2010年, 第22卷, 第3期　刊出日期：2010-05-15

  

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研究与进展
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  优化TAIL-PCR方法克隆棉花抗逆相关转录因子编码基因

  梁成真， 张　锐， 孙国清， 孟志刚， 周　焘， 丁忠涛， 郭三堆

  棉花学报. 2010, 22(3): 195-201.

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  ABF/AREB/ABI5/DPBF类转录因子属于碱性亮氨酸类蛋白，在依赖ABA的逆境信号传导途径中起重要的作用。本研究结合该类转录因子的结构特点，利用3′ RACE技术和优化的TAIL-PCR技术成功获得棉花中三个该家族成员编码基因。进一步验证结果表明两步PCR成功获得基因完整的ORF、3′ UTR以及部分5′ UTR序列。本研究所获基因为棉花抗逆基因工程提供了候选基因源，优化后的TAIL-PCR技术为克隆棉花中目的基因提供了一种简便高效的方法。
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  均匀设计优化棉花ISSR-PCR反应体系

  朱岩芳， 祝水金， 王　洋， 李永平， 马文广， 胡　晋

  棉花学报. 2010, 22(3): 202-208.

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  为探索适宜棉花的ISSR-PCR反应体系，采用两轮均匀设计试验，对ISSR-PCR反应体系中Mg²⁺ 、dNTPs、模板DNA、引物、Taq DNA聚合酶的浓度或用量进行优化。结果表明，棉花20 μL的ISSR反应体系的最佳组分包括2 μL 10×PCR Buffer、0.5 U Taq DNA聚合酶、40 ng模板DNA、0.25 mmol·L^-1 dNTPs、0.5 μmol·L^-1引物和2.0 mmol·L^-1 Mg²⁺ 。利用8个棉花品种和三条不同引物验证该反应体系，结果表明，该反应体系的稳定性和重复性较好。
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  陆地棉棉铃对位叶碳氮变化特征与其生物量关系的研究

  赵新华， 屈　磊， 陈兵林， 周治国

  棉花学报. 2010, 22(3): 209-216.

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  在大田栽培条件下，选用科棉1号和美棉33B两个棉花品种，于江苏南京、徐州进行施氮量(0、240、480 kg·hm^-2)试验，研究棉铃对位叶碳氮变化特征与棉铃（棉子、纤维）生物量的关系。结果表明：棉铃对位叶全碳、全氮含量变化可用函数Y=at²+bt+c〔Y (%)：全碳或全氮含量，t (d)：铃龄，a、b、c：参数〕拟合，碳氮比变化可用Logistic方程拟合。进一步分析棉铃对位叶碳氮变化的特征值发现：（1）棉铃对位叶全碳含量达到最小值的时间早、最小含量值高，则可提高棉铃、棉子、纤维生物量快速累积持续期间的平均速率，但缩短了棉铃和纤维生物量快速累积持续期，延长了棉子生物量快速累积持续期。（2）棉铃对位叶全氮含量达到最小值的时间晚，则可延长棉铃和纤维生物量快速累积持续期；全氮最小含量值高，则可延长棉子生物量快速累积持续期。（3）棉铃对位叶碳氮比快速增长持续期长、快速增长平均速率小，则可延长棉铃及纤维生物量快速累积持续期。可见，棉铃对位叶碳氮变化特征与棉铃生物量的关系密切，可通过调控棉铃对位叶碳氮含量及其比值促进棉铃发育。
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  四倍体野生棉毛棉体细胞胚胎发生与植株再生研究

  张　巧， 汪静儿， 叶春丽， 燕树峰， 陈进红， 洪彩霞， 祝水金

  棉花学报. 2010, 22(3): 217-223.

