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1. 施氮量对低肥力棉田土壤氮素及棉花养分吸收利用影响
秦宇坤, 李鹏程, 郑苍松, 孙淼, 刘帅, 董合林, 徐文修
棉花学报    2019, 31 (3): 242-253.   DOI: 10.11963/1002-7807.qykxwx.20190430
摘要395)      PDF(pc) (1953KB)(17)    收藏
【目的】研究黄河流域低肥力棉田施氮量对棉花产量、养分吸收利用率、土壤速效氮及脲酶活性的影响。【方法】以中棉所79为材料,设置6个施氮量处理( 0、90、180、270、360、450 kg· hm-2 ,分别以N0、N90、N180、N270、N360、N450表示 ),于2016和2017年进行连续两年大田试验。测定棉花产量、干物质质量、氮磷钾积累量、氮肥利用率、0―100 cm土层铵态氮及硝态氮含量、0―100 cm土层脲酶活性等指标。【结果】(1)与N0相比,除2016年N90处理外,其余施氮处理均显著提高籽棉产量。两年N360处理显著提高了棉花单株成铃数,籽棉产量与其它施氮处理间无显著差异。施氮对棉花衣分无显著影响。(2)与N0相比,施氮显著提高棉花干物质积累量。施氮90~360 kg·hm-2,棉花氮、磷、钾积累量随施氮量的增加而增加,N450处理氮、磷、钾积累量较N360处理下降。随着施氮量增加,棉花氮农学利用率、氮肥偏生产力降低;当施氮量超过360 kg·hm-2,氮生理利用率开始降低,但各处理间差异不显著。(3)除N90处理外,其余各处理41―80 cm土层NO3--N含量较N0显著提高;N270、N360、N450处理41―80 cm土层NO3--N含量显著高于N0、N90和N180处理;施氮对土壤NH4+-N含量无显著影响。(4) 施氮0~360 kg·hm-2,土壤脲酶活性随施氮量增加而增强;超过360 kg·hm-2,土壤脲酶活性下降。【结论】氮肥经济最佳施氮量为277.0 kg·hm-2。当施氮量超过360 kg·hm-2时,棉花养分积累量降低,土壤NO3--N含量升高,土壤脲酶活性受到抑制,氮肥利用率降低,棉花增产效果不明显。
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2. 陆地棉GhLEA3基因的克隆及其响应低温胁迫表达分析
王俊娟, 陆许可, 阴祖军, 王德龙, 王帅, 穆敏, 陈修贵, 郭丽雪, 樊伟丽, 陈超, 叶武威
棉花学报    2019, 31 (2): 89-100.   DOI: 10.11963/1002-7807.wjjyww.20190311
摘要121)      PDF(pc) (3973KB)(132)    收藏
【目的】本研究旨在探索棉花GhLEA3基因的结构特征及其在低温胁迫下的表达模式,研究其抗逆功能。【方法】利用同源序列克隆法在陆地棉中克隆GhLEA3;采用生物信息学方法分析其蛋白质性质,构建系统进化树。采用In-Fusion连接技术构建融合蛋白表达载体35S∷GhLEA3-GFP并进行亚细胞定位;在棉花三叶期进行叶片低温表达分析;采用农杆菌介导的花序浸染法将GhLEA3基因转入拟南芥;对T3转基因拟南芥种子进行4 ℃低温萌发试验;低温处理后测转基因拟南芥叶片的电导率。【结果】GhLEA3基因编码序列全长1 218 bp,编码405个氨基酸;GhLEA3蛋白含有4个功能结构域PF02987。陆地棉GhLEA3与拟南芥AtLEA3氨基酸序列之间相似性为52.6%。GhLEA3蛋白可能定位在液泡和小泡中。GhLEA3基因在低温处理的棉花叶片中上调表达。T3转基因拟南芥低温萌发率显著高于野生型,低温处理后转基因拟南芥叶片电导率显著低于野生型。【结论】陆地棉GhLEA3属于典型的LEA3家族成员,与拟南芥AtLEA3亲缘关系最近;该基因响应低温胁迫,可能在抗冷中起重要作用。
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3. 转GbVe1基因在棉花基因组中的整合与定位分析
陈天子, 凌溪铁, 杨郁文, 张保龙
