异常棉NF-YA家族基因鉴定及其在干旱胁迫下的表达分析

NF-YA转录因子在植物生长发育和逆境响应中扮演重要角色。本研究通过生物信息学手段,分析棉花二倍体野生种异常棉基因组中NF-YA家族基因的数目、染色体分布、系统进化、保守基序、结构、顺式作用元件、表达模式及编码蛋白质的亚细胞定位、理化性质等。结果表明,异常棉NF-YA基因家族(GoanoNF-YA)包含17个成员,分布在10条染色体上,编码的蛋白质长度为190~603个氨基酸,理论等电点为7.87~10.07,16个成员包含3~5个外显子且编码的蛋白质定位于细胞核。拟南芥和异常棉NF-YA基因在系统进化树上分为6类,每类基因在系统进化树上具有相同或相似类型和排列顺序的基序。5个NF-YA基因在异常棉根、茎、叶和花中广泛表达,15个NF-YA基因对干旱持续时间有不同程度的响应,11个NF-YA基因含有干旱响应顺式作用元件MBS。本研究结果为进一步解析异常棉NF-YA家族基因的功能提供了理论依据。

棉花晋A细胞质雄性不育系小孢子发生的显微和超微结构观察

研究了棉花晋 A细胞质雄性不育系的细胞学特征。结果表明 ,1晋 A不育系雄性败育的主要时期是在造孢细胞增殖——小孢子母细胞形成时期。大部分小孢子母细胞在形成过程中退化解体 ;少数小孢子母细胞能进一步发育并开始减数分裂 ,但都仅停留在减数分裂前期 ,该不育系绒毡层提早解体与小孢子母细胞解体有关。 2小孢子母细胞和绒毡层细胞中的线粒体异常 ,对晋 A不育系小孢子败育有直接的影响。线粒体异常表现的特征为 :线粒体肿胀破裂 ,内嵴溶解。

清除活性氧酶类对棉花早熟不早衰特性的遗传影响

本研究对父本短季棉早熟早衰类型品种中棉所１０号、母本晚熟类型辽棉７号、子代早熟不早衰类型中棉所１６进行了清除活性氧毒害的酶类ＳＯＤ、ＰＯＤ、ＣＡＴ等进行了分析。母本中棉所１０号ＳＯＤ、ＰＯＤ、ＣＡＴ活性小，不能及时清除体内活性氧的危害，致使未老先衰，过早丧失光合能力，造成低产；父本辽棉７号的ＳＯＤ、ＰＯＤ、ＣＡＴ的活性前期强后期稳而不降，致使晚熟；子代中棉所１６结合了两者优点，生长特性早熟不早衰，青枝绿叶吐白絮、高产稳产，其生化特点与其特性较一致，ＳＯＤ、ＰＯＤ、ＣＡＴ活性强，后期平稳下降，使其早熟不早衰。

转Bt基因抗虫棉杂种优势利用研究

利用河北省审定的棉花品种或新品系与美国抗虫棉新棉 3 3 B及我国自育的 2个抗虫棉品系配制杂交组合 ,分析了转 Bt基因杂交抗虫棉的优势表现。结果表明 ,转 Bt基因杂交棉具有较大的产量优势。在产量构成因素中 ,单铃重的增加较大 ,其次是衣分 ,单株结铃数优势最小。对纤维品质分析表明 ,抗虫杂交棉纤维品质一般具有负优势。纤维长度和比强度多低于抗虫亲本和对照 ,麦克隆值增大 。

棉花AFLP银染技术及品种指纹图谱应用初报

本文介绍了一种适合于棉花研究的ＡＦＬＰ银染方法。

不同来源陆地棉数量性状主成分及聚类分析

对不同来源陆地棉20个品种（系）在新疆特定生态条件下的13个性状进行了主成分分析。结果表明：纤维品质因子、产量因子、单铃重因子、衣分因子、第一果技高度因子对变异的累计贡献率达84．3％，对20份材料的聚类分析结果表明：晋棉12号、中棉所25号、晋棉19号和中棉所19号等可划分为第一类；布哈拉6号、吉尔吉斯3号和新陆中5号等可划分为第二类；中棉所17号、新陆中2号和爱SJ－5等可划分为第三类。

