膜下滴灌棉花根系分布特性试验研究

以膜下滴灌条件下棉花根系为对象,通过根钻取样的方法,探索棉花根系的分布规律,研究了膜下滴灌条件下棉花根系的分布特性。结果表明:棉花根系主要分布在0~40 cm的土层中;随着深度及水平距离的增加,在棉花的各生育期其根重密度及所占总根量的百分数逐渐减少,并在棉花的各生育期,其根量所占总根量的百分数与水平距离及垂直距离呈负指数关系,根重密度在垂直方向上与深度也呈负指数关系。     

棉花光子基因N1和n2的遗传分析及染色体定位的分子证据

用棉花显性光子突变体N_1与陆地棉遗传标准系TM-1、海岛棉品种新海7号和海7124杂交,共配制3个F_2分离群体和1个BC_1群体;用隐性光子突变体n_2与TM-1、海岛棉品种新海7号和军海1号杂交,共配制3个F_2分离群体和2个BC_1群体。遗传分析结果表明:显性光子突变体N_1和隐性光子突变体n_2与正常海岛棉、陆地棉品种(系)在光子性状上均存在1对基因的差异,符合单基因遗传模式。用SSR分子标记对显性光子基因N_1进行定位,结果显示,N_1位于染色体A12(Chr.12)上,与目的基因最近的标记是BNL1679,遗传距离为1.9 cM。用SSR分子标记对隐性光子基因n_2进行定位,结果表明:在海×陆种间群体中,n_2基因位于染色体A12上,与n_2基因最近的分子标记是BNL1679,遗传距离为2.7 cM,而在陆×陆种内群体中,n_2基因则位于染色体D12(Chr.26)上。根据遗传分析和分子定位结果,推测隐性光子性状在异源四倍体棉花中可能在部分同源染色体上存在重复基因,导致隐性光子基因n_2在不同类型的分离群体中定位在不同的部分同源染色体上。     

膜下滴灌棉田土壤水盐动态变化

通过对轻度和中度盐渍化棉田整个生育期土壤水分、盐分含量的动态监测,分析了膜下滴灌棉田土壤水、盐动态变化及其相互作用的关系。结果表明：整个生育期中度盐渍化棉田土壤水分含量要高于轻度盐渍化棉田,土壤水分含量变化规律和土壤盐分含量变化规律相似,均表现出生育前期下降、中期稳定、后期略微增加的趋势;膜下滴灌能够在滴水过程中明显降低土壤中表层0～40 cm盐分含量,下层40～80 cm土壤为盐分聚集区域;以0～20 cm土壤盐 分含量模拟0～40、0～60、0～80、40～80 cm土壤盐分含量,幂函数和线性函数模拟结果较好,模拟0～40、0～60 cm的盐分含量结果达极显著相关,0～80 cm的模拟结果达到显著相关,模拟40～80 cm的土壤盐分变化结果不显著。     

陆地棉品质性状配合力分析

[目的]对4个陆地棉（Gossypium hirsutum L.）品种及其正反交杂交组合进行配合力和遗传参数估计.[方法]4个陆地棉品种分别为BD18、R16、光子、中43,按完全双列杂交配组12个正反交组合,分别为BD18×R16、BD18×光子、BD18×中43、R16×BD18、R16×光子、R16×中43、光子×BD18、光子×R16、光子×中43、中43×BD18、中43×R16、中43×光子.采用随机区组设计,株行距配置（30.0cm＋ 55.0 cm＋ 30.0cm） ×12.5cm.[结果]R16、中43亲本为改良品质性状的骨干亲本,BD18×光子、光子×R16可作为改良品质性状的强优势组合.强度、平均长度主要以加性遗传为主,而伸长率是由基因显性效应控制,整齐度、上半部平均长度由基因的加性效应和显性效应共同控制;同时所有纤维品质性状均受到环境条件较大的影响.[结论]该研究可为高产优质陆地棉新品种的选育提供科学指导.     

施钾量对杂交棉产量和品质及钾肥利用率的影响

在大田试验条件下,研究施钾量对杂交棉金102、湘杂棉8号、泗阳328的产量和品质及钾肥利用效率的影响。结果表明：施钾(K2O)量为135～270 kg/hm2,可增加皮棉产量39.13%～57.48%,达极显著水平;单株成铃数、单铃重、衣分分别提高14.24%～40.29%、3.59%～15.51%、0.16%～4.89%;纤维长度、比强度随施钾量增加而增加,对麦克隆值无显著影响。施钾量由135 kg/hm2增加至270 kg/hm2时,钾肥偏生产力(PFPk)降低45.93%～48.01%,钾肥农学效率(AEk)降低37.1%～42.9%。金102的钾肥农学效率(AEk)最高,施钾增产效果最好;泗阳328耐低钾胁迫能力最强,不施钾肥时,皮棉产量分别较湘杂棉8号、金102高5.54%、11.19%。     

抗虫耐除草剂棉花生存竞争能力研究

本试验对抗虫耐除草剂棉花639017、当地棉花冀棉106在两种土壤类型条件下开展生存竞争能力研究。结果表明:正常播种条件下,抗虫耐除草剂棉花和冀棉106在大坝沙壤土出苗率低于5%,在试验基地壤土出苗率低于10%,两种土壤类型下,棉花覆盖度均远低于杂草覆盖度,棉花株高仅20 cm左右,未完成正常生长发育。在地表撒播试验中,试验棉花均未出苗。另外栽培地竞争试验中,抗虫耐除草剂棉花株高及产量均低于冀棉106,部分生育期差异显著。表明:外源基因的导入并未增强抗虫耐除草剂棉花的生存竞争能力,因此,抗虫耐除草剂棉花无杂草化风险。     

