棉花成熟与衰老的影响因素及其调控策略

生长发育、成熟衰老的合理调控是贯穿棉花生产始终的重要问题之一,直接影响棉花的产量和品质。本文从不同方面分析了影响棉花成熟与衰老的因素,阐述了棉花成熟衰老与其遗传特性、生长发育状况、营养状况、种植管理条件及遭受的逆境胁迫和病虫害侵染等有关。此外,侧重介绍了我国棉花成熟衰老调控的主要策略,即棉花种植区划与棉花种植品种熟性的相宜性、棉花生长发育的化学调控和"库源"比例调节、棉花早衰的系统防控技术和脱叶催熟技术等。在此基础上,展望了进一步加强棉花成熟衰老相关领域的基础研究,以合理有效调控棉花生长发育、成熟衰老的过程。     

转ACO2基因优质棉生长特性及其对田间昆虫群落的影响

新型转基因棉花的生长特性及其对棉田昆虫群落的影响是转基因棉花环境安全评价的重点内容,也是转基因棉花环境安全评价过程必须评价的内容。选用新型转ACO2基因棉花及其亲本中棉所24为试验材料,于2013年和2014年在河南安阳进行了田间棉花生长势及其对昆虫群落影响的试验。在棉花苗期、蕾期、花铃期和铃期,转基因棉花叶片干重与其亲本均无显著差异,苗期、蕾期叶面积和比叶面积与亲本无显著差异,花铃期、铃期叶面积与比叶面积均显著高于亲本材料,其中2013年分别比对照高27.1%和26.2%,2014年分别高16.0%和19.9%,差异均达显著水平;株高、主茎叶片数、大铃数、小铃数和蕾铃脱落数均与亲本材料相当,但铃期果枝数显著高于亲本材料;3个棉铃虫(Helicoverpa armigera Hubner)发生高峰期,转优质基因棉花对棉铃虫和甜菜夜蛾幼虫校正死亡率与亲本对照材料无显著差异;昆虫群落、害虫亚群落和天敌亚群落昆虫个体总数均显著高于亲本棉田,两年分别比对照高11.5%、10.5%、33.4%和12.0%、8.1%、63.1%,其中2013年差异达显著水平,2014年由于昆虫发生程度总体较轻,差异不显著,但所属"目"、"科"、"种’、生物多样性指数、优势种昆虫及其优势度与其亲本棉田无显著差异,表明外源基因ACO2导入后,对棉田昆虫发生及其群落结构没有影响,棉花生长势无明显优势,但产量构成性状在部分时期增强。上述研究初步明确了新型转基因棉花生存竞争势态和棉田昆虫群落发生规律与动态,可为新型转基因棉花环境安全评价提供理论依据,同时为转基因棉花环境安全评价积累科学数据。     

国产二代转基因棉研究获突破

据近日举行的"第2代转基因棉花纤维品质研究进展"新闻发布会,中国第2代转基因棉花研究总体跃居世界领先水平,并拥有国际发明专利等自主知识产权,为摆脱高端棉花长期依赖进口的局面打下了坚实基础。由中国农业科学院棉花研究所选育的"中棉所70",利用海岛棉优质渐渗系与转基因抗虫棉品系杂交、分子聚合技术培育而成,纤维长32.5 mm,达到优质棉标准。由中国农业科学     

生物科技快讯

棉花规模化转基因技术平台建成由中国农业科学院棉花研究所李付广博士主持的“棉花规模化转基因技术体系平台的建设及其应用”研究日前完成。研究人员将多种转基因技术进行了有效组装,实现了流水线操作,建立了高效、工厂化的棉花转基因技术体系,年产转基因棉花植株6000株以上,有效降低了转基因运行成本;拓宽了受体的基因型范围,显著提高了转基因效率。利用该技术体系获得的转基因材料育成转基因棉花新品种15个,使国产转基因抗虫棉的市场占有率由1998年的5%上升到2004年的62%左右;在冀、鲁、豫、鄂、皖、苏等6个产棉省累计推广国产转基因棉40…     

外源基因转化棉花育种研究的进展与应用

棉花作为重要的经济作物,新品种的选育和应用对于促进棉花生产至关重要。通过转基因技术将外源基因转化棉花,是棉花育种的新手段。尤其是抗逆、抗除草剂、抗虫、抗病和提高棉花品质的转基因技术研究,有助于加速棉花新品种的培育。棉花的转基因技术主要包括农杆菌介导法、基因枪轰击法和花粉管通道法。利用不同的转基因技术在棉花外源基因遗传转化的育种研究中取得了明显成效,探讨外源基因转化棉花育种研究的进展与应用,为新疆陆地棉的转基因育种研究提供重要参考。     

