Genetic Analysis of a Novel Dwarf Mutant,AISHENG98,from Upland Cotton

Cotton(Gossypium hirsutum L.) is the most important textile fiber and the second most important oil seed source in the world.To control excessive growth of cotton plant height,which may result in shading and lodging,farmers and researchers have used plant growth regulators that

矮秆陆地棉品种陆矮1号的生长发育特性研究

本研究以矮秆陆地棉品种陆矮1号为材料,以株高正常品系97004H和陆地棉遗传标准系TM-1为对照,通过田间试验,比较研究了不同品种的生长发育规律。结果表明:陆矮1号苗期形态与对照品种无显著差异,随着生育进程株高差异逐渐增大,现蕾后主茎日增长量极显著低于对照品种,日增长高峰与对照品种一致,但高峰期的日增长量则不到对照品种的一半,盛花期以后主茎基本停止生长;最终株高只有对照品种的1/2左右。单株果枝数及主茎伸长节间数显著少于97004H和TM-1,每果枝的果节数及果枝长度与对照相比有极显著差异,主茎第12节以下节间长度与对照品种无显著差异,上部节间显著短于对照品种。株高差异主要发生在盛蕾期以后,由中上部节间缩短引起。陆矮1号生育期较短,结铃部位和成铃时间集中。

陆地棉矮化突变体形态学与遗传学的研究

以陆地棉矮化突变体为材料,用形态学和遗传学方法,研究棉花矮化突变体的主茎生长动态变化和矮化性状遗传分离规律。结果表明,矮化突变体与野生型植株在出苗到现蕾初期株高无明显差异,现蕾后株高差异逐渐明显,但在各生育期主茎节间数、果枝数等无显著差异,矮化突变体株型紧凑。在矮化突变体杂交后代F2植株中,植株高度在一定范围内存在变异,且集中在平均株高值上下的一定范围内,平均株高值附近植株量大,呈正态分布,棉花株高属数量遗传。

棉花矮秆品系的形态学及其解剖结构比较

以矮秆品系"97004D"和正常品系"97004H"及遗传标准系"TM-1"为材料,从形态学和细胞学研究了棉花高、矮品系的主茎生长动态和茎组织的细胞解剖结构。高、矮秆品系从出苗期到现蕾初期株高无明显差异,现蕾后株高差异逐渐明显,在各个时期97004D与97004H、TM-1主茎节间数、果枝数等无显著差异。茎组织解剖结构观察表明,97004D的茎横切面的薄壁细胞表面积较大,维管束比较少,形成层较发达。TM-1茎的幼嫩部分纵切面的薄壁细胞数量明显多于97004D。而较多的茎细胞不断分裂生长,以至节间迅速伸长,从而导致了节间长度的差异较大。

激素对陆地棉矮化突变体AS98的生理影响

分别用外源激素GA3、BR和IAA处理棉花极端矮化突变体AS98,比较分析突变体内源激素GA、IAA、ZR和ABA的含量、α-淀粉酶、POD和SOD活性变化,探索该矮化突变体的矮化机理。结果显示,施用外源GA3能显著增加AS98叶片GA、IAA、ZR和ABA的含量,GA的相对变化值(VR)为60.4%～64.5%,IAA的VR为6.8%～12.3%,ZR的VR为11.7%～30.7%,ABA的VR为45.7%～82.3%;低浓度外源IAA对AS98的内源GA和IAA的合成具有一定的促进作用,其VR分别为49%和0.67%,外源IAA对ZR的合成具有抑制效应,其VR为-21.5%～-30.2%,对ABA的合成具有一定的促进效应,其VR为5.1%～35.4%;外源BR对AS98的内源GA和ABA的合成具有促进作用,其VR分别为25.3%～30.4%和3.0%～65.6%,对ZR的合成具有抑制作用,其VR为-32.1%～-40.9%,而对IAA的合成具有明显的浓度效应,低浓度促进IAA合成,高浓度抑制IAA合成。外源GA3对AS98的α-淀粉酶活性影响具有浓度效应,低浓度具有促进作用,0.3μmol/L的GA3使α-淀粉酶活性提高82%。PP333对α-淀粉酶活性具有抑制作用,1.2μmol/L的PP333使α-淀粉酶活性降低42%,而且PP333对α-淀粉酶活性的抑制作用可以通过施用GA3得到恢复。PP333对SOD活性有促进作用,1.5μmol/LPP333SOD活性提高35%,而GA3对SOD活性具有抑制作用,1.5μmol/L使SOD活性降低48%。结果表明,AS98是一个GA缺陷型矮化突变体,施用外源GA3能使促进和抑制生长的内源激素显著增加,同时,使α-淀粉酶活性增加,POD和SOD活性降低,而PP333对α-淀粉酶活性的抑制作用可以通过施用GA3得到恢复。

