2009年, 第21卷, 第4期　刊出日期：2009-07-15

  

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研究与进展
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  陆地棉EPSPS基因的克隆及其组织特异性表达分析

  童旭宏, 吴玉香, 祝水金

  棉花学报. 2009, 21(4): 259-264.

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  5-烯醇式丙酮莽草酸-3-磷酸合成酶（EPSPS）是莽草酸途径中的一个重要酶，它是非选择性除草剂草甘膦的靶标酶，在高等植物中定位于叶绿体质膜上。根据EST拼接的序列设计引物，从陆地棉品种珂字棉312中获得了全长为1834 bp的cDNA序列，其最大可读框为1565 bp，编码521个氨基酸。陆地棉EPSPS基因与其它植物中同类酶在氨基酸水平上有广泛的同源性。通过与已知的其它高等植物叶绿体转运肽剪切位点比对，推断棉花EPSPS基因含有74个氨基酸叶绿体运输肽和447个氨基酸组成的熟蛋白。该酶具有保守的PEP结合位点及催化位点的特征序列。半定量分析表明，该基因产物广泛存在于棉花根、茎和叶等各组织中，在叶片中表达量较高。进一步扩增棉花核基因组获得了3344 bp的DNA序列，它包含8个内含子和7个外显子。棉花EPSPS基因的克隆为抗草甘膦棉花种质资源的创制提供了理论基础。
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  陆地棉双隐性核雄性不育系ms₅ms₆花药发育过程的研究

  豆丽萍, 王庆亚, 唐灿明

  棉花学报. 2009, 21(4): 265-270.

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  利用石蜡切片技术从胚胎学方面对其进行研究，发现陆地棉双隐性核雄性不育系ms₅ms₆花药的败育时期是在花粉母细胞时期和小孢子发育期，以小孢子发育异常为主。败育特征为：花粉母细胞时期有少量核仁穿壁现象，还有部分小孢子母细胞出现半月形。小孢子时期出现小孢子粘连和少量的五分体，小孢子都没有刺突长出，最后解体、退化。不育花药和可育花药的绒毡层无明显差异，但不育花药的绒毡层分泌胼胝质的功能不正常。
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  棉花农杆菌介导转化体系中影响抗性愈伤组织诱导率的因素

  赵常燕, 王省芬, 韩改英, 迟吉娜, 张桂寅, 马峙英

  棉花学报. 2009, 21(4): 271-274.

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  以冀无2031为材料，采用正交设计方法，研究了农杆菌介导的棉花下胚轴遗传转化过程中菌液浓度、侵染时间、共培养时间和共培养温度对抗性愈伤转化效率的影响。结果表明，4个因素均对抗性愈伤的诱导率有极显著影响，其诱导效应依次是共培养温度>菌液OD值>侵染时间>共培养时间。按照正交设计的原则，最终得到农杆菌介导转化棉花下胚轴的最佳条件是：菌液OD值为0.3，侵染15 min，24 ℃共培养24 h，下胚轴抗性愈伤的转化效率最高。用珂312、中521和农大94-7对所选出的最佳组合进行了进一步验证，结果3个品种在优选组合下的抗性愈伤组织诱导率都很高，分别为93.85%、86.72%和85.83%。
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  一个陆地棉类烯醇酶基因的克隆及其表达分析

  王亦学, 孙 毅, 田颖川, 吴家和

  棉花学报. 2009, 21(4): 275-278.

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  采用改良的CTAB法提取陆地棉总RNA，运用RT-PCR技术首次克隆了陆地棉类烯醇酶基因的CDS序列，该基因已经在GenBank上登录，登录号为 EU169604，其开放阅读框为1338 bp，编码445个氨基酸残基。对其序列和进化分析表明，陆地棉烯醇酶基因与其它植物中的烯醇酶基因有较高的相似性，该基因在进化过程中是相当保守的。半定量RT-PCR表达分析结果显示该基因在陆地棉的叶、根、茎中均有表达，但在根中的表达量高于叶和茎。
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  棉花纤维长度主效QTLs的分子标记辅助选择及聚合效果研究

  董章辉, 石玉真, 张建宏, 王淑芳, 李俊文, 刘爱英, 唐淑荣, 褚 平, 袁有禄

  棉花学报. 2009, 21(4): 279-283.

