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棉花学报
2018年 30卷 6期
刊出日期:2018-11-15

>> 研究与进展
>> 专题与述评
>> 研究简报
>> 总目次
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研究与进展
棉花盐胁迫应答基因GhEXO70B1功能分析
丁颜朋, 葛晓阳, 王鹏, 吴洁, 王省芬, 李付广
棉花学报, 2018, 30 (6): 423-434.   DOI: 10.11963/1002-7807.dyplfg.20181109
摘要 ( 0 PDF (6487KB)( 68 )
摘要:【目的】为了提高棉花的耐盐性,使棉花能够适应盐碱地的生长环境,挖掘耐盐基因迫在眉睫。【方法】利用生物信息学分析了GhEXO70B1基因的功能和结构特征;利用定量反转录-聚合酶链式反应(Quantitative reverse transcription-polymerase chain reaction,qRT-PCR)分析该基因在不同部位的表达量和盐胁迫下根、茎、叶的表达情况;利用病毒诱导基因沉默技术(Virus-induced gene silencing,VIGS)对该基因进行沉默并进行功能验证,并通过台盼蓝染色观察和生化指标测定综合分析了受胁迫的程度及其可能的生理机制。【结果】本研究从陆地棉中分离了1个新的介导自噬的基因GhEXO70B1,生物信息学分析表明该基因编码产物含有1个保守的EXO70结构域,不具有跨膜结构,为非分泌蛋白,进化中功能高度保守。qRT-PCR表明该基因在各个组织部位中均有表达,其中根和茎中表达量较高,盐胁迫处理诱导其上调表达。利用VIGS成功沉默GhEXO70B1的表达,基因沉默后的棉株相较于对照更加不耐盐,出现叶片发黄、萎蔫和干枯的现象,脯氨酸含量显著降低,丙二醛含量升高,台盼蓝染色叶片着色范围较大,表明GhEXO70B1基因沉默后应对盐胁迫的能力降低,细胞死亡的数量显著增加。【结论】陆地棉GhEXO70B1基因与自噬相关,暗示该基因通过介导细胞自噬应对逆境胁迫。
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棉花陆海杂种标记偏分离染色体上重要农艺性状的QTL定位
戴宝生, 郭欢乐, 尤春源, 张献龙, 林忠旭
棉花学报, 2018, 30 (6): 435-447.   DOI: 10.11963/1002-7807.dbslzx.20181119
摘要 ( 1 PDF (1647KB)( 34 )
【目的】利用陆海杂种分离群体进行产量、熟性相关性状和纤维品质相关数量性状定位(Quantitative trait locus,QTL),挖掘这2个棉种基因组上的有利等位变异,以期检测到稳定的QTL位点,用于QTL精细定位、基因克隆和分子标记辅助选择。【方法】以海岛棉3-79(简称“3”)和陆地棉鄂棉22(简称“E”)为亲本,构建了4个以鄂棉22为轮回亲本的BC1F1群体[E(E3)、E(3E)、(E3)E和(3E)E],单株种植成株行,构建BC1F2群体。考查群体的熟性、产量及纤维品质相关性状,在偏分离严重的3条染色体上进行QTL定位分析。【结果】正态分布检验显示,除了 E(E3) 群体的马克隆值和短纤维率在4个群体中均不符合正态分布外,4个群体的其余6个纤维品质相关性状均符合正态分布;但是与熟性相关的3个性状均不符合正态分布,说明熟性等适应性状可能与环境有更强的互作效应。利用复合区间作图方法对4个BC1F2分离群体的产量、熟性及纤维相关性状进行QTL定位,共检测到47个QTLs,其中(E3)E中15个、(3E)E中13个、E(E3)中12个、E(3E)中7个,解释8.8%~30.9%的表型变异。检测到27个纤维性状相关QTLs,解释9.0%~30.9%的表型变异;检测到7个产量相关QTLs,解释8.8%~17.4%的表型变异;检测到13个熟性相关QTLs,解释9.4%~19.4%的表型变异。【结论】QTL比较分析表明,本研究检测到的部分QTLs在MetaQTL分析也被检测到。本研究也鉴定出了一些在综合图谱上没有报道的QTLs,比如16号染色体的qDBO-c16-1、qDBO-c16-2和qLI-c16-1、qLI-c16-2,18号染色体的qSF-c18-1。这些新鉴定的QTLs可为QTL比较分析提供新的参考信息。
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基于重测序开发的InDel标记定位陆地棉矮化突变体
季高翔, 何守朴, 潘兆娥, 龚文芳, 贾银华, 王立如, 王朋朋, 耿晓丽, 杜雄明
