2011年, 第23卷, 第5期　刊出日期：2011-09-15

  

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研究与进展
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  半野生棉抗黄萎病筛选及根系分泌物对黄萎病菌的影响

  付慧娟, 刘 方, 黎绍惠, 王春英, 张香娣, 王玉红, 朱荷琴, 王坤波

  棉花学报. 2011, 23(5): 387-393.

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  对陆地棉7个野生种系的220份材料进行黄萎病菌的抗性筛选，用8份不同抗性材料进行了根系分泌物分析。从220份材料中筛选出18份抗黄萎病材料。根系分泌物研究表明，抗病品种根系分泌物对黄萎病菌菌丝生长及孢子萌发均具有抑制作用，而感病品种根系分泌物对其则有促进作用。另外通过对根系分泌物中氨基酸和可溶性糖的分析发现，抗病品种根系分泌物中氨基酸种类少于感病品种，并且抗病品种根系分泌物中氨基酸总量和可溶性糖含量显著少于感病品种。同时发现，精氨酸为抗病品种特有氨基酸。
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  转CrylAC及CrylAC+CpTI基因对棉花上绿盲蝽2种消化酶活性及

  谭永安, 柏立新, 肖留斌, 孙　洋, 赵洪霞, 吴国强

  棉花学报. 2011, 23(5): 394-400.

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  以转基因棉国抗22，sGK321及其亲本棉泗棉3号、石远321为材料，研究了上述4种寄主上绿盲蝽淀粉酶、蛋白酶活性及海藻糖含量。结果表明：与亲本棉相比，2种转基因棉绿盲蝽若、成虫淀粉酶、蛋白酶活性和海藻糖含量均值较高，且若虫淀粉酶活性、成虫海藻糖含量在转基因棉国抗22和其亲本棉泗棉3号之间差异显著；同一品种棉花上成虫的淀粉酶、蛋白酶活性和海藻糖含量均高于若虫，并差异极显著。绿盲蝽若、成虫淀粉酶、蛋白酶活性及海藻糖含量在转基因棉及其亲本棉上的频率分布高峰基本一致；但与亲本棉花相比，2种转基因棉所测指标在低区间段分布较少，在高区间段分布较多。
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  化学打顶对棉花群体容量的拓展效应

  赵　强, 张巨松, 周春江, 恽友兰, 李松林, 田晓莉

  棉花学报. 2011, 23(5): 401-407.

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  以常规人工打顶为对照，在大田条件下设置不同种植密度（18万、22.5万和27万株·hm^-2），研究化学打顶对棉株形态、群体器官数量和经济产量等的影响。结果表明，化学打顶棉花株高显著高于人工打顶，平均高出17%，中上部果枝显著变短，尤其是上部果枝平均比人工打顶短75%，冠层中部透光率平均提高约13%。在相同密度条件下，化学打顶棉花单位面积果枝数、主茎节间数多于对照。化学打顶棉花的皮棉产量在密度为18万株·hm^-2时为2541 kg·hm^-2，与人工打顶相当；当密度增加到22.5万株·hm^-2时，化学打顶的产量仍维持在较高水平（2600 kg·hm^-2），而人工打顶较化学打顶产量下降了10%。因此，化学打顶的最适密度范围扩大，为进一步增密增产提供了可能。化学打顶对综合纤维品质无显著影响。
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  市售草甘膦除草剂对转基因抗草甘膦棉花幼苗生长的影响

  燕树锋, 陈进红, 梅　磊, 周童童, 赵日峰, 祝水金

  棉花学报. 2011, 23(5): 408-413.

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  以转基因抗草甘膦棉花种质系G6-7和G6-8及其非转基因遗传背景亲本对照中棉所49为材料，研究了市售10%草甘膦水剂和95%的草甘膦粉剂对抗草甘膦棉花种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明，中棉所49对于两种类型的草甘膦均很敏感，幼苗喷施0.2 mmol·L^-1 的10%草甘膦水剂和95%草甘膦粉剂均全部死亡。转EPSPS-G6基因抗草甘膦棉对95%草甘膦粉剂的抗性较好，但对10%草甘膦水剂的抗性较弱。就转基因棉花对两种剂型草甘膦的反应看，喷施2.4 mmol·L^-1的10%草甘膦水剂和95%草甘膦粉剂后，棉花幼苗全株鲜重、叶重、根重、下胚轴长、可溶性蛋白质增量和POD活性等各项指标在两种草甘膦制剂间的差异均达到显著水平。喷施12.0 mmol·L^-1 的10%草甘膦水剂，转基因抗草甘膦棉花的种子发芽率显著低于相同浓度的粉剂，两者之间的发芽率相差25%~75%。研究结果表明，10%的草甘膦水剂中可能含有对棉花幼苗生长发育有害的物质，影响抗草甘膦棉幼苗的生长，在转基因抗草甘膦棉花品种商业化应用时应谨慎使用。
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  棉花早熟芽黄突变体叶绿素荧光动力学特性研究

  田明爽, 宋美珍, 范术丽, 庞朝友, 喻树迅

  棉花学报. 2011, 23(5): 414-421.

