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棉花学报
2018年 30卷 5期
刊出日期:2018-09-15

>> 研究与进展
>> 专题与述评
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研究与进展
棉蚜腺苷三磷酸酶E亚基基因RNAi载体的构建及其抗蚜性分析
罗晓丽, 张安红, 肖娟丽, 王志安, 陈晓英, 吴家和
棉花学报, 2018, 30 (5): 353-362.   DOI: 10.11963/1002-7807.lxlwjh.20180723
摘要 ( 7 PDF (4444KB)( 18 )
【目的】棉蚜(Aphis gossypii)是棉花主要害虫之一,严重危害棉花的生产。利用靶标昆虫重要基因的双链RNA进行干涉从而防治农业害虫是当今发展的1种新技术。通过转基因的方法,在棉花中表达棉蚜靶标基因的双链RNA(Double stranded RNA,dsRNA),特异性地抑制棉蚜内源基因的表达,从而控制蚜虫对棉花的危害。【方法】本研究利用棉蚜腺苷三磷酸酶E亚基(Adenosine triphosphatase subunit E,ATPase E)基因,构建其RNA干扰载体,并通过农杆菌介导转化棉花。PCR技术初步筛查45个独立转化植株,对PCR阳性植株进行DNA印迹(Southern blot)分析,确认外源基因插入的拷贝数。同时利用RT-PCR (Reverse transcription polymerase chain reaction)方法检测dsRNA的表达情况。最后结合网棚和大田抗蚜性鉴定分析转基因株系的抗蚜效果。【结果】从45个转基因再生植株中获得22株阳性转基因株,其中12株为单拷贝插入。根据农艺性状和dsRNA表达量分析结果,筛选出4个转基因株系,分别为CZ1、CZ2、CZ3和CZ4。2年的网棚和大田的蚜虫抗性鉴定结果表明:转基因棉花CZ1、CZ2和CZ3具有较高的抗蚜性,2015年和2016年的蚜害减退率分别达70%和60%以上。【结论】利用RNAi技术将蚜虫腺苷三磷酸酶E亚基基因片段转化棉花,可以提高棉花的抗蚜性,为棉花抗蚜育种提供了新种质和新方法。
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山东省不同地区棉花内生真菌的多样性和群落结构分析
宋海燕, 李丽莉, 卢增斌, 于毅, 张安盛, 庄乾营, 周仙红, 门兴元
棉花学报, 2018, 30 (5): 363-374.   DOI: 10.11963/1002-7807.shymxy.20180930
摘要 ( 6 PDF (3554KB)( 5 )
目的】内生真菌能够促进植物生长,提高植物抵御外界不良环境的能力。本文旨在对棉花内生真菌的群落结构和多样性进行系统分析,明确内生真菌资源分布,同时探讨生长环境与内生真菌群落结构和多样性的关系。【方法】在山东省19个地区采集棉花叶片,运用马铃薯葡萄糖(Potato dextrose agar)培养基进行内生真菌的分离、纯化、保存, 采用内转录间隔区(Internal transcribed spacer)序列分析技术进行种属鉴定,并对分离得到的内生真菌进行群落结构和生物多样性分析。【结果】19个地区的棉花取样中,共分离得到134个菌株归属于15个属(包括Alternaria、Fusarium、Diaporthe、Penicillium、Stemphylium、Bipolaris、Epicoccum、Curvularia、Nigrospora、Botryosphaeria、Lichtheimia、Gibellulopsis、Phaeosphaeria、Cladosporium、Setosphaeria)。依据相对分离率,山东省的棉花内生真菌优势属为Alternaria(77.12%)。具体分析,滨州市滨城区和桓台的优势属为Fusarium(66.67%、100.00%),曹县的优势属为Alternaria(50.00%)、Fusarium(50.00%),济阳的优势属为Alternaria(37.50%)和Setosphaeria(37.50%)。