山东省棉花种质资源研究现状及发展方向

棉花种质资源工作是一项基础性研究工作 ,研究的最终目的是为育种者提供亲本材料。长期以来 ,种质资源研究的主要工作是收集和保存 ,用于种质资源研究的技术手段也相对落后。根据种质资源研究现状以及当前生产需要 ,及时调整种质资源工作重点和方向是十分必要的 ;另一方面 ,生物技术和计算机技术发展迅速 ,将现代技术成果应用于种质资源研究是种质资源研究发展的必然趋势。本文就近年来我省棉花种质资源研究所取得的成绩进行了概述 。

黄河三角洲盐渍土棉花施用氮、磷、钾肥的效应研究

为探讨盐渍土抗虫棉施用氮(N)、磷(P)、钾(K)肥的效应及其营养生理机制,指导滨海盐渍土抗虫棉合理施肥,在黄河三角洲盐渍土低、中、高盐棉田种植转Bt基因抗虫棉鲁棉研28,研究N、P、K肥配合施用对其养分吸收利用、Na+吸收积累、光合速率、干物质积累和产量的影响。结果表明,N、P肥配合,尤其是N、P、K肥配合施用显著增加了低、中、高盐田棉花的N、P、K养分吸收量,减少了Na+吸收积累量。低、中、高盐田棉花的N、P、K养分农学利用效率均以N、P、K配施的处理较高,氮养分农学利用效率分别为0.20、1.95和2.07kg皮棉kg-1N,磷养分农学利用效率分别为0.87、8.35和8.71kg皮棉kg-1P,钾养分农学利用效率分别为0.26、2.89和3.77kg皮棉kg-1K。N、P、K肥配合施用还维持了较高的棉株叶面积、叶绿素含量和净光合速率。低、中、高盐田棉花的生物产量和皮棉产量也均以N、P、K配施的处理较高,皮棉产量分别增产2.53%、28.67%和30.47%。中、高盐棉田的施肥效应明显好于低盐棉田。表明根据盐碱程度分类合理施肥是减轻盐渍土营养障碍、改善棉花营养、提高养分农学利用效率和棉花产量的有效途径。

棉花花芽分化及部分内源激素变化规律的研究

棉花 ( Gossypium hirsutum)的腋芽原基 ,有的将来发育成叶枝 ;有的将来发育成果枝。这 2种不同命运的腋芽 ,在其刚分化的初期就表现出了不同的解剖学特征。将来发育为叶枝的腋芽 ,其生长锥呈圆锥形或扁圆球形 ,体积较小 ,原套层数为 1～ 2层 ;而将来发育为果枝的腋芽 ,其生长锥为圆柱形 ,顶端表面平坦 ,体积较大 ,原套层数为 2～ 3层。从子叶展平后到肉眼可见花芽 (现蕾 ) ,连续测茎尖的内源 ABA及 IAA的含量 ,发现在花原基形态分化始期 ,内源 ABA含量达最大值 ,而内源 IAA含量却达最低值。由此我们推测 ,内源 ABA含量升高或IAA含量降低 ,皆有利于棉花的花芽分化。

生物防治菌与多菌灵混用防治棉花黄萎病的效应研究

盆栽试验多菌灵与多种生物防治菌混用防治棉花黄萎病结果表明 ,大部分混用防治效果优于单用效果 ,而供试芽孢菌“B90 8”与多菌灵混用效果大于单用多菌灵但小于单用生物防治菌“B90 8”。

