2013年, 第25卷, 第2期　刊出日期：2013-03-15

  

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研究与进展
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  陆地棉耐盐相关基因GhERF79的克隆与分析

  王洁琳, 邹长松, 陆才瑞, 王巧莲, 宋国立

  棉花学报. 2013, 25(2): 95-102. https://doi.org/10.11963/cs130201

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  利用RACE-PCR技术克隆陆地棉ERF基因的全长cDNA，命名为GhERF79，该cDNA长度为980 bp，含有一个完整的ORF（Open reading frame）为756 bp，编码251个氨基酸的多肽；亚细胞定位显示该基因表达产物定位于细胞核中，生物信息学分析表明GhERF79属于ERF转录因子家族内的A-1亚族。Real-time PCR分析结果表明，GhERF79的表达受盐胁迫和植物激素诱导，该基因在耐盐材料中9806中的诱导表达水平显著高于盐敏感材料中棉所12；外源激素ABA（Abscisic acid）、ET（Ethylene）、MeJA（Methyl jasmonate）可以显著诱导GhERF79的表达，推测其可能在棉花响应盐胁迫途径中发挥重要功能。
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  棉纤维发育相关糖类物质转化与纤维产量形成的关系

  张文静, 王 伟, 罗松松, 范思静, 吴晓飞, 丁 龙

  棉花学报. 2013, 25(2): 103-109. https://doi.org/10.11963/cs130202

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  以生育期相近的2个棉花品种不同季节成铃的棉纤维为材料，研究棉纤维发育相关糖类物质转化、纤维素合成特征与棉纤维干物质质量形成的关系。结果表明：随着开花结铃时间的推迟，棉纤维中可溶性糖和蔗糖的转化率有下降的趋势；可溶性糖和蔗糖转化率高的棉纤维，其纤维素累积最大速率较高，纤维干物质质量快速增长期历时长，有利于纤维干物质质量的增加。对于不同结铃时期的棉铃，棉纤维中蔗糖和纤维素均是通过调节可溶性总糖含量的变化来影响棉纤维干物质质量的增加。因此，棉纤维发育过程中可溶性糖类物质转化情况和纤维素合成特征的差异，是导致不同结铃时期单铃纤维干物质质量形成差异的直接原因。
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  绿色棉新彩棉7号体细胞胚胎发生及其植株再生

  朱华国, 王红娟, 李鹏飞, 张新宇, 李艳军, 孙 杰

  棉花学报. 2013, 25(2): 110-114. https://doi.org/10.11963/cs130203

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  以绿色棉新彩棉7号的子叶、下胚轴为外植体，MSB(MS培养基附加B5维生素)基本培养基附加不同激素组合，诱导愈伤组织及调控分化，通过体细胞胚胎发生方式获得再生植株。结果表明：0.1 mg·L^-1 KT(Kinetin, 激动素)+ 0.1 mg·L^-1 2,4-D(2, 4-dichlorophenoxyacetic, 2,4-二氯苯氧乙酸)为诱导愈伤组织的最适植物激素组合，不同外植体处理出愈率均达到100％，但下胚轴纵切面背向培养基放置培养更有利于诱导愈伤组织形成；分化调控阶段的最佳植物激素组合为0.15 mg·L^-1 KT + 0.3 mg·L^-1 IBA(Indole-3-butyric acid, 吲哚丁酸)，胚性愈伤分化率可达23.33%；MSB中去除NH₄NO₃同时KNO₃加倍，附加0.5 g·L^-1 Asn(Asparagine, 天冬酰胺)和1 g·L^-1 Gln(Glutamine,谷氨酰胺)，胚性愈伤可进一步分化获得体细胞胚，将成熟的子叶胚接种于1/2MS获得完整的再生植株。本研究通过体细胞胚发生途径获得了新彩棉7号的再生植株，为天然彩色棉基因工程研究奠定了一定基础。
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  草甘膦对转EPSPS-G6基因棉花种质系配子育性的影响

