陆地棉单萜合酶基因GhTPS4和GhTPS5的克隆及棉铃虫诱导的基因表达分析

通过本地Blast筛选陆地棉转录组数据并结合RACE的方法,克隆获得2个陆地棉萜类合酶基因全长,命名为GhTPS4(Genebank登录号:KF860865)和GhTPS5(Genebank登录号:KF860866)。GhTPS4和GhTPS5基因分别编码590个和598个氨基酸,预测分子量为68.5 kDa和69.9 kDa,等电点为5.59和5.66。生物信息分析表明:GhTPS4和GhTPS5均含有叶绿体转运肽,并含有"DDxx D"和"RRX8W"保守域,具有典型的单萜合酶特征。此外,聚类分析表明GhTPS4和GhTPS5均属于Tpsb亚家族。利用荧光定量PCR的方法,对GhTPS4和GhTPS5在棉铃虫为害陆地棉(石远321)叶片的表达模式进行了研究,结果表明:GhTPS4的表达量在处理后不同时间均高于未处理对照,在处理后36 h表达量最高,表明GhTPS4在应答棉铃虫为害时可能起到了积极的防御作用。GhTPS5在处理后不同时间均比未处理对照表达量低,其功能尚需进一步探讨。     

Nonstructural carbohydrates in leaves subtending cotton bolls,fibers and embryos in response to nitrogen stress

A field study was conducted in 2013 and 2014 where cotton was exposed to three N regimes: (1) the control without N application (low N); (2) 260 kg N ha^?1 (medium N); (3) 520 kg N ha^?1 (high N). Boll size, lint mass per boll, seed mass per boll, fiber length and strength were significantly decreased under N deprivation in the two years. The increased carbohydrate levels of LSCB (leaf subtending the cotton boll) led to decreased carbohydrate levels of fibers in the low N relative to the other N treatments. The low N embryos exhibited lower starch concentrations at 17 and 31 DPA (days post anthesis), and TNC (total nonstructural carbohydrate) concentrations at 17, 31, 45 and 52 DPA compared to medium N embryos. Starch levels in LSCB had negative associations with those in fibers at 17, 31 and 45 DPA, but positive associations with those in embryos at 24 and 45 DPA. Fibers expressed negative associations with embryos in glucose level at 24 and 38 DPA, and in TNC levels at 17 and 45 DPA. The study suggests that carbon assimilate levels in fibers and embryos could explain the difference in boll yield components and fiber quality.     

Variation of pathotypes and races and their correlations with clonal lineages in Verticillium dahliae

Understanding pathogenic variation in plant pathogen populations is key for the development and use of host resistance for managing verticillium wilt diseases. A highly virulent defoliating (D) pathotype in Verticillium dahliae has previously been shown to occur only in one clonal lineage (lineage 1A). By contrast, no clear association has yet been shown for race 1 with clonal lineages. Race 1 carries the effector gene Ave1 and is avirulent on hosts that carry resistance gene Ve1 or its homologues. The hypothesis tested was that race 1 arose once in a single clonal lineage, which might be expected if V. dahliae acquired Ave1 by horizontal gene transfer from plants, as hypothesized previously. In a diverse sample of 195 V. dahliae isolates from nine clonal lineages, all race 1 isolates were present only in lineage 2A. Conversely, all lineage 2A isolates displayed the race 1 phenotype. Moreover, 900‐bp nucleotide sequences from Ave1 were identical among 27 lineage 2A isolates and identical to sequences from other V. dahliae race 1 isolates in GenBank. The finding of race 1 in a single clonal lineage, with identical Ave1 sequences, is consistent with the hypothesis that race 1 arose once in V. dahliae. Molecular markers and virulence assays also confirmed the well‐established finding that the D pathotype is found only in lineage 1A. Pathogenicity assays indicated that cotton and olive isolates of the D pathotype (lineage 1A) were highly virulent on cotton and olive, but had low virulence on tomato.     