新化合物氟醚菌酰胺的抑菌活性及其对棉花立枯丝核菌的作用方式研究

采用菌丝生长速率法测定了新化合物氟醚菌酰胺(LH-2010A)对10种常见植物病原菌的毒力,同时研究了其对棉花立枯丝核菌无性繁殖过程、菌丝形态及细胞膜通透性的影响。结果表明:氟醚菌酰胺对10种病原菌均具有较强的抑菌活性,比结构相似的选择性杀菌剂氟吡菌胺具有更广的杀菌谱。氟醚菌酰胺对棉花立枯丝核菌和番茄灰霉病菌的抑菌活性最高,EC50值均小于1.00μg/mL,对其他8种病原菌的EC50值则在1.10～4.63μg/mL之间;而氟吡菌胺只对辣椒疫霉和马铃薯晚疫病菌具有较高的抑菌活性,EC50值分别为0.61和0.72μg/mL。在100.0μg/mL下,氟醚菌酰胺对棉花立枯丝核菌抑菌作用明显,能显著抑制其菌核产生和菌丝生长量,使菌丝分支增多、变短、变粗;以不同浓度的氟醚菌酰胺处理棉花立枯丝核菌时,其细胞膜的通透性随着药剂浓度的增加而显著增大,520 min时最高处理浓度下的相对渗率为77.01%。表明氟醚菌酰胺对多种植物病原菌具有较高的抑菌活性,并能明显抑制棉花立枯丝核菌的多项生理指标。

棉花转基因研究进展

就棉花转Bt基因、Bt+CPTI双价基因、抗除草剂基因及品质改良基因等的研究进展进行了简要综述。

微量元素与激素对盐渍土棉花生长和生理生化变化调节效应的研究

应用田间试验研究了微量元素与激素浸种处理对盐渍土棉花生长和生理生化变化的调节效应。结果表明 ,适宜的微量元素与激素浸种处理提高棉花种子发芽率、种子活力和棉花保护酶 ( POD、SOD)活性 ,促进棉花对磷的吸收利用和棉苗生长 ,具有增强棉花耐盐性的作用。浸种调节效应以 Mo10 0 0 mg/ L、Mn 10 0 0 mg/ L、GA35 0 mg/ L浸种 2 4h处理较好 ,效果显著。

棉花雄性不育的分子生物学研究进展

棉花具有较高的杂种优势,但由于棉花雄性不育系在利用上存在一定困难,限制了棉花杂交种的推广。对棉花雄性不育的类型以及棉花雄性不育的分子生物学研究进展进行了综述,以期为棉花利用不育系选育杂交种奠定理论基础。

盐渍土区棉花N、P、K肥效应研究

应用盆栽和田间试验对盐渍土棉花N、P、K肥效应进行了研究。结果表明 ,合理施用P、K肥能提高棉花体内过氧化物酶 (POD)活性 ,减少丙二醛 (MDA)含量 ,改善P、K营养 ,维持K+ 、Na+ 平衡 ,显著增强棉花耐盐性 ;合理增施N、P肥 ,可显著提高盐渍土棉花产量 ,有利于改善棉纤维品质 ,以N用量 1 95kg/hm2 、P2 O5用量 1 65kg/hm2(N1 95P1 6 5)

不同整枝方式对棉花源库关系的调节效应

以去叶枝留早果枝的正常整枝方式为对照，于2005-2006年研究了整枝对大田棉花源库关系的调节效应．结果表明：去叶枝去早果枝（Ⅰ）、留叶枝去早果枝（Ⅱ）和留叶枝留早果枝（Ⅲ）3种整枝方式都显著促进了棉花叶面积扩展，最大叶面积系数分别比对照平均提高了10．3％、28．3％和9．5％，导致叶面积载荷量减少，源库比降低．Ⅰ和Ⅱ处理显著提高了叶片叶绿素含量，降低了始絮期的黄叶率和功能叶的C／N，表现出显著地延缓衰老的作用，但Ⅱ处理易导致贪青晚熟；而Ⅲ处理对衰老的延缓作用不大．Ⅰ处理的籽棉产量与对照相当，Ⅱ处理比对照降低了6．4％-15．6％，Ⅲ处理比对照增产6．3％．表明去早果枝和留叶枝皆是调节棉花源库关系、碳氮代谢和延缓棉花早衰的有效手段．

棉花缺钾引起的形态和生理异常(英文)

