棉花GhMYB42基因的克隆及原核表达

MYB转录因子对棉花的生长发育起到重要作用,而GhMYB42为MYB家族之一的转录因子同样具有一定的研究价值,因此,从棉花中克隆了GhMYB42基因的编码序列,并构建了原核表达载体。利用生物信息学方法对GhMYB42的核苷酸序列及氨基酸序列进行了分析,通过Gataway BP和LR反应,将GhMYB42基因的编码序列构建到原核表达载体pGEX-4T-1上,通过设置不同的IPTG诱导条件来确定IPTG诱导蛋白的最佳条件,最后利用Western Blot鉴定重组蛋白。结果显示,GhMYB42(XP_016732693.1)全长序列1508 bp,编码区长792 bp,编码263个氨基酸,预测分子量约为29.534 ku,等电点为5.18。氨基酸序列比对分析发现,MYB转录因子的序列相似率为80.62%,且GhMYB42蛋白N末端含有2个串联的SANT结构域,是一个R2R3转录因子。进化树分析结果显示,陆地棉MYB42蛋白与陆地棉中另一MYB蛋白(XP_012439547.1)相似性最高并在一个分支上。蛋白诱导时由于各个试验梯度结果差别不明显,因此,选择的条件为IPTG的终浓度0.2 mmol/L,温度37℃,时间3 h,蛋白溶解的温度和时间为37℃诱导3 h。Western Blot结果表明,重组蛋白的大小正确,最终成功获得了大小为55.54 ku的GhMYB42重组蛋白,后续将对该重组蛋白进行纯化及深入研究转录因子GhMYB42的功能。

短季棉主要农艺性状的遗传分析

选用5个早熟不早衰的短季棉品种和5 个早衰的短季棉品种进行部分双列杂交。通过对亲本、F1 和F2 代分别于2001 年和 2002 年两年田间试验研究。结果表明:子棉产量、皮棉产量和衣分3个性状以显性效应为主,其次为加性效应,同时还存在极显著的加性上位性与环境的互作效应,单铃重和成铃数以显性效应为主;与早熟有关的诸性状,生育期、始花期、铃期和果枝始节4个性状以加性效应为主,其次为显性效应,霜前花率以显性效应×环境互作效应为主,同时存在显著的加性上位效应,落叶株率以加性与加性互作上位性为主,落叶指数以加性效应为主;与纤维品质有关的诸性状,2.5%跨长、比强度、伸长率3个性状以加性效应为主,其次为显性效应,同时还存在着加性、上位性与环境的互作效应;同时还研究了产量、早熟性和纤维品质各性状之遗传和表型相关关系。

基于GGE双标图和比强度选择的棉花品种生态区划分

由于农作物品种区域试验是品种审定和推广应用的前提,而区域试验中基因型与环境的互作效应是普遍存在的,因而探索和利用试验环境在鉴别基因型遗传差异和对品种在目标环境中的平均表现代表性方面的作用以辅助品种选育和推广的问题,越来越受到植物育种家和农技推广人员的高度关注。我们采用GGE双标图分析方法对2000—2010年期间27组长江流域国家级棉花品种区域试验的目标环境中可能存在的基于棉纤维比强度选择的品种生态区进行探索与划分,并对品种生态区划分结果进行信息比(IR)校正,以提高品种生态区划分的可靠性。结果表明:(1)基于纤维比强度选择的GGE双标图分析的总体有效拟合度为68.4%,其中有13次出现过度拟合或拟合不充分现象,总体拟合可靠性一般。而基于IR-GGE模型的总体拟合度为73.7%,比GGE双标图的有效拟合度提高6.0%,说明采用IR对双标图分析的结果进行优化和校正可以提高品种生态区划分的可靠性。(2)根据GGE双标图分析结果,我国长江流域棉区大致可划分为4个基于纤维比强度选择的品种生态区,第1个品种生态区包括安庆、襄樊、南通和岳阳,第2个品种生态区包括常德、九江和武汉,第3个品种生态区包括慈溪、南京、黄冈、荆州和盐城,第4个品种生态区包括南阳、简阳和射洪。而基于IR较正的GGE模型则可划分为3个品种生态区:第1个为主体品种生态区,包括安庆、武汉、九江、襄樊、南阳、岳阳、常德、黄冈、荆州、南京和慈溪11个试验点,第2个品种生态区包括南通和简阳,第3个品种生态区包括盐城和射洪。IR校正后长江流域棉区的品种生态区划分更准确可靠,地理区域特性也更明显,说明地理环境因素对纤维比强度的选择效果仍然有很大的影响力,四川盆地棉区和江苏沿海棉区并不适宜开展针对整个长江流域棉区的广适性棉花纤维比强度选择,从而为长江流域棉区棉花纤维比强度的选择和推荐策略提供了科学的决策依据。