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  以中棉所58及其航天诱变芽黄突变体为研究对象，利用快速叶绿素荧光诱导动力学测定和JIP-test 数据分析方法，研究了晴天条件下野生型（Wild type，WT)和突变体5个叶位叶片（倒1叶至倒5叶）的原初光化学反应的变化。结果表明，突变体倒2叶最大光化学效率（F_v/F_m）最低，至倒5叶时恢复正常。突变体叶片较高的K点的相对可变荧光值（W_k）表明放氧复合体受到损害。与野生型相比，突变体新生叶片的O-J-I-P 荧光诱导曲线的初始斜率（M_o）升高，标准化后的O-J-I-P荧光诱导曲线、最大荧光强度及y轴之间的面积（S_m）、用于电子传递的量子产额（φ_Eo）、反应中心捕获的激子中用来推动电子传递到电子传递链中超过Q_A^-的其它电子受体的激子占用来推动QA-还原激子的比率（ψ_o）值降低，表明叶片发育早期PSⅡ受体侧的Q_A^-大量积累，电子传递链受阻。通过分析突变体光合机构的比活性参数发现，在叶片发育的早期，突变体单位反应中心吸收的较多的能量以热和荧光的形式被耗散掉。突变体新叶发育前期黄化、后期变绿，推测早期叶绿素合成受阻，造成光系统损伤、光合性能下降。
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  光质对棕色棉棉铃发育及纤维品质形成的影响

  汪　淼, 吴小虎, 李廷春, 蔡永萍, 林　毅, 姜家生, 姜　磊

  棉花学报. 2011, 23(5): 422-426.

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  以棕色棉为材料，通过采用红、黄、蓝紫、白（对照）滤光膜对棕色棉棉铃套袋处理，研究光质对棕色棉纤维品质及纤维合成相关酶活性的影响。试验结果表明: 红光处理能增加棕色棉的单铃体积、铃重，蓝紫光处理可使纤维绒长缩短，而经黄光处理衣分明显降低。经红、黄、蓝紫光处理，棉纤维中蔗糖合成酶(Sucrose synthase, SS)活性均有所增加。处理7 d时，分别比对照增加了38.41%, 35.83%,19.36%；而21 d时，分别增加了63.32%，38.31%，15.11%。在β-1,3-葡聚糖酶与吲哚乙酸氧化酶（IAA oxidase, IAAO）活性的表现上，红光处理能增加β-1,3-葡聚糖酶活性，降低IAAO活性，蓝紫光处理能增加IAAO活性，降低β-1,3-葡聚糖酶活性；经黄光处理，两种酶活性均下降，这可能是三种光质对棕色棉纤维品质产生影响的原因之一。
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  棉花种子特异性启动子的克隆及表达载体构建

  琦明玉, 陆才瑞, 邹长松, 王巧莲, 宋国立

  棉花学报. 2011, 23(5): 427-432.

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  种子特异性表达启动子是植物种子基因工程改良的重要工具。Lea(Late embryogenesis abundant)蛋白是胚胎发育后期种子中大量积累的一系列蛋白质，因此，其调控序列可能提供一个很好来源的种子特异性表达启动子。为研究植物Lea蛋白基因启动子在种子中的特异性表达，本研究通过PCR扩增，从亚洲棉（Gossypium arboreum L.）石系亚1号中克隆了Lea蛋白基因家族中D113基因上游1262 bp的调控序列和D34基因上游1445 bp的调控序列。DNA序列分析结果表明，克隆到的两个片段与已报道的Lea蛋白基因同一家族该基因的对应序列的相似性分别达到97.43 %和94.27 %。分别用限制性内切酶HindⅢ和xbaI双酶切重组质粒pGEMT-D和改造后的表达载体pBI121-T，分别回收pGEMT-D重组质粒中的小片段和pBI121-T植物表达载体中的大片段，经连接、转化和鉴定，获得由D113基因启动子和D34基因启动子驱动报告基因GUS的新型植物表达载体pBI121-D113、pBI121-D34，为外源基因在棉花种子中的定位表达研究奠定基础。
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  陆地棉花粉母细胞时期microRNAs分析

  魏　娟, 吴建勇, 邢朝柱, 郭立平, 戚廷香, 王海林

  棉花学报. 2011, 23(5): 433-439.