棉花资源收集、保存、评价与利用现状及未来

截至2010年12月,国家棉花种质中期库共保存棉花种质8868份,保存数量居世界第4位,其中陆地棉7362份、陆地棉野生种系350份、海岛棉633份、亚洲棉433份、草棉18份、野生种32份。共编目8503份,上交数据信息系统7527份,入长期库合格7298份,未能入长期库保存种质2194份。完善了繁殖更新技术,繁殖更新种质6550份,2001-2010年,共向704人次提供11507份棉花种质,年均1150份。2007-2010年对330份优异种质在河南安阳、江苏南京、新疆库车进行了精准鉴定,并进行了优异种质展示。近十年,创造了不同基因源且具有优质、专用、多抗、高产、高效等多个重要性状的优异基因聚合的新种质32份,并分别对12份棉花优异种质,从形态学、系谱和分子标记等方面进行了基因源和利用价值的分析,并定位相关基因。用简单重复序列(SSR)、EST-SSR、AFLP等分子标记,结合一种新方法"十进制数字串条形码",构建了优异种质特有的"分子身份证"。     

我国20世纪棉花害虫研究的主要成就及展望

我国有着悠久的植棉历史,海南岛、云南西部、广西桂林和新疆的吐鲁番等地在距今2000多年以前已经广泛种植棉花。早期种植的棉花种类为草棉和亚洲棉。1865年沿海诸省开始从美国引种陆地棉,1914年后大量引入脱字棉、展字棉和金字棉等陆地棉品种。1950年开始大面积推广岱字棉15,到1958年陆地棉品种基本上取代了草棉和亚洲棉。自引种陆地棉以来,棉花的栽培制度有了较大的变革,如50年代营养钵育苗移栽技术,70年代塑料薄膜覆盖栽培和麦棉套种技术,及80年代新疆地区的“矮、密、早”栽培模式等。陆地棉的引种和栽培水平的提高使棉花生产水平…     

棉花育种行业创新与进展

对2017年国内外棉花遗传育种领域取得的重要研究进展进行了概括性评述。棉花基因芯片技术得到了广泛应用,一批重要产量、品质性状基因获得定位和克隆。棉花全基因组关联分析(GWAS)取得重大突破,陆地棉高密度遗传图谱构建取得重大进展,棉花芽黄、纤维品质性状基因的精细定位及克隆取得较大进展,在棉花转基因新方法、转基因抗虫、抗除草剂新材料等方面进展显著。文中并进一步结合我国棉花发展现状、未来趋势与所面临的机遇,提出了我国棉花发展应采取的一些对策。     

棉花转基因技术和转基因棉花

概述了棉花转基因育种技术和转基因抗虫棉、转抗除草剂基因棉花、转抗病基因棉花、转品质改良基因棉花及天然彩色棉花等的研究概况。     

转基因棉花研发及商业化发展态势

正国内外转基因棉花的研发主要集中于抗虫、抗除草剂、抗病、耐盐碱、抗旱和纤维改良等性状研究,但只有转基因抗虫、抗除草剂和纤维改良等性状得到注册应用。转基因棉花的大规模商业化种植,可以有效控制棉花害虫与杂草并改善棉花纤维品质,显著提高棉花产量,降低生产成本。主要描述了棉花转基因的主要技术和规模化转基因技术体系平台,论述了转基因棉花近年来的总体研发状况及在棉花抗虫、抗除草剂及纤维改良方面的研究进展,分析了全球前四大转基因棉花种植国家(印度、美国、中国和巴基斯坦)转基因棉花的商业化发展态势,并归纳总结了转基因棉花的安全性问题及今后主要的发展方向。     

棉花数量性状基因定位研究进展

棉花的许多重要性状,包括产量、纤维品质、株型、抗病抗逆性、生理生化等都是数量性状,受遗传和环境因子的共同作用。近年来,随着分子生物学技术的进步,棉花基因组研究得到迅速发展,为棉花数量性状基因（quantitative trait locus,QTL）定位奠定了坚实的基础。概述了近十几年来棉花QTL定位研究及分子标记辅助选择的进展,结合研究实践指出了棉花QTL定位及标记辅助选择存在的问题,并对其发展方向做出了初步探讨。     