海岛棉部分引进和自选品种遗传多样性的SRAP分析

【目的】探讨海岛棉种质遗传多样性,为海岛棉种质资源的利用和优良品种的选育提供参考。【方法】利用相关序列扩增多态性(SRAP)分子标记技术对168份海岛棉材料进行遗传多态性分析,从224对引物组合中筛选出16对扩增条带清晰、多态性高的组合分析供试材料。【结果】共检测到129个多态性位点,每个引物组合扩增的位点数为3～12个,平均扩增位点8.06个。聚类分析结果表明,不同材料间的相似系数为0.27～0.89;在相似系数0.49水平上可将供试海岛棉材料分为4种类型,第1大类大部分是早期引进的国外品种,包括了埃及和中亚品种;第2大类包含了大部分新库系列和部分中亚品种,美国比马棉也聚在此类;第3大类主要包含了新海系列和部分中亚、苏联品种;第4大类仅有49(吉扎85)一个材料。【结论】海岛棉的相似系数变化幅度较大,材料差异较大,遗传多样性比较丰富。

陆地棉体细胞再生植株技术的改进研究

以Coker201为材料,改进了棉花体细胞再生植株及移栽技术。MSB(MS无机盐+B5维生素)培养基附加IBA能直接诱导出胚性愈伤组织,适当浓度的KT可促进IBA的效应。最适激素组合(IBA1.0mg·L-1、KT0.5mg·L-1)能使几个陆地棉品种的下胚轴在两个月内诱导出大量胚性愈伤组织,诱导后第三个月可观察到胚状体的发生。适量的AgNO3能促进愈伤组织的增殖。继代时将激素降为IBA0.5mg·L-1、KT0.1～0.2mg·L-1,有利于胚状体发育长大。增加KNO31.9g·L-1,同时使用蔗糖和葡萄糖各15g·L-1作碳源有利于胚状体的分化。采用含0.4g·L-1活性碳的MS为成苗培养基,并结合1/6MS液培诱导生根技术,使苗粗壮易于移栽。从愈伤组织诱导至植株再生,约需5～6个月时间。

异科外源DNA导入陆地棉引起性状变异初报

受体自花授粉后24小时,应用微量注射法将供体蓖麻(Ricinus communis)DNA和罗布麻(Apocynum venetum)DNA 导入陆地棉(G.hirsutum)品种鲁棉6号和品系85-16子房,其后代在抗病性、生育期、株型、铃型、以及纤维的强度、长度、整齐度和麦克隆值等都出现变异,变异率达8.85～9.69%。变异性状可遗传的事实表明,异科DNA 导入受体子房,为卵细胞或合子甚至为早期胚胎细胞所吸收,使外源DNA 可能通过同源重组、插入或整合进入受体基因组,导致受体性状的变异。对D_1和D_2代变异株种子,采用刘士庄的棉枯萎病鉴定法鉴定,其中反应高抗的棉株高达24.8%。其遗传机制尚待深入研究。

棉花胚性细胞悬浮系的建立及其影响因素分析

对棉花悬浮细胞系建立过程中激素的配比和浓度、培养基成分、悬浮细胞的生长过程及衰老过程中PCD的发生系统研究结果表明:MS+2,4 D0.5mg·L 1+KT0.1mg·L 1和MS+2,4 D0.1mg·L 1+KT0.1mg·L 1培养基有利于细胞分裂,能产生体积较大,均匀一致,细胞活力强的单细胞和小细胞团,适合于进行细胞生长调控等研究。而MS+IBA0.5mg·L 1+KT0.1mg·L 1和MS+IBA0.1mg·L 1+KT0.1mg·L 1培养基则有利于形成大的细胞团和不同时期的胚状体,适合于进行胚状体的发育研究。钾盐、肌醇有利于细胞的分裂增殖,且能抑制胚状体的发生。可通过增加钾盐(K+)、肌醇含量来调节细胞的生长状态和细胞活性,以建成分裂增殖快、细胞活性强的悬浮细胞系。在悬浮培养过程中,管状细胞渐渐消失,被球状的单细胞和小细胞团所替代。棉花胚性愈伤悬浮细胞的生长曲线呈S形,在起始培养的0～3d是生长的延迟期;在第3～15天是指数增长期;到第15天以后,生长速度降低,是静止期。悬浮培养的棉花细胞必须在15d以前进行继代,以保持其旺盛的分裂能力和细胞活性。

