温度对棉铃对位叶生理特性及铃重形成的影响

以棉纤维品质差异较大的2个品种为材料,于2005～2006年在江苏南京设置不同播期试验,研究棉铃发育期不同温度对棉铃对位叶保护酶活性及C、N代谢等生理特性的影响及其与铃重形成的关系.结果表明:棉铃发育期日平均温度在23.1℃～24.9℃时棉铃对位叶的可溶性蛋白含量和内源保护酶活性较高,膜质过氧化程度轻,C、N生理活性均强,C/N协调,棉铃平均增重速度较高,棉铃快速增重期延长,易形成大铃;≥27.0℃时可溶性蛋白含量和内源保护酶活性较低、膜脂过氧化程度严重、N生理活性较弱、C/N高,铃重平均增重速度虽高,但快速增重期短,不利于提高铃重;≤20.7℃时可溶性蛋白含量下降快,内源保护酶活性较高,但酶活性下降时间早、速度快,膜脂过氧化程度也严重,可溶性糖转运率低且在对位叶内积累,N生理活性高,C/N低,铃重快速增重期虽长,但平均增重速率低,最终铃重下降.低温下'科棉1号'的对位叶生理活性比'美棉33B'强,铃重也较高.可见,棉铃对位叶保护酶活性高,C/N协调能提高铃重,而适宜的铃期日均温可以提高棉铃对位叶的生理特性.     

氮素对不同开花期棉铃纤维比强度形成的生理基础的影响

于2005年在江苏南京(长江流域下游棉区)和徐州(黄河流域黄淮棉区)棉田设置不同氮素水平(零氮：0 kg N·hm^-2,适氮：240 kg N·hm^-2,高氮：480 kg N·hm^-2)试验,研究氮素对不同开花期棉铃(伏前桃、伏桃和秋桃)纤维比强度形成生理基础的影响.结果表明：与适氮处理相比,零氮处理显著降低了棉铃对位叶氮浓度,增加了C/N,影响程度随开花期的推迟而加大,导致伏桃、秋桃对位叶制造和运输光合产物的能力在棉铃发育中后期大幅度下降,棉纤维的相对生长速率以及纤维发育关键酶蔗糖合成酶和β-1,3-葡聚糖酶活性降低,纤维素快速累积持续期缩短,纤维比强度显著降低;高氮处理显著增加了棉铃对位叶氮浓度,降低了C/N,影响程度随开花期的推迟而降低,其降低了伏前桃、伏桃发育过程中光合产物向纤维分配的比例、棉铃发育前中期的纤维发育关键酶活性及纤维素累积速率,导致其纤维比强度亦显著降低.综合分析认为,适宜的施氮量可以协调棉花的“源库”关系,有利于促进不同开花期棉铃高纤维比强度的形成.与适氮处理相比,零氮处理的伏前桃、伏桃和秋桃纤维比强度分别降低了1.8%、5.8%和13.0%,高氮处理则分别降低了8.2%、7.4%和-2.4%.     

低温条件下外源生理活性物质对棉铃发育的影响

和4月20日（正常播期）、6月15日（晚播）两个播期条件下．对棉花1～4果枝1、2果节棉铃及其对位果枝叶于花后15d和30d涂抹外源生理活性物质：6％蔗糖和0．6％符氨酰胺混合溶液（C＋N）、2％蔗糖和0．2％谷氨酰胺混合溶液（1／3C＋1／3N）及12%蔗精和1．2％谷氨酰胺混合溶液（2C＋2N）．各浓度处理的C／N比值相同。统计正常播期铃龄50d和纤维加厚发育期（铃龄25～50d）日均温分别为28．5℃、28．1℃．晚播铃龄50d和纤维加厚发育期日均温分刖为22．9℃、21．4℃（超过了相应的临界温度21℃和18℃）。试验结果表明．晚播条件下,花后15dC＋N处理以及花后30d 2C＋2N处理促进了氮和可溶性糖的运转．均使铃重增加最大,分别达0．40g和0．58g。3种浓度外源生理活性物质均增加了纤维素的累积量．且于花后30d促进了螺旋角（φ）和取向分布角（ψ）的优化．提高了纤维比强度．其中以2C＋2N处理提高纤维比强度幅度最大．达1．45cN／tex。花后15d以1／3C＋1／3N处理对提高纤维比强度最有利．达2．10cN／tex。     

