赤霉素信号转导与棉纤维的分子发育

赤霉素(Gas)作为一种高效能的植物生长调节物质对棉纤维的分化和发育有着非常重要的影响, 但是, 一直以来有关赤霉素与棉纤维分化和发育的分子机制的研究还很少。文章论述了近年来GA信号组分、转导途径的分子生物学研究进展以及GA与棉纤维分子发育的相关研究成果, 旨在为揭示赤霉素调控棉纤维分化和发育的分子机制以及改善棉纤维品质的棉花育种工作提供新的思路。     

棉纤维分化起始的分子生物学研究进展

棉纤维的分化起始是棉纤维形态建成的初始阶段,对棉纤维的产量和质量有重要影响。本文对棉纤维细胞起始分化的时空顺序、影响因素以及近年来棉纤维分化起始在分子水平上的研究进展进行了综述,以阐明细胞分化的内在机理,为通过遗传工程途径人为控制棉纤维生长发育、选育优良农艺性状的新种质提供依据。     

棉纤维发育过程中基因表达的研究进展

棉纤维发育过程中基因表达的研究进展陈松周宝良（江苏省农业科学院经济作物研究所，南京２１００１４）吴敬音（江苏省农业科学研究院生物遗传生理研究所，南京２１００１４）前言棉纤维是由胚珠表皮细胞经过分化、伸长、次生壁加厚等一系列过程发育形成的，其发育过程...     

棉纤维细胞伸长生长与过氧化物酶和IAA氧化酶的关系

棉纤维细胞于开花当天从棉胚珠表皮上发生,随即开始伸长生长,星S型生长曲线。棉纤维细胞的可溶性蛋白、过氧化物酶活性和IAA氧化酶活性同伸长生长的关系不大;而离子型结合的细胞壁蛋白质含量、过氧化物酶活性和IAA氧化酶活性同棉纤维细胞的伸长生长关系较大,表现在棉纤维细胞快速伸长期活性较低,而在伸长生长停止时出现活性高峰,同棉纤维细胞的伸长生长有负相关现象。     

外源施加GA和6-BA对棉纤维发育过程中细胞凋亡的影响

主要通过对棉纤维发育过程中的细胞总DNA的生化特征和SOD、MDA和可溶性蛋白三种生理指标的研究,确定了棉纤维发育过程中细胞凋亡的大致时间。通过施加不同浓度的GA和6-BA,我们发现10mg/L的GA能使细胞凋亡出现的时间提前3d左右,而5mmol/L的6-BA能使细胞凋亡出现的时间推迟3d左右,高于以上浓度的植物生长调节剂可能会由于刺激过度,而使细胞的总DNA在凝胶电泳时呈现模糊状条带。以上实验,对未来利用分子生物学手段改善棉纤维品质具有重要的意义。     

棉纤维发育的分子生理机制

本文综述了棉纤维分化、发育的分子生理机制的研究现状，着重讨论了棉纤维细胞膨压的产生、细胞壁的松弛、结构分子的合成和加入、次生壁增厚的启始信号、纤维素的生物合成和细胞骨架系统控制纤维素沉积等机制。进而对本领域的研究前景提出了看法。     

天然棕色棉纤维色素光谱学特性及其化学结构初步推断

在纯化棕色棉纤维色素的基础上,测定了天然棕色棉纤维色素的紫外-可见光谱（UV光谱）、红外光谱（IR光谱）以及分析了pH值、浓度、诊断试剂对天然棕色棉纤维色素UV光谱的影响,发现天然棕色棉纤维色素UV光谱随着pH值和浓度不同而变化,诊断试剂对纤维色素UV光谱也有影响,但并不符合黄酮类化合物对诊断试剂的反应规律,红外光谱的主要吸收波数是3554、3477、3414、3289、1638、1618、1386、1073、617、478cm^-1。结合化学性质鉴定,以及和已知的白色棉种皮色素比较。初步推断棕色棉色素的化学结构,认为棕色棉纤维中的色素是由单宁物质氧化形成的醌类化合物。最后解释了棕色棉纤维具有颜色是因为棉纤维发育后期缩合单宁接触空气后氧化的结果。     

人工棉纤维

人工棉纤维张宝红，丰嵘（中国农业科学院棉花研究所河南安阳４５５１１２）人工棉纤维，又叫试管棉纤维、超级棉纤维，是指将棉株任意部分的单细胞放入特定培养基中进行培养而形成的、与天然棉纤维相似的纤维。美国路易斯安娜州新奥尔良美农业南方地区研究中心比较了人工...     