棉花学报    2019, 31 (1): 1-11.   DOI: 10.11963/1002-7807.ctzzbl.20190105
摘要80)      PDF(pc) (3302KB)(93)    收藏
【目的】明确转GbVe1基因棉花的插入位点序列特征。【方法】Southern杂交筛选低拷贝基因插入的转基因棉花株系,以hiTAIL-PCR(Polymerase chain reaction)获取其T-DNA侧翼序列,然后根据获得的T-DNA侧翼序列设计特异PCR引物,验证插入位点的准确性。【结果】Southern杂交候选了T-DNA低拷贝插入的3个转基因棉花株系,hiTAIL-PCR分离到RB端侧翼序列(119~1 018 bp)、LB端侧翼序列(243~516 bp); 侧翼序列的AT碱基含量在63%以上。转基因株系7/100826-152和12/100826-393插入位点都位于Gohir.D01G157600.1内含子上。转基因株系1/w-ch14插入位点分别位于Gohir.D01G157600.1内含子和A12染色体的基因间隔区中。T-DNA在Gohir.D01G157600.1内含子的插入事件造成了21 bp碱基的基因组序列缺失。T-DNA到侧翼序列的PCR产物证明Gohir.D01G157600.1上的插入位点真实可靠。【结论】hiTAIL-PCR获取了转GbVe1基因棉花的T-DNA侧翼序列,提供了T-DNA插入位点位于Gohir.D01G157600.1基因内含子的特异性检测引物。
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4. 四倍体棉花GAE基因家族的鉴定及其在棉纤维发育中的表达分析
张松雨, 王敬敬, 刘正文, 张艳, 杨君, 马峙英, 王省芬
棉花学报    2019, 31 (3): 169-181.   DOI: 10.11963/1002-7807.zsywsf.20190412
摘要65)      PDF(pc) (5578KB)(73)    收藏
【目的】通过对陆地棉及海岛棉GAE基因家族进行全基因组分析,为深入研究GAE基因家族在棉纤维发育中的功能提供理论依据。【方法】利用生物信息学分析软件,对GAE基因家族进行全基因组鉴定,根据转录组数据分析在纤维发育过程中的表达规律。【结果】陆地棉GhGAE家族包含21个成员,海岛棉GbGAE家族有22个成员,分为3个亚组,多数GhGAEsGbGAEs基因没有内含子,共分布在12条染色体上。GAE氨基酸序列保守基序有4个,保守性较强,且GAE蛋白均定位于高尔基体膜。根据GAEs在陆地棉、海岛棉纤维发育不同时期的表达变化,将其分为纤维起始期高表达、纤维伸长期高表达、次生壁增厚期高表达、全时期低表达4类模式。其中GhGAE01GhGAE02GhGAE11、GhGAE12在陆地棉中高水平表达,GbGAE01、GbGAE02、GbGAE11、GbGAE12在海岛棉中高水平表达,推测这些基因可能在纤维发育过程中发挥着重要作用。【结论】上述结果为研究GAE基因家族在棉纤维发育中的功能提供了参考依据。
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5. 棉纤维DNA的提取及其在品种溯源中的尝试
田新权, 付小琼, 时萌, 方丹, 徐双娇, 马磊
棉花学报    2019, 31 (2): 156-162.   DOI: 10.11963/1002-7807.txqml.20190322
摘要51)      PDF(pc) (1119KB)(49)    收藏
【目的】针对我国进口棉花原料以及收储棉花的品种产地溯源监控技术体系缺乏的问题,探索了适用于棉纤维DNA的提取方法,旨在建立以棉纤维DNA为介质鉴定棉花品种真实性及产地溯源的体系。【方法】通过改进和优化提取方法,提取了开花后不同时间棉纤维及不同年份皮棉的DNA,以其作为模板,进行了常规聚合酶链式反应(Polymerase chain reaction,PCR)扩增;并选取13对简单重复序列(Simple sequence repeat,SSR)引物对鲁1127、石抗126和瑞杂816棉纤维DNA进行SSR-PCR扩增。【结果】此DNA提取法可提取出不同发育时期和不同年份的棉纤维DNA,随着纤维发育成熟及年代增加,所提取的DNA含量尽管有所降低,但仍能满足下游试验需求;所提取的棉纤维DNA可进行常规PCR扩增,且PCR扩增条带清晰;以13对棉花SSR引物对鲁1127、石抗126和瑞杂816棉纤维DNA进行SSR-PCR扩增,均可扩增出清晰的多态性谱带,且易于区分。【结论】该提取法适合提取棉花纤维的基因组DNA,且满足于常规PCR扩增和SSR分子标记。本研究证实基于棉纤维DNA分子标记用于棉花品种溯源切实可行,并有望为保障我国棉花产业安全提供技术支持。
