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1. 陆地棉REM基因家族全基因组鉴定及表达分析
石荣康, 张冬梅, 孙正文, 刘正文, 解美霞, 张艳, 马峙英, 王省芬
棉花学报    2021, 33 (2): 95-111.   DOI: 10.11963/1002-7807.srkwxf.20210113
摘要193)   HTML0)    PDF(pc) (41427KB)(400)    收藏

【目的】 REM (Reproductive meristem)基因家族编码一类转录因子在植物生长发育过程中发挥重要作用,但在棉花中未见报道。【方法】 基于陆地棉基因组数据和公共数据库中的转录组数据,运用生物信息学方法对陆地棉REM基因家族成员进行系统鉴定,并对该基因家族的理化性质、基因结构、组织表达特异性以及胁迫条件下的表达规律等进行分析。【结果】 陆地棉REM基因家族包含79个成员,分布在25条染色体上,可分为5个亚组。每个成员编码的蛋白质至少含有1个B3结构域,大部分定位在细胞核。基因上游2 kb序列中存在激素及胁迫响应等顺式作用元件。组织表达特性分析结果显示,大部分REM基因在胚珠或纤维中的表达量较其他组织更高。逆境胁迫下的表达分析显示,29个基因响应棉花冷、热、盐或干旱胁迫。对6个基因在纤维不同发育时期表达量进行分析,发现这些基因的表达与已发表的转录组数据基本一致。【结论】 明确了REM基因家族在基因组中的分布特征、结构特征以及系统进化特征,根据转录组数据初步揭示了该家族基因在生长发育和抗逆中的功能。

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2. GhMYB43负调控木质素的生物合成和茉莉酸信号
沈吉丽,肖胜华,惠慧,努日曼古丽·艾尼,胡琴,张晓君,杨兆光,聂新辉,朱龙付
棉花学报    2020, 32 (6): 522-537.   DOI: 10.11963/1002-7807.sjlzlf.20200907
摘要187)   HTML0)    PDF(pc) (10806KB)(307)    收藏

【目的】棉花黄萎病是由土壤传播的植物维管束真菌病害,导致每年棉花产量和品质的严重损失。本研究通过鉴定抗病基因,研究抗病机制,为棉花多抗种质资源创新提供理论基础。【方法】利用酵母单杂交(Yeast one hybrid)筛选到1个GhLac1上游的调节因子,并通过构建系统进化树、氨基酸序列多重比对、定量逆转录聚合酶链反应(Reverse transcription-quantitative polymerase chain reaction, RT-qPCR)、烟草瞬时转化、双荧光素酶检测系统、病毒诱导的基因沉默技术、棉花遗传转化技术等对该转录因子相关功能进行验证。【结果】Gh_D12G0544与拟南芥(Arabidopsis thaliana)中AtMYB43同源性最高,将其编码基因命名为GhMYB43。GhMYB43位于陆地棉Dt亚组第12号染色体上,编码1个含376个氨基酸的蛋白质,含有2个MYB结构域;RT-qPCR分析发现GhMYB43在茎中优势转录,受水杨酸和过氧化氢诱导上调表达,而受茉莉酸甲酯诱导下调表达,转录水平会受大丽轮枝菌(Verticilium dahliae)诱导;亚细胞定位结果显示,GhMYB43蛋白定位于细胞核中;双荧光素酶检测系统验证该基因具有转录激活活性;抗病性鉴定发现抑制GhMYB43转录会增强棉花植株对黄萎病菌的抗性;超表达GhMYB43增强了棉花对黄萎病菌的敏感性;木质素组织化学染色和含量测定结果表明,超表达GhMYB43转基因系的木质素含量明显低于对照材料。RT-qPCR分析表明,GhMYB43负调控木质素合成途径中关键酶基因的转录水平,并且负调控茉莉酸信号路径相关基因的转录。【结论】GhMYB43负调控木质素合成和茉莉酸信号。

