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  棉花学报  
棉花学报
2018年 30卷 3期
刊出日期:2018-05-15

>> 研究与进展
>> 研究简报
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研究与进展
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
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( 11 )   PDF (2568KB)( 124 )
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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陆地棉植物络合素合酶基因的鉴定与功能预测
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( 18 )   PDF (3999KB)( 76 )
【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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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
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( 13 )   PDF (4080KB)( 127 )
【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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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
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( 13 )   PDF (1567KB)( 67 )
【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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干旱胁迫对棉花冠层光合、光谱和荧光的影响
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( 23 )   PDF (2126KB)( 79 )
【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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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
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( 39 )   PDF (2126KB)( 103 )
【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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喷施浓缩沼液对棉花幼苗生长发育和生理特性的影响
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( 20 )   PDF (2259KB)( 87 )
【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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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
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( 40 )   PDF (3753KB)( 36 )
【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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研究简报
一种防治棉花黄萎病的生物复合种衣剂的研制
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( 22 )   PDF (2512KB)( 81 )
【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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