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棉花学报
2020年 第32卷 第2期
刊出日期:2020-03-15
  
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    研究与进展
    基于表型和SSR标记筛选海岛棉优异种质资源
    马麒, 宁新柱, 李吉莲, 陈红, 余渝, 林海
    棉花学报. 2020, 32(2):  91-101.  doi:10.11963/1002-7807.mqlh.20200303
    摘要 ( 133 )   PDF (2052KB) ( 139 )  
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    【目的】筛选海岛棉某一性状特别突出的优异种质资源,加快其新品种的选育进程。【方法】本研究以178份海岛棉核心种质资源为试验材料,通过调查和测定铃重、单株铃数、衣分、纤维长度、纤维比强度和马克隆值6个性状的表型数据,开展变异度和遗传多样性分析。每个性状表型值按10%最优取样策略,初步筛选海岛棉优异种质资源;同时利用120对simple sequence repeat (SSR)引物对178份海岛棉核心种质进行多态性分析,并开展群体结构分析及基因型聚类分析,依据聚类结果对初选海岛棉优异种质进一步筛选,鉴定出最终的海岛棉优异种质资源。【结果】海岛棉核心种质资源中上述6个性状的变异度和遗传多样性较丰富。120对SSR 引物在178份海岛棉种质中共检测出262个等位变异位点,平均值为2.18;多态信息含量(Polymorphism information content, PIC)为0.067 8~0.630 0,平均为0.296 0,属于中度多态。聚类分析将178份海岛棉核心种质划分为2大类群。基于表型值和SSR标记的聚类分析结果,最终筛选出23份单一性状特别突出的海岛棉优异种质资源。【结论】基于表型和SSR标记能较好地分析与评价海岛棉种质资源、发掘海岛棉优异种质资源,为海岛棉遗传育种提供材料基础,同时也为作物优异种质资源的筛选与鉴定提供重要参考和依据。
    播期对棉铃对位叶蔗糖代谢及棉铃产量性状、纤维品质的影响
    陈功, 彭金剑, 罗海华, 高欣, 袁长凯, 殷梦瑶, 向春玲, 王培培, 涂青华, 汤飞宇
    棉花学报. 2020, 32(2):  102-112.  doi:10.11963/1002-7807.cgtfy.20200309
    摘要 ( 96 )   PDF (1923KB) ( 78 )  
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    【目的】探讨棉铃对位叶蔗糖代谢机制及棉铃产量性状、纤维品质对不同播期条件的响应。【方法】以棉铃产量性状具有明显差异的两个陆地棉品系A705和A201为供试材料,于2016―2017年进行大田试验研究,在不同播期(早播2016年4月12日,2017年4月15日;晚播2016年5月6日,2017年5月28日)条件下,研究棉铃对位叶非结构性碳水化合物(蔗糖、己糖、淀粉)和蔗糖代谢关键酶(液泡酸性转化酶、细胞壁酸性转化酶、蔗糖磷酸合成酶、蔗糖合成酶)的动态变化及差异,及不同播期对棉铃产量性状和纤维品质的影响。【结果】晚播棉铃铃期更长,铃重、单铃种子质量、籽指和纤维上半部平均长度增加,衣分和马克隆值降低。晚播导致棉铃对位叶细胞壁酸性转化酶和蔗糖合成酶活性降低,蔗糖浓度升高,可能为棉铃的发育提供了更充足的碳源。【结论】晚播相对低温条件下,棉铃发育更完全,在生产上适当晚播可以提高纤维品质。
    基于DSSAT模型模拟的气候变化对棉花生产潜力影响研究
    谭红, 吕新, 张泽, 印彩霞, 马露露, 苏维
    棉花学报. 2020, 32(2):  113-120.  doi:10.11963/1002-7807.thlx.20200312
    摘要 ( 60 )   PDF (1724KB) ( 20 )  
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    【目的】运用农业技术转移决策支持系统(Decision support system for agrotechnology transfer, DSSAT)模型分析石河子地区气候变化对棉花生产潜力的影响,为棉花种植管理的可持续发展提供思路。【方法】本研究以石河子地区田间试验数据为基础,验证DSSAT V4.7模型适用性,模拟棉花光温生产潜力和气候生产潜力,并分析了气候变化对棉花生产潜力的影响。【结果】经过品种参数调试校正,模型的模拟值与试验的实测值吻合度较高,可用于石河子地区棉花的研究。近51年来石河子地区棉花生育期的平均气温和太阳总辐射呈显著上升趋势,降水量变化不显著,并且在棉花的不同生育阶段气候变化趋势有所差异;棉花的实际产量和光温生产潜力都呈极显著上升趋势,其中生产潜力的平均值是实际产量的3.6倍,由于该地区降水量的稀少导致气候生产潜力模型模拟结果不理想;棉花光温生产潜力与生育期内的气象因子有较强的相关性,与月平均最低气温和月太阳总辐射呈极显著正相关,与大多月降水量和部分月平均最高气温相关性不显著,因此气温和太阳总辐射的增加,有利于棉花增产。【结论】气候变化对石河子地区棉花的产量和生产潜力具有一定的正面影响。
