JIA "棉花研究"文章精选
遗传·育种·种质·资源
通过形态学、细胞化学与细胞遗传学方法鉴定分析棉花不同胚性/再生能力的细胞系
✺ GUO Hui-hui, WU Jian-fei, CHEN Cui-xia, WANG Hong-mei, ZHAO Yun-lei, ZHANG Chao-jun, JIA Yin-hua, LIU Fang, NING Tang-yuan, CHU Zhao-hui, ZENG Fan-chang
体细胞胚胎发生在农作物的遗传转化和体外快繁中发挥至关重要的作用。本文中，我们对棉花体细胞胚胎发生过程中六个不同胚胎发生/再生潜力细胞系的形态学、细胞化学和细胞遗传学特征进行了系统评估。结果表明，六个细胞系具有稳定的基因组倍性，揭示了细胞遗传学特征与其形态发生能力无关。进一步对六个细胞系进行了醋酸洋红/伊文思蓝细胞化学染色，有效地区分了胚性和非胚性细胞，鉴定了六个细胞系的胚性/再生能力。此外，培养基中添加系列不同外源生长素不仅影响愈伤组织的生长速度、质地颜色和细胞团大小，还影响其基因组倍性水平与再生能力。通过形态学、细胞化学和细胞遗传学特征的系统分析，能够获得并保持高形态发生/再生能力的细胞系，并建立高效的体细胞胚胎发生和植株再生体系。本文为生物技术在作物遗传育种中的应用和进一步阐释植物细胞全能性这一重要科学问题提供了理论基础。
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| GUO Hui-hui, WU Jian-fei, CHEN Cui-xia, WANG Hong-mei, ZHAO Yun-lei, ZHANG Chao-jun, JIA Yin-hua, LIU Fang, NING Tang-yuan, CHU Zhao-hui, ZENG Fan-chang. 2019. Identification and characterization of cell cultures with various embryogenic/regenerative potential in cotton based on morphological, cytochemical, and cytogenetical assessment. Journal of Integrative Agriculture, 18(1): 1-8. |
HD-Zip类基因 HD-1上调表达促进棉花表皮毛的起始和发育
✺ NIU Er-li, CAI Cai-ping, BAO Jiang-hao, WU Shuang, ZHAO Liang, GUO Wang-zhen
植物的表皮毛源于表皮细胞突起。在本研究中，我们发现一个同源异型-亮氨酸拉链类(HD-Zip)基因 Gh_A06G1283(GhHD-1A)与棉花叶片表皮毛的起始发育密切相关，是叶片多毛位点T1的候选基因。在叶片光滑的海岛棉品种Hai7124中，GhHD-1A的同源基因GbHD-1A中插入了一个长末端重复序列(LTR)逆转录转座子，而在叶片多毛的陆地棉T586中，GhHD-1A则表现正常基因结构。序列和系统进化分析表明，GhHD-1A属于HD-Zip IV基因家族，主要参与调控植物表皮毛的发育。在T586和Hai7124中分别沉默GhHD-1A/D或GbHD-1A/D，叶片上、下表皮毛的密度均极显著降低，与表皮毛发育相关基因的表达量也显著受到影响。进一步分析发现，GhHD-1A主要调控棉花叶片上表皮毛起始发育。同时，GhHD-1A在其他器官、组织中的上调表达也促进相应部位的表皮毛起始发育。本研究不仅有助于揭示GhHD-1A在调控棉花表皮毛起始发育中的重要作用，而且为阐明植物不同形态表皮毛的发育提供一定参考。
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| NIU Er-li, CAI Cai-ping, BAO Jiang-hao, WU Shuang, ZHAO Liang, GUO Wang-zhen. 2019. Up-regulation of a homeodomain-leucine zipper gene HD-1 contributes to trichome initiation and development in cotton. Journal of Integrative Agriculture, 18(2): 361-371. |
