2016年, 第28卷, 第1期　刊出日期：2016-01-15

  

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研究与进展
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  杂交棉中棉所70后代分离群体产量品质的表型变异分析

  叶祯维, 邓晓英, 石玉真, 李俊文, 刘爱英, 龚举武, 巩万奎, 商海红, 陈婷婷, 葛群, 王艳玲, 吴玉香, 刘志 , 袁有禄

  棉花学报. 2016, 28(1): 1-10. https://doi.org/10.11963/issn.1002-7807.201601001

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  中熟转基因抗虫杂交棉中棉所70具有高产优质特点，由高产且综合性状优良的抗虫棉SGK 156与品质优异的渐渗系材料901-001为亲本配制。本文对该杂交种F₁及其自交后代F₂、F_2:3、F_2:4和F_2:5共4个分离世代材料的皮棉产量和品质性状进行了详细调查和相关性分析。结果表明，杂种F₁纤维品质表现突出，上半部平均长度平均为33.00 mm，断裂比强度为33.3 cN·tex^－1。在分离群体中，各性状均存在大量的超亲变异，衣分与纤维长度及强度为极显著负相关，与马克隆值为极显著正相关，说明棉花产量与品质间的同步改良仍存在困难。此外，从F_2:5株系中挑选出11个优异品系，其中4个材料的皮棉产量超对照，上半部平均长度均高于31.80 mm，断裂比强度在31.0 cN·tex^－1以上，铃重均大于6.26 g，衣分最高为38.64 %，这表明通过高代自交是可以筛选出具有优异产量及品质性状的品系。本研究为棉花数量性状遗传、基因功能分析、基因聚合育种改良等研究储备了大量的基础材料。
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  抗除草剂棉花LLCOTTON25的多重PCR检测方法

  尹全, 李忆, 宋君, 王东, 张富丽, 刘文娟, 常丽娟, 雷绍荣, 刘勇

  棉花学报. 2016, 28(1): 11-17. https://doi.org/10.11963/issn.1002-7807.201601002

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  为了建立1种抗除草剂棉花LLCOTTON25多重PCR检测方法，根据抗除草剂棉花LLCOTTON25分子特征，同时选择棉花内源参照基因（SADI）、花椰菜花叶病毒启动子（P-CaMV 35S）、根癌农杆菌终止子（T-NOS）和目的基因（bar）4个基因作为多重PCR（Polymerase chain reaction）检测基因，参照国家相关标准中的特异性引物序列，通过对反应条件的优化以及方法特异性和灵敏度测试，建立了可同时检测除内源基因外的3种外源目的基因的多重PCR检测体系。利用已知样品对本体系验证，抗除草剂棉花LLCOTTON25能被同时检出SADI、P-CaMV 35S、T-NOS、bar等4个基因，而其他样品均不能被同时检出这4个基因。结果表明此体系可运用于抗除草剂棉花LLCOTTON25检测。
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  棉花EPSPS基因一个可变剪接体的克隆及功能分析

  巩元勇, 倪万潮, 郭书巧, 束红梅, 帕尔哈提·买买提, 何林池

  棉花学报. 2016, 28(1): 17-26. https://doi.org/10.11963/issn.1002-7807.201601003

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  可变剪接是生物体基因在转录过程中存在的普遍现象，该现象是导致蛋白质功能多样性的重要原因之一，但是在棉花中关于功能基因可变剪接事件的报到相对较少。本文在克隆棉花EPSPS(5-enolpyruvylshikimate 3-phosphate synthase)基因的过程中，发现了该基因的一条可变剪接序列。运用生物信息学的方法研究发现，该序列比正常的EPSPS基因的cDNA序列少152 bp，这造成了终止密码子在该序列的提前出现；正常的EPSPS基因内含子的剪切都遵循常见的“GT-AG”剪切规律，而该可变剪接序列最后一个内含子的剪切是按照 “AT-AC”规则进行；该可变剪接序列预测的三维结构模型同正常的EPSPS基因的三维结构存在显著差异。将该可变剪接序列插入到原核表达载体pET32a，随后将构建好的原核表达重组载体转化入大肠杆菌菌株BL21(DE3)ΔaroA，通过在M9基本培养基中的生长研究发现该可变剪接序列不具备正常EPSPS基因所具有的功能。本研究结果丰富了棉花EPSPS基因转录本存在的形式，为深入研究棉花EPSPS基因的转录机制打下了基础。
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  高温胁迫对Bt棉铃壳Bt蛋白含量及氮代谢影响

