2014年, 第26卷, 第1期　刊出日期：2014-01-15

  

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研究与进展
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  棉花三系杂交种不同生态区遗传效应及优势表现

  崔艳利, 郭立平, 邢朝柱, 吴建勇, 戚廷香, 王海林, 唐会妮, 乔秀琴

  棉花学报. 2014, 26(1): 1-9. https://doi.org/10.11963/cs140101

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  选用3个核背景不同的恢复系材料和7个不同的哈克尼西棉胞质不育材料作为亲本，根据NCⅡ遗传交配设计，配置了21个杂交组合，分别在黄河流域棉区河南安阳、黄淮流域棉区河南西华和长江流域棉区安徽无为3个生态区试点种植，通过性状调查与室内考种，采用朱军的ADE模型，进行数据分析。结果表明，子棉和皮棉产量主要受到加性、显性、加性与环境互作效应的影响，衣分和铃数主要受加性、加性与环境互作效应的影响，而铃重则只受加性与环境互作效应的影响；对于纤维品质性状，纤维长度、马克隆值、比强度和整齐度受到加性效应的影响，同时，纤维长度和马克隆值还与加性与环境互作效应相关；遗传率分析与遗传方差分量分析表现一致；产量及产量性状之间有一定的遗传相关，而纤维品质性状之间的遗传相关则较小,产量和纤维品质性状之间也存在着较少的遗传相关；杂交组合的产量竞争优势表现为安阳试点>西华试点>无为试点，说明与生态环境有关。在3个不同的生态区，研究了21个杂交组合的遗传效应及优势表现，研究结果对三系杂交组合选配有一定的指导意义。
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  棉花黄萎病生防芽孢杆菌Z-5菌株发酵培养基的优化

  张冬冬, 姜军坡, 朱宝成

  棉花学报. 2014, 26(1): 10-17. https://doi.org/10.11963/cs140102

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  在农用微生物菌剂中芽孢杆菌菌剂产品多采用芽孢作为有效成分，因此产芽孢条件的优化对棉花黄萎病生防细菌的工业生产有着重要意义。本文通过单因素试验分析了8种碳源、8种氮源和6种无机盐对Bacillus malacitensis Z-5菌株芽孢产量的影响，采用Plackett-Burman试验设计确定了影响芽孢产量的主要因素，用最陡爬坡路径逼近最大响应区域，利用Box-Behnken试验设计及响应面分析法确定主要影响因素的最佳条件。结果表明，单因素试验筛选出3种碳源（玉米粉、麸皮、葡萄糖）、3种氮源（豆饼粉、花生饼粉、酵母粉）和2种无机盐（MnSO₄·H₂O、CaCl₂）；Plackett-Burman试验确定Z-5菌株生产芽孢最适碳源、无机盐和氮源分别为玉米粉、MnSO₄·H₂O和豆饼粉，最陡爬坡路径法获得此3种因子的最适浓度范围为：玉米粉1.0%~2.0%、MnSO4·H2O 0.05%~0.09%、豆饼粉为1.0%~2.0%。响应面法得到芽孢产量与玉米粉、MnSO4·H2O和豆饼粉含量的回归方程。最终确定优化培养基组合为玉米粉1.66%、豆饼粉1.30%、MnSO₄·H₂O 0.07%、NaH₂PO₄·2H₂O 0.2%、Na₂HPO₄·2H₂O 0.4%，优化后芽孢产量达到1.9⁷×10⁹ mL^-1，与理论值基本相符。
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  1株抗草甘膦棉花突变体草甘膦抗性的初步鉴定

  巩元勇, 郭书巧, 束红梅, 何林池, 倪万潮

  棉花学报. 2014, 26(1): 18-24. https://doi.org/10.11963/cs140103

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  目的在于探明1株新的草甘膦抗性棉花突变体是否能用于发掘新的草甘膦抗性基因以及在农业生产中作为抗草甘膦种质的选育和利用的潜在价值。本文采用PCR的方法，在基因组和转录水平上排除了CP4-EPSPS基因对该突变棉株的污染；通过测定莽草酸含量，鉴定了该突变体草甘膦抗性的典型生理特征；通过盆栽试验研究了该突变体苗期对草甘膦抗性的表型。结果显示：不论草甘膦处理与否，突变棉株莽草酸的含量都没有显著的积累，在生理水平上显示出草甘膦抗性植株的显著特点；2叶期时草甘膦处理结果显示，突变棉株的草甘膦抗性表型同孟山都的品种对草甘膦的抗性表型基本一致。在基因组和转录水平的PCR检测结果都排除了突变棉株草甘膦抗性的获得是CP4-EPSPS基因污染造成的。结合对其他已报道的草甘膦抗性基因的类似排除，说明该抗性突变存在着自身特有的分子机理。
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  陆地棉主要农艺与纤维品质性状的双列杂交分析

