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花铃期土壤干旱对棉花叶片抗氧化及光合作用的影响 0
邵德意, 罗海华, 陈功, 刘云涛, 高欣, 汤飞宇
棉花学报    2018, 30 (2): 155-163.   DOI: 10.11963/1002-7807.sdytfy.20180228
摘要   PDF (2054KB)
【目的】探讨棉铃对位果枝叶介导不同的生化调节物质(抗氧化保护酶、渗透调节物质等)及光合作用参数对花铃期土壤干旱的响应方式。【方法】以陆地棉品系A001和A705为供试材料,采用盆栽法,于2016年种植在温室大棚内。在不同土壤含水量处理(正常灌溉、干旱)下,研究棉铃发育期间对位果枝叶抗氧化酶(过氧化物酶,peroxidase,POD)、渗透调节物质(脯氨酸)、膜脂过氧化产物(丙二醛,malondialdehyde,MDA)、可溶性蛋白及主茎叶光合参数(净光合速率,net photosynthetic rate,Pn;蒸腾速率,transpiration rate,E;气孔导度,stomatal conductance,Gs)的动态变化及基因型差异。【结果】土壤干旱导致A001棉铃对位果枝叶可溶性蛋白含量下降、POD酶活力和MDA含量上升,但对A705的影响在不同铃龄不一致且差异不显著,对脯氨酸的影响因不同基因型和不同铃龄而异。土壤干旱显著降低了A001和A705主茎叶的Pn、E和Gs。【结论】POD、可溶性蛋白和MDA参与了A001和A705棉铃对位果枝叶对土壤干旱胁迫的响应。研究结果可为棉花抗(耐)旱品种选育提供参考。
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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 0
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   PDF (3554KB)
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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复合盐碱胁迫下半野生棉苗期耐盐性综合评价及其关键生理指标的变化 0
许艳超, 韦洋洋, 李振庆, 蔡小彦, 王玉红, 王星星, 张振梅, 王坤波, 刘方, 周忠丽
棉花学报    2018, 30 (3): 231-241.   DOI: 10.11963/1002-7807.xyczzl.20180430
摘要   PDF (1567KB)
【目的】半野生棉遗传多样性丰富,具有较多优异的抗性基因源。本研究旨在初步了解半野生棉对新疆棉田复合盐碱胁迫的调控机理,探索室内鉴定评价半野生棉复合盐碱抗性的方法。【方法】本文选用陆地棉6份材料,水培鉴定复合盐碱胁迫下的表型,同时测定生物量和一些相关的生理生化指标。采用主成分赋权灰色模型分析、聚类分析和方差分析等方法综合评价苗期的耐盐性;采用相关性分析、灰色关联度分析等方法研究苗期生理生化响应机理。【结果】表型观测发现棉花新生叶片损伤程度较高,阔叶棉130叶片损伤程度高于其他棉种。主成分赋权灰色模型综合评价表明6份棉花材料的复合盐碱抗性顺序为:玛利加朗特85>阔叶棉32 >中棉所16>中棉所12>阔叶棉40>阔叶棉130。生理生化分析表明活性氧清除是盐碱胁迫下重要的响应系统。研究也发现胁迫48 h内,盐敏感与耐盐两类材料的响应程度不同,包括根中的抗坏血酸过氧化物酶、过氧化氢酶、叶中的过氧化物酶活性具有不同的变化趋势。【结论】研究证明了室内鉴定评价半野生棉复合盐碱抗性的方法准确可信,揭示了活性氧平衡系统是棉花调控复合盐碱胁迫响应的重要系统。同时本研究为棉花盐碱抗性机理的研究、耐盐碱材料的选育、内源抗性基因的挖掘提供了材料和理论依据。
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土壤水分空间胁迫对棉花根系构型的影响 0
高超, 李明思, 蓝明菊
棉花学报    2018, 30 (2): 180-187.   DOI: 10.11963/1002-7807.gclms.20180110
摘要   PDF (2277KB)
【目的】探究土壤水分空间胁迫对棉花根系生长所造成的影响,分析比较棉花根系构型的相应变化。【方法】为形成土壤水分空间胁迫,棉花株距设为30 cm,且从测坑的一侧灌水。通过对棉花根系的挖掘,分析远离灌水点棉株主根分叉现象。【结果】靠近灌水点的棉株A根区土壤水分空间分布较均匀,根系构型基本呈现“伞状”对称分布,主、侧根直径差为5~6 mm,主、侧根平均夹角在70°~80°,并随生育阶段的推进而减小。远离灌水点的棉株C受到土壤水分空间胁迫,根系构型分布不对称,偏向土壤水分高的地方生长, 48.15%的侧根变粗,表现为主根分叉现象;其中分叉根之间的直径相差1~4 mm,分叉根沿垂直方向的夹角在20°~37°,并随生育阶段的推进而增大。【结论】研究结果对从棉花生理生态角度认识灌溉土壤有效湿润区的设计理论有帮助。
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ghr-miR160负调控棉花叶片衰老机理研究 0
段珊, 窦玲玲, 程帅帅, 郭亚宁, 庞朝友, 马启峰, 魏恒玲, 范术丽, 王寒涛, 喻树迅
棉花学报    2018, 30 (2): 111-118.   DOI: 10.11963/1002-7807.dsysx.20180302
摘要   PDF (7967KB)
【目的】陆地棉(Gossypium hirsutum L.)叶片早衰会导致棉花减产降质。MicroRNA(miRNA)是1类长度约为21 nt、在转录后水平调节基因表达的内源非编码小分子RNA。研究ghr-miR160对叶片衰老的调控具有重要意义。【方法】对ghr-miR160进行生物信息学分析、棉花子叶表达模式分析及过表达载体转化拟南芥验证分析。【结果】对ghr-miR160及pre-miR160结构分析表明,miR160在进化过程中高度保守。qRT-PCR结果显示,ghr-miR160在生长35 d的早熟不早衰品种辽4086子叶中优势表达。农杆菌介导转化拟南芥发现,该基因可使拟南芥出现晚抽薹、晚开花和叶片衰老延迟现象。【结论】ghr-miR160可能对棉花叶片衰老起负调控作用,同时为进一步阐明其作用机制奠定了基础。
