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  • 专题与述评
    周超泽, 黄义文, 周大云, 黄龙雨, 吴玉珍, 付守阳, 彭军, 匡猛
    棉花学报. 2024, 36(2): 145-162. https://doi.org/10.11963/cs20240007
    摘要 (199) PDF全文 (64) HTML (203)   可视化   收藏

    棉花是重要的经济作物之一,在国民经济中占据重要地位。棉籽作为棉花生产中的重要产物,富含优质的蛋白质和油脂。充分挖掘利用棉籽中的蛋白和油分资源,能够在一定程度上缓解粮食安全问题。随着棉籽的综合利用价值不断被重视,有关棉籽营养品质遗传改良等的研究取得了长足的进步。本综述介绍了棉籽蛋白与油分含量鉴定的常用方法,概述了这些性状的遗传特性和影响因素;对棉籽蛋白、油分含量与纤维产量及品质性状之间的相关关系进行分析;收集整理已报道的335个油分含量数量性状位点(quantitative trait locus, QTL)和196个蛋白含量QTL构建了一致性物理图谱;对棉籽蛋白与油分相关合成途径和调控基因等方面的研究进展进行总结,并展望了棉籽营养品质生物育种未来的研究方向,旨在为棉籽营养品质的遗传改良提供参考。

  • 专题与述评
    丁凯泽, 么铮铮, 吐尔洪·努尔, 吐尔逊江·艾依旦
    棉花学报. 2024, 36(3): 237-254. https://doi.org/10.11963/cs20240010
    摘要 (162) PDF全文 (37) HTML (127)   可视化   收藏

    棉花秸秆(棉秆)是棉花生产的副产物,是1种重要的可再生性生物质资源,其综合利用研究对于优化能源结构和实现“双碳”战略目标具有重要意义。由于结构上的差异,玉米、小麦、水稻等秸秆的成功利用方式难以在棉秆上直接重现,而传统的棉秆处理和应用方式会造成资源浪费和环境污染,因此加强棉秆的综合利用研究在提升农业废弃物利用率、改善能源结构、降低环境污染等方面具有重要作用。从提高棉秆综合利用效率的角度出发,介绍了棉秆在还田、饲料化、能源化、基料化、原料化等方面的利用模式,并对未来的发展方向进行了展望,为棉秆的多元化利用提供方法参考和研究思路。

  • 研究与进展
    赵鑫, 李朝阳, 王洪博, 刘江凡, 江文格, 赵泽艺, 王兴鹏, 高阳
    棉花学报. 2024, 36(1): 1-13. https://doi.org/10.11963/cs20230026
    摘要 (159) PDF全文 (49) HTML (156)   可视化   收藏

    【目的】利用无人机多光谱技术监测棉花冠层叶片的叶绿素含量。【方法】通过无人机获取新疆南疆地区棉花冠层的多光谱图像,选取7种植被指数,利用7种不同的反演方法估算棉花关键生育时期花铃期的叶绿素含量,包括基于线性回归(linear regression, LR)的一元线性回归、偏最小二乘回归(partial least squares regression, PLSR)、岭回归(ridge regression, RR)、最小绝对值收敛和选择算子(least absolute shrinkage and selection operator, LASSO)回归,以及支持向量回归(support vector regression, SVR)、K近邻回归(K nearest neighbors regression, KNNR)、随机森林回归(random forest regression, RFR)。【结果】与线性回归模型相比,RFR、SVR和KNNR算法提高了棉花冠层叶绿素含量估算模型精度,尤其是RFR算法,其模型验证集的决定系数为0.742,均方根误差为1.158 mg·L-1,相对分析误差为1.969。【结论】利用RFR机器学习方法构建的基于无人机多光谱影像的棉花冠层叶片叶绿素含量估算模型可及时、准确地判断棉花的生长状况,为棉田精准管理提供技术支撑。

  • 研究与进展
    张超, 张鹏, 杨喆, 孙红春, 祝令晓, 张科, 张永江, 白志英, 刘连涛, 李存东
    棉花学报. 2024, 36(3): 181-193. https://doi.org/10.11963/cs20240015
    摘要 (133) PDF全文 (35) HTML (107)   可视化   收藏