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  通过对培养基激素配比，以及不同浓度的PEG、CuSO₄和AgNO₃等处理，对棉属四倍体野生棉种毛棉（G.tomentosum Nutt.&Watt）进行了体细胞培养，获得了大量体细胞胚状体并实现植株再生。与四倍体陆地棉（G.hirsutum, cv. Coker 201）相比，毛棉体细胞培养难度较大，且体细胞胚畸形严重，萌发困难，但通过培养条件的调控可以得到大量胚状体和少量再生植株。试验结果表明，激素组合0.1 mg·L^-1 KT+0.1 mg·L^-1 2,4-D诱导的愈伤组织较松脆，分化潜力高；PEG处理不利于毛棉的胚性和非胚性愈伤的诱导，而不同浓度的CuSO₄和AgNO₃处理对于体细胞胚状体诱导和萌发以及植株再生效果有明显差异。其中3.5 mg·L^-1 CuSO₄+0.5 mg·L^-1 IBA + 0.2 mg·L^-1 KT和3 mg·L^-1 AgNO₃+ 0.5 mg·L^-1 IBA + 0.2 mg·L^-1 KT组合利于胚性愈伤的增殖和体细胞胚的萌发。
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  种植密度与留叶枝对棉花产量和早熟性的互作效应

  张冬梅， 李维江， 唐　薇， 董合忠， 李振怀， 罗　振， 卢合全

  棉花学报. 2010, 22(3): 224-230.

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  为实现合理密植与叶枝利用的有机结合，研究了种植密度与整枝对棉花产量和早熟性的影响。结果表明，密度和整枝对棉花产量有显著的互作效应。去叶枝情况下，以低密度（3.00株·m^-2）的产量最低，中高密度（5.25~7.50株·m^-2）的产量较高；留叶枝条件下，以中低密度（3.00~5.25株·m^-2）的产量较高，高密度（7.50~9.75株·m^-2）的产量较低。去叶枝条件下，中密度（5.25株·m^-2）比低密度皮棉增产9.7%，而留叶枝条件下，低密度与中密度的产量相当，比高密度（9.75株·m^-2）增产15.3%。密度与留叶枝可以单独或协同影响生物产量、经济系数和产量结构，对皮棉产量有显著的互作效应。低密度条件下保留叶枝似可弥补密度不足引起的产量损失，而中、高密度条件下，去叶枝仍有益处。
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  干旱对棉花主茎叶片内源激素含量与平衡的影响

  李东晓， 李存东， 孙传范， 孙红春， 刘连涛， 张永江， 肖　凯

  棉花学报. 2010, 22(3): 231-235.

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  以鲁棉研28为试验材料，设置了干旱（土壤相对含水量RWC<60%）和对照(RWC同常规棉田)2种处理，采用酶联免疫吸附法测定棉花主茎叶内源激素的含量。结果表明，2种处理下ZR含量变化呈单峰曲线，干旱出现的峰值极显著高于对照，但晚于对照；干旱处理下GA₃含量出现2次峰值，说明较早进入生殖生长期；IAA含量的变化趋势差异不明显，干旱使中期叶片IAA含量显著提高；干旱处理下ABA含量前期出现一较高峰值，中后期缓慢上升，促进早衰。另外，干旱也改变了棉花主茎叶片ZR/ABA、GA₃/ABA、IAA/ABA和(ZR+GA₃)/ABA的动态平衡。干旱使ZR在功能期发挥作用的时间延长；GA₃/ABA在激素平衡互作中关系密切；干旱处理下IAA/ABA前期较低，中后期升高，说明水分缺乏并不影响IAA和ABA在棉花生育后期发挥重要生理作用。
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  棕色棉和白色棉纤维发育相关酶活性的比较研究

  陈允峰， 王亚男， 林　毅， 蔡永萍， 李廷春， 李正鹏， 樊洪泓

  棉花学报. 2010, 22(3): 236-241.