  梅 磊, 陈进红, 何秋伶, 祝水金

  棉花学报. 2013, 25(2): 115-120. https://doi.org/10.11963/cs130204

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  以转EPSPS-G6基因的抗草甘膦棉花种质系为材料，研究转基因抗草甘膦棉花植株现蕾后喷施不同浓度草甘膦后的花器形态结构和配子育性的影响。结果表明，苗期的草甘膦处理对转EPSPS-G6基因的棉花种质系植株生长发育无明显的影响，但现蕾后可导致转基因抗草甘膦棉花种质系花冠变小，花丝变短，柱头变长，花药皱缩、不能开裂，呈雄性败育的特征；高浓度（>30 mmol·L^-1）草甘膦处理尤其明显。花粉粒育性鉴定结果表明，草甘膦处理15～20 d后转基因植株的花朵雄配子即完全败育，其中，低浓度（<20 mmol·L^-1）下完全败育的时间为20 d，高浓度（>30 mmol·L^-1）下完全败育的时间为15 d。低浓度草甘膦处理的花粉粒的完全败育持续时间约20 d，高浓度草甘膦处理完全败育的持续时间更长。不同间隔时间喷施草甘膦的试验结果表明，间隔20 d喷一次草甘膦，即可在首次喷药20 d后保持完全不育。考虑到气候等因素，转基因抗草甘膦棉花可在现蕾初期喷施20 mmol·L^-1的草甘膦，每隔15 d（遇特殊气候可延长5 d）喷1次,共喷4次，即可进行不去雄杂交棉制种。
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  长江流域棉花纤维比强度选择的理想试验环境筛选

  许乃银, 张国伟, 李 健, 周治国

  棉花学报. 2013, 25(2): 121-128. https://doi.org/10.11963/cs130205

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  采用GGE双标图方法对2000－2010年期间27组独立的长江流域棉花品种区域试验中的15个试点在纤维比强度选择上的鉴别力、代表性、理想指数和离优度指数进行了全面分析和综合评价。结果表明：南京、黄冈、常德、岳阳和南阳是以长江流域为目标环境的广适性纤维比强度选育和作为区域试验点鉴别理想品种的最理想试验环境，而江浙沿海棉区的试验环境（南通、盐城和慈溪）和四川盆地棉区试验环境（简阳和射洪）不适宜作为针对长江流域的纤维比强度选择与推荐环境。本研究充分展示了GGE双标图在区域试验环境评价方面的应用效果，也为长江流域棉花品种生态区划分和国家棉花区试方案的决策提供理论依据。
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  棉花纤维素合酶复合体蛋白的分离与鉴定

  李先良, 李 傲, 彭良才, 夏 涛

  棉花学报. 2013, 25(2): 129-134. https://doi.org/10.11963/cs130206

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  选用开花后24 d的棉纤维提取原生质膜，用Triton X-100溶解后通过纤维素合酶1（Gossypium hirsutum cellulose synthase1, GhCESA1）抗体进行免疫共沉淀（Co-Immunoprecipitation, Co-IP），以聚丙烯酰胺凝胶电泳（Sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis, SDS-PAGE）分离免疫共沉淀的产物，用液相色谱-质谱联用仪（Liquid chromatography-mass spectrometry, LC-MS）进行鉴定。结果表明，棉纤维纤维素合酶复合体可能存在68种蛋白，其中包括8种纤维素合酶（Cellolose synthse, CESA），它们涵盖了棉纤维初生壁和次生壁2种类型纤维素合酶。这说明在次生壁形成的细胞中存在2种类型CESA。本研究也表明复合体中存在非CESA蛋白。
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  黑白轮枝菌基因组中微卫星的频率和分布

  李志芳, 冯自力, 赵丽红, 师勇强, 李彩红, 王玲飞, 刘义杰, 朱荷琴

  棉花学报. 2013, 25(2): 135-141. https://doi.org/10.11963/cs130207

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  为了明确重要植物病原真菌黑白轮枝菌基因组中的微卫星（SSR）分布情况，利用软件SciRoKo从已测序的VaMs102菌株基因组（32.8 Mb）中，成功搜索得到4224个SSR。结果显示，三碱基重复微卫星的数量最多，为1481个，占SSR总数的35.1%；其次是二碱基、六碱基、四碱基和五碱基；单碱基重复的微卫星数量最少，为308个，仅占总数的7.3%。不同重复单元的微卫星在黑白轮枝菌基因组中的分布是非随机的，具有明显的偏好性。单碱基、二碱基、四碱基和五碱基偏爱出现于非编码区，尤其是基因间区。三碱基和六碱基重复微卫星较为集中分布在外显子区，并且重复次数变化丰富，推断黑白轮枝菌编码区的SSR可能会通过调节自身的重复次数来适应新环境。
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  陆地棉遗传距离与纤维品质性状中亲优势及F₁、F₂表现的相关性研究