陆地棉超矮杆突变性状质量遗传规律分析

分析了陆地棉超矮突变体的质量遗传规律,结果显示,该性状是受一对完全隐性基因控制的质量性状;在国内外未见陆地棉中同类突变的报道,暂将它的基因符号定为du。该突变体在自然条件下生长,最终株高仅10.5cm,不能正常开花、结铃和吐絮;但通过外源激素处理,最终株高可以达57.8cm,并能正常结铃吐絮。

抗旱、耐盐碱、矮秆陆地棉性状相关与通径分析

对从国内外引进 ,经鉴定和比较抗旱、耐盐碱、矮杆性表现较好的 19份材料 ,进行了抗旱、耐盐碱比较试验 ,遗传相关和通径分析表明 :抗盐性与产量间呈负相关 ;第一棉铃高度与产量性状呈显著正相关 ,在主要的产量因素中第一棉铃高度 ,和单株结铃数对产量的通径系数最大 ,决定程度也最高。

棉花极端矮化突变体AS98性状与分子标记分析

AS98是从一个棉花海陆种间杂交后代中发现的自然突变体,该突变体株高极端矮化,株高仅为25.6cm,叶片为正常阔叶。但是与正常棉花品种LHF10W99比,AS98的铃重、籽指显著减小,净光合速率降低,分别降低68.88%、49.45%和29.69%;遗传分析表明AS98的极端矮化性状受一对不完全显性基因控制;利用SSR和AFLP分子标记方法,以AS98与正常型品种LHF10W99杂交的F2分离群体为分子标记群体,发现一个与该极端矮化性状连锁的SSR标记(GH537)和一个AFLP标记E4M13(E-ACA,M-CGA),与AS98的矮化性状的遗传距离分别为4.9cM和9.7cM。通过对其农艺性状及其分子标记定位研究,可为该材料在棉花育种的应用提供理论指导。

棉花半矮秆基因的定位

株高是农作物的重要农艺性状之一,植株过高容易引起倒伏减产,而矮生植株抗倒能力强,源、库、流关系协调,有利于提高作物的稳产性。矮秆品种通过塑造理想株型和合理密植,可实现单产水平的突破。在20世纪60～70年代,由矮化育种带来的＂绿色革命＂便是很好的例证。因此作物矮秆基因的发掘研究和利用也越来越受到科技界的普遍重视。

陆地棉矮化材料株高与纤维品质关系的研究

在一定高度范围内,研究陆地棉矮化材料植株高度与纤维品质之间的相关性。利用陆地棉矮化材料杂交后代(F2),进行植株高度与纤维品质的相关性分析。结果表明,矮化植株高度在一定范围内,株高与纤维长度存在着极显著正相关,随着植株高度的升高,纤维品质逐渐提高,当植株高度达到75 cm以上时,纤维品质可达到优质水平。矮化植株的正常高度应该在75 cm以上,才能确保纤维品质不受植株高度的影响。