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6. 棉花重组自交系铃重性状的QTL定位
曲朝阳, 贾晓昀, 马启峰, 王寒涛, 魏恒玲, 范术丽
棉花学报    2019, 31 (1): 12-22.   DOI: 10.11963/1002-7807.qzyfsl.20190115
摘要51)      PDF(pc) (2836KB)(80)    收藏
【目的】铃重是构成棉花产量的基本因子之一。本研究旨在定位铃重QTL(Quantitative trait loci),为分析铃重遗传组成提供参考。【方法】以中棉所36和海陆渐渗系G2005组配的137个RILs(Recombinant inbred lines)家系为作图群体,利用RAD-seq(Restriction-site associated DNA sequencing)技术及SSR(Simple sequence repeat)标记,构建遗传连锁图谱,并对5个环境下的铃重进行QTL分析。【结果】构建了包含26个连锁群、6 434个标记、总长为 4 071.98 cM、标记间平均距离为0.63 cM的遗传图谱。采用WinQTLCart 2.5软件的复合区间作图法进行QTL定位,共得到32个铃重QTL,分布于15条染色体,单个位点解释的表型变异率为4.46%~15.84%;qBW-A4-1、qBW-A4-2、qBW-A5-2、qBW-D9-1和qBW-D9-2能够在2个环境中检测到,解释5.07%~15.84%的表型变异率。【结论】本研究定位的主效QTL可用于分析铃重遗传机理。
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7. 棉花U3和U6启动子在CRISPR/Cas9基因组编辑体系中的功能鉴定
藏旭阳, 代培红, 李继洋, 蒲艳, 顾爱星, 刘晓东
棉花学报    2019, 31 (1): 31-39.   DOI: 10.11963/1002-7807.zxylxd.20181212
摘要49)      PDF(pc) (3008KB)(56)    收藏
目的】对已克隆的海岛棉U3和U6启动子进行功能鉴定,为构建棉花CRISPR/Cas9多位点基因编辑技术体系提供更多可用的U3和U6启动子。【方法】分别构建以GbU3-2P和GbU6-7P为启动子驱动sgRNA,以抗旱负调控基因GGB为靶序列的CRISPR/Cas9基因编辑载体,然后在新海16的棉花叶片原生质体中进行功能鉴定。通过Polymerase chain reaction方法富集构建好的CRISPR/Cas9基因编辑载体的核心片段,并利用PEG瞬时转化法将核心片段转入原生质体中。提取转化后的原生质体基因组DNA,采用酶切/Polymerase chain reaction法分析棉花GGB基因的突变情况并测序验证。最后绘制靶基因突变的频率分布图来计算该CRISPR/Cas9系统的编辑效率和确认突变的真实性。【结果】靶基因测序结果显示靶标位点序列突变的类型全部为碱基替换。【结论】以GbU3-2P和GbU6-7P为启动子的CRISPR/Cas9基因编辑体系可以成功地定点编辑棉花GGB基因的序列,引起基因突变。
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8. 棉花黄萎病菌鸟氨酸脱羧酶抗酶蛋白基因VdOAZ的功能分析
宋雯, 王春巧, 俞燕, 高峰, 黄家风
棉花学报    2019, 31 (2): 101-113.   DOI: 10.11963/1002-7807.swhjf.20190322
