河北省棉花黄萎病菌致病性的研究

在棉花苗期采用塑料营养钵底部定量注菌液法接种，于昼温２５～２６℃，夜温２０～２２℃的人工培养室中测定了自河北省重点植棉县分离的４０个棉花黄萎病菌单孢菌系和外地５个菌系的致病性。以中棉石系亚、海岛棉海７１２４、陆地棉９３抗１２、辽棉５号、冀棉１１号、农大３６５６个品种为鉴别寄主，以病情指数作为划分抗、感类型的标准，根据在鉴别寄主上的反应，４５个供试菌系可被划分为致病力强的Ⅰ型、致病力中等的Ⅱ型和致病力弱的Ⅲ型，分别占５３．５％、２８．９％、１７．８％。Ⅰ型菌系除使中棉表现抗（耐）病外，海岛棉和陆地棉均表现感病。该类菌系遍布冀中南棉区，其中有７个菌系可使部分品种表现落叶，证明河北省已有落叶型菌系存在。试验还表明，海７１２４、９３抗１２、冀棉１１号和农大３６５４个棉花品种对黄萎病鉴别力较强，可作为鉴别寄主加以应用     

高纤维强力棉花种质系苏远7235 BAC文库的构建

苏远7235是我国利用异常棉等多个野生种创造的高纤维强力棉花种质系,是开展棉花纤维品质研究的重要材料。本研究以pIndigoBAC-5(HindIII-cloning ready)为载体,构建了苏远7235的细菌人工染色体(Bacterial Artificial Chromosome,BAC)文库,该文库包含30336个BAC克隆。分析结果表明,重组克隆苏远7235 DNA插入片段为50-140 kb,平均120 kb,空载率2.1%,89.6%的克隆插入片段大于100 kb。     

陆地棉核心种质抗黄萎病鉴定与优异种质筛选

棉花黄萎病是由大丽轮枝菌引起的土传维管束病害,对棉花生产造成了严重危害。核心种质代表着整个资源群体的遗传多样性,采用六棱塑料钵定量注射菌液法,在环境可控的人工生长室对419份陆地棉品种（系）组成的核心种质进行了黄萎病抗性鉴定与优异材料筛选。结果表明,419份陆地棉种质资源总体抗病材料偏少,共筛选出12份抗病材料,病情指数范围在21.67～25.00;耐病材料253份,病情指数分布在25.47～50.00,其他材料均表现为感病;缺乏对黄萎病免疫和高抗的材料;现代品种的平均病情指数为43.75,整体抗性都要好于中期、早期品种（平均病情指数分为48.60和51.55）;来自我国黄河流域棉区的材料（平均病情指数为43.21）整体抗性要好于其他植棉区和地理来源品种的整体抗性。筛选出的抗病材料为棉花抗黄萎病遗传改良提供了优异资源。     

棉花真叶原生质体分离及瞬时表达体系的优化

【目的】真叶细胞能模拟植物内源条件,建立基于棉花真叶原生质体的高效瞬时表达体系,为快速有效研究棉花基因功能提供方法。【方法】以陆地棉TM-1真叶为材料,采用常用的纤维素酶和离析酶组合分离原生质体,探究影响原生质体分离的叶龄、渗透压、酶解液成分和酶解时间,及渗透压和酶解时间对原生质体活力的影响,并分析渗透压、PEG浓度和培养液种类对原生质体瞬时转化的影响,进而优化棉花真叶原生质体瞬时表达体系。构建GhLTP-GFP表达载体,对比融合蛋白在拟南芥、棉花原生质体和烟草表皮细胞中的亚细胞定位,验证该体系。【结果】不同于棉花子叶,酶解液中高浓度CaCl₂会显著抑制真叶细胞壁的酶解,含10 mmol·L^-1 CaCl₂的酶解液能有效分离棉花真叶原生质体。甘露醇显著影响原生质体得率,含0.5 mol·L^-1甘露醇的酶解液分离原生质体得率最高,且细胞形态维持较好,而0.4 mol·L^-1甘露醇条件下原生质体活力降低一倍,表明0.5 mol·L^-1甘露醇能较好维持棉花真叶原生质体渗透压。陆地棉刚展平的真叶分离所得原生质体大小合适,而展平后的嫩叶分离得到的原生质体细胞较大,得率降低一倍。酶解处理7 h前,原生质体游离缓慢,酶解9 h原生质体产量达到高峰,继续酶解原生质体将破裂,得率降低。在等渗条件下用40% PEG4000转化所得原生质体,转化效率最高,而普遍采用的低渗条件不利于棉花真叶原生质体的转化。转化后,用WI溶液继续培养原生质体,会引起原生质体的大量破裂,用含0.5 mol·L^-1甘露醇的W5溶液继续培养,有利于原生质体形态的维持,转化率提高到90%。表达载体35S:GhLTP-GFP分别转入棉花、拟南芥原生质体和烟草表皮细胞,GFP信号在细胞中的定位结果一致。 【结论】建立的棉花真叶原生质体瞬时表达体系,可获得8.10×10⁶个/mL活力在95%以上的高质量原生质体,原生质体得率提高8倍,转化效率达到90%,可用于亚细胞定位、蛋白互作,以及代谢调控网络研究等。     