低温条件下外源物质对棉株不同部位果枝棉铃纤维比强度的影响

在棉纤维加厚发育期20.0℃的日均温条件下,对棉花6~9果枝(中部果枝)和11~14果枝(上部果枝)1、2果节棉铃及其对位果枝叶分别于花后15 d和30 d,外施C/N比恒定的3种外源物质:(1)6%蔗糖和0.6%谷氨酰胺混合溶液(C+N),(2)6%蔗糖、0.6%谷氨酰胺和2μg.g-16-BA混合溶液(C+N+BA),(3)2μg.g-16-BA溶液(BA),研究低温条件下外源物质对棉株不同部位果枝棉铃纤维比强度的影响。结果表明:花后15 d外施C+N+BA可提高棉花上部果枝铃铃重和衣分,花后15 d3、0 d外施C+N+BA均可提高棉花中部果枝铃铃重和衣分。花后15 d3、0 d外施BA均有利于棉花上部果枝铃衣分的提高。花后15 d、30 d外施C+N、C+N+BA、BA均导致棉花上部果枝铃棉纤维的螺旋角和取向分布角变大,纤维比强度降低,但可优化中部果枝铃棉纤维的螺旋角和取向分布角,提高纤维比强度,且以BA处理效果最佳。     

施氮量和种植密度对东北特早熟棉区棉铃生物量和氮素累积的影响

以辽棉19号和美棉33B为材料,研究了不同施氮量(0、240、480 kg ·hm-2)和不同种植密度(75000、97500、120000 plants·hm-2)对东北特早熟棉区棉花棉铃生物量和氮素累积特征的影响.结果表明： 棉花单铃、棉籽和纤维的生物量及其氮素累积随棉花生育进程的动态变化均符合“S”型曲线,种植密度和施氮量可以显著影响棉铃各部分生物量和氮素累积的动态特征,以及棉花产量与品质;在施氮量240 kg·hm-2和种植密度97500 plants·hm-2处理下,单铃、棉籽和纤维的生物量均达到最大,生物量和氮素累积的快速累积起始时间和终止时间较早但持续时间较短,生物量快速累积速率最大,生物量和氮素在铃壳中的分配系数最低,在棉籽和纤维中分配系数最高.     

棉花铃期与棉籽干物质积累模拟模型

基于不同熟性棉花品种的异地分期播种试验,综合量化品种特性、主要气象条件（温度、太阳辐射）和栽培措施（施氮量）对棉花铃期与棉籽干物质积累的影响,基于生理发育时间,建立棉花铃期模拟模型,并基于棉籽生长的“库限制”假设,建立棉籽干物质积累模拟模型.通过量化棉铃对位叶氮浓度的变化,为模型构建氮素效应函数.利用不同生态点的品种、播期和施氮量田间试验资料对模型进行检验,结果表明：德夏棉1号、科棉1号和美棉33B的铃期预测值与实测值的根均方差（RMSE）分别为2.25 d、2.61 d和2.75 d,科棉1号和美棉33B的棉籽干物质模拟值与实测值的RMSE分别为9.5 mg·seed^-1和8.2 mg·seed^-1.表明该模型预测精度较高.     

花铃期土壤持续干旱对棉铃对位叶气体交换参数和叶绿素荧光特性的影响

在盆栽条件下,以杂交棉泗杂3号为材料,以花铃期正常灌水\[土壤相对含水量(SRWC)(75±5)%\]为对照,设花铃期SRWC(60±5)%和SRWC(45±5)%持续干旱50 d两个处理,研究棉铃对位叶气体交换参数和叶绿素荧光参数在持续干旱过程中的动态变化和响应机制.结果表明: SRWC (60±5)%处理0～21 d棉铃对位叶的净光合速率(P_n)、气孔导度(g_s)、胞间CO₂浓度(C_i)下降,气孔限制值(L_s)上升,叶绿素荧光参数无显著变化,P_n下降的主要原因是气孔限制;处理21～49 d棉铃对位叶P_n持续下降,C_i上升,L_s下降,同时最大光化学效率(F_v/F_m)、实际光化学效率(Φ_PSII)和光化学猝灭系数(q_P)显著降低,非光化学猝灭系数(NPQ)先升后降,P_n下降的主要原因是非气孔限制;此时叶片PSII系统受到损伤,光合机构及光合酶系统被破坏,同时成铃强度急剧下降,成铃数降低,导致产量下降.SRWC(45±5)%处理0～14 d棉铃对位叶P_n、g_s、C_i显著下降,L_s急剧上升,F_v/F_m、Φ_PSII、q_P无显著变化,P_n下降主要由气孔限制引起;处理14～49 d,棉铃对位叶P_n缓慢下降,C_i上升,L_s下降,F_v/F_m、Φ_PSII和q_P不断降低,而NPQ先升后降,表明P_n下降主要由非气孔限制引起,同时成铃强度急剧下降,成铃数减少,产量降低.本试验条件下,SRWC(60±5)%和SRWC(45±5)%处理下棉花生长的临界胁迫时间分别为21和14 d.     

