陕西棉花抗枯黄萎病种质资源评价

为了给棉花育种提供优质抗源,对陕棉抗病种质进行分析与评价;结果认为:通过病圃连续选择杂种世代材料,育成的陕棉抗病种质对棉花枯、黄萎病具有较高的抗性,同时丰产、优质是中国棉花育种初始抗源之一。陕4、陕5、陕401、陕5245、陕1155等抗病种质被多家育种单位应用,具陕棉遗传背景的品种有晋7、冀14、86-1、川56、苏5、新陆中3号、中棉所17、中棉所19、中棉所23、中棉所35、中棉所41等抗病品种60余个,陕棉抗病种质及其衍生品种累计在中国种植0.2亿hm2,有效地控制了棉花枯、黄萎病在中国的蔓延,起到防病增产作用。陕棉抗病种质作为抗源,具有较高的应用价值。

优质多抗棉花新品种陕棉4080的选育

陕棉 4 0 80是以冀合 2 32为母本 ,中 16 4为父本杂交 ,在枯、黄萎病圃种植选择抗病性 ;水、旱地交替种植选择抗旱性与丰产潜力 ;在不同环境胁迫压力下 ,连续选择而成。该品种丰产、优质、抗枯、黄萎病 ,中抗棉铃虫、耐旱、耐盐碱 ,1998— 1999年陕西省区试结果比对照中 19增产霜前皮棉 39 0 %。 2 0 0 0～ 2 0 0 1年国家黄河流域区试结果 ,比对照中 12增产霜前皮棉 2 3 0 % ,居首位。证明在多种环境胁迫压力下育成的棉花品种具有广泛的适应性。

中国棉业科技进步30年——陕西篇

较详尽地述及陕西省30年来棉花生产、科技进步的发展历程,对当前和未来陕西棉花产业的发展,具有一定的借鉴作用和指导价值。

转基因抗虫棉新品种陕204

陕204是西北农林科技大学用我国转基因抗虫棉材料GK95-1（晋棉26）作母本，陕棉4080作父本杂交，F1用中206回交．经抗卡那霉素标记基因鉴定、“优生境——逆境交替选择”而育成。2005年通过国家农业部转基因农业品种安全性评价，2006年通过陕西省农作物品种审定委员会审定。

92份棉花资源遗传多样性的SSR分析

选用均匀分布于棉花全基因组的132个SSR标记,对精选的92个棉花品种（系）进行分析,结果表明,共扩增出494个多态性条带,每个引物平均3.69个.等位基因变异的多态性信息含量（PIC）在0.010 0～0.871 4之间,平均为0.546 6.采用NTSYS-pc软件计算品种对间的相似系数,92个品种之间的成对相似系数平均为0.729 2±0.135 0,变幅在0.411 8～0.957 5之间,其中陆地棉种内48.94%的品种对相似系数≤0.800 0,海岛棉种内50.91%的品种对相似系数≤0.800 0,表明此自然群体的遗传基础较为宽泛.根据Jac-card s相似系数所得的UPGMA聚类图和系谱追溯的结果显示,此群体中品种的选育过程复杂,血统来源多样,存在较高程度的遗传多样性.

棉花资源群体结构的推测与纤维品质的关联分析

【目的】推测棉花资源群体材料的基因组血统与分子亲缘关系,并通过关联分析检测群体中影响表型的位点,为优质纤维品种的选育及其效率的提高提供理论依据。【方法】利用均匀分布于26条染色体上的132个SSR标记,对经挑选的92份栽培棉材料的基因组变异进行扫描,利用STRUCTURE 2.3.1软件的混合模型聚类法分析该群体的遗传结构,采用NTSYS-pc（Version 1.8）软件进行UPGMA聚类,随后采用TASSEL软件的GLM（General linear model）程序,对5个纤维品质性状2年×3重复的观测值进行标记与目标性状的关联分析。【结果】当指定7个亚群（K=7）时似然值达到最大,该群体分为亚洲棉组（Cluster 5）、海岛棉组（Cluster 7）、陆地棉1~3组（Cluster 2、Cluster 4和Cluster 6）、混合血统组（Cluster 1和Cluster 3）。组群间的Kullback-Leibler和UPGMA聚类图显示了7个组群的遗传组成和材料间的分子亲缘关系。关联分析表明,该群体中累计有21个位点与目标性状相关,一些标记同时与2个或多个目标性状相关联,可能是目标性状相关乃至＂一因多效＂的遗传基础。【结论】明确由92份材料组成的自然群体的群体结构以及材料间的亲缘关系,并获得了21个与棉花纤维品质相关的SSR位点,将为这些育种材料的利用、标记辅助选择及下一步候选基因的关联作图提供参考信息。