    【目的】研究推迟播期对棉花根系生长发育特征和产量的影响,为黄河流域棉区棉花适期播种提供依据。【方法】2022-2023年在河北农业大学威县试验站开展田间试验,设置常规播期(4月15日)和推迟播期(5月1日)2个处理,分析推迟播期对棉花品种冀农大23号的根系分布、根系生长速率、根冠比、干物质积累量和产量等的影响。【结果】与常规播期相比,推迟播期条件下,棉花根系长度和生物量的最大增长速率分别增加2.92~5.35 cm·d-1和0.40~0.76 mg·d-1;深层土壤中棉花根系占比提高,其中30~60 cm土层根系长度占比和根系生物量占比分别增加2.99~3.55百分点和3.94~4.42百分点;生育后期棉株地上部干物质积累量和根冠比无明显差异;根系载荷能力显著降低6.43%~17.69%;2022年籽棉产量无显著差异,2023年单位面积铃数和籽棉产量分别显著增加9.72%和7.66%。相关分析表明,0~60 cm土层根长密度、0~60 cm土层根系生物量密度、根系生物量最大增长速率和30~60 cm土层根系长度占比均与籽棉产量极显著正相关。【结论】黄河流域棉区推迟播期(5月1日)可通过提高棉花根系生长速率、深层土壤中根系长度和根系生物量的占比,增强根系吸收功能以保障地上部干物质的积累,促进棉花高产。

  • 研究与进展
    孙帅, 王雪姣, 李顺澳, 王森, 火勋国, 郭燕云, 雷斌
    棉花学报. 2024, 36(2): 87-100. https://doi.org/10.11963/cs20240001
    摘要 (121) PDF全文 (53) HTML (116)   可视化   收藏

    【目的】高温热害是新疆棉花花铃期最主要的气象灾害,严重制约着棉花的安全生产。明确该地区高温热害的演变特征,为科学制定防灾减灾措施提供参考依据。【方法】基于新疆植棉区55个国家基本气象站1961―2022年日最高气温资料以及24个棉花气象观测站1991―2022年棉花开花期、吐絮期观测资料,结合棉花花铃期高温热害监测指标,利用气候倾向率、Mann-Kendall突变检验等分析方法,揭示新疆棉花花铃期不同等级高温热害的时间和空间变化规律。【结果】1961―2022年新疆植棉区花铃期日最高气温、极端高温(日最高气温≥38.0 ℃)和极端高温累计日数呈极显著上升趋势,气候倾向率分别为0.16 ℃·(10 a)-1、0.07 ℃·(10 a)-1和0.45 d·(10 a)-1。新疆各植棉区棉花花铃期高温热害发生的频率和强度均呈增加趋势。1961―2022年东疆亚区96.0%以上的年份发生了不同等级的花铃期高温热害,南疆亚区花铃期轻度和中度热害发生频率分别为88.7%和51.6%,北疆亚区花铃期轻度热害发生频率为64.5%。【结论】新疆植棉区花铃期高温热害发生的频率和强度呈现出“东强西弱,南多北少”的区域性特征。新疆植棉区应注重耐高温棉花品种的选育与应用推广,合理调整棉花种植布局,加强气象灾害监测与预警工作,保障新疆棉花生产安全稳定发展。

  • 专题与述评
    许琪, 宋在金, 李朝阳, 董晓梅, 黄童童, 宋战, 肖飞, 杨玉辉
    棉花学报. 2024, 36(1): 50-65. https://doi.org/10.11963/cs20230042
    摘要 (115) PDF全文 (24) HTML (109)   可视化   收藏

    【目的】明确施氮对棉花产量及其构成因子的影响,并为氮肥的精量施用及棉花高产提供理论借鉴。【方法】以新疆膜下滴灌棉田为研究对象,采用元分析(meta-analysis,meta分析)和通径分析,研究不同施氮量、施氮方案、气候条件等对棉花产量的综合效应及影响机制。【结果】与不施氮相比,施氮能显著提高棉花产量,增产效应为43.38%。施氮量为360~480 kg·hm-2时,对棉花的增产效应最大;施氮量超过此范围,棉花产量不再显著增加,本研究推荐的经济施氮量为360~420 kg·hm-2。基肥20%,追肥80%且按照6%、8%、22%、25%、12%、7%的比例随水滴施6次的施氮方案对棉花的增产效应最大。对于年蒸发量>2 000 mm、年降水量<60 mm、年日照时间<2 864 h、年有效积温>4 000 ℃、无霜期>200 d的地区,且土壤为砂质土、土壤初始有机碳含量<5.8 g·kg-1、初始速效氮含量≤60 mg·kg-1的棉田,施氮的增产效应最明显。通径分析结果表明,施氮通过提高土壤硝态氮含量,从而增加棉花叶面积指数,对棉花产量的提升贡献最显著。【结论】建议新疆植棉区施氮量为360~420 kg·hm-2,采用上述优化方案合理施氮,可以实现膜下滴灌棉田的高产并降低环境风险。

