2014年, 第26卷, 第3期　刊出日期：2014-05-15

  

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研究与进展
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  GhCPS基因沉默对棉花幼苗生长和内源激素含量的影响

  王丽, 穆春, 张明才, 杜明伟, 田晓莉, 李召虎

  棉花学报. 2014, 26(3): 189-196. https://doi.org/10.11963/cs140301

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  利用RT-PCR从棉花中获得493 bp的GhCPS（赤霉素（GA）合成酶基因）片段，经EcoRⅠ/KpnI双酶切后连入pTRV-RNA2质粒，获得了重组载体pTRV-GhCPS；用该载体转化农杆菌后，室内盆栽条件下侵染棉花品种欣抗4的子叶苗。结果表明，病毒诱导沉默GhCPS 基因的棉花幼苗中GhCPS的表达量仅为空载体对照的52%。与空载体对照相比，沉默GhCPS的棉花幼苗第1叶和第2叶的内源GA₄含量分别降低33%和60%；第2叶ABA含量降低48%，IAA、ZR和iPA含量均无显著变化；株高降低64%。第1叶和第2叶的叶面积分别减小26%和47%，总叶绿素含量分别增加29%和63%，类胡萝卜素含量分别增加27%和46%。第1叶的净光合速率、气孔导度、胞间CO₂和蒸腾速率分别增加23%、40%、9%和31%。可见，利用病毒诱导基因沉默技术技术沉默GhCPS后可调控棉花幼苗叶片内源激素平衡，控制棉花幼苗的生长，并提高单位叶面积的光合能力。
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  海岛棉GbMFT2基因的克隆及表达分析

  顾超, 郭丹丽, 张峰, 李雪源, 艾先涛, 黄先忠

  棉花学报. 2014, 26(3): 197-203. https://doi.org/10.11963/cs140302

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  通过RT-PCR和RACE技术从新疆海岛棉品种新海14号中克隆得到了一个MFT (MOTHER OF FT AND TFL1)类似基因，命名为GbMFT2基因(GenBank登录号为KF739071)。GbMFT2基因的开放阅读框(ORF)为519 bp，编码172个氨基酸，含有一个磷脂酰乙醇胺结合蛋白(PEBP)结构域。GbMFT2基因和GbMFT1基因的核苷酸相似性仅为56.7%，二者蛋白的相似性为62.7%。系统进化树分析表明GbMFT2编码产物属于MFT-like亚家族。qRT-PCR分析表明，GbMFT2基因在不同的组织中均有表达，在胚珠和茎中表达量较高。半定量RT-PCR结果表明，和GbMFT1基因的表达模式不同，GbMFT2基因在刚萌发的种子中的表达量很低；但随着ABA浓度的升高表达量显著提高，并且ABA处理下萌发24 h的种子中的表达量要高于72 h中的表达量，表明该基因的表达受ABA的调节，可能在种子萌发过程中起重要作用。
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  海岛棉纤维发育相关基因GbPDF2酵母单杂交文库构建及其上游基因解析

  郑云娜, 代华琴, 曹跃芬, 李金娟, 戎均康, 丁明全

  棉花学报. 2014, 26(3): 204-212. https://doi.org/10.11963/cs140303

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  为研究棉纤维起始发育的分子调控网络，以海岛棉(Gossypium barbadence L.)品种“海渝”开花当天(0 DPA)胚珠为实验材料，利用酵母单杂交技术来筛选棉纤维起始发育相关基因GbPDF2的上游调控转录因子。首先，克隆GbPDF2的启动子(Accession: KJ475468)；构建了该启动子的诱饵融合载体(GbPDF2-PRO)-pAbAi，转入酵母细胞中重组为Y1HGold [Bait-pAbAi]菌株。之后，应用Matchmaker Gold Yeast One-Hybrid Library Screening System系统构建酵母单杂交cDNA文库，转化重组酵母菌株，通过同源重组筛选GbPDF2的上游转录调节因子。构建的cDNA文库库容为2.23×10⁶，重组率为95.8 %，插入片段大小为300 bp～2000 bp，其中大于1000 bp的阳性克隆为109个。cDNA插入片段经测序和Blast同源性分析，筛选出2个生长素响应因子，1个WRKY7 转录因子，1个WD-repeat protein 40等与纤维发育相关的转录调节因子，为研究棉纤维起始发育的信号转导通路奠定了基础。
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  基因枪介导的海岛棉(Gossypium barbadense L.)茎尖遗传转化体系的建立

  马玲玲, 魏延宏, 何兰兰, 柴蒙亮, 朱华国, 孙杰, 张薇

  棉花学报. 2014, 26(3): 213-220. https://doi.org/10.11963/cs140304

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  以新疆海岛棉品种新海13号的茎尖为转化受体，采用基因枪介导法，研究DNA包裹浓度、微载体种类、前渗处理时间、轰击条件、筛选方法等对茎尖转化的影响，建立了基因枪法介导的海岛棉茎尖转化体系。研究结果表明，采用1.5 μg·μL^-1的质粒DNA包裹1.0 μm金粉微载体，前渗处理12 h，轰击压力为7.584 MPa(1100 psi)，轰击距离为6 cm，后渗处理16 h，恢复处理24 h，在120 mg·L^-1卡那霉素浓度下直接筛选35 d。在添加4 g·L^-1活性炭粒的生根培养基中诱导抗性幼苗生根，获得抗性再生植株。通过PCR和RT-PCR检测，共得到5株转抗除草剂基因EPSPS的阳性植株。该研究体系的建立为海岛棉的遗传转化奠定了基础，为海岛棉的育种工作提供了材料。
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  荧光标记基因转化棉花黄萎病菌及标记菌系选育

