棉花超宽膜降密度播种模式的配套技术研究

[目的]研究适宜的棉花超宽膜降密度播种模式.[方法]试验设置3个棉花播种模式,探讨超宽膜降密度模式对棉花生长发育及产量、品质的影响,为创新小海子垦区棉花的栽培模式提供理论依据.[结果] (66+ 10 +66 cm)、理论密度130 725株/hm2播种模式过低的密度导致最终的收获株数偏低,虽能获得较高的单株成铃,但必然导致公顷总铃数有所下降,最终影响籽棉的增产空间;(10 +66+10+66+10 cm)、理论密度196 088株/hm2播种模式既能发挥棉花的单株优势,又能获得较为合理的收获株数和单株成铃,综合优势较(10 +66+ 10 cm)、理论密度238 107株/hm2常规播种模式明显,具有推广价值.[结论](10 +66 +10 +66 +10 cm)、理论密度196 088株/hm2播种模式对于小海子垦区棉花栽培较为合适.     

我国早熟陆地棉品种遗传多样性分析

[目的]研究早熟陆地棉种质遗传多样性,为北疆早熟陆地棉育种提供理论依据.[方法]基于43个早熟陆地棉品种表型和基因型数据,利用PowerMarker V3.25软件,进行遗传多样性分析.[结果]长江流域环境下,新疆棉区与我国其他棉区育成的品种,在早熟性相关表型性状上差异不显著;西北内陆环境下,二者之间则差异显著.另外,174对具有稳定多态性的SSR引物用于分析43个品种的遗传多样性,共检测到486个等位变异位点,每对引物的等位变异为2～7个.等位基因变异的多态信息含量(PIC)在0.044～0.750 0.分子检测表明:新疆棉区育成的品种遗传基础较狭窄.利用PowerMarker V3.25软件计算的遗传距离进行聚类,43个参试品种以遗传背景、育成单位、地理来源等聚为8类.[结论]与其他棉区品种相比,新疆早熟棉区育成的品种,其早熟性相关性状遗传基础狭窄,表型性状的遗传多样性受环境影响较大.聚类图反映了不同系统品种之间的交叉以及早期和近代早熟陆地棉不同系统之间的融合现象.     

转基因棉花研究与应用进展

转基因技术在棉花种质创新和新品种选育方面取得了较大发展。该文综述了棉花转基因技术方法,系统地论述了转基因在棉花抗虫、抗除草剂、抗病、抗逆境以及高产优质等方面的研究进展,分析了转基因棉花产业相关问题,并概述了转基因抗虫棉育种成就及潜力。     

降解地膜对地温和作物产量的影响及其降解性分析

【目的】明确COPO树脂降解地膜在新疆北部农田中的应用特征。【方法】以普通地膜为对照,研究黑色降解膜对地温和滴灌棉花、沟灌玉米产量的影响,以及覆膜方式和灌水量对降解膜降解率的影响。【结果】降解膜处理20 cm土壤日平均地温高于普通膜,其保温效应也优于普通膜,08:00时5 cm土壤平均温度比普通膜高出0.244℃,最高相差1.6℃,地温昼夜变化幅度小;降解膜处理的棉花、玉米平均增产6%左右;随着灌水量的增加,降解膜的降解时间明显延长,崩裂期最大相差39 d;棉花滴灌平作模式下地膜降解时期明显晚于沟灌玉米,诱导期延长6 d,破裂期延长13 d,崩裂期延长67 d,同时重量降解率远低于后者,应用效果更好。【结论】COPO树脂降解膜具有一定的应用前景,但因降解速度受作物、覆膜方式、灌水量的影响较大,降解膜的可控性仍有待提高。     