  • 研究与进展
    梁怀方, 王丽, 朱香镇, 张开心, 李东阳, 崔金杰, 雒珺瑜, 陈招荣
    棉花学报. 2024, 36(1): 39-49. https://doi.org/10.11963/cs20210065
    摘要 (109) PDF全文 (14) HTML (102)   可视化   收藏

    【目的】斜纹夜蛾是危害棉田的重要害虫,地黄是农田常见杂草,探索并利用地黄防治斜纹夜蛾对于棉花可持续生产具有重要意义。【方法】分别将地黄根或叶干粉混拌于斜纹夜蛾人工饲料(地黄干粉与饲料的质量比分别为1∶3、1∶6、1∶9和1∶18),初步明确地黄对斜纹夜蛾幼虫的死亡率、发育历期和体重的影响;进一步采用药膜法,研究地黄根或叶干粉的95%乙醇提取液(地黄干粉与提取溶剂的料液比分别为1∶50、1∶30和1∶10)对1~6龄斜纹夜蛾幼虫死亡率的影响。【结果】取食混有地黄根或叶干粉饲料的斜纹夜蛾幼虫生长发育受到一定的影响,随着饲料中地黄根或叶干粉含量的增大,斜纹夜蛾幼虫死亡率升高、发育历期延长、体重降低。地黄根或叶干粉与饲料的质量比为1∶3时,其对斜纹夜蛾幼虫的抑制效果最好。地黄根或叶提取液对低龄斜纹夜蛾幼虫有一定抑制作用,对高龄幼虫的毒杀作用较差,同一测定时间随地黄提取液浓度增大,斜纹夜蛾低龄幼虫的死亡率升高。地黄根或叶干粉与提取溶剂的料液比为1∶10时,对斜纹夜蛾1~6龄幼虫的毒杀作用效果最好。【结论】地黄对斜纹夜蛾有一定的抑制作用,在一定范围内,用量越大其抑制作用越强,研究结果可为有效利用农田杂草资源开发植物源杀虫剂奠定理论基础。

  • 专题与述评
    叶萍毅, 龙遗磊, 谭彦平, 安梦洁, 李丽丽, 杜霄, 陶志鑫, 梁发瑞, 牙生·玉努斯, 艾先涛
    棉花学报. 2024, 36(2): 163-171. https://doi.org/10.11963/cs20230043
    摘要 (109) PDF全文 (28) HTML (100)   可视化   收藏

    棉花是世界上最重要的天然纤维作物,也是我国重要的经济作物和纺织工业原料。果枝夹角是构成棉花株型结构的重要性状之一,果枝夹角的变化直接或间接影响冠层结构、光能时空分布、成铃结构和机采性状。从栽培学和分子生物学的角度对棉花果枝夹角的研究现状进行评述,总结前人的研究成果,探讨棉花果枝夹角研究的趋势,以期为棉花株型育种改良提供参考,进而促进棉花育种工作。

  • 研究与进展
    黄俊森, 王星星, 杨力, 裴小雨, 贺昆仑, 刘艳改, 张飞, 张先亮, 王军, 马雄风, 杨代刚, 高俊山
    棉花学报. 2024, 36(3): 211-224. https://doi.org/10.11963/cs20240027
    摘要 (109) PDF全文 (30) HTML (79)   可视化   收藏