  王晓楠, 齐宏, 张金凤, 光杨其, 唐灿明

  棉花学报. 2014, 26(3): 221-227. https://doi.org/10.11963/cs140305

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  为了研究黄萎病菌的侵染机制，通过农杆菌介导的转化方法，将绿色荧光蛋白基因sGFP导入落叶型黄萎病菌VD07038，将红色荧光蛋白基因mCherryRFP导入非落叶型黄萎病菌Bp2中,分别获得了具有绿色、红色荧光信号的阳性转化子。经过分子验证和连续继代培养，证明了这些转化子具有遗传稳定的对潮霉素的抗性。通过对转化子的菌落形态、生长速度和致病力进行检测，发现大部分转化子与野生型基本一致，少量转化子发生变异，其中转化子Bp2R-30不能产生微菌核，致病力显著下降。利用荧光显微镜观察了转化子VD07038G-10在感病棉花品种苏棉22幼苗根部的侵染情况。结果表明，在接菌12 h后VD07038G-10的孢子可吸附在根表面；接种7～9 d后，菌丝入侵到棉花根部的维管组织。本研究获得的荧光蛋白标记的棉花黄萎病菌VD07038G-10可用于实时观测黄萎病菌侵染棉花根系的过程，并且可以定量鉴定不同棉花品种对该菌系的抗性，为棉花黄萎病菌抗性鉴定提供一种新方法。
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  棉蚜化学感受蛋白AgosCSP2的基因克隆、时空表达动态及气味结合特征分析

  李娜, 张帅, 雒珺瑜, 吕丽敏, 崔金杰, 李国清

  棉花学报. 2014, 26(3): 228-236. https://doi.org/10.11963/cs140306

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  化学感受蛋白是一类存在于昆虫化学感受器中的可溶性蛋白，可能与昆虫识别外界化学信息有关。本研究从棉蚜(Aphis gossypii)转录组数据中克隆得到1条编码化学感受蛋白的cDNA序列，命名为AgosCSP2(GenBank登录号KC017751)。使用qRT-PCR技术对此化学感受蛋白mRNA在棉蚜中的时空表达谱进行了分析，结果表明AgosCSP2在多数类型棉蚜若虫中的表达量明显高于成虫中的表达量；在寄主为棉花时的表达量高于寄主为木槿时；在无翅成蚜中足的表达量相对其他组织较高。荧光竞争性结合试验表明AgosCSP2与气味化合物的结合能力较弱。推测该基因主要参与棉蚜若虫对寄主的适应过程，具有嗅觉以外的生理功能。试验结果为进一步研究AgosCSP2的功能奠定了基础。
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  抗草甘膦基因aroA转化陆地棉胚性愈伤组织的研究

  章郑专, 汤磊鹏, 王钰, 何军光, 蔡文珑, 戎均康, 李飞飞

  棉花学报. 2014, 26(3): 237-243. https://doi.org/10.11963/cs140307

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  为了建立以草甘膦为选择标记的农杆菌介导的棉花胚性愈伤组织转化体系，本研究将草甘膦抗性基因（aroA）转化陆地棉WC和YZ-1的胚性愈伤组织，分别以5 mg·L^-1和10 mg·L^-1的草甘膦浓度作为选择压，经过2～3轮筛选，获得了抗性胚性愈伤组织，诱导出胚状体并发育成苗。对T₀再生植株进行PCR及草甘膦抗性检测，以WC和YZ-1为受体的转抗草甘膦基因（aroA）分别获得了33株和10株阳性植株，转化效率分别为82.5%和62.5%。该体系为棉花遗传转化提供了实验方法，获得的抗草甘膦棉花为棉花育种提供种质资源；同时抗除草剂基因还可以作为筛选标记与其它基因串联在一起转化棉花，进行基因功能验证。
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  不同水分条件下棉花光谱数据对冠层叶片温度的响应特征

