棉属栽培种与野生种杂交的不亲和性

本文研究了棉属栽培种与野生种杂交的不亲和性,试验材料涉及5个染色体组,包括2个栽培种(陆地棉和中棉)和5个野生种(戴维逊氏棉、瑟伯氏棉、三裂棉、阿拉伯棉和比克氏棉)。以陆地棉作母本,异己花粉管在花柱中生长缓慢,有花粉管胚珠低于10%,陆地棉×戴维逊氏棉杂种胚在子叶期坏死。以中棉作母本,不亲和性主要表现在受精后的胚胎发育过程中。     

向陆地棉渐渗野生比克氏棉腺体延缓形成基因的方法研究

以隐性无腺体陆地棉作母本,比克氏棉作父本杂交,获得了三倍体杂种［（ＡＤ）１Ｇ１］,该杂种完全表达了比克氏棉的腺体延缓形成基因（Ｇｌ＾ｂｉｃ）的特征,Ｆ９胚无腺体,Ｆ１植株有腺体。位于Ｇ１染色体组上的腺体延缓形成基因Ｇｌ＾ｂｉｃ对陆地棉（ＡＤ）１上的无腺体基因（ｇｌ２ｇｌ３）表现为显性,对正常腺体基因Ｇｌ２Ｇｌ３则表现为隐性。探讨了向陆地棉渐渗野生棉腺体延缓形成基因的方法。     

比克氏棉渐渗到陆地棉的花色基因的遗传分析

比克氏棉的红花大基斑性状渐渗到陆地棉,并选育出了稳定的红花大基斑陆地棉纯系（ＨＢＲＬ）。报道了这些红花（Ｒ~（ｂｉｃ）_３）大基斑（Ｒ~（ｂｉｃ）_２）陆地棉纯系的遗传连锁实验和连锁分析结果。大基斑（Ｒ~（ｂｉｃ）_２）对小基斑（Ｒ_２）和无基斑（ｒ_２）为显性,Ｒ~（ｂｉｃ）_２与Ｒ_２等位,Ｒ~（ｂｉｃ）_２、Ｒ_２和ｒ_２构成了复等位基因系列。Ｒ~（ｂｉｃ）_２与Ｌｃ_１连锁,Ｒ．Ｃ％＝３７．３１±２．４４．Ｒ~（ｂｉｃ）_２与Ｒ~（ｂｉｃ）_３紧密连锁,并且Ｒ~（ｂｉｃ）_３对Ｙ_１和ｙ_１具有显性上位作用。建议从比克氏棉渐渗到陆地棉的大基斑的基因符号定为Ｒ~（ｂｉｃ）_２,红花瓣的基因符号定为Ｒ~（ｂｉｃ）_３。     

陆地棉×比克氏棉育成种质系的同工酶和RAPD分析

为了从分子水平上检验野生棉遗传特性向陆地棉转育的结果以及育成种质之间的遗传差异,通过等电聚焦电泳和RAPD技术,对来自科遗181陆地棉品系与野生比克氏棉杂交后代的6个遗传稳定的不同种质系及其亲本的过氧化物酶同工酶图谱和DNA指纹图谱进行了分析。结果如下（1）6个种质系的基本酶谱特征均倾向于陆地棉亲本,但在其中2个种质系的过氧化物酶图谱中,观察到各具有1条等电点值（PI）为4.85的野生亲本的特征带;（2）DNA指纹图谱的分析表明,不同种质系之间在基因组水平上具有高度的异质性。并且在OPO10和OPO112个引物的扩增图谱中观察到4个育成种质系具有野生比克氏棉亲本的特征带。     

亚洲棉与比克氏棉杂交的研究

观察分析了亚洲棉×比克氏棉杂种后代的形态表现及减数分裂行为。结果表明,野生比克氏棉的形态性状遗传传递力较强,F_1在中期Ⅰ的染色体构型为15.14Ⅰ+5.29Ⅱ,二价体的平均交叉数为1.07;F_2的染色体构型为2.55Ⅰ+24.5Ⅱ+0.15 Ⅲ,二价体交叉数为1.83。F_2的开花习性表现异常,完全自花受精将有利于后代性状的快速稳定。F_2中分离出无腺体的植株,为将“油腺延缓形成”特性转育到栽培种提供了可能。     