GGE双标图在陆地棉高产稳产和适应性分析中的应用——以长江流域棉区国审棉花新品种‘鄂杂棉30’为例

农作物品种的高产稳产和广适性一直是产量育种的主要目标,而农作物品种多环境试验中普遍存在的基因型与环境互作效应增加了广适性品种选育的难度,科学评价品种的高产稳产和适应性有助于提高新品种的选育和应用效率。本研究采用GGEbiplot~?软件分析了2012—2013年长江流域国家棉花品种区域试验中‘鄂杂棉30’等参试品种丰产性、稳产性和适应性,并采用"成对比较"功能图比较了‘鄂杂棉30’与对照品种‘鄂杂棉10号’在目标区域的适应性表现。结果表明:1)‘鄂杂棉30’在两年多环境品种试验中的丰产性突出,稳产性表现优良。2)‘鄂杂棉30’在两年区域试验中的高产稳产性综合表现(即理想指数)显著优于对照品种‘鄂杂棉10号’及其余各参试品种。3)‘鄂杂棉30’为所有参试品种中适应性最广的品种,其最适宜种植区域涵盖了长江流域大部分棉区。4)‘鄂杂棉30’在长江流域的绝大部分棉区都比对照品种更有产量优势,同时也优于其余参试品种,在长江流域棉区种植优势明显。本研究展示了GGE双标图在品种的丰产性与稳产性分析和适宜种植区域划分等方面的应用效果,明确了‘鄂杂棉30’是兼备丰产性、稳定性和广适性的理想品种,可为‘鄂杂棉30’的合理利用提供理论依据,也为其他作物品种的综合评价提供了参考方法。

陆地棉产量与品质性状的主基因与多基因遗传分析

对(泗棉3号×TM 1)(组合Ⅰ)和(泗棉3号×CARMEN)(组合Ⅱ)的产量与品质性状进行遗传模型分析,得到有关产量与品质性状的最适遗传模型,其中组合Ⅰ子指的最适遗传模型为负向显性主基因+多基因模型,铃重最适遗传模型为等显性主基因+多基因混合遗传模型,衣分、单株铃数的最适遗传模型分别为两对主基因+多基因和一对主基因+多基因模型。组合Ⅱ中衣分、子指、单株铃数、铃重、整齐度和麦克隆值的最适遗传模型均为无主基因的多基因模型,纤维长度、纤维强度和伸长率最适遗传模型均为一对主基因+多基因模型。主基因个数的预测与分子检测的主效QTL个数基本相符。选用P1、P2、F1和F2∶3四个世代联合分析方法,相比于单个分离世代的分离分析法,增加了试验的精确度,保证分析结果的准确性,并可以鉴别多基因的存在。

低酚棉品种耐盐性研究

探讨了NaCl胁迫下对低酚棉品种种子萌发的影响。NaCl质量分数在 0 .2 5 %～ 0 .75 %范围内对大多数低酚棉品种种子萌发均产生抑制作用 ,且随NaCl含量的提高抑制作用增强。但低含量NaCl对少数品种的发芽势、发芽率表现促进作用。萌发时同一品种不同性状对盐胁迫表现出较大的差异。中无 15 1、鲁无 40 1、鲁无 16及冀无 2 0