南疆海岛棉53份预试品系早熟丰产优质性状的因子-聚类分析

旨在为海岛棉新品种（系）综合评价、推广、利用以及早熟、丰产、优质亲本的选择和制定性状改良目标提供参考。利用2013—2014 年新疆维吾尔自治区海岛棉53 个预备试验品种（系）为材料,对供试材料20 个性状进行变异性和相关性的研究,并进行因子分析和聚类分析。结果表明：海岛棉品种（系）早熟、丰产、优质性状中变异系数最大的为始节位、皮棉、伸长率,变异系数最小的是霜前花率、霜前皮棉、整齐度指数。测试指标之间存在错综复杂的关系。主成分分析表明前7 个主成分的方差累积贡献率达87.25%,能够反映绝大部分性状信息;聚类分析将53 个品种（系）分为4 大类;在聚类分析的基础上对性状进行多元方差分析和综合评价,并提出性状改良方向。     

棉花黄萎病菌毒素对棉花生化代谢的影响

为明确棉花黄萎病菌毒素对棉花生化代谢的影响,采用棉花黄萎病菌毒素处理棉花黄萎病抗病和感病品种的棉苗后,测定棉株体内超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)的活性以及丙二醛(MDA)和木质素含量的动态变化。结果表明,抗病品种陕7191对病菌毒素的抗性显著高于感病品种中棉19;接种毒素后2品种棉苗叶片SOD活性都降低,感病品种降幅高于抗病品种;感病品种POD活性升高较快,到达峰值后迅速下降,而抗病品种POD活性持续上升;2品种PAL活性变化趋势相似,接种后抗病品种活性始终高于感病品种;2品种MDA和木质素含量均增多,感病品种MDA含量的增幅和增量高于抗病品种。     

基于异速生长关系的棉籽蛋白质含量模拟模型

基于不同熟性棉花品种的异地分期播种和施氮量试验,运用异速生长模型分析棉籽氮浓度与棉籽生物量间的关系,建立氮素的潜在增长模型,进而综合品种特性、主要气象条件(温度、太阳辐射)和栽培措施(施氮量)等因子,建立基于异速生长关系的棉籽蛋白质含量模拟模型。利用不同生态点品种、播期和施氮量的田间试验资料的检验结果表明:安阳、淮安和徐州试点模拟值与实测值的根均方差(RMSE)分别为2.2%、4.1%和2.3%。说明依据棉籽蛋白质含量与生物量间的异速生长关系模拟棉籽蛋白质形成切实可行,模型预测性好,广适性强。模型的不足在于其精确度受棉籽干物质累积模型和棉铃对位叶N浓度模型的影响较大。     

Genbank��½���ޱ�����б�ǩ(EST)�ͻ��������У�GSS���е�SNP����

陆地棉基因组精细定位需要更加丰富的分子标记,为了阐明单核苷酸多态性(SNP)标记资源开发利用的前景,对GenBank数据库中陆地棉表达序列标签(EST)和基因组序列(GSS)进行分析.下载GenBank数据库中公布的陆地棉EST序列及GSS序列,利用DNAStar软件进行叠连群构建及其候选SNP位点分析.结果表明:陆地棉EST序列307414条及GSS序列242015条,EST序列构建3737个叠连群,序列累计10477241 bp.由4条及以上序列组成的叠连群累计序列长度为3761800 bp,发现候选SNP位点1007258个,叠连群平均出现1个SNP位点最低频率为2.32％.GSS序列共构建1517个叠连群,序列累计1625700 bp,发现SNP位点574296个,叠连群平均出现1个SNP位点最低频率为9.18％.陆地棉的EST和GSS均有频率较高SNP位点,GSS出现SNP频率高于EST序列,开发SNP引物3254对.     