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多年连作土壤中棉花根际细菌群落结构及其动态 0
乔清华, 张传云, 袁哲诚, 王芙蓉, 张军
棉花学报    2018, 30 (2): 128-135.   DOI: 10.11963/1002-7807.qqhwfr.20180317
摘要   PDF (1641KB)
【目的】了解多年连作土壤中棉花根际细菌群落结构和动态。【方法】利用高通量测序技术对多年棉花连作土中陆地棉品种TM-1(Gossypium hirsutum L.)不同发育时期的根际细菌16S rDNA进行扩增、测序并分析。【结果】多年棉花连作土中,棉花根际细菌的主导菌门为变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、浮霉菌门(Planctomycetes)、拟杆菌门(Bacteroidetes)。受棉花根系影响相对丰度变化较大的菌门为4个主导菌门以及厚壁菌门(Firmicutes),其中酸杆菌门、拟杆菌门、浮霉菌门的相对丰度受到棉花根系的促进,而厚壁菌门、变形菌门的相对丰度受到抑制。不同发育时期棉花根际细菌α-多样性没有显著差异,但是根际细菌群落结构间存在显著差异,且在棉花花期与蕾期的差异显著高于蕾期与苗期的差异。多年棉花连作土壤中的根际细菌群落α-多样性显著高于非根际土壤,根际与非根际土壤中细菌β-多样性在棉花花期最大。【结论】确定了多年棉花连作土中棉花根际细菌的群落结构及其动态,发现棉花在花期对根际细菌群落结构的影响较大。
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氮肥用量及其后效对棉花产量和生物质累积动态的影响 0
宋兴虎, Tufail Ahmed Wagan, Biangkham Souliyanonh, Saif Ali, 黄颖, 袁源, 杨国正
棉花学报    2018, 30 (2): 145-154.   DOI: 10.11963/1002-7807.sxhygz.20180315
摘要   PDF (1951KB)
【目的】长江流域棉花适宜氮肥用量为300 kg·hm-2,在迟播高密度下可减少为225 kg·hm-2,而不影响产量。本研究旨在探讨迟播高密度下于见花期一次性施用氮肥,氮肥用量进一步减少的可行性、氮肥后效及其对棉花产量形成规律的影响。【方法】采用盆栽试验,2014年设5个氮肥水平(120、150、180、210、240 kg·hm-2),2015年设置相同氮肥用量(180 kg·hm-2),研究棉花生育进程、产量及其构成以及生物质累积动态。【结果】氮肥用量显著影响棉花生物质累积和产量而不影响生育进程,氮肥后效不明显。施氮量为180 kg·hm-2时籽棉产量(30.5 g·plant-1)和铃重(3.8 g)最高,生物质累积量较大,且生物质快速累积期生殖器官生物量所占比例最大,为64.4%。【结论】在中等肥力棉田氮肥用量减为180 kg·hm-2是可行的,因为其快速累积期生殖器官生物质累积强度增加。
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黄萎病胁迫影响棉花幼苗光合及叶绿素荧光特性的机理 0
张希鹤, 李岩, 郁凯, 霍钰阳, 王友华, 陈兵林
棉花学报    2018, 30 (2): 136-144.   DOI: 10.11963/1002-7807.zxhcbl.20180313
摘要   PDF (1993KB)
【目的】研究黄萎病对棉花幼苗光合特性和叶绿素荧光特性的影响,为苗期黄萎病抗性鉴定及制定黄萎病防治技术提供依据。【方法】以中植棉2号(抗黄萎病品种,ZZM-2)和冀棉11号(感黄萎病品种,JM-11)为试验材料,于2叶1心期接种大丽轮枝菌,6 d后测定主茎倒1叶的光合和荧光参数等。【结果】(1)黄萎病胁迫下,棉花幼苗单株叶面积、叶水势、光合色素含量、净光合速率(Pn)等皆呈下降趋势,ZZM-2的降幅均小于JM-11。(2)2个品种胞间CO2浓度下降、气孔限制值升高,说明Pn的降低主要是由气孔限制因素引起的;且ZZM-2叶绿素a的降幅小于叶绿素b,JM-11则相反。(3)ZZM-2的光、CO2响应曲线特征参数分别呈增强、减弱的趋势,JM-11均呈减弱趋势。ZZM-2潜在最大光化学效率(Fv/Fm)、调节性能量耗散的量子产量(YNPQ)和非调节性能量耗散的量子产量(YNO)稍增大,实际光化学效率(Y稍降低,但差异皆不显著,可变荧光产量(Fv)下降显著。JM-11的Fv、Fv/Fm、Y及YNPQ显著下降,YNO大幅上升。(4)Fv/Fm在病叶病斑部位下降,而在非病斑部位未降低甚至略增大。【结论】选择光同化能力和碳同化能力较高、抗黄萎病性强的品种,可以减小黄萎病对棉叶光合特性的影响,降低棉花产量和品质的损失。
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海岛棉和陆地棉花铃期光合特性及氮素累积特性的差异 0
李春艳 , 石洪亮, 文如意, 严青青 , 张巨松
棉花学报    2018, 30 (2): 164-171.   DOI: 10.11963/1002-7807.lcyzjs.20180302
摘要   PDF (0KB)
【目的】在相同栽培条件下,探讨海岛棉与陆地棉在花铃期光合特性的差异以及干物质、氮素积累与分配的规律,以期为海岛棉田间管理提供依据。【方法】以新陆中75号、新陆中54号、新海35号和新海48号为材料,研究陆地棉与海岛棉在相同管理条件下净光合速率、叶片温度、光照度以及干物质和氮素积累与分配的特点。【结果】在花铃期,陆地棉的Pn较海岛棉高,叶片温度、光照度低,Gs对Pn的影响,在海岛棉和陆地棉之间差异极小;陆地棉单株干物质积累总量、日积累量和生殖器官的日增长量在全生育期内高于海岛棉,生殖器官干物质所占比例在生育前期小于海岛棉,后期大于海岛棉;其中氮素快速积累开始期新陆中54号较新海48号晚,氮素快速积累期短,但氮素积累速率最大时刻的积累速率高,生殖器官氮素快速积累开始期晚,快速积累持续期长。【结论】海岛棉较陆地棉光合物质生产输出效率低,在生育后期生殖器官干物质以及氮素所占比例低。因此,在实际生产中应根据不同地区适当增加盛花-盛铃阶段对海岛棉水肥分配比例。
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干旱胁迫对棉花冠层光合、光谱和荧光的影响 0