全球棉花分子育种专利发展态势分析研究
✺ HE Wei, ZHAO Hui-min, YANG Xiao-wei, ZHANG Rui, WANG Jing-jing
棉花是全球重要的天然纤维和油籽作物，具有重要的经济意义；分子育种技术可以缩短育种周期并定向选择高质量的基因，已成为棉花育种的主要方法；专利数据作为世界上最大、最可靠的技术信息来源，是农业发展的关键资源及核心竞争力。然而，目前我国乃至全球对棉花分子育种领域的专利分析研究较少。本研究采用文献计量分析方法和技术分类标引，根据专业的检索和专家筛选得到的专利，揭示出棉花分子育种的全球发展态势。主要分析了专利年度申请量、专利技术生命周期、主要国家的专利布局、主要专利权人及其专利的技术分布等内容。此外，本研究重点基于专利引用之间的关系，通过专利技术发展路线图对两个重要专利权人进行比较分析。最后，为了了解新兴分子育种技术的发展趋势，本研究还分析了与聚类规则间隔短回文重复序列（CRISPR）、RNA干扰（RNAi）和基因芯片相关的专利，这些专利基于全部作物领域进行检索而不仅限于棉花。本文的研究结果可为棉花分子育种相关领域研究人员及管理人员提供参考。
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| HE Wei, ZHAO Hui-min, YANG Xiao-wei, ZHANG Rui, WANG Jing-jing. 2019. Patent analysis provides insights into the history of cotton molecular breeding worldwide over the last 50 years. Journal of Integrative Agriculture, 18(3): 539-552. |
✺ LI Yan-jun, SUN Shi-chao, ZHANG Xin-yu, WANG Xiang-fei, LIU Yong-chang, XUE Fei, SUN Jie
本研究利用比较蛋白质组学分析了绿色棉与其白色近等基因系棉纤维中的差异蛋白，旨在分离绿色棉纤维色素合成相关蛋白。研究发现了一个仅在绿色棉纤维中表达的差异蛋白点，在不同发育阶段的白色棉纤维中均未表达，质谱鉴定为苯基香豆满苄醚还原酶（PCBER）。PCBER是木脂素生物合成过程中的一个关键酶，本研究分别从绿色棉和白色棉纤维中提取总木脂素，利用变色酸分光光度法测定总木脂素含量。结果发现绿色棉纤维中的总木脂素含量明显高于白色棉。两个与木脂素合成相关的松脂醇-落叶松脂醇还原酶（PLR）基因的qPCR分析表明PLRs基因在24至27DPA绿色棉纤维中的表达量明显高于白色棉。研究结果表明PCBER和木脂素可能影响了绿色棉和白色棉纤维的颜色差异。另外，DMACA染色实验表明绿色棉纤维中的色素物质与棕色棉不同，其色素物质不是原花色素。本研究为揭示绿色棉纤维中色素生物合成的分子机制提供了新的线索。
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| LI Yan-jun, SUN Shi-chao, ZHANG Xin-yu, WANG Xiang-fei, LIU Yong-chang, XUE Fei, SUN Jie. 2018. New clues concerning pigment biosynthesis in green colored fiber provided by proteomics-based analysis. Journal of Integrative Agriculture, 17(1): 46-53. |
GhSERK2基因表达及其与陆地棉体细胞胚胎发生及激素水平的相关性分析
✺ LIU Zheng-jie, ZHAO Yan-peng, ZENG Ling-he, ZHANG Yuan, WANG Yu-mei, HUA Jin-ping