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3. 陆地棉Nudix基因家族的全基因组鉴定及表达分析
窦玲玲, 孙亚如, 赵琴, 田瑞洁, 康洋洋, 朱怡然, 杨蕾蕾, 王彩虹, 冯宇, 王文博, 肖光辉
棉花学报    2021, 33 (2): 112-123.   DOI: 10.11963/1002-7807.dllxgh.20210119
摘要145)   HTML1)    PDF(pc) (15772KB)(235)    收藏

【目的】 Nudix是一类能够催化各种核苷二磷酸衍生物水解的酶,具有维持遗传物质稳定,响应逆境胁迫等生物学功能。本研究旨在对陆地棉Nudix基因进行全基因组分析,为深入研究Nudix基因家族参与棉纤维生长发育调控机制提供参考。【方法】 通过生物信息学方法对陆地棉基因组(ZJU_v2.1)的Nudix基因进行全基因组鉴定,并系统分析Nudix基因家族成员的理化性质、序列特征、基因复制、系统进化和表达情况。【结果】 从陆地棉基因组中共鉴定到76个GhNudix基因,经聚类分析将其分为7个亚组(Clade Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ和Ⅶ)。基因复制分析表明,片段重复是陆地棉GhNudix基因家族成员扩增的主要原因。转录组数据表明GhNudix基因的表达不但有组织特异性而且有时间特异性。其中在纤维发育的起始和伸长阶段高调表达的GhNudix基因主要分布在Clade Ⅰ和Ⅱ;且大部分Clade Ⅰ和Ⅱ亚组的GhNudix基因启动子含有响应生长素和赤霉素的顺式作用元件,由此推测Clade Ⅰ和Ⅱ亚组的GhNudix基因在陆地棉纤维的起始和伸长阶段发挥作用。【结论】 陆地棉GhNudix基因家族的全基因组鉴定和分析,为后续研究其在棉纤维发育中的作用机制提供参考。

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4. 基于红外热成像的棉花叶片温度分布量化方法研究
冯璐,邢芳芳,杨北方,韩迎春,王国平,雷亚平,李亚兵
棉花学报    2020, 32 (6): 569-576.   DOI: 10.11963/1002-7807.fllyb.20201105
摘要152)   HTML0)    PDF(pc) (1680KB)(232)    收藏

【目的】叶片温度反映作物生长的生理过程和能量交换,是作物生长监测的重要指标。本研究旨在提出一种量化棉花叶片温度空间分布的方法。【方法】以水培条件下缺钾和正常棉花叶片的红外图片为研究对象,基于Stata和Surfer软件去除棉花红外图片中无关背景强化目标叶片的温度信息;应用地统计学空间网格法实现对叶片温度分布的数量化;最后统一红外图像的温度标尺实现不同处理间叶片不同区域的温度比较。【结果】经过处理后的图像能体现不同处理间的叶片温度差异。缺钾叶片平均温度、叶脉温度和叶脉外叶片温度分别高于正常叶片0.52 ℃、0.59 ℃和0.47 ℃。此外,缺钾处理叶片内部温度的变幅(0.76 ℃)及变异系数(0.38%)均高于正常叶片(0.54 ℃,0.27%),且以叶脉温度升高最多(0.53 ℃)。叶片内部温度的概率分布分析表明,缺钾叶片温度分布的四分位差高于正常叶片0.07 ℃,说明正常叶片温度分布相对集中。【结论】这一方法的提出有助于进一步准确监测棉花长势,为指导棉花精准管理奠定基础。

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5. 棉花耐低氮和氮敏感种质筛选及验证
王准,张恒恒,董强,贵会平,王香茹,庞念厂,李永年,牛静,靳丁沙,汪苏洁,张西岭,宋美珍
棉花学报    2020, 32 (6): 538-551.   DOI: 10.11963/1002-7807.wzsmz.20201023
摘要143)   HTML0)    PDF(pc) (2944KB)(186)    收藏