转cry1Ac+cry2Ab基因棉与转cry1Ac+EPSPS基因棉荒地的生存竞争能力

【背景】此研究为"十二五"转基因生物新品种培育国家项目中创建新的转基因棉花品种环境安全评价技术而设。【方法】以转双价双Bt抗虫基因(cry1Ac+cry2Ab)棉和转双价抗虫、抗除草剂基因(cry1Ac+EPSPS)棉为观察品种,非转基因棉赣棉11号为对照品种,在荒地用撒播和3cm深度播种2种方式,于2011年5月～2012年3月对棉花出苗率、株高、生育进程、棉吐絮瓣数、絮瓣脱落率、自生苗等生存竞争能力进行比较,检测、评价其杂草化的风险,并探讨、验证检测技术的可行性。【结果】在荒地条件下,以2种方式播种的转cry1Ac+cry2Ab基因棉和转cry1Ac+EPSPS基因棉与非转基因棉相比,上述各项指标的竞争能力总体上未表现显著优势。【结论与意义】转cry1Ac+cry2Ab基因棉和转cry1Ac+EPSPS基因棉在荒地条件下生长无杂草化风险。同时,研究证明,在荒地自然生态条件下,可以采用撒播和3cm深度播种方法检测新的转基因棉花品种在生存竞争能力上的杂草化风险,在测评上有互为参照效应,为定性评价新的转基因棉花品种的杂草化风险提供了保障。     

陆地棉基因组测序—开辟棉花育种新篇章

<正>来自中国农业科学院棉花研究所的棉花基因组测序团队,联合北京大学、武汉大学、华大基因、美国农业部南方平原研究中心以及河北农业大学等研究单位,综合利用第二代高通量测序技术并结合BAC末端大片段测序方法,完成了世界上最重要的棉种陆地棉(At Dt基因组)的全序列测定和组装,结束了棉花没有参考基因组图谱的历史.研究结果已于2015年4月20日在线发表在Nature Biotechnology[1]上,这是该团队继2012年发表二倍体雷蒙德氏棉基     

Bt棉花害虫综合治理研究前沿

自1996年以来,全球Bt(Bacillus thuringiensis)棉花应用规模迅速增长,目前已占棉花种植总面积的60%左右,主要种植国家包括美国、澳大利亚、中国、印度和巴基斯坦等。大量研究表明,Bt棉花的大面积种植有效控制了多种靶标害虫的发生危害,从而大幅度减少了化学杀虫剂的使用量;化学杀虫剂的减少使用导致一些非靶标害虫的发生危害明显加重。针对Bt棉花生产中呈现出的害虫新问题,各国分别发展了由农业防治、生物防治、化学防治等不同措施构成的防控技术体系。     

具有疾病的棉铃虫—棉花SIS模型分析

棉铃虫是棉花蕾铃期重要钻蛀性害虫,也是中国棉区蕾铃期害虫的优势种,近年为害十分猖獗,给棉花生产带来了巨大的损失.由于棉铃虫依附于棉花生长,所以研究棉花与棉铃虫之间的依存制约关系对棉铃虫的防治有着重要意义.本文研究易感棉铃虫、感染疾病的棉铃虫和棉花之间的关系,构建"棉铃虫—棉花"的具有疾病的SIS模型,研究了系统的正平衡点和基本再生数R_0,利用了Hurwitz定理证明了正平衡点处渐进稳定性,通过构造Liapunov函数和Dulac定理说明了正平衡点的全局稳定性.数值模拟的结果也说明了所得结论的合理性,同时得出了当R_0 1时,棉铃虫和棉花的数量达到平衡.     

棉花与番茄抗棉花黄萎病不依赖于Ve1

黄萎病是我国棉花的主要病害之一,发掘抗病基因和阐明抗病机制是开展棉花抗病分子育种的基础.本研究将目前唯一的植物抗黄萎病主效基因Ve1分别在本氏烟和陆地棉中超量表达,以探讨其在防控棉花黄萎病中的价值.研究发现,Ve1基因在本氏烟中超量表达后并未对番茄大丽轮枝菌2个生理小种和棉花黄萎病菌产生明显抗性.RT-PCR分析表明,Ve1并不能激活烟草抗病相关基因的表达,推测本氏烟中可能不存在完整的Ve1介导的抗黄萎病信号路径.Ve1超量表达的转基因棉花接种棉花黄萎病菌"V991"后表现出与本氏烟类似的结果,同时发现,陆地棉对番茄大丽轮枝菌1号生理小种表现出高抗性.利用番茄抗/感黄萎病近等基因系"Craigella GCR218"/"Craigella GCR26"进一步研究发现,2个番茄材料均对棉花落叶型强致病力黄萎病菌"V991"免疫,这暗示番茄对棉花黄萎病菌的抗性不依赖于Ve1.分子鉴定表明,棉花黄萎病菌与番茄大丽轮枝菌1号和2号生理小种存在明显区别,番茄大丽轮枝菌1号和2号生理小种均属于非落叶型黄萎病菌.本研究中鉴定的棉花黄萎病菌均不含有ave1基因,这可能是在棉花中超量表达Ve1并不能增强其棉花黄萎病菌抗性的直接原因.通过病毒介导的基因沉默,在抑制GbSERK1的表达后能显著削弱海岛棉对黄萎病菌的抗性,证实"海7124"中存在类似于Ve1的下游抗病信号路径.本研究还对棉花类受体蛋白的进化以及Ve1抗病信号路径在棉花抗黄萎病机制研究中的价值进行了探讨.     