棉花离体培养纤维的研究进展

从试管棉纤维的诱导条件、影响试管棉纤维分化和伸长的因子以及其发育机制等方面进行了综述.试管棉纤维主要是通过胚珠及愈伤组织诱导形成,其影响因子主要是植物生长调节物质及外界环境.同时总结了目前棉花离体培养纤维中存在问题,并展望了棉花离体培养的前景和应用价值.     

棉花离体培养纤维的研究进展

从试管棉纤维的诱导条件、影响试管棉纤维分化和伸长的因子以及其发育机制等方面进行了综述。试管棉纤维主要是通过胚珠及愈伤组织诱导形成, 其影响因子主要是植物生长调节物质及外界环境。同时总结了目前棉花离体培养纤维中存在问题, 并展望了棉花离体培养的前景和应用价值。     

天然棕色棉纤维色素光谱学特性及其化学结构初步推断

在纯化棕色棉纤维色素的基础上, 测定了天然棕色棉纤维色素的紫外-可见光谱(UV光谱)、红外光谱(IR光谱)以及分析了pH值、浓度、诊断试剂对天然棕色棉纤维色素UV光谱的影响, 发现天然棕色棉纤维色素UV光谱随着pH值和浓度不同而变化, 诊断试剂对纤维色素UV光谱也有影响, 但并不符合黄酮类化合物对诊断试剂的反应规律, 红外光谱的主要吸收波数是3 554、3 477、3 414、3 289、1 638、1 618、1 386、1 073、617、478 cm-1。结合化学性质鉴定, 以及和已知的白色棉种皮色素比较, 初步推断棕色棉色素的化学结构, 认为棕色棉纤维中的色素是由单宁物质氧化形成的醌类化合物。最后解释了棕色棉纤维 具有颜色是因为棉纤维发育后期缩合单宁接触空气后氧化的结果。     

影响棉纤维分化和发育的因素

概述了棉纤维细胞分化和发育的过程,对影响棉纤雏分化和发育的因素进行了探讨,并对今后棉纤维的研究发展趋势进行了展望．     

试管棉纤维与天然棉纤维超微结构的差异(简报)

棉纤维由棉胚珠表皮细胞分化生长而成,是研究细胞分化、细胞伸长等机理的良好材料。为了更好地研究它的分化和发育,人们建立了多种实验系统:离体胚珠培养系统、胚珠来源的单细胞悬浮培养系统、胚珠愈伤组织细胞来源的细胞悬浮培养系统,并对这些实验系统的特点对纤维细胞分化和生长,如培养基的配方、激素配比、pH值、抑制剂或促进剂的影响等进行了较为系统的研究。发现棉纤维的发育     

棉纤维品质性状差异形成机制的研究

应用ＨＶＩ９００ 测试系统和Ｘ 射线计算机多峰分离方法分别测量了棉纤维品质性状和取向参数，研究表明两者存在着显著的相关性，并建立了它们间的相关关系式。棉纤维品质性状的差异主要是由其超分子结构参数－ 微原纤螺旋角和微晶取向离散角决定的。     