    【目的】克隆Gh_D11G050000基因,解析其在棉花黄萎病抗性反应中的功能和作用机制,为开展棉花抗病分子育种提供理论依据。【方法】利用生物信息学方法分析Gh_D11G050000基因的序列特征和系统进化关系。通过实时荧光定量聚合酶链式反应(quantitative real-time polymerase chain reaction, qRT-PCR)分析该基因的表达模式以及大丽轮枝菌(Verticillium dahliae)侵染后的表达量变化。利用病毒诱导的基因沉默(virus-induced gene silencing, VIGS)技术初步验证该基因的功能。通过转录组测序分析和相关基因的表达量测定初步解析其抗病机制。【结果】Gh_D11G050000与Gh_A11G049600和Gr_11G034620蛋白的亲缘关系最近。qRT-PCR分析发现,Gh_D11G050000在棉花根部的表达量最高;该基因的表达量在大丽轮枝菌侵染后显著增加。Gh_D11G050000沉默植株对大丽轮枝菌的抗性减弱,具体表现为茎秆维管束褐变加重,有病菌繁殖的茎段数量明显增加,病株率和病情指数显著升高。转录组及qRT-PCR分析表明,Gh_D11G050000沉默棉株中茉莉酸、乙烯信号通路和木质素合成途径中相关基因的转录水平降低。【结论】Gh_D11G050000通过影响木质素合成基因、茉莉酸和乙烯信号通路相关基因的表达正调控棉花对黄萎病的抗性。

  • 研究与进展
    葛李爽, 冯娟娟, 张梦, 郭立平, 戚廷香, 张学贤, 李永旗, 唐会妮, 乔秀琴, 邢朝柱, 吴建勇
    棉花学报. 2024, 36(1): 28-38. https://doi.org/10.11963/cs20230044
    摘要 (99) PDF全文 (32) HTML (91)   可视化   收藏

    【目的】探究哈克尼西棉不育胞质(CMS-D2)和三裂棉不育胞质(CMS-D8)的不育系线粒体基因组之间的序列结构差异,为筛选鉴定不育相关基因奠定基础。【方法】根据D2A和D8A这2个不育系的线粒体基因组测序组装结果,使用Synteny and Rearrangement Identifier(SyRI)软件鉴定结构变异,用Plotsr可视化分析包含共线性及非共线性区域的重组变异位点。以D8A线粒体基因组注释结果为参考,用D2A线粒体基因组注释的开放阅读框(open reading frame, ORF)编码的氨基酸序列进行tblastn比对,筛选出D2A线粒体基因组中特有的ORF,并进行聚合酶链式反应(polymerase chain reaction, PCR)验证、相对表达量分析和生物信息学分析。【结果】D2A和D8A这2个不育系线粒体基因组之间存在2个部分重叠且相邻的倒易位区域。在D2A中发现17个特异的ORF,PCR验证了D2A中存在的6个特异ORF(orf114eorf121b-1orf121b-2orf138b-2orf186a-2orf317a-2)。3~4 mm花蕾中orf121b-1orf121b-2的相对表达量较高。orf114eorf186a-2orf317a-2具有典型的跨膜结构域和嵌合基因结构,符合不育基因的部分特征。【结论】D2A和D8A线粒体基因组间存在2个相邻的倒易位区域。D2A中存在6个特异的ORF,其中orf114eorf186a-2orf317a-2可能与棉花CMS-D2孢子体败育有关。

  • 研究与进展
    赵丰年, 王兴鹏, 张磊, 郭远航, 程国, 殷姿, 李明发, 王洪博
    棉花学报. 2024, 36(1): 14-27. https://doi.org/10.11963/cs20230036
    摘要 (98) PDF全文 (28) HTML (105)   可视化   收藏

    【目的】研究“以肥调水”缓解干旱对南疆无膜滴灌棉花生理生长的调控作用,提高水资源限制条件下棉花产量。【方法】以中棉619为供试材料,设置亏缺灌溉(W1:45 mm)和充分灌溉(W2:54 mm)2种灌水定额,低氮(F1:150 kg·hm-2)、中氮(F2:225 kg·hm-2)和高氮(F3:300 kg·hm-2)3个施氮量,分析不同灌水定额和施氮量对棉花生理生长指标和籽棉产量的影响。【结果】灌水定额的增加促进了棉花生长,提高了棉花2年平均叶面积指数(leaf area index, LAI)、叶绿素相对含量(soil and plant analyzer development, SPAD值)和净光合速率(net photosynthetic rate, Pn),降低了棉花超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)、过氧化氢酶(catalase,CAT)、过氧化物酶(peroxidase, POD)活性和丙二醛(malondialdehyde, MDA)含量。随着施氮量的增加,棉花2年平均LAI、SPAD值、抗氧化酶活性和Pn随之增加,MDA含量减少,棉花受水分亏缺的影响减轻。W1处理下施氮量的增加提高了棉花产量,W2处理下随着施氮量的增加棉花产量呈先增后减趋势,在水氮交互作用下,W2F2处理下2年平均产量最高(6 821.86 kg·hm-2),其次是W1F3处理(6 717.72 kg·hm-2)。在优劣解距离法(technique for order preference by similarity to ideal solution, TOPSIS)分析中,W1F3和W2F2处理的综合评分较为接近,分别为0.57和0.56,并且W1F3和W2F2处理下籽棉产量差异不显著。【结论】亏缺灌溉下增加施氮量可有效缓解干旱对棉花生理性状和籽棉产量的不利影响。推荐南疆无膜滴灌棉田45 mm灌水定额(生育期灌水10次)搭配300 kg·hm-2施氮量作为灌溉和施肥策略,以保障在水资源限制条件下的棉花产量。