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  选择深棕、中棕、浅棕3个棕色棉品系，以白色棉品种为对照，测定棉铃发育各阶段纤维发育相关酶的活性变化，探讨纤维发育相关酶对棕色棉纤维品质的影响。结果表明，棕色棉的绒长、衣指、衣分低于白色棉；纤维发育过程中，棕色棉纤维伸长速率低于白色棉，纤维伸长停止早（30 DPA左右），而白色棉纤维伸长期较长（35 DPA左右）；纤维发育期棕色棉纤维素累积速率低于白色棉，快速累积期短（25 DPA），纤维素含量低于白色棉；纤维发育前期（20 DPA），棕色棉的蔗糖合成酶（SS）活性显著低于白色棉，而过氧化物酶（POD）和吲哚乙酸氧化酶（IAAO）活性高于白色棉；纤维发育后期（25 DPA），棕色棉的β-1,3-葡聚糖酶、POD活性显著低于白色棉。
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  棉花不同耐高温品系的SOD、POD、CAT活性和MDA含量差异及其对盛花期高温胁迫的响应

  邓茳明， 熊格生， 袁小玲， 贾　菲， 刘　志

  棉花学报. 2010, 22(3): 242-247.

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  分别以耐高温、中度敏感与敏感型3个棉花品系为材料，分析了它们在不同发育时期叶片和花药中SOD、POD、CAT保护酶活性和MDA含量的差异及在盛花期高温胁迫下的变化。3个品系间叶片保护酶活性在苗期和盛蕾期几乎相同，在盛花期和结铃盛期耐高温显著高于敏感类型，而耐高温棉花叶片MDA含量自盛蕾期起显著低于敏感类型。花药保护酶活性随生育进程而逐渐增加，耐高温棉花花药SOD和POD活性在花粉粒成熟期才显著高于敏感类型，而CAT活性和MDA含量在整个发育时期均分别显著高于和低于敏感类型材料。盛花期高温胁迫显著地抑制叶片和花药的保护酶活性，导致MDA含量极显著地增加，但耐高温棉花叶片和花药保护酶活性的降低和MDA含量的增加幅度明显少于敏感类型。
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  矮秆棉品种陆矮1号株高对外源激素的响应研究

  刘爱玉， 陈金湘， 李瑞莲， 易九红， 冯正锐

  棉花学报. 2010, 22(3): 248-253.

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  通过蕾期和花铃期喷施不同浓度的激素，研究了陆地棉矮秆品种陆矮1号对外源激素的敏感性。结果表明：陆矮1号较对照品种对外源激素反应更为敏感，各种浓度的GA₃均能显著和极显著地促进陆矮1号的株高增长，以100 mg·L^-1和150 mg·L^-1浓度处理效果最为显著，对陆矮1号株高的促进率分别达到100.70%和59.15%，对TM-1的株高促进率分别为27.51％和27.88％；ABA显著抑制陆矮1号株高增长，浓度越高抑制作用越强，40 mg·L^-1时促进率为-31.03%；低浓度（20 mg·L^-1）的IAA处理能极显著地促进陆矮1号株高的增长，高浓度处理则表现抑制作用；高浓度KT处理显著抑制陆矮1号株高增长，低浓度处理有促进作用但不显著；4种激素混合喷施对陆矮1号株高的促进作用表现出拮抗效应，促进率远低于GA₃单独喷施。
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  不同抗冷级别的棉苗低温诱导蛋白比较

  李　锐， 李生泉， 范月仙

  棉花学报. 2010, 22(3): 254-259.

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  通过蛋白质双向电泳和质谱技术,对低温前后不同抗冷级别的棉花品种锦3047和410的蛋白质组进行了比较分析。结果表明：⑴不同品种的棉苗蛋白质组有明显差异，锦3047在pH4~7条件下的棉苗子叶蛋白表达图谱中发现50个蛋白点在低温胁迫前后的表达量有明显差异。⑵其中30个点在低温前后均有表达，低温处理后，有19个蛋白点的丰度值变大，且抗冷性较强的锦3047绝对丰度明显高于抗冷性较弱的410；11个蛋白点的丰度值变小, 锦3047的绝对丰度低于410。⑶锦3047特有8个蛋白点表达量上升，而在410中几乎不表达。⑷对入选的锦3047的差异蛋白点进行质谱分析，并通过数据库检索进行蛋白质鉴定，得到了其中30个蛋白的完整肽指纹图谱。其中逆境蛋白占20%，这些蛋白的表达可能对锦3047的抗冷性具有重要作用。
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  密度对棉花冠层小气候影响及其与棉花相关生理特征和纤维品质的关系

  娄善伟， 赵　强， 高云光， 郭仁松， 阿不力克木， 张巨松

  棉花学报. 2010, 22(3): 260-266.

