2014年, 第26卷, 第4期 刊出日期:2014-07-15
  

  • 全选
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    研究与进展
  • 赵凤利, 范术丽, 宋美珍, 庞朝友, 郭亚宁, 李黎贝, 魏恒玲, 喻树迅
    棉花学报. 2014, 26(4): 283-289.
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    本实验室从陆地棉中克隆得到GhNAC78,分析了其基因特征及功能。该基因cDNA全长为937 bp,开放阅读框为876 bp,编码291个氨基酸,隶属于NAM转录因子亚家族。体外转录激活实验表明,GhNAC78具有转录激活活性。上游启动子区1537 bp序列的生物信息学分析可知其包含多种激素、胁迫和光响应元件,表明GhNAC78广泛地参与植物生长发育和胁迫响应的调控。荧光定量结果显示,GhNAC78在棉花叶片衰老过程中高调表达,推测其参与叶片衰老的调控。
  • 陈源, 韩勇, 花明明, 王俊, 顾超, 许映飞, 李国生, 张祥, 陈德华
    棉花学报. 2014, 26(4): 290-294.
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    采用盆栽试验,以转Bt基因的常规品种DP410B和泗抗1号、杂交种岱杂1号和泗抗3号为材料,探讨盛铃期18 ℃低温下不同湿度对Bt棉叶片Bt蛋白表达量的影响。结果表明,2010年,低温下90%、70%、50%这3种湿度胁迫6 h后,DP410B和岱杂1号叶片Bt蛋白含量比各自对照(温度为常温,湿度70%)显著降低,但泗抗1号和泗抗3号没有显著变化;2011年,当低温下90%、50%湿度胁迫时间延长至48 h后,4个品种叶片中Bt蛋白含量比各自对照均显著下降。其中岱杂1号和DP410B在胁迫12 h后便开始显著低于各自对照,而泗抗1号和泗抗3号则在24 h以后才显著低于对照。说明随低温和湿度胁迫时间延长,Bt棉叶片中Bt蛋白含量下降效应逐渐增大,但不同品种间存在一定差异。
  • 祁虹, 王永强, 赵俊丽, 郭娴, 王树林, 张谦, 冯国艺, 林永增, 张寒霜
    棉花学报. 2014, 26(4): 295-300.
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    以赘芽生长势强的冀151和269系及赘芽生长势弱的冀棉169和182系作为材料,观察打顶(D)、打顶+顶施IAA(D+T)和打顶+果枝顶芽施用IAA(D+F)处理下赘芽的生长势以及内源Z+ZR与IAA含量的变化。结果显示,棉花上部赘芽在打顶20 d后显著伸长,内源Z+ZR水平在打顶6 h后也明显提高,IAA水平显著下降;而D+T和D+F处理的棉花上部赘芽的伸长及内源Z+ZR水平的提高幅度均明显低于D处理,IAA含量则无显著变化。表明棉花茎节处合成的CTK促进赘芽生长,其水平受茎中由上而下IAA流的控制。棉花赘芽的生长既受主茎中IAA流调控,也受果枝中IAA流的影响。
  • 杨佳蒴, 赵文青, 胡伟, 王友华, 陈兵林, 周治国
    棉花学报. 2014, 26(4): 301-309.
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    以长江流域下游棉区的12个棉花主栽品种为研究材料,在人工气候室水培和田间种植条件下进行棉花苗期耐低钾能力筛选指标研究。结果表明,低钾会放大棉花苗期关于钾素吸收利用和光合碳同化等生理特性上的品种间差异幅度。土壤严重缺钾时会显著降低棉花铃数、铃重及衣分,其中铃数响应土壤缺钾最为敏感,而在铃重组成中纤维质量对土壤缺钾的响应幅度大于棉子质量。通过对比基于棉花苗期不同生理指标和最终产量与品质指标的筛选结果,发现综合考虑棉花苗期叶片SuSy活性、SPAD值和单株叶片生物量3项指标的低钾胁迫系数对棉花最终产量与品质的耐低钾能力具有较好的预测效果。通过试验筛选出低钾敏感型棉花品种泗杂3号和耐低钾型棉花品种泗棉3号,二者可作为进一步研究低钾环境下棉花产量、品质形成机理的理想试验材料。
  • 刘峰, 汪小东, 赵彦鹏, 孙杰
    棉花学报. 2014, 26(4): 310-317.
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    以棉花品种新陆早33号为材料,克隆获得其胚胎发育晚期丰富蛋白LEA基因的种子特异性启动子。启动子序列全长为1228 bp;作用元件分析表明该区域除了具有启动子核心调控序列外,还含有多个与组织特异性、激素、逆境等表达相关的顺式作用元件,如E-box、ABRE元件、A-box等。与已报道的棉花品种Coker 201的LEA基因D34的5'端上游调控序列1212 bp相比,两者具有97%的一致性。拟南芥遗传转化的功能分析结果表明,所克隆的序列能驱动GUS基因在种子中特异表达,且GUS主要在转基因植物的种子发育后期表达;其表达强度要弱于组成型的CaMV35S启动子。研究结果不仅有助于进一步深入认识棉花LEA基因功能及其表达调控规律,也为植物遗传转化提供组织特异性的启动子。
  • 钱森和, 徐淼, 洪亮, 张雷, 孙旭, 蔡永萍, 林毅, 高俊山, 郭宁
    棉花学报. 2014, 26(4): 318-325.