【目的】通过挖掘棉花耐低氮种质资源,提高氮效率。【方法】选用80个棉花种质,苗期试验设置低氮浓度(0.25 mmol·L-1)和正常氮浓度(5 mmol·L-1)2个氮水平,确定筛选指标且划分氮效率类型,并与田间产量的筛选结果进行比较。【结果】供试棉花种质在2个氮水平下总干物质质量、地上部氮累积量、氮素吸收效率等12个性状指标均存在显著性差异。综合棉花苗期氮素性状指标的变异系数、主成分分析及相关性分析,将总干物质质量、总氮积累量、氮吸收效率等6个指标作为筛选评价指标。根据聚类热图分析及氮效率综合值,初步筛选出2个耐低氮、氮高效种质(鲁05R59和中棉所69)和2个低氮敏感、氮低效种质(珂字棉201和新陆中30号)。田间试验筛选结果与苗期筛选结果一致。【结论】苗期进行氮高效种质筛选是可行的,并确定鲁05R59和中棉所69为耐低氮、氮高效种质,珂字棉201和新陆中30号为低氮敏感、氮低效种质。

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6. 基于抗草甘膦基因的棉花茎尖农杆菌介导转化方法的研究
欧 婷, 何秋伶, 陈进红, 祝水金
棉花学报    2013, 25 (5): 410-416.  
摘要742)      PDF(pc) (1745KB)(714)    收藏
以中棉所49、珂字棉201和YZ-1为受体材料,通过对培养基草甘膦浓度、农杆菌侵染时间和浓度、共培养时间以及恢复培养条件等因素的优化,建立了基于抗草甘膦基因的棉花茎尖农杆菌转化技术体系,并将抗草甘膦基因(EPSPS-G6)导入3个受体材料,获得转基因抗草甘膦棉花植株。研究结果表明,适合于棉花茎尖农杆菌介导的草甘膦筛选浓度为10 mg·L-1;茎尖转化体系为农杆菌菌液OD600为0.9~1.0,侵染时间为20 min,共培养时间为48 h,选用SH培养基并加入适量活性炭(0.5 g·L-1)作为恢复培养基。用本研究创制的转化技术体系,转化处理3个陆地棉受体360个茎尖,共获得60株抗性再生植株,经PCR检测,获得阳性抗性植株26株,移栽成活23株。以茎尖外植体数计算,本体系的转化成功率6.4%。该转化体系适合于转化抗草甘膦基因或以抗草甘膦基因为筛选基因的外源基因,具有转化频率高、嵌合体少、转化周期短等优点。
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7. 陆地棉MADS-box家族基因鉴定及组织特异性表达分析
张爱,王彩香,宿俊吉,张先亮,史春辉,刘娟娟,彭云玲,马雄风
棉花学报    2020, 32 (5): 404-404.   DOI: 10.11963/1002-7807.zamxf.20200831
摘要291)   HTML2)    PDF(pc) (3141KB)(147)    收藏

【目的】 MADS-box蛋白是1种重要的转录因子,参与调控棉花生长发育进程。鉴定分析陆地棉MADS-box家族基因,可为研究其生物学功能奠定基础。【方法】 基于2019年最新组装的陆地棉TM-1参考基因组,通过HMMER 3.0软件鉴定陆地棉Type Ⅰ型及MIKC型MADS-box基因。利用MapInspect、MEGA 7.0、MEME和TBtools软件以及omicshare网站进行染色体定位、多序列比对聚类分析、Motif预测、基因结构鉴定以及组织特异性表达分析。【结果】 从全基因组水平上鉴定出181个陆地棉MADS-box基因(66个Type Ⅰ型和115个MIKC型),染色体定位发现该181个基因在陆地棉26条染色体上均有分布,其中A组染色体上分布有78个基因、D组上分布有103个基因。系统进化分析显示Type Ⅰ型MADS-box蛋白有3个亚家族,MIKC型蛋白包括MIKC*型和含有10个亚家族的MIKCC型;motif预测结果显示所有MADS-box蛋白均含有MADS结构域,基因结构分析结果显示,外显子、内含子结构和长度在各亚家族内具有同一性;组织特异性表达分析发现MADS-box家族基因中有33个在纤维组织中优势表达,103个在花器官中优势表达,41个基因在根茎中优势表达。【结论】 本研究通过生物信息学方法,鉴定并获得了与陆地棉开花调控和纤维发育相关的MADS-box基因,对于揭示棉花纤维品质等重要性状的遗传调控机制及分子育种具有一定的理论意义和应用价值。