摘要48)      PDF(pc) (3973KB)(86)    收藏
【目的】明确棉花黄萎病菌中鸟氨酸脱羧酶抗酶蛋白(OAZ)基因(VdOAZ)的功能。【方法】以大丽轮枝菌野生型菌株V592的基因组DNA和cDNA为模板,对VdOAZ基因全长进行克隆并测序。构建针对VdOAZ基因的敲除载体和互补载体,通过农杆菌介导的遗传转化筛选VdOAZ基因敲除菌株和和互补菌株。以野生型菌株V592为对照,对VdOAZ基因敲除突变体和互补菌株的菌落生长速率、产孢量、微菌核产量及对棉花的致病力进行测定;通过实时荧光定量逆转录聚合酶链式反应测定致病相关的其他基因在VdOAZ基因敲除突变体中的表达量,及亚精胺诱导条件下,V592菌株中VdOAZ基因及致病相关的其他基因的相对表达量。【结果】从棉花黄萎病菌中克隆到VdOAZ基因的全长为1 006 bp,具有2个开放阅读框(Open reading frame,ORF),ORF2编码的蛋白具有OAZ所特有的ODC-AZ保守结构域。与野生型菌株V592和互补菌株相比,VdOAZ基因敲除突变体的菌落生长速率降低、微菌核产量及产孢量明显减少,对棉花的致病力下降,表明VdOAZ基因与大丽轮枝菌分生孢子和微菌核的产生有关,并参与大丽轮枝菌致病。在VdOAZ基因敲除突变体中,VdPKAC1、VMK1VdNLP1、VdNLP2VdSge1基因表达量显著上调;V592菌株经亚精胺诱导培养后,VdOAZ基因的表达量显著上调,而上述5个致病相关基因的表达量均明显下调,表明VdOAZ基因对其表达具有负调控作用。【结论】VdOAZ基因响应多胺水平改变,通过调控VdPKAC1、VMK1、VdNLP1、VdNLP2、VdSge1的表达影响大丽轮枝菌孢子产生、微菌核形成和致病过程。
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9. 光合作用信号途径调控陆地棉矮化的机理研究
屠小菊, 汪启明, 谢陈灵, 李咏宇, 李瑞莲, 刘爱玉
棉花学报    2019, 31 (3): 201-209.   DOI: 10.11963/1002-7807.txjlay.20190417
摘要47)      PDF(pc) (1274KB)(22)    收藏
【目的】了解光合作用信号途径基因调控陆地棉矮化的机理。【方法】以现蕾期陆地棉矮化突变体LA-1及其近等基因系LH-1茎尖为材料,通过同位素标记相对和绝对定量(Isobaric tags for relative and absolute quantitation, iTRAQ)结合液相质谱串联(LC-MS/MS)的定量蛋白质组学技术及定量反转录-聚合酶链式反应(Quantitative reverse-polymerase chain reaction, qRT-PCR)技术,分析两种材料中蛋白水平及mRNA水平基因表达情况,并通过生理生化方法检测两种材料光合能力差异。【结果】光合作用信号途径差异表达蛋白PsbO、PsaE、PsaH、PetF-1、PetF-2在LA-1中表达量下调,PetC和delta表达量上调。mRNA水平,除delta基因在两种材料中表达量无显著差别外,其它基因与蛋白水平具有同样的表达趋势。现蕾后,LA-1的净光合速率(Pn)、气孔导度(Cond)显著小于LH-1,蒸腾速率(Tr)极显著小于LH-1,而胞间CO2浓度(Ci)无显著差异。与LH-1相比,LA-1的实际光化学效率(YII)、光系统 II(PS II)的潜在活性(Fv/F0)显著减少,叶绿素荧光非光化学猝灭(NPQ)显著增大。【结论】陆地棉矮化突变体LA-1的矮化与光合作用信号途径存在相关性,为进一步研究LA-1矮化的分子机理及棉花的矮化育种提供基础。
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10. 论棉花轻简化栽培
张冬梅, 张艳军, 李存东, 董合忠
棉花学报    2019, 31 (2): 163-168.   DOI: 10.11963/1002-7807.zdmdhz.20190313
摘要47)      PDF(pc) (507KB)(106)    收藏