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  以2个品种（系）TG41和sGK156以及3个纤维品质优异的种质系7235、HS427-10和0-153为亲本，配制了(sGK156×HS427-10)×(0-153×7235)、(TG41×HS427-10)×(0-153×7235)[JP]和(sGK156×0-153)×(sGK156×HS427-10) 3套组合的双交F₁及F₂群体，利用3个纤维长度不同QTLs相关的SSR标记进行辅助选择。结果，用3个标记分别进行单标记辅助选择时，有/无标记单株平均纤维长度之间的差异在3个群体的F₁世代中都可以达到显著或极显著水平，并且在F₂世代株行中也表现出一定差异，可以稳定表达。当用2个或3个标记同时进行聚合选择时，随着聚合到QTL个数的增多，单株平均纤维长度值增大，选择效果越来越好，但在不同群体中表现有差异。可见，用分子标记辅助选择的方法对棉花纤维长度进行改良是有效的，聚合多个QTLs时，可以达到更好的效果。有必要培育多个基因聚合并纯合的高代重组自交系材料，进一步研究多基因聚合的遗传效应。
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  基于ETM植被指数和冠层温度差异遥感监测棉花冷害

  林海荣, 李章成, 周清波, 吕 新

  棉花学报. 2009, 21(4): 284-289.

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  大范围地、及时地遥感监测棉花的冻害状况及损失对安排救灾、灾后评估有着现实的意义。利用2001年6月7日、8月10日和2000年8月7日ETM影像,结合农业灾害和农作物生长发育统计数据,通过植被指数变化和冠层温度差异对新疆沙湾2001年8月初棉花结桃时发生的冷害进行遥感监测。结果表明:与往年未遭受冷害的同期棉花植被指数相比，棉花植被指数NDVI绝对差值降低区域占67.8％，其中下降0～0.2占51％，下降大于0.2占17％，降低百分比处于0～20％。植被指数和温度图像散点图呈现显著负相关，相关系数－0.63。其中未受冷害影响，植被指数增加，长势较好的棉花冠层温度平均为26.4℃，植被指数未变化区域为27.6℃，植被指数降低较多，冷害程度较重区域冠层温度约为29.3℃，冠层温度差异显著。基于ETM遥感影像植被指数变化幅度和冠层温度差异可用于冷害程度区域划分。
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  山东滨海盐渍棉田盐分和养分特征及对棉花出苗的影响

  董合忠, 辛承松, 李维江, 唐 薇, 张冬梅, 罗 振

  棉花学报. 2009, 21(4): 290-295.

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  在黄河三角洲6个县区随机选择318块盐渍棉田，对0～20 cm土层盐分、有机质和主要养分含量分析表明，轻度（含盐量<2.5 g·kg^-1）、中度（2.5～4.49 g·kg^-1）和重度（>4.5 g·kg^-1）盐碱地所占的比例分别为44.3%、40.6%和15.1%。中度盐碱地N、P、K含量皆中等偏下，轻度盐碱地则是钾含量偏低；种植年限短的重度盐碱地有机质含量很低，碱解氮和有效磷含量严重不足，但含钾量高；种植年限较长的重度盐碱地有机质、碱解氮和有效磷的含量中等，但速效钾较低。滨海盐碱棉田土壤含盐量（y）和土壤溶液（水：土=5：1）电导率（x）回归方程为y=3.4058x + 0.1427（n=27，R²=0.9964^**）。当土壤含盐2 g·kg^-1 以下时，棉花基本能正常出苗、成苗；当含盐2～3 g·kg^-1时，只有60％～78%的种子可以出苗，45％～55%的种子能够成苗；含盐超过 4 g·kg^-1时，出苗率40%左右，成苗率不足30%。根据滨海盐碱地的盐分和养分特征，采取合理的成苗技术和施肥技术是实现棉花高产的保证。
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  干旱对不同铃重基因型棉花叶片细胞膜伤害、保护酶活性及产量的影响

  刘灵娣, 李存东, 孙红春, 刘连涛, 高雪飞, 冯丽肖

  棉花学报. 2009, 21(4): 296-301.

