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本期目录
2022年 第34卷 第5期 刊出日期:2022-09-15
  
    研究与进展
    陆地棉-异常棉异附加系抗旱耐盐性评价及关键生理生化指标测定
    上官艺馨,曹静,季为,陈祥龙,徐鹏,郭琪,沈新莲,徐珍珍
    棉花学报. 2022, 34(5):  369-382.  doi:10.11963/cs20220045
    摘要 ( 15 )   HTML ( 435 )   PDF (17799KB) ( 14 )  
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    【目的】筛选具有抗旱或耐盐潜力的陆地棉-异常棉异附加系,并明确体现其抗旱耐盐性的关键生理生化指标,旨在为棉花抗旱耐盐育种提供理论与材料基础。【方法】利用异常棉每条染色体特异的简单重复序列(simple sequence repeat, SSR)标记鉴定陆地棉-异常棉异附加系的基因型;通过表型观察和相关指标测定,筛选出具有抗旱或耐盐潜力的异附加系,并测定其生理生化指标,包括过氧化氢(H2O2)、丙二醛(malondialdehyde, MDA)、脯氨酸(proline, PRO)的含量、SPAD(soil and plant analyzer development)值及过氧化物酶(peroxidase, POD)、过氧化氢酶(catalase, CAT)和超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)的活性。【结果】陆地棉-异常棉异附加系的传递率为34.66%~51.50%;MAAL_1B、MAAL_5B、MAAL_7B、MAAL_8B、MAAL_11B和MAAL_12B具有抗旱潜力,MAAL_4B、MAAL_6B、MAAL_8B、MAAL_9B和MAAL_10B具有耐盐潜力。干旱或盐胁迫下轮回亲本陆地棉苏棉8289和具有抗旱或耐盐潜力的异附加系叶片中的MDA、H2O2和PRO的含量与干旱前或清水对照相比均有不同程度地增加,且轮回亲本的MDA和H2O2含量更高。干旱处理后10 d,与轮回亲本相比,MAAL_1B中CAT和SOD的活性、MAAL_5B中CAT和SOD的活性及PRO含量、MAAL_7B中SOD的活性、MAAL_8B中POD、CAT和SOD的活性及SPAD值、MAAL_11B中POD和CAT的活性以及MAAL_12B中CAT活性及SPAD值显著或极显著提高;350 mmol·L-1 NaCl处理后3 d,与轮回亲本相比,MAAL_6B中POD和SOD的活性及SPAD值、MAAL_8B中CAT活性、MAAL_9B中POD和SOD的活性以及MAAL_10B中SOD活性和SPAD值均显著或极显著提高。【结论】部分陆地棉-异常棉异附加系具有抗旱或耐盐潜力,且可能通过不同的生理生化过程应答干旱或高盐胁迫。

    不同灌水频率和灌溉定额对南疆无膜棉蕾铃时空分布及产量形成的影响
    李志鹏,万素梅,胡守林,陈国栋,马云珍,周相,雷亚平,熊世武,辛明华,杨北方,李亚兵
    棉花学报. 2022, 34(5):  383-400.  doi:10.11963/cs20210073
    摘要 ( 18 )   HTML ( 205 )   PDF (31720KB) ( 8 )  
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    【目的】研究不同灌水频率和灌溉定额对无膜棉蕾铃时空分布特征和产量形成的影响,为制定南疆无膜植棉灌溉制度提供参考。【方法】2020―2021年以中棉619为供试品种,无膜种植,采用单因素随机区组设计,第一年设置3个灌水处理,分别为花铃期灌水4次(W4)、6次(W6)、8次(W8),灌水间隔分别为12 d、8 d、6 d;第二年设置4个灌水处理,在第一年基础上增加了处理W7,即在花铃期灌水7次、灌水间隔7 d,2年各处理灌水定额均为69 mm,W8最后一次灌水定额为52.2 mm;2年均以花铃期灌水8次、灌水定额为45 mm的地膜棉作为对照(CK)。调查棉花各生育时期株式图和产量及构成。【结果】对横向和纵向各部位棉铃成铃率的统计分析表明:吐絮期W4上部果枝及外围成铃数和成铃率低于其他处理,W6与W8各部位成铃数和成铃率相近,W7成铃数和成铃率高于W4、W6、W8。吐絮期棉铃的脱落率分析结果显示:2年均表现出外围铃和上部果枝棉铃脱落率高的规律,但各处理的脱落部位和脱落率不同。产量构成因素和水分利用效率分析结果表明:W7处理单位面积铃数、铃重、籽棉产量均显著高于W4,而与CK差异不显著,水分利用效率高于W6和W8。【结论】无膜棉花铃期灌水频率和灌溉定额过高或者过低都会影响棉花成铃数和棉铃时空分布,显著影响铃重,进而影响产量。W7可以为南疆无膜棉灌溉制度的制定提供参考,即蕾期灌水2次,灌水周期为10 d,花铃期灌水7次,灌水周期为7 d,灌溉定额为573 mm。