棉花产量育种的数量性状分析

产量是棉花育种的主要目标之一，为提高棉花产量育种效率，本文从产量结构模式、产量与其构成因素的相关关系两方面，分析了与棉花产量育种有关的数量性状。

陆地棉主要经济性状的遗传相关及遗传差异

对陆地棉 96个品种 (系 )的 1 3个性状进行了方差、遗传相关、系统聚类分析 ,结果表明 :各性状材料间差异显著 ,性状间存在不同程度的遗传相关 ;产量性状间相关度高 ;产量与纤维品质间相关性较低 ,与纤维强度几乎无相关性。根据遗传距离对参试材料进行系统聚类 ,聚为五类 ,第四类群材料丰产优质 。

棉花上部叶片叶绿素SPAD值动态变化研究

为了探索利用叶绿素SPAD值在不同生育阶段进行棉花营养诊断的方法,以2个早熟品种(‘中棉所36’、‘中棉所50’)和2个中熟品种(‘中棉所41’、‘鲁棉28’)为对象,研究了棉花主茎倒一至倒四叶在全生育期的叶绿素SPAD值动态变化,并研究了氮、磷施用量对‘鲁棉28’蕾期、花期和吐絮期主茎功能叶的SPAD值影响。结果表明:2个早熟品种的棉花主茎叶全生育期SPAD值呈现倒一叶<倒二叶<倒三叶<倒四叶的规律,2个中熟品种在盛铃期以前主茎4片叶SPAD值也呈现和早熟品种一样的规律,但盛铃期以后SPAD值叶序变化不规则。在吐絮前,棉花主茎倒四叶SPAD值可以作为棉株营养诊断的参考,早熟品种棉花主茎倒一叶或倒二叶吐絮前10天和吐絮后10天左右的SPAD差值大小可以作为棉株衰老程度的参考值,中熟品种棉花主茎倒三叶吐絮前15天和吐絮后15天左右的SPAD差值大小可以作为棉株衰老程度的参考值。本试验条件下,纯氮用量高于270kg/hm2,吐絮期主茎功能叶SPAD值与不施氮处理差异极显著,高氮处理利于主茎功能叶在吐絮期维持较高的SPAD值;纯P2O5用量在120kg/hm2即能使吐絮期主茎功能叶维持较高的SPAD值,增加磷肥用量SPAD值反而下降。

黄河流域棉花品种农艺性状的主成分及聚类分析

选取102个黄河流域棉花品种作为试验材料,对棉花9个农艺性状进行主成分及聚类分析。结果表明,通过主成分分析将9个农艺性状简化为彼此互不相关的5个主成分,即第一果枝节位因子、果枝数因子、籽指因子、单铃质量因子、生育期因子,其累计贡献率达88.34%,可反映所有性状的绝大部分变异信息。利用5个主成分因子进行聚类分析,102个品种被划分为6个类群,在6个类群中除中国农业科学院棉花研究所的品种外,其他来自同一地区的棉花品种亲缘关系较近,往往聚集在一起,可能与育种单位培育新品种时选配亲本的遗传基础狭窄有关。研究结果可为棉花育种亲本选配提供理论依据。

基于GGE分析的西北内陆棉区纤维品质生态区划分

本文选用2005—2014年我国棉花区域试验西北内陆早熟棉区7个和早中熟棉区10个试验点作为试验环境进行纤维品质区域分布分析。运用GGE模型划出双标图,研究西北内陆棉区的试验环境与参试品种纤维品质性状互作模式,对参试品种性状选择适宜的生态区进行探讨与划分,并基于GGE双标图对纤维物理性能指标相关性进行研究,为西北内陆棉区棉花品种区域化种植和理想试验环境选择提供依据。结果表明:(1)棉花各纤维品质性状相互之间存在着一定的相关关系,纺纱均匀性指数与长度、比强度和整齐度指数表现极显著或显著正相关。(2)西北内陆棉区早熟组纤维品质性状可划分为3个生态区:优质棉纤维生态区(精河)、普通优质纤维生态区(兵团第六师昌吉、乌苏)、普通纤维生态区(兵团第七师125团、兵团第八师121团、石河子以及敦煌)。(3)西北内陆棉区早中熟组品质性状由优质到普通亦可划分为3个生态区:优质纤维生态区(莎车、轮台、巴州、库车、疏附、兵团第一师阿拉尔13团以及新疆塔河10团)、普通优质纤维生态区(麦盖提和兵团第三师喀什)、普通纤维生态区(阿克苏)。因此西北内陆早熟棉区应在注重品种早熟性选育的基础上,注重优质纤维综合品质性状的培育,提高纤维的长度和比强度。南疆的早中熟棉区,注重推选适合机采棉的长度和比强度的棉花品种外,应精准掌握合理的棉花采摘期,提高纤维成熟度,但要注重降低马克隆值,划分优化种植区域为棉纺企业合理用棉提供多层次的原棉材料。