随着棉花新品种特别是转 Bt Bacillus thuringiensis 基因抗虫棉应用于生产和单位面积产量不断提高 ,棉花缺钾现象在许多植棉国家已越来越普遍和严重 .棉花缺钾症状通常首先表现在棉株中下部的老叶上 ,但近年来也发现症状首先表现在中上部嫩叶上的状况 .缺钾导致棉花生育异常 ,突出表现为叶面积系数、光合速率和干物质生产降低 ,但比叶重提高、棉花早熟 .土壤供钾不足 ,钾吸收受抑 ,高产转基因棉花品种的应用以及不良环境因子的胁迫等是导致缺钾的重要原因 .缺钾时单叶光合速率的下降主要是叶片气孔导度降低、叶绿素含量减少、叶绿体超微结构受损、光合产物运转不畅、Ru BP羧化酶活性降低等所致 .群体光合能力的下降则源于单叶光合速率降低和叶面积系数下降 .棉株上部功能叶的叶片和叶柄中的 K+ 含量可作为缺钾的诊断指标 .

棉花花芽分化时期茎尖内源激素的变化

实验结果表明 ,从子叶展平后到肉眼可见花芽 (现蕾 ) ,所测几种激素 (ABA、IAA、GA3 、i PA、ZR)的含量均表现出明显的动态变化 ,而且在花芽分化临界期表现出最显著的变化 (出现高峰或出现低峰 )。推测所测几种激素均与花芽分化有密切关系。其中 ABA、GA3 和CTK(i PA、ZR)在花芽分化临界期时 ,其含量变化均呈现出一个高峰 ;而 IAA则在花芽分化临界期时出现一个低峰。经比较分析得知 ,随着花芽分化的进行 ,ABA/IAA、GA3 /IAA、CTK/IAA均表现一个较明显的变化规律。即从子叶展平时起 ,其比值开始上升 ,到花芽开始分化时达到一个峰值 ,之后逐渐下降 ,并维持在一个较稳定的水平。显然 ,ABA/IAA、GA3 /IAA、CTK/IAA在棉花的花芽分化过程中起着重要的调控作用。由此推测 ,增加植物体内的 ABA、GA3 、CTK的含量或降低 IAA的含量 ,都可以促进棉花的花芽分化 ;

棉花盐害的控制技术及其机理

棉花是耐盐作物,但土壤耕层中积累过多的盐离子会通过离子毒害、渗透胁迫和引起营养失衡等机制导致盐害。控制棉花盐害的途径主要有两条,一是提高棉花自身的耐盐性,另一方面是躲避或减轻盐胁迫。本文评述了提高棉花耐盐性和躲避或减轻盐胁迫的途径、原理和方法,提出在工程措施改良盐碱地的基础上,综合运用适宜品种、水肥运筹、种子处理及地膜覆盖和诱导根区盐分差异分布等农艺措施是现阶段控制盐碱地棉花盐害的有效途径。

转AhCMO基因棉花苗期对干旱胁迫的生理反应

以转AhCMO基因的2个棉花品系L1和L2及其转化受体泗棉3号(SM3)为材料,研究了转AhCMO基因棉花对干旱胁迫的生理反应。试验采用盆栽方式在日光温室中进行,以维持土壤含水量为最大持水量的45%作为干旱处理,以正常供水维持土壤含水量为最大持水量的75%作为对照。结果表明,正常供水条件下转基因品系L1和L2与SM3生长表现一致。但是干旱胁迫下,转基因品系L1和L2的干物质积累量、平均净光合速率以及叶片叶绿素的含量都显著高于SM3;而且L1和L2叶片中甜菜碱含量显著高于SM3,过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)的活性也较SM3显著提高。说明2个转AhCMO基因品系的耐旱性得到明显提高,耐旱性的提高与甜菜碱积累量的增加、POD和SOD活性的增强有关。