5个澳洲野生棉种植株形态性状与叶片过氧化物同工酶谱研究

研究了斯特提棉、南岱华棉、澳洲棉、纳尔逊氏棉和比克氏棉５个澳洲野生棉各的种卫和植株的形态性状、色素腺体性状、棉酚含量和叶片过氧化物同工酶等主要主要性状。结果表明,斯特提棉和南岱华棉、澳洲棉和纳尔逊氏的种子、植株和花器形态性状,以及叶片过氧化物同工酶谱等性状分别比较相似,经克氏棉的形态特征介上述两类棉种之间,略近似于澳洲棉和纳尔逊氏棉,５个棉种均具有种子地色素腺体植株有色素腺体的特性,其体眠种子的棉     

三种野生和四个栽培棉种的核型研究

作者对棉属 D 组的瑟伯氏棉(Gossypium thurberi)、戴维逊氏棉(C.davidsonii)、雷蒙德氏棉(G.raimondii)、A 组的草棉(G.herbaceum)、中棉(G.arboreum)、AD 组的陆地棉(G.htrsutum)和海岛棉(C.barbadense)等7个种的核型进行了研究。各个种的核型可简式为:瑟伯氏棉2n=2x=26=24m 2Sm(2SAT);戴维逊氏棉20=2x=26=20m 6Sm(4SAT);雷蒙德氏棉2n=2x=26=20m 6Sm(2SAT);草棉2n=2x=26=18m 4Sm 4St(4SAT);中棉2n=2x=26=18m 6Sm(2SAT) 2St(2SAT);陆地棉2n=4x=52=32m 18Sm(4SAT) 2St(2SAT);海岛棉20=4x=52=38m 12Sm(2SAT) 2St(2SAT)。此外,作者对四倍体种的 A 组和 D 组的供体问题进行了讨论。     

亚比棉基因组原位杂交及核型分析

亚比棉异源四倍体是山西农业大学棉花育种组于上个世纪80年代用A染色体组亚洲棉(Gossypium.arboreum)(迁西小黑籽)与G染色体组野生棉比克氏棉(G.bickii)杂交成异源二倍体后,又经过加倍而获得的.亚比棉异源四倍体不仅育性得到恢复、结铃正常,而且成功地将比克氏棉的优异性状--种子腺体延缓形成转育到亚比棉中.这为实现棉花综合利用和提高抗虫性创育了新的育种材料.在随后的多年中,山西农业大学棉花育种组对亚比棉异源四倍体进行了广泛的细胞形态学研究,对其核型做了分析.然而,仅依据形态学和普通的核型图像,还不能确定该异源四倍体棉种中比克氏棉G染色体(亚)组在核型中的表现.该文以比克氏棉gDNA为探针,亚比棉异源四倍体根尖体细胞染色体为靶细胞染色体,封阻材料为亚洲棉(迁西小黑籽),进行亚比棉基因组原位杂交(Genome in situ hybridization,GISH)及核型分析.从获得的图像中可以清晰地发现有52条染色体,其中有/无杂交信号的各一半,这直观地证实了人工复合亚比棉杂交种确为异源四倍体,而且是双二倍体.A亚组与G亚组染色体长度存在交替排列.亚比棉异源四倍体基于GISH图像的核型公式为2n=4x=52=46m(4sat)+6sm(4sat).A亚组和G亚组染色体上各有2对随体.G亚组染色体中至少有5对双重显色明显的染色体,意味着可能有A亚组染色体的交换,而A亚组染色体中只观察到或多或少的探针红色荧光信号,由于分辨率不够而难于定量分析.进一步以45SrDNA为探针,以鲑鱼精DNA作为封阻DNA,对亚比棉异源四倍体进行45SrDNA-FISH,实验表明,亚比棉异源四倍体有14个NOR(核仁组织区)信号,说明亚比棉异源四倍体有14个随体,即7对随体.比克氏棉对亚洲棉的GISH结果显示,在有亚洲棉DNA封阻的条件下,亚洲棉靶细胞染色体无任何杂交信号,说明比克氏棉与亚洲棉染色体之间不存在较大的同源或相似序列.     