棉花新材料A111基于cpDNA的种性初步鉴定

A111是从澳大利亚收集到的一份新的野生棉,属于澳洲棉、或奈尔逊氏棉乃至一个新的棉种,归属一直没定论。为鉴别A111与澳大利亚以及世界其它地区棉种的差别,以24个棉种（变种）为参照,分析了A111的cpDNA序列特点。结果表明,在15条cpDNA基本序列中,筛选出了8条序列适合于棉属植物系统发育和种性鉴别研究。这8条序列的变异率和识别率均较高,其中rps16识别率最高(100%)。基于8个序列组合的系统发育分析,能识别单个棉种。聚类结果显示,棉属分为两大分支,A111与奈尔逊氏棉（G3）处于澳洲野生棉分支中的姊妹分支。序列比对结果表明,A111的叶绿体序列存在特异的插入与缺失,明显区别于其他棉种。由此,初步鉴定A111是澳洲野生棉的一个新种,与奈尔逊氏棉的亲缘关系最近。     

利用农杆菌侵染花柱头法进行海岛棉遗传转化

[目的]探索一种更为高效、简便的海岛棉遗传转化技术,为海岛棉转基因育种提供技术支持。[方法]采用农杆菌侵染花柱头法,在不同时间侵染对4个海岛棉品种进行遗传转化,分析其对海岛棉的成铃率,田间卡那霉素抗性率及PCR阳性株率的影响。[结果]农杆菌侵染花柱头法的平均成铃率为12.60%,田间卡那霉素检测的平均抗性率为9.87%,PCR鉴定的平均阳性株率为1.72%。花后12 h进行转化,成铃率、抗性率和阳性株率均最高,分别为20.25%、11.68%和2.59%。[结论]在花后12 h利用农杆菌侵染花柱头法进行海岛棉遗传转化,转化效率最高。     

基于GGE双标图和比强度选择的棉花品种生态区划分

由于农作物品种区域试验是品种审定和推广应用的前提,而区域试验中基因型与环境的互作效应是普遍存在的,因而探索和利用试验环境在鉴别基因型遗传差异和对品种在目标环境中的平均表现代表性方面的作用以辅助品种选育和推广的问题,越来越受到植物育种家和农技推广人员的高度关注。我们采用GGE双标图分析方法对2000—2010年期间27组长江流域国家级棉花品种区域试验的目标环境中可能存在的基于棉纤维比强度选择的品种生态区进行探索与划分,并对品种生态区划分结果进行信息比(IR)校正,以提高品种生态区划分的可靠性。结果表明:(1)基于纤维比强度选择的GGE双标图分析的总体有效拟合度为68.4%,其中有13次出现过度拟合或拟合不充分现象,总体拟合可靠性一般。而基于IR-GGE模型的总体拟合度为73.7%,比GGE双标图的有效拟合度提高6.0%,说明采用IR对双标图分析的结果进行优化和校正可以提高品种生态区划分的可靠性。(2)根据GGE双标图分析结果,我国长江流域棉区大致可划分为4个基于纤维比强度选择的品种生态区,第1个品种生态区包括安庆、襄樊、南通和岳阳,第2个品种生态区包括常德、九江和武汉,第3个品种生态区包括慈溪、南京、黄冈、荆州和盐城,第4个品种生态区包括南阳、简阳和射洪。而基于IR较正的GGE模型则可划分为3个品种生态区:第1个为主体品种生态区,包括安庆、武汉、九江、襄樊、南阳、岳阳、常德、黄冈、荆州、南京和慈溪11个试验点,第2个品种生态区包括南通和简阳,第3个品种生态区包括盐城和射洪。IR校正后长江流域棉区的品种生态区划分更准确可靠,地理区域特性也更明显,说明地理环境因素对纤维比强度的选择效果仍然有很大的影响力,四川盆地棉区和江苏沿海棉区并不适宜开展针对整个长江流域棉区的广适性棉花纤维比强度选择,从而为长江流域棉区棉花纤维比强度的选择和推荐策略提供了科学的决策依据。