2015年, 第27卷, 第4期　刊出日期：2015-07-15

  

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研究与进展
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  三个栽培种中天然彩色棉的遗传多样性及关联分析

  许鸿越, 孙君灵, 潘兆娥, 贾银华, 庞保印, 杜雄明

  棉花学报. 2015, 27(4): 291-299. https://doi.org/10.11963/issn.1002-7807.201504001

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  本研究利用主要农艺性状和SSR标记分析了137份陆地棉、13份海岛棉以及27份亚洲棉等不同纤维色泽的种质资源。170对SSR引物共检测到1036个等位基因变异。其中有多态性的等位基因923个，平均每个SSR位点有5.43个等位变异，变化范围为1～10。位点多态性信息量（PIC）的变化范围为0.56～0.93，PIC在0.85以上的多态性SSR位点为122个。结果表明，实验材料存在着丰富的遗传多样性。在群体结构分析基础上，使用TASSEL软件中的混合线性模型(MLM)，在陆地棉中得到与11个性状相关联的SSR标记23个；在海岛棉群体得到与5个性状关联的17个标记；在亚洲棉中检测到与8个性状关联的15个标记位点。在三个栽培种中与纤维色泽度相关的标记位点一共有6个，分别是CIR51-4、BNL1421-2、BNL2656-2 、DPL570-2、GH268-6 和TMB131-1，表型变异解释率从3.12%到18.97%。三个栽培种中天然彩色棉种质具有丰富的遗传多样性，为棉花的种间、种内杂交育种以及拓宽棉花新品种的遗传背景提供了物质基础和理论依据。
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  光质对离体培养条件下绿色棉纤维发育及黄酮合成的影响

  洪亮, 张雷, 钱森和, 孙旭, 蔡永萍, 林毅, 高俊山, 郭宁

  棉花学报. 2015, 27(4): 300-309. https://doi.org/10.11963/issn.1002-7807.201504002

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  为探讨光质对绿色棉纤维生长发育和黄酮合成的影响，以绿色棉品种绿絮棉1号为材料进行离体培养，比较红光、黄光、蓝紫光、白光和暗处理条件下绿色棉胚珠鲜物质质量、纤维长度、纤维素含量、黄酮含量等生理和分子指标的差异。结果表明：光处理能够促进胚珠鲜物质质量的增加，但抑制了纤维的伸长。在纤维发育前期，各光处理抑制了蔗糖合成酶活性和蔗糖合成酶基因表达；纤维发育后期，白光处理提高了蔗糖合成酶活性，促进了蔗糖合成酶基因表达。红光、黄光和蓝紫光处理显著提高了β-1,3￣葡聚糖酶活性（10～20 DAC（Days after culture））；红光、黄光和白光均能提高β-1,3￣葡聚糖基因表达量，而蓝光则抑制了基因的表达。白光促进了纤维素的合成，而蓝紫光抑制了纤维素的合成。在纤维发育初期（10 DAC），蓝紫光抑制了黄酮合成及其关键酶基因表达；而在发育后期（30～40 DAC），白光处理能够促进黄酮的合成及其关键酶基因表达。可见，光质对绿色棉纤维发育及黄酮合成具有一定的影响。
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  水培条件下钠钾替代对棉苗生长及其光合性能的影响

  雷晶, 郝艳淑, 吴秀文, 姜存仓

  棉花学报. 2015, 27(4): 310-316. https://doi.org/10.11963/issn.1002-7807.201504003

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  以水培方法研究钠钾替代对棉苗生长、叶片光合性能和糖类代谢的影响，设全K、2/6K、2/6K+4/6Na、1/6K、1/6K+5/6Na 共5个处理。结果表明：与全K相比，缺钾显著降低棉苗的相对生长速率、干物质质量、叶片钾钠积累量和净光合速率，而缺钾补充钠后各指标均有不同程度的提高。其中，2/6K+4/6Na 比2/6K处理的地上部相对生长速率和干物质质量分别提高21.05%和11.99%，叶面积、净光合速率、叶片淀粉含量和钾、钠积累量分别增加4.76%、18.23%、38.60%、30.54%和27.82%。另外，1/6K+5/6Na比1/6K处理的各个指标也有不同程度的增加。
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  棉花蔗糖合成酶基因家族在纤维发育期时空表达模式分析