  • 研究与进展
    宋延鸿, 阿依古再丽·玉苏普, 王雪姣, 赵鸣泽, 布阿依姆·阿布都热依木, 张立祯, 李杰, 巴特尔·巴克, 孙帅, 火勋国
    棉花学报. 2024, 36(3): 194-210. https://doi.org/10.11963/cs20230046
    摘要 (98) PDF全文 (20) HTML (72)   可视化   收藏

    【目的】探究种植密度和品种对北疆机采棉营养器官形态结构及产量的影响。【方法】分别于2022年、2023年在乌兰乌苏农业气象试验站、玛纳斯农业试验站进行大田试验,选取2个棉花品种——中棉所127(V1)和欣试518(V2),设计3个种植密度分别为11株·m-2(D1)、22株·m-2(D2)和28株·m-2(D3)。比较不同处理对棉花主茎与果枝的叶长、叶柄长、叶柄直径、节间长和节间直径以及产量性状的影响。【结果】2022年和2023年V1分别在D1和D2处理下的主茎和果枝的叶长、叶柄长以及节间长最小。2022年V2在D3处理下的主茎和果枝的叶长、叶柄长、叶柄直径及节间长均最小;2023年V2在D3处理下的主茎和果枝的叶柄长及节间直径最小。2022年在同一密度下,主茎和果枝的叶长及节间长均表现为V1≥V2;2023年在同一密度下,V1和V2的主茎和果枝的叶长、节间长和节间直径均无显著差异。2022年和2023年在同一密度下,V2的衣分均显著高于V1。2022年2个品种以及2023年V2的籽棉产量和皮棉产量均随种植密度的增大而增加。V1D3处理的籽棉产量在2022年最高,在2023年也较高;V2D3处理的皮棉产量在2年试验中均最高。【结论】本试验条件下较优的种植密度为28株·m-2,欣试518的皮棉产量更高。本研究结果可为完善CottonXL棉花功能结构模型提供数据支撑,为北疆机采棉适宜品种、密度的选择提供参考。

  • 研究与进展
    姚青青, 孙绘健, 罗静, 杜珊珊, 何忠盛
    棉花学报. 2024, 36(2): 129-144. https://doi.org/10.11963/cs20230045
    摘要 (98) PDF全文 (25) HTML (88)   可视化   收藏

    【目的】在(66+10)cm行距下,研究不同追氮量对机采棉的影响,为完善棉花高产栽培技术提供科学依据。【方法】2021年和2022年在新疆库尔勒市试验地开展追施氮肥试验,以巴43541为试验材料,设置4个纯氮追施水平:0、112.5、225.0和337.5 kg·hm-2,比较不同处理下棉花宽行中间、窄行中间、邻近棉株和相邻两膜交接行中间位置的冠层结构特征、产量性状及氮肥利用效率。【结果】总体来看,随着生育进程推进,在4个处理下4个测定位置的棉花叶面积指数(leaf area index, LAI)均呈先增大后减小的变化趋势,光合有效辐射(photosynthetically active radiation, PAR)均呈先降低后升高的变化趋势,平均叶倾角(mean leaf angle, MLA)和空隙透射系数(gap fraction transmission coefficient, GFTC)在不同处理下的变化趋势不一致。盛蕾期,相邻两膜交接行中间位置的棉花LAI较低,MLA、PAR和GFTC较高;花铃期至吐絮期,4个测定位置的LAI、PAR和GFTC差异减小;盛铃期至吐絮期窄行中间和邻近棉株位置的MLA较高。与其他3个处理相比,追施纯氮112.5 kg·hm-2可在盛铃期获得适宜的LAI、MLA、PAR和GFTC,增加单位面积铃数,2年籽棉产量分别提高1.38%~16.50%和1.66%~11.57%、皮棉产量分别提高1.57%~16.37%和0.59%~12.40%,并且提高了氮肥偏生产力和氮肥农学利用率。关于棉花LAI和PAR,4个测定位置两两之间均呈极显著正相关;整体来看,邻近棉株与宽行中间、窄行中间位置测定的棉花冠层结构指标之间的正相关性最好。【结论】同一追氮量下,4个测定位置的棉花LAI和PAR的变化趋势基本一致,MLA和GFTC的变化趋势不一致。追施纯氮112.5 kg·hm-2可促进巴43541高产,提高棉花氮肥利用率。