多倍体植物中单核苷酸多态性(SNPs)的开发

单核苷酸多态性(SNP)是指在基因组水平上由单核苷酸的变异所引起的一种DNA序列多态性.在人、拟南芥、水稻等二倍体生物中,已经开发出大量的SNP标记并被用于群体结构分析、关联作图等研究,而在棉花、油菜、小麦等多倍体植物中,SNP的开发与应用却进展迟缓.为促进多倍体植物中SNP的开发,本文对多倍体植物中SNP标记开发所遇到的难题进行了阐述,并对多倍体中SNP标记开发方法进行了梳理,包括位点特异性引物的PCR片段直接测序,利用多倍体的近缘二倍体区分SNPs和部分同源序列间的差异(homoeologous sequence variants,HSVs),利用2代测序技术大规模发掘SNPs,基于公共数据库的序列通过生物信息学分析获取候选SNPs,通过遗传(分离)模式的研究验证SNPs等.利用上述方法可实现多倍体植物中SNP标记的大规模开发.

Wnafstu棉花雄性不育系遗传类型研究

以中棉所41、陕7359(系)、陕2089(系)、陕2234、陕024(系)5个陆地棉种质和8046-1、8046-2、8046-3三个与不育系具相同遗传背景的可育种质为测试父本,采用连续多代和多父本分别株对株测交,对西北农林科技大学发现的暂定名Wnafstu的雄性不育系进行研究。结果表明,5个陆地棉种质父本与不育系测交后,子代均为100%不育株;3个与不育株具相同遗传背景的可育株分别与不育株测交后,子代有不育和可育株两种类型,分离没有规律。据此认为,该不育系属细胞质雄性不育类型。一般陆地棉种质与其杂交,都可保持其不育性。与其具相同遗传背景的可育种质对不育系育性有恢复功能。提出了对该不育系下一步研究的方向。

功能标记的开发、特点和应用研究进展

【目的】从基于分子标记研究所遭遇的困境入手,总结标记开发的最新进展,为未来DNA分子标记的开发提供新的研究思路。【方法】结合作者的研究经历,综合分析相关文献资料,从功能标记的开发手段、特点及应用前景等方面进行了阐述。【结果】与早期从基因组中随机DNA序列开发出来的匿名性DNA标记相比,从控制生物表型的序列或序列模体,开发可检测功能基因多态性的DNA标记(称为功能标记),具有多方面的优点,使其成为标记开发的新阶段。分子生物学的快速发展、特别是功能基因组学的发展和研究结果,为功能性DNA标记(功能标记)的开发提供了坚实的基础;功能标记因其独特的优点而具有广阔的应用前景。【结论】根据影响表型的等位基因序列差异开发简便低廉的功能标记,是DNA标记开发的新方向和重点,也将为基因资源的挖掘和研究、有利基因的跟踪、标记辅助选择、分子设计育种等提供高效的工具。

棉花黄萎病菌在土壤·植株微生态系中的分布

在土壤垂直分布中,棉花黄萎病菌主要分布于0～40 cm耕作层中,占总菌量的90%多,而40 cm以下土层中仅占总菌量的10%;在土壤水平分布中,棉花黄萎病菌随病害的加重,由聚积分布型转变为均匀分布型.在病株中,病菌分布也不均,叶脉＞主茎＞果枝.

基于表型的棉花遗传多样性分析及核心材料的筛选

通过对来自3个栽培种(陆地棉、海岛棉和亚洲棉)的92份棉花资源的9个性状的调查和分析,变异系数、特异材料百分比和Shannon-Weaver多样性值均表明该群体蕴含较丰富的遗传变异;利用软件NTSYS-pc,采用类平均法(UPGMA)对相似系数矩阵和遗传距离矩阵进行聚类分析,结果表明品种间的遗传关系与品种所属的种及系谱吻合性较高;利用软件QGAStation筛选出核心材料22份,方差差异百分率、均值差异百分率、极差符合率和变异系数变化率相关统计学指标显示核心材料组遗传多样性与原群体基本一致。基于表型的遗传多样性分析及核心材料的筛选将为后续的育种工作和基础研究提供重要的参考信息。

棉花子叶离体培养与植株再生

以棉花无菌苗子叶为外植体 ,就激素对其不定芽的分化及植株再生的影响进行了研究。实验结果表明 ,BA对子叶不定芽的诱导效果最好 ;TDZ次之 ;ZT和 KT不能诱导子叶形成不定芽 ,IAA与 BA配合使用 ,叶片不定芽分化频率明显提高 ;NAA与 BA配合使用叶片不定芽分化频率有所下降 ;2 ,4-D对子叶不定芽分化有明显的抑制作用。在分化培养基中添加 1 .5 mg/ L GA3有利于芽的伸长。不定芽伸长后在不含激素的 MS或 MS+0 .5 mg/ L NAA培养基上诱导生根 。