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    在优化绿色棉离体培养体系的基础上,以绿色棉品种绿絮棉1号、白色棉品种泗棉三号(对照)为材料,比较了光培养和暗培养对鲜胚珠质量、纤维长度、纤维素含量等生理生化指标影响,来探讨光照对绿色棉纤维生长发育的影响。结果表明:花后2 d的绿色棉胚珠较适宜离体培养,其适宜的消毒方式为75%的乙醇10 min+0.1%升汞10 min;离体培养的适宜激素及其浓度为GA3 1.0 μmol·L-1+IAA 5.0 μmol·L-1+ZR 2.5 μmol·L-1,3种激素对胚珠鲜质量和纤维伸长影响大小的顺序为ZR>IAA>GA3。光培养能够抑制纤维的伸长、β-1,3-葡聚糖酶活性和培养前期的纤维蔗糖合成酶活性;但能够促进胚珠的生长、纤维素的合成、纤维PAL活性和培养后期的纤维蔗糖合成酶活性,提高黄酮含量。可见,光照能够对绿色棉纤维生长发育产生一定的影响。
  • 徐素平, 张帅, 吕丽敏, 雒珺瑜, 王春义, 李春花, 崔金杰, 雷朝亮
    棉花学报. 2014, 26(4): 326-333.
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    保幼激素环氧水解酶(Juvenile hormone epoxide hydrolase, JHEH)在保幼激素(Juvenile hormone, JH) 的代谢途径中起重要的降解作用。为初步分析JHEH在棉蚜(Aphis gossypii Glover)生长发育中可能存在的功能,本研究通过转录组测序并结合RACE技术,克隆AgosJHEH基因,其开放阅读框为1401 bp,编码466个氨基酸,预测蛋白质分子量为52.6 kDa,等电点8.19。N末端存在由20个氨基酸组成的疏水性信号肽序列,存在催化三联体Asp(230)、Glu(408)、His(437)氨基酸残基以及阴氧离子洞Tyr(304)、Tyr(378)和HGWP花样结构氨基酸残基,与豌豆蚜氨基酸序列有很高的同源性。RT-qPCR结果表明AgosJHEH在棉蚜无翅若虫3、4龄表达量显著低于其他龄期,在无翅成虫中各生命时期没有显著差异,有翅成虫腹部显著低于翅中的表达量。本研究首次对AgosJHEH进行结构分析及功能预测,为深入理解其对棉蚜JH滴度的调控机制及开发新型杀虫剂奠定基础。
  • 张东升, 韩硕, 王旗, 刘军, 张伟, 张立祯, 刘建国
    棉花学报. 2014, 26(4): 334-341.
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    在枣棉间作条件下,通过设置不同的棉花种植密度(13.5万、18.0万和22.5万株·hm-2),研究了密度对棉花光合作用及产量的影响。结果表明,间作棉花形态、荧光参数和光合特性受到枣树的显著不利影响,表现出明显的边行负效应。随着枣棉间距离的增加,不利影响减小,SPAD值、光系统II的实际光化学效率(ΦPSII)和净光合速率(Pn)显著增加;随着密度增加,间作棉花LAI和干物质质量显著增加。密度为18万株·hm-2的间作棉花的光系统II的实际光化学效率(ΦPSII)、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和产量显著高于13.5万株·hm-2和22.5万株·hm-2。在枣棉间作复合系统中,适当增加枣棉间距可以减轻枣树对棉花的不利影响,而较高的棉花密度也有利于棉花高产。
  • 陶瑞, 李锐, 谭亮, 褚贵新
    棉花学报. 2014, 26(4): 342-349.
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    施用有机肥是作物增产和提升地力的有效途径。本试验在连续定位施肥的第3年,研究了常规单施化肥(CF)和化肥减量20%~40%、配施3000~6000 kg·hm-2不同种类的有机类肥料对棉株干物质质量,产量,氮、磷吸收量,土壤保水性以及养分利用率的影响。结果表明,与单施化肥相比,减化肥配施有机肥各处理的生物量在蕾期、铃期和吐絮期分别增加4.3%~30.0%、16.8%~35.1%和18.5%~38.8%;棉花产量在第3年提高了6.9%~18.5%,其中施用6000 kg·hm-2生物有机肥获得最高产,子棉产量为7578 kg·hm-2。施用有机肥能增加棉株对氮、磷养分的吸收,且显著提高了氮肥利用率(P<0.05)以及田间持水量,生物有机肥对磷肥利用率的提高优于普通有机肥。
  • 匡政成, 曾潜, 赵燕, 匡逢春, 肖才升, 陈浩东, 李庠, 李育强, 张学文
    棉花学报. 2014, 26(4): 350-355.