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8. 陆地棉Dof基因家族的全基因组鉴定及分析
琚龙贞,赵汀,方磊,胡艳,张天真
棉花学报    2020, 32 (4): 279-291.   DOI: 10.11963/1002-7807.jlzhy.20200630
摘要718)   HTML3)    PDF(pc) (21227KB)(287)    收藏

【目的】单锌指DNA结合蛋白(DNA binding with one finger, Dof)是1类植物特有的转录因子,在植物生长发育与非生物胁迫响应中发挥非常重要的作用。本研究旨在对陆地棉Dof转录因子家族进行全基因组分析,为深入研究Dof基因参与植物生长发育的调控机制提供参考。【方法】基于最新发布的陆地棉基因组数据,利用生物信息学手段对陆地棉Dof基因家族进行全基因组鉴定,并系统分析Dof基因家族成员的理化性质、序列特征、基因复制、系统进化和表达谱。【结果】陆地棉中一共鉴定出118个Dof基因。经聚类分析将其分成9个亚家族,同一亚家族的陆地棉Dof基因有相似的内含子/外显子和基序分布模式。基因复制分析表明,全基因组复制可能导致陆地棉Dof基因的扩增。陆地棉Dof基因启动子区域存在不同植物激素和逆境胁迫响应元件。转录组分析表明,陆地棉Dof基因在不同的组织、发育时期和逆境胁迫下聚为3个表达模式不同的类群,暗示了其功能多样性。【结论】陆地棉Dof基因家族的全基因组鉴定和分析,有助于了解其进化和功能,为后续研究提供重要参考。

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9. 乙烯对棉花适应淹水胁迫的作用及其机制
刘光亚,张艳军,孙学振,董合忠
棉花学报    2020, 32 (3): 208-218.   DOI: 10.11963/1002-7807.lgydhz.20200426
摘要525)   HTML3)    PDF(pc) (1251KB)(162)    收藏

【目的】淹水胁迫影响棉花生长发育,持续淹水可导致棉花减产甚至绝产,增强棉花适应淹水胁迫的能力对棉花抗涝夺丰收至关重要。乙烯(Ethylene)是备受关注的重要信号分子,在植物抗逆过程中发挥着重要作用,但在缓解棉花淹涝伤害中作用和机制尚不清楚。本文以棉花(Gossypium hirsutum L.)品种K638为材料,在山东棉花研究中心试验站(山东临清)的田间电动遮雨棚内,对盛花期棉花淹水处理10 d,通过叶面喷施乙烯信号通路抑制剂1-甲基环丙烯(1-methylcyclopropene, 1-MCP)或乙烯合成前体1-氨基环丙烷-1-羧酸(1-Aminocyclopropane-1-carboxylic acid, ACC)抑制或促进棉株体内乙烯合成,探究了乙烯含量对棉花适应淹水胁迫的作用及其生理机制。结果表明,与未喷施的淹水处理相比,喷施1-MCP乙烯含量降低了5.3%,丙二醛(Malondialdehyde, MDA)、厌氧代谢酶乙醇脱氢酶(Alcohol dehydrogenase, ADH)、丙酮酸脱羧酶(Pyruvate decarboxylase, PDC)和乳酸脱氢酶(Lactate dehydrogenase, LDH)分别降低了39.2%、37.8%、20.5%和8.2%,主茎功能叶光合速率和单株干物质质量分别提高了13.5%和3.3%,籽棉产量提高了4.6%;而ACC的效果相反,喷施ACC促进受淹棉株体内乙烯积累,乙烯含量升高了8.0%,MDA、ADH、PDC和LDH分别增加了19.5%、17.5%、11.2%和8.0%,光合速率和单株干物质质量分别降低了6.0%和7.7%,籽棉产量减少了8.0%。由此可见,降低棉株体内乙烯含量,可显著降低活性氧对细胞膜的损伤,抑制厌氧代谢有毒产物的积累,减轻淹水胁迫下棉花所受的低氧损伤,缓解受淹棉株光合生产和生长发育的受抑制程度,一定程度上缓解了淹水胁迫造成的伤害,是提高棉花适应淹水胁迫的重要途径。