棉花细菌人工染色体文库构建方法探讨

 细菌人工染色体(Bacterial artificial chromosome, BAC）文库是开展基因组测序、基因图位克隆、分子标记、物理作图等研究的重要基因组资源。本文在构建了二倍体野生棉阿非利加棉（Gossypium herbaceum var. africanum）BAC文库的基础上,就棉花细菌人工染色体基因组文库构建过程中高分子量基因组DNA的提取、部分酶切片段选择、DNA的回收、连接转化以及BAC文库的保存等过程中一些细节和注意事项进行了比较详细的分析比较,希望能为棉花BAC文库的构建提供一些可供借鉴的经验。     

转基因抗虫棉黄萎病田间消长模式研究

2008年和2009年利用田间病圃研究了17个转基因抗虫棉品种的黄萎病田间消长模式。基于各品种在不同调查时间点的2年病情指数进行聚类分析,可将供试品种划分为4种类型。分析发现,同一类型中不同品种的黄萎病田间消长模式相似,而不同类型间表现出明显差异。第Ⅰ类品种表现为在调查的前、中、后期病情指数较低,且其病指低于其它3类;第Ⅱ类品种在整个调查时期病情指数也较低,但全年有2个发病高峰;第Ⅲ类品种在调查前期病指较高,中期病指略有降低,后期病指快速上升,发病高峰期病指较高,其病指在整个调查时期高于第Ⅱ类;第Ⅳ类品种调查前期病指较高,中期病指降低,后期病指最高,全年有2个明显的发病高峰,且其病指在8月20日前的几个调查时期均显著高于其它3种类型。     

棉花纤维品质改良相关基因研究进展

棉纤维是优良的、使用最为广泛的天然纤维。随着人们生活水平的提高,对天然纯棉织物的需求不断增加,同时对品质的要求也愈来愈高。因此,提高棉纤维产量和品质成为当前棉花遗传育种的重要目标,对棉纤维发育相关基因的克隆与功能研究是实现这一目标的重要基础。棉纤维发育由4个明显但又重叠的时期组成,包括纤维细胞的起始、伸长(初生壁合成)、次生壁合成和脱水成熟。起始是影响纤维细胞数量的重要时期,而纤维长度和强度的决定发生在次生壁合成期和脱水成熟期。棉纤维发育是一个复杂而有序的过程,由大量的基因参与调控。目前,已经有一些在棉纤维发育过程中发挥重要作用的基因被报道,包括各种转录因子、参与激素代谢基因、编码细胞壁蛋白和细胞骨架蛋白基因、活性氧代谢相关基因、以及参与糖和脂类代谢的基因等。文中对已报道的这些与棉花纤维发育相关基因的克隆和功能分析进行了系统总结,以期为棉花纤维发育及品质改良研究提供参考。     

棉花PhyA新品系纤维品质及黄萎病抗性分析

利用前期获得的转植酸酶基因PhyA棉花新材料,分析其在低磷土壤条件下的纤维品质及黄萎病抗性。结果发现:受体品种‘农大94-7’转基因株系的纤维伸长率、马克隆值、平均长度、纤维长度、成熟度与对照存在显著差异,比强度与对照差异不显著;受体品种‘农大棉7号’转基因株系纤维整齐度、平均长度与对照存在显著差异,而伸长率、马克隆值、比强度、短纤维率、成熟度与对照差异不显著,且转基因株系纤维品质在世代间存在一定程度的一致性。同时发现,‘农大94-7’、‘农大棉7号’转PhyA株系黄萎病病株率和病情指数均显著低于对照。综合分析各株系纤维品质与黄萎病抗性,结合其产量性状表现,筛选出1个(G2)耐低磷优良新品系。     

基于Linux＋Apache＋MySQL＋PHP的棉花分子生物学数据库系统构建

 利用课题组积累的数据信息和网上公用数据库中有关棉花分子生物学数据,采用MySQL为后台数据库,以Apache＋PHP为环境,在Linux操作系统下实现了棉花分子生物学数据库系统的构建和wwwBLAST的本地化服务。在脱机状态下使用blast进行同源性比对,使得数据查询和序列比对更加方便、快捷、稳定和安全,而且增强了针对性。数据库最终以局域网的形式发布,通过授予权限可向同行提供利用。本课题组在棉纤维品质、黄萎病抗性等相关基因的克隆研究中使该数据库得到初步应用。     

转基因抗虫棉农大棉7号

农大棉7号(原代号农大KB18)由河北农业大学棉花育种研究室以农大32为母本,SGK321为父本选育而成,2006年4月通过河北省农作物品种审定委员会审定,品种审定号:冀审棉20060018号,2006年申报国家新品种保护,申请公告号:20060611.5。