  衡丽, 王俊, Abidallah Eltayib, 花明明, 张祥, 陈源, 陈德华

  棉花学报. 2016, 28(1): 27-33. https://doi.org/10.11963/issn.1002-7807.201601004

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  为研究生产上出现的高温气候下Bt棉不抗虫现象的原因，本文以两个不同类型Bt棉品种为材料，在人工气候室内设计3、5、7 d的高温（39 ℃）处理，探讨高温对棉铃虫首先取食器官铃壳Bt蛋白含量及氮代谢的影响。结果表明，高温持续胁迫7 d内，铃壳Bt蛋白含量呈持续下降特征，持续胁迫3 d内尤其是在1 d内下降幅度最大。相应地，铃壳中可溶性蛋白含量、谷氨酸丙酮酸转氨酶(GPT)和谷氨酸草酰乙酸转氨酶(GOT)活性下降；铃壳中游离氨基酸含量，蛋白酶和肽酶活性提高，尤其以胁迫1 d内变化幅度最大。因此，铃期高温气候会对Bt棉抗虫性有较大影响，应及时做好棉铃虫等相关害虫的防治。
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  我国棉花品种区域试验精确度的演变分析

  许乃银, 李健

  棉花学报. 2016, 28(1): 34-41. https://doi.org/10.11963/issn.1002-7807.201601005

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  农作物区域试验精确度分析是品种和试验环境科学评价的基础。本研究分析了2000―2014年期间长江流域、黄河流域和西北内陆棉区国家棉花区试的试验精确度分布与演变动态，并分析比较了棉花12个主要性状的精确度差异，旨在全面分析和评价我国棉花品种区域试验精确度的发展水平和演变规律，为全国棉花品种区域试验的合理布局和优化设计提供参考依据。研究结果表明：（1）单年单点棉花区域试验能鉴别出5%、8%、10%、12%、15%和20%品种间差异的比率分别约为20%、50%、70%、83%、92%和98%。（2）单年多点棉花区域试验精确度呈逐年提高的演变趋势，RLSD_0.05（RLSD, relative least significant difference）由2000年的11.43%下降到2014年的7.1%，其中长江流域的RLSD_0.05已经连续9年、黄河流域棉区的RLSD_0.05连续4年稳定在5%以下，可以稳定地鉴别品种间5%的差异；西北内陆棉区的RLSD_0.05也呈逐年下降趋势，目前可以可靠鉴别品种间10%的差异。（3）棉花12个主要性状的试验精确度差异显著，其中皮棉产量和结铃数的精确度较低，霜前花率、衣分、纤维长度和生育期的精确度较高，其余性状精确度中等。
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  海岛棉5个CBF/DREB基因的克隆与表达分析

  李月, 代培红, 刘超, 苏秀娟, 孔丽颖, 李翔, 李才运, 刘晓东

  棉花学报. 2016, 28(1): 42-51. https://doi.org/10.11963/issn.1002-7807.201601006

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  低温、干旱和盐渍是影响作物生长、产量和全球地理分布的重要非生物胁迫。CBF/DREB转录因子是参与植物非生物胁迫应答反应的重要调控蛋白。为了更好地了解棉花CBF家族基因，通过生物信息学的方法，从海岛棉中克隆了5个具有完整开放阅读框的CBF基因，命名为GbCBF1―GbCBF5。这5个基因编码的蛋白与其他植物冷胁迫相关的CBF蛋白具有高度的保守性，含有1个AP2功能结构域和2个特征基序。系统进化树分析表明，这5个基因与拟南芥的3个参与冷胁迫的CBF基因一起聚类在DREB 亚家族中的A-1亚组。通过RT-PCR的方法分析了海岛棉基因GbCBF1―5在高盐（200 mmol·L^－1 NaCl）、干旱、4 ℃低温等非生物胁迫处理下的表达模式。结果表明其中2个基因在冷胁迫下上调表达，5个基因在干旱和盐处理下均下调表达。这些为进一步探索CBF基因在棉花逆境胁迫应激反应中的作用提供了有价值的信息。
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  亚洲棉（Gossypium arboreum L.）纤维次生壁加厚期NAC基因的鉴定与表达分析

  王中娜, 商海红, 陈婷婷, 巩万奎, 刘爱英, 李俊文, 石玉真, 龚举武, 葛群, 王琳, 李伟, 李鹏涛, 白志川, 于杰, 袁有禄

  棉花学报. 2016, 28(1): 52-64. https://doi.org/10.11963/issn.1002-7807.201601007

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  基于亚洲棉29729条纤维相关EST(Expressed sequence tag)序列和亚洲棉基因组序列，并结合雷蒙德氏棉（G. raimondii）NAC(NAM/ ATAF /CUC)转录因子家族的研究结果，利用生物信息学方法，鉴定出143个亚洲棉NAC转录因子家族基因；利用实时荧光定量PCR 技术对30个NAC转录因子构建表达图谱，鉴定出7个基因在亚洲棉纤维细胞次生壁加厚期优势表达，进一步明确了它们在亚洲棉、雷蒙德氏棉和陆地棉中的表达模式差异。利用RT-PCR（Reverse transcription-polymerase chain reaction）技术克隆得到了3个NAC基因全长cDNA，将其命名为GaNAC20、GaNAC09和GaNAC69，初步的生物信息学分析发现GaNAC20和GaNAC09基因均含有3 个外显子和2 个内含子，GaNAC69 含有4个外显子和3个内含子，为进一步研究奠定了良好基础。
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  陆地棉耐盐相关EST-SSR以及EST-InDel分子标记的开发

