2011年, 第23卷, 第1期　刊出日期：2011-01-15

  

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研究与进展
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   棉花芽黄突变体10个叶绿体蛋白编码基因RNA编辑位点的测定及分析

  江　媛, 何　筠, 范术丽, 俞嘉宁, 宋美珍

  棉花学报. 2011, 23(1): 1-9.

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  RNA编辑是陆生植物叶绿体转录后基因表达调控的一种方式。已有研究表明植物黄化或白化可能与叶绿体RNA编辑有关。本实验采用PCR，RT-PCR及测序的方法，确定棉花芽黄突变体V1子叶与真叶的10个叶绿体蛋白编码基因中各有34个编辑位点，有6个位点存在编辑效率的差异。将这些编辑位点与柯字310比较发现，芽黄突变体多5个编辑位点。运用生物信息学软件对34个编辑位点进行分析，结果表明accD-109, clpP-187, ndhB-50, ndhB-196, ndhD-128, ndhD-225等13个位点会影响相应蛋白二级或三级结构，表明上述编辑位点的改变可能对其蛋白的正确组装及功能的发挥起重要作用。
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  雷蒙德氏棉叶绿体基因组Fosmid文库构建

  李朋波, 薛龙飞, 王彦霞, 张　曦, 李召虎, 华金平

  棉花学报. 2011, 23(1): 10-14.

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  采用高盐、低pH值法提取雷蒙德氏棉叶绿体DNA；通过物理剪切法获得随机断裂的DNA片段；剪切片段末端、补平修饰后与pCC1FOS载体连接；用噬菌体包装蛋白包装重组DNA，侵染大肠杆菌EPI300，构建了雷蒙德氏棉叶绿体基因组文库。对于叶绿体DNA剪切，以1 mL注射器中等速度吸打18次为最佳参数。叶绿体基因组Fosmid文库滴度为1×10⁴ cfu·mL^-1，插入片段大小平均为38 kb，最终筛选出39个克隆用于后续研究，覆盖叶绿体基因组9.2倍。以叶绿体特异标记筛选出能够覆盖雷蒙德氏棉叶绿体全基因组的6个克隆：F66，F46，F28，F8，F55和F3，为基因组结构和功能基因分析提供了良好的基础。
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  一个棉花类受体蛋白激酶基因的克隆与表达分析

  杨郁文, 何　冰, 张保龙, 倪万潮

  棉花学报. 2011, 23(1): 15-21.

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  利用简并引物扩增、染色体步移以及RT-PCR的方法，分离了棉花的一个类受体蛋白激酶基因的全长序列。序列分析表明，该基因没有内含子，开放读码框的长度为2964 bp，编码的多肽序列含有988个氨基酸并与拟南芥控制花器官脱落的基因HAESA-like2具有60%左右的相似性，将该基因命名为GRLK5。半定量RT-PCR分析发现GRLK5在种子、茎皮、根和纤维中的表达量较高，并且受ABA的诱导表达。将GRLK5整合到植物表达载体pCAMBIA2301中，构建植物过量表达载体，通过农杆菌介导，采用叶盘法转化烟草，PCR检测证明目的基因已经整合到烟草基因组中。
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  棉花多重PCR技术及其对杂交棉纯度鉴定的初步研究

  陈浩东, 刘　方, 王　为, 肖才升, 李　庠, 王　琳, 李育强, 王坤波

  棉花学报. 2011, 23(1): 22-27.

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  选取在湘杂棉系列品种间表现出多态性稳定的部分SSR引物，基于其扩增片段大小的不同来组合引物，进行棉花多重PCR扩增。结果表明，在与单一PCR扩增相同反应条件下，仅根据扩增片段大小不同的原则，可使80%的两重PCR组合获得正常扩增。利用两重PCR组合正常扩增的引物进行三重、四重PCR反应时，均可获得正常扩增的产物，在此基础上提出棉花上简化的多重PCR优化程序。并将多重PCR技术应用于杂交棉种子纯度检测，清楚地鉴定出母本种子混杂和其它杂交棉种子的混杂，从而为棉花杂交种的快速准确鉴定奠定了技术基础。
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  不同沟灌方式水、氮调控对棉花产量及水分利用效率的影响

  李培岭, 张富仓

  棉花学报. 2011, 23(1): 28-33.