李冬旺, 张永江, 刘连涛, 孙红春, 刘玉春, 白志英, 李存东
棉花学报    2018, 30 (3): 242-251.   DOI: 10.11963/issn.1002-7807.ldwzyj.20180503
摘要   PDF (2126KB)
【目的】研究干旱胁迫下棉花冠层荧光表现。【方法】以转基因抗虫棉农大601为试材,在田间移动旱棚内,设置4种水分处理(正常、轻度干旱、中度干旱和重度干旱),在群体水平研究了冠层光合速率(CAP)、冠层光谱指数和冠层日光诱导荧光(F761)等指标与植株叶片含水量(LWC)和叶面积指数(LAI)间的关系。【结果】两年试验结果表明:随着干旱胁迫程度的加深,LWC、LAI、CAP、归一化差值植被指数(NDVI)、光化学反射指数(PRI)和F761均呈下降趋势,水分指数(WI)呈上升趋势。经统计分析,重度胁迫下的所有指标与对照差异极显著。NDVI、PRI和WI与LWC、LAI极显著相关,NDVI、PRI和WI与LAI的相关系数(|r|>0.6)均低于它们与LWC的关系(|r|>0.8),F761与LWC、LAI的相关系数高于其它光谱指数。【结论】冠层光合速率、冠层光谱指数和冠层日光诱导荧光均能反映干旱条件下植株含水量和叶面积指数,冠层日光诱导荧光可能比冠层光谱指数更为敏感地反映棉花水分状况。
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膜下滴灌棉花对3种水溶性磷肥的利用效率和产量响应 0
李青军, 张 炎, 哈丽哈什·依巴提, 冯固
棉花学报    2018, 30 (2): 172-179.   DOI: 10.11963/1002-7807.lqjfg.20180305
摘要   PDF (893KB)
【目的】比较膜下滴灌条件下不同磷肥品种在棉花上的肥效及其利用率的差异,以选择合适的磷肥品种,提高磷肥利用率和效益。【方法】2015―2016年连续2年进行了田间试验。试验共设4个处理:不施磷肥(P0)、施用磷酸一铵(MAP)、施用磷酸二铵(DAP)和施用重过磷酸钙(TSP),磷肥全部基施。各处理的氮钾用量相同,氮肥除了磷肥所含的氮外,其余以尿素施入,其中10% 氮素在播种前作底肥基施,90%氮素作追肥随水滴施,钾肥全部基施。于棉花成熟期测定棉株生物量、皮棉产量、磷素吸收量和土壤有效磷。【结果】与不施磷相比,MAP、DAP和TSP处理的皮棉产量分别增加11.01%、6.97%和8.51%,地上部干物质质量分别增加10.96%、4.86%和8.36%。MAP比DAP显著增加了棉花干物质质量和产量,分别增加5.82%和3.78%,但与TSP没有显著差异。施用磷肥显著增加棉花的磷素吸收量,MAP、DAP和TSP的磷肥平均利用率分别为26%、22%和24%。施用磷肥能够提高植棉效益,其中施用MAP的收益最高,比施用DAP和TSP分别增加1 261元·hm-2和580元·hm-2。但施用MAP、DAP和TSP的土壤有效磷(收获后)没有显著差异。【结论】施用MAP、DAP和TSP都能够显著提高棉花产量,增加植棉效益,其收益大小为MAP>TSP>DAP。
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基于SSR标记新疆陆地棉的DNA指纹图谱构建及遗传多样性分析 0
王欣怡, 李雪源, 龚照龙, 王俊铎, 范李萍, 郑巨云, 梁亚军, 郭江平, 买买提·莫明, 艾先涛
棉花学报    2018, 30 (4): 308-315.   DOI: 10.11963/1002-7807.wxyaxt.20180723
摘要   PDF (1998KB)
【目的】利用Simple sequence repeats(SSR)标记构建新疆近40年间审定的120个陆地棉品种的DNA指纹图谱并进行遗传多样性分析。【方法】从586对候选引物中筛选得到78对多态性高、扩增稳定且均匀分布于棉花染色体上的引物,并用这78对引物构建120个陆地棉品种的DNA指纹图谱。【结果】78对核心引物在120个材料中检测到392个等位位点,其中多态性位点324个,多态性比率达82.7%。24个标记位点在17个品种上具有特征谱带。采用12对引物组合即可鉴定120个棉花品种。聚类分析显示,120个陆地棉品种遗传相似系数变化范围为0.50~0.96,平均为0.73,遗传相似系数偏高,表明新疆陆地棉品种的遗传基础较狭窄。【结论】引物组合法是构建DNA指纹图谱最有效的方法。遗传相似系数矩阵将120个陆地棉品种分为三大类群,与系谱来源较为吻合。
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棉花苗期耐低氮基因型初步筛选 0
贵会平, 董强, 张恒恒, 王香茹, 庞念厂, 王准, 刘记, 郑苍松, 付小琼, 张西岭, 宋美珍
棉花学报    2018, 30 (4): 326-337.   DOI: 10.11963/1002-7807.ghpsmz.20180720
摘要   PDF (588KB)
【目的】筛选耐低氮的棉花品种(系),挖掘棉花自身吸收利用氮素的潜力。【方法】以三大棉区不同年代有代表性的270个棉花品种为材料,利用沙培的试验方法,分析其在低氮和适氮两个水平下主要农艺性状的差异及相关性,通过主成分分析和隶属函数法筛选耐低氮品种。【结果】270个供试品种的7个农艺性状在不同供氮水平下变异系数较大,除SPAD值和低氮水平第一批的根干物质质量和总干物质质量外,变异系数都达到10以上,氮积累量变异系数达到60.02。第一批的SPAD、叶面积、根干物质质量相对值的最大值大于80%,第三批和第四批的SPAD、株高、根干物质质量、地上部干物质质量、总干物质质量相对值的最大值大于80%,说明所选材料中存在低氮水平下长势良好即耐低氮品种。【结论】初步筛选出中棉所35、中棉所69、豫棉12、新陆早12号、新陆早23号等32个耐低氮品种;筛选出中棉所64、中662、新陆中15号、新陆早53号等32个氮胁迫敏感型品种。
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棉花陆海渐渗系双交分离群体产量和纤维品质性状的QTL定位 0
孔令磊, 石玉真, 李邵琦, 黎波涛, 李俊文, 刘爱英, 龚举武, 商海红, 巩万奎, 葛群, 王艳玲, 宋威武, 袁有禄
棉花学报    DOI: 10.11963/1002-7807.kllyyl.20180321 录用日期:2018-04-16