基于GGE双标图和马克隆值选择的棉花区域试验环境评价

棉纤维马克隆值是与纤维成纱品质密切相关的重要品质指标,也是长江流域棉花品质改良的主要制约因子。选择利用对目标环境代表性强的试验点进行区域试验布局有助于提高马克隆值育种效率和节省试验成本。GGE双标图是进行试验点代表性评价和选择最有效的统计和图形展示工具,已经在多种作物区域试验中用于品种稳定性和试验环境相似性分析,但在基于马克隆值选择的棉花区域试验环境评价中应用报道较少。本文采用GGE双标图方法对2000—2010年期间27组长江流域国家棉花区域试验中的15个试验环境基于马克隆值选择的鉴别力、代表性和理想指数进行综合评价与分析。结果表明:各试验环境依理想度指数优劣排序为荆州市>黄冈市>南通市>九江市>岳阳市>射洪县>常德市>安庆市>武汉市>南阳市>南京市>慈溪市>襄阳市>简阳市>盐城市;从中筛选出最理想试验环境为湖北省荆州市,较理想试验环境为湖北省黄冈市、江苏省南通市和江西省九江市,这些试验环境对以长江流域为目标环境的广适性新品种选育和作为区域试验点鉴别理想品种的效率最高;而位于江浙沿海棉区的江苏省盐城市和浙江省慈溪市不适宜作为针对长江流域的马克隆值选择与推荐环境。本研究充分展示了GGE双标图在区域试验环境评价方面的应用效果,也为以长江流域棉区为目标环境的广泛适应性和特殊适应性品种的马克隆值选择和应用提供理论依据。

棉花抗蚜性鉴定方法及分级标准修订

棉花抗蚜性鉴定方法及分级标准修订ＩｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆＣｏｔｔｏｎＲｅｓｉｓｔａｎｃｅｔｏＡｐｈｉｓｇｏｓｓｙｐｉｉａｎｄＲｅｖｉ－ｓｉｏｎｏｆＣｌａｓｓｉｆｙｉｎｇＳｔａｎｄａｒｄ１９８６年由中国农科院棉花所、中国农科院植保所等单位，依据...

棉花核DNA的提取及其RAPD分析

ＲＡＰＤ是新发展起来的一种分子标记，近几年在植物遗传育种中得到广泛应用。ＲＡＰＤ分析需要分离高质量的核ＤＮＡ，棉花叶片中多酚类化合物含量高，在ＤＮＡ分离过程中，它们跟核酸、蛋白质发生不可逆反应，从而影响了ＤＮＡ的得率和纯度。我们利用最初提取液中增加甘露糖来阻止多酚化合物跟核ＤＮＡ的共价结合，结果得到了高纯度的ＤＮＡ，该ＤＮＡ适于棉花ＲＭＤ分析，并探索出了棉花ＲＡＰＤ分析的反应适宜条件。

陆地棉重组自交系群体纤维品质及产量性状遗传变异分析

以陆地棉优质品系0-153和大面积推广的双价转基因抗虫棉品系sGK9708为亲本构建了含有196个F6:8家系的重组自交系群体。在4个环境中,纤维长度、纤维强度、麦克隆值、伸长率、整齐度指数、单株结铃数、铃重、衣分、子指、单株子棉产量及单株皮棉产量等性状均呈正态分布,且存在双向超亲分离。多环境下变异分析表明,各性状家系间及环境间存在极显著差异。除纤维伸长率外,其余各纤维品质及产量性状都具有较高的遗传力,在0.75以上。共有6个家系在纤维长度、细度和强度性状上均超过高亲,可作为优质纤维种质。相关分析显示,有些家系可能打破了纤维品质和产量性状间的负相关。通过聚类分析得出,该群体各系分在了不同的组,表明存在着一定的遗传差异。该群体是进行优异纤维品质相关基础研究的良好材料。