体细胞胚胎发生是棉花再生过程中非常重要的步骤，但是目前为止，其分子机制还不明了。众所周知，体细胞胚胎发生受体激酶（SOMATIC EMBRYOGENSIS RECEPTOR KINASE，SERK）基因在体细胞胚胎发生过程中起重要作用。本实验中，我们在陆地棉中克隆到SERK的同源基因GhSERK2（登录号：JF430801），并且对其在体细胞胚胎发生中的作用进行分析。基因表达分析发现，GhSERK2在棉花各个组织中均有表达，且在花器官中的表达量高于营养器官，其中在胚珠和花药中的表达量最高。在棉花体细胞胚胎发生过程中，GhSERK2在球状胚时期高表达。在吲哚丁酸（IBA）处理下，会诱导GhSERK2基因的表达，随后促进了体细胞胚胎发生过程。用2,4-二氯苯氧基乙酸（2,4-D）处理两天也会诱导GhSERK2基因表达，但是用2,4-D处理更长时间则会急剧地抑制GhSERK2基因在胚性愈伤组织的表达。在过表达GhSERK2基因的转基因材料中， 3-吲哚乙酸（IAA）、脱落酸（ABA）和油菜素内酯（BR）的激素水平在愈伤组织诱导初期明显增加。本实验结果表明，GhSERK2基因表达与棉花体细胞胚胎发生诱导过程及组织培养过程中的激素水平紧密相关。因而，GhSERK2基因可能在棉花再生中起重要作用。
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LIU Zheng-jie, ZHAO Yan-peng, ZENG Ling-he, ZHANG Yuan, WANG Yu-mei, HUA Jin-ping. 2018. Characterization of GhSERK2and its expression associated with somatic embryogenesis and hormones level in Upland cotton. Journal of Integrative Agriculture, 17(3): 517-529. |
一种通过植物茎尖利用草甘膦选择快速便捷的棉花（陆地棉）遗传转化方法
✺ GUO Wen-fang, Kevin Yueju Wang, WANG Nan, LI Jun, LI Gang-qiang, LIU De-hu棉花是一种较难遗传转化和再生的植物。在本研究中，主要利用农杆菌介导的茎尖转化法，将来自土壤农杆菌CP4菌株的抗草甘膦EPSPS基因导入棉花栽培品种银抗P53中。初生植株首先用0.26%的草甘膦进行初步筛选，然后成活植株进行PCR分析，从4000株转化苗中筛选获得5株阳性植株，转化效率为0.125%。经过连续自交，通过PCR和草甘膦抗性筛选获得4个转基因纯合株系。Southern Blot分析转基因棉花为单拷贝插入。在此基础上，通过RT-PCR，Western Blot和ELISA进一步分析转基因棉花在转录水平、蛋白水平表达情况。在大田试验中，转基因T3代棉花能耐受0.4%的草甘膦。本研究结果表明脱离植物组织培养和基因依赖，棉花茎尖遗传转化技术可以应用于不同的棉花栽培品种。由于这种方法不需要无菌条件、特殊生长培养基和植物激素，它可以直接在温室条件下进行。
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GUO Wen-fang, Kevin Yueju Wang, WANG Nan, LI Jun, LI Gang-qiang, LIU De-hu. 2018. Rapid and convenient transformation of cotton (Gossypium hirsutum L.) using in planta shoot apex via glyphosate selection. Journal of Integrative Agriculture, 17(10): 2196-2203.. |
过表达AmDUF1517提高棉花对于盐、干旱及低温胁迫的耐受性
✺ HAO Yu-qiong, LU Guo-qing, WANG Li-hua, WANG Chun-ling, GUO Hui-ming, LI Yi-fei, CHENG Hong-mei
随着全球气候的变化，非生物胁迫对植物生长和发育的影响愈发严重。分离自抗逆植物—沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus)的AmDUF1517基因，已被证明可显著增强转基因拟南芥对非生物胁迫的抗性。在本研究中，通过农杆菌介导的遗传转化方法将该基因转入陆地棉中，并获得了稳定遗传的转基因棉花材料。Southern杂交表明受试材料已整合到棉花基因组中。在盐、干旱、低温胁迫处理下，转AmDUF1517棉花较非转基因对照具有更强的抗逆性；进一步分析发现，胁迫条件下，转AmDUF1517棉花抗氧化酶（超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶、谷胱甘肽转移酶）活性显著提高，植物体内活性氧水平显著低于对照组。这表明，在棉花中过表达AmDUF1517可以更好地维持植物体内活性氧的平衡，减缓细胞膜的损伤进而提高棉花对逆境胁迫的抗性。综上，AmDUF1517作为棉花抗逆新材料培育的候选基因，具有一定的生产应用潜力。