论述了棉花轻简化栽培的主要技术内容,对其发展作了展望。棉花轻简化栽培是指简化管理工序、减少作业次数,良种良法配套、农机农艺融合,实现棉花生产轻便简捷、节本增效、可持续发展的栽培管理措施和方法,是我国棉花科技工作者立足中国国情,通过对传统植棉技术创新改造而创建的新型栽培技术体系,是我国棉花生产由传统劳动密集型向轻简节本快乐型转变的重要支撑技术。棉花轻简化栽培技术体系主要包括单粒精播壮苗技术、简化整枝或免整枝技术、一次性施肥技术或水肥协同管理技术以及优化成铃集中收获等关键技术。展望未来,应在深入研究轻简化植棉生理生态学机理的基础上,进一步优化种植模式,创新完善关键栽培技术,研制新型物质装备,促进农艺技术和物质装备高度融合,为轻简化植棉提供更加有力的理论和技术支撑,推动棉花生产健康可持续发展。
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11. 棉花光籽基因n2的精细定位
李思敏, 左东云, 程海亮, 张友平, 王巧连, 刘珂, 冯晓旭, 耿洪伟, 宋国立
棉花学报    2019, 31 (2): 114-120.   DOI: 10.11963/1002-7807.lsmsgl.20190325
摘要47)      PDF(pc) (751KB)(74)    收藏
【目的】棉纤维是由胚珠外珠被表皮单细胞经突起并极性伸长而成的,棉花种子上的短绒是由胚珠外珠被表皮单细胞突起而产生的。因此,本研究对棉纤维光籽基因n2进行定位,旨在为其克隆和功能研究奠定基础。【方法】以海岛棉新海21和陆地棉光籽突变体n2为亲本构建F2群体,结合棉花基因组数据,开发简单序列重复标记,定位该基因,获得预测的基因序列,通过实时荧光定量聚合酶链式反应分析候选基因的表达量差异。【结果】光籽基因n2被定位在染色体A12上,位于标记P61与Z10之间的181 kbp内。该区间共有7个候选基因。实时荧光定量聚合酶链式反应分析显示,候选基因72098在2个亲本中的表达量有显著差异。【结论】本试验精细定位了光籽基因n2,初步分析了候选基因,为其图位克隆和功能验证奠定了基础。
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12. 棉花磷胁迫响应基因GhWRKY6克隆及功能分析
李智, 韩笑, 张一豪, 马峙英, 杨召恩
棉花学报    2019, 31 (3): 182-191.   DOI: 10.11963/1002-7807.lzyze.20190420
摘要46)      PDF(pc) (5018KB)(31)    收藏
【目的】提高棉花在低磷胁迫下的抗性,挖掘棉花磷胁迫相关功能基因。【方法】用生物信息学方法分析GhWRKY6基因的结构特征和进化关系;构建基因超表达载体转化拟南芥,分析转基因拟南芥在低磷胁迫下的抗性;利用荧光定量PCR(Real-time quantitative polymerase chain reaction, qRT-PCR)分析拟南芥中磷信号途径Marker基因表达量的变化。【结果】以陆地棉cDNA为模板克隆得到GhWRKY6基因,生物信息学分析表明该基因序列含有一个WRKY保守结构域,是WRKY家族转录因子。在低磷胁迫下,转基因拟南芥与野生型相比,种子萌发速度、主根长度、侧根数目、生物量均低于野生型,而在正常生长条件下两者并无差别。qRT-PCR分析表明GhWRKY6能够影响关键的磷转运蛋白基因的表达。【结论】GhWRKY6作为一个负调控因子参与到植物低磷胁迫响应信号途径中。
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13. 植物生长促进剂对赣北移栽棉生长发育及产量的影响
张允昔, 夏绍南, 杨茅难, 李永旗, 张丽娟, 谢业涛, 李直兴, 董合林
棉花学报    2019, 31 (3): 233-241.   DOI: 10.11963/1002-7807.zyxdhl.20190421
摘要42)      PDF(pc) (651KB)(17)    收藏