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    通过构建以GUS为报告基因的生长素响应表达载体的遗传转化,开展了棉花生长素的原位研究。经棉花叶片瞬时表达分析,证实该报告基因在棉花中有效。采用农杆菌子房注射法将该报告基因转化至湘杂棉21号后,经筛选检测,获得了3 株阳性转基因棉花植株。对转基因棉花胚珠及花原基进行的GUS检测表明在棉花受粉前2 d(-2 DAP, Day after pollination)至受粉后2 d(2 DAP)的胚珠发育期间,棉花胚珠表面生长素水平呈现 “V”形变化过程,且在受粉2 DAP后,GUS染色更集中分布在分化了的纤维细胞中。说明在棉花受粉前的胚珠发育早期,表层细胞中含有较高浓度水平的生长素,维持着表层细胞的持续分裂。而在胚珠表层纤维细胞分化期生长素浓度降低,GUS着色变浅。受精后,纤维细胞开始伸长突起,伸长的纤维细胞中有更强的GUS着色,证明分化了的纤维细胞中具有较高浓度的生长素分布,这可以促进纤维细胞的伸长生长。胚珠表层相邻细胞的低水平的生长素对棉花纤维细胞的分化突起可能起关键作用。对花原基的GUS染色观察,生长素主要集中分布在分化的花组织细胞分裂活跃的区域,表明生长素在促进花器官的发育和器官建成方面有重要作用。
  • 陈红, 李吉莲, 刘萍, 宿俊吉, 宋庆平
    棉花学报. 2014, 26(4): 356-362.
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     以海岛棉7124抗黄萎病染色体片段导入系CSIL-035、CSIL-096、CSIL-108和CSIL-155为父本,新陆早33号、新陆早40号、新陆早42号、新陆早45号为母本,采用不完全双列杂交法配制16个组合,进行海岛棉染色体片段导入系黄萎病抗性配合力研究。研究结果表明,导入系CSIL-035、CSIL-096、CSIL-108和CSIL-155的发病率、病情指数、相对病指均具有较高的负向一般配合力(General combining ability, GCA)效应,均达到了显著水平。新陆早33号分别与导入系CSIL-035、CSIL-096、CSIL-108和CSIL-155配置的组合,其发病率、病情指数、相对病指特殊配合力(Special combining ability, SCA)效应为负值,均达到了显著或极显著水平。组合新陆早40号×CSIL-035和新陆早42号×CSIL-155的病情指数、相对病指SCA效应为负值,对黄萎病的抗性具有正向的促进作用。
  • 光杨其, 宋桂成, 张金凤, 王晓楠, 唐灿明
    棉花学报. 2014, 26(4): 363-370.
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    近年来,已发现 碱性/螺旋-环-螺旋(basic/Helix-Loop-Helix, bHLH) 类转录因子家族在植物的生长发育调控中发挥重要作用。本研究通过电子克隆方法得到1个新的棉花 bHLH 类转录因子基因的全长序列,利用反转录-PCR 技术从陆地棉中分离出1个bHLH 类转录因子基因,并命名为GhbHLH130。该基因包含1个552 bp 的开放阅读框,编码184 个氨基酸残基。序列分析表明GhbHLH130 蛋白包含1个螺旋-环-螺旋 (Helix-Loop-Helix) 保守结构域,属于bHLH 转录因子家族。实时荧光定量分析结果表明GhbHLH130 基因的表达受干旱、高盐、低温以及外源脱落酸的显著诱导。亚细胞定位结果表明GhbHLH130 基因在细胞核内表达。本研究结果表明GhbHLH130 基因可能作为调控基因参与棉花的逆境应答响应过程。
  • 研究简报
  • 王丽, 周仲华, 郑顺利, 陈金湘, 王峰, 李瑞莲, 张昊
    棉花学报. 2014, 26(4): 371-376.
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    应用iTRAQ标记结合LC-MS/MS分析的定量蛋白质组学技术,比较漂浮育苗及旱土育苗条件下棉花根系蛋白质表达差异,鉴定到169个差异表达蛋白,包括116个上调蛋白和53个下调蛋白。通过对差异表达蛋白的GO分析、COG功能注释分析以及Pathway代谢通路富集分析,发现12%的差异蛋白与棉花水分胁迫反应有关。研究还初步推测漂浮育苗棉花根系有氧呼吸受到抑制,无氧呼吸作用增强,Phosphoglucomutase、Dihydrolipoamide dehydrogenase和Alcohol dehydrogenase可能与棉花耐涝渍密切相关,其对应编码基因是棉花耐涝渍关键候选基因,值得进一步研究。