高温胁迫对海岛棉光合生理及棉铃发育的影响

该试验于2018和2019年在新疆阿克苏地区阿瓦提县新疆农业科学院试验基地进行,采用田间搭设增温棚的方式于盛花期进行为期 3 d(H3)、6 d(H6)和 9 d(H9)的增温处理,以大田自然状态为对照(CK),研究花铃期增温对海岛棉光合生理及棉铃发育的影响。结果显示：(1)花铃期不同天数高温胁迫均导致棉铃对位叶蒸腾速率(T_r)、胞间 CO₂浓度(C_i)上升, 净光合速率(P_n)下降。(2)随着高温处理时间的延长,棉铃对位叶PSⅡ 的最大量子效率(F_v/F_m)、PSⅡ 的实际光量子产量(Φ_PSⅡ)、光化学淬灭(qP)、光合电子传递的相对速率(ETR)呈规律性降低趋势,而初始荧光(F_o)、非光化学淬灭(NPQ)呈上升趋势,且H3、H6和 H9 处理较CK差异显著(P<0.05),其中各参数快速上升或下降的阶段大多发生在高温持续3～6 d。(3)随着高温胁迫时间的增加,棉籽、纤维干物质量降低趋势明显;单株结铃数、单铃重、衣分、皮棉产量均呈显著下降趋势;高温还影响了棉铃发育,造成棉铃长度、体积减小。研究表明,在短期高温胁迫下,海岛棉铃对位叶光合能力的显著下降,主要是由非气孔因素导致的;持续高温胁迫导致PSⅡ的开放程度减小,电子传递能力下降,光合作用受到抑制,棉铃发育和产量构成因素均受到负面影响,最终导致产量降低。     

土壤盐分对Bt棉铃壳中Bt蛋白含量和氮代谢生理的影响

为探讨土壤盐分对转Bt基因抗虫棉棉铃抗虫性的影响,以2个Bt棉品种‘新棉33B’(盐敏感)和‘中07’(耐盐)为试验材料,设置5个土壤盐分水平(0、0.15%、0.30%、0.45%和0.60%),采用盆栽法研究了不同土壤盐分下Bt棉盛铃期铃壳Bt蛋白含量变化及氮代谢生理特征.结果表明: 铃壳中Bt蛋白含量随土壤盐分的升高而降低,与对照相比(0%),盐敏感型品种在土壤盐分0.15%、耐盐型品种在0.30%以上时,铃壳中Bt蛋白含量显著下降.相同土壤盐分水平下,花后30 d(DPA)铃壳Bt蛋白含量下降幅度明显大于10 DPA.在铃壳Bt杀虫蛋白含量下降显著时,其可溶性蛋白含量明显下降,硝酸还原酶(NR)和谷氨酸丙酮酸转氨酶(GPT)活性显著下降;游离氨基酸含量、蛋白酶和肽酶活性在土壤盐分0.30%以上时显著增加.以上结果说明,土壤盐分影响铃壳的氮代谢,从而引起Bt蛋白合成减弱,中度以上土壤盐分水平会引起Bt蛋白分解加强,从而导致杀虫蛋白表达水平进一步下降.     

棉纤维加厚发育相关物质对纤维比强度的影响

以高、中、低纤维比强度棉花品种科棉1号、美棉33B、苏棉15号和德夏棉1号为材料,研究与棉纤维加厚发育密切相关的可溶性糖、蔗糖和-β1,3-葡聚糖含量动态变化特性及其对纤维比强度形成的影响.结果显示,与中、低强纤维品种相比,高强纤维品种棉花铃龄为10 d时纤维可溶性糖、蔗糖含量高,全铃期内其转化率高且转化彻底,铃龄为24~31 d期间蔗糖累积量高;纤维加厚发育起始期的-β1,3-葡聚糖含量峰值高,其中后期转化迅速而彻底.高强纤维品种棉纤维中可溶性糖、蔗糖和-β1,3-葡聚糖含量动态变化特性利于纤维素累积特性的优化,即快速累积期长、累积速率平缓,易形成高强纤维.研究表明,在物质变化水平上,可溶性糖、蔗糖和β-1,3-葡聚糖含量动态变化特性影响到棉纤维素累积特性,是导致棉纤维比强度品种差异的重要原因.     

