棉花芽黄突变体10个叶绿体蛋白编码基因RNA编辑位点的测定及分析

 RNA编辑是陆生植物叶绿体转录后基因表达调控的一种方式。已有研究表明植物黄化或白化可能与叶绿体RNA编辑有关。本实验采用PCR,RT-PCR及测序的方法,确定棉花芽黄突变体V1子叶与真叶的10个叶绿体蛋白编码基因中各有34个编辑位点,有6个位点存在编辑效率的差异。将这些编辑位点与柯字310比较发现,芽黄突变体多5个编辑位点。运用生物信息学软件对34个编辑位点进行分析,结果表明accD-109, clpP-187, ndhB-50, ndhB-196, ndhD-128, ndhD-225等13个位点会影响相应蛋白二级或三级结构,表明上述编辑位点的改变可能对其蛋白的正确组装及功能的发挥起重要作用。     

脱落酸对棉花体细胞胚胎发生的影响

【目的】研究脱落酸(Abscisic acid, ABA)对棉花体细胞胚胎发生过程中下胚轴脱分化和再分化的影响,优化体细胞胚胎发生体系和初步解析脱落酸调控棉花体细胞胚胎发生分子机制。【方法】以棉花品种中棉所24(CCRI 24)下胚轴为外植体,设置5个ABA浓度0、0.02、0.04、0.06、0.08μmol·L^-1,分别以A0、A1、A2、A3、A4表示,添加至MSB(MS培养基+B5维生素)培养基诱导愈伤和胚性愈伤,研究ABA对棉花下胚轴初始细胞脱分化、愈伤组织诱导和胚性愈伤组织诱导的影响。【结果】ABA促进下胚轴初始细胞脱分化;显著提高愈伤组织的脱分化率和增殖率;0.02μmol·L^-1ABA显著提高胚性愈伤分化率,0.04~0.08μmol·L^-1ABA显著降低胚性愈伤分化率。ABA处理后胚性愈伤和非胚性愈伤的增殖率均显著提高且质地受到影响。0.02~0.08μmol ABA处理下,LBD和LBD在愈伤起始期上调表达。0.02μmol·L^-1ABA处理下,在愈伤增殖早期和中期BBM、LEC1和AGL15上调表达,愈伤增殖后期FUS3、LEA、ABI3基因上调表达。【结论】脱落酸调控的棉花体细胞胚胎发生与相关标记基因的时空性表达密切相关,这些基因表达水平的增加是ABA调控愈伤和胚性愈伤分化的分子基础。     

株型对棉株14C同化物生产及运转分配的影响

运用 14 C示踪技术 ,研究了简化整枝与早打主茎顶心、少留果枝改变株型对 14 C同化物生产分配的影响。结果表明 ,简化整枝蕾期、花铃期果枝叶的光合作用强度和14 C同化量均低于对照 ,且　14 C同化物向主茎和果枝的分配比例也较对照降低。简化整枝早打主茎顶心 ,可提高花铃期果枝叶、叶枝叶的光合作用强度和 14 C同化物向叶枝的分配比例。反映到产量和产量构成因素上 ,表现为简化整枝主茎结铃减少 ,叶枝结铃可弥补其损失 ,单铃重和衣分略有降低 ;简化整枝早打主茎顶心增加了叶枝结铃数 ,且单铃重和衣分略有提高。但处理间的皮棉产量均无显著差异     

不同开花期棉铃氮素累积和棉铃对位叶氮浓度对施氮量的响应

以美棉33B品种为材料,于2005年在黄河流域黄淮棉区的江苏徐州(117°11'E,34°15'N)和河南安阳(114°13'E,36°04'N)设置施氮水平(0、240和480 kg.hm-2)试验,研究不同开花期棉铃(伏前桃、伏桃、早秋桃和晚秋桃)氮素累积及棉铃对位叶氮浓度对施氮量的响应。结果表明:不同开花期棉铃氮素累积动态变化可用Logistic方程拟合。铃壳、棉籽、纤维及单铃氮素累积受施氮水平和开花期的影响。不同施氮水平下,以240 kg.hm-2处理最有利于氮素累积,而不施氮和施氮480kg.hm-2均不利于棉铃氮素累积。棉铃氮素累积特征参数(快速累积起止时间、快速累积持续期及平均累积速率)在伏桃时期最协调,氮素累积量最多;晚秋桃时期最不协调,氮素累积量最少;伏前桃和早秋桃介于上述两者之间。棉铃对位叶适宜的氮浓度有利于协调源库关系,促进棉铃氮素积累。     