病原物协同致病性对棉花黄萎病严重度的影响 0
张帆, 李晓林, 张敬泽, 祝水金
棉花学报    2018, 30 (2): 188-196.   DOI: 10.11963/1002-7807.zfzsj.20180309
摘要   PDF (4034KB)
大丽轮枝菌是1种土传的维管束病原菌,由其引起的棉花黄萎病是我国棉花生产上最重要的病害之一。而最近发现了1种土壤习居的机会病原真菌棉帚霉菌能通过伤口侵入寄主,并与大丽轮枝菌协同加重棉花黄萎病严重度。棉帚霉菌能在营养非常贫乏的基质中产生分生孢子;超微结构观察也证实该病原菌在维管束组织中存在,并能产孢,显示了该真菌具有维管束病原菌的生物学特性。另外,土壤中的线虫活动可能使棉花根部产生伤口,也能促进病原菌的侵染。在总结分析生物学特性、侵染与互作机制等研究进展的基础上,提出建立棉花根围多病原物与寄主互作体系可深入研究棉帚霉菌与大丽轮枝菌协同致病机制的观点。
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过表达拟南芥AtCIPK 23、AtAKT 1和AtCBL 1基因棉花苗期耐低钾的差异及机制研究 0
张斌, 刘记, 张朝军, 孔德培, 王鹏, 杨召恩, 李付广, 张雪妍
棉花学报    2018, 30 (3): 205-214.   DOI: 10.11963/1002-7807.zbzxy.20180418
摘要   PDF (2568KB)
目的】评价过表达拟南芥AtCIPK 23、AtAKT 1和AtCBL 1基因棉花苗期耐低钾能力的差异,为棉花钾高效品种培育提供理论依据。【方法】通过室内水培法,测定比较了转基因棉花和中棉所24(CCRI 24)在适钾、低钾条件下苗期的长势、干物质质量、钾浓度和钾累积量等指标,并从根系形态、钾利用指数、钾转运能力和受胁迫程度等方面综合分析了其可能的生理机制。【结果】适钾条件下,转基因棉花和中棉所24长势基本一致,无显著差异。低钾胁迫时,过表达AtAKT 1基因棉花幼苗总根长、根表面积和根体积约为中棉所24的3倍,整株干物质质量是中棉所24的1.66倍,具有明显的生长优势,并且钾转运能力强、钾利用指数高,受胁迫程度明显降低;而过表达拟南芥AtCIPK 23和AtCBL 1基因棉花幼苗的各项指标与中棉所24相当,无显著差异。【结论】在棉花中过表达拟南芥钾离子通道蛋白基因AtAKT 1能显著提升棉花本身的耐低钾能力。
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棉花果枝节间长短性状内源激素的差异以及外施激素对其影响 0
栗战帅, 魏恒玲, 庞朝友, 王寒涛, 马启峰, 宿俊吉, 陈全家, 曲延英, 范术丽, 喻树迅
棉花学报    2018, 30 (3): 224-230.   DOI: 10.11963/1002-7807.lzsysx.20180430
摘要   PDF (4080KB)
【目的】进行棉花果枝节间长度研究对于棉花株型的塑造具有重要意义。【方法】本研究通过对果枝节间长短不同的两个陆地棉中2549和中5081测定内源激素以及喷施不同的外源激素,探究棉花不同长度果枝节间的内源激素差异和喷施外源激素对棉花果枝节间长度的影响;同时对两个材料的果枝节间组织进行切片处理观察其细胞水平上的差异。【结果】果枝节间长的中2549内源激素IAA、GA3和ABA的含量都明显高于果枝节间短的中5081;喷施外源激素IAA、GA3和ABA都能使棉花果枝节间长度有一定程度的伸长;与中5081相比,中2549的果枝节间组织细胞明显较大,但细胞数量明显较少。【结论】本研究发现了不同棉花果枝节间长度材料在内源激素以及细胞水平上的差异,为棉花果枝节间长度分子机理探究奠定了基础。
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融合马尔可夫随机场与量子粒子群聚类的棉花图像分割算法 0
龙金辉, 朱真峰
棉花学报    2018, 30 (2): 197-204.   DOI: 10.11963/1002-7807.ljhljh.20180126
摘要   PDF (2013KB)
【目的】提高采摘机器人棉花图像处理系统中的图像分割准确率。【方法】提出融合马尔可夫随机场与量子粒子群聚类的图像分割算法。步骤:将读入的RGB模式彩色图像转换成灰度图像;利用本算法分割图像;通过对连通区域面积阈值的设定获取目标区域。使用本算法分割不同角度采集的棉花正面图像与棉花侧面图像,并采用分割精度、峰值信噪比,分别与Otsu算法、模糊聚类图像分割算法、量子粒子群图像分割算法和马尔可夫随机场图像分割算法进行效果比较。【结果】本算法分割精度、峰值信噪比平均值分别为98.94%、77.48 dB,与Otsu算法、模糊聚类图像分割算法、量子粒子群图像分割算法、马尔科夫随机场图像分割算法相比,分割精度、峰值信噪比分别提高2.47~4.56百分点、9.81~13.11 dB。【结论】本算法处理棉花图像具有更高的分割精度以及峰值信噪比。
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一种改进的深度置信网络在棉花病虫害预测中的应用 0
王献锋, 丁军, 朱义海
棉花学报    2018, 30 (4): 300-307.   DOI: 10.11963/1002-7807.wxfwxf.20180709
摘要   PDF (1125KB)
【目的】棉花病虫害发生和发展主要与环境信息相关,由于环境信息多且复杂多变,使得棉花病虫害预测方法研究具有一定的挑战性。本文旨在探索及时、准确地预测棉花病虫害的方法。【方法】提出1种基于环境信息和深度信念网络的棉花病虫害预测模型。该模型由3层限制玻尔兹曼机网络(Restricted Boltzmann machines,RBM)和1个监督反向传播(Back-propagation,BP)网络组成,利用RBM将环境信息数据转换到与病虫害发生相关的新的特征空间,利用BP网络对最后1层输出的特征向量进行分类预测,利用动态学习率和对比分散准则加快RBM的训练过程,并利用该模型对近6年棉花的棉铃虫、棉蚜虫、红蜘蛛和黄萎病、枯萎病进行预测试验。【结果】与传统棉花病虫害预测模型相比,提出的预测模型能够深度挖掘棉花病虫害发生与环境信息之间的深层次相关关系,具有更高的预测精度,预测平均正确率在83%以上。【结论】该方法是1种有效的农作物病虫害预测方法,为棉花病虫害防治提供了有效的技术支持。
