2009年, 第21卷, 第6期　刊出日期：2009-11-15

  

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研究与进展
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  棉花纤维特异/优势表达基因的染色体定位

  余 渝, 王夏青, 冯常辉, 林忠旭, 张献龙

  棉花学报. 2009, 21(6): 435-441.

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  棉纤维是研究植物细胞伸长和细胞壁建成以及纤维素生物合成的优良模型，迄今为止，已经分离了许多纤维特异/优势表达的基因。为了便于这些基因的图位克隆使其能够应用于棉花纤维品质的改良中，本研究采用分离群体定位法和Blast分析法对这些基因进行染色体定位。利用陆地棉、海岛棉BC₁种间分离群体，将GhCFE定位在第6染色体，GhGLP1-250定位在第19染色体。Blast分析将11个基因定位到棉花染色体上。这些基因与棉纤维的伸长和细胞壁的合成相关，与这些基因连锁标记的获得有助于棉花纤维长度和强度的分子标记辅助选择。
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  转基因抗虫棉种子品质性状的遗传效应及相关性分析

  秦 利, 沈晓佳, 陈进红, 徐海明, 祝水金

  棉花学报. 2009, 21(6): 442-447.

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  采用二倍体种子数量性状遗传模型和统计分析方法，分析了陆地棉9个亲本和30个杂交组合的子指、种仁率、仁壳比、蛋白质含量、油分含量和棉酚含量等种子物理性状和营养品质性状的遗传效应、遗传率和遗传相关性。结果表明，所有棉子品质性状均受种子直接遗传效应和母体遗传效应的共同控制，种仁率还受到细胞质效应的影响。子指和仁壳比以母体显性效应为主，蛋白质含量以显性效应为主，油分含量和棉酚含量以母体加性效应为主。遗传相关性分析表明，棉子物理性状和营养品质性状间的显性遗传相关均达到极显著水平，其中子指与蛋白质含量呈极显著显性正相关，子指与油分含量和棉酚含量呈显性负相关。种仁率和仁壳比与3个棉子营养品质性状间的母体遗传相关均达到了极显著水平。
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  抗氧化酶对棕色棉色泽的影响

  苏 翔, 孙 旭, 李廷春, 凌 磊, 林 毅, 蔡永萍

  棉花学报. 2009, 21(6): 448-455.

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  以棕色棉和白色棉为材料，测定发育期种皮与纤维中抗氧化酶及色素合成相关物质含量的变化，初步探讨抗氧化酶对棕色棉色泽的影响。结果表明：纤维次生壁沉积期（25~45 DPA），棕色棉种皮颜色显著加深；次生壁沉积后期（35~45 DPA），棕色棉纤维颜色加深明显。花后28~35 d，浅棕ANL-2种皮缩合单宁和总酚含量下降，棕色素积累；花后35~42 d，深棕ANL-1纤维缩合单宁含量降低，总酚含量上升，纤维颜色变化最深。花后28~35 d，浅棕ANL2种皮POD活性下降；花后35~42 d，棕色棉纤维POD活性降低；SOD与CAT对棕色棉色泽影响不大；POD在次生壁沉积后期（35~45 DPA）参与棕色素的形成。
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  新疆特早熟陆地棉纤维细胞发育过程的超微结构观察

  闫洪颖, 胡文冉, 范 玲

  棉花学报. 2009, 21(6): 456-461.

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  利用透射电镜观察新疆特早熟陆地棉新陆早36号纤维发育过程中的超微结构变化。在10 DPA纤维细胞初生壁形成期，液泡占据纤维细胞中央，细胞质中有大量的线粒体、内质网、高尔基体等细胞器，初生壁较薄且厚度均匀；在20 DPA时，纤维在初生壁内已明显有一层薄薄的次生壁的形成，细胞质中细胞器部分解体；随后次生壁增厚速度逐步加快，在30 DPA到40 DPA之间，纤维平均增厚速度约为每天0.139 m，在40 DPA到50 DPA之间，纤维平均增厚速度约为每天0.47 m。纤维细胞次生壁向内层逐步层层加厚，形成“日生长轮”。随着纤维细胞的脱水成熟，纤维细胞次生壁增厚使纤维中腔只剩下一条窄缝。观察结果表明，虽然特早熟陆地棉发育进程快，开花早，但纤维细胞的发育进程与所报道的其它棉花品种具有相似性。
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  棉花多抗品种中植棉KV-1抗病基因同源序列的克隆与分析

  赵 磊, 王升正, 齐放军, 张文蔚, 简桂良

  棉花学报. 2009, 21(6): 462-467.