棉花学报, 2018, 30 (6): 448-454.   DOI: 10.11963/1002-7807.jgxdxm.20181121
摘要 ( 1 PDF (1893KB)( 35 )
【目的】利用重测序开发的InDel标记实现陆地棉矮化突变体基因AS98的定位。【方法】利用1个极端矮化材料AS98与其野生型LHF10构建F2群体,根据突变体及其野生型的重测序数据开发InDel标记,并利用新开发的分子标记对矮化性状进行定位。【结果】挑选新开发的位于初步定位区间内的InDel标记114对,用2个材料进行标记多态性检测,筛选出具有多态性的标记20对;利用多态性标记在包含223个单株的F2群体中进行聚合酶链式反应,结合表型把矮化基因AS98定位于染色体D12上,与其最近的分子标记是InDel-50,遗传距离为6.9 cM。【结论】本试验证实了利用重测序数据开发InDel标记,并在陆地棉矮化材料衍生的分离群体中进行基因定位的可行性,为进一步精细定位及分子辅助选择育种提供参考。
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黄淮棉区棉花品种种子萌发期低温耐受性评价
高利英, 邓永胜, 韩宗福, 孔凡金, 申贵芳, 李汝忠, 尹燕枰
棉花学报, 2018, 30 (6): 455-463.   DOI: 10.11963/1002-7807.glyyyp.20181114
摘要 ( 1 PDF (891KB)( 49 )
【目的】通过对黄淮棉区不同时期38个代表性棉花品种在不同低温胁迫下萌发特性的研究,综合评价这些品种在萌发期对低温胁迫的耐受能力,为选育耐低温的棉花新品种提供理论依据和种质资源。【方法】利用方差分析、模糊隶属函数以及聚类分析等方法,分析38个品种在萌发期对低温耐受能力的差异。【结果】在低温胁迫条件下,随着温度降低,38个棉花品种的发芽率、发芽指数、活力指数均呈降低趋势,不同品种间存在显著差异。聚类分析将38个品种按种子低温萌发抗逆能力分为强抗品种、中抗品种和不抗品种3类。【结论】早期引进品种以及由早期引进品种系统选育的品种在应对低温胁迫时,明显弱于近期杂交选育品种,斯字棉与岱字棉品种抵御低温胁迫的能力最弱,而近期育成的转基因抗虫棉品种鲁棉研37号、鲁棉研36号在抵御低温胁迫方面表现出更强的优势。
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早期适度干旱对棉花产量、纤维品质及水分利用效率影响
万华龙, 刘朋程, 刘连涛, 张永江, 刘玉春, 白志英, 李存东, 孙红春
棉花学报, 2018, 30 (6): 464-472.   DOI: 10.11963/1002-7807.whlshc.20181113
摘要 ( 0 PDF (759KB)( 85 )
【目的】本研究旨在分析早期适度干旱对棉花产量、纤维品质及水分利用效率的影响。【方法】于2015和2016年在河北农业大学清苑试验站开展大田试验,采取裂区设计,主区为灌水量:常规灌溉(W1),干旱处理(播前限量补墒,生育期不灌水,W2);副区为品种:早熟品种中棉所50(CCRI 50)、中早熟品种农大棉601(ND 601)、中熟品种冀棉958(JM 958)。【结果】(1)干旱胁迫影响棉花“三桃”(伏前桃、伏桃和秋桃)比例。干旱处理(W2)下,伏桃比例下降,秋桃比例升高;2016年较2015年降雨高峰期晚,集中在7月且偏多,使得2016年秋桃比例增加幅度较2015年大。(2)干旱胁迫显著影响棉花产量,但对纤维品质无显著影响。干旱处理下,ND 601和JM 958单株铃数和铃重降低,但结铃率显著升高,CCRI 50铃重在2015年升高;3个品种产量均下降,其中早熟品种CCRI 50对水分较敏感,产量下降幅度最大(41.0%)。(3)适度减少灌水量可以提高水分利用效率。2年结果显示,与W1相比,W2处理下中早熟ND 601和中熟JM 958水分利用效率显著升高,分别为15.75%和10.05%,但早熟品种CCRI 50棉田水分利用效率显著降低(15.9%)。【结论】干旱胁迫对早熟品种的产量和水分利用效率影响较大,可通过充分利用自然降水和增加密度来弥补水分胁迫对棉田造成的产量损失。
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专题与述评
棉花形态性状质量遗传分析与基因定位研究进展
臧新山, 耿延会, 裴文锋, 吴嫚, 李兴丽, 张金发, 于霁雯
棉花学报, 2018, 30 (6): 473-485.   DOI: 10.11963/1002-7807.zxsyjw.20181107
摘要 ( 5 PDF (1795KB)( 63 )