  黄圣, 何鹏, 田莉莉, 俞嘉宁

  棉花学报. 2015, 27(4): 317-328. https://doi.org/10.11963/issn.1002-7807.201504004

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  蔗糖合成酶（Sucrose Synthase）是调控植物糖类代谢的关键酶之一，在植物生长发育及渗透调节过程中起着重要的作用。该酶为多基因家族，各成员在植物不同组织及不同发育阶段发挥不同的作用。陆地棉(Gossypium hirsutum)中有 15 个Sus成员,本研究利用转录组高通量测序及实时定量PCR技术，检测了该基因家族的表达模式。结果表明，GhSus1D、GhSus3A、GhSus3D和GhSus6D在起始期（0～3 DPA）大量表达；GhSus7D在 10 DPA 的纤维中表达量快速增加，达到同期突变体胚珠的 4.7 倍；GhSus1A、GhSus5D在纤维伸长期（5～15 DPA）表达量显著高于胚珠，分别在 10 DPA、15 DPA时达到峰值；GhSus3A、GhSus3D、和GhSus6D 在纤维发育（15 DPA） 时表达量重新上升，且在 20 DPA 时仍处于较高表达水平。Sus基因家族组织表达模式分析表明，它们在陆地棉品种徐州 142野生型和突变体中的组织表达模式基本相同，根、茎、叶、花中没有显著差异。但不同Sus基因具有不同的组织表达特异性。
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  不同滴灌施肥方式对棉田土壤含水率、硝态氮分布及对产量的影响

  陶垿, 吕新, 陈剑, 张泽, 吴祥虎, 朱鹏

  棉花学报. 2015, 27(4): 329-336. https://doi.org/10.11963/issn.1002-7807.201504005

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  研究不同施肥方式（滴灌变量控制施肥和压差式滴灌施肥）和施肥时段，对棉田土壤质量含水率、硝态氮分布和产量的影响。结果表明：施肥过程中前期施入氮肥、后期再灌水，氮素会被淋洗到下层土壤，不利于氮素利用率的提高。两种施肥方式中N-W-N（前期施入氮肥、中间以清水灌溉、后期再施氮肥）处理土壤水和硝态氮集中分布在土层30～40 cm，分别比CK增产45.03%和35.50%。变量施肥方式比压差式施肥方式优越，前者各处理的土壤质量含水率和硝态氮分布均匀，平均产量为5979.12 kg·hm^－2，比压差式施肥方式平均提高了3.31%。综合考虑，从提高土壤氮素利用率和增产的角度分析，推荐滴灌变量控制施肥方式进行施肥，且以(N-W-N)为主。
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  高毒力大丽轮枝菌VDG1特异分泌蛋白HSSP致病相关功能分析

  徐明, 陈捷胤, 马雪峰, 王新艳, 郭维, 戴小枫

  棉花学报. 2015, 27(4): 337-345. https://doi.org/10.11963/issn.1002-7807.201504006

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  以棉花高毒力大丽轮枝菌(Verticillium dahliae Kleb.)菌株VDG1和低毒力大丽轮枝菌菌株VDG2基因组测序数据为基础，通过比较基因组学和分泌蛋白预测发现VDG1中1个特异分泌蛋白，将其命名为HSSP。通过PEG介导的原生质体转化方法获得了该基因的敲除突变株ΔHSSP，并以木糖、淀粉、纤维素、果胶、木聚糖和半乳糖为底物模拟分析了其降解细胞壁组分的能力，发现该突变体的果胶酶、木聚糖酶和半乳糖酶活力较野生型显著降低；通过测定菌丝产量和孢子产量，发现HSSP基因对菌丝和孢子的形成均有重要作用；通过定量蘸根接种法在感病棉种军棉1号上测定致病力，发现HSSP基因敲除突变体的致病力与野生型相比明显减弱。上述结果说明HSSP作为高毒力大丽轮枝菌菌株VDG1中1个特异的分泌蛋白在对寄主棉花的致病过程中发挥了重要作用。
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  棉花黄萎病菌VdSge1基因的敲除与功能分析

  高云, 孟佩, 张婷, 黄家风, 高峰

  棉花学报. 2015, 27(4): 346-353. https://doi.org/10.11963/issn.1002-7807.201504007

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  为了明确棉花黄萎病菌大丽轮枝菌（Verticillium dahliae Kleb.）的VdSge1基因功能，本研究利用基因同源重组原理，通过构建敲除载体，对棉花黄萎病菌落叶型强致病力菌株V592的VdSge1基因进行了敲除，获得了4个目标基因敲除的突变体；以野生型菌株V592为对照，通过对敲除突变体生物学性状和致病性测定，结果表明，突变体的菌落生长速度、产孢量明显高于野生型，并且丧失对棉花的致病性。利用qRT-PCR对其他基因在突变体中的表达情况进行分析，结果表明，VdSge1基因敲除后，VMK1、VGB和VdGARP1的表达量随之下降，而VDH1和PevD1的表达却明显上升。由此说明，VdSge1基因与大丽轮枝菌的菌落生长速度、产孢量及致病性密切相关，并且可以影响其他一些基因的表达。
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  蕾期调亏灌溉对海岛棉棉铃发育及产量的影响