    根际启动肥能够提高棉花磷效率和产量
    张少民, 白灯莎·买买提艾力, 刘盛林, 冯固
    棉花学报. 2020, 32(2):  121-132.  doi:10.11963/1002-7807.zsmfg.20200303
    摘要 ( 83 )   PDF (2664KB) ( 43 )  
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    【目的】探索磷肥条施和硫酸铵诱导根际酸化促进棉花根系生长、磷肥利用效率和产量的效应与技术原理。【方法】通过3年田间定位试验,在等量N、P养分投入条件下比较了磷肥全部作基肥、磷肥和硫酸铵作种肥条施、磷肥作种肥条施并配合滴施硫酸铵等调控根际过程的措施对棉花根系长度、根际pH、磷吸收及产量的效应。【结果】与磷肥作基肥、生育期滴施尿素的传统方法(对照)相比,施启动肥(即重过磷酸钙(P2O5)34.5 kg·hm-2和硫酸铵(N)7.5 kg·hm-2作种肥条施)可促进棉花苗期的根系在施肥区(10~20 cm)增生,根长密度和根表面积分别比对照增加了114.3%和93.7%;同时,硫酸铵诱导根际土壤pH降低了0.41个单位,促进棉花苗期磷吸收和生长。在此基础上,花铃期进一步滴施硫酸铵可促进10~20 cm土层棉花根系生长,根际pH降低0.64个单位,提高了氮、磷的吸收量。3年平均的棉花籽棉产量比对照增加11.9%,氮肥偏生产力和磷肥当季利用率比传统施肥方法分别提高了28.5%和9.2个百分点。增加磷肥作种肥用量对棉花根系生长和菌根侵染无明显促进作用但可提高氮、磷肥效率和棉花产量。【结论】膜下滴灌棉花种植体系中,磷肥和硫酸铵作种肥条施并结合花铃期滴施硫酸铵能有效调节棉花根际pH、提高磷肥效率和棉花产量。
    基于叶片纹理特征的棉花蚜害诊断模型研究
    许敬诚, 吕新, 林皎, 张泽, 姚秋双, 范向龙, 洪延宏
    棉花学报. 2020, 32(2):  133-142.  doi:10.11963/1002-7807.xjclx.20200220
    摘要 ( 50 )   PDF (2456KB) ( 32 )  
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    【目的】为探究棉花叶片蚜害快速识别的可行性,本研究对健康和受棉蚜为害的棉花叶片的高光谱图像进行识别。【方法】以新陆早45号为研究对象,通过获取健康和受棉蚜为害棉花叶片的高光谱图像,提取不同处理下棉花叶片的感兴趣区域光谱图像信息,并采用3种降维手段获取高光谱特征。利用灰度共生矩阵(Gray-Level Co-occurrence Matrix,GLCM)提取图像的纹理特征,构建棉蚜为害诊断模型。【结果】采用全纹理特征数据结合随机蛙跳-偏最小二乘线性判别分析模型(RF-PLS-LDA)建模得到的预测集识别率为91.49%;以能量(Energy)作为输入,建立主成分载荷-偏最小二乘线性判别分析模型(PCA-Loading-PLS-LDA),对预测集识别率达到92.55%。【结论】以灰度共生矩阵二阶统计量能量建模可有效地简化模型,减少计算量,提高预测的稳定性。基于纹理特征向量能有效地实现蚜害棉花叶片的识别,为虫情的快速识别提供技术支持。
    扁秆荆三棱种群密度对棉花营养物质吸收和积累的影响
    蔡晓虎, 林萍, 史亚辉, 韩睿, 张玉栋, 吴娜, 王俊刚
    棉花学报. 2020, 32(2):  143-150.  doi:10.11963/1002-7807.cxhwjg.20200310
    摘要 ( 53 )   PDF (2258KB) ( 85 )  
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    【目的】明确扁秆荆三棱对棉花营养物质吸收和积累的竞争效应。【方法】设置扁秆荆三棱种群数量为0、20、40、60、80、100株·m-2 6个密度,于棉花苗期、蕾期和花铃期测定棉叶磷、钾、硝态氮、可溶性糖和可溶性蛋白含量和棉花鲜质量,并于采收期测棉花产量。研究扁秆荆三棱种群密度对棉花营养物质吸收和积累的影响。【结果】在棉花苗期,扁秆荆三棱种群密度为20株·m-2时,棉叶可溶性蛋白含量比对照显著增加,其他指标与对照差异均不显著;而扁秆荆三棱种群密度高时,降低棉花叶片可溶性蛋白含量,且增加棉花叶片可溶性糖含量。在棉花蕾期时,扁秆荆三棱种群密度低于40株·m-2时,可显著增加棉花叶片磷含量,而对其他指标影响均不显著。而在棉花花铃期时,扁秆荆三棱在各种群密度下均可降低棉叶钾和可溶性糖含量。扁秆荆三棱种群密度为20株·m-2时,对棉花产量影响不显著,其他种群密度下均显著降低棉花产量。【结论】扁秆荆三棱种群密度高于20株·m-2时,对棉花的营养物质吸收和积累以及棉花产量有显著影响。