  • 研究与进展
    邱深, 姚晓芬, 张钊, 马学峰, 李显恩, 彭杰, 谢晓麒, 江宜池, 杨国正
    棉花学报. 2024, 36(2): 114-128. https://doi.org/10.11963/cs20240004
    摘要 (87) PDF全文 (35) HTML (74)   可视化   收藏

    【目的】探究氮钾肥施用次数对棉花的影响,为进一步提高长江流域棉区夏直播棉花产量提供参考。【方法】于2021―2022年开展大田试验,采用裂区设计,主区为钾肥(210 kg·hm-2)施用次数:K1[播种前(PP)100%]和K2[PP 50%+见花(FF)0 d 50%];副区为氮肥(210 kg·hm-2)施用次数:N2[PP 20%+FF 0 d 80%]、N3[PP 20%+FF 0 d 60%+FF 21 d 20%]和N4[PP 10%+FF 0 d 50%+FF 7 d 30%+FF 21 d 10%]。分析不同处理对棉花干物质积累与分配、氮钾积累与分配、产量及其构成因素和养分利用率的影响。【结果】K2N3处理下棉株和源、流、库器官拔秆期的干物质质量和氮、钾积累量以及干物质快速积累期的持续时间和平均积累速率均低于K2N4处理,但干物质以及氮钾向库器官的分配比例较K2N4处理高。K2N3处理可获得较高的籽棉产量和皮棉产量,较K1N2处理(产量最低)分别显著提高31.4%和31.9%,进一步增加施氮次数(K2N4处理)没有显著提高棉花产量。K2N3和K2N4处理的氮肥和钾肥偏生产力无显著差异,但二者均显著高于其他处理。主成分分析结果显示棉花产量的差异主要来源于铃数,促进干物质和氮钾养分向库器官分配有利于提高棉花产量。【结论】长江流域棉区麦后直播棉花,2次施钾配合3次施氮能促进棉株对氮钾的吸收,促进干物质和氮钾养分向库器官分配,增加铃数,提高棉花产量。

  • 研究与进展
    钟镇涛, 赵天伦, 陈进红, 祝水金
    棉花学报. 2024, 36(3): 225-236. https://doi.org/10.11963/cs20210028
    摘要 (81) PDF全文 (10) HTML (58)   可视化   收藏

    【目的】棉花是1种较耐重金属镉的作物,培育与种植耐镉胁迫棉花品种对于镉污染土壤的修复具有重要意义。本文旨在研究陆地棉耐镉性的遗传并对相关数量性状位点 (quantitative trait locus, QTL)进行定位分析。【方法】以陆地棉种质HS46和MARCABUCAG8US-1-88为亲本构建的188个重组自交系(recombinant inbred line, RIL)为材料,调查RIL群体在镉胁迫条件下的发芽率、发芽势,以及苗期叶片的叶绿素含量、株高和干/鲜物质质量等表型数据,并计算各家系的镉胁迫系数;采用完备区间作图法对RIL群体的各性状的镉胁迫系数及镉胁迫综合系数进行QTL定位和遗传分析。【结果】MARCABUCAG8US-1-88为耐镉材料,HS46则为镉敏感材料,188个RIL家系的耐镉性相关性状基本服从正态分布,包含强耐镉型材料23份、耐镉型材料49份、中等耐镉型材料67份、镉敏感型材料49份。连锁分析共鉴定到28个与镉胁迫系数相关的QTL,分布于14条染色体上,单个位点解释1.58%~8.41%的表型变异,其中根鲜物质质量镉胁迫系数位点qRFW-13-1在2个环境下均被检测到,分别解释7.66%和7.71%的表型变异。【结论】棉花耐镉性为多基因控制的数量遗传,受环境影响较大,定位到的耐镉QTL qRFW-13-1为稳定QTL,该结果对于棉花耐镉分子育种具有一定的应用价值。