棉花矮秆品系的干物质积累研究

对3个棉花矮秆品系的干物质积累动态进行了对比研究。结果表明:从开花期到吐絮期是3个棉花品系干物质积累的关键时期。除了茎枝干物质积累没有一致性外,3个棉花品系在叶面积、叶重、生殖器官干重和地上部干物质总量的增长动态上都表现出一致性。品系2、3的地上部干物质总量大于品系1,这也体现在了籽棉产量上。品系2、品系3的生殖器官干物质分配高峰在吐絮期,均占到地上部生物学总量的50%左右;而品系1的生殖器官干物质分配高峰在收获期,占到43.8%。

棉花矮化突变体AS98差异基因表达cDNA-AFLP分析

【目的】为了探究矮化突变体AS98发生变异的分子生物学机制,【方法】本研究利用正常陆地棉品种LHF10W99(简称LHF)与AS98杂交后代分离出的正常表现型植株和极端矮化表现型植株,在现蕾期提取2种株型的茎尖、茎和根的RNA,利用cDNA-AFLP技术分析2种植株茎尖的表达差异。【结果】筛选到差异表达的片段32条,对这32条片段进行克隆测序,利用生物信息学进行分析发现其中一条(HD61)与拟南芥的阿拉伯半乳聚糖蛋白的同源性较高。用棉花的阿拉伯半乳聚糖蛋白(Gh AGP)的序列设计引物,用RT-PCR方法检验阿拉伯半乳聚糖蛋白在2类植株的茎尖、茎和根等组织上的表达量,结果表明,Gh AGP基因在突变型和正常型材料的茎、根上的表达量基本相同,但是在茎尖上却表现出明显的差异,突变型茎尖上的表达量显著低于正常型茎尖的表达量,说明Gh AGP可能参与棉花茎尖细胞的伸长生长过程。【结论】AS98的半乳糖代谢的改变可能与赤霉素(GA)合成中基因发生突变有关,不能合成正常具有生物活性的GA,使得阿拉伯半乳聚糖蛋白等基因在AS98茎尖的表达减少甚至缺乏。

利用离子束注入技术筛选陆地棉矮化株

【目的】降低棉花生产中每年因喷施缩节胺和打顶等农技措施增加的棉花生产成本,促进增产增收,提高棉农收益。【方法】2005年4月通过离子束注入技术,分别用注入剂量为8×1016和12×1016N＋/cm2处理早熟陆地棉高代品系B-02,从中获取棉花矮化突变体植株。【结果】通过2005-2009年连续多代的筛选获得了不用喷缩节胺、不用打顶、株高小于60和60-70 cm,且品质优于原高代品系B-02的两个系列矮化株系。【结论】通过对矮化植株的SSR分析,表明矮化突变株与原高代品系B-02相比具有较多的遗传差异,为新疆棉花矮化育种创造了新的种质资源。

陆地棉半矮秆免打顶突变体sd农艺和产量性状的研究

【目的】研究免打顶对陆地棉半矮秆突变体sd农艺及产量性状的影响,对培育棉花免打顶新品种实现植棉全程机械化。【方法】以新陆早17号及其半矮秆突变体sd为材料,在未打顶化控处理下,比较分析未打顶对半矮秆突变体sd主要农艺和产量性状的影响。【结果】在未打顶化控处理下,突变体sd与其在打顶化控、打顶未化控和未打顶未化控处理下的株高差异显著,而始果枝高、始果枝始节位、主茎节间平均长度等农艺性状差异不显著。【结论】在未打顶化控条件下,突变体sd株型表现稳定,成熟期时平均株高65 cm,后期茎尖生长趋于停止,表现为免打顶效果,而且突变体sd的吐絮集中,敞开度适中,霜前花率高,株型紧凑,始果枝高18 cm以上,主茎节间长度在5～6 cm,平均结铃5.5个,多分布在中部果枝。突变体sd的这些株型特征符合机采棉形态要求,可作为棉花株型育种重要的种质,为培育株高稳定株型适宜的免打顶机采棉品种提供了有效的资源储备。