棉花种间杂交技术创新及育种程序的建立

创立的棉属种间杂交新方案对克服杂交不孕及F1不育性取得重大进展;获得了栽培种间(4n与2n)70个组合及陆地棉与14个野生棉种间大批量的高代种质资源,并已育成8个新品种,4个来自陆地棉×中棉,另外4个来自陆地棉与4种野生棉的杂种,为我国首次育成,其中石远321(冀棉24)为近年来国家区试中增产幅度最大的新品种,3年累计推广933.3×10³ hm².建成了有效的种间杂交育种体系.     

棉属八个种（种系）的细胞质对陆地棉花器性状的影响

以具有草棉、亚洲棉、异常棉、长普棉、哈克尼西棉、海岛棉、陆地棉野生种系莲蓬棉、墨西哥野生棉 细胞质的中棉所7号（陆地棉）同核系为材料，研究了异源细胞质对陆地棉花器性状的影响。结果表明， 除哈克尼西棉饱质系为雄性不育、不形成正常花粉外，其余各系育性正常。在单花花药数上，哈克尼西 棉胞质系比陆地棉胞质系（106枚）增加约20枚， 异常棉和亚洲拓胞质系则分别减少到68枚和75枚， 其余各系均在106枚左右。在花蕾形态性状上，哈克尼西棉胞质系较陆地棉胞质系瘦小，亚洲棉和异常 棉胞质系则较之尖削、瘦长。各可育胞质系与陆地棉胞质系在花粉粒形态、大小上差异不大。     

野生棉与栽培棉种间杂交胚珠离体培养的胚胎发育研究

以陆地棉(Gossypium hirsutum L.)做母本,野生的瑟伯氏棉(Gossypium thurberi Tod)和克劳茨基棉(Gossypium klotzschianum Anderss.)做父本,并以陆地棉自交为对照,取杂交授粉后两天的胚珠进行离体培养,研究胚胎发育。在培养条件下,三种遗传型合子启动的时间不一致,而且胚乳的发育也存在差异。珠心和胚囊腔的生长变化在有胚胚珠和无胚胚珠之间,存在明显的不同。球形胚时期,是杂种胚能否正常发育的关键时期。离体培养,改变了自然杂种状态的胚和胚乳以及胚和母体组织的不协调关系,因此产生了较多的杂种胚。     

陆地棉与四个四倍体棉的遗传渐渗及QTL定位研究进展

陆地棉是棉属中最主要的一个栽培棉种,其产量占世界棉花总产的95％以上.我国对于陆地棉的引种、栽培和育种已有百年历史,在陆地棉不断改良的过程中,其遗传基础逐渐变得狭窄.为了拓宽陆地棉遗传基础,近十几年来,我国以及世界棉花基础研究和育种工作者通过有性杂交创建了棉花远缘杂交遗传群体和优异种质资源;与此同时,随着分子生物学的兴...     

基于SSR标记的陆地棉早熟相关种质遗传多样性分析

丰富的遗传变异对于提高作物的环境适应性和遗传改良进度至关重要。为了解我国早熟陆地棉种质资源遗传多样性,本研究利用136对SSR引物对186份陆地棉材料(96份早熟陆地棉材料和90份中、晚熟陆地棉材料)进行了遗传多样性分析,共检测到等位基因变异355个,平均2.61个。在早熟棉材料中,有134对多态性SSR引物扩增出341个条带,平均2.54个;中、晚熟材料中有133对多态性SSR引物,扩增出345个条带,平均2.59个。早熟棉材料的位点多态性信息含量(PIC)、有效等位基因数(Ne)、基因型多样性(H')分别为0.684、3.994和1.361;中、晚熟棉材料的PIC、Ne、H'分别为0.668、3.852和1.343。早熟棉材料和中、晚熟棉材料的Jaccard相似性系数分别在0.349~0.935和0.270~0.907之间,平均为0.635、0.666。遗传相似性系数总体平均值接近,但早熟棉变化范围较中、晚熟棉小。用类平均法(UPGMA)进行聚类可将186份材料分成2个类群。总体上来看,供试材料遗传相似性系数较高,说明我国陆地棉早熟相关种质遗传基础狭窄。本研究结果为早熟棉育种亲本选配,早熟棉种质创新提供依据。     