Effect of shading on yield,fiber quality and physiological characteristics of cotton subtending leaves on different fruiting positions

Little is known regarding to impact of simulated shading conditions on cotton yield and fiber quality at different fruiting positions. In this 2-year study, our field experiments investigated the effects of shading percentage on the cotton yield, fiber properties, photosynthesis, and carbohydrate concentrations in boll’s subtending leaves during various growing stages at different fruiting positions (FP). Net photosynthetic rate and effective quantum yield of PSII photochemistry decreased in response to shading on both FP1 and FP3 of the 7^th sympodial branches, respectively. Shading also reduced sucrose and starch contents of leaves at each fruiting position. Shading decreased the number and mass of cotton bolls, the fiber strength and micronaire, while the fiber length increased at both fruiting positions. Our results suggested that shading resulted in the reduction of the cotton yield and fiber quality, which are mainly associated with the changes in boll number and alteration of photosynthesis and carbohydrate concentrations during the boll development.     

Response of the enzymes to nitrogen applications in cotton fiber (Gossypium hirsutum L.) and their relationships with fiber strength

To investigate the response of key enzymes to nitrogen (N) rates in cotton fiber and its relationship with fiber strength, experiments were conducted in 2005 and 2006 with cotton cultivars in Nanjing. Three N rates 0, 240 and 480 kgN/hm2, signifying optimum and excessive nitrogen application levels were applied.The activities and the gene expressions of the key enzymes were affected by N, and the characteristics of cellulose accumulation and fiber strength changed as the N rate varied. Beta-1,3-glucanase activity in cotton fiber declined from 9 DPA till boll opening, and the beta-1, 3-glucanase coding gene expression also followed a unimodal curve in 12—24 DPA. In 240 kgN/hm² condition, the characteristics of enzyme activity and gene expression manner for sucrose synthase and beta-1,3-glucanase in developing cotton fiber were more favorable for forming a longer and more steady cellulose accumulation process, and for high strength fiber development.     

苗期遮荫对棉花产量与品质形成的影响

为揭示棉麦两熟共生期遮荫对棉花产量与品质形成的影响。在棉花苗期利用模拟棉麦两熟共生期遮荫的方法进行了研究。结果表明,遮荫对棉铃形成的影响因果枝,果节部位而异,遮荫有利于棉株下（1-3果枝）,中（4-6果枝）,上（7-9果枝）部果枝内围（1-2果节）铃的形成,对外围（≥3果节）尤其顶部果枝（≥10果枝）外围铃形成不利,从而决定铃重也随果枝,果节部位相应地变化,但遮荫对单株平均铃重的影响畔 小,变遮荫棉花籽棉产量而论,下,中部果枝的内围铃籽棉产量高于常规棉,在上,顶部果枝则相反,各部位果枝外围铃的籽棉产量均低于常规棉,遮荫棉花内,外围铃分布为1：0.36(常规棉为1：0.58),产量分布为1：0.42(常规棉为1：0.72)。苗期遮荫对棉纤维,棉籽品质性状的影响也主要在顶部果枝和上部果枝外围铃,综合分析遮荫棉花产量与品质的形成,棉花苗期耐遮荫性品种间存在差异。在本研究中以中9418耐遮荫性最强,中棉所19和春矮早次之。     

Ascorbic Acid Turnover in Cotton Boll as Affected by Foliar Application of Sucrose

Excision of main stem leaf subtending the sympodium decreasedascorbic acid turnover in the developing boll (cotton fruit)on the first node of this sympodium in var. Suvin Gossypiumbarbadense L). Ascorbic acid turnover increased substantiallyin seed cotton and carpels of the boll when sucrose was appliedto the source leaf even though the main stem leaf remained excised.The role of ascorbic acid if any in boll growth appeared tobe linked with sucrose transport. Ascorbic acid, sympodial leaf, sucrose, boll     

花铃期干旱和渍水对棉铃碳水化合物含量的影响及其与棉铃生物量累积的关系

在池栽条件下,以美棉33B为材料,研究花铃期干旱、渍水7 d和渍水14 d处理对棉铃碳水化合物含量的影响及其与生物量累积的关系.结果表明: 干旱处理对下部果枝棉铃铃壳碳水化合物含量的影响较小,降低了中部铃壳碳水化合物含量;干旱处理上部铃壳和渍水处理铃壳可溶性糖、淀粉含量增加,蔗糖含量先降后增,且随渍水持续期延长变幅增大,蔗糖外运受阻加重.与铃壳相比,花铃期干旱和渍水处理对棉籽碳水化合物含量的影响较小.干旱和渍水7 d处理中部果枝棉铃生物量快速增长起始期提前但历时短,下部和上部棉铃生物量累积最大增长速率降低;渍水14 d处理不同果枝部位棉铃生物量累积最大增长速率均降低.相关分析表明,棉铃生物量及其最大增长速率与铃壳可溶性糖和蔗糖含量关系密切.因此,花铃期干旱和渍水影响棉铃蔗糖外运,改变棉铃生物量累积特性,是棉铃生物量降低的原因.
     