    棉花陆海渐渗系次级分离群体产量和纤维品质QTL定位
    杨芮,李鹏涛,肖向辉,李俊文,龚举武,刘爱英,巩万奎,商海红,葛群,卢全伟,潘境涛,邓晓英,范森淼,石玉真,袁有禄
    棉花学报. 2022, 34(5):  401-415.  doi:10.11963/cs20200073
    摘要 ( 20 )   HTML ( 202 )   PDF (6742KB) ( 6 )  
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    【目的】利用海岛棉渐渗系挖掘与产量和纤维品质性状相关的优异基因/数量性状位点(quantitative trait loci, QTL),为培育高产且纤维品质优异的棉花品种提供有用的信息。【方法】利用优异陆海渐渗系材料MBI9626与高产、适应性广的陆地棉品种中棉所36构建了包含152个单株的BC6F2次级分离群体,以筛选的109个简单重复序列(simple sequence repeat, SSR)标记检测亲本和群体的基因型,结合多年多代的表型数据,定位产量和纤维品质性状的QTL。【结果】基因型分析表明,MBI9626中中棉所36背景的比例为94.8%。在BC6F2、BC6F2:3和BC6F2:4群体中共检测到28个与产量、纤维品质性状相关的QTL,分布在6条染色体上。其中:产量相关的QTL有16个,解释2.25%~6.14%的表型变异,包括6个多年多环境稳定的QTL;纤维品质相关的QTL有12个,解释2.49%~12.30%的表型变异,包括2个多年多环境稳定的QTL。新检测到19个QTL,包括多环境稳定的5个。在D3染色体上鉴定到1个包含6个QTL的QTL簇,该区间包含233个基因,通过基因本体(gene ontology, GO)聚类和KEGG(Kyoto encyclopedia of genes and genomes)通路富集分析,并结合TM-1的转录组数据,筛选出6个可能与纤维发育相关的基因:GH_D03G1428GH_D03G1466GH_D03G1518GH_D03G1570GH_D03G1586GH_D03G1640。【结论】本研究检测到28个与棉花产量、纤维品质相关的QTL,为进一步精细定位、候选基因克隆和分子标记辅助选择奠定基础。

    夏直播棉成铃时间分布与产量的关系
    李显恩,马学峰,张钊,杨丽荣,吕娜,姚晓芬,邱深,张贵粉,杨国正
    棉花学报. 2022, 34(5):  416-429.  doi:10.11963/cs20210074
    摘要 ( 18 )   HTML ( 20 )   PDF (4701KB) ( 7 )  
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    【目的】在长江流域棉区夏直播种植模式下,研究不同棉花品种的成铃时间及其与产量的关系,明确该模式下棉花的最佳成铃时间及适宜的品种,为夏直播模式的推广提供理论依据。【方法】选用3个南方品种(晶华棉116、ZD2040和华棉3097)和2个北方品种(中棉425和中棉619),采用随机区组设计,于2019―2020年在华中农业大学试验农场开展大田试验,采用株式图记录成铃过程,考察不同棉花品种的生育时期、棉铃时间分布、干物质累积动态、产量及其构成因素。【结果】在夏直播种植模式下,2019年棉花生育期在90 d左右,出苗后44~63 d为现蕾高峰期,出苗后63~82 d为成铃高峰期,出苗后92~118 d为棉铃吐絮高峰期;由于降水量较大和低温的影响,2020年棉花生育期较2019年延长了23~40 d,棉蕾、花、吐絮棉铃数量快速增长期的平均起始时间分别推迟了19 d、17 d、34 d,籽棉产量和皮棉产量均明显降低。2年平均来看,南方品种华棉3097拔秆期库器官干物质积累量和棉株干物质积累量较其他品种分别高9.6%~43.0%和14.7%~54.3%,皮棉产量较其他品种高12.5%~22.6%。相关性分析表明,皮棉产量与棉铃数量快速增长期及库器官干物质快速累积期的起始时间和持续时间均呈显著正相关关系。【结论】在夏直播种植模式下,晚伏桃占比最大,其次为早秋桃。此外,南方品种华棉3097在不同气象条件下的产量均表现较好,更适合在长江流域棉区种植。