  徐鹏, 蔡继鸿, 杨阳, 郭琪, 张香桂, 徐珍珍, 沈新莲

  棉花学报. 2016, 28(1): 65-74. https://doi.org/10.11963/issn.1002-7807.201601008

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  随着棉花基因组学、转录组学等重要学科的快速发展，针对候选基因进行序列多样性分析，开发基于候选基因的分子标记，将能够极大推进棉花分子育种研究。本研究利用高通量的测序技术对耐盐陆地棉品种Miscott 7913-83和盐敏感品种苏棉12盐胁迫前后根、叶总RNA的混样进行了转录组测序，对不同盐处理时期Miscott 7913-83和苏12根和叶分别进行表达谱分析。获得3232条盐胁迫下差异表达基因；基于差异表达基因利用生物信息学手段大规模开发了SSR以及InDel等分子标记；随机选择了部分SSR及InDel引物进行验证，进一步证实了分子标记的准确性。本研究为快速开发陆地棉品种间多态性分子标记提供了高效可行的分析方法，通过开发陆地棉耐盐相关功能标记，以期用于分子标记辅助育种改良陆地棉耐盐性。

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  多环境下陆地棉染色体片段代换系及F₁皮棉产量与纤维品质的表型分析

  黎波涛, 石玉真, 龚举武, 李俊文, 刘爱英, 王涛, 商海红, 巩万奎, 陈婷婷, 葛群, 张金凤, 王永波, 胡玉枢, 袁有禄

  棉花学报. 2016, 28(1): 75-80. https://doi.org/10.11963/issn.1002-7807.201601009

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  以1套陆地棉染色体片段代换系为亲本材料，采用株系间随机成对杂交组配F₁，在5个环境下鉴定片段代换系亲本及F1的皮棉产量与纤维品质性状表现。结果表明，与轮回亲本（中棉所36）相比，F₁在铃重与皮棉产量性状上具有一定的对照优势，亲本与F1的纤维长度与比强度均表现出明显的对照优势，且环境间表现一致。F₁铃重、衣分与皮棉产量在各个环境下的中亲优势均值全部为正，且相对较大。除个别环境外，纤维长度、马克隆值与比强度的中亲优势均值也全部为正，但数值相对较小。片段代换系及F₁的遗传变异丰富，部分亲本与F1在多个环境下的综合表现优异，其皮棉产量与纤维品质得到同步提高，群体材料的遗传改良与杂种优势利用具有广阔前景。
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  3种转非抗虫基因棉花田间节肢动物群落的多样性和食物网结构

  郭佳惠, 冀国桢, 李刚, 赵建宁, 杨殿林, 张贵龙, 闫凤鸣, 修伟明

  棉花学报. 2016, 28(1): 81-86. https://doi.org/10.11963/issn.1002-7807.201601010

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  以转基因耐盐碱棉花、转基因抗病棉花和转基因抗旱棉花3种转非抗虫基因棉花为材料，研究不同表达性状的转基因棉花种植对棉田节肢动物群落结构、多样性及食物网结构的影响。结果表明，3种转基因棉花在节肢动物群落Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度和优势集中性指数上与其对照受体棉花无显著差异（P ＞0.05）。转基因棉花与其对应受体间的群落相似性指数均较高（73.18%～77.65%），食物网结构参数上也无显著性差异（P ＞0.05）。表明3种转非抗虫基因棉花对棉田节肢动物多样性及食物网结构无显著影响。
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  黄河流域中下游地区棉花物候和产量对气候变暖的响应

  张丽霞, 马改改, 茹靖益

  棉花学报. 2016, 28(1): 87-94. https://doi.org/10.11963/issn.1002-7807.201601011

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  探明气候变暖对棉花物候和产量的影响，旨在为经济的发展和未来棉花产量的预测提供基础的理论依据。本文利用红外线辐射器模拟增温，研究棉花的物候和产量对气候变暖的响应。结果表明，土壤温度升高0.6 ℃使棉花的花铃期提前3 d，全生育期的长度延长2 d；增温使棉花花铃期和吐絮期的叶片净光合速率分别提高5.4%和14.7%，使棉花平均蕾和棉铃数分别增加7.4%和7.2%；增温也使成熟期的植株生物量和棉铃的干物质分配指数分别提高32.2%和11.0%，而且也使全株的棉铃重和地上生物量分别增加30.4%和38.1%；增温最终导致棉花的产量提高23.6%。这项研究表明，气候变暖可能有利于黄河中下游地区棉花产量的提高。
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  2015年审稿人名单

  本社

  棉花学报. 2016, 28(1): 33-33.

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