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HAO Yu-qiong, LU Guo-qing, WANG Li-hua, WANG Chun-ling, GUO Hui-ming, LI Yi-fei, CHENG Hong-mei. 2018. Overexpression of AmDUF1517 enhanced tolerance to salinity, drought, and cold stress in transgenic cotton. Journal of Integrative Agriculture, 17(10): 2204-2214. |
LBL1基因自然变异对海岛棉和陆地棉两个棉花亚种叶片缺刻深度的调控
✺ HE Dao-fang, ZHAO Xiang, LIANG Cheng-zhen, ZHU Tao, Muhammad Ali Abid, CAI Yong-ping, HE Jin-ling, ZHANG Rui为揭示棉花不同亚种间叶片形状的遗传变异和分子遗传过程，我们利用陆地棉品种P30A（浅裂叶）和海岛棉品种ISR（深裂叶）杂交的F2代遗传群体定位控制棉花叶缘缺刻深度的调控基因。表型统计分析和基因初定位结果表明叶片缺刻深度受到两个不同的遗传位点QTL LBL1和LBL2控制。本实验鉴定到控制ISR深叶裂基因LBL1（Gorai.002G244000），该基因编码一个含有I类结构域的亮氨酸拉链 (HD-ZIP I)转录因子。qRT-PCR分析表明LBL1在棉花不同生长阶段和叶片不同部位的表达存在显著的差异，成熟叶片中表达量较高，中等大小叶片次之，幼叶最低。激素处理发现，LBL1的表达水平对不同激素均有的响应，其中BR (Brassinolides)诱导表达最显著。综上，LBL1基因在叶片形态建成过程中起到重要作用。↑ 向上滑动查看更多| Cite this article: |
HE Dao-fang, ZHAO Xiang, LIANG Cheng-zhen, ZHU Tao, Muhammad Ali Abid, CAI Yong-ping, HE Jin-ling, ZHANG Rui. 2018. Genetic variation in LBL1 contributes to depth of leaf blades lobes between cotton subspecies, Gossypium barbadense and Gossypium hirsutum. Journal of Integrative Agriculture,17(11): 2394-2404. |
生理·生化·耕作·栽培
Effects of planting patterns on yield, quality, and defoliation in machine-harvested cotton
种植模式对机采棉产量、品质和脱叶效果的影响
✺ WANG Fang-yong, HAN Huan-yong, LIN Hai, CHEN Bing, KONG Xian-hui, NING Xin-zhu, WANG Xu-wen, YU Yu, LIU Jing-de
【目的】阐明不同机采棉种植模式对棉花脱叶效果、产量和纤维品质的影响，为机采棉质量提升提供支持。【方法】2015—2016年以北疆生产中主栽品种新陆早45号(XLZ45)和新陆早62号(XLZ62)为供试材料，设置常规模式(WNR)、超窄行模式(UNR)、等行距密植模式(HWR)和等行距稀植模式(LWR)4种种植模式，研究脱叶效果、产量和纤维品质对种植模式的响应。【结果】与常规模式(WNR)相比，超窄行种植模式(UNR)和等行距稀植模式(LWR)的籽棉产量均显著降低，其中，UNR模式减产率为2.06%—5.48%，LWR模式减产率为2.50%—6.99%，单位面积铃数减少是导致减产的主要原因；等行距密植模式(HWR)产量变异幅度为-1.07%—+1.07%，单位面积铃数减少而铃重增加，具有稳产性。