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  许多抗病基因都具有核苷酸结合位点（NBS）和富亮氨酸重复区（LRR）。根据已知的NBS-LRR类抗病基因的保守序列，分别设计一对简并引物和一对特异引物，用以扩增棉花基因组中的抗病基因同源序列。获得一条大小约500 bp的扩增片段，克隆测序后得到10条NBS-LRR类RGAs。推导的氨基酸均具有抗病基因的P-loop（kinase-1a）、kinase-2、kinase-3a及GLPL区。同源性比较发现，其中1条属于TIR-NBSLRR类，其余9条属于non-TIR-NBS-LRR类。1条TIR-NBS-LRR类RGAs与已克隆的N、L6、M等抗病基因的同源性为51%~60%，9条non-TIR-NBS-LRR类RGAs与已克隆的RPS5、RPR1、Xa1等抗病基因的同源性为51%~60%。这些抗病基因同源序列（RGAs）可作为分子标记筛选棉花的抗病候选基因。
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  比克氏棉及其杂种后代的RAPD分析

  渠云芳, 黄晋玲, 仪治本, 李炳林

  棉花学报. 2009, 21(6): 468-473.

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  将（亚洲棉×比克氏棉）F₁加倍，再与陆地棉、海岛棉、（陆地棉×夏威夷棉）、（陆地棉×黄褐棉）杂交，获得三种杂种与四种杂种。本研究用RAPD技术对种间杂种及其亲本进行了分析，结果表明：（1）15个引物对参试材料总共扩增出127条DNA带，其中有102条多态性带，占80.3 %；（2）在杂种中均检测到了亲本带与杂种的特异带；（3）利用SAS软件中的类平均法对试验材料进行聚类分析，结果表明，所有的参试材料聚为三大类。研究结果充分验证了杂种的真实性。
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  ]斜纹夜蛾取食诱导棉花抑制性消减文库的初步构建及生物信息学分析

  许 冬, 张永军, 曹广春, 陈 洋, 吴孔明, 郭予元

  棉花学报. 2009, 21(6): 474-479.

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  为了筛选棉花抗逆基因，实验室构建了棉花被斜纹夜蛾幼虫取食诱导的正、反向抑制性消减文库。文库随机各挑取1000个克隆进行PCR鉴定，发现插入片段长度主要集中在200~1000 bp之间。经反向Northern杂交筛选，正向文库随机挑取250个克隆测序，得到了35条非重复序列ESTs，反向挑取150个克隆，得到24条ESTs。GenBank数据库BLAST序列相似性比对功能分析表明，斜纹夜蛾幼虫取食胁迫棉花的应答过程涉及信号传导、基因调控、抗胁迫、防御反应、能量合成代谢、细胞生长延伸等多个生物途径。诱导表达的基因对斜纹夜蛾取食胁迫功能表现为一定的直接或间接保护作用。
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  棉花黄萎病菌与品种互作的格局分析

  吴元奇, 房卫平, 胡秉民

  棉花学报. 2009, 21(6): 480-487.

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  以23个棉花品种(系)接种18个黄萎病菌株的抗感表现(病情指数)为分析对象，在聚类分析的基础上用双标图方法研究了寄主病原的互作格局。结果表明：23个棉花品种分为6个抗病性不同的品种组，18个菌株聚为5个致病力不同的菌株群。5031和50312组成的品种组G1对所有菌株群具有最高抗性，可作为抗黄育种的高抗质源。来自河北成安的VD25与来自江苏常熟的XS4、XS6和XS7组成的菌株群S4与G5品种组存在互作，其致病力最强，是棉花黄萎病的优势菌株群，在抗黄育种和抗黄鉴定中应予以高度重视。S2和S3菌株群与56%的参试品种构成的3个品种组间存在互作，是潜在的优势菌株群。具平均抗病性的G2品种组是黄萎病菌的优良寄主。
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  转CpTI基因对棉花主要病害及早衰的影响

  朱荷琴, 冯自力, 刘雪英

  棉花学报. 2009, 21(6): 488-491.