  黄春燕, 王登伟, 肖莉娟, 王雅芳

  棉花学报. 2014, 26(3): 244-251. https://doi.org/10.11963/cs140308

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  利用Fluke热像仪和ASD地物非成像高光谱仪，分别记录棉花新陆早33号、13号2个品种、4个水分处理、5个关键生育时期的冠层红外热图像和反射光谱数据；在红外热图像上提取棉花冠层受光叶片的温度，同时处理高光谱数据获得归一化植被指数（NDVI）、比值植被指数（RVI）、红光620 nm和近红外850 nm波段的反射率（ρ₆₂₀,ρ₈₅₀）。分析表明，棉花2个品种4个水分处理的冠层叶片温度（T_L）在盛花期、盛花结铃期较高，在盛铃期达到最大值，在开花期和吐絮初期较低；棉花受到水分胁迫，冠层近红外波段光谱的反射率降低，红光波段的反射率升高，NDVI和RVI变小，T_L升高；在充分灌溉条件下棉花近红外、红光波段的光谱反射率、NDVI和RVI及T_L则与水分胁迫处理的表现相反。和620 nm和850 nm波段反射率与TL的线性相关比较，棉花NDVI和RVI与T_L的线性相关性更强。研究表明，将红外热图像和高光谱遥感技术相结合，具有实时、非破坏性地监测棉花水分状况的潜力。
专题与述评
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  陆地棉抗黄萎病种质创新与抗病基因挖掘

  郭宝生, 王凯辉, 刘素恩, 赵存鹏, 耿军义, 张香云, 华金平

  棉花学报. 2014, 26(3): 252-259. https://doi.org/10.11963/cs140309

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  抗病种质在抗病育种中的地位不可替代。远缘杂交材料创新是陆地棉黄萎病抗性种质创制的重要基础；基因工程提供了创造变异的新技术，但由于抗病机制复杂，导入一、两个主基因的效果还不明显；采用分子生物学技术揭示棉花对黄萎病的抗性机制，发掘棉花抗病基因和病程相关基因，有助于剖析棉花-黄萎病菌互作机制。本文概述了陆地棉抗黄萎病种质创制、抗病品种选育的成就，介绍了棉花黄萎病抗性机理与功能基因发掘等方面的最新进展，为抗病分子设计育种提供理论支持。
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  棉花黄萎病研究进展

  林玲, 张昕, 邓晟

  棉花学报. 2014, 26(3): 260-267. https://doi.org/10.11963/cs140310

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  由大丽轮枝菌引起的棉花黄萎病已成为当前我国棉花可持续生产的主要障碍之一。该病害为土传种传维管束病害，具有病原菌寄主范围广，防治困难的特点。本文综述了近年来国内外有关其病原菌的致病力分化、全基因组测序与致病机制、微菌核形成与萌发机制，寄主的抗病分子机制以及病害防治措施等方面的最新研究进展。
研究简报
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  中国部分棉区棉花轮纹斑病病原菌“种”的初步鉴定

  张文蔚, 李莎, 简桂良, 司宁, 齐放军

  棉花学报. 2014, 26(3): 268-273. https://doi.org/10.11963/cs140311

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  从中国棉花主产区部分地区采集棉轮纹斑病叶，分离获得17个致病链格孢（Alternaria spp.）菌株。根据链格孢菌菌体和孢子形态学观察结果，结合ITS序列测定和分析结果，明确A1等16个菌株为链格孢菌（Alternaria alternata），A3菌株为大孢链格孢菌（Alternaria macrospore）。
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  黄萎病菌诱导海岛棉全长cDNA文库构建及EST分析

  张艳, 丁泽国, 王省芬, 张桂荣, 李志坤, 张桂寅, 吴立强, 马峙英

  棉花学报. 2014, 26(3): 274-278. https://doi.org/10.11963/cs140312

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  采用SMART技术构建了海岛棉黄萎病菌诱导下根全长cDNA文库，并进行了质量鉴定和EST序列分析。结果表明，文库的重组率为92.3%，库容量为1.1×10⁶ pfu·mL^-1，平均插入片段大于1.5 kb。生物信息学分析表明该文库包含大量抗病调节基因和抗病防御基因。COG功能分类发现了多个参与信号转导、防御反应、细胞骨架以及次生代谢产物合成与分解等不同功能类别的基因成员。文库中出现的高丰度表达基因主要有病程相关蛋白（PR蛋白）、谷胱甘肽硫转移酶基因（GST）、亲环素蛋白、短链乙醇脱氢酶、抗坏血酸过氧化物酶及转录因子等。文库的构建为深入研究棉花抗黄萎病分子机制奠定基础。
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  湖南省部分地区棉田牛筋草（Eleusine indica）对高效氟吡甲禾灵的抗药性

  李洁, 宗涛, 刘祥英, 柏连阳

  棉花学报. 2014, 26(3): 279-282. https://doi.org/10.11963/cs140313

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  为制定棉田恶性杂草牛筋草的防除策略和延缓抗性种群发展，采用整株测定法测定了湖南省部分地区棉田杂草牛筋草（Eleusine indica）对高效氟吡甲禾灵的抗药性水平，并通过测定谷胱甘肽-S-转移酶(GST)活力研究了牛筋草对高效氟吡甲禾灵的代谢抗性机制。整株法测定结果显示，相对于敏感的鼎城区种群，不同地区牛筋草种群对高效氟吡甲禾灵均产生了不同程度的抗药性，抗药性指数在2.4～18.4。其中汉寿牛筋草种群的抗性水平最高，其次是大通湖、湘阴种群。汉寿抗性牛筋草种群GST活力明显高于鼎城区敏感种群，表明GST对高效氟吡甲禾灵代谢能力的差异是牛筋草对高效氟吡甲禾灵产生抗药性的一个重要原因。