棉花纤维发育过程中内源激素含量和纤维品质变化及其关系研究

以新疆棉区优质棉品种‘新陆早16号’、品质中等品种‘新陆早10号’和‘新陆早13号’以及品质较差品种‘02-DB’为材料,测定了棉纤维发育过程中内源生长素(IAA)、赤霉素(GA4)、玉米素(ZR)和脱落酸(ABA)含量和主要纤维品质指标的变化,分析内源激素含量变化与纤维品质形成的关系。结果表明:不同品种棉花纤维发育中纤维内源激素变化趋势基本相似,其差异主要表现在IAA、GA4、ZR和ABA的含量大小及峰值出现的时间方面。‘新陆早16号’在纤维发育前期有较高IAA、GA4、ZR含量和较低的ABA含量,表现出纤维伸长速率较高、快速伸长时期较长等特征;而且在次生壁加厚期ZR峰值出现较早,有利于棉纤维成熟,从而表现出较优的纤维品质。‘02-DB’在纤维发育前期由于ABA含量较高影响了纤维伸长速率和快速伸长期的时间,同时后期ZR峰值出现晚,使纤维发育受到影响,而最终品质较差。可见,在棉花纤维伸长期IAA、GA4、ZR含量高而ABA含量低、次生壁加厚期ZR峰值出现早则有利于优质棉纤维形成。     

棉花纤维发育相关基因GhPRP10的克隆及其功能分析

利用电子序列拼接结合RT-PCR技术,从12DPA(开花后天数)棉纤维中克隆到1个编码富含脯氨酸蛋白(PRPs)基因,命名为GhPRP10(登录号KP036633)。GhPRP10基因开放阅读框为684bp,编码228个氨基酸,其中脯氨酸(Pro)含量为34.6%。序列分析发现GhPRP10蛋白具有N端信号肽和富含脯氨酸区域,属于第一类PRPs。实时荧光定量PCR(RT-PCR)结果显示,GhPRP10在棉纤维组织中优势表达,在纤维发育过程中的表达量呈现先升高后降低的趋势,在18DPA纤维中表达量最高。利用Gateway技术构建植物过量表达载体,转入烟草BY-2悬浮细胞,表型观察和细胞长度测量结果显示,转GhPRP10基因细胞比野生型细胞显著增长。根据该基因的组织表达特征和转基因细胞表型分析,推测GhPRP10基因在纤维伸长和次生壁合成过程中发挥作用。     

膜下滴灌下土壤深层水分对棉花根系生理及叶片光合特性的调节效应

在新疆气候生态条件下,以土柱栽培棉花（新陆早13号）为试材,通过人工改变播种前60 cm以下土壤含水量,设计有深层水和无深层水处理,并采用膜下滴灌控制生育期间耕层土壤含水量［分别为田间相对持水量的70%（±5%）和55%（±5%）］,探讨土壤深层水分对棉花根系生理及叶片光合特性的影响.结果表明：深层水增强了棉花根系SOD活性和根系活力,提高了植株对土壤深层水的利用率,提高了叶片水势、叶绿素含量、净光合速率和植株光合物质累积量,最终获得了较高的产量和水分利用效率.在有深层水条件下,棉花生育期间耕层水分为55%处理的中下层根系衰老慢、根系活力增强,在一定程度上弥补了生育期间水分亏缺对叶片光合功能的负面效应,但其产量仍显著低于70%处理,而水分利用效率与70%处理无明显差异.因此,在膜下滴灌棉花水分管理中,播种前应重视冬春储备灌,增加土壤深层的贮水量,并通过协调关键栽培技术、适度减少滴水量或延长滴水周期,充分挖掘膜下滴灌节水增产潜力.     

人工合成启动子SAR在拟南芥中的表达分析

利用植物防御基因中的病原诱导响应元件和最小35S启动子(-62～+1),人工合成了启动子SAP,并以GUS基因为报告基因,在转基因拟南芥中分析了合成启动子的表达特性.通过对转基因拟南芥GUS组织染色的分析表明:SAR启动子在子叶、毛刺、根茎交接处和根系中优势表达,在老叶中的表达量高于幼叶,说明SAR启动子具有组织和发育表达特异性.     

豆科模式植物——蒺藜苜蓿

蒺藜苜蓿（Medicago truncatula）是国际上广泛用于研究仅属于豆科植物或者与之有关的某些生物过程的豆科模式植物,这些生物过程无法采用模式植物拟南芥进行研究。蒺藜苜蓿的基因组较小,二倍体,遗传学简单,遗传转化相对容易,再生时间较短。2003年,国际间合作的蒺藜苜蓿基因组测序计划已经启动。文章概述了蒺藜苜蓿基因组测序、生物信息数据库、遗传转化系统以及功能基因组研究工具的研究进展。     