棉纤维超微结构的研究

应用X射线衍射技术研究了棉纤维的超微结构,其结果是：棉纤维细胞壁微晶区沿纤维轴方向的长度为12．7nm,垂直于纤维轴方向的宽度为6．6nm;沿纤维轴方向的畸变为0．69％,垂直于纤维轴方向的畸变为3．28％。棉纤维在生长过程中其细胞次生壁S2层的平均微原纤螺旋角随花生长天数的增加逐渐减小;纤维素微晶粒间的取向度逐渐增加;花后5－14天结晶度缓慢增加;14－17天陡然增加,17天后极缓慢地趋向稳定值。微原纤螺旋角随果枝位变化自下而上略有增加,随果节位变化由里向外略有增加;微晶取向度随果枝位变化自下而上略有减小,随果节位变化由里向外略有减小。研究表明：棉纤维的宏观品质性状和微观取向参数存在着显著的相关性或呈强相关,并建立了它们间的相关式。棉纤维的品质性状差异主要由取向参数的差异决定。     

外源阿魏酸对离体培养棉纤维生长发育的影响

通过建立新疆陆地棉品种'新陆早36号'的体外胚珠培养棉纤维体系,利用图像数字化处理技术和电镜切片观察,探索体外培养条件下不同浓度外源阿魏酸(FA)对棉纤维生长发育的影响.结果表明:(1)随着培养时间的延长,培养棉胚珠的体积、棉纤维长度、纤维团生长面积和纤维细胞壁厚度均显著增加.(2)FA的影响在培养15 d后达到显著水...     

试管棉纤维发育中IAA氧化酶和POD活性的变化(简报)

试管棉纤维发育过程中,ＩＡＡ氧化酶和过氧化物酶的离子型与壁结合的酶活性和纤维细胞的伸长呈负相关,可溶性酶的活性总趋势和离子型的一致。     

不同温度敏感性棉花纤维发育相关酶活性变化对低温的响应

选用纤维比强度形成存在温度敏感性差异的两个棉花品种（科棉1号：温度弱敏感型品种,苏棉15：温度敏感型品种）为材料,于2006—2007年在江苏南京设置大田分期播种试验,使棉纤维发育处于不同的温度条件,研究低温对棉纤维发育相关酶（蔗糖酶、蔗糖合成酶、磷酸蔗糖合成酶、β-1,3-葡聚糖酶）活性及相应基因表达的影响.结果表明：由晚播造成的低温（棉纤维发育期日均最低温分别为21.1、20.5和18.1 ℃）影响了纤维发育相关酶的活性变化,从而影响了棉纤维素累积和纤维比强度的形成.低温提高了纤维中蔗糖酶和β-1,3-葡聚糖酶的活性,降低了蔗糖合成酶和磷酸蔗糖合成酶的活性.低温使Expansin、蔗糖合成酶基因的高表达时间延长,β-1,3-葡聚糖酶基因的表达峰值出现时间延迟,且表达量降低.两个棉花品种的纤维素合成相关酶对低温的响应存在差异,温度敏感型品种（苏棉15）的酶活性的变化幅度明显高于温度弱敏感型品种（科棉1号）, 可能是导致不同棉花品种纤维比强度形成存在温度敏感性差异的主要原因.     

瑞典开发能将废旧衣物变生物燃料的新技术

瑞典布罗斯学院穆罕默德·塔赫萨德教授领导的研究小组发现,废旧牛仔裤中所含的棉纤维经过处理后可转化为能让汽车行驶的燃料。研究人员使用一种对环境无污染的溶剂长时间浸泡旧牛仔裤,成功地将牛仔裤中的棉纤维从聚酯纤维中分离出来,然后再将棉纤维转化为乙醇或其他生物燃料。而剩下的聚酯纤维还能进行回收,重新在纺织品中得到使用。塔赫萨德说,将来技术成熟后,人们仅需一点花费便能将废旧衣物转换成生物燃料,那将对环境更加有益。     

棉纤维特异基因及其特异启动子的研究进展

棉花是重要经济作物。由于单纯利用常规育种手段很难同步提高棉花产量和品质,利用基因工程与常规育种方法相结合来改良棉花纤维品质是当前品质育种中一个切实可行的方法。本文总结了棉花纤维发育的过程,并对近几年国内外棉纤维发育相关基因及其特异启动子的研究现状进行了综述,以期为利用基因工程手段改良棉花品质提供参考。