抗真菌基因导入棉花创造高抗黄萎病材料研究

利用基因工程技术将抗真菌的β - 3,3 葡聚糖酶基因和几丁酶基因导入棉花 ,在研究建立不同棉花品种的体细胞培养和微茎尖培养再生植株技术体系基础上 ,采用基因枪法、叶盘法等途径进行遗传转化 ,并通过花粉管通道途径导入目的基因 ,已获多批经卡那霉素筛选的植株 ,经PCR检验 ,已得到阳性结果 。

短季棉常用亲本早熟性状的遗传及配合力研究

采用9×9不完全双列杂交设计,分析了短季棉早熟及其相关性状的遗传特性、配合力和杂种优势表现,结果表明:短季棉的早熟性状由加性遗传效应和显性遗传效应共同作用,同时有不可忽视的加性、显性效应与环境的互作;全生育期、株高、衣分、铃重、霜前花率有较高的狭义遗传力,为0.262～0.528,特别是衣分和铃重受环境影响较小,可早代和异地选择;而果枝始节受环境条件影响较大;但在同一地区,果枝始节的狭义遗传力较高,为0.244～0.652,作为早熟性的选择指标是可靠的;在研究的9个材料中,有4个短季棉的早熟性的一般配合力较好,46个组合中有16个组合的早熟性及产量性状的特殊配合力均较好,其中以3个三个组合的产量及早熟性的综合性状较优,霜前皮棉较其优良亲本增产15%以上。

陆地棉品种百棉1号主要株型性状的遗传研究

对陆地棉品种百棉1号主要株型性状进行了主基因-多基因混合遗传分析。结果表明,株高、果枝长度、株高/果枝长度、主茎节间长度、果枝节间长度、总果节数、总果枝数、有效果枝数和果枝夹角的最适模型分别为D-4、C-0、D-4、D-2、E-0、D-2、B-1、B-1和C-0,除果枝长度和果枝夹角外,其它性状均检测到主基因。总果枝数、有效果枝数和果枝节间长度为主基因遗传或以主基因遗传为主,对其可采用单交重组或简单回交转育转移增效主基因;株高、株高/果枝长度、主茎节间长度、果枝长度和果枝夹角为多基因遗传或以多基因遗传为主,对其可采用聚合回交或轮回选择累积增效多基因;总果节数以主基因和多基因遗传并重,对其可根据主基因、多基因相对效应大小分别考虑。

基于 SSR 标记的短季棉品种 DNA 指纹图谱构建及遗传多样性分析

为解决长江流域缺乏适合短季棉材料分子分析的SSR引物问题及加强对引进短季棉材料遗传信息的了解，以从中国农业科学院棉花研究所引进的15份短季棉品种为材料，利用SSR标记进行DNA指纹图谱构建和遗传多样性分析。结果表明，从214对候选SSR引物中筛选出稳定性好、多态性高、基本覆盖棉花26条染色体的68对引物，对15份材料的基因组DNA进行了PCR扩增，共检测出178个有效等位位点，平均每对引物检测到2．62个；引物多态性信息含量（PIC）值介于0．2449～0．9061，平均0．6938。品种指纹分析结果显示，在15份材料中，12份材料可采用特征引物进行一次性区分，其他材料需采用引物组合来实现与其他品种的区分，利用4对引物组合共检测出21个多态性条带，平均每对引物检测出5．25个，构建了15份材料的指纹图谱。利用NTSYS-pc2．1软件聚类分析表明：材料基因型间遗传相似系数为0．45～0．79，平均为0．62，在相似系数0．68处可将材料分为5大类，结合系谱对聚类情况进行了系统分析，研究结果为短季棉资源鉴定和利用提供了依据。

彩色棉研究进展与展望

本文综述了彩色棉的研究进展。包括彩色棉种植的回溯、色彩及遗传特性、育种及纤维发育研究进展。并提出近阶段应对彩色棉色素形成、分布及其与纤维品质的关系加大研究力度 。