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  2006-2007年，采用4个转CpTI基因棉花材料及其受体研究了转CpTI基因对棉花苗病、黄萎病、后期叶斑病及早衰的影响。结果表明：3个转CpTI基因材料苗病死苗率均低于其对应的受体材料。在6月底和7月初黄萎病的发生初期，转基因材料黄萎病发生较受体材料轻，7月中旬到8月底9月初，不同品种以及同一品种的不同生育期之间差异较大，转基因材料C连续两年病指极显著低于对照受体材料。与非转基因材料相比，转CpTI基因材料叶斑病的发生显著加重，早衰发生也加重。
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  三个不同耐高温棉花基因型主茎叶的生理生化特征

  袁小玲, 熊格生, 邓茳明, 吴 锋, 刘 志

  棉花学报. 2009, 21(6): 492-496.

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  对不同高温耐性棉花主茎叶的生理生化特性及其变化规律进行了比较研究。结果表明，耐高温棉花HLY细胞膜热稳定性显著高于敏感品系TS18，而与中度敏感品系XYM68在苗期和盛蕾期没有明显差异，到盛花和结铃盛期差异显著；三个材料之间的叶片脯氨酸含量除苗期外均存在显著差异，可溶性糖含量在结铃盛期才差异显著，而可溶性蛋白质含量差异不明显；HLY叶片叶绿素含量在盛花期和结铃盛期显著高于XYM68和TS18，而净光合速率在整个生育时期都显著高于XYM68和TS18。主茎叶细胞热稳定性、脯氨酸、可溶性糖及净光合速率能较好区分耐高温与敏感材料，这为耐高温棉花的筛选与鉴定提供了重要的生理生化指标。
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  棉秆腐解物的化感作用及其主要化学成分分析

  李艳宾, 张 琴, 万传星, 龚明福, 张利莉

  棉花学报. 2009, 21(6): 497-502.

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  将棉秆接种少量根际土，35 ℃下恒温腐解60 h后，用1：1的丙酮、乙酸乙酯混合液浸提（V：W = 5：1）5 d并浓缩，对所得浸膏进行生物测定，并用气相色谱-质谱（GC-MS）联用技术分析其中的化学成分。结果表明，棉秆腐解后对棉花种子萌发及幼苗生长产生化感作用，在0.5g·L^-1、1.0g·L^-1、1.5g·L^-1的腐解物浓度下，对棉花种子萌发大体表现出“低促高抑”的化感作用；对棉花幼苗生长影响较大，0.5 g·L^-1的浓度即有明显的抑制作用（P<0.01），表现为根系活力减弱、叶绿素含量降低、幼苗鲜重与苗高降低，抑制强度随腐解物浓度增大而增强，浓度达1.5g·L^-1时棉苗死亡。腐解物浓度从低到高，植株体内SOD和POD酶活性呈现先升后降的趋势，高浓度下MDA含量增加。腐解物中含有4-羟基-4-甲基-2-戊酮（27.31％）、邻苯二甲酸二丁酯（7.87％）、棕榈酸（6.69％）、双(1-甲基丙基)琥珀酸甲酯（6.40％）、亚油酸（5.43％）等24种主要成分，其中多种为常见化感物质。
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  利用PLFA方法研究转 Bt  基因棉花对土壤微生物群落结构变化的影响

  李永山, 范巧兰, 陈 耕, 柴永峰, 张冬梅, 李燕娥

  棉花学报. 2009, 21(6): 503-507.

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  在大田条件下，用3个转Bt基因棉花品种和一个常规品种，利用磷脂脂肪酸（PLFA）方法研究转Bt基因棉花对土壤微生物群落结构变化的影响。试验结果表明，转基因棉花增加了土壤微生物PLFA的含量。转基因棉花降低了棉田土壤格兰氏阳性细菌的比例，提高棉田土壤的真核生物、真菌和放线菌的比例；转基因棉花在蕾期提高了土壤原生动物比例，在吐絮期比例反而降低；转基因棉花在蕾期提高了棉田土壤格兰氏阴性细菌的比例，吐絮期则降低了格兰氏阴性细菌的比例。主成分分析和聚类分析表明，转Bt基因棉花对土壤微生物群落结构变化有明显影响。PLFA方法可作为转基因生态安全评价的一种方法。
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  膜下滴灌水氮对棉花根系构型的影响

  谢志良, 田长彦, 卞卫国

  棉花学报. 2009, 21(6): 508-514.