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限量灌溉对不同棉花品种干物质积累分配、产量和水分利用效率的影响 0
刘朋程, 孙红春, 刘连涛, 张永江, 刘玉春, 白志英, 李梦, 李存东
棉花学报    2018, 30 (4): 316-325.   DOI: 10.11963/1002-7807.lpclcd.20180503
摘要   PDF (1152KB)
【目的】探明限量灌溉对黄河流域棉区土壤水分、棉花生长发育与产量的调控效应以及不同熟性品种的差异。【方法】以早熟品种中棉所50(CCRI 50)、中早熟品种农大601(ND601)、中熟品种冀棉958(JM 958)为试验材料开展大田试验,设置常规灌溉(W1)、限量灌溉(播前酌情补灌,生育期不灌溉,W2)2个水分处理,对各处理的叶面积指数、水分利用效率、产量等性状进行了测定。【结果】1)W2处理显著降低了3个品种的干物质质量,以早熟品种中棉所50降低幅度最大;2)与W1处理相比,3个品种在W2处理下的产量均显著降低,早熟品种中棉所50降幅最大;中棉所50水分利用效率显著降低,而中早熟品种ND 601和中熟品种JM 958的水分利用效率均显著提高。【结论】ND 601和JM 958对限量灌溉引起的适度干旱胁迫有着良好的适应能力,W2处理可以有效提高它们的水分利用效率,使其达到较理想的产量水平;早熟品种中棉所50对水分反应敏感,W2处理下不易形成高产群体结构。
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棉田恶性杂草田旋花研究进展 0
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   PDF (1444KB)
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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陆地棉植物络合素合酶基因的鉴定与功能预测 0
梅磊, 李玲, 肖钦之, 陈进红, 祝水金
棉花学报    2018, 30 (3): 215-223.   DOI: 10.11963/1002-7807.mlzsj.20180510
摘要   PDF (3999KB)
【目的】重金属胁迫对植物的生长发育有不良影响,植物络合素合酶(Phytochelatin synthase,PCS)在植物主动防御金属毒害过程中起关键作用。本文旨在对陆地棉PCS基因的数量、结构、分布和特性进行研究。【方法】根据棉属陆地棉(Gossypium hirsutum,(AD)1),以及供体种雷蒙德氏棉(G. raimondii,D5)和亚洲棉(G.arboreum,A2)全基因组序列信息,结合双子叶模式植物拟南芥PCS蛋白特征域结构,对陆地棉PCS基因家族成员进行全基因组鉴定,并对其进行蛋白特征鉴定、同源类别分析、基因结构预测、酶作用位点比对以及半胱氨酸(Cys,Cysteine)分布分析。[结果]陆地棉中鉴定出4个PCS基因,而在其供体种雷蒙德氏棉和亚洲棉各鉴定出2个PCS基因。3个棉属8个PCS蛋白家族成员均含有2个特有的结构域,与催化中心相关的氨基酸位点完全保守。PCS蛋白家族在进化上分属2个不同亚组,亚组I与亚组II在亲缘关系上分别更接近双子叶植物和线虫,2个亚组内PCS家族在基因结构、Cys分布上存在差异,其中亚组I较亚组II整体内含子更长,N端Cys总数和成对Cys数量更多。雷蒙德氏棉中的2个旁系同源基因外显子完整性不及亚洲棉和陆地棉。【结论】相较于亚组II,亚组I的棉花PCS蛋白可能具有更强的植物络合酶活性,且陆地棉及其供体种亚洲棉对重金属的耐性强于雷蒙德氏棉。本研究为进一步研究棉花PCS的功能,以及棉花耐重金属胁迫品种改良提供理论依据。
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喷施浓缩沼液对棉花幼苗生长发育和生理特性的影响 0
徐瑞强, 董合林, 徐文修, 卡地力亚·阿不都克力木, 阿地娜·白山哈力, 董泰丽, 付传翠, 吾仁图雅·皮力加, 唐江华
棉花学报    2018, 30 (3): 261-271.   DOI: 10.11963/1002-7807.xrqxwx.20180510
摘要   PDF (2259KB)
【目的】本试验研究喷施浓缩沼液对棉花幼苗生长发育及生理特性的影响,为浓缩沼液水溶肥的合理施用提供理论依据。【方法】采用5种不同用量的浓缩沼液喷施盆栽棉花幼苗,研究不同喷施量(163 mL·hm-2、326 mL·hm-2,489 mL·hm-2、668 mL·hm-2、815 mL·hm-2)和喷施后时间(喷施后第2天、第4 天、第6 天)对棉花幼苗生长发育和生理指标的影响。【结果】结果表明:适宜喷施量的浓缩沼液对棉花生长发育有促进作用,过量的浓缩沼液则会抑制棉苗生长,喷施489 mL·hm-2浓缩沼液的株高、单株干物质质量、叶面积均最高,两批次试验喷施后第6 天的平均值分别比对照高21. 15%,35. 95%,18. 84%。喷施浓缩沼液还能提高棉花苗期叶绿素、可溶性糖、可溶性蛋白的含量,2个批次试验均以喷施489 mL·hm-2浓缩沼液的最高,平均值分别比对照高18. 84%,24. 03%,3. 16%。幼苗叶面喷施浓缩沼液后见效快,尤其以0~4 d内的效果最佳。【结论】适宜用量的浓缩沼液对棉花幼苗的生长发育和生理特性均有积极影响,利于棉花形成壮苗,为棉花后期生长打下良好基础。
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冀东滨海盐碱地机采模式下播期对棉花产量和品质形成的影响 0
冯国艺, 王树林, 祁虹, 张谦, 雷晓鹏, 王燕, 梁青龙, 林永增
棉花学报    2018, 30 (4): 291-299.   DOI: 10.11963/1002-7807.fgylyz.20180717
摘要   PDF (2909KB)