  • 研究与进展
    兰雅琦, 高雷, 王秀东
    棉花学报. 2024, 36(2): 101-113. https://doi.org/10.11963/cs20240006
    摘要 (80) PDF全文 (19) HTML (73)   可视化   收藏

    【目的】了解我国棉花生产的集聚水平变化及影响因素,对优化棉花产业布局、推动棉花产业高质量发展、提升区域经济有现实意义。【方法】选用区位熵测度2001―2022年我国棉花生产集聚水平,并用竞争态模型对各主产省(自治区、直辖市)棉花生产集聚增长情况及竞争状态变化进行比较,最后实证分析影响集聚水平变化的因素。【结果】2001―2022年我国西北内陆棉区棉花生产集聚水平远高于长江流域棉区、黄河流域棉区且不断上升,新疆棉花生产集聚水平和竞争力不断增强,其他植棉大省的棉花生产集聚水平和综合竞争力均明显下降。影响我国棉花生产集聚变化的因素有粮棉争地矛盾、水资源、农业劳动力数量等资源禀赋因素,农业生产技术水平,运输成本、化纤产业等社会经济环境因素以及棉花目标价格政策因素等。【结论】通过棉花生产资源的科学配置,因地制宜实施棉花产业政策,提高棉花生产技术水平,完善棉花生产基础设施建设以及推动相关产业发展,完善目标价格补贴政策,有望实现棉花产业可持续发展。

  • 研究与进展
    王怡, 于月华, 万会娜, 倪志勇
    棉花学报. 2024, 36(4): 275-284. https://doi.org/10.11963/cs20240038
    摘要 (77) PDF全文 (20) HTML (79)   可视化   收藏

    【目的】 解析GhWRKY44基因在干旱胁迫下的功能,为棉花抗旱育种提供候选基因资源。【方法】 以陆地棉(Gossypium hirsutum L.)CQJ-5叶片cDNA为模板进行聚合酶链式反应(polymerase chain reaction, PCR),获得GhWRKY44基因编码序列,并进行生物信息学分析。利用实时荧光PCR(quantitative real-time PCR, qRT-PCR)分析GhWRKY44基因在脱落酸(abscisic acid, ABA)和聚乙二醇(polyethylene glycol, PEG)6000处理下的表达模式。利用病毒诱导的基因沉默(virus-induced gene silencing, VIGS)技术研究GhWRKY44基因在干旱胁迫下的功能。【结果】 GhWRKY44编码的蛋白属于Ⅰa类WRKY成员,与GbWRKY44亲缘关系较近。GhWRKY44受PEG 6000和ABA诱导表达。干旱胁迫下,与对照棉株相比,GhWRKY44沉默棉株的叶片萎蔫程度更重,植株存活率和叶片叶绿素含量(soil and plant analyzer development, SPAD值)显著降低。脱水处理6 h和7 h,GhWRKY44基因沉默棉株的叶片失水率显著高于对照。【结论】 沉默GhWRKY44基因降低棉花抗旱性,GhWRKY44是棉花抗旱性的正调控因子。

  • 研究简报
    孙利忠, 马保建, 刘彤
    棉花学报. 2024, 36(1): 66-78. https://doi.org/10.11963/cs20230013
    摘要 (70) PDF全文 (30) HTML (73)   可视化   收藏