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  设置交替隔沟灌、常规沟灌和固定隔沟灌方式，施氮量和灌水量采用二次通用旋转组合设计进行试验，研究水、氮调控对沟灌棉花产量、水分利用效率的影响。结果表明：棉花产量与施氮量在56.2～95.2 kg·hm^-2范围内呈显著正相关，与灌水量在37.52～160.00 mm范围内呈显著正相关。相同水、氮处理下交替隔沟灌与常规沟灌相比棉花产量差异不显著，常规沟灌棉花产量平均比固定隔沟灌高9.15%；棉花水分利用率与施N量在56.2～122.8 kg·hm^-2范围内呈显著正相关，与灌水量在37.52～160.00 mm范围呈显著负相关。相同水、氮处理下常规沟灌与交替隔沟灌相比水分利用效率差异不显著，常规沟灌的水分利用效率平均比固定隔沟灌高9.01%。因此，交替隔沟灌能够有效提高棉花产量和水分利用效率。
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  两个彩色棉品种碳氮代谢特征研究

  张　祥, 吕春花, 刘晓飞, 陈　源, 陈德华

  棉花学报. 2011, 23(1): 34-38.

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  以棕色棉湘彩棉2号、绿色棉皖棉39、常规白色陆地棉苏棉9号（对照）为材料，在大田栽培条件下分析天然彩色棉的碳、氮代谢特征。结果表明，在氮代谢上，两个天然彩色棉品种盛花期（7月20日）前硝酸还原酶（NR）活性、丙酮酸转氨酶（GPT）活性、全氮含量低于苏棉9号，但在8月15日后高于对照；在碳代谢上，湘彩棉2号、皖棉39功能叶SPAD值、可溶性糖含量、叶片净光合速率（Pn）一直低于苏棉9号。进一步分析可溶性糖含量/全氮含量比值（C/N）发现，湘彩棉2号和皖棉39 整个生育期C/N均低于苏棉9号，这不利于其后期生殖器官干物重积累。
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  应用根系生态位指数研究不同灌溉量棉花根系分布特征

  刘凤山, 周智彬, 陈秀龙, 甘永德

  棉花学报. 2011, 23(1): 39-43.

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  利用根系生态位指数（root ecological niche index , RENI）研究膜下滴灌不同灌溉量下棉花根系分布特征，并将RENI与根系各参数（根干重、根长、根体积、根表面积）相比较，为描述根系分布提供更准确的参数。试验结果表明：（1）RENI与根系各参数有良好的相关性（r²>95%），可以反映棉花根系的分布。灌溉量较少情况下，根体积对RENI的贡献率最大，根干重贡献率最小；充分灌溉条件下，根体积对RENI的贡献率最小，根干重最大。（2）RENI在土壤中呈偏正态分布，0～40 cm土层的RENI占总RENI的86.8%。（3）膜间裸地的根系分布主要受棉花生物学因素的影响，距离棉株越近，根系分布越多。
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  单、双价转基因抗虫棉对棉铃虫适合度及其抗药性的影响

  张　洋, 张　帅, 崔金杰

  棉花学报. 2011, 23(1): 44-51.

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  室内以分别用转双价基因棉中棉所41（Cry1Ac+CpTI）、转单价基因棉中棉所44（Cry1Ac）和常规棉中棉所49（CK）连续筛选16代的AYBC、AYBT和AYCK棉铃虫种群为材料，分别继续用上述材料再连续筛选10代，研究抗虫棉对棉铃虫适合度及其抗药性的影响。试验结果表明：经室内连续筛选26代后，与AYCK对照种群相比，AYBC和AYBT种群的幼虫发育历期明显延长，蛹重、产卵量、卵孵化率均明显降低，蛹历期和雌虫百分率差异不显著；与AYBT种群相比，AYBC种群的幼虫发育历期明显延长，产卵量显著降低，蛹重、蛹历期、雌虫百分率和卵孵化率差异不显著。17－26代，AYBC种群与AYBT种群同一筛选代数间对Cry1Ac毒素的抗性倍数差异不显著，并且随着筛选代数的增加，AYBC和AYBT种群的抗性倍数都有所增加。
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  人工模拟“庇护所”和“非庇护所”条件下棉铃虫对Bt棉的抗性演变

  肖留斌, 孙厚俊, 柏立新

  棉花学报. 2011, 23(1): 52-57.