Influence of Nezara viridula feeding on cotton yield, fiber quality, and seed germination

The influence of southern green stink bug, Nezara viridula (L.), adults (males and females) and fourth to fifth instars on cotton, Gossypium hirsutum L., boll abscission, seedcotton yield, fiber quality, and seed viability was evaluated in field studies conducted during 2004 and 2005. Cotton bolls representing several age classes ranging from 0-600 heat units were individually infested with a specific gender or life stage of southern green stink bug. Adults and nymphs induced abscission of bolls that accumulated 0-280 heat units after anthesis. Seedcotton yield was significantly lower in bolls infested with adults (males and females) and late instars through approximately 500 heat units after anthesis. Southern green stink bug feeding on bolls significantly affected the physical fiber properties of micronaire (measure of fiber fineness or maturity), strength, uniformity, and fiber length. Discolored cotton lint in the stink bug-infested bolls was more common than in noninfested bolls. Seed germination and development of normal seedlings for seed harvested from stink bug-infested bolls that accumulated < or =500 heat units beyond anthesis were significantly lower compared with noninfested bolls. No significant differences in boll abscission, yield, fiber quality, and seed germination were detected between southern green stink bug males and females or between adults and fourth to fifth instars.     

施氮方式对转基因棉花Bt蛋白含量及产量的影响

为研究氮肥运筹对棉花叶片、棉蕾和棉铃不同器官中Bt蛋白含量的影响,2009—2010年,以抗虫杂交棉中棉所72为试验材料,在大田条件下进行了不同基肥：花铃肥：盖顶肥施氮比例（分别为0:0.4:0.6、0.2:0.4:0.4、0.4:0.4:0.2、0.6:0.4:0）的试验。结果表明,施氮方式对棉花不同器官中Bt蛋白含量有明显影响。总体表现为随着氮肥前移,棉花幼嫩器官中Bt蛋白含量呈明显增加的趋势,而老熟器官中Bt蛋白含量呈明显降低的趋势。施氮方式对棉花幼嫩器官中Bt蛋白含量的影响比老熟器官明显,尤其是对幼嫩叶片Bt蛋白含量的影响大于幼小的棉蕾和棉铃器官。抗虫棉采用基肥：花铃肥：盖顶肥为0.4:0.4:0.2的施氮方式,总体能提高前中期棉花器官Bt蛋白的含量,有利于提高其抗虫性能;减少后期棉花器官Bt蛋白的含量,减轻对环境的压力;而且比其余3种施氮方式的籽棉产量和皮棉产量分别增加4.15%—11.24％、3.73%—12.01%。     

Nucleolar Activity in Differentiating Cotton Fibres is Related to the Position of the Boll on the Plant

Significant differences in nucleolar size at early stages ofcotton fibre development have been observed between bolls ofdifferent fruiting branches. Cutting off the apex or removalof the leaf subtending the cotton boll 6 d before floweringor emasculation followed by an addition of GA₃ resulted in asignificant decrease of the nucleolar size. Excising half ofthe roots had no influence on the nucleolar activity. The differencesin nucleolar size between bolls of the first and fifth fruitingbranches remained significant except in the case where the leafsubtending the boll was removed. Key words: Cotton fibres, nucleolus, gibberellin     

Transport of Radioactivity in Relation to Bracts in the Cotton Plant

[¹⁴C]sucrose was applied to the leaf subtending 14-d-old boll(cotton fruit) with and without bracts, and to bracts alonein var. Suvin (Gossypium barbadense L.). The removal of bractssubstantially enhanced the transport of radioactivity from theleaf to the carpels and seed cotton. When bracts alone weretreated, still larger quantities of radioactivity were incorporatedin the carpels and seed cotton. The bracts appeared to nourishthe developing boll through their own photosynthate and regulatethe transport of assimilate from the leaf. Radioactivity, transport, bracts, boll, carpels, seed cotton