种植模式仅对主要纤维指标中的马克隆值有显著影响，等行距模式下马克隆值增大。脱叶吐絮情况的结果表明，不同种植模式下，等行距密植模式(HWR)的叶片数量和干枯叶最少，在喷施脱叶剂之前和机械采收前，植株个体叶片数分别比常规模式(WNR)平均少 14.45%和25.00%，而单位面积叶片数分别平均减少27.44% 和36.21%；棉铃吐絮率和叶片脱落率均最高，吐絮率在脱叶前和机采前分别比常规模式平均高44.54%和5.94%，机采前脱叶率比常规模式(WNR)平均高3.45%；无效脱落叶片数和叶片杂质最少，机采前分别比常规模式(WNR)减少了33.40%和32.43%。【结论】等行距密植模式(HWR)能够实现高产稳产和不影响纤维品质，有利于促早熟，可以有效减少机采棉叶片杂质的数量，有助于实现机采棉质量提升的目标。↑ 向上滑动查看更多
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| WANG Fang-yong, HAN Huan-yong, LIN Hai, CHEN Bing, KONG Xian-hui, NING Xin-zhu, WANG Xu-wen, YU Yu, LIU Jing-de. 2019. Effects of planting patterns on yield, quality, and defoliation in machine-harvested cotton. Journal of Integrative Agriculture, 18(9): 2019-2028. |
Spatial distribution of bolls affects yield formation in different genotypes of Bt cotton varieties
不同基因型抗虫棉品种棉铃空间分布对产量形成的影响
✺ NIE Jun-jun, YUAN Yan-chao, QIN Du-lin, LIU Yan-hui, WANG Shuang-lei, LI Jin-pu, ZHANG Mei-ling, ZHAO Na, GUO Wen-jun, QI Jie, MAO Li-li, SONG Xian-liang, SUN Xue-zhen为优化棉铃空间分布结构，提高棉花产量，本试验选用三个产量构成差异较大的抗虫棉品种(岱字棉99B、鲁棉研21号和冀棉169)为试验材料，2013-2017年大田条件下，通过研究品种间农艺性状、棉铃空间分布特性，从而阐释不同基因型抗虫棉品种产量与纤维品质形成差异的原因。结果表明，冀棉169皮棉产量最高(5年平均42.2 g plant-1)，分别比鲁棉研21号和岱字棉99B高16.3%和36.9%。产量构成因素中，只有单铃子棉重的变化趋势与产量基本一致，因此皮棉产量的提高取决于单铃子棉重的增加。然而，三个品种纤维品质的差异与皮棉产量不同，鲁棉研21号显著高于冀棉169和岱字棉99B，这主要归因于棉铃空间分布的差异。与岱字棉99B相比，株型松散的冀棉169单铃子棉重最大，内围结铃数最多；而株型紧凑的鲁棉研21号单铃子棉重较大，基部和中部果枝结铃数最多。在五年试验中，棉株内围铃对皮棉产量的贡献率，冀棉169、鲁棉研21号和岱字棉99B分别为80.72%、77.44%和66.73%。产量形成虽受年际变化的显着影响，但冀棉169的皮棉产量始终最高且最稳定，其产量构成各因素亦是如此。综上，棉花产量的提高主要归因于单铃重的增加，单铃重的增加和纤维品质的提高主要取决于棉铃空间分布结构的优化。↑ 向上滑动查看更多
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| NIE Jun-jun, YUAN Yan-chao, QIN Du-lin, LIU Yan-hui, WANG Shuang-lei, LI Jin-pu, ZHANG Mei-ling, ZHAO Na, GUO Wen-jun, QI Jie, MAO Li-li, SONG Xian-liang, SUN Xue-zhen. 2019. Spatial distribution of bolls affects yield formation in different genotypes of Bt cotton varieties. Journal of Integrative Agriculture, 18(11): 2492-2504. |