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  为了探讨密度对棉花冠层小气候的影响，进一步研究密度与棉花生理特征和品质的关系，设计了5种不同密度（9万～27万株·hm^-2）的田间试验。试验结果表明：不同冠层的透光率初花后迅速下降，各处理中A3（18万株·hm^-2）处理透光率均变为最高。空气温度花期20 cm处冠层以A3处理空气温度最高，吐絮后规律性不明显。花期相对湿度较高且变化较小，以A3处理的相对湿度最为稳定，变化最小。吐絮期，不同冠层相对湿度变化趋势基本一致，早、晚的相对湿度较高，处理间规律性不明显。A3处理皮棉产量最高，LAI高峰出现在盛铃期，吐絮时仍保持在2.5~2.6。8月14日左右棉花第10果枝叶开始衰老，5 d后第8果枝叶开始衰老，其A3处理能维持较长时间的正常生理状态。不同处理棉花纤维品质无显著差异，密度增加能增进纤维品质，但密度大于A4（22.5万株·hm^-2）后，又对纤维品质产生负效应。
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  棉纤维颜色与品质性状杂种优势关系研究

  孙君灵， 霍曙明， 周忠丽， 贾银华， 潘兆娥， 庞保印， 杜雄明

  棉花学报. 2010, 22(3): 267-272.

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  利用白、绿、棕、深棕4种纤维色泽种质共7种类型的杂交组合，分析了纤维色泽和品质性状的表现差异，以及品质性状杂种优势与纤维色泽深浅的相关性。结果表明：深棕色与绿色组合的平均超亲优势最强，白色与深棕色、深棕色与绿色组合的平均中亲优势表现较好。纤维长度、比强度和麦克隆值等性状亲本差绝对值与超亲优势的简单相关系数均达极显著相关，但其中亲优势则均未达显著水平。纤维色泽与纤维长度、比强度的超亲和中亲优势的简单相关系数分别为-0.3601和-0.4487、-0.3978和-0.3895，均达极显著水平；纤维色泽与F₁纤维长度达极显著相关，其简单相关系数为-0.6045。育种上，在保证深纤维色泽前提下提高纤维品质，可利用深棕色与绿色、绿色与绿色和棕色与绿色组合。同时利用杂种优势可以达到同步改良彩色棉的纤维长度和比强度等性状的目的。但双亲纤维色泽越深，越不利于对彩色棉进行纤维品质的改良。
专题与述评
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  棉花抗黄萎病QTL定位研究进展

  冯常辉, 张胜昔, 史认辉, 付莉莉, 白 静, 陈银华

  棉花学报. 2010, 22(3): 273-278.

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  QTL(quantitative trait locus)定位将控制数量性状的基因分解成单个孟德尔因子进行详细剖析，更为细致地了解数量性状的遗传规律，为加速棉花抗黄萎病的遗传改良奠定基础。本文概述了棉花抗黄萎病QTL定位理论和现状，讨论了棉花抗黄萎病QTL定位过程中存在的问题及在遗传改良上的应用前景。
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  棉花早衰相关研究进展

  张海娜， 张香云， 李俊兰， 崔淑芳， 金卫平， 王广恩

  棉花学报. 2010, 22(3): 279-284.

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  从不同角度开展了对棉花早衰问题的研究，探讨了逆境、土壤、栽培措施等因素对棉花发生早衰的影响，分析了早衰棉株体内的生理生化变化，尝试用分子生物学手段培育抗早衰棉花新种质，提出了一系列合理、有效的防早衰栽培技术措施。通过对众多研究结果的总结和归纳，旨在为今后开展相关工作提供一定的帮助，对棉花早衰问题的攻克仍需做更加深入的研究。