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10. 根癌农杆菌介导的真菌遗传转化研究进展
周芳芳, 李志芳, 冯自力, 师勇强, 赵丽红, 李彩红, 朱荷琴
棉花学报    2012, 24 (5): 461-467.  
摘要1639)      PDF(pc) (1388KB)(1042)    收藏
农杆菌介导遗传转化成为真菌实现菌种改良、新基因标记及目的基因的筛选、分离和克隆的重要方法之一。该方法操作简单、受体范围广、转化效率高、单拷贝率高及突变体遗传稳定,解决了传统转化方法的瓶颈。利用该方法成功实现了多种真菌大容量高质量突变体库的构建,且在各类真菌突变体库构建的基础上,相关基因的筛选和功能基因的验证工作成为下一步的研究热点,进而为各类病原菌致病机理的深入研究提供依据,为抗病育种等亟待解决的问题奠定基础。
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11. 陆地棉株型及生育期相关性状QTL定位
贾晓昀, 王士杰, 赵红霞, 朱继杰, 李妙, 王国印
棉花学报    2021, 33 (2): 124-133.   DOI: 10.11963/1002-7807.jxywgy.20210226
摘要123)   HTML1)    PDF(pc) (5450KB)(107)    收藏

【目的】 为了深入分析棉花株型及生育期相关性状的分子遗传机制,加速适机采棉花新品种分子标记辅助育种进程。【方法】 通过构建包含413个单株的F2群体,结合高密度SNP(Single nucleotide polymorphism,单核苷酸多态性)遗传图谱,开展株高(Plant height,PH)、第一果枝节位(Node of the first fruiting branch,NFFB)及其高度(Height of NFFB,HNFFB)、第四果枝第一果节长度(First node length of the forth fruiting branch,FNLFFB)、第七果枝第一果节长度(First node length of the seventh fruiting branch,FNLSFB)等5个株型性状和开花期(Flowering time,FT)、花铃期(Flowering to boll-opening period,FBP)、全生育期(Whole growth period,WGP)等3个生育期性状的QTL(Quantitative trait loci,数量性状位点)定位研究。【结果】 8个性状均呈现连续的双向超亲分布,性状之间存在广泛的正向相关性,PH与其他株型性状均为极显著正相关,NFFB与3个生育期相关性状均为显著或极显著正相关。共定位到36个加性QTL(Additive QTL,aQTL)位点,包括14个PH相关aQTL、6个NFFB相关aQTL、3个HNFFB相关aQTL、5个FNLFFB相关aQTL、3个FNLSFB相关aQTL、2个FT相关aQTL、2个FBP相关aQTL、1个WGP相关aQTL,单个aQTL贡献率为1.70%~10.38%。这些aQTL分布于20条染色体,每条染色体有1~4个aQTL。发现3个aQTL重叠区段,分别为A11染色体的qNFFB-A11-1qWGP-A11-1、D3染色体的qHNFFB-D3-1qPH-D3-1、D8染色体的qNFFB-D8-1qFNLSFB-D8-1。检测到263个上位性QTL(Epistatic QTL,eQTL),单个eQTL的贡献率为1.17%~6.19%;19个aQTL与21个eQTL位置重叠;At基因组分布有17个aQTL和202个eQTL,Dt基因组分布有19个aQTL和61个eQTL。【结论】 本研究为探索棉花株型的分子遗传机制奠定了研究基础,为机采棉分子标记辅助育种提供理论指导。