【目的】研究播期对冀东滨海盐碱棉田机采棉模式下不同类型棉花品种产量和品质形成的影响,明确提高产量和品质一致性的适宜播期和收获方式。【方法】采用大田试验,2017 年前茬均为棉花,以杂交棉冀杂2号和常规棉石抗126为供试品种,设计4月15日(B1)、4月25日(B2)、5月5日(B3)3个播期水平,在9月10日、9月20日、9月30日、10月10日、10月20日、10月30日这6个日期进行收获。【结果】冀杂2号5月5日播种皮棉产量接近1 400 kg·hm-2;石抗126则为4月25日播种产量水平最高。不同播期产量主要在9月形成,均占75%以上。纤维品质9月优于10月;冀杂2号随播期推迟而提高,石抗126表现为第2播期(4月25日)较优。冀杂2号第3播期(5月5日)9月棉纤维马克隆值、上半部平均长度和长度整齐度指数差异较小;石抗126第2播期9月20日之前纤维品质指标优化明显,且马克隆值、上半部平均长度和长度整齐度指数一致性较高。【结论】综合产量和品质指标,冀东滨海盐碱地机采棉模式下杂交棉冀杂2号适宜5月5日左右播种,9月底收获1次;常规棉石抗126则应在4月25日左右播种,9月下旬收获1次。
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棉花盐胁迫应答基因GhEXO70B1功能分析 0
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   PDF (6487KB)
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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外源24-表油菜素内酯对低温胁迫下棉花幼苗光合生理的影响 0
李淑叶, 马慧娟, 张思平, 刘绍东, 沈倩, 陈静, 葛常伟, 庞朝友, 赵新华
棉花学报    2018, 30 (3): 252-260.   DOI: 10.11963/1002-7807.lsyzxh.20180409
摘要   PDF (2126KB)
【目的】研究外源24-表油菜素内酯(24-Epibrassinolide, EBR)对低温胁迫下棉花幼苗光合生理的影响,为EBR作为生长调节剂提高棉花耐冷能力提供依据。【方法】以中棉所60、鲁棉研28和泗棉3号为试验材料,在中棉所试验农场东场(河南省安阳县)进行大田试验,棉花苗期第一次低温来临前叶面喷施蒸馏水(CK)和不同浓度的EBR(0.1 mg·L-1和0.2 mg·L-1),3 d后测定叶片的相对电导率、叶绿素含量和快速叶绿素荧光诱导动力学曲线(OJIP曲线)及荧光参数。【结果】低温胁迫下,中棉所60、鲁棉研28和泗棉3号喷施EBR后相对电导率较对照下降17.7%~32.8%,中棉所60和鲁棉研28不同浓度EBR处理没有显著差异,但泗棉3号0.2 mg·L-1 EBR处理较0.1 mg·L-1 EBR处理叶片相对电导率显著降低;棉花叶片喷施EBR后叶绿素a和叶绿素b含量较对照分别提高9.7%~32.6%和15.0%~18.9%,光系统Ⅱ(PhotosystemⅡ, PSⅡ)最大光化学效率(FV/FM )和基于吸收光能的性能指数(PIABS,Performance index on absorption basis)显著提高,其中中棉所60在0.1 mg·L-1 EBR处理后PIABS提高幅度最大为75.6%,鲁棉研28和泗棉3号喷施0.2 mg·L-1 EBR后PIABS增加幅度最大,分别提高101.1%和265.6%,单位受光面积吸收的光能(ABS/CSm)、单位有活性反应中心将电子传递到电子传递链QA下游其他电子受体的能量(ETo/RC)和将电子传递到QA下游电子受体的概率(φEo)显著提高。【结论】外源EBR可以降低低温胁迫下棉花幼苗的相对电导率,通过提高叶片光能捕获能力、光合电子传递能力和叶绿素含量缓解低温对棉花光合作用的抑制,其中中棉所60喷施0.1 mg·L-1 EBR处理效果较好,鲁棉研28和泗棉3号喷施0.2 mg·L-1处理效果较好。
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基于rDNA-ITS和组蛋白3基因序列分析鉴定新疆棉花叶斑病病原 0
李映程, 张国丽, 任毓忠, 李海强, 武刚, 李天义, 李国英, 张莉
棉花学报    2018, 30 (3): 271-281.   DOI: 10.11962/1002-7807.lyczl.20180508
摘要   PDF (3753KB)
【目的】明确新疆棉花叶斑病的病原种类。【方法】2016年和2017年在南疆、北疆7个地区30个植棉单位采集典型叶斑病样206份,采用常规组织分离法分离并纯化,依据采样时间、采样地点和菌落特征,在南疆、北疆分苗期和生长后期各选取10个代表性菌株,根据其形态特征,结合rDNA内转录间隔区(Internal transcribed spacer,ITS)和组蛋白3基因序列分析,对病原进行鉴定。【结果】北疆苗期(5―6月)棉花叶斑病病原以Alternaria alternata为主,A. tenuissima次之;生长后期(8―9月)棉花叶斑病病原以A. tenuissima为主,A. alternata次之,也分离到A. macrospora。南疆棉花苗期叶斑病病原为A. tenuissima;生长后期棉花叶斑病病原为A. tenuissimaA. macrospora。其中从陆地棉上分离的以A. tenuissima为主,从海岛棉上分离的以A. macrospora为主。【结论】新疆棉花叶斑病病原主要有3种,即A. alternataA. tenuissimaA. macrospora
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一种防治棉花黄萎病的生物复合种衣剂的研制 0
陈丽华, 何鹏飞, 袁德超, 欧晓慧, 吴毅歆, 何月秋
棉花学报    2018, 30 (3): 282-290,封三.   DOI: 10.11963/1002-7807.clhhyq.20180509
摘要   PDF (2512KB)
【目的】为充分发挥甲基营养型芽孢杆菌菌株LH-L3的抑菌和促生长作用,将该菌株作为复方种衣剂的有效成分,引入到化学种衣剂。【方法】通过测定4种配方的种衣剂对带菌种子的杀菌效果,确定最佳配方;采用平板法测定菌株存活情况,确定其货架期;进行温室盆栽试验,研究其防治病虫害的效果。【结果】4号配方种衣剂(克百威10%(质量分数,下同)、咯菌腈2.5%、福美双10%、109 cfu·mL-1 LH-L3)杀菌效果最好,室温贮藏半年后有效活菌量仍达到1.1×105 cfu·mL-1。在盆栽试验中,出苗15 d时该种衣剂包衣棉种出苗率、株高、最大叶宽比对照分别提高11.54%、18.74%、20.91%。在棉花发生黄萎病2 d和5 d时,发病率分别降低65.42%和48.56%。包衣种子棉苗棉大卷叶螟的被害株率比空白对照降低66.92百分点,防治效果达92.33%。【结论】LH-L3菌株与化学农药复配作为种衣剂完全可行,且本试验研制的生物复合种衣剂对棉花黄萎病和棉大卷叶螟有较好的防治效果。
