播期对棉铃对位叶蔗糖代谢及棉铃产量性状、纤维品质的影响

【目的】探讨棉铃对位叶蔗糖代谢机制及棉铃产量性状、纤维品质对不同播期条件的响应。【方法】以棉铃产量性状具有明显差异的两个陆地棉品系A705和A201为供试材料,于2016―2017年进行大田试验研究,在不同播期(早播2016年4月12日,2017年4月15日;晚播2016年5月6日,2017年5月28日)条件下,研究棉铃对位叶非结构性碳水化合物(蔗糖、己糖、淀粉)和蔗糖代谢关键酶(液泡酸性转化酶、细胞壁酸性转化酶、蔗糖磷酸合成酶、蔗糖合成酶)的动态变化及差异,及不同播期对棉铃产量性状和纤维品质的影响。【结果】晚播棉铃铃期更长,铃重、单铃种子质量、籽指和纤维上半部平均长度增加,衣分和马克隆值降低。晚播导致棉铃对位叶细胞壁酸性转化酶和蔗糖合成酶活性降低,蔗糖浓度升高,可能为棉铃的发育提供了更充足的碳源。【结论】晚播相对低温条件下,棉铃发育更完全,在生产上适当晚播可以提高纤维品质。

外施吲哚乙酸对棉铃蔗糖代谢及产量性状的影响

为探究外施吲哚乙酸(IAA)对棉铃蔗糖代谢及棉铃产量性状的调控机制,以陆地棉(Gossypium hirsutum L.)品系A201为材料,用0.1 mg·L^(-1) IAA溶液连续处理开花前1 d至开花后2 d的棉铃,以去离子水处理为对照,研究IAA处理对棉铃胚珠外表皮纤维细胞突起、蔗糖代谢及棉铃产量性状的影响。结果表明,IAA处理能够显著提高棉铃单铃重,促进棉铃开花当日纤维细胞启动的密度。与对照相比,IAA处理可增强开花后30 d种胚磷酸蔗糖合成酶(SPS)活性,导致蔗糖浓度升高,为种胚大分子物质合成提供更多的底物;并提高了开花后30-40 d种胚和开花后20-30 d种皮蔗糖合成酶(SS)的活性,增加了种胚和种皮的淀粉浓度,促进了棉花种子库物质合成。另外,IAA处理棉铃可以促进棉铃种胚和种皮蔗糖代谢关键酶的活性,提高其碳水化合物特别是淀粉的浓度,有利于棉铃种子的发育,这可能是导致单铃重提高的重要原因。本研究结果对于利用IAA提高棉花产量具有指导意义。

陆地棉种子和纤维中非结构性碳水化合物含量的基因型差异及与衣分形成的关系

【目的】为探讨棉花不同衣分类型非结构性碳水化合物在种子-纤维中的分配差异及其对衣分形成的影响。【方法】利用衣分和种子大小具有显著差异的陆地棉品系A705(高衣分小子类型)和A201(低衣分大子类型)为材料,通过对纤维(棉铃开花10~45 d)、胚珠(棉铃开花5~17 d)、种胚和种皮(棉铃开花24~45 d)中的非结构性碳水化合物(蔗糖、己糖、淀粉)的测定,研究不同基因型陆地棉棉铃发育期间非结构性碳水化合物的动态变化及基因型差异。【结果】A705比A201具有更大的衣分、单铃纤维质量和衣指,更小的单铃种子质量和子指。A705纤维中的蔗糖浓度整体较A201高134.3%,且在开花后10~38 d达到显著(P<0.05)或极显著差异(P<0.01);己糖浓度整体高21.3%,且在花后31 d显著高于A201。A201种胚和种皮的蔗糖浓度较A705分别高27.1%、24.2%,且分别于开花后5 d、31~45 d和31~38 d达显著或极显著性差异;种胚和种皮的己糖浓度较A705分别高29.2%、26.5%,且分别于花后5~10 d、24 d、38 d和24~31 d时达到显著或极显著差异;种胚和种皮的淀粉浓度较A705分别低18.6%、22.4%,且分别于花后10,45,31 d时达到显著或极显著差异。【结论】A705纤维具有较高水平的己糖和蔗糖浓度,有利于纤维素合成。A201胚珠/种胚具有较高水平的己糖,有助于种胚细胞分裂;较高水平的蔗糖有助于种子脂肪和蛋白质的合成。A705较高的衣分可能是由于其较强的纤维碳水化合物积累能力和较弱的种子碳水化合物积累能力共同造成。非结构性碳水化合物在棉铃种子-纤维间的不同分配可能影响棉铃产量性状的形成。研究结果对培育高衣分棉花品种具有指导意义。

不同棉花基因型种子萌发响应铜胁迫的差异

在铜污染耕地种植棉花对提高耕地利用效率和棉农收入具有重要意义,但铜胁迫对棉花种子萌发的影响仍不清楚。以7个陆地棉品种(系)为试验材料,设置0、10、100和2 000μmol/L 4个Cu^2+浓度处理进行发芽试验,记录10d后棉花种子的发芽率和幼苗的鲜重、根长和芽长。以幼苗鲜重、根长和芽长为指标,采用耐性指数和隶属函数对不同品种(系)种子的耐受性进行综合评价。结果表明,在Cu^2+浓度10~2 000μmol/L范围内随着浓度的升高,幼苗鲜重、根长和芽长所受抑制增强,且根长的受抑制程度高于芽长。在中低浓度下(10~100μmol/L)能将不同基因型种子萌发对铜胁迫的耐受性较好地区分开来,鄂抗棉10号的耐性指数和隶属函数平均值均居首位,而SGK321均居末位。研究结果初步表明,鄂抗棉10号为铜胁迫钝感基因型,而SGK321为敏感基因型。

陆地棉常规品种(系)与杂交组合性状相关性的比较分析

选择24份常规棉品种(系)和7个杂交组合为试验材料,以单位面积皮棉产量为指标进行聚类分析,发现杂交组合分属于高、中产类型,而低产类型皆为常规品种(系),且高产类型的株铃数、果枝数、单铃重、株高和衣分均显著高于低产类型。采用简单相关、偏相关及通径分析分别对常规棉及杂交组合的12个重要经济性状进行相关性分析,发现对常规棉皮棉产量影响最大的产量因子是株铃数,其次是衣分、单铃重,而对杂交组合影响最大的则是衣分;子指与常规棉和杂交棉的皮棉产量均呈极显著负相关。常规棉的皮棉产量与纤维上半部平均长度和断裂比强度呈极显著负相关,与马克隆值呈极显著正相关,说明常规棉的产量与纤维品质的矛盾难以协调;但杂交组合的皮棉产量与断裂比强度呈显著正相关,与纤维上半部平均长度和马克隆值的相关性弱且未达到显著水平,表明通过杂种优势利用能够协调皮棉产量与纤维品质的矛盾。