根域限制下水氮供应对膜下滴灌棉花叶片光合生理特性的影响

在新疆气候生态条件下,采用管栽方法,选用棉花新陆早13号和新陆早33号2个品种为供试材料,通过人工限制根系垂直生长深度和水氮供应,测定棉花叶片气体交换和叶绿素荧光参数、光合物质积累等,探讨根域限制及水氮供应对棉花光合生理特性及产量形成的影响。结果表明:与对照相比,相同水氮供应条件下,根域限制处理棉花从开花期至盛絮期叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和光化学猝灭系数(qp)显著降低,尤其在盛铃后期至盛絮期表现明显,但潜在最大光化学效率(Fv/Fm)、实际光化学效率(ΦPSⅡ)未受到影响;盛花期和盛絮期根重均显著降低,但地上部总干物质、蕾铃干物质累积量及籽棉产量均显著高于对照。同一根域容积不同水氮处理棉花开花期至盛絮期的Pn、Gs和Fv/Fm、ΦPSⅡ、qp均表现为W1N1>W0N1>W1N0>W0N0;根域限制条件下适量水氮供应处理盛花期和盛絮期地上部总干物质和蕾铃干物质累积量均显著增加,最终单株铃数、单铃重和籽棉产量均显著高于其它处理。因此,在膜下滴灌棉花根域容积受限制条件下,通过优化生育期水氮供应,能改善叶片光合性能、增加地上部干物质积累量及其向生殖器官分配比例,是挖掘膜下滴灌棉花产量潜力和提高效益的有效途径。     

水氮运筹对膜下滴灌棉花光合特性及产量形成的影响

以不同基因型棉花品种为材料,在土柱栽培条件下研究膜下滴灌条件下水氮运筹方式对新疆棉花光合性能和产量构成的影响.结果表明： 播前灌溉+盛花期前限量滴灌+盛花期后充分滴灌,并配合氮肥基施20%+追施80%的水氮运筹方式（W₄N₂）下,盛花期叶片叶绿素含量、气孔导度（g_s）、净光合速率（P_n）、PSⅡ实际光化学效率（Φ_PSⅡ）和光化学猝灭系数（q_P）均显著低于全生育期常规滴灌处理,非光化学猝灭系数（NPQ）增加,地上部干物质累积量受到限制;盛铃期至吐絮期叶绿素含量、g_s、P_n、Φ_PSⅡ、q_P均随水氮供应量的提高而增大,地上部干物质产生超补偿积累,且有利于光合产物向棉铃的运转与分配.在氮肥基施20%+追施80%的施氮方式下,新陆早13号以播前灌溉+全生育期常规滴灌（W₃）处理的籽棉产量较高,新陆早43号以播前灌溉+盛花期前限量滴灌+盛花期后充分滴灌（W₄）处理籽棉产量最高.因此,在播前灌溉条件下适当减少盛花期前、增加生育中后期水氮供应,可以延长冠层叶片光合功能期,促进光合物质优先向生殖器官分配,充分发挥膜下滴灌棉花的增产潜力.     

用氨基酸分析仪测定棉花幼苗叶片中的还原型谷胱甘肽含量

以3%三氯乙酸提取棉花幼苗叶片中还原型谷胱甘肽(GSH),在2.8mm×80mm色谱柱、柱温54℃、缓冲液流速10mL·h-1、茚三酮溶液流速5mL·h-1、波长570nm的条件下,用Beckman 121 MB型氨基酸自动分析仪测定含量为40~500μmol·L-1的GSH,与色谱峰面积呈良好的线性关系,GSH回收率为99.5%~100.4%,检出限为4μmol·L-1,测定结果的相对标准偏差为0.51%~1.05%。     

光果甘草营养器官不同季节总黄酮消长规律的研究

利用紫外分光光度法对二年生栽培光果甘草不同营养器官、不同季节中总黄酮含量的消长规律进行分析研究,以探索光果甘草中总黄酮含量的消长规律,为生产中确定合理的采收期及其采收部位提供依据。结果显示:不同营养器官中,二年生栽培光果甘草总黄酮含量的高低顺序为:上部叶>中部叶>毛状根>水平根茎>侧根>主根、垂直根茎、上部茎>中部茎、下部茎;4～11月,二年生栽培光果甘草总黄酮含量波动较大,6、9、10月含量较高。综合分析表明:叶和毛状根是总黄酮含量最高的部位,二年生栽培光果甘草最佳采收期为早秋;建议对叶采收入药,综合利用光果甘草资源。     

葡萄病毒B的RT-PCR检测技术研究

旨在建立适合葡萄的葡萄病毒B的RT-PCR检测技术。从感染葡萄病毒B的葡萄皮层中提取总RNA,以其为模板合成cDNA第一链,并利用两对引物分别进行PCR扩增;回收PCR特异扩增产物,与pUCm-T载体连接,并进行转化、重组克隆的筛选、重组质粒的酶切鉴定和序列测定。结果显示,两对引物均能获得与预期片段大小一致长约460 bp和470 bp的扩增产物扩增片段序列与已报道GVB序列(序列号:X75448)的核苷酸同源性均为81%,经反复多次试验证实,利用总RNA为模板合成cDNA并进行PCR扩增检测GVB是准确、可靠的。