【目的】明确叶面喷施6种植物生长促进剂对赣北移栽棉生长发育的影响,筛选出对棉花增产效果好的类型在赣北植棉区棉花生产上推广应用。【方法】在赣北育苗移栽植棉模式下,利用萘乙酸、赤霉素、细胞分裂素、芸苔素、复硝酚钠和胺鲜酯于棉花苗期(三叶期)、现蕾期、开花期和盛花期喷施,研究其对棉花生长发育的影响。【结果】细胞分裂素和复硝酚钠在棉花前中期对生长的促进作用明显,且复硝酚钠表现盛花结铃期成铃速度快;胺鲜酯对棉花生长的促进作用前后期保持较好的态势,单株叶面积系数、单株鲜物质质量和干物质质量均最大;芸苔素在棉花受到不良环境的伤害后可增强棉株的抗逆能力,明显提高铃重和产量;萘乙酸虽然对棉花前中期生长发育影响小,但最终增产效果还较好;赤霉素对棉花后期生长不利,棉花表现个体小、铃重略降低;芸苔素+胺鲜酯不及各自单用效果好。【结论】6种植物生长促进剂在赣北育苗移栽植棉模式下,于棉花苗期、现蕾期、开花期和盛花期叶面喷施,对棉花生长发育均有促进作用,可提高籽棉产量2.43%~10.04%,建议棉花苗期和蕾期叶面喷施细胞分裂素或复硝酚钠,花铃期叶面喷施芸苔素或胺鲜酯。
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14. 陆地棉HRD转录因子基因原核表达与亚细胞定位分析
陈琴, 曲延英, 倪志勇, 韩玉慧, 程浩然, 陈全家
棉花学报    2019, 31 (2): 121-128.   DOI: 10.11963/1002-7807.cqcqj.20190307
摘要40)      PDF(pc) (2801KB)(75)    收藏
【目的】AP2/ERF家族基因在植物生长和逆境胁迫中起重要作用,GhHRD转录因子基因是该家族的一员。本试验首次克隆了GhHRD基因,为研究其功能提供理论依据。【方法】选用相对耐旱的新陆中36作为试验材料,通过反转录聚合酶链式反应的方法获得GhHRD基因,并通过生物信息学、原核表达、亚细胞定位和酵母杂交分析预测其结构和功能。【结果】GhHRD基因开放阅读框为555 bp,编码184个氨基酸,相对分子质量为19.539×103 Da,等电点为5,具有典型的AP2/ERF保守结构域。原核表达分析发现,pET-28a(+)-GhHRD可以被诱导表达,且在37 ℃、IPTG浓度1 mmol·L-1条件下高效表达。与GFP融合的重组蛋白GhHRD-GFP定位在细胞核,且具有明显的转录自激活特征。【结论】推测GhHRD可能参与了棉花逆境胁迫应答反应,为进一步探索该转录因子的DNA结合位点和转录调控网络奠定了基础。
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15. 棉花/芝麻间作模式对作物生长和产量的影响
宫慧慧, 张玉娟, 赵军胜, 李振怀, 卢合全, 徐士振, 赵逢涛, 孟庆华, 董合忠
棉花学报    2019, 31 (2): 147-155.   DOI: 10.11963/1002-7807.ghhdhz.20190315
摘要40)      PDF(pc) (840KB)(47)    收藏
【目的】间作是提高土地和资源利用率的1种集约化种植方式。本研究旨在探讨棉花/芝麻间作的优劣势,并寻找棉花/芝麻间作最佳种植模式。【方法】以等行距单作棉花(Tc1)、大小行单作棉花(Tc2)和单作芝麻(Ts)为对照,设计棉花、芝麻的间作方式分别为1-1式(棉花行距80 cm,棉花行间种植1行芝麻),2-1式(棉花大小行种植,宽行中间种植1行芝麻),2-2式(棉花大小行种植,宽行中间种植2 行芝麻)3种间作模式,比较研究了不同间作模式对棉花/芝麻产量及产量构成因子、叶面积动态和干物质积累的影响,并采用土地当量比(LER)分析了不同间作模式的土地利用效率及间作优劣势。【结果】与单作棉花或单作芝麻相比,所有间作模式皆降低棉花或芝麻的产量,但2-1式间作中棉花籽棉产量与单作棉花Tc1、Tc2相比仅略降低,差异不明显;1-1式间作模式下2年平均籽棉产量、株高、单株成铃数和铃重比Tc1 分别降低了17.3%、7.9%、19.7%和7.9%;2-2式间作的籽棉产量、株高、单株成铃数和铃重比Tc2 分别降低16.4%、5.81%、14.8% 和6.2%。间作系统中棉花与芝麻的混合产量和综合经济效益皆高于棉花和芝麻单作。与单作相比,间作显著提高了群体的叶面积指数,增加了单位面积干物质积累总量。2015年、2016 年的LER分别为1~1.24和0.91~1.16。【结论】棉花/芝麻间作的LER大于1,间作的混合产量和综合经济效益高于棉花和芝麻单作,两者具有间作优势。2-1式间作既不影响棉花产量又增收一茬芝麻,且易于栽培管理,是可行的栽培模式。