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  以陆地棉花粉母细胞时期的小蕾为材料，利用Solexa测序技术和miRNA相关的生物信息学分析技术， 共得到151条单一miRNA序列，其中已知植物中保守miRNAs有88个,新发现的棉花miRNAs有2个，候选棉花miRNAs有61个。通过miRNA靶基因预测和靶基因功能分析发现6个与陆地棉花发育相关的miRNAs和5个与陆地棉雄配子发育相关的miRNAs。
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  超短纤维突变体纤维内源激素及其相关酶在纤维伸长期的变化

  邵明彦, 王学德, 倪　密, 程超华, 刘英新, 袁淑娜

  棉花学报. 2011, 23(5): 440-446.

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  以超短纤维突变体（Ligon lintless）及其野生型这一对遗传等基因系为材料，研究棉纤维伸长与内源激素含量及其相关酶活性的关系。结果表明，在野生型纤维快速伸长阶段，突变体却表现为：纤维中GA₃初期的低含量、IAA的峰值出现时间推迟（迟6 d）且明显低于野生型、ABA含量的快速降低时期出现迟（迟3 d）且短（短6 d）以及纤维伸长启动期极低含量的ZRs。而突变体纤维中过氧化物酶（POD）和IAA氧化酶含量的高峰均早于野生型，且在纤维快速伸长时期出现；突变体纤维中的色氨酸合成酶活性也低于野生型。推测GA₃、IAA和ZRs是纤维伸长的正向影响因子，且IAA作用于整个伸长期，GA₃作用于伸长初期，ZRs作用于伸长启动期。而POD、IAA氧化酶和色氨酸合成酶通过调节激素的合成与代谢调控纤维伸长，前两种酶起着抑制作用，后一种酶起着促进作用。
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  基于不同植被指数的棉花光合有效辐射吸收分量估算研究

  金秀良, 李少昆, 王克如, 肖春华, 王方永, 陈　兵, 陈江鲁, 吕银亮, 刁万英

  棉花学报. 2011, 23(5): 447-453.

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  通过开展小区棉花密度和水分对比试验，分析不同密度和水分处理的棉花整个生育期光合有效辐射吸收分量(FPAR)与光谱反射率的相关关系，建立棉花FPAR光谱估算模型。结果表明，棉花FPAR与选取的所有植被指数均呈极显著相关，其中绿度植被指数（GREENNDVI）和反射率比值（GMI）与FPAR的相关性最好，相关系数（r）分别为0.794和0.765。分别用GREENNDVI和GMI建立棉花FPAR的估算模型，其决定系数（r²）分别为0.657和0.633，均方根误差（RMSE）分别为0.089和0.093。研究表明，利用光谱特征参数可以有效地估算棉花整个生育期的FPAR。
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  源库调节对Bt棉棉铃外源杀虫蛋白表达量影响的研究

  吉荣龙, 崔必波, 黄志勇, 费月跃, 顾克余, 孙扣忠, 陈德华

  棉花学报. 2011, 23(5): 454-459.

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  以转Bt基因抗虫棉不同大小棉铃品种泗抗1号、泗抗3号和科棉6号为材料，2005－2006年于扬州大学实验农场进行源库调节对棉铃Bt杀虫蛋白表达量影响的试验。研究结果表明：整株去除一半叶片，则体积膨大期棉铃体积、铃重和子指变小，且体积和铃重以大铃品种科棉3号受影响大，花后28 d体积和铃重分别下降15.4%和20.5%，子指以小铃品种泗抗1号受影响大，花后28 d下降了20.6%；与体积、铃重结果相反，铃壳和棉子中Bt蛋白含量增加，花后21 d则分别增加了23.5%～32.3%和3.3%～18.8%。整株均匀去除一半蕾，则棉铃体积、铃重和子指变大，其中仍以大铃品种受影响大，花后28 d分别增加了25.8%，10.4%和12.7%；而铃壳和棉子中Bt蛋白含量下降，仍以大铃品种下降幅度大，花后21 d分别下降了40.6%和33.7%。相关分析表明，源库调节下铃体积、铃重都与铃壳和棉子中Bt蛋白含量呈显著负相关，子指与棉子中Bt蛋白也表现同样效应。因此，在育种和栽培时需协调好棉铃发育和Bt表达的关系。
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  新疆杂交棉育苗移栽稀植群体冠层结构特征及与产量关系的研究

  姚炎帝, 冯国艺, 崔素倩, 罗宏海, 张亚黎, 张旺锋

  棉花学报. 2011, 23(5): 460-465.