抗旱耐盐碱棉花种衣剂田间筛选研究初报

为了解决新疆棉花苗期受干旱、盐碱等自然因素导致棉花出苗保苗率低问题,首次筛选出能提高棉花苗期抗旱、耐盐碱能力的种衣剂,2006和2007年将室内研制的种衣剂进行田间小区试验,结果表明,三个种衣剂配方均能提高干旱和盐碱胁迫下棉花田间出苗率和产量,其中棉抗3种衣剂效果最好,在重度缺水时,出苗率、产量分别较对照不包衣处理提高317.9和20.6个百分点;中度缺水时,出苗率较不包衣处理提高153个和31.7个百分点。土壤NaCl含量0.4%、0.6%和0.8%,棉抗3田间出苗率分别对照高1.25、65.3和150个百分点。土壤NaCl含量在0.4%时对棉花产量影响不大;NaCl含量0.6%时,棉抗3比对照增产34.9%。

陆地棉纤维品质性状主基因与多基因混合遗传分析

采用2个纤维品质表现高强的材料和黄河流域棉区的2个主栽抗虫品种配成2个组合,利用主基因与多基因混合遗传模型分析方法,对主要纤维品质性状进行5个世代联合分析。结果表明多数品质性状是由一个主基因和多基因控制。主基因遗传效应中,F2分离群体中,比强度的遗传效应最大,为14.36%和8.40%,其次是绒长性状,为9.51%和2.59%。F2:3中的主基因效应与F2接近。主基因显性效应很小,除纤维长度在一个组合中总显性效应(主基因显性效应+多基因显性效应)为较大正值外,其余三个性状在两个组合中均表现负值或接近于0,杂合状态下多数纤维品质性状表型值偏向中亲值或低亲值,分子标记研究也证明了这一点,所以棉花纤维品质性状单纯依靠表型选择效率低,需要依靠分子标记辅助育种对主栽品种进行品质改良。

蜘蛛杀虫肽与Bt-Toxin C肽融合蛋白基因转入棉花的研究

通过农杆菌介导法将蜘蛛杀虫肽与Bt毒蛋白C肽的融合蛋白基因导入了陆地棉(GossypiumhirsutumL.)栽培品种中棉所10号,并获得大量小苗。小苗经GUS染色和PCR检测,证明蜘蛛杀虫肽基因已经转入到转化植株的基因组内,检测阳性率分别为27.1%和60.42%。

棉花花芽分化过程中IAA含量与过氧化物酶活性变化趋势的研究

早熟棉花品种２８８ 和中棉所１６ 在第２ 片真叶展开时， 中熟棉花品种中棉所１２ 和鲁棉１４ 在第３～４ 片真叶展开时开始花芽分化。供试４ 个品种在开始花芽分化时主茎顶芽皆出现ＩＡＡ 含量低峰和过氧化物酶活性高峰， 未见ＩＡＡ 氧化酶活性的明显变化。推测棉花花芽分化与ＩＡＡ含量的降低有关， 而ＩＡＡ含量的降低可能是由过氧化物酶活性升高所致。

陆地棉杂种优势及自交衰退的遗传分析

采用 NCⅡ交配设计,估计了陆地棉产量、产量构成因子和纤维品质性状的遗传参数,以及计算了56个组合的杂种一代平均优势和30个组合的杂种二代平均优势。通过不同世代间的比较,对7个性状杂种优势及自交衰退进行遗传分析,结果表明:产量、铃重和纤维长度不但有极显著的 F_1杂种优势,而且也有显著的 F_2杂种优势,这些性状的优势主要是由加性效应决定的,因而自交衰退较缓慢;铃数和马克隆值的杂种优势除了加性效应外,显性效应也起较大的作用,因此F_1自交衰退较明显;产量、衣分和2.5%跨距长度的遗传力较大,世代间的相关程度较高,加强对亲代及 F_1的选择是有效的。