磷钾肥对棉花产量构成因素及产量的影响

为探讨磷钾肥用量对棉花产量构成因素及产量的影响,采用二因素二次饱和最优设计方法,分析铃数、铃质量、果节数、脱落率、衣分等与产量的关系。结果表明,不同磷钾肥用量下,籽棉和皮棉分别增产9.27%~17.11%和11.34%~21.70%,衣分提高0.59%~1.94%,单铃质量增加0.12~0.49g,单株铃数增加0.82~3.00,单株果节数增加1.23~6.78,脱落率降低3.97%~7.39%。磷肥效应对铃质量的影响高于钾肥效应,对其他6项指标(单株果节数、单株铃数、衣分、籽棉产量、皮棉产量、脱落率)的影响表现为钾肥效应高于磷肥效应;95%置信区内,籽棉产量≥3 450.0kg/hm2、皮棉产量≥1 335.0kg/hm^2、衣分≥38.7%、单铃质量≥3.85g、单株铃数≥16.0、单株果节数≥40.0、脱落率≤55%时的P_2O_5、K_2O用量为132.11~204.70kg/hm^2和132.11~276.78kg/hm^2,平均值为168.41和204.45kg/hm^2。

陕西棉花区试品种抗枯黄萎病评价

对陕西省2003-2007年79个棉花区试品种(系)抗病性鉴定分析结果表明,多数品种呈高抗枯萎病,近年枯萎病总体抗性水平有下降趋势。高抗黄萎病棉花品种很少,黄萎病总体抗性水平呈增强趋势。筛选出17个对枯、黄萎病表现较好的兼抗性品种(系)。

转基因抗虫棉农艺性状及抗病性研究

对关中棉区10个主要转基因抗虫棉及非抗虫棉品种(系)材料的生育特性、产量结构性状、抗病性变化等进行了试验研究及分析,结果表明,转基因抗虫棉与非抗虫棉相比,平均出苗时间推迟0.6d,开花期推迟0.4d,生育期延长0.4d,苗期生长势较弱,产量结构因素指标均有不同程度降低,其中衣分和单铃质量相差较大。与非抗虫棉相比,转基因抗虫棉黄萎病和红叶茎枯病明显加重,枯萎病情变化不大。

抗虫基因导入对棉花形态、产量性状及生理特性的影响

从棉花形态性状、产量性状和生理特性三个方面较系统地研究了抗虫基因导入对棉花生长发育的影响。结果表明,转基因抗虫棉的单株结铃数、成铃率高于其受体品种;单株果枝数、单株果节数、铃重、衣分低于受体品种。还在棉花不同发育时期对其生理、生化特性进行了测定。结果表明,在7月8日以前,转基因抗虫棉的光合强度和叶绿素含量低于其受体品种,从7月8日以后,转基因抗虫棉的光合强度和叶绿素含量高于其受体品种。研究还表明,转基因抗虫棉抗环境胁迫能力差,容易早衰。全生育期内,转基因抗虫棉MDA含量均高于其相应的受体品种,SOD、POD和CAT酶活性均比其受体品种低。

红叶茎枯病对棉花产量性状及纤维品质的影响

为了明确红叶茎枯病对棉花产量性状及纤维品质的影响,以中棉41为材料,采用田间调查和室内分析相结合的方法,对产量结构和纤维品质相关性状进行了测定和分析。结果表明,不同红叶茎枯病发病级别之间产量性状有明显差异,其中,该病对单铃重影响最大,对株果枝数影响最小。同时,红叶茎枯病使纤维强度、断裂长度、成熟度及马克隆值降低,使纤维细度变细。在5个纤维性状,中纤维细度和马克隆值受到的影响最大,纤维断裂长度受到的影响不明显。

雷蒙德氏棉扩展蛋白基因家族的鉴定和特征分析

扩展蛋白具有松驰细胞壁和增加细胞壁柔韧性的功能。为了弄清该基因家族在雷蒙德氏棉中的特征,利用隐马尔科夫模型(HMM)在雷蒙德氏棉基因组中进行扩展蛋白家族基因成员的鉴定,获得了39个扩展蛋白基因家族成员,分布在12条染色体上。系统发育分析将其归入EXPA、EXPB、EXLA和EXLB共4个亚家族,分别含有26,4,3,6个基因。各亚家族中扩展蛋白基因具有相对多样化的基因结构;扩展蛋白基因家族在进化中经历了3次扩张;染色体片段重复是该基因家族扩张的主要方式;扩张后纯化选择占主导地位。比较棉纤维发育不同时期及叶片、花瓣的深度测序和基因芯片表达谱,发现大部分扩展蛋白基因参与了雷蒙德氏棉纤维、叶片和花瓣的生长发育,在不同的时空范围均表现出表达多样性。Gr EXLA1、Gr EXLA2和Gr EXPA16在花瓣中优势表达,Gr EXPA23和Gr EXPA24在叶片中表达水平较高,推测这些基因的表达分别参与了花瓣和叶片的发育进程;其余的基因,在纤维的不同发育阶段,表现出不同的表达丰度。研究结果有助于了解棉属扩展蛋白基因家族的特征及功能,为深入剖析棉纤维发育过程中的分子调控机理提供了基础。