引进前苏联陆地棉种质资源主要农艺及经济性状鉴定研究

针对国内棉花生产发展的需要,在石家庄地区自然条件下,我们对引进前苏联的１２９份和国内的７２份陆地棉种质资源的农艺性状、产量及产量因子和纤维品质等性状进行了系统的同步鉴定研究,结果表明：引进材料同国内材料相比,生育期相差不大,引进材料具有株高较矮、果枝节位较低,铃重较高,纤维较整齐,强度高,细度好的特点,而且,在果枝数、叶枝数、单株铃数、单铃重、衣分、子指、纤维整齐度、纤维伸长率等性状的变异潜力和变化幅度均大于国内种质资源。通过系统同步鉴定,筛选出早熟、矮秆、高衣分、高子指、长纤维、高强度和细度好等不同特性的优异材料４４份,改善了我国棉花种质资源缺乏的现状。     

陆地棉抗病虫性和一些重要经济性状之间的相互影响

1996～1998年,分别在自然病圃、人工病圃、网室和温室对19份陆地棉品系的抗病虫性和经济性状进行了全面鉴定。结果表明,这些陆地棉品系对不同病虫害的抗性相互之间存在高度正相关。其抗性、产量和品质主要指标之间也存在密切的正向或负向相关关系。在育种中如能协调好这些重要性状的相互关系,就能培育出高产、优质和兼抗病虫的棉花新品种。     

陆地棉高品质系数量性状的遗传变异与选择指数

 研究了20个高品质陆地棉品系12个数量性状的遗传变异、广义遗传力、遗传相关及产量的选择指数。结果表明,单株产量和株铃数具有较大的遗传变异,纤维品质性状的遗传变异较小,说明继续改良高品质系的产量性状潜力较大。纤维品质性状的广义遗传力介于79.07%~89.47%之间,产量及产量组分性状中以衣分和铃重最高,广义遗传力分别为89.1%和81.85%,单株皮棉重最低,为55.05%。单株皮棉重与株铃数、株铃数与果枝数成极显著遗传正相关。利用与单株皮棉重遗传相关较强的多个性状构建的选择指数,比单纯选择单株皮棉重的效果好,其中以单株皮棉重、株铃数、果枝数和果节数结合选择的效果最佳。     

陆地棉脱水素基因GhDHN1启动子序列分析

为了筛选棉花抗逆转基因育种的候选启动子,根据陆地棉脱水素基因GhDHN1的cDNA序列和陆地棉基因组序列,利用生物信息学分析方法,获得棉花陆地棉脱水素基因GhDHN1启动子序列。结果表明,该启动子上多个位点含有启动子的基本元件TATA-box和CAAT-box,并含有非生物逆境胁迫响应元件、响应植物激素顺式作用元件、多种光调控相关的顺式作用元件以及胚乳表达顺式调控元件等。推测GhDHN1基因的启动子受光诱导,同时受低温和干旱胁迫等非生物逆境的诱导,参与棉花的生长发育。     

陆地棉SRO基因家族的鉴定及表达分析

SRO是植物特有的类RCD-ONE蛋白家族,在植物抵御各种生物和非生物胁迫过程中具有重要的作用。本研究利用生物信息学方法从陆地棉遗传标准系TM-1(Gossypium hirsutum L.acc.TM-1)基因组中鉴定到12个SRO基因家族成员。多重序列比对及进化树分析表明,12个陆地棉SRO均含有PARP和RST结构域,聚为3类,即A、B和C亚家族。转录组数据分析表明,TM-1全基因组中的Gh_D12G1442在茎中优势表达,Gh_D05G2064在萼片和雄蕊中优势表达;Gh_A05G3788在雄蕊中优势表达,Gh_A12G1318在雄蕊和纤维中优势表达;Gh_A12G2480、Gh_D12G2608、Gh_A05G2257和Gh_D05G2516在纤维中优势表达;Gh_A08G1390、Gh_D08G1685、Gh_A12G2663和Gh_D12G2054具有较为广泛的组织表达。逆境胁迫处理试验表明,Gh_A08G1390明显受冷处理和盐处理的诱导,Gh_D12G2054、Gh_D08G1685、Gh_A12G2663基因在不同的胁迫处理下受到不同程度的诱导。     