节水灌溉对滨海盐渍土棉花生理生化变化和生长发育的影响

在自然条件下,安排了以灌水为主区、盖膜为副区的裂区试验,研究了灌水与盖膜处理对滨海盐渍土水分、盐分含量变化、棉花生理生化和生长发育的影响。结果表明,在不盖膜与盖膜两种条件下,土壤含水量均随灌水量的增加而增加,而土壤含盐量随之降低,由此形成了"土壤脱盐淡化层";棉花生理生化和生长发育均受水、盐胁迫的影响,但灌水量1500m3·hm 2与2250m3·hm 2处理间无显著差异;从节水和高效角度考虑,以地膜覆盖度50%、灌水量1500m3·hm 2处理最佳。

棉花玉米宽幅间作高产高效栽培技术

山东省棉花和玉米常年种植面积分别为33.3万hm^2和200万hm^2以上,争地矛盾突出,两者空间互补性强,轮作优势明显,但存在难以机械化和作物间轮作倒茬等问题。通过压缩棉花株距,保障单位面积内间作棉花株数与常规纯作棉花株数基本一致,留出带宽间种玉米。此棉花玉米宽幅间作高产高效栽培技术包括棉花玉米宽幅间作高产高效生产环境、品种搭配、播前准备、播种与覆膜、田间管理、收获与晾晒、秸秆还田与残膜清除等技术措施要求。

棉花纤维品质的分子辅助育种

棉纤维是一种优良的天然纤维,是重要的纺织工业原料,提高棉花纤维品质对纺织工业有重要意义。对最近10年来棉花纤维品质分子标记辅助选择育种的研究状况进行了综述,针对目前存在的问题提出了相应对策。

化学封顶对棉花株型的调控及评价指标筛选

【目的】株型是重要的农艺性状,对棉花的栽培适应性和产量等有着巨大影响。研究化学封顶对棉花株型相关性状的影响,并进行综合分析,为化学封顶的应用和推广提供理论支持。【方法】于2015—2016年在河北农业大学试验基地,以黄河流域大面积种植的冀棉863和农大棉601为试验材料,设置人工打顶、化学封顶和不打顶3个处理,测定产量构成及株高、茎粗、果枝数等株型相关指标,开展化学封顶对棉花株型性状影响的研究。【结果】人工打顶和化学封顶处理的籽棉产量无显著差异,且均显著高于不打顶处理,冀棉863和农大棉601在化学封顶处理下的籽棉产量比不打顶处理分别提高了7.19%和6.18%。与不打顶处理相比,化学封顶处理显著降低了棉花的株高、节间数、果枝数、果节数,显著增加了上部果枝的近远端直径比。与人工打顶处理相比,化学封顶处理显著降低了主茎的节间长度和上部果枝长度。通过皮尔逊相关性分析、主成分分析和灰色关联度分析认为可通过株高和上部果枝的近远端直径比来评价化学封顶对棉花株型的调控效果。【结论】化学封顶可显著调控棉花的营养生长,且与人工打顶相比对产量无显著影响,株高和上部果枝近远端直径可作为评价化学封顶对棉花株型调控效果的最佳评价指标。

棉纤维发育过程中细胞壁果胶的免疫组织化学研究

利用半薄切片、扫描电子显微镜和免疫组织化学技术对陆地棉鲁7619品种不同发育时期胚珠表皮细胞进行了形态学观察和细胞壁果胶质的免疫荧光定位研究。结果表明,不同果胶组分在纤维发育的不同时期和不同位置具有不同的分布特点。高甲酯化的同型半乳糖醛酸聚糖广泛存在于不同发育时期的纤维细胞壁中,且在发育初期集中在细胞前端,而未甲酯化的同型半乳糖醛酸聚糖在不发育成纤维的表皮细胞中含量很低,在伸长的棉纤维细胞中大量分布。鼠李半乳糖醛酸聚糖Ⅰ在纤维发育初期几乎不存在,随着棉纤维伸长才有少量的积累,(1→5)-α-L-阿拉伯聚糖侧链则存在于纤维细胞壁中且含量较高。未甲酯化果胶可能影响细胞壁结构并促进棉纤维细胞伸长。