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12. 基于高通量测序的棉花InDel标记开发及其应用
陆海燕,陈璐,王显生,赵涵,沈奇
棉花学报    2019, 31 (4): 297-306.   DOI: 10.11963/1002-7807.lhysq.20190605
摘要301)   HTML3)    PDF(pc) (1019KB)(177)    收藏

【目的】获得可以用于棉花品种鉴定和纯度检测的二态性InDel标记,提高棉花种子的检验精确度和效率,为棉花的分子育种发挥作用。【方法】基于来源不同的121份棉花全基因组信息,根据高多态性信息含量筛选多态性高的InDel位点,开发二态性InDel标记,并在我国66个棉花品种的遗传距离分析和聚类分析中进行应用。【结果】基于121份棉花的二代测序数据获得10 967个InDel位点,合成了85对InDel引物,选择其中有效引物64对,其中At亚组的特异引物35对、Dt亚组特异引物29对,At、Dt亚组染色体的平均最小等位频率分别为0.45、0.32,多态信息含量分别为0.49、0.40;所用的66个棉花品种的遗传距离范围是0.04~0.65 cM(厘摩),平均为0.39 cM,遗传距离最大的2个品种是泗棉3号和中棉所36,遗传距离最小的是徐棉18和徐杂3号。【结论】开发的64个棉花二态性InDel标记能有效地通过揭示品种间的遗传距离反映品种之间的亲缘关系,区分来源不同的棉花品种,具有一定的理论意义和应用价值。

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13. 陆地棉TLP基因家族的全基因组鉴定及表达分析
张华崇,张文蔚,简桂良,李蔚
棉花学报    2019, 31 (5): 381-393.   DOI: 10.11963/1002-7807.zhclw.20190715
摘要475)   HTML0)    PDF(pc) (3729KB)(279)    收藏

【目的】类甜蛋白(Thaumatin-like proteins,TLP)参与多种植物病原真菌侵染后的防御反应。本研究通过在全基因组分析TLP基因,为深入探究其在介导棉花抗黄萎病通路中的分子机理提供基础。【方法】分别利用生物信息学方法和荧光定量聚合酶链式反应技术对陆地棉中的TLP基因进行全基因组鉴定和响应棉花黄萎病菌侵染表达分析。【结果】共鉴定出88个TLP基因;通过系统发育分析和序列特征分析可将棉花TLP家族分为10类。TLP基因家族外显子数量介于1~5之间,内含子介于0~4之间,同组成员具有相似的基因结构。大部分TLP含有5个保守的motif,具有相同的基序组织模式,均为Motif 5_4_2_3_1。染色体定位显示87个TLP基因定位于陆地棉20条染色体上,其中A亚组和D亚组各分布有42和45个,其在染色体上的分布存在串联重复现象。响应病原菌侵染表达分析显示,黄萎病菌侵染可以诱导6个候选基因的表达,不同抗性品种相对表达量达到峰值的时间不同,且耐病品种(GZ-1)上述基因表达量比感病品种(86-1)有增高的趋势。【结论】该研究结果有助于了解棉花TLP基因家族的进化与功能。