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  通过分层挖掘法，研究了膜下滴灌棉花根系构型对水氮的响应。结果表明：灌水量增加，根干重增加，根长、根表面积降低。表土层根干重、根长下降，深土层增加，各土层根表面积下降。高氮对根系具有明显的抑制作用，各土层根干重、根长、根表面积下降。水氮交互对根干重、平均根长、亚表土层根干重、表土层和深土层根长、根表面积影响明显。灌水300 mm，根干重及根干重在亚土层中的分布以276kg·hm^-2最高。施氮对平均根长密度的影响差异不明显。低氮和高氮促进深土层根长、根表面积增加。灌水600 mm，深土层根长以276kg·hm^-2最高，各土层根表面积随供氮水平的增加下降。水分是影响皮棉产量的主要因子，水分胁迫降低了氮肥的增产效应，氮肥促进了灌水的增产效果，但过多的氮肥供应降低增产效果。
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  棉花花铃期氯化胆碱-BF₁组合调节产量性状的时空效应研究

  李新宇, 王宏武, 蔡红涛, 万 燕, 冯艳波, 汤一卒

  棉花学报. 2009, 21(6): 515-519.

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  试验于2002年和2005年在南京农业大学江浦试验站进行，研究氯化胆碱单一组合及与多利来（BF₁）复配组合对棉花产量性状调节的时空效应。结果显示，花铃期常规施用DPC条件下，于初花期和花后15 d两次单一CC处理显著提高各部位单铃子棉重，但铃数不增加；CC-BF₁复配组合初花期BF₁处理、花后15 d CC处理（BC）或CC-BF₁混合处理（BBC），显示极显著提高全株外围和中下部内围单铃子棉重的调节效应，BBC处理可稳定维持花铃期各部位的成铃增长效应，BC处理主要维持中下部即伏桃和早秋桃的成铃增长效应。提出CC处理对以增加铃重为目标管理的适宜性和CC-BF₁复配组合对以提高铃重和增加成铃双重目标管理的适宜性。
研究简报
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  陆地棉GAI基因原核表达与多克隆抗体制备

  郑银英, 崔百明, 祝建波, 廖文斌, 张根发 , 彭 明

  棉花学报. 2009, 21(6): 520-523.

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  DELLA蛋白是GA信号响应的关键负调节因子，本文采用基于EST的电子克隆方法，从棉花中克隆了DELLA蛋白家族的一个成员GhGAI。根据电子克隆序列，从陆地棉花胚珠cDNA中扩增得到GhGAI全长基因片段。将其在原核中表达，得到了分子量（Mr）为62000的蛋白质条带。表达蛋白经His-Tag亲和层析纯化后，对兔子进行免疫，制备的抗血清通过间接ELISA检测，具有较高的效价和特异性。
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  叶面喷施FeCl₃对天然彩色棉纤维色素固定的影响

  张 祥, 栾 娜, 肖 建, 王永慧, 马爱丽, 陈 源, 陈德华

  棉花学报. 2009, 21(6): 524.

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  以天然绿色棉品种皖棉39和棕色棉品种湘彩棉2号为材料，研究了叶面喷施氯化铁对天然彩色棉纤维色素固定的调节作用。结果表明，（1）喷施FeCl₃能显著提高彩色棉纤维中色素光稳定性。绿色棉皖棉39光稳定性提高幅度大于湘杂棉2号。(2)喷施FeCl₃处理纤维中的铁含量显著增加。吐絮时，皖棉39、湘彩棉2号纤维中铁含量分别为86.00 、84.50 mg·kg^-1，分别比对照提高了21.47％、11.89％，说明天然彩色棉通过喷施FeCl₃可以提高其纤维中铁含量。（3）相关分析表明，天然彩色棉吐絮期纤维中铁含量与阳光照射5  h后纤维中色素溶液吸光度下降值呈极显著的负相关（r＝-0.953^**）。可见，叶面喷施氯化铁提高了天然彩色棉纤维中的铁含量，铁离子可以对纤维色素起固定作用，进而提高色素的稳定性。