Bt基因导入形态抗蚜棉研究

野生棉种多茸毛是一种形态抗蚜性状,其抗虫机理在于阻碍害虫特别是刺吸式害虫的取食,对幼虫的移动产生机械障碍作用,对棉蚜、棉叶螨、棉叶蝉、红铃虫等棉花害虫具有抗性。通过远缘杂交方式将野生棉种的多茸毛性状转育到栽培种陆地棉上,采用花粉管通道法将Bt基因导入形态抗蚜棉,获得转Bt基因形态抗虫棉纯合系;对纯合系2种害虫的抗性检测表明,通过转基因技术可以将高抗棉铃虫特性导入到形态抗蚜棉,但转化株系仍然保留了受体材料的抗蚜性状。表明通过远缘杂交与转基因技术可以实现多茸毛抗蚜性状与转基因抗棉铃虫性状的融合,并可有效解决棉花生产上的主要虫害。     

不同土壤改良剂对滨海盐碱地棉苗光合特性及生长的影响

为探讨不同土壤改良剂对盐碱地棉花苗期光合特性及生长的影响,在滨海重度盐碱地棉田增施土壤改良剂沸石(FS)、石膏(SG)、生化制剂康地宝(KDB),测定棉花苗期叶面积指数(LAI)、光合特性、叶绿素相对含量(SPAD)以及干物质积累和分配情况,并对苗期0～40 cm土壤含盐量、含水率、土壤容重和pH值进行分层测定.结果表明,与无任何改良措施的对照(CK)相比,FS处理各土层含盐量均降至2.00 g/kg左右;SG处理各土层土壤容重降至1.12～1.45 g/cm3;KDB处理各土层含水率无明显降低,pH值下降至8.0以下.3个处理棉苗总干物质积累量增大15.6％～35.6％,叶片NPQ降低了7.3％～16.7％; FS处理下叶片LAI、干质量和光合参数分别增高59.3％、36.7％和31.8％～75.4％;SG处理根冠比增大78.6％;KDB处理SPAD值和Fv/Fm、Fv/Fo、φPSⅡ、ETR、qP等参数分别增高21.9％和7.8％～55.5％.3种土壤改良剂均能明显改善滨海盐碱地棉苗光合特性及生长,但其影响方式不同:沸石显著降低了土壤含盐量,改善了叶片光合特性并促进其生长;石膏显著降低了土壤容重,提高了根冠比;康地宝有效保持了土壤水分并明显降低pH值,增加了叶片叶绿素含量并优化了叶绿素荧光参数.     

中国转基因棉花研发应用二十年

转基因技术是指利用重组DNA原理,将优良目的基因整合到靶标生物基因组中,并使靶标生物得以表达目的性状的技术。这一技术克服了生物有性杂交的限制,使物种间基因交流的范围无限扩大,既可以从原核生物到真核生物,也可以从单细胞生物到多细胞生物,还可以从低等生物到高等生物,反之亦然。因此,这项技术自发明以来,即广泛应用于农业、林业、医学等领域,为其研究开辟了一个全新的时代。转基因植物是以农杆菌等为媒介,将来源于动物、植物或微生物等其他生物甚至人工合成的外源基因转入基因组中,使之稳定遗传并赋予其靶标性状,如抗病、抗虫、抗逆、高产、优质等的植物。以1972年构建第一个重组DNA分子为契机,1983年首次获得转基因烟草为起点,植物转基因技术在近30年的时间内发展迅猛,至今已有200多种植物已成功获得转基因株系,40多种数千例转基因植株进入田间试验。根据国际农业生物技术应用咨询服务中心（ISAAA）统计,全球转基因植物的种植面积由1996年的260万hm2已经迅速增到2014年的1.815亿hm2,累计种植面积大约比中国国土总面积还多80%。在全球转基因植物研发和应用迅猛发展的同时,中国也先后批准了7种转基因植物的生产应用,其中,抗虫棉是唯一大规模应用的转基因农作物。从1994年中国研制成功国产单价抗虫棉（GK）,以及1995年美国保铃棉进入中国至今,抗虫棉已经在中国推广应用了近20年的时间。文章介绍了这20多年来,中国科学家在抗虫、抗旱耐盐碱、抗除草剂、抗病以及纤维品质改良等性状方面所取得的转基因棉花研究进展;在农杆菌介导、基因枪轰击、花粉管通道介导、茎尖或芽尖转化、农杆菌液浸染和纳米载体花粉介导等不同转化技术上所进行的探索;同时,介绍了中国转基因植物的安全性评价状况,并从抗虫棉品种审定、发展趋势和产业化状况几个方面,介绍了转基因抗虫棉在中国的应用,最后对未来转基因棉花研究方向进行展望。     

转基因抗虫棉数量性状的典型相关和主成分分析

运用典型相关和主成分分析方法,对转基因抗虫棉的13个数量性状进行了研究,结果表明:转基因抗虫棉的生育性状与产量性状间典型相关极显著,产量性状与品质性状间典型相关达显著水平,生育性状与品质性状间典型相关不显著。前5个主成分因子:产量因子、品质因子、子指铃重因子、早熟因子及伸长率因子可代表一个转基因抗虫棉品种的基本特征,它们的累计贡献率达87.23%。各性状间相互联系,相互影响。在转基因抗虫棉育种中,应注意各性状间的动态平衡,有利于育成优质高产抗虫棉品种。