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14. 新疆机采模式下棉花株行距配置对冠层结构指标及产量的影响
李建峰,王聪,梁福斌,陈厚川,田景山,康鹏,张旺锋
棉花学报    2017, 29 (2): 157-165.   DOI: 10.11963/issn.1002-7807.201702005
摘要389)   HTML2)    PDF(pc) (1422KB)(446)    收藏
【目的】为了研究不同株行距配置对机采棉花冠层结构指标及产量的影响。【方法】在田间条件下,选用棉花杂交种鲁棉研24号和常规品种新陆早60号为供试材料,设置适宜机采的1膜3行等行距(76 cm+76 cm+76 cm)低密度、1膜6行宽窄行(66 cm+10 cm)高密度及1膜3行等行距(76 cm+76 cm+76 cm)双株高密度3种配置方式进行试验。【结果】等行距低密度下,棉花生育前期生长旺盛,叶面积指数与光吸收率迅速增加至最高值;生育后期,叶面积指数及光吸收率下降幅度分别为10.4%~13.6%、3.7%~4.2%,低于其他两种处理,且干物质积累量较高。等行距低密度下杂交棉产量最高。【结论】等行距低密度下杂交棉实现高产的生理基础主要是:生育前期叶面积指数及光吸收率增长迅速,干物质积累较快;生育后期叶面积指数及光吸收率下降缓慢,能维持较高水平,光合生产能力较高,干物质积累量最大。

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15. 通过转CaM基因提高了棉花抗寒性
赵存鹏, 郭宝生, 王凯辉, 刘素恩, 王兆晓, 刘冬艳, 耿军义
棉花学报    2016, 28 (3): 234-241.   DOI: 10.11963/issn.1002-7807.201603006
摘要265)      PDF(pc) (1003KB)(431)    收藏
为了获得耐低温棉花新材料,通过花粉管通道法获得了转CaM基因棉花,经过分子检测得到了3个转基因株系。同时对得到的转基因株系的T4代(C1、C2、C3)和棉花受体(CK)在低温处理后的相关生理生化指标进行了初步测定。发现在低温(4 ℃)处理24 h后,C1、C2、C3叶片中的丙二醛(MDA)含量明显低于对照,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)的活力、可溶性糖的含量明显高于对照,而常温下(23 ℃)测定值没有明显的差异。表明转CaM基因棉花在低温时能够通过减轻叶片膜脂过氧化程度,提高抗氧化酶活力等反应来缓解低温对棉花叶片的损伤。本研究筛选出了3个具有一定抗寒能力的转基因株系,为下一步选育抗寒新品种奠定了基础,也为其他棉花抗寒转基因技术提供了理论依据。
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16. 冠菌素对低温胁迫下棉花幼苗AsA-GSH循环的调控效应研究
李进,翟梦华,于春欣,王莉,张军高,周小云,梁晶,段留生,雷斌
棉花学报    2020, 32 (5): 381-391.   DOI: 10.11963/1002-7807.ljlb.20200729
摘要238)   HTML1)    PDF(pc) (1988KB)(98)    收藏

【目的】 研究冠菌素(Coronatine, COR)对低温胁迫下棉花幼苗营养器官抗坏血酸-谷胱甘肽循环系统的影响,探索其抗逆机理。【方法】 以新陆早57号为材料,设4个处理,幼苗2叶期叶面喷施清水后进行25 ℃(CK)和4 ℃(LT)处理,幼苗2叶期叶面喷施冠菌素(0.01 μmol·L-1)后进行25 ℃(COR)和4 ℃(LT+COR)处理,1 d后采集各处理根、茎和叶,测定抗氧化物质含量和酶活性。【结果】 与CK相比,LT处理引起棉花幼苗根、茎和叶中抗坏血酸过氧化物酶和单脱氢抗坏血酸还原酶活性、氧化型抗坏血酸、还原型谷胱甘肽和谷胱甘肽含量下降,谷胱甘肽过氧化物酶活性、还原型抗坏血酸和抗坏血酸含量升高,脱氢抗坏血酸还原酶和谷胱甘肽还原酶活性无差异,叶中氧化型谷胱甘肽含量减少。与LT相比,(LT+COR)处理使棉花幼苗根、茎和叶中抗坏血酸过氧化物酶、单脱氢抗坏血酸还原酶、脱氢抗坏血酸还原酶、谷胱甘肽过氧化物酶和谷胱甘肽还原酶活性升高,还原型抗坏血酸、氧化型抗坏血酸、还原型谷胱甘肽、抗坏血酸和谷胱甘肽含量增加,氧化型谷胱甘肽含量、还原型抗坏血酸与氧化型抗坏血酸的含量比、还原型谷胱甘肽与氧化型谷胱甘肽的含量比在叶中变化明显。【结论】 COR可以调控棉花幼苗抗坏血酸-谷胱甘肽循环系统,缓解低温对棉花幼苗造成的损伤,对叶片缓解作用最强。