    棉花花生间作田中花生蚜对吡虫啉代谢抗性机制初步研究
    杨媛雪, 李卓, 段爱玲, 薛超, 须志平, 赵鸣
    棉花学报. 2020, 32(2):  151-157.  doi:10.11963/1002-7807.yyxzm.20200310
    摘要 ( 81 )   PDF (920KB) ( 25 )  
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    【目的】探讨棉花花生间作田中棉蚜(Aphis gossypii Glover)和花生蚜(Aphis craccivora Koch.)对吡虫啉抗性的差异以及花生蚜对吡虫啉代谢抗性的机制,以科学有效防治这一类害虫,避免其对吡虫啉的抗性快速发展。【方法】采集山东巨野和临清2个地区的棉花花生间作农田中的棉蚜和花生蚜,对这两个地区的地理种群和室内敏感品系进行了吡虫啉的室内毒力测定;使用增效剂顺丁烯二酸二乙酯(Diethyl maleate, DEM)、胡椒基丁醚(Piperomyl butoxide, PBO)和磷酸三苯酯(Triphenyl phosphate, TPP)3种增效剂进行了增效剂效果试验;并检测了2个地理种群和室内敏感品系花生蚜细胞色素P450单加氧酶(Cytochrome P450 monooxygenase, P450)、谷胱甘肽S-转移酶(Glutathione S-transferase, GST)和羧酸酯酶(Carboxylesterase, CarE)3种解毒代谢酶的活性。【结果】临清和巨野2个地区的棉蚜对吡虫啉抗性处于中等水平,抗性倍数分别为43.2倍和54.6倍;而花生蚜对吡虫啉则处于敏感或低水平抗性,2个种群抗性倍数分别为3.7倍和8.3倍。防治花生蚜的增效剂试验结果表明,巨野种群中,PBO、DEM对吡虫啉具有显著的增效作用,增效比分别达到3.63、1.95,而TPP不具有增效作用;在临清种群中,PBO对吡虫啉具有显著的增效作用,增效比达到3.05,而DEM和TPP不具有增效作用。对花生蚜的代谢酶活力测定发现,巨野种群与敏感品系相比,CarE活性没有显著差异,而P450和GST活性显著高于敏感品系;临清种群与敏感品系相比,CarE和GST活性无显著性差异,而P450活性显著高于敏感品系。【结论】间作农田中2种蚜虫对吡虫啉的敏感性差异较大,需要合理施药延缓抗药性的增强,同时推断P450和GST在花生蚜对吡虫啉的抗药性中发挥一定的作用。
    专题与述评
    二倍体棉种组织培养研究进展
    孙悦, 华金平
    棉花学报. 2020, 32(2):  158-169.  doi:10.11963/1002-7807.syhjp.20200305
    摘要 ( 414 )   PDF (4482KB) ( 53 )  
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    二倍体棉种为四倍体栽培种提供了亲本(祖先)种,是棉花遗传改良的重要种质资源,是构建棉属突变体库、研究棉花功能基因组的优良材料。其中A、B、E、F组棉种起源于亚非大陆,D组起源于美洲大陆,C、G、K组起源于澳洲等地,具有丰富的遗传多样性,其组织培养研究主要涉及植株器官与细胞培养的再生途径、原生质体培养和体细胞培养与融合等,目前已获得了克劳茨基棉(Gossypium klotzschianum)、野生拟似棉(G. gossypioides)、亚洲棉(G. arboreum)、戴维逊氏棉(G. davidsonii)、雷蒙德氏棉(G. raimondii)、司笃克氏棉(G. stocksii)、奈尔逊氏棉(G. nelsonii)、比克氏棉(G. bickii)等二倍体棉种的再生植株,其中茎尖培养仅获得了亚洲棉、比克氏棉再生植株;原生质体培养获得了克劳茨基棉、戴维逊氏棉的再生小植株;此外,获得了陆地棉和二倍体棉种克劳茨基棉、比克棉、司笃克氏棉的种间杂种。二倍体棉种存在着较大的种间差异,组织培养体系可以借鉴木本植物组织培养相关方法。本文综述了相关研究进展,讨论了后续研究方向。
    我国棉花脱叶催熟技术研究进展
    周婷婷, 肖庆刚, 杜睿, 韩小强, 张国强, 王国宾
    棉花学报. 2020, 32(2):  170-184.  doi:10.11963/1002-7807.ztthxq.20200303
    摘要 ( 85 )   PDF (1675KB) ( 195 )  
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    化学脱叶催熟技术是棉花机械收获的重要前提,是机采棉综合农艺配套技术的关键环节。合理施用脱叶催熟剂能够提高机采棉的脱叶吐絮质量,降低籽棉的含杂率,对解决新疆棉花品质问题具有重要意义。然而,当前棉花脱叶催熟剂存在有效成分单一、剂型同质化严重、喷施装备及喷施技术落后,造成籽棉含杂率高,严重影响棉花品质。本文评述了机采棉脱叶催熟剂及其施用的研究现状,总结提出了棉花脱叶催熟剂存在的问题及解决途径,对今后棉花脱叶催熟剂减施增效的前景和研究方向做了展望。