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  在北疆气候生态条件下，以杂交棉品种新陆早43号和鲁棉研24号为材料，采用育苗移栽稀植，研究杂交棉稀植条件下冠层结构、光合特性及与产量的关系。结果表明：与直播棉相比，移栽稀植条件下叶面积指数较低、冠层开度和透光率偏高，群体漏光损失严重，群体光合速率和干物质质量显著降低，但叶枝成铃的比例显著增加，且棉株生育进程有所提前，霜前花率提高20%。育苗移栽3.0万株·hm^-2与4.5万株·hm^-2条件下皮棉产量可达到2900 kg·hm^-2高产水平，但3.0万株·hm-2处理的用苗量比4.5万株·hm^-2处理少33.3%。品种间，直播条件下新陆早43号的皮棉产量低于鲁棉研24号，育苗移栽稀植条件下高于鲁棉研24号。因此，在播种出苗期自然灾害较多的北疆地区选用适宜的杂交棉品种，采用育苗移栽稀植可实现稳产增产。
专题与述评
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  滨海盐碱地棉花熟相调控技术及其机理

  孔祥强, 董合忠

  棉花学报. 2011, 23(5): 466-471.

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  熟相是指棉株吐絮成熟期的衰老表现，有正常成熟、早衰和贪青晚熟等熟相之分，实现正常熟相需要协调的库源关系和根冠关系。整枝、嫁接和环割等措施通过改变棉花库源关系和根冠关系，导致细胞分裂素和脱落酸含量发生变化，引起早衰或贪青晚熟等异常熟相。品种自身的遗传背景、栽培措施和外界环境等都可以改变库源关系、根冠关系及相关的植物激素平衡，从而影响棉花熟相。受渗透胁迫、离子毒害和营养障碍等因素的影响，滨海盐碱地棉花容易出现库源关系和根冠关系失调，引起早衰或贪青晚熟等异常熟相，并导致棉花产量和纤维质量下降。本文提出，选用对路品种，不断改良培肥盐碱地减轻盐离子毒害和营养障碍，合理密植、科学整枝和适时适度化控，是滨海盐碱地棉花获得正常熟相、优质高产的有效途径。
研究简报
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  环境条件对棉花轮纹斑病菌分生孢子萌发的影响

  李　莎, 张文蔚, 齐放军, 司　宁, 简桂良

  棉花学报. 2011, 23(5): 472-475.

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  为了明确影响棉花轮纹斑病发生和流行的因素，对棉花轮纹斑病菌分生孢子萌发的营养条件、光照、温度、湿度等条件进行了研究。结果表明：病菌分生孢子在不同营养条件下萌发率存在显著差异，在SDAY培养液中萌发速度快，萌发率最高；光照对病原分生孢子萌发有显著影响，黑暗处理更有利于分生孢子萌发；分生孢子萌发对温湿度的要求较高，孢子萌发的适宜温度为30℃；空气相对湿度越高分生孢子萌发率越高，在水滴中萌发最好；不同棉花品种叶片研磨液对分生孢子的萌发有显著影响，宁4-14、垦62的叶片研磨液更利于分生孢子萌发。
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  基于高光谱植被指数的棉田冠层特征信息估算模型研究

  祁亚琴, 吕　新, 陈冠文, 林海荣, 陈　燕, 陈　剑

  棉花学报. 2011, 23(5): 476-480.

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  采用ASD Field Spec Pro VNIR 2500型光谱辐射仪获取了棉花不同生育时期的冠层高光谱反射率。并通过光谱分析技术，建立了基于高光谱植被指数——归一化植被指数和比值植被指数的棉田冠层特征信息的定量模型。经过对估算模型的精度检验和评价，最终筛选出表征棉花冠层结构特征参数的最佳估算模型。结果表明，基于归一化植被指数预测棉花叶面积指数，以幂函数（y=11.084x^12.024，r=0.8076^**）的模型为最优；基于比值植被指数预测棉花单位面积地上部鲜生物量，以指数函数（y=52.261·exp(0.1024x)，r=0.8114^**）的估计模型为最优；基于比值植被指数预测棉花单位面积地上部干生物量，以指数函数（y=9.5552·exp(0.1133x)，r=0.8330^**）的模型为最优。可见，利用高光谱遥感技术可以分析、模拟、评价、预测棉花冠层特征参量，为精准种植棉花提供了依据。