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16. 基于RIL群体鉴定棉花抗黄萎病相关QTLs
鲁宁宁, 赵云雷, 王红梅, 陈伟, 赵佩, 龚海燕, 崔艳利, 桑晓慧, 张凯
棉花学报    2019, 31 (3): 254-262.   DOI: 10.11963/1002-7807.lnnwhm.20190515
摘要34)      PDF(pc) (1061KB)(11)    收藏
【目的】鉴定出能够稳定表达的棉花抗黄萎病相关数量性状位点(Quantitative trait loci,QTLs)。【方法】以抗落叶型黄萎病棉花品种常抗棉和感黄萎病品种TM-1为亲本配制的111个重组自交系家系为作图群体,筛选出多态性简单序列重复(Simple sequence repeat,SSR)标记,并用于构建遗传图谱。用完备复合区间作图法对该群体在安阳大田、新疆重病地及病圃等多个环境下的黄萎病病情指数进行QTLs检测。【结果】构建了1张含有12个连锁群、40个标记、总长212.5 cM(厘摩)的遗传图谱。获得了6个与抗黄萎病基因相关的QTLs,对数优势比(Logarithm of the odd score,LOD)分布在2.51~5.55,贡献率最大为20.34%,最小为6.93%。其中,qVR-D05-1能够在安阳大田2015年7月15日和新疆南疆重病地2016年7月9日2个环境中检测到,贡献率分别为12.96%和20.34%。【结论】本研究得到的qVR-D05-1能够为定位出稳定的棉花抗黄萎病相关QTLs提供参考。
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17. 滴灌棉花不同生育时期冠层叶片叶绿素含量的高光谱估测模型
洪帅, 张泽, 张立福, 马露露, 海兴岩, 王振, 张辉, 吕新
棉花学报    2019, 31 (2): 138-146.   DOI: 10.11963/1002-7807.hslx.20190319
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【目的】利用高光谱数据对新疆北方地区不同生育时期滴灌棉花冠层叶片叶绿素含量进行估测,建立生长时序的叶绿素含量估算模型。【方法】以新陆早45号为试验材料,测定不同施氮水平和生育时期棉花冠层叶片叶绿素含量及对应的光谱反射率,分析了12种指数与叶绿素含量的关系,构建了滴灌棉花冠层叶片叶绿素含量的估测模型。【结果】棉花的4个生育时期(现蕾期、盛蕾期、花铃期和吐絮期)中冠层叶片叶绿素含量与Vogelmann红边指数1的相关系数都高,分别是0.944、0.907、0.895、0.930;采用多元回归方法建立的模型精度高于单指数线性模型,其决定系数都大于0.8,且均方根误差(RMSE)都较小。现蕾期模型(y=82.509x1+89.937x2-94.438)精度最好。【结论】 针对不同生育时期建立的模型均可对棉花冠层叶片叶绿素含量进行估测,其中现蕾期模型监测效果最好。
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18. 陆地棉衣分性状的主基因-多基因遗传分析
龚举武, 刘爱英, 李俊文, 姜骁, 段丽, 葛群, 邓晓英, 巩万奎, 石玉真, 商海红, 陈全家, 耿洪伟, 袁有禄
棉花学报    2019, 31 (3): 192-200.   DOI: 10.11963/1002-7807.gjwyyl.20190416