Advance in insect pest management in Bt cotton worldwide

自1996年以来,全球Bt(Bacillus thuringiensis)棉花应用规模迅速增长,目前已占棉花种植总面积的60％左右,主要种植国家包括美国、澳大利亚、中国、印度和巴基斯坦等.大量研究表明,Bt棉花的大面积种植有效控制了多种靶标害虫的发生危害,从而大幅度减少了化学杀虫剂的使用量;化学杀虫剂的减少使用导致一些非靶标害虫的发生危害明显加重.针对Bt棉花生产中呈现出的害虫新问题,各国分别发展了由农业防治、生物防治、化学防治等不同措施构成的防控技术体系.     

1991—2010年中国棉花病虫害经济损失分析

【目的】棉花病虫害发生种类繁多和暴发频繁,是威胁我国棉花安全生产的重要因素,但对其变化趋势与实际危害损失不清楚。【方法】本文利用中国植物保护统计数据、棉花产量数据和农田土地覆盖类型分布遥感数据,重点分析了中国1991—2010年20年期间棉花病虫害发生面积、防治程度、挽回损失量、挽回损失率和实际损失率的变化趋势。【结果】分析结果表明:1)1991到2010年棉花虫害发生面积、防治面积分别下降24.2%和15.1%,但由于害虫发生强度增加15.9%,导致虫害防治后挽回损失量和实际损失量仍分别增长25.3%和22.4%;而棉花病害发生面积、防治面积、防治后挽回损失量与实际损失量都分别增加了16.2%,38.3%,303.8%和175.4%。2)无论是发生面积、防治面积、防治后挽回损失量拟或实际损失量,棉花虫害造成的影响程度均高于病害。3)尽管开展了一系列控制措施,但棉花病虫害实际损失率还是从1991年的4.0%上升到2010年的5.7%;其中,由于虫害引起实际损失量从1991年的19.06万t到2010年的23.33万t,病害引起棉花实际损失量从3.90万t到10.72万t。4)1991—2010年20年期间棉花病虫害主要分布在我国黄河流域和新疆地区。【结论】我国棉花病虫害危害仍严重,而且未来有加重的趋势。建议加强农田景观变化和气候变化等对棉花病虫害发生与灾变的风险评估和监测预警,开展区域性棉花病虫害综合治理研究,并建立相应的对策。     

山东省棉花害虫的发生和综合防治技术

菏泽市地处鲁西南 ,是山东重点棉区之一 ,常年种植面积 1 0万 hm2 - 30万 hm2。棉蚜、棉铃虫是棉花害虫的优势种 ,自九十年代以来 ,由于生态、气候、品种等变化 ,对棉花害虫发生产生了较大影响 ,同时给防治工作提出了新的问题 ,为此我们进行了以防治棉铃虫为主的棉花害虫综合治理技术的研究 [1 - 5] ,现综述如下 :1　棉花种植结构的变化二十世纪九十年代以来 ,菏泽市棉花种植结构发生了显著变化。一是由于种植结构调整 ,蔬菜、果树面积扩大 ,棉花种植面积调减。 2 0 0 1年全市植棉 1 9.5万 hm2 ,较 1 992年 2 9.6万hm2 减少 34.2 % ;二是纯…     

棉花基因组结构进化研究进展

近年来,随着测序技术的发展,棉花多个亚基因组相继被测出,在全基因组水平上对棉花基因组结构与进化就有了新的认识。多倍化在植物进化过程中是普遍存在的,最新的研究表明,棉花在其进化过程中经历了复杂的多倍化过程,也造成了棉花的基因组结构异常复杂。本综述概述了棉花基因组的研究进展,包括棉花经历的全基因组加倍、比较基因组学在棉花基因组学中的应用、棉花基因组进化情况等方面进行了介绍和综述,并对其在棉花其他亚基因组中的应用研究进行了展望。