  刘艳改, 马雄风, 周晓箭, 张文英, 王海风, 孟清芹, 张文生, 裴小雨, 周克海, 杨代刚

  棉花学报. 2014, 26(1): 25-33. https://doi.org/10.11963/cs140104

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  本文利用加性-显性与环境互作的遗传模型（ADE模型），分析8个陆地棉亲本及其F1在不同环境下的农艺和纤维品质性状，在估算遗传方差分量、遗传效应的基础上，分析各类性状间的遗传相关性，并预测F1和F2的杂种优势，为棉花杂种优势利用和新品种选育提供了较有价值的信息。研究表明，农艺与纤维品质性状的遗传主要受加性、显性和加性与环境互作效应控制。遗传相关分析表明，皮棉产量与纤维品质性状的显性相关系数值较大，利用杂种优势在早期世代可以得到协同改良，纤维品质性状间易实现协同改良。杂种优势分析表明，F₁和F₂的皮棉产量均具有显著的超亲优势，纤维品质性状的杂种优势不明显。
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  光质对离体诱导棕色棉纤维基因表达影响的cDNA-SRAP分析

  陈沙沙, 樊洪泓, 关蕾, 林毅, 蔡永萍, 钱森和, 孙旭

  棉花学报. 2014, 26(1): 34-40. https://doi.org/10.11963/cs140105

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  以离体培养棕色棉纤维（暗培养10 d）为材料，分别用红、黄、蓝、白光进行处理，在24 h光照条件下培养10 d后，利用cDNA-SRAP技术对其基因表达进行分析。对其中16个差异片段测序后进行同源性比对和功能分析表明：2个序列功能与植物抗逆性有关（CNGC5类似蛋白基因、（+）-δ-杜松烯合成酶）；3个序列与生物代谢相关（β-1,3-葡聚糖酶13基因、质膜胆碱转运蛋白基因、tau类谷胱甘肽转移酶基因）。其中，谷胱甘肽转移酶基因与原花青素合成前体物质的转运有关，光质可能通过影响谷胱甘肽转移酶基因进而对原花青素的合成产生影响。
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  灌溉制度对机采棉生长、产量及品质的影响

  王峰, 孙景生, 刘祖贵, 宁慧峰, 强小嫚, 申孝军

  棉花学报. 2014, 26(1): 41-48. https://doi.org/10.11963/cs140106

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  1膜2管6行是新疆机采棉的主要种植模式。为确定该模式适宜的灌溉制度，采用田间试验研究了灌溉频率（F5、F8）与灌水定额（I80、I60和I40）对棉花生长、产量、品质及水分利用效率的影响。结果表明，高频高定额（F5I80）与高频中定额（F5I60）灌溉可有效降低棉花株高，增加叶面积指数，提高蕾铃生物量在地上部中的比例。灌溉频率相同时，灌水量过高与过低均不利于棉花增产；灌水定额相同时，高频（F5）较低频（F8）灌溉增产0.59%~1.56%。灌溉制度对棉花纤维品质无显著影响。灌水定额显著影响棉花耗水量及水分利用效率，而灌溉频率对二者影响不显著。研究认为高频（F5）和中灌溉定额（I60）是南疆地区机采棉种植模式适宜的灌溉制度，即在全生育期内灌水12次，灌溉定额300 mm左右。
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  山东植棉区降水与棉花需水耦合度的时空变化特征分析

  崔日鲜, 付金东

  棉花学报. 2014, 26(1): 49-57. https://doi.org/10.11963/cs140107

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  基于山东省17个气象站1961—2012年的逐日气象资料，利用FAO推荐的Penman-Monteith公式及作物系数对棉花各生育阶段的作物需水量进行估算，并利用同期降水量计算了各生育阶段的降水与作物需水耦合度，最后采用反距离插值法生成山东省棉花各生育阶段耦合度的分布图，并对耦合度的时间序列进行趋势分析。结果表明：山东植棉区棉花全生育期降水与作物需水耦合度多年平均值在0.692～0.847之间，全生育期耦合度的空间变化趋势为西部、北部低，由此向东、向南递增；播种期和吐絮成熟期耦合度普遍较低，而蕾期和花铃期的耦合度明显高于其他生育季节；东营、惠民、德州等棉花种植面积最集中的北部和西北部站点全生育期、吐絮成熟期耦合度大于0.6和0.8的保证率明显低于其他地区。播种期、苗期和吐絮成熟期耦合度在多数站点趋于减少趋势，而苗期则有76.5%站点耦合度趋于增大趋势。
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  灌溉水盐度和施氮量对棉花根系分布影响研究