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【目的】衣分是决定棉花产量的重要因素之一,有关其遗传研究相对较少,解析衣分性状遗传的特点,明确不同环境下衣分对产量形成的贡献机制。【方法】以国审优质棉中棉所70为基础构建的250个RIL(Recombinant inbred lines)群体,在黄河流域、长江流域和西北内陆棉区9个环境下对该RIL群体及其亲本进行了表型鉴定,并利用主基因+多基因混合遗传模型综合研究衣分性状遗传变化特点。【结果】母本sGK中156衣分性状在9个环境下均大于父本901-001,RIL群体衣分分布范围为33.91%~40.18%,平均为38.01%,表现为双向超亲,偏度和峰度绝对值都小于1.0,呈正态分布,变异系数为5.36%~8.17%;不同环境下衣分表现为西北内陆棉区>黄河流域棉区>长江流域棉区的趋势;遗传模型是以2~4对主基因或2对主基因+多基因遗传控制,主基因遗传率在1.26%~83.13%,多基因遗传率在27.35%~90.83%,主基因+多基因遗传率在92.00%~99.35%,一般情况下衣分是以2对主基因+多基因遗传为主,在2015年河南安阳、2016年河南安阳和2016年山东临清环境下以2~4对主基因遗传,遗传效应较高,在2015年河南安阳环境下最多检测到4对主基因的存在。【结论】衣分性状主基因+多基因遗传率大于90%,结果有助于进一步阐明优质棉中棉所70产量性状衣分的遗传特征,为不同生态区条件下相互引种和推广提供科学依据,为提高棉花产量、农民增收、QTL定位和高衣分品种选育提供理论基础。
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19. 湖南省棉花黄萎病菌致病力分化及致病型分布研究
李敏, 李彩红, 赵瑞元, 刘冰蕾, 张志刚
棉花学报    2019, 31 (2): 129-137.   DOI: 10.11963/1002-7807.lmzzg.20190314
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【目的】研究湖南主产棉区黄萎病菌致病性变异情况,为湖南棉花抗病品种选育推广及棉花黄萎病综合防控提供理论依据。【方法】对湖南省各主产棉县(区)分离的77个黄萎病菌单孢进行培养特性观察,测定其中31个菌株生长速率、产孢量和致病力,并以SAS 9.1.3统计分析软件对供试菌株致病力聚类。以特异性引物(D-1/D-2 和ND-1/ND-2)经聚合酶链式反应检测24个菌株的致病类型。【结果】根据微菌核产量及在马铃薯葡萄糖琼脂培养基上培养的菌落特性,菌株可划分为菌核型、菌丝型和中间型3种培养类型,分别占总菌株数的14.28%、42.86%和42.86%。供试菌株生长速率为1.22~2.54 mm·d-1,产孢量为5.3×106~40.6×106 mL-1,各菌株之间存在明显差异。根据平均病情指数聚类结果将供试菌株划分为致病力强的Ⅰ型、致病力弱的Ⅱ型和致病力中等的Ⅲ型,分别占3.2%、12.9%和83.9%。【结论】湖南省棉花黄萎病菌以菌丝型和中间型为主要培养类型,且致病力存在明显分化;致病型检测结果表明目前湖南主产棉区黄萎病菌以落叶型为主。
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20. 棉花导入系耐盐性鉴定及耐盐基因QTL定位
朱协飞, 司占峰
棉花学报    2019, 31 (1): 23-30.   DOI: 10.11963/1002-7807.zxfzxf.20181226
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目的】筛选棉花耐盐、抗盐种质。【方法】以148份陆地棉背景的海岛棉染色体片断导入系为研究对象,利用苗期植株相对生长量进行耐盐性鉴定。【结果】148个导入系材料的平均盐害系数为61.22%,耐盐性差异较大;以2个亲本的盐害系数为界线,将盐害系数分成3组,盐害系数0~29.35%的占23.65%,29.35%~71.70%的占39.19%,71.70%~100%的占37.16%。【结论】通过对耐盐性状的QTL(Quantitative trait locus)定位,检测到了23个耐盐相关的QTL,其中12个耐盐QTL分布在A05、A12、D05和D11染色体上,说明从陆地棉背景的海岛棉染色体片段导入系中进行耐盐材料筛选是可行的,对特定染色体的筛选会具有更高的效率。
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