  闫曼曼, 郑剑超, 张巨松, 田立文, 郭仁松, 林涛, 石洪亮

  棉花学报. 2015, 27(4): 354-361. https://doi.org/10.11963/issn.1002-7807.201504008

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  以新海24号、新海35号为材料，设置滴灌定额0 m³·hm^－2（重度调亏，土壤含水量10%左右）、900 m³·hm^－2（轻度调亏，土壤含水量16%左右）、1800 m³·hm^－2（丰水，土壤含水量20%左右）3个处理，研究蕾期调亏灌溉对海岛棉棉铃发育及产量的影响。结果表明：0 m³·hm^－2处理的铃直径、铃体积分别在花后10 d内、20 d内快速增大，铃重在花后30 d内增长速度较快； 但铃直径、铃体积在开花后30 d，铃重在开花后50～60 d，均较900 m³·hm^－2和1800 m³·hm^－2处理显著下降。900 m³·hm^－2处理的铃直径、铃体积及铃重均与1800 m³·hm^－2处理无明显差异。皮棉产量以900 m³·hm^－2处理最高，平均为2372.92 kg·hm^－2，比1800 m³·hm^－2和0 m³·hm^－2分别高10.97%和41.78%。因此，海岛棉蕾期滴灌定额以900 m³·hm^－2较为适宜。
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  乙烯抑制剂对钾缺乏棉花根系生长和侧根形成的影响

  张志勇, 张新, 王素芳, 卜晶晶

  棉花学报. 2015, 27(4): 362-371. https://doi.org/10.11963/issn.1002-7807.201504009

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  水培条件下，通过用乙烯前体1-氨基环丙烷基羧酸（ACC）和乙烯抑制剂氨氧基乙酸（AOA）、Co²⁺ 和 Ag⁺分别处理棉花幼苗根系和叶片，研究其对钾缺乏棉花根系伸长和侧根形成的影响，探讨钾缺乏棉花根系伸长和侧根形成与乙烯生成增加之间的关系。结果显示，钾充分营养液中，添加ACC显著抑制了棉花根系伸长和侧根形成。钾缺乏营养液中，添加ACC加重了对根系伸长和侧根发生的抑制；添加AOA和Ag⁺分别显著降低了根系长度和侧根数；添加Co²⁺显著提高了根系长度，但其高浓度显著减少了侧根数。由此可见，钾缺乏诱导乙烯释放增加或许是根系伸长受抑制的原因。钾缺乏条件下Co²⁺处理叶片显著增加了叶面积、根系长度和侧根数，这表明改善叶片生长可积极调节根系生长和发育。
研究简报
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  安阳棉蚜寄主专化型及其形成机制初步分析

  王丽, 张帅, 雒珺瑜, 吕丽敏, 王春义, 崔金杰

  棉花学报. 2015, 27(4): 372-378. https://doi.org/10.11963/issn.1002-7807.201504010

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  为了解安阳地区棉蚜寄主专化型情况，进行了棉蚜不同寄主转接的适合度测定。结果显示，棉花上与黄瓜上的棉蚜相互转接后其存活率及繁殖力均明显下降，不能建立种群；棉花上的棉蚜转接到西葫芦上时，其存活率及繁殖力与其原寄主无显著差异；黄瓜上的棉蚜转接到西葫芦上时，其净增殖率及内禀增长率均显著地高于其原寄主；黄瓜上棉蚜对西葫芦的适应性比棉花上棉蚜强。表明安阳地区棉蚜存在黄瓜和棉花两种寄主专化型，且都可以利用西葫芦。进一步对3种植物苗期叶片游离氨基酸进行测定，结果显示，游离氨基酸种类及总量均在西葫芦中最多，棉花中次之，黄瓜中最少。寄主植物游离氨基酸种类及含量的多少会影响棉蚜的生长与繁殖，可能是棉蚜寄主专化型形成的影响因素之一。
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  氮肥施用前移对遮荫下棉花光合特性及产量的影响

  郑剑超, 闫曼曼, 张巨松, 石洪亮

  棉花学报. 2015, 27(4): 379-384. https://doi.org/10.11963/issn.1002-7807.201504011

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  为探讨新疆南疆地区果棉间作下棉花适宜的氮肥追施模式，设置不施氮肥（N0）、氮肥追施至初花期结束（N1）、氮肥追施至盛花期结束（N2）和正常追肥（N3）。结果表明：遮荫下氮肥追施至盛花期结束（N2）提高了棉花盛花期后主茎功能叶潜在活性（Fv/Fo）、最大光化学效率(Fv/Fm)和光化学猝灭系数(qP)，有利于光合色素将捕获的光能以较快的效率及速度转化成化学能，为碳同化提供更加充足的能量；同时增加棉花花铃期PSII开放程度和光合电子传递速率(ETR)，促进实际光化学效率（ΦPSII）和净光合速率的提高，降低了初花期非辐射能的耗散，可将捕获的光能更充分地进行光合生产，提高了花铃后期非辐射能的耗散，可为棉铃输送较多的光合产物，增加了单株铃数和铃重，提高了产量。