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  • 上官艺馨,曹静,季为,陈祥龙,徐鹏,郭琪,沈新莲,徐珍珍
    棉花学报. 2022, 34(5): 369-382. https://doi.org/10.11963/cs20220045

    【目的】筛选具有抗旱或耐盐潜力的陆地棉-异常棉异附加系,并明确体现其抗旱耐盐性的关键生理生化指标,旨在为棉花抗旱耐盐育种提供理论与材料基础。【方法】利用异常棉每条染色体特异的简单重复序列(simple sequence repeat, SSR)标记鉴定陆地棉-异常棉异附加系的基因型;通过表型观察和相关指标测定,筛选出具有抗旱或耐盐潜力的异附加系,并测定其生理生化指标,包括过氧化氢(H2O2)、丙二醛(malondialdehyde, MDA)、脯氨酸(proline, PRO)的含量、SPAD(soil and plant analyzer development)值及过氧化物酶(peroxidase, POD)、过氧化氢酶(catalase, CAT)和超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)的活性。【结果】陆地棉-异常棉异附加系的传递率为34.66%~51.50%;MAAL_1B、MAAL_5B、MAAL_7B、MAAL_8B、MAAL_11B和MAAL_12B具有抗旱潜力,MAAL_4B、MAAL_6B、MAAL_8B、MAAL_9B和MAAL_10B具有耐盐潜力。干旱或盐胁迫下轮回亲本陆地棉苏棉8289和具有抗旱或耐盐潜力的异附加系叶片中的MDA、H2O2和PRO的含量与干旱前或清水对照相比均有不同程度地增加,且轮回亲本的MDA和H2O2含量更高。干旱处理后10 d,与轮回亲本相比,MAAL_1B中CAT和SOD的活性、MAAL_5B中CAT和SOD的活性及PRO含量、MAAL_7B中SOD的活性、MAAL_8B中POD、CAT和SOD的活性及SPAD值、MAAL_11B中POD和CAT的活性以及MAAL_12B中CAT活性及SPAD值显著或极显著提高;350 mmol·L-1 NaCl处理后3 d,与轮回亲本相比,MAAL_6B中POD和SOD的活性及SPAD值、MAAL_8B中CAT活性、MAAL_9B中POD和SOD的活性以及MAAL_10B中SOD活性和SPAD值均显著或极显著提高。【结论】部分陆地棉-异常棉异附加系具有抗旱或耐盐潜力,且可能通过不同的生理生化过程应答干旱或高盐胁迫。

  • 王国平, 刘连涛, 雷亚平, 冯璐, 张永江, 王占彪, 李小飞, 李亚兵, 李存东
    棉花学报. 2022, 34(5): 430-442. https://doi.org/10.11963/cs20220028

    【目的】研究黄河流域棉区机采模式下麦棉配置方式对麦棉产量和棉花早熟性的影响,为麦棉配置方式下的全程机械化管理提供技术支撑。【方法】在76 cm机采棉标准行距的麦棉两熟制下,在河南安阳开展了2年田间试验(2017/2018和2018/2019年度),采用中棉所79和中棉所50,设置W2C1(2行小麦1行棉花)、W3C1(3行小麦1行棉花)和W6C2(6行小麦2行棉花)3种麦棉配置方式,比较和分析了小麦和棉花产量及其构成因素、小麦边行效应,以及棉花生物量,伏前桃、伏桃、秋桃比例,霜前花率和纤维品质主要指标等。【结果】W3C1的小麦产量显著高于W2C1和W6C2,分别高16.2%~43.3%和28.4%~52.3%;有效穗数分别高出29.2%~47.5%和34.9%~53.6%,差异达到显著水平;但W3C1小麦边行与内行的产量(2019年)、单位面积有效穗数(2018年)等指标的差异均显著低于W6C2。不同配置方式间棉花纤维长度、断裂比强度和马克隆值等指标差异均不显著。2年试验中,中棉所50的籽棉产量和收获指数在3种配置方式间均无显著差异,但中棉所79在W3C1下收获指数低于W6C2和W2C1。W3C1配置下,中棉所50较中棉所79节枝比低,生殖生长快,伏桃占比高,壳铃比低,收获指数高,霜前花率高出38.7~54.2百分点;该配置的土地当量比达1.689~1.697,显著高于其他配置方式。【结论】黄河流域麦棉两熟模式下采用W3C1配置与短季棉中棉所50搭配,麦棉系统的土地当量比高,棉花霜前花率高,小麦群体一致性好,增产显著;该配置方式有助于提高麦棉机械化管理水平和种植效益。