陆地棉转录因子GhNAC78基因的特征及功能分析

本实验室从陆地棉中克隆得到GhNAC78,分析了其基因特征及功能。该基因cDNA全长为937 bp,开放阅读框为876bp,编码291个氨基酸,隶属于NAM转录因子亚家族。体外转录激活实验表明,GhNAC78具有转录激活活性。上游启动子区1537 bp序列的生物信息学分析可知其包含多种激素、胁迫和光响应元件,表明GhNAC78广泛地参与植物生长发育和胁迫响应的调控。荧光定量结果显示,GhNAC78在棉花叶片衰老过程中高调表达,推测其参与叶片衰老的调控。     

辐射诱变选育陆地棉型长绒棉新进展

由于气候原因,长绒棉只有小部分地区能进行生产,我国只有新疆棉区能种植,但面积小产量低。我国棉花主产区的黄河流域和长江流域,建国初期,虽曾通过引种改良和海陆杂交等方法选育长绒棉品种,未能取得成效。本所于１９８５年通过辐照埃及棉阿须莫尼的干种子并结合常规育种方法,经多年系统选育,培育出一批具有陆地棉的适应性和长相,品质指标达到或略高于我国当前生产的长绒棉的陆地棉型长绒棉突变系。１９９６年将选择的单株材料和优系由省棉花研究中心用ＨＶＩ９００测试,在入选株系中,平均绒长３４７３±１３９ｍｍ,比对照中１２提高５９３ｍｍ。比强度全部在２４ｇ／ｔｅｘ以上,平均为２６７５±１６２ｇ／ｔｅｘ,最高的达３１１ｇ／ｔｅｘ,比对照增强６０５ｇ／ｔｅｘ,且各品质性状相互协调。     

陆地棉SSR分子标记优化体系的建立

针对陆地棉富含酚类、多糖等次生产物的特点,建立了一种简便、快速的提取高纯度DNA的方法.同时建立了适合陆地棉SSR标记的优化体系和试验方案,并对所构建的QTL定位群体进行了SSRPCR检测,得到了清晰的多态性SSR标记,为SSR分子标记技术在棉花育种中的应用打下了基础.     

200份陆地棉种质资源农艺性状遗传多样性分析

【目的】 研究本地棉花种质基因库,筛选出适于作杂交亲本的种质资源。【方法】 以200份棉花种质资源为材料,研究其形态指标的变异情况和遗传多样性,并以形态指标对 200 份种质进行聚类分析。【结果】 21个形态指标遗传多样性指数(H′)变幅范围在0~1.02。所有材料可划分成6大类,其中第1大类30份材料,茎色紫红色,种子短绒颜色灰褐色材料为主,可以作为彩色棉花育种资源;以170177为主的20份材料种子短绒着生稀毛,种子短绒颜色绿褐色可以作为早熟、无酚、耐高温的育种材料;第6大类50份,所占比例较大。【结论】 200份种质资源的遗传多样性丰富,第6大类50份,可以作为目前新疆育种材料亲本,主要特征为株型塔型,无茎毛,叶色深绿色,叶片大小中,无叶基斑,有限果枝类型,黄色花冠,黄色花药,种子短绒着生情况多毛,种子短绒颜色灰绿色,有种仁色素腺体,吐絮颜色白色。     

陆地棉杂种F1代主要经济性状的通径分析

以陆地棉品种间杂交的 2 8个组合为对象 ,研究分析了F1 代主要经济性状的优势表现 ,并对F1 代中的 6个主要经济性状进行了通径分析。结果表明 :杂种F1 代中皮棉产量、单株铃数、单铃重和衣分都有较强的优势表现 ;对皮棉产量直接作用较大的性状为衣分、单株铃数和单铃重 ,且它们间的相关都达到显著水平 ;同时F1 代纤维品质与皮棉产量间的负相关已经不同程度地被打破。因此在F1 代中选择时要协调好产量三要素间的关系 ,也可以通过对单铃重的选择来协调产量和品质间的矛盾。