棉花质量性状的遗传分析和基因定位,对棉花育种工作者设计和培育新品种,提高育种效率,创新种质资源都有重要指导作用。棉花质量性状的研究始于20世纪初期,但都是基于形态上的观察。近年来,棉花基因组学研究的不断深入和分子标记遗传图谱的不断完善,为定位克隆棉花重要质量性状基因提供了便利。迄今为止,研究人员已对大部分质量性状基因进行了遗传连锁分析或染色体定位,其中部分质量性状的候选基因也已被鉴定出来。本文主要从质量性状遗传分析、分子标记定位和候选基因克隆几个方面系统地综述了植株颜色、叶片颜色、叶型、苞叶、花、蜜腺、腺体和纤维8类质量性状,为进一步研究棉花质量性状形成的分子机理和调控机制、定向转移基因及基因聚合育种等提供参考。
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研究简报
棉花轮纹斑病接种方法的优化
王婧, 翟伟卜, 孟菁, 高环, 史金艳, 张文蔚, 韩榕, 齐放军
棉花学报, 2018, 30 (6): 486-491.   DOI: 10.11963/1002-7807.wjqfj.20180917
摘要 ( 0 PDF (2419KB)( 19 )
【目的】棉花轮纹斑病是严重危害棉花生产的叶部病害。本文旨在优化棉花轮纹斑病菌链格孢(Alternaria alternata)的接种方法。【方法】利用链格孢孢子悬浮液,比较研究了涂菌+套袋保湿接种、涂菌+喷雾保湿接种和喷菌+喷雾保湿接种的效果。【结果】采用涂菌+喷雾保湿接种,接种的棉花叶片易于发病,且能有效区分抗病与感病品种,但涂菌法伤叶不均匀,叶片发病随机性大,存在一定的不均匀性;喷菌+喷雾保湿接种,接种的棉花叶片发病周期相对较长,病程较为缓慢,但和另外2种接种方法相比,发病的一致性好。【结论】喷菌+喷雾保湿接种是1种更适合棉花链格孢抗性研究的接种方法。
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陆地棉新陆早45号体细胞胚胎发生及再生体系的建立
葛书娅, 沈秋平, 何积明, 吕尊富, 郑海彪, 李飞飞
棉花学报, 2018, 30 (6): 492-497.   DOI: 10.11963/1002-7807.gsylff.20181113
摘要 ( 1 PDF (1876KB)( 39 )
目的】拓展胚胎发生再生的陆地棉基因型,为棉花遗传转化提供优良受体材料。【方法】以新疆推广的陆地棉品种新陆早45号下胚轴为外植体,设计了6种不同激素组合的培养基进行初生愈伤组织诱导, 建立其胚胎发生的再生体系。【结果】新陆早45号下胚轴在激素组合C1 [0.1 mg·L-1 2,4-D(二氯苯氧乙酸) + 0.1 mg·L-1 KT(呋喃氨基嘌呤)]和C5 [0.1 mg·L-1 2,4-D + 0.5 mg·L-1 IBA(吲哚-3-丁酸)+0.1 mg·L-1 KT]均可诱导出淡黄色疏松状的初生愈伤组织。将增殖后的愈伤组织培养在去掉激素、 KNO3加倍的MS3培养基上可诱导出胚性愈伤组织,实现胚胎发生和植株再生,初生愈伤组织诱导率和分化率最高分别可达到92.2%和40.3%。研究发现C1和C5激素组合的新陆早45号下胚轴出愈率没有显著差异,但C1诱导愈伤组织的胚胎发生率明显优于C5。【结论】成功建立了陆地棉新陆早45号的胚胎发生再生体系,可为下一步通过农杆菌介导转化新陆早45号提供技术支持。
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不同遗传背景转基因抗虫棉Bt蛋白表达与氮代谢关系研究
赵红霞, 王士杰, 朱继杰, 李 妙, 王国印
棉花学报, 2018, 30 (6): 498-504.   DOI: 10.11963/1002-7807.zhxwgy.20181121
摘要 ( 1 PDF (2341KB)( 31 )
【目的】本研究旨在探明不同遗传背景抗虫棉Bt蛋白表达量与氮代谢关系,为筛选高抗虫棉花品种提供借鉴和参考。【方法】对41份材料在不同时期(4~6叶期、盛蕾期、结铃盛期)测定幼叶、幼蕾和幼铃中的Bt蛋白含量及各时期主茎功能叶中的氮代谢等指标,分析其相关性。【结果】不同遗传背景的转基因抗虫棉营养器官中Bt蛋白表达量与可溶性蛋白和游离氨基酸含量呈极显著正相关,与全氮相关性不显著;生殖器官中Bt蛋白表达量与可溶性蛋白含量、全氮含量呈极显著正相关,与游离氨基酸呈显著正相关。可溶性蛋白含量从苗期至蕾期、蕾期至铃期均匀下降时,Bt蛋白在中后期生殖器官中的表达量高。【结论】Bt蛋白表达量与可溶性蛋白含量高度正相关,后者可作为选育高抗虫品种的检测指标。
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总目次
2018年第30卷总目次
本社
棉花学报, 2018, 30 (6): 1-8.  
摘要 ( 1 PDF (2874KB)( 20 )
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