  闵伟, 侯振安, 冶军, 马丽娟, 杨秦赛, 张婷

  棉花学报. 2014, 26(1): 58-65. https://doi.org/10.11963/cs140108

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  通过田间小区试验，研究了不同灌溉水盐度和施氮量对滴灌棉花根系分布的影响。试验设置3种灌溉水盐度；0.35、4.61和8.04 dS·m^-1（分别代表淡水、微咸水和咸水三种灌溉水类型）；施氮量为0、240、360和480 kg·hm^-2。结果表明，按质量计，棉花的根主要分布在0~20 cm，此部分占根总质量的85%~90%。微咸水和咸水灌溉棉花根的总质量显著降低，分别较淡水灌溉减少10%和36%，尤其在土壤表层0~20 cm和下层60~100 cm显著降低；施用氮肥可以显著增加棉花根的质量。以长度计，棉花根集中分布在0~60 cm，此部分占总根长的87%~96%；60 cm以下根长密度明显降低。微咸水灌溉棉花根长密度最大，其次是咸水，淡水灌溉最低；淡水灌溉下，根长密度随施氮量增加显著降低；微咸水和咸水灌溉下，根长密度随施氮量增加呈先增后降趋势，其中施氮240 kg·hm^-2最高。棉花根表面积表现为微咸水>淡水>咸水，平均根直径为微咸水>咸水>淡水，而不同灌溉水处理间根体积的差异不显著。随着施氮量的增加，根表面积、根体积和平均直径均显著降低。
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  NaCl胁迫对棉花叶片衰老特征的影响及其生理学机制

  王涛, 孔祥强, 宋迎, 董合忠

  棉花学报. 2014, 26(1): 66-72. https://doi.org/10.11963/cs140109

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  以叶片衰老快慢不同的两个棉花品系L21和L22为材料，研究了NaCl胁迫对棉花叶片衰老的影响及其相应的生理学机制。温室内水培棉苗，待第5片真叶展开20 d后用含125 mmol·L^-1 NaCl的营养液处理棉苗，以不含NaCl的营养液处理为对照。结果显示，NaCl胁迫下L21和L22叶片中叶绿素含量和光合作用速率下降，叶片和根中的Na⁺含量上升、K⁺含量降低；NaCl胁迫还增加了棉株体内脱落酸（ABA）含量、降低了玉米素核苷（ZR）含量。表明K+含量降低以及ABA含量升高、ZR含量下降是NaCl胁迫促进棉花叶片衰老的重要原因。
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  河南植棉区施氮量对麦棉两熟产量及氮肥利用率的影响

  董合林, 李鹏程, 刘爱忠, 刘敬然, 李永旗, 王晓茹, 王刚

  棉花学报. 2014, 26(1): 73-80. https://doi.org/10.11963/cs140110

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  研究了河南植棉区麦棉两熟施氮量对两季产量和氮肥利用率的影响。结果表明，施氮能显著提高小麦产量、总有效穗数和穗粒数，籽粒千粒重随施氮量增加而降低；商丘和内黄试验点小麦最高产量所需的施氮量分别为201.4 kg·hm^-2和187.2 kg·hm^-2，经济最佳施氮量分别为163.0 kg·hm^-2和134.9 kg·hm^-2。施氮也能显著提高棉花产量和单株成铃数；适量施氮可提高铃重；商丘和内黄试验点棉花最高产量所需的施氮量分别为244.4 kg·hm^-2和224.2 kg·hm^-2，经济最佳施氮量分别为225.9 kg·hm-2和207.0 kg·hm^-2。小麦氮肥利用率以施氮量180 kg·hm^-2最高。麦棉两季氮肥利用率，商丘试验点随施氮量增加而降低；内黄试验点以施氮量390 kg·hm^-2最高。小麦、棉花氮肥偏生产力、农学利用率均随施氮量增加而降低。
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  陆地棉种子发育过程中microRNA的挖掘与功能研究

  Wang Gaskin, 余道乾, 杜雄明

  棉花学报. 2014, 26(1): 81-86. https://doi.org/10.11963/cs140111

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  microRNAs (miRNAs)广泛参与调控植物的生长和发育，但这类分子是否对棉花胚珠和纤维的生长发育起到重要的作用,还有待验证。对这些小分子的认识，一般先要从序列信息的获得上开始。应用基因芯片对TM-1 +5 DPA （开花后5 d）胚珠总RNA进行了miRNA 的筛选研究。结果显示，含有352 个探针的芯片成功钓取到199 个陆地棉miRNA，其中绝大多数为首次报道。此外，对miR399 研究发现，它与纤维中磷的含量变化相关； miR169 可能与干旱应激反应有关。
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  一种快速提取棉花干种子基因组DNA的新方法

  郎需勇, 刘伟霞, 杨亮, 周文华, 吴建功, 别传述

  棉花学报. 2014, 26(1): 87-94. https://doi.org/10.11963/cs140412

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  利用SSR(Simple sequence repeats)分子标记技术，能够快速有效地进行杂交棉纯度鉴定。为了攻克SSR分子标记技术中存在的技术难关，本文专门对棉花干种子胚的基因组DNA提取方法进行了研究。利用该方法，只需要2次加液、1次离心，从基因组DNA提取到SSR-PCR扩增，最后电泳，进行谱带分析，整个过程仅需4.5～5 h。本方法成本低、速度快、操作简单，适用于批量化DNA的提取，且整个提取过程无毒、无污染，是一种资源节约型和环境友好型的高效提取方法，适用于大批量样本的SSR分子标记鉴定工作。