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  研究水分胁迫对棉花叶片细胞膜伤害、保护酶活性及产量的影响。结果表明，在水分胁迫下，各棉花品种各部位果枝叶片中MDA含量明显增加，增加幅度因品种、时期和植株部位不同差异较大，其中，以中铃品种果枝叶片中MDA含量增加幅度最小。水分胁迫下各品种、各部位果枝叶片SOD、POD酶活性在棉铃发育的多数时期都明显升高，其中上、中部果枝叶SOD酶活性在棉铃30 d日龄时最低，并且这一规律不因品种类型和果枝区位而改变；中铃品种上部和下部果枝叶SOD酶活性在干旱胁迫下增加的幅度大于大铃和小铃品种；就不同区位果枝叶各时期总体情况而言，以中部POD酶活性最高，下部次之，上部最低。干旱胁迫下中铃品种的铃重和产量变化幅度最小，表现出较强的耐旱性。
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  温度胁迫对转Bt基因抗虫棉毒蛋白的表达和棉铃虫死亡率的影响

  周桂生, 周福才, 谢义明, 封超年, 杨益众

  棉花学报. 2009, 21(4): 302-306.

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  于花铃期对科棉1号棉株进行连续48 h的不同温度处理，用处理后的叶片饲喂棉铃虫，研究叶片活性、毒蛋白和棉铃虫死亡率之间的关系。结果表明，游离氨基酸含量一直增加，12 h内增加最快；可溶性蛋白含量一直下降，12 h内降幅最大。毒蛋白含量24 h内显著下降，12 h内降幅最大。25 ℃处理下的死亡率明显高于20℃和35℃处理。同一温度下，胁迫时间越长，棉铃虫取食后的死亡率越低。棉铃虫取食72 h后的死亡率明显低于144 h后的死亡率。取食72 h后的死亡率与可溶性蛋白、游离氨基酸和毒蛋白含量呈显著或极显著相关，与可溶性蛋白和毒蛋白变化量之间呈显著相关。
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  大丽轮枝菌拮抗细菌B.subtilis LZ2-70产芽孢条件优化

  李术娜, 王树香, 王占利, 李红亚, 王 全, 朱宝成

  棉花学报. 2009, 21(4): 307-312.

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  为了提高大丽轮枝菌（Verticillium dahilae Kleb.）拮抗细菌枯草芽孢杆菌 Bacillus subtilis LZ2-70菌株的芽孢形成率及芽孢数量，在摇瓶发酵基础上对影响该菌芽孢形成的主要因素进行了考察。通过单因素试验确定了最佳的碳源、氮源和无机盐等，通过正交试验研究了培养基最佳浓度和组合，以及种龄、接种量、培养液初始pH和培养时间等发酵条件。摇瓶发酵生产芽孢的最佳条件为:0.5% 麦芽糖、2% 黄豆饼粉、0.05% KH₂PO₄和0.1% MnSO₄·H₂O、培养液初始pH值8.0、种龄24 h、装瓶量30 mL/ 250 mL 、接种量10%、发酵时间48 h、培养温度为30 ℃、摇床转速为200 r·min^-1。在此优化条件下，发酵液中LZ2-70菌株的芽孢数量达到6.6×10⁹ 个·mL^-1，芽孢形成率为98.94%。
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  一氧化氮和亚甲基蓝对盐胁迫抗虫棉根系的抗氧化能力的影响

  孙 锋

  棉花学报. 2009, 21(4): 313-318.