播期和遮阴对棉花不同果节棉铃产量、纤维品质和碳水化合物的影响
✺ ZHAO Wen-qing, WU You, Zahoor Rizwan, WANG You-hua, MA Yi-na, CHEN Bing-lin, MENG Ya-li, ZHOU Zhi-guo
以耐低温棉花品种科棉1号和低温敏感型棉花品种苏棉15为材料，于2010-2011年进行播期（OPD, 适宜播期, 25 April; and LPD, 晚播, 10 June）和遮阴（相对光照强度，CRLR 100 and 60%）试验，研究晚播和遮阴对不同果节棉花产量及产量构成、品质、对位叶蔗糖和淀粉含量、纤维蔗糖和纤维素含量的影响。本实验中，晚播主要造成低温，遮阴主要造成寡照。结果表明：与1果节相比，3果节棉花产量及产量构成，纤维品质，叶片蔗糖和淀粉含量，纤维素含量均降低。与OPD-CRLR 100%相比, 其他温光处理 (OPD-CRLR 60%, LPD-CRLR 100%, and LPD-CRLR 60%) 显著降低1、3果节皮棉产量，3果节及苏棉15的下降幅度更大，主要源于3果节和苏棉15更多的铃数降低。除1果节的纤维长度在适宜播期遮阴条件下（OPD-CRLR 60%）达到最大以外，其余纤维品质均随播期推迟和遮阴而下降，下降幅度在3果节及苏棉15中更大。与适宜播期相比，晚播均增加了棉铃对位叶和纤维蔗糖含量，而与不遮阴相比，遮阴均降低了蔗糖含量。但两者均导致纤维中纤维素含量的降低。因此，遮阴主要通过降低“源”（即棉铃对位叶）中蔗糖含量，晚播主要减少了棉铃对位叶中蔗糖的运转和棉纤维中蔗糖向纤维素的转化。值得注意的是，随播期推迟，遮阴发生，碳水化合物更多的分配到1果节中，1果节的产量和品质也更高。说明在低温寡照条件下，1果节棉花产量品质的降低低于3果节。同时，科棉1号3果节的棉铃和碳水化合物分配比例要高于苏棉15。综上，选用耐低温品种可减少低温寡照条件下棉花产量品质的降低程度。
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Fiber damage of machine-harvested cotton before ginning and after lint cleaning
轧花前与皮棉清理后机采棉纤维品质的变化
✺ TIAN Jing-shan, ZHANG Xu-yi, ZHANG Wang-feng, LI Jian-feng, YANG Yan-long, DONG Heng-yi, JIU Xing-li, YU Yong-chuan, ZHAO Zhan, XU Shou-zhen, ZUO Wen-qing
【目的】机采籽棉含杂率高，必须通过增加清理次数以提高原棉等级，这在一定程度上造成纤维损伤，导致纤维品质指标下降，纺织企业使用机采棉，棉花贸易公司不愿经营机采棉。研究机采棉皮棉清理工序对纤维品质的影响，探讨控制适宜的皮棉含杂率与降低纤维损伤的关系，为棉花加工厂推荐使用皮棉清理道数提供参考。【方法】试验在新疆棉区5个植棉团场的7家棉花加工厂进行，将同一条田的机采棉在同一条轧花线上进行清理加工，分别在轧花前和每道皮棉清理工序后抽取皮棉试样，分析比较机采棉在轧花前和皮棉清理过程中纤维品质的变化。【结果】与轧花前相比，皮棉清理后纤维比强度仅降低了0.25 cN/tex，无显著性变化。纤维长度和短纤指数在轧花前与皮棉清理后的变化最为明显；与轧花前相比，皮棉清理后纤维长度平均降低了0.86 mm，13个试验点中有11个达到显著性差异水平，纤维长度损伤量＞1.0 mm的试验点占全部试验点的46%；短纤指数在全部试验点均显著增加，损伤率＞20%的试验点占85%。不同清理道数间，第二道皮棉清理对纤维损伤最小，第三道的损伤则较大，与第二道相比纤维长度降低了0.35 mm、短纤指数增加了0.65%；轧花过程也是造成纤维损伤不可忽视的环节。【结论】新疆棉花加工厂最多采用1道、或尝试不使用皮棉清理，杜绝使用3道皮棉清理；注重改良清理机性能，以提高清理效率和降低纤维损伤。【创新点】系统分析了机采棉在轧花前与经皮棉清理后纤维品质的变化规律，引入“纤维损伤量”探讨不同皮棉清理工序对纤维品质的损伤程度，并根据控制适宜的皮棉含杂率，结合籽棉清理的使用道数，提出新疆棉花加工厂使用的皮棉清理道数以降低纤维损伤，实现提质增效。