    机采棉模式下麦棉两熟配置方式对作物产量和棉花早熟性的影响
    王国平,刘连涛,雷亚平,冯璐,张永江,王占彪,李小飞,李亚兵,李存东
    棉花学报. 2022, 34(5):  430-442.  doi:10.11963/cs20220028
    摘要 ( 91 )   HTML ( 18 )   PDF (4209KB) ( 59 )  
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    【目的】研究黄河流域棉区机采模式下麦棉配置方式对麦棉产量和棉花早熟性的影响,为麦棉配置方式下的全程机械化管理提供技术支撑。【方法】在76 cm机采棉标准行距的麦棉两熟制下,在河南安阳开展了2年田间试验(2017/2018和2018/2019年度),采用中棉所79和中棉所50,设置W2C1(2行小麦1行棉花)、W3C1(3行小麦1行棉花)和W6C2(6行小麦2行棉花)3种麦棉配置方式,比较和分析了小麦和棉花产量及其构成因素、小麦边行效应,以及棉花生物量,伏前桃、伏桃、秋桃比例,霜前花率和纤维品质主要指标等。【结果】W3C1的小麦产量显著高于W2C1和W6C2,分别高16.2%~43.3%和28.4%~52.3%;有效穗数分别高出29.2%~47.5%和34.9%~53.6%,差异达到显著水平;但W3C1小麦边行与内行的产量(2019年)、单位面积有效穗数(2018年)等指标的差异均显著低于W6C2。不同配置方式间棉花纤维长度、断裂比强度和马克隆值等指标差异均不显著。2年试验中,中棉所50的籽棉产量和收获指数在3种配置方式间均无显著差异,但中棉所79在W3C1下收获指数低于W6C2和W2C1。W3C1配置下,中棉所50较中棉所79节枝比低,生殖生长快,伏桃占比高,壳铃比低,收获指数高,霜前花率高出38.7~54.2百分点;该配置的土地当量比达1.689~1.697,显著高于其他配置方式。【结论】黄河流域麦棉两熟模式下采用W3C1配置与短季棉中棉所50搭配,麦棉系统的土地当量比高,棉花霜前花率高,小麦群体一致性好,增产显著;该配置方式有助于提高麦棉机械化管理水平和种植效益。

    病虫草害研究
    贝莱斯芽孢杆菌EBV02对棉花黄萎病的防治作用及机理
    白红燕,赵丽红,蒲丹丹,冯自力,魏锋,冯鸿杰,顾爱星,朱荷琴,彭军,张亚林
    棉花学报. 2022, 34(5):  443-457.  doi:10.11963/cs20220019
    摘要 ( 21 )   HTML ( 19 )   PDF (16416KB) ( 10 )  
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    【目的】筛选鉴定棉花黄萎病的高效生防菌,并明确其防治机理,为防治棉花黄萎病提供技术支持。【方法】以本实验室前期筛选获得的一株拮抗棉花黄萎病菌的内生细菌菌株EBV02为材料,通过形态特征、生理生化特征和分子生物学分析鉴定其菌种;通过室内抑菌试验、温室试验、大田试验和诱导抗性试验,测定其对棉花黄萎病的防治效果;通过测定棉花叶片活性氧、胼胝质积累量和防御相关基因表达量,分析该菌作用机理。【结果】形态观察和分子生物学鉴定EBV02为贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis),对峙培养、对扣培养结果显示,EBV02对大丽轮枝菌Vd080菌丝生长的抑制率分别为63.27%和59.83%;EBV02培养液对Vd080产孢和微菌核萌发的抑制率分别为31.90%和45.95%。温室试验中EBV02对棉花黄萎病的最高防治效果为68.33%,且可以显著促进棉苗的生长。大田试验中,EBV02培养液喷雾对棉花黄萎病的防治效果为37.25%,此外,EBV02培养液浸种、灌根和喷雾处理使籽棉质量和皮棉质量分别增加8.34%和8.26%、3.38%和5.60%、7.04%和7.06%,具有良好的防病和增产效果。诱导抗性试验中,EBV02诱导了棉花叶片活性氧爆发和胼胝质积累。基因表达量检测结果显示,EBV02诱导棉花叶片中PODPPOPALPR10JAR1等防御相关基因的上调表达,增强了棉花抵抗大丽轮枝菌的能力。【结论】EBV02通过抑制大丽轮枝菌生长、激活棉花系统抗病性,增强棉花对黄萎病的抵御能力,且能提高棉花产量,具有良好的生防潜力。

    专题与述评
    棉花熟性及其评价指标和方法
    冯璐,董合忠
    棉花学报. 2022, 34(5):  458-470.  doi:10.11963/cs20210056
    摘要 ( 20 )   HTML ( 24 )   PDF (1430KB) ( 14 )  
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    熟性是作物生长发育快慢和成熟收获早晚的综合表现,通常用播种到成熟收获的生育期或生命周期来表示,是品种生态适应性的重要标志。选用熟性适宜的棉花品种是实现棉花正常成熟、高产优质和及时收获的重要前提和保障,而准确判断和评价棉花熟性则是棉花栽培管理和遗传改良的重要依据。棉花具有无限生长习性,其熟性判断和评价较为复杂,迄今仍存争议。讨论明确了熟性的概念及其主要影响因素(遗传因素、环境因素和栽培措施),总结评述了基于生长特征(第一果枝节位、果枝发生速率和开花间隔、霜前花率等)、生育进程(生育时期、生理终止期、铃未吐絮的上部果枝数、早熟性指数等)以及综合分数的棉花熟性评价指标和方法,提出了创新完善熟性指标、建立健全熟性评价体系和创立创新熟性评价信息采集系统的意见和建议,以期为棉花轻简化机械化生产提供理论和技术支持。