  宿俊吉, 陈 红, 余 渝, 林 海, 宁新柱, 李吉莲, 刘 萍, 刘 丽, 相吉山, 邓福军

  棉花学报. 2013, 25(2): 142-147. https://doi.org/10.11963/cs130208

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  通过29个陆地棉品种（系）表型性状及SSR标记遗传距离聚类分析，依据遗传距离大小在不同类群中选择了8个遗传背景差异不同的陆地棉亲本，进行不完全双列杂交，共配制了28个组合，开展了陆地棉纤维品质性状F₁、F₂表现及其中亲优势与遗传距离之间的相关、回归分析研究。结果发现杂种F₁、F₂纤维上半部平均长度、整齐度指数、断裂比强度及其中亲优势均与表型及SSR标记遗传距离正相关，其中杂种F₁纤维上半部平均长度与2种遗传距离均达到了显著水平，断裂比强度与SSR标记遗传距离达显著水平；伸长率的杂种F₁、F₂表现及其中亲优势均与表型及SSR标记遗传距离负相关，其中杂种F₁伸长率与SSR标记遗传距离显著负相关。回归分析发现与遗传距离达到显著或极显著相关的纤维品质性状，均与对应遗传距离具有显著或极显著拟合的曲线模型。这些显著或极显著的纤维品质性状，可在育种实践中为利用杂种优势改良棉纤维品质提供参考信息。
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  基于NDVI的绿洲棉田土壤肥力质量评价方法研究

  王 琼, 王克如, 李少昆, 肖春华, 李 静, 戴建国, 房林峰, 陈 兵, 王方永

  棉花学报. 2013, 25(2): 148-153. https://doi.org/10.11963/cs130209

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  以天山北坡典型国营农场棉田为研究对象，探讨基于归一化植被指数（NDVI）的棉田土壤肥力质量评价方法。将棉花不同生育期表征长势的NDVI作为评价指标对棉田土壤肥力质量进行评价，再将NDVI与少量理化测定的土壤样点数据（有机质、有效磷含量等）共同作为评价指标，结合地统计方法与遥感影像聚类算法进行评价；并与完全基于土壤样品理化测定数据的评价结果进行比较、探讨基于NDVI评价方法对土壤肥力质量评价结果的准确性与可靠性。研究证明将NDVI与少量理化测定的土壤样点数据作为评价指标，能显著提高评价结果与棉田实际土壤肥力状况的一致性。基于NDVI的土壤肥力质量评价方法快速、简便，其评价结果可为研究绿洲棉田土壤质量及农业结构调整规划、耕地质量保护等提供科学依据。
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   新疆棉花生产综合外部性的非市场价值评估——基于棉花补贴视角

  马 琼, 刘文存, 刘勤勤, 王雅鹏

  棉花学报. 2013, 25(2): 154-161. https://doi.org/10.11963/cs130210

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  以新疆棉花生产为例，运用条件价值法（CVM），通过对新疆棉花生产正外部性补贴的支付意愿调查，估算了棉花生产的生态环境、自然景观及社会保障等正外部性非市场价值；运用分解求和法，测算了新疆棉花生产过程中，棉田吸收CO₂、棉田土壤固碳、棉花生产中物资燃料使用带来的碳排放等环境外部性的非市场价值。研究结果表明，新疆棉花生产的综合外部性表现为正，其外部性的非市场总价值高达110.8573×10⁸元。若将此作为计算棉花补贴的依据，则每公顷棉花可补贴7589.85元；并提出将其作为棉花生产补贴标准，增加补贴项目，提高补贴额度，稳定棉花生产，保障棉花产业安全。
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  短季棉叶片早衰的比较蛋白质组学研究