棉花GbRvd的亚细胞定位及其超表达烟草抗病性分析

【目的】研究棉花NB-LRR家族基因GbRvd的亚细胞定位及超表达烟草的黄萎病抗性,为解析GbRvd介导的植物抗黄萎病机制提供依据。【方法】对真核表达载体pJCV52进行改造,在SpeⅠ酶切位点插入gfp,使其兼具亚细胞定位的功能,命名为GPJCV52。应用Gateway技术构建GbRvd的亚细胞定位和超表达载体,并分别转化农杆菌GV3101。利用生物信息学和农杆菌介导的烟草瞬时表达技术对GbRvd分别进行亚细胞定位预测与观察。采用农杆菌介导法转化烟草,并通过组织培养技术获得转基因植株。运用PCR对超表达GbRvd的烟草进行阳性植株筛选,且利用半定量RT-PCR对阳性转基因植株进行表达检测。制备棉花黄萎病菌孢子悬浮液,通过灌根法对T_3代转基因烟草株系进行接种,利用5级标准统计发病情况并计算病情指数。【结果】利用在线分析软件ProtComp预测GbRvd为一种胞外(分泌)蛋白;GbRvd的跨膜预测结果显示其包含3个跨膜域;在线分析软件Wo LF PSORT预测结果显示GbRvd在细胞膜、内质网及叶绿体的预测分值分别为7、3和1,表明GbRvd主要存在于植物细胞膜上。利用农杆菌介导的烟草瞬时表达技术进一步对GbRvd的亚细胞定位进行观察,结果显示在单独表达GFP蛋白的烟草细胞中,荧光信号在细胞核、细胞质和细胞膜均有分布;而GbRvd与GFP融合表达后的荧光信号主要分布于烟草表皮细胞质和细胞膜。综合生物信息学分析和亚细胞定位观察结果,表明细胞膜和细胞质是GbRvd的主要分布位置。利用农杆菌介导和组织培养获得了转基因烟草植株,通过对转基因烟草植株的PCR检测显示,阳性转基因烟草植株能够通过PCR扩增出与预期大小一致的目的条带,而野生型植株未出现相应条带;阳性转基因烟草植株半定量RT-PCR同样能够检测出与预期大小一致的目的条带,由此表明GbRvd成功整合于烟草基因组并能够进行正常转录。对3个T_3代超表达烟草株系的黄萎病抗性进行分析,结果显示超表达GbRvd的烟草植株病情指数显著低于野生型对照植株,表明过表达GbRvd可有效提高植株对黄萎病的抗性。【结论】GbRvd主要存在于植物细胞质和细胞膜,其超表达可显著提高烟草对黄萎病的抗性。     

黄河流域北部棉区棉花缩节胺化学封顶技术

【目的】探讨黄河流域北部棉区应用缩节胺(1,1-dimethyl-piperidinium chloride, DPC)对棉花进行化学封顶的可行性。【方法】于2012-2014年在河北省河间市瀛州镇国欣科技园和北京市中国农业大学上庄实验站进行,共包括6个独立试验。供试棉花品种为国欣棉3号(GX3)、欣抗4号(XK4)、石抗126(S126)和欣试17(XS17)。DPC化学封顶技术分为单独应用常规DPC化控技术(简称DPC)、将常规DPC化控技术与增效型DPC(简称DPC⁺)相结合(简称DPC+DPC⁺)两种方式,以在常规DPC化控基础上进行人工打顶(简称DPC+MT)为对照。【结果】2012和2013年花铃期(7-8月份)多雨,应用DPC化学封顶技术的棉株较高、新生果枝数较多,其中株高较DPC+MT增加10.6-12.3 cm,果枝数增加5.8-7.9台。2014年花铃期干旱少雨,DPC化学封顶的株高与DPC+MT相比无显著差异,新生果枝数不超过3台。DPC化学封顶对棉花产量的影响不显著,但可发现2012年DPC+DPC⁺的产量表现出降低趋势,且上部果枝成铃少、新生果枝成铃多,群体熟期有推迟现象。2013和2014年DPC+DPC⁺的产量和熟期则与对照相当或略有增减。DPC⁺的应用时间(7月中旬至7月底)和剂量(750-1 500 mL·hm^-2)对棉花株型及产量的影响无显著差异,但应避免在结铃盛期(7月底)应用大剂量DPC⁺(1 500 mL·hm^-2),以防延长后期棉铃的成熟。与DPC+DPC⁺相比,单独应用常规DPC化控技术进行化学封顶在多雨年份或高密度下对棉株的控长强度较弱,而且存在减产风险。【结论】应用DPC进行化学封顶在黄河流域北部棉区基本可行,实际应用时需要根据气象因子和种植密度决定单独应用常规DPC化控技术还是将常规DPC化控技术与增效型DPC的应用相结合。     