陆地棉与斯特提棉的种间杂种及其色素腺体性状的遗传研究

用陆地棉（G．hirsutumL,AD染色体组;2n＝52）的不同色素腺体基因型与澳洲野生二倍体斯特提棉（G．sturtianumWillis;C染色体组,2n＝26）进行种间杂交,得到4个带不同色素腺体基因的（陆地棉×斯特提棉）F1种间杂种。种间杂种植株总体性状介于两个棉种之间,全株光滑无毛,表皮上有一层较薄的蜡质层,花大,深红色。不同色素腺体基因对种间杂种种子和F1植株色素腺体性状有较大的影响,其中gl2gl2gl3gl3和Gl2Gl2gl3gl3与斯特提棉杂交产生的种间杂种具有种子无色素腺体而植株有色素腺体的特性,只是用gl2gl2gl3gl3配制的种间杂种F1植株的色素腺体较一般有色素腺体陆地棉显著稀少。用gl2gl2Gl3Gl3和Gl2Gl2Gl3Gl3配制的种间杂种种子和F1植株均有色素腺体。研究结果初步表明,控制斯特提棉的子叶色素腺体延缓形成性状的基因对陆地棉无色素腺体基因（gl2gl2gl3gl3）和有色素腺体基因之一（Gl2Gl2）为显性上位,对陆地棉另一有色素腺体基因（Gl3Gl3）为隐性上位。     

陆地棉与拟似棉异源六倍体的合成与性状鉴定

远缘杂交及多倍化是棉花种质创新的重要途径,通过陆地棉与野生拟似棉远缘杂交并加倍获得可育的杂种后代,为利用拟似棉中的优良基因拓宽陆地棉的遗传多样性提供理论依据和新材料。本研究以陆地棉为母本、拟似棉为父本杂交合成F1并采用秋水仙素进行染色体加倍,获得异源六倍体植株,对其进行形态学（叶片表型）、细胞学（气孔密度、气孔长度、保卫细胞对中叶绿体数、花粉粒直径）、生理生化指标（SOD、POD、CAT、可溶性蛋白及叶绿素荧光参数指标）鉴定。通过流式细胞鉴定筛选出了3株六倍体植株。六倍体与三倍体及亲本性状统计结果显示,六倍体叶形指数与陆地棉无显著差异,说明六倍体叶形整体偏向陆地棉,而三倍体远缘杂种更多偏向父本拟似棉,六倍体叶面积及气孔长度增大、保卫细胞中叶绿体数显著增多;六倍体花的表型性状介于双亲之间,花粉粒直径大于三倍体呈极显著差异,六倍体正常花粉粒比为73.25%,三倍体正常花粉粒比为51.13%,说明六倍体育性在恢复;六倍体叶片中SOD、POD、CAT及可溶性蛋白含量显著大于其他世代;六倍体较其他世代最大荧光产量Fm差异显著,初始荧光Fo、叶片可变荧光Fv、原初光能转化效率（Fv/Fm）、PS ...     

用同工酶和RAPD技术研究棉花三元杂种石远321新品种的遗传特性

石远321是从海岛棉×野生色伯氏棉×陆地棉三元杂种后代中选育而成的种间杂交新品种。其细胞学鉴定结果、形态学基本特征以及栽培特性均为陆地棉型。但在丰产性、棉纤维品 质及抗逆性等许多农艺性状和经济性状方面,该品种明显综合了多棉种多亲本的遗传特性。为了从分子水平上认识石远321的三元杂种性质及其变异水平,用等电聚焦电泳和RAPD技术,对石远321及其不同棉种亲本进行了遗传分析。主要结果如下（1）酯酶同工酶图谱分析表明,石远321与其野生棉亲本和海岛棉亲本同具有一条陆地棉亲本所没有的特异带;（2）用4个引物对石远321扩增共发现6个野生棉亲本和海岛棉亲本的特征片段;（3）通过比较石远321与其3个不同棉种亲本之间的RAPD差异,说明石远321在基因组水平上具有高度的遗传异质性。初步从分子水平上证实了石远321为上述3个棉种的种间杂交后代。     