  卢 超, 张根连, 范术丽, 宋美珍, 庞朝友, 喻树迅

  棉花学报. 2013, 25(2): 162-168. https://doi.org/10.11963/cs1302011

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  选取短季棉品种中棉所10号为研究材料，在棉花叶片衰老过程中，分别取30 d，40 d和50 d时的叶片进行叶片全蛋白的提取，利用双向电泳技术分析叶片衰老过程中的差异蛋白。考马斯亮蓝染色、扫描得到双向电泳图谱后，利用软件ImageMaster 2D Platinum 7.0分析差异蛋白。结果表明，在这3个时期里，共有33个蛋白点表达水平显著变化；对选取的差异蛋白点进行MALDI-TOF-TOF质谱鉴定，最终成功鉴定其中12个蛋白点。蛋白质组学分析表明衰老过程中：参与病虫害防御反应的蛋白6个显著下调表达，1个上调表达；参与光合作用的蛋白2个上调表达，1个下调表达；参与信号转导的2个蛋白均下调表达。
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  不同土壤水分条件下棉花库源比变化对产量形成的调节效应

  张宏芝, 罗宏海, 张亚黎, 张旺锋

  棉花学报. 2013, 25(2): 169-177. https://doi.org/10.11963/cs130212

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  在新疆气候生态条件下，以不同叶型棉花品种为材料，设置不同土壤水分处理，采用人工减源疏库的方法，研究不同土壤水分条件下库源比变化对棉花产量形成的影响。结果表明，中叶型品种新陆早13号在中水（控制0～60 cm土壤相对含水量的下限为田间持水量的70%～75％）条件下，叶源轻度胁迫显著增强剩余叶片光合能力，但光合物质累积量及向生殖器官的分配率和单株结铃数、铃重均未发生明显变化，子棉产量与对照无明显差异；鸡脚叶型品种标杂A1在高水（控制0～60 cm土壤相对含水量的下限为田间持水量的85%～90％）条件下，库容轻度胁迫后叶片光合速率和光合物质累积量与对照无明显差异，但光合产物向蕾铃的分配加快，铃重增大，子棉产量有所增加；小叶型品种新陆早10号减源或疏库后子棉产量均显著低于对照。因此，依据不同类型棉花源库关系对土壤水分的响应不同，通过棉田水分管理对源库进行调节，建立合理的库源比，可进一步提高水分利用效率和棉花产量。
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  转双价基因棉花对根际土壤酶活性和养分含量的影响

  风 春, 赵建宁, 李 刚, 杨志国, 王 慧, 吴冬梅, 红 雨, 杨殿林

  棉花学报. 2013, 25(2): 178-183. https://doi.org/10.11963/cs130213

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  在田间试验条件下，以3种转双价基因棉和常规棉石远321为研究对象，比较分析转双价基因棉和常规棉石远321根际土壤酶活性及养分的变化。结果表明，转双价Cry1Ac+CpTI基因棉sGK321与石远321根际土壤速效磷和铵态氮含量无显著差异，而硝态氮含量则显著高于石远321；转双价Cry1Ac+Cry2Ab基因棉（双Bt抗虫棉）速效磷和铵态氮含量均显著低于石远321，而硝态氮含量与石远321无显著差异；转双价Cry1Ac+Epsps基因棉（抗虫抗除草剂棉）速效磷和硝态氮含量均显著高于石远321，而铵态氮含量显著低于石远321。sGK321棉与石远321根际土壤脲酶、碱性磷酸酶和过氧化氢酶活性均无显著差异；双Bt抗虫棉土壤脲酶活性显著低于石远321，碱性磷酸酶和过氧化氢酶活性与石远321均无显著差异；抗虫抗除草剂棉与石远321土壤脲酶活性无显著差异，碱性磷酸酶活性显著高于石远321，而过氧化氢酶活性显著低于石远321。表明sGK321棉与石远321根际土壤养分（硝态氮除外）含量和酶活性无显著差异，而双Bt抗虫棉和抗虫抗除草剂棉所呈现的差异是因不同品种所致。
研究简报
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  不同天然彩色棉纤维品质和纤维超微结构的差异

  茹宗玲, 王国喜, 何守朴, 杜雄明

  棉花学报. 2013, 25(2): 184-188. https://doi.org/10.11963/cs130214

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  对不同品种彩色棉纤维品质、纤维素含量、蜡质含量研究结果表明，纤维素含量越高、蜡质含量越少，纤维品质越好；同时电镜检测结果发现，棕色棉和绿色棉纤维中色素分布位置具有较明显差异，细胞中色素含量越少，纤维品质越好。从总体材料来看，绿色棉纤维品质总体最差，个别经过改良的棕色棉纤维品质已经达到甚至超过对照白棉；棕色棉纤维品质可能和其色泽深度有关系，颜色越浅纤维品质越好，这可能是因为与白色棉杂交改良的结果。