河南省典型覆膜作物地膜残留状况及其影响因素研究

2011—2014年采用问卷调查及取样检测方法对河南省典型覆膜作物(花生、棉花)地膜残留状况进行系统调查,分析其影响因素,并通过定点试验监测方法研究地膜残留系数,以期为河南省地膜残留防治提供参考。结果表明,河南省花生、棉花覆膜种植区土壤耕层地膜残留量为6.8~37.3 kg/hm2,平均值为20.4 kg/hm2。花生地块地膜平均残留量为24.9 kg/hm2,棉花地块为13.5kg/hm2。不同取样点地膜残留量存在明显差异,主要与作物类型、地膜用量、覆膜比例、覆膜年限、土壤质地及回收情况有关,地膜用量越大、覆膜比例越高、覆膜年限越长,地膜回收率越低,地膜残留污染的风险越大;棉花地块的地膜残留量明显低于花生地块。花生和棉花地块的地膜残留系数分别为0.71%和1.11%。目前,河南省花生、棉花覆膜种植区地膜污染状况较轻,但如果不注重地膜回收工作,残留量会逐年增加,成为地膜残留污染区域。     

地膜覆盖对农田N2O排放影响的研究现状

地膜覆盖通过改善土壤环境,进而影响作物产量和农田土壤N_2O的产生与释放。综述了地膜覆盖对农田N_2O排放影响的研究现状。针对目前研究中存在的问题提出建议,并对该领域的研究方向进行展望。     

不同种植模式对棉花产量和土壤养分含量的影响

为合理选择棉花种植模式提供科学依据,田间试验棉花种植模式设单作、间作1行绿豆、间作2行绿豆,每种模式的行距均设2个水平处理,研究了不同模式处理对棉花株高、叶面积、干物质积累、SPAD值、光合速率、产量以及土壤养分含量的影响。结果表明:与75 cm+75 cm等行距种植模式相比,90 cm+60 cm宽窄行单作种植能显著增加蕾期和花铃期的棉花叶面积以及地下部干物质积累量,显著提高花铃期棉花倒四叶的叶绿素含量,提升光合效率,显著增加单铃数、籽棉产量和皮棉产量。与棉花宽窄行单作处理相比,采用100 cm+50 cm行距、在棉花宽行间作1行绿豆处理的棉花单铃数、单铃重、籽棉产量和皮棉产量下降均不明显,耕层土壤碱解氮含量略有提高,还可以增加绿豆收益。综合考虑棉花产量与经济效益,本研究条件下,适宜的棉花种植模式为宽窄行90 cm+60 cm单作或100 cm+50 cm间作1行绿豆。     

基于分子检测新疆东部棉花根茎部病害种类及其分布

【目的】研究新疆东部棉花根茎部病害的种类及分布,为当地高效防控此类病害提供依据。【方法】采用已报道的4种引起棉花根茎部病害的主要病原菌(尖孢镰孢霉、立枯丝核菌、大丽轮枝菌和拟轮枝镰孢霉)的特异性引物,特异性验证后,分别对新疆东部棉花区按不同以村(连)为单位采集的混合病样进行PCR检测。【结果】在检测灵敏度为0.5 ng/μL的检测体系中,从22份新疆东部棉花病株混合样品中可以检测出4种病原菌中的3种,分别为尖孢镰孢霉、立枯丝核菌、大丽轮枝菌;其中尖孢镰刀菌检出率最高,立枯丝核菌检出率次之,大丽轮枝菌检出率较低;而拟轮枝镰孢霉在22份混合病样中的检出率0%。【结论】枯萎病、立枯病和黄萎病是新疆东部根茎部主要病害;其中枯萎病的发生最为普遍,立枯病次之,黄萎病发生的普遍率相对较低,红腐病在新疆东部无发生或发生分布极少。