陆地棉HB红花性状特异SCAR分子标记的开发

利用Operon系列引物筛选到1个与HB红花性状基因连锁的RAPD标记OPA15^1160,对差异条带进行克隆与核苷酸测序,根据测序结果设计SCAR引物,在HB红花近等基因系及其白花轮回亲本中进行PCR扩增程序优化和鉴定,筛选出一对引物可稳定扩增出与HB红花性状基因连锁的特异片段,获得了与HB红花性状基因紧密连锁的SCAR标记HB^-330。利用具黄色花瓣紫红色基斑的海岛棉与粉红花瓣的红叶棉等种质材料以7LHB红花近等基因系与白花轮回亲本杂交的F1、BC1F1、F2群体,对该SCAR标记的特异性与准确性进行了鉴定与验证,在红花植株中扩增出了330bp大小的片段而在白花植株中未扩增出,证明该标记准确性高、重复性好。HB红花是通过远缘杂交转自野生二倍体比克氏棉的性状,已成功地应用于性状标记杂交棉育种。该SCAR标记不仅为HB红花标记杂交种的纯度鉴定提供了有效技术手段,也为新品种保护提供了技术支持,促进了红花性状杂交种的分子标记辅助育种进程。     

棉属种间杂交的研究

本文总结了二十多年来陆地棉(Gossypium hirsutum)与中棉(G.arboreum)种间杂交的研究工作。 1.陆地棉与中棉种间杂种一代,杂种优势很强,孕性极低,其性状表现有偏向母本(陆地棉)、偏向父本(中棉)、介于两亲及超亲等几种情况。 2.杂种后代植株具有丰富的变异性,出现早熟、多毛、抗病、抗虫、大铃和高衣分等多种类型。     

[AAGG]异源四倍体新棉种的核型及同功酶分析

本文对山西农业大学棉花育种组创育的[AAGG]异源四倍体新棉种及其二倍体亲本亚洲棉(G．arboreum)、比克氏棉(G．bickii)进行了核型分析,并对[AG]异源二倍体和[AAGG]异源四倍体的过氧化物同功酶进行了分析。研究结果：异源四倍体[AAGG]的体细胞染色体数目为2n=4x=52,表现为双亲染色体数目之和,其核型公式为2n=4x=52=50m(6SAT) 2sm,按stebbins的核型分析原则,异源四倍体[AAGG]属1A型。过氧化物酶同功酶分析表明：[AG]棉种酶谱表现为双亲不完全互补型。并具有新式酶带。因此过氧化物酶同功酶可以作为鉴别远缘杂种的生物技术之一。     

棉属二倍体野生棉与四倍体栽培棉种间杂交的胚珠培养

用棉属二倍体野生种与四倍体栽培种陆地棉杂交及四倍体栽培种海岛棉、陆地棉与二倍体栽培种亚洲棉杂交,以陆地棉自交作对照。将杂交和自交授粉后2天(部分材料为1天)的胚珠在液体培养基上进行飘浮静置暗培养。培养50—70天,7个杂交组合及2个自交品种的胚珠均获得一定频率的胚(包括成熟和不成熟胚)及成熟胚萌发的苗。其中陆地棉与澳洲野生棉、阿拉伯棉、亚洲棉、海岛棉与亚洲棉等4个杂交组合已得到杂种一代植珠。试验结果表明,同一组合的胚珠,在不同的培养基上获得胚的频率和胚萌发率有明显差异;不同组合的胚珠,在同一培养基上培养的结果也不一致。陆地棉X亚洲棉、海岛棉×亚洲棉两个组合授粉后1天的胚珠培养也获得一定频率的胚发育。