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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 0
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   PDF (1647KB)
【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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叶面施氮对棉花根系吸收硝态氮的影响 0
郑苍松, 李鹏程, 孙淼, 庞朝友, 赵新华, 贵会平, 刘帅, 秦宇坤, 董合林, 余学科
棉花学报    2018, 30 (4): 338-343.   DOI: 10.11963/1002-7807.zcsdhl.20180703
摘要   PDF (820KB)
目的】探讨叶面施用不同形态氮素的肥料对棉花根系吸收硝态氮及棉株生长的影响。【方法】采用营养液培养法,利用15N同位素示踪技术开展氮素吸收研究,设置叶面施用同等氮浓度的铵态氮、硝态氮和酰胺态氮及清水(对照)4个处理。【结果】叶面施氮处理6 d后,叶面施氮处理棉株地上部氮含量和整株氮含量显著高于对照;棉株地上部、根及整株氮素积累量以叶面施用铵态氮处理最高,但各处理间没有显著差异。同位素示踪结果显示,铵态氮处理棉株地上部和根系中15N积累量分别为0.794 mg·株-1和0.318 mg·株-1,高于对照和酰胺态氮处理,且显著高于硝态氮处理;叶面施氮后,铵态氮处理棉株积累通过根系吸收的氮素约为11.35 mg·株-1,较对照吸收氮素效率约提升28.0%,酰胺态氮和硝态氮处理较对照分别降低9.5%和20.5%。但是叶面施氮类型没有影响棉株对根系吸收硝态氮的分配,各处理棉株地上部和根系中分配根系吸收氮素的比例约为7∶3。【结论】在本试验条件下,叶面施用铵态氮能够促进棉苗根系对硝态氮的吸收利用。
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不同艾氟迪(AFD)处理对棉花产量形成和纤维品质的影响 0
刘帅, 吴洁, 李亚兵, 韩迎春, 董合林, 李鹏程, 郑苍松, 孙淼
棉花学报    2018, 30 (4): 344-352.   DOI: 10.11963/1002-7807.lslyb.20180711
摘要   PDF (3031KB)
【目的】以新型植物生长调节剂艾氟迪(AFD)为研究对象,探索其对棉花产量形成以及纤维品质的影响,为科学施用AFD提供依据。【方法】设6个不同AFD处理水平,分析不同处理对棉株株高、铃数、铃重、籽棉产量和纤维品质等的影响。【结果】棉株株高与AFD处理水平呈负相关关系;AFD在抑制棉铃脱落率和提高棉铃吐絮率方面效果明显;AFD在处理水平为1 350~1 800 mL·hm-2时,单株铃数和铃重较对照有显著提高,同时获得的籽棉产量较高;不同水平的AFD处理对棉纤维的断裂比强度、马克隆值、断裂伸长率没有显著影响,但高水平的AFD处理对纤维长度和长度整齐度指数有一定的抑制作用。【结论】适宜的AFD处理水平对棉花增产效果显著,且对纤维品质影响较小。探寻AFD对棉花的影响机制,对生产应用具有一定的指导意义。
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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 0
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   PDF (1893KB)
【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 0
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   PDF (891KB)
【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 0
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   PDF (759KB)
【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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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 0
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   PDF (4444KB)
【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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棉花形态性状质量遗传分析与基因定位研究进展 0
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   PDF (1795KB)
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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棉花轮纹斑病接种方法的优化 0
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   PDF (2419KB)
【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 0
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   PDF (1876KB)
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 0