不同土壤湿度对膜下滴灌棉花根系生长和分布的影响

 【目的】精量制定膜下滴灌棉花的田间水分管理制度和揭示滴灌棉花的增产机理。【方法】以田间试验为基础,设置90%θf、75%θf和60%θf（θf田间持水量）3个土壤湿度处理,在棉花不同生育阶段采用双向切片法测定棉花根系和根冠比;用时域反射仪测定土壤水分;最终测棉花产量。【结果】3个土壤湿度所对应的棉花根系生长过程呈“S”形变化,但是,由于75%θf处理的棉田土壤含水量始终处于适宜范围内,全生育期棉花根系生长速度快及最终根重大;90%θf处理的土壤水分太充足,根系生长速度缓慢,其根区土壤中根重最小;60%θf处理的根重介于其它2处理的根重之间。3个处理的棉花根重垂直分布呈锥形负指数递减模式,且随土壤湿度提高,深层根重减小幅度大,根系变浅。0～30 cm土层中,75%θf处理的棉花根系所占总根重比例最高。水平方向上棉花根系主要分布在膜下窄行和宽行土壤中,膜外裸地中根重很小;各土壤湿度处理中,75%θf处理下膜下窄行或宽行的根重都比90%θf和60%θf处理的根重大。棉花根冠比随着土壤湿度的增加有减少的趋势。不同土壤湿度处理对棉花产量有不同的影响,75%θf处理下的产量最高。【结论】膜下滴灌条件下土壤水分持续维持较高水平,对棉花根系生长及产量有不利的影响。     

外源纤维改良基因对棉花纤维品质的影响研究

将由棉纤维细胞特异表达启动子驱动的外源纤维改良基因(兔角蛋白基因)，通过花粉管通道转基因法，导人陆地棉品种(系)苏棉16号、泗棉167、渝棉1号和H1。检测结果表明，转兔角蛋白基因苏棉16号和泗棉167的纤维比强度分别比相应对照增加了23．2％和29．6％，马克隆值下降了13．3％和17．0％，纤维长度与对照接近。结果还表明，外源基因对高品质棉花品种(系)渝棉1号和H1纤维品质的影响不明显，只是衣分有所增加。     

陆地棉质体转录活性因子基因GhPTAC的克隆及其耐盐性分析

为了挖掘新的耐盐基因及调控途径,利用基因芯片技术及抑制性差减文库技术筛选到质体转录活性因子,通过RACE及RT-PCR技术克隆到该基因的cDNA全长,命名为GhPTAC。该cDNA全长1 564 bp,其中ORF 1 038 bp,推测编码345个氨基酸残基的多肽。生物信息学分析表明GhPTAC为拟南芥PTAC13同源基因,同源性60.6%。编码蛋白为转录活跃的染色体(TAC)的一个组分,参与叶绿体基因组转录终止/抗终止调节。Real-time PCR分析结果表明,GhPTAC受盐胁迫诱导上调表达,在耐盐材料中9806中表达水平明显高于盐敏感材料中S9612,这与芯片结果一致。     

棉花种子萌发过程的细胞化学动态

对鄂棉２０号棉花种子萌发过程中营养物质动态进行了观察。干种子贮藏的营养物质是蛋白质和脂肪,无淀粉粒。腺体中有多糖成份。胚中各部分的物质积累情况差异较大,胚芽、子叶基部、原维管束及其附近细胞和表皮附近的细胞内蛋白体小而少,其余部位蛋白体大而多。油体多,分散在细胞质中。萌发过程中蛋白质和脂肪逐渐降解,集中在２４～１４４ｈ,不同部位的细胞内贮藏的营养物质降解次序有所差异,代谢旺盛的部位首先降解。萌发过程中有淀粉粒的产生,集中在１～６ｄ。文中还探讨了脂肪降解的途径和淀粉粒积累的营养来源途径。     

棉花种子发芽过程中生理生化变化及赤霉素的调节 I 棉花子叶内储藏物质代谢

本文研究了棉花种子发芽过程中，子叶内储藏物质代谢及外源赤霉素的调节。结果表明，赤霉素促进了脂肪的降解，子叶中可溶性糖的含量增加；同时影响了蛋白质代谢过程中氨基酸含量的变化，显著地促进了天门冬氨酸含量的增加，而明显地降低了谷氨酸的含量。赤霉素影响了棉苗干物质的分配，对子叶的发育有促进作用，而对胚根（２４ｈ后）和下胚轴（４８ｈ）的发育有抑制作用。从整体上讲，赤霉素可以促进棉花种子胚根突破种皮和迅速均匀出苗。但是由于赤霉素后期（４８ｈ）抑制了下胚轴和胚根的发育，不利于棉花立苗，降低了棉苗抵抗外界不良环境的能力，从而不利于棉花培育壮苗