陆地棉高品质系数量性状的遗传变异与选择指数

研究了20个高品质陆地棉品系12个数量性状的遗传变异、广义遗传力、遗传相关及产量的选择指数。结果表明,单株产量和株铃数具有较大的遗传变异,纤维品质性状的遗传变异较小,说明继续改良高品质系的产量性状潜力较大。纤维品质性状的广义遗传力介于79.07%~89.47%之间,产量及产量组分性状中以衣分和铃重最高,广义遗传力分别为89.1%和81.85%,单株皮棉重最低,为55.05%。单株皮棉重与株铃数、株铃数与果枝数成极显著遗传正相关。利用与单株皮棉重遗传相关较强的多个性状构建的选择指数,比单纯选择单株皮棉重的效果好,其中以单株皮棉重、株铃数、果枝数和果节数结合选择的效果最佳。

肌动蛋白基因在棉花纤维中的作用研究

运用农杆菌介导法将肌动蛋白RNAi表达载体PBI121-GhACT1转化棉花,经胚胎发生获得再生植株。非转化组培再生苗作为对照。以NPTII制备探针,Southern杂交结果表明,获得8个独立遗传转化系,其中3个系有2个拷贝插入;其余6个系为多拷贝。显微镜下观察开花后第5天的幼胚珠孔端,对照纤维长度约是RNAi载体转基因的3-5倍。成熟后绒长F测验结果表明,RNAi载体转化株与对照差异显著,RNAi转基因植株的绒长显著短于对照。说明GhACT1基因对纤维有延缓和抑制作用,并且主要作用于纤维发育早期。

灰色关联度分析在棉花杂种优势中的应用

应用灰色系统理论的关联度分析方法 ,对 16个棉花杂交组合进行了综合评判和定量分析 ,结果表明 :10 1 1×H3 3 、10 1 1×美棉、10 1 1× 97巴8584、10 1 1×红叶、10 1 1×豫棉 17号、10 1 1×ND45 1、10 1 1×K2 0 2 、10 1 1×F3 3 、10 1 1×川2 80 2 、10 1 1×ND2 9 1、10 1 1×系 5 5 0、10 1 1×黄河大铃 ,共 12个组合的性状较好 ;而 10 1 1×石远 32 1、10 1 1× 10X表现次之 ;10 1 1×高衣棉、10 1 1×协作 92

棉花分子标记育种技术研究进展

分子标记技术是棉花遗传育种的重要辅助手段之一,棉花分子标记育种的研究已取得了重大进展。综述了分子标记在棉花遗传多样性分析、杂种优势预测、种质资源鉴定、基因定位及分子标记辅助选择育种等方面的研究进展,并对棉花分子标记技术在育种中存在的问题进行探讨,以期促进棉花分子标记技术能更好地应用于遗传育种中,为选育综合性状优良的棉花新品种提供更加有力的辅助手段。

棉花耐盐性的SSR标记研究

针对两个典型的棉花耐盐材料(中07和中棉所35)和两个典型的盐敏感材料(新研96-48和中棉所12),开展了寻找与棉花耐盐有关的SSR标记的研究。利用3528对引物,最终筛选出274对引物在4个材料间具有SSR多态性。其中,有10对引物Y01、Y02、Y03、Y04、Y05、Y06、Y07、Y08、Y09、Y10在耐盐性不同的材料中扩增出差异性片段。扩增图谱显示,同一引物在耐盐的中07和中棉所35中扩出的片段与盐敏感的新研96-48和中棉所12扩出的片段不同。初步研究结果认为,这10对引物有望成为鉴定棉花耐盐性的标准引物,从而将耐盐材料与盐敏感材料从分子角度鉴别开来,为棉花耐盐性分子鉴定等研究提供参考。