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   PDF (2341KB)
【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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浓缩沼液对棉花黄萎病的防治作用及机理 0
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   PDF (2726KB)
【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 0
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   PDF (2096KB)
【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 0
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   PDF (6347KB)

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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2018年第30卷总目次 0
本社
棉花学报    2018, 30 (6): 1-8.  
摘要   PDF (2874KB)
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短季棉的早熟性机制及栽培利用 0
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   PDF (865KB)
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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GbVe1基因在棉花基因组中的整合与定位分析 0
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   PDF (3302KB)
【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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湖南省棉籽中重金属污染调查及评价 0
徐双娇, 方丹, 田新权, 时萌, 马磊
棉花学报    2019, 31 (1): 72-78.   DOI: 10.11963/1002-7807.xsjml.20190122
摘要   PDF (703KB)
【目的】通过调查与评价湖南省棉籽中重金属污染水平,为保障棉花产品的质量安全以及探讨替代种植的可行性提供数据支撑。【方法】采集了湖南省所辖6个县区56个代表性的棉籽样品,测定棉籽中镉、铅、铜、铬、汞及砷的含量。采用污染指数法、相关性分析及聚类分析法评价湖南省六县(区)棉籽样品的重金属污染状况和分布特征。【结果】君山区、安乡县、南县、望城区及鼎城区棉籽样本重金属含量均处在安全水平,综合污染指数变化范围为 0.366 5~0.577 0;仅衡阳县镉单项污染指数相对偏高,综合污染指数(0.801 6)相比其他地区略高,存在一定的安全隐患。【结论】湖南棉籽样本中重金属镉、铅、铜、铬、汞及砷的污染状况总体尚好,在重金属污染土地上用棉花替代粮食作物种植是可行的。
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2018年编委、审稿人审稿统计 0
本社
棉花学报    录用日期:2019-02-18
整枝方式和冠层高度对棉铃时空分布及产量的影响 0
朱晓伟, 刘连涛, 万华龙, 张永江, 孙红春, 李存东
棉花学报    2019, 31 (1): 79-88.   DOI: 10.11963/1002-7807.zxwlcd.20190103
摘要   PDF (1043KB)
目的】结合整枝方式和冠层高度这两种措施,塑造良好的群体冠层结构,实现棉花增产增效。【方法】在2016—2017年以冀棉958为试验材料,采用裂区设计,在保定清苑研究不同整枝方式(去、留叶枝)和冠层高度(高矮相间冠层、矮冠层和高冠层)对棉铃时空分布、产量及产量构成因素的影响。【结果】整枝方式和冠层高度对棉铃的时空分布具有显著影响。在时间分布上,留叶枝处理相比去叶枝处理能够显著增加“三桃”(伏前桃、伏桃和秋桃)数量;高矮相间冠层与高冠层相比伏前桃数增多,但秋桃数显著减少。在空间分布上,留叶枝使果枝结铃数下降,但果枝棉铃分布较去叶枝群体更均匀,去叶枝群体下部果枝棉铃分布较多,留叶枝群体则集中在中部果枝;不同冠层结构处理的内围铃数均多于外围铃数。整枝方式和冠层高度对棉花产量形成具有显著的互作效应,以去叶枝、高矮相间群体籽棉产量最高,但其皮棉产量和留叶枝、高矮相间群体相比,并没有显著差异。【结论】塑造留叶枝、高矮相间冠层能够促使棉株中部多结铃,增加伏桃数及其比例,提高单位面积铃数,有利于形成产量,还可节省人力和物力,节约成本,因此可作为黄河流域棉区实现棉花高产高效的一项重要简化栽培措施。
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棉花导入系耐盐性鉴定及耐盐基因QTL定位 0
朱协飞, 司占峰
棉花学报    2019, 31 (1): 23-30.   DOI: 10.11963/1002-7807.zxfzxf.20181226
摘要   PDF (1495KB)
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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棉花重组自交系铃重性状的QTL定位 0
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   PDF (2836KB)
【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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