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  通过检测抗氧化酶活性和抗氧化物含量，研究一氧化氮和亚甲基蓝对盐胁迫抗虫棉根系的抗氧化能力的影响。在正常条件和盐胁迫条件下分别用一氧化氮和亚甲基蓝处理抗虫棉幼苗，检测抗坏血酸(ASA)含量、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性、谷胱甘肽还原酶(GR)活性、谷胱甘肽(GSH/GSSG)值、脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)活性、单脱氢抗坏血酸还原酶(MDAR)活性，并作对比。结果表明：正常生长条件下添加NO能促进棉花幼苗生长,而添加亚甲基蓝(MB)显著抑制抗虫棉幼苗的生长；添加NO显著缓解了盐胁迫对棉花幼苗生长的抑制，提高了根系的抗氧化能力，盐胁迫下添加NO的同时添加MB可不同程度地降低以上抗氧化物质含量和抗氧化酶活力，解除NO对盐胁迫的促长作用。
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  海岛棉棉铃发育过程中糖与纤维素含量变化

  边如欣, 刘 明, 范君华, 曹 娟, 张建华

  棉花学报. 2009, 21(4): 319-323.

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  以两个主栽海岛棉品种新海21提高系和新海28（YX-193和XH-28）为材料，在南疆膜下滴灌条件下于2006和2007年对海岛棉棉铃发育过程中糖与纤维素含量的变化进行了研究。结果表明，随铃龄的增长，铃壳、种子和纤维中糖含量变化呈单峰曲线，即自花后快速上升，21～28 d达到最大值，随后迅速下降，到吐絮期降至最低；纤维素于花后14 d左右开始大量合成，含量至吐絮期达最大值；纤维中可溶性固形物含量随着铃龄增加不断减小。棉铃不同部位的可溶性糖、还原糖含量及转移率表现为纤维＞种子＞铃壳。YX-193铃壳、种子两种糖的转移率较XH-28略高，说明它“装载”和“转运”能力强，有利于纤维发育。
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  新疆海岛棉的丛生芽诱导和茎尖遗传转化的研究

  周小凤, 金双侠, 李 翔, 李保成, 练文明, 宁新柱, 刘 丽

  棉花学报. 2009, 21(4): 324-329.

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  以新疆海岛棉新海17号、新海14号、85H为材料，对海岛棉器官发生再生体系和遗传转化进行研究。结果表明：茎尖系统再生能力强，茎尖组培成苗率可达90.5%。在MSB5培养基中，6-BA浓度为0.5 mg ·L^-1时，芽诱导率最高；但每个外植体的出芽数所需的最佳浓度是1.5 mg·L^-1；当浓度为2.0 mg ·L^-1时，开始有抑制出芽的现象；每个外植体最多能诱导4个芽。用农杆菌介导法转化棉花的茎尖，对侵染的损伤和Kan的耐受能力强，对Kan棉花的茎尖选择压达100 mg· L^-1；抗性绿苗率可达88.9%。
专题与述评
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  分子标记技术在棉花品种鉴定上的研究进展

  匡 猛, 杨伟华, 许红霞, 王延琴, 周大云, 冯新爱, 王俊芳

  棉花学报. 2009, 21(4): 330-334.

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  DNA指纹技术的发展大体分为三个阶段：第一代的分子标记是以Southern杂交为基础的RFLP，第二代分子标记是以PCR为基础的各种DNA指纹标记，第三代分子标记是以单核苷酸多态性为基础的SNP。本文概述了品种鉴定技术的研究与应用进展，重点介绍了用于棉花品种鉴定的四种主要的分子标记技术：RFLP、RAPD、AFLP和SSR，对每一种分子标记的技术原理、在棉花品种鉴定上的应用研究状况及存在的优缺点进行了具体阐述。通过比较分析，提出了SSR标记适用于棉花品种鉴定的独特优越性。并对基于SSR分子标记技术构建我国棉花品种DNA指纹库的重要意义与必要性进行了分析。
研究简报
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  棉花根系分泌物对棉苗生长及生理活性的影响

  刘新虎, 赵小亮, 万传星, 张利莉

  棉花学报. 2009, 21(4): 335-封三.

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  以中棉所35为材料，研究了棉花根系分泌物水收集液对棉苗生长及生理活性影响。实验结果表明：根系分泌物低浓度时对棉花种子萌发,棉花幼苗植株的根长、株高、地下部分鲜重及地上部分鲜重有促进作用，而高浓度时有抑制作用；不同浓度的根系分泌物均有使棉苗根系活力减弱、叶绿素含量降低的趋势；根系分泌物低浓度时能促进酶SOD活性。