    【目的】探究新疆北疆滴灌机采棉田杂草生态位机理。【方法】运用七级目测法调查了新疆北疆5个地区(新疆生产建设兵团第八师143团、145团和147团,昌吉市,奎屯市)25个滴灌机采棉田样点的杂草优势度等级,依据优势度等级转换为重要值,进而计算出主要杂草(20种)的生态位宽度及重叠值;依据20种主要杂草的优势度及生态位重叠值,采用去趋势对应分析(detrended correspondence analysis, DCA)排序和最小生成树法(图论聚类分析),制作反映杂草生态学相似关系的排序图和最小生成树。【结果】田旋花、藜、反枝苋、龙葵、芦苇、狗尾草、苘麻、野西瓜苗和稗的实际生态位较宽,是新疆北疆滴灌机采棉田的优势种群(恶性杂草)。龙葵与藜、苘麻与反枝苋、野西瓜苗与稗、反枝苋与稗等杂草间的生态位重叠值较大,对资源的竞争较为激烈。依据生态位重叠值的大小关系制作的最小生成树中,20种主要杂草被分为4组。在25个样点中,针对20种主要杂草的综合生态需求DCA排序表明:9种恶性杂草几乎都聚集于排序图中央,与居于排序图周边的一般杂草区分较为明显,且20种主要杂草的DCA排序图与最小生成树对应关系较好。【结论】随着滴灌年限的增加,龙葵、田旋花、藜等9种恶性杂草的优势度值与滴灌年限之间存在极显著或显著的回归关系,其中除田旋花、狗尾草2种杂草的优势度值与滴灌年限之间存在极显著的非线性回归关系外,其他7种杂草的优势度值与滴灌年限之间存在极显著的线性回归关系。

  • 研究与进展
    买买提·沙吾提, 李武耀, 崔锦涛, 郑植
    棉花学报. 2024, 36(4): 296-305. https://doi.org/10.11963/cs20230020
    摘要 (66) PDF全文 (17) HTML (65)   可视化   收藏

    【目的】 叶绿素含量可以用来评价棉花的长势情况,快速、准确和大面积监测棉花叶绿素含量,有助于实现精准农业。【方法】 分别用0~2阶(步长为0.2)的分数阶微分处理和1~10尺度下的小波变换对田间测定的陆地棉和海岛棉等2种棉花的高光谱反射率进行处理,提高棉花叶绿素含量反演精度。通过分析不同处理方式的光谱与叶绿素含量之间的相关性,筛选得出敏感波段;并运用支持向量机回归和随机森林回归模型分别构建棉花叶绿素含量高光谱估算模型。【结果】 (1)在全波段范围内,2种棉花325~1 075 nm光谱反射率曲线整体变化趋势基本相同,其反射率均随着叶绿素含量的增加而增大。(2)经连续小波变换和分数阶微分变换后,2种棉花高光谱数据和叶绿素含量的相关性有所增强。使用随机森林回归和小波能量系数7对陆地棉叶绿素含量的反演效果最好,建模集决定系数(coefficient of determination, R2)为0.931,均方根误差(root mean square error, RMSE)为0.782,剩余预测偏差(residual prediction deviation, RPD)为2.162;使用随机森林回归和小波能量系数6对海岛棉叶绿素含量的反演效果最佳,建模集R2为0.932,RMSE为1.198,RPD为2.687。【结论】 本研究可为棉花叶绿素含量遥感估算提供技术参考。

  • 研究与进展
    程俊凌, 赵亮, 徐剑文, 刘剑光, 徐鹏, 徐珍珍, 郭琪, 王月平, 赵君, 沈新莲, 陈全家, 肖松华
    棉花学报. 2024, 36(4): 285-295. https://doi.org/10.11963/cs20240019
    摘要 (61) PDF全文 (13) HTML (60)   可视化   收藏

    【目的】 利用农杆菌介导法获得了转GbTMEM214基因陆地棉品系,旨在明确转基因棉花株系中T-DNA插入位点的序列特征及检测方法,为其生物安全评价提供依据。【方法】 基于基因组重测序技术,利用BLASTn将测序数据与陆地棉TM-1基因组序列进行比对分析,设计特异性引物通过聚合酶链式反应(polymerase chain reaction, PCR)验证插入位点。【结果】 携带目标基因GbTMEM214的T-DNA整合在陆地棉基因组D13号染色体57 019 068~57 019 106 bp,T-DNA插入导致受体基因组37 bp的片段缺失;通过PCR扩增获得携带GbTMEM214基因的T-DNA插入位点的侧翼序列,由此建立了转GbTMEM214基因棉花的特异性检测方法。【结论】 基于基因组重测序技术获得了转GbTMEM214基因棉花的T-DNA插入位点及侧翼序列信息,可为转基因棉花的生物安全评价提供技术参考。