不同地区内生真菌定植率差异显著,其中最高的是垦利(85%),其次为茌平(70%)、无棣(60%),而惠民、邹城的最低(5%)。根据Shannon-Weaver指数,济阳棉花内生真菌生物多样性最高(1.26),其后依次为茌平(1.15)、滨州市滨城区(0.87)、曹县(0.69)、郓城(0.64)、无棣(0.59)、垦利(0.57)、金乡(0.51)、商河(0.35),成武、东阿、高唐、惠民、聊城市东昌府区、夏津、阳谷、鱼台、邹城、桓台仅鉴定出1种棉花内生真菌,生物多样性最低。19个地区内生真菌聚成2个类群,一类是茌平、无棣、垦利,此类内生真菌定植率高,鉴定出的菌属数目多,其他地区聚为一类,内生真菌种类少,定植率低。【结论】山东省棉花内生真菌具有丰富的多样性。地域对内生真菌的分布具有一定的影响。
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浓缩沼液对棉花黄萎病的防治作用及机理
冯自力, 董泰丽, 赵丽红, 付传翠, 李云卿, 师勇强, 冯鸿杰, 魏锋, 张东明, 朱荷琴
棉花学报, 2018, 30 (5): 375-385.   DOI: 10.11963/1002-7807.fzlzhq.20181008
摘要 ( 6 PDF (2726KB)( 23 )
【目的】明确浓缩沼液对棉花黄萎病的防治效果及作用机理。【方法】采用菌丝生长速率法、凹玻片法、悬滴法等测定了其对棉花黄萎病菌(Verticillium dahliae)的抑制作用;利用盆栽试验评价了叶面喷施、灌根处理对棉花黄萎病的防治效果;通过活性氧爆发研究其诱导抗病能力;用实时荧光定量逆转录聚合酶链反应(Quantitative real-time reverse transcription polymerase chain reaction,RT-qPCR)检测了相关防御基因的表达情况。【结果】浓缩沼液可以显著抑制棉花黄萎病菌菌丝生长、产孢量、分生孢子萌发、微菌核萌发,其挥发性气体可以导致菌丝畸形、断裂;温室环境下,0.50%(体积分数,下同)的稀释液喷施2次对黄萎病防治效果为64.89%,1.25%的稀释液灌根2次对黄萎病防治效果为78.01%;在重病地,浓缩沼液120 L·hm-2滴灌防治棉花黄萎病效果最佳。浓缩沼液灌根处理诱导了棉花叶片活性氧爆发,增强了过氧化物酶、几丁质酶、β-1,3-葡聚糖酶、杜松烯合酶、苯丙氨酸解氨酶、多酚氧化酶基因的表达,从而抑制了棉花黄萎病菌在植物体内的存活、扩展。【结论】浓缩沼液能够通过抑制病原菌及增强棉花防御酶基因的表达有效防控棉花黄萎病。
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灌溉模式对冀南植棉区棉花干物质积累分配、产量和水分利用效率的影响
徐瑞博, 孙红春, 刘连涛, 张永江, 刘玉春, 白志英, 李存东
棉花学报, 2018, 30 (5): 386-394.   DOI: 10.11963/1002-7807.xrblcd.20180929
摘要 ( 4 PDF (2096KB)( 21 )
【目的】探明不同灌溉模式对冀南植棉区气候条件下土壤水分、棉花生长发育及产量的影响,确立科学的灌溉模式,提高棉花水分利用效率。【方法】以农大601为试验材料,于2016年和2017年进行大田裂区试验,设置主处理:不覆膜(NF)、覆膜(MF),副处理:畦灌(W1,600 m3·hm-2)、限量隔沟灌Ⅰ(W2,450 m3·hm-2)、限量隔沟灌Ⅱ(W3,300 m3·hm-2),其中覆膜畦灌为当地棉花常规栽培模式,在不同时期测定棉花干物质质量、产量和水分利用效率。【结果】(1)2016年和2017年干物质质量均表现为覆膜处理显著高于不覆膜处理,但覆膜条件下各水分处理间差异不显著。2016年,与NFW1 相比,NFW2、NFW3处理的干物质质量分别降低10.56%、15.00%,且达到显著水平;2017年,与NFW1相比,NFW2干物质质量显著提高11.29%,NFW3处理差异不显著。(2)2016年和2017年各处理棉花产量和水分利用效率变化趋势一致。