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  人工饲料中添加转Bt基因杂交棉品种中棉所29棉仁粉，建立杂交和自交品系分别模拟“庇护所”和“非庇护所”条件，连续多代进行棉铃虫对Bt棉的抗性筛选。结果表明：经11代筛选，棉铃虫自交品系和杂交品系的幼虫死亡率下降，体重和体长增加，幼虫历期缩短，化蛹率和羽化率增加。依据幼虫死亡率、体重、体长、幼虫历期以及化蛹率、羽化率等生命参数的演变，相较杂交品系，自交品系对Bt棉能更快地产生适应性。11代筛选后，利用不同抗性品系棉铃虫进行转基因棉抗虫性评估，结果表明：相比敏感品系，杂交品系测定4个转基因棉品种的抗虫性等级未发生变化，而中棉所29等3个转基因棉品种对棉铃虫自交品系的抗性下降了1个等级。对Bt制剂的抗性测定结果表明，杂交品系的抗性倍数为2.5215，自交品系的抗性倍数为9.3876。据本研究初步结果，利用“庇护所”策略延缓棉铃虫对转Bt基因棉的抗性产生是可行的。
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  转几丁质酶和葡聚糖酶双价基因棉花株系对黄萎病的抗性

  朱荷琴, 冯自力, 李志芳, 赵丽红, 师勇强, 尹志新

  棉花学报. 2011, 23(1): 58-63.

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  采用人工病圃、重病田及苗期室内鉴定相结合的方法，研究了转双价（Chi+Glu）基因的棉花株系61217-1对棉花黄萎病的抗性。结果表明，转基因棉花株系61217-1在人工病圃连续3年达抗病水平，病指极显著低于其受体中棉所24。2009年该转基因株系在河南安阳、江苏大丰及新疆石河子棉花黄萎病重病田的病指分别为18.7、18.1和16.7，均极显著低于受体中棉所24的病指。该转基因株系对来自河北、湖北、新疆的3个强致病力落叶型菌株均达抗病水平，病指分别为16.4、16.8和15.6，也极显著低于受体中棉所24的病指。表明转双价（Chi+Glu）基因的棉花株系61217-1具有优异稳定的抗黄萎病性。
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  棉花黄萎病菌插入突变体库的构建及致病相关基因DVK1的克隆与鉴定

  高　峰, 彭　姗, 彭晓玲, 李　晖, 李国英

  棉花学报. 2011, 23(1): 64-68.

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  利用ATMT（Agrobacterium tumefaciens-mediated transformation）技术自建Verticillium dahliae强致病力落叶型菌株T-DNA插入突变体库，共获得5000个转化子；随机挑选1000个转化子进行致病力鉴定，筛选获得5株致病力衰退的突变体。挑选致病力下降最为明显的突变体d1，通过TAIL-PCR技术最终获得一段长3237 bp的DVK1全长cDNA序列，编码1079个氨基酸的蛋白。基于DNA序列比对发现，DVK1基因含有2个内含子，分别为52 bp和36 bp。进一步比对发现T-DNA插入到DVK1基因启始密码上游740 bp的启动子中。通过遗传互补实验d1 恢复了致病性，进一步证明DVK1基因与黄萎菌致病性相关。
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  新疆连作、轮作棉田可培养的土壤微生物区系及活性分析

  韩　剑, 张静文, 徐文修, 罗　明, 吴莉莉

  棉花学报. 2011, 23(1): 69-74.

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  研究了新疆连作、轮作棉田土壤可培养微生物区系及活性变化。结果表明，棉花多年连作造成土壤中可培养微生物数量减少，连作6～8年、9～12年、大于13年的棉田与连作小于5年的棉田相比，土壤微生物总量分别下降了40.2%，46.7%，52.4%。连作超过5年后，土壤微生物菌群结构逐渐从高肥的“细菌型”向低肥的“真菌型”转化，细菌/真菌（B/F）和放线菌/真菌（A/F）比值均降低，拮抗菌减少，病原菌积累。氮素生理群氨化细菌、硝化细菌、好气性自生固氮菌数量下降，反硝化细菌数量增加。连作还导致土壤呼吸强度、纤维素分解强度下降，微生物活性降低。连作棉田与草木樨、番茄、春麦、玉米倒茬轮作能使土壤微生物数量明显增长，有益于调节菌群平衡， 提高微生物活性，固氮菌数量呈现显著增长。不同轮作作物的效应不同，以草木樨、番茄的效应更为突出。
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  改善棉子油生物柴油低温流动性的研究

  陈　秀, 来永斌

  棉花学报. 2011, 23(1): 75-79.