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TIAN Jing-shan, ZHANG Xu-yi, ZHANG Wang-feng, LI Jian-feng, YANG Yan-long, DONG Heng-yi, JIU Xing-li, YU Yong-chuan, ZHAO Zhan, XU Shou-zhen, ZUO Wen-qing. 2018. Fiber damage of machine-harvested cotton before ginning and after lint cleaning. Journal of Integrative Agriculture, 17(5): 1120-1127. |
✺ WU You, ZHAO Wen-qing, MENG Ya-li, WANG You-hua, CHEN Bing-lin, ZHOU Zhi-guo
棉花生长发育受品种遗传性、环境生态因素和栽培措施共同调控，为研究影响不同部位棉铃铃重形成的主要温光气象因子，本试验在2010-2011年，以科棉1号和苏棉15号为材料，设置播种期（4月25日、5月25日和6月10日）试验，并在花铃期设置不同遮阴水平（CRLR 100%, CRLR 80%和CRLR 60%）。结果表明：影响不同部位棉铃铃重的主要气象因子不同，日均太阳辐射对除FB2FN1外的其他部位棉铃均起到促进作用，但其作用小于温度气象因子，温度气象因子中主要起作用的是有效积温。对棉花生育后期棉铃而言，平均日最高温和日均太阳辐射对铃重的影响最为显著，最适平均日最高温为29.9-32.4℃，最适日均太阳辐射为15.8-17.5 MJ m-2。苏棉15号较科棉1号更易受到温光气象因子变化的影响。
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| WU You, ZHAO Wen-qing, MENG Ya-li, WANG You-hua, CHEN Bing-lin, ZHOU Zhi-guo. 2018. Relationships between temperature-light meteorological factors and seedcotton biomass per boll at different boll positions. Journal of Integrative Agriculture, 17(6): 1315-1326. |
✺ ZHANG Xiang, RUI Qiu-zhi, LIANG Pan-pan, WEI Chen-hua, DENG Guo-qiang, CHEN Yuan, CHEN Yuan, DONG Zhao-di, CHEN De-hua
【目的】研究昼夜变温条件下高温逆境对棉铃中杀虫蛋白表达影响及生理机制，为Bt棉抗虫性安全表达提供理论参考。【方法】以大面积推广应用且具有相同遗传背景的Bt棉常规品种泗抗1号和杂交种泗抗3号为材料，2011-2012年设计不同高温(32、34、36、38、40°C)持续胁迫24h；2012-2013年进一步设计38°C/27°C的昼夜变温(DH/NN)胁迫0、4、7和10 d，检测供试品种棉铃中Cry1Ac杀虫蛋白含量及氮代谢相关物质和酶活性。【结果】结果表明：38°C持续胁迫24 h后，供试品种铃壳中Cry1Ac杀虫蛋白已开始显著下降。但DH/NN持续胁迫4 d时供试品种铃壳中Cry1Ac杀虫蛋白却无显著变化，当胁迫7 d以上时，才开始显著下降，泗抗1号和泗抗3号分别比未胁迫处理下降19.1%和15.3%(2012年)、17.5%和13.7%(2013年)。进一步研究DH/NN不同持续期下氮代谢相关物质含量和酶活性表明，持续胁迫4 d时，可溶性蛋白含量和谷丙转氨酶活性、游离氨基酸含量和蛋白酶活性均无显著变化；但胁迫7 d时，可溶性蛋白含量和谷丙转氨酶活性显著下降，而游离氨基酸含量和蛋白酶活性显著升高。供试品种间相比，泗抗1号下降幅度高于泗抗3号。【结论】与38°C高温持续胁迫24 h相比，38°C/27°C昼夜变温下高温需要7 d才会导致Bt棉杀虫蛋白表达量显著下降。而蛋白质合成功能下降，分解能力增强是导致其杀虫蛋白含量下降的重要原因。
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