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17. 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300)   HTML1)    PDF(pc) (8019KB)(311)    收藏

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。

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18. 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411)   HTML4)    PDF(pc) (1258KB)(215)    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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19. 利用WGCNA进行棉花果枝节间伸长相关基因共表达模块鉴定
巨飞燕,张思平,刘绍东,马慧娟,陈静,葛常伟,沈倩,张小萌,刘瑞华,赵新华,张永江,庞朝友
棉花学报    2019, 31 (5): 403-413.   DOI: 10.11963/1002-7807.jfypcy.20190904
摘要497)   HTML0)    PDF(pc) (3432KB)(221)    收藏

【目的】旨在进行棉花果枝节间伸长相关基因的共表达模块鉴定,研究基因整体表达规律,挖掘目标基因及候选基因。【方法】以两个株型结构差异显著的棉花品种(新陆中77和鲁棉研28)的18份不同长度果枝节间样本的转录组数据作为分析对象,通过权重基因共表达网络分析(Weighted gene co-expression network analysis, WGCNA)进行模块的划分,根据模块功能富集分析及基因表达模式进行特异性模块的筛选及枢纽基因的鉴定,利用Cytoscape_3.3.0进行加权基因共表达网络图的绘制。【结果】利用34 559个有效基因创建了共表达网络,划分为13个共表达模块,筛选得到Cyan模块为与棉花果枝节间伸长相关的特异性模块,并发现植物激素信号转导通路中的JAZ(Jasmonate-zim-domain protein)基因为该模块的枢纽基因,挖掘到80个潜在的候选基因,并用其构建了基因互作调控网络。【结论】JAZ类基因在抑制棉花果枝节间伸长生长过程中发挥着重要的作用,本研究结果可为棉花果枝节间伸长的调控机理研究提供数据支持,为进一步调控棉花株型结构奠定理论基础。

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20. 陆海高代回交群体抗黄萎病QTL定位
郭志军,赵云雷,陈伟,王红梅,龚海燕,桑晓慧,崔艳丽,赵佩
棉花学报    2019, 31 (4): 327-334.   DOI: 10.11963/1002-7807.gzjwhm.20190618
摘要312)   HTML1)    PDF(pc) (1590KB)(210)    收藏

【目的】定位棉花抗黄萎病数量性状位点(Quantitative trait loci, QTL)。【方法】以海7124和TM-1配制抗感组合F1,再以鲁棉研28为轮回亲本构建的137个BC4F1家系为作图群体,筛选出多态性重复序列(Simple sequence repeat, SSR)标记,并与已发表的整合高密度遗传连锁图谱相比对,构建遗传图谱。采用复合区间作图法(Composite interval mapping,CIM)进行大田和病圃两个环境下抗黄萎病QTL定位。【结果】216个多态性SSR位点分布在26条染色体上,可覆盖棉花基因组3 380 cM(centi Morgan),标记间平均距离15.77 cM。定位到6个QTLs,分布在6条染色体上,可解释表型变异8.56%~20.26%,其中5个QTLs与前人研究结果相一致,在第1染色体上新定位到一个QTL。本研究可为分子标记辅助选择抗病育种提供帮助。【结论】定位到6个黄萎病相关QTLs,其中1个是在第1染色体上新发现的QTL。

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