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  使用气-质联用仪分析棉子油生物柴油的组成，运用低温性能测试仪和生物柴油的结晶机理研究CME的低温流动性，提出了改善CME低温流动性的三种措施：结晶分馏，与低温石油柴油调和，或添加低温流动性改进剂。建立了基于CME调和比例的冷滤点预测模型。研究表明：CME主要由脂肪酸甲酯（C_14:0～C_24:0，C_16:1～C_22:1，C_18:2和C_18:3）组成，其中饱和脂肪酸甲酯（SFAME）和不饱和脂肪酸甲酯（UFAME）的质量分数分别为32.12%和66.19%，冷滤点为6℃。结晶分馏，冷滤点降到-1℃；与-10号柴油（-10PD）调和，冷滤点最低可降到-12℃；在Flow Fit，Flow Fit K 和T818的体积分数均不超过1.5%时，CME及CME与-10PD 的调和油（CME/-10PD）的冷滤点分别最低降到0℃和-26℃。
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  海岛棉pepc基因的克隆及序列和表达分析（英文）

  王德龙, 于霁雯, 喻树迅, 翟红红, 范术丽, 宋美珍, 张金发

  棉花学报. 2011, 23(1): 80-89.

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  磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶 (Phosphoenolpyruvate carboxylase)对植物生理功能行使重要的调节作用。本研究根据NCBI已公布的EST序列利用RACE和genome walking技术从海岛棉品种7124中克隆了一个新的pepc基因，命名为Gb.pepc3。该序列全长3259 bp，含有一个2910 bp的开放阅读框，编码969个氨基酸，推测分子量为110.7 kd，等电点为6.08 I。对Gb.pepc3蛋白的同源性比对和系统进化树分析显示，Gb.pepc3与已报道的其他植物的pepc相似性很高，属于C₃型pepc。荧光定量PCR结果显示Gb.pepc3在棉花各组织中广泛存在，其中在胚中表达量最高，在纤维中表达量较低。在棉花发育各个阶段Gb.pepc3表达量不同，海岛棉在开花后15天Gb.pepc3表达量达到高峰期，而陆地棉开花后20天Gb.pepc3表达量达到高峰期。海岛棉和陆地棉间表达量差异明显。
研究简报
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  临界生长温度锻炼对棉苗抗冷性的影响

  范月仙, 王　鹏, 李生泉, 李　锐, 李　娜, 郝辉芳

  棉花学报. 2011, 23(1): 90-93.

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  研究了棉苗经过不同低温（12℃、14℃、16℃）锻炼7 d后，对较长时间（7 d）的低温（4℃）胁迫的耐受能力,并探讨了与其相关的可能机理。结果表明：经不同低温锻炼7 d 后，所有棉花品种的幼苗脯氨酸含量都有不同程度的增加，其中12℃临界生长温度锻炼后增幅最明显；临界生长温度（12℃）下锻炼后的棉苗能耐受较长时间（7 d）的低温（4℃）冷胁迫，其抗冷性比对照明显提高。采用SDS- PAGE对棉苗中的蛋白质进行分离，发现所有参试品种经适当的低温锻炼后在冷胁迫下蛋白质含量和种类都有明显的变化，而且都有低温诱导蛋白（即抗冻蛋白）产生,不同品种产生的低温诱导蛋白可能有所差异。
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  两个彩色棉品种生理特性及产量性状研究

  张海鹏, 周 琴, 王荣富, 周桃华

  棉花学报. 2011, 23(1): 94-97.

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  以淮棕杂1号、淮绿杂1号和白色棉亲本材料zms-41为材料，研究了棕色棉、绿色棉及其亲本生理特性及产量性状的差异。结果表明，亲本叶绿素（a+b）含量最高，棕色棉次之，绿色棉最低，盛花期后绿色棉叶绿素a、b的含量与亲本差异明显。绿色棉和棕色棉叶面积系数的增长主要在棉花生育中前期，盛花期以后，叶面积系数下降较快；叶比重在整个生育期相对较低。绿色棉和棕色棉的光合速率在盛花前期略高于亲本，蒸腾速率在蕾期略高于亲本，盛花期明显低于亲本。棕色棉较绿色棉增产16.7%。与亲本相比，绿色棉和棕色棉的产量低、单株成铃数少、衣分低、铃重轻。
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  2010年度审稿人名单

  中国棉花杂志社

  棉花学报. 2011, 23(1): 98-98.

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