  • 冯璐,董合忠
    棉花学报. 2022, 34(5): 458-470. https://doi.org/10.11963/cs20210056

    熟性是作物生长发育快慢和成熟收获早晚的综合表现,通常用播种到成熟收获的生育期或生命周期来表示,是品种生态适应性的重要标志。选用熟性适宜的棉花品种是实现棉花正常成熟、高产优质和及时收获的重要前提和保障,而准确判断和评价棉花熟性则是棉花栽培管理和遗传改良的重要依据。棉花具有无限生长习性,其熟性判断和评价较为复杂,迄今仍存争议。讨论明确了熟性的概念及其主要影响因素(遗传因素、环境因素和栽培措施),总结评述了基于生长特征(第一果枝节位、果枝发生速率和开花间隔、霜前花率等)、生育进程(生育时期、生理终止期、铃未吐絮的上部果枝数、早熟性指数等)以及综合分数的棉花熟性评价指标和方法,提出了创新完善熟性指标、建立健全熟性评价体系和创立创新熟性评价信息采集系统的意见和建议,以期为棉花轻简化机械化生产提供理论和技术支持。

  • 周雪慧, 高二林, 王钰静, 李焱龙, 袁道军, 朱龙付
    棉花学报. 2022, 34(2): 79-92. https://doi.org/10.11963/cs20210047

    【目的】 克隆抗病相关基因GhROP6,解析其作用机制,为开展棉花抗病分子育种提供理论基础。【方法】 利用生物信息学方法系统分析了陆地棉Rho鸟苷三磷酸酶基因(Rho-related guanosine triphosphatase from plants, ROP)家族成员在染色体上的分布及组织表达模式。克隆了GhROP6 Gh_A01G1392.1)基因,通过实时荧光定量聚合酶链式反应、病毒诱导的基因沉默(virus-induced gene silencing, VIGS)技术、拟南芥遗传转化技术及代谢物测定等对该基因进行功能分析。【结果】 在陆地棉中鉴定到28个ROP,其编码的多肽均含有ROP结构,包括4个GTP/GDP结合域、与下游靶蛋白结合的效应结构域和C末端的可变区域。染色体定位分析发现陆地棉ROP家族中24个基因对称分布在A亚基因组和D亚基因组中,另有3个基因分布在D亚基因组。实时荧光定量聚合酶链式反应分析发现,GhROP6在棉花不同器官表达量不同,在花瓣、柱头、开花后10 d的纤维中表达量较高,并受茉莉酸甲酯诱导上调表达。抑制GhROP6表达会降低茉莉酸生物合成相关基因GhLOX1GhOPR3-1GhOPR3-3GhAOC1GhAOS和茉莉酸信号通路相关基因GhMYC2的表达水平,削弱木质素合成相关基因GhCCR-1GhF5H-1GhCCoAOMT-2GhCCoAOMT-3的表达,从而降低棉花对黄萎病的抗性;超表达组成型激活的GhROP6能增加转基因拟南芥茉莉酸-异亮氨酸含量和木质素含量,增强其对黄萎病菌抗性。【结论】 GhROP6可能通过茉莉酸合成和信号通路以及木质素合成代谢参与棉花抗黄萎病反应。