覆膜处理下各水分处理间产量和水分利用效率差异不显著;与NFW1 相比,NFW2、NFW3处理产量分别降低10.21%~16.00%、13.63%~18.84%,水分利用效率分别降低8.33%~13.80%、9.72%~14.61%,且达到显著水平;与MFW1相比,NFW1处理产量和水分利用效率小幅降低,但差异不显著;与MFW2相比,NFW2处理产量和水分利用效率分别显著降低12.96%~16.62%、13.73%~16.51%;与MFW3相比,NFW3处理产量和水分利用效率分别显著降低15.04%~16.29%、15.03%~16.31%。【结论】在丰水年和正常降水年份,不覆膜正常畦灌处理(NFW1)能够获得较理想的产量水平,且无残膜污染;在减少灌水量条件下覆膜隔沟灌处理(MFW2、MFW3)也能获得较高产量水平,提高了水分利用效率。
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不同残膜量对棉田土壤水盐运移的影响
吴凤全, 林涛, 王静, 王亮, 严昌荣, 祖米来提·吐尔干, 邓方宁, 尔晨, 汤秋香
棉花学报, 2018, 30 (5): 395-405.   DOI: 10.11963/1002-7807.wfqlt.20180904
摘要 ( 4 PDF (6347KB)( 26 )

目的】为探讨滴灌条件下地膜残留量对棉田土壤水盐时空分布的影响。【方法】本试验在绿洲棉田设0 kg·hm-2、225 kg·hm-2、450 kg·hm-2三种残膜量处理,于棉花播种前、收获后及盛铃期灌水后第1天、第3天、第5天,采用土钻法分层取0~40 cm的土壤,进行土壤盐分测定并比较分析不同处理间差异。【结果】结果表明,残膜降低了膜下滴灌棉田土壤水分的均匀性,同时也导致棉田土壤盐分灌水后在各土层分布不均,灌水后第1天、第3天、第5天, 0 kg·hm-2残膜量处理随着时间推移土壤盐分在各个土层减少,而225 kg·hm-2、450 kg·hm-2处理随着时间的变化各土层在灌水后第1天到灌水后第3天土壤盐分减少,但第5天的土壤盐分大于第3天,两个处理之间无显著差异。从灌水后第1天、第3天、第5天土壤盐分分布可看出,0 kg·hm-2残膜量处理均匀性最好,其次是450 kg·hm-2处理,最后为225 kg·hm-2处理。在棉花种植播种前、收获后,不同残膜量对土壤盐分平衡的影响为:250 kg·hm-2>450 kg·hm-2>0 kg·hm-2;在运移速度上,随着深度和残膜量的增加,耕作层的土壤更容易出现土壤盐分的富集现象。【结论】由此可以说明,残膜的存在会阻碍土壤盐分的向下运移,同时随着残膜量的增加,阻碍土壤盐分的运移程度不同,导致土壤盐分在地表富集。

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专题与述评
短季棉的早熟性机制及栽培利用
祁杰, 代建龙, 孙学振, 董合忠
棉花学报, 2018, 30 (5): 406-413.   DOI: 10.11963/1002-7807.qjdhz.20180916
摘要 ( 19 PDF (865KB)( 17 )
短季棉是指生育期短、生长发育进程快、开花结铃集中、晚播早熟的棉花品种类型。本文评述了短季棉早熟性的形态特征、生理和分子生物学机制,介绍了短季棉在改革优化种植制度和方式、推进盐碱地植棉、机械化植棉、棉花无膜栽培等方面的作用和意义,提出了进一步加强短季棉育种研究和栽培利用的策略。
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棉田恶性杂草田旋花研究进展
王颖, 王兰, 马艳, 马小艳
棉花学报, 2018, 30 (5): 414-422.   DOI: 10.11963/1002-7807.wymxy.20180919
摘要 ( 11 PDF (1444KB)( 6 )
作为恶性杂草之一,田旋花具有极强的环境适应能力及强大的繁殖和再生能力,在我国三大棉区广泛分布,严重危害棉田生态系统。本文概述了目前国内外在田旋花的形态特性、分类学特征、分布与生境、生活史、经济学特性及防除策略等方面的研究进展,并针对我国田旋花发生为害情况,提出了深入研究田旋花地下根系繁殖特性、区域环境适应性及高效防除技术的建议。
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