陆地棉超矮杆突变体基因的初步定位

陆地棉超矮杆是一种新发现的突变体材料。前期对其遗传规律的研究表明,超矮杆突变性状是受一对完全隐性基因du控制的质量性状。文章以"超矮1号"和"新陆早16"配置的F2为作图群体,通过对双亲以及近等基因池的筛选,在1 350对SSR引物中共获得70对多态性引物。而后检测F2作图群体每个单株的基因型,显示有36个标记可以连锁,分布在8个连锁群上,其中超矮杆突变性状位于连锁群LG01。与目标基因du连锁的分子标记有7个:NAU2679、NAU2749、NAU905、NAU2838、NAU5373、NAU2238和NAU4946,它们皆为共显性标记。依据现有的棉花遗传图谱,标记NAU4946、NAU2238、NAU905、NAU5373和NAU2679位于第6染色体上,而目标基因du位于NAU2238和NAU4946之间,遗传距离分别为3.3 cM和1.4 cM,由此推定du在第6条染色体上。

棉花机采品种理想株型模式研究

对7个抗虫矮秆品系和抗虫高秆品种泗抗1号在麦(油)后直播条件下群体叶面积系数、光合特性、株型结构、纤维品质和产量性状进行测定,结果表明:抗虫矮秆品系从现蕾至吐絮盛期,叶面积系数和光合作用强度均明显超过泗抗1号;抗虫矮秆品系DR003、DR013、DR021、DR023和DR024纤维长度、比强度和马克隆值3个主要纤维品质指标达到棉花机械采收对品种纤维品质的要求,DR013、DR021、DR023和DR024 4个品系皮棉产量1737.6～2024.25 kg/hm2。根据抗虫矮秆品系群体叶面积消长动态、光合作用强度动态变化、纤维品质与产量性状表现,提出长江中下游棉区棉花机采品种理想株型结构模式:自然株高75 cm左右,果枝始节8节以上,第1果枝离地面高度20 cm以上,下部果枝节间平均长度(8.7±0.8)cm,中部果枝节间平均长度(6.0±0.6)cm,上部果枝节间长度(5.5±0.3)cm。

棉花矮化机理研究进展

棉花矮化植株具有强抗倒伏和高产的特点,对棉花育种具有重要作用。近年来,棉花矮化性状的研究集中在突变体的收集、创造及表型和遗传特点、矮化性状与激素的关系上,矮化基因的发掘研究与利用也越来越受到重视。综述了棉花矮化育种的意义,矮化性状与激素的关系,对国内外激素相关的棉花矮化性状的机理的最新研究进展作了详细地总结,并探讨了棉花矮化分子机理的研究进展,提出棉花矮化育种存在的问题及发展方向。

中国棉花矮秆性状的研究现状及发展对策

通过介绍中国棉花矮秆性状遗传研究、机制研究及矮源育种利用的现状,探讨了中国目前陆地棉矮秆资源比较缺乏、现有矮源材料不宜于直接用于生产和利用分子标记技术来对矮生基因进行研究等问题和解决措施。

中国矮秆棉花的研究现状

棉花矮化品种具有抗倒伏能力强、适宜密植及机械化管理的特点,对于减小劳动强度、提高肥料利用率和提高产量具有重要意义,矮化突变体在矮化育种中具有重要的利用价值,同时也是研究植物茎的生长及激素调控的重要基因资源。近年来国内不断有棉花矮秆突变体发现的报道,相关专家对其进行了遗传方式、矮化机理和育种等方面的研究。

新疆陆地棉矮化材料的问题分析

利用陆地棉矮化材料,研究植株矮化进程及相关性状表现,结果表明:陆地棉植株高度可以逐步矮化,但需要结合陆地棉植株的产量空间、株型结构、生长势减弱、根系不发达、矮化性状不稳定等因素,因而提出了陆地棉矮化材料"丰产性与株高、矮化形式和稳定性、生长势和根系减弱"等问题与讨论。