linear model, GLM)和混合线性模型(mixed linear model, MLM)进行关联分析。【结果】使用GLM模型和MLM模型,分别检测到54、12个与PH-ST₁显著相关的位点和62、12个与PH-ST₂显著相关的位点;其中,31个位点在3个或3个以上的环境都与株高显著相关。【结论】挖掘了多个可重复检测到的与陆地棉株高相关联的分子标记位点。定位到与株高性状相关的位点有24个。