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Evolution of pectin synthesis relevant galacturonosyltransferase gene family and its expression during cotton fiber development

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Journal of Cotton Research 2021年第3期4卷 239-260页

作者： fan senmiao LIU Aiying ZOU Xianyan ZHANG Zhen GE Qun GONG Wankui LI Junwen GONG Juwu SHI Yuzhen DENG Xiaoying JIA Tingting YUAN Youlu SHANG Haihong State Key Laboratory of Cotton Biology Key Laboratory of Biological and Genetic Breeding of CottonMinistry of Agriculture and Rural AffairsInstitute of Cotton ResearchChinese Academy of Agricultural SciencesAnyang 455000China School of Agricultural Sciences Zhengzhou UniversityZhengzhou 450000China

Background:Pectin is a key substance involved in cell wall development,and the galacturonosyltransferases(GAUTs)gene family is a critical participant in the pectin synthesis *** and comprehensive research on GAUTs has not been performed in *** of the evolution and expression patterns of the GAUT gene family in different cotton species is needed to in crease kno wledge of the functi on of pectin in cotto n fiber ***:In this study,we have identified 131 GAUT genes in the genomes of four Gossypium species(***,G barbadense,***,and ***),and classified them as GAUT-A,GAUT-B and GAUT-C,which coding probable *** them,the GAUT genes encode proteins GAUT1 to *** GAUT proteins except for GAUT7 contai n a con served glycosyl transferase family 8 domain(H-DN-A-SW-S-V-H-T-F).The conserved sequence of GAUT7 is PLN(phospholamban)02769 *** to c/s-elemet analysis,GAUT genes transcript levels may be regulated by horm ones such as JA,GA,SA,ABA,Me-JA,and IA *** evoluti on and transcription patterns of the GAUT gene family in different cotton species and the transcript levels in upland cotton lines with different fiber st「ength were *** transcript level of GhGAUT genes have been observed before 15 *** the six materials with high fiber strength,the transcription of GhGAUT genes were concentrated from 10 to 15 DPA;while the highest transcript levels in low fiber st「ength materials were detected between 5 and 10 *** results lays the foundation for future research on gene function during cotton fiber ***:The GAUT gene family may affect cotton fiber development,including fiber elongation and fiber *** the low strength fiber lines,GAUTs mainly participate in fiber elongation,whereas their major effect on cotton with high strength fiber is related to both elongation and thickening.

关键词： Cotton fiber development Pectin Galacturonosyltransferases Evolution Transcription patterns

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傅里叶变换红外显微光谱(Micro-FTIR)和X射线衍射(XRD)用于测定棉花结晶度效果比较

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棉花学报 2020年第4期32卷 370-380页

作者：张李鹏张石定许鹏李现常张震范森淼龚举武袁有禄商海红邹华文长江大学湖北荆州434025 中国农业科学院棉花研究所河南安阳455000 安阳工学院河南安阳455000

【目的】使用傅里叶变换红外显微光谱(Micro-Fourier transform infrared spectroscopy, micro-FTIR)结合X射线衍射(X-ray diffraction, XRD)方法研究2个不同品系发育中棉纤维的纤维素结晶度(Crystalline index, CI)变化,验证micro-FTIR法测定发育中棉花纤维素CI的可行性,并用此方法对成熟棉花纤维素CI进行分析。【方法】以陆地棉0-153和海岛棉S-6为研究材料。分别获取这2个品系开花后5~30 d的棉纤维样本,取样间隔为5 d。样本清洗烘干后,获取FTIR和XRD光谱。选择4种不同FTIR结晶度(FTIR-CI)计算方法,分析2个品系棉花纤维不同发育阶段的纤维素结晶度变化,并对FTIR-CI与XRD结晶度(XRD-CI)分析结果进行回归拟合相关性分析。【结果】采用FTIR-CCI(Carrillo-Colom index)法得到的CI与XRD-CI的回归拟合相关性较高,0-153和S-6的决定系数R^2均高于0.9。将基于FTIR-CCI法的CI与XRD-CI的拟合模型用于计算随机选取的18种成熟纤维的CI(IR-CI),结果显示IR-CI虽然准确度较高,XRD-CI也在IR-CI结果的误差范围内,但是其精密度不够理想。【结论】micro-FTIR可以用于棉花纤维发育过程中结晶态纤维素累积变化研究。对FTIR-CCI法计算得到的CI与XRD-CI进行拟合建立的红外显微光谱结晶度模型可用于评估发育中棉纤维的结晶度,但是对于成熟纤维的结晶度,还需要后期使用大量的样品建立优化的研究模型。

关键词：陆地棉海岛棉显微傅里叶变换红外光谱 X射线衍射结晶度

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棉花优异品质及抗性基因挖掘与分子育种

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棉花学报 2017年第B9期29卷 62-71页

作者：商海红于霁雯石玉真巩万奎李俊文吴曼葛群龚举武范森淼袁有禄棉花生物学国家重点实验室/中国农业科学院棉花研究所河南安阳455000

棉花品质、产量、抗性等均是多基因控制的数量性状,其表现型受基因型和环境的共同影响,且纤维品质和产量性状之间存在较大的负相关,采用常规育种手段实现棉花纤维品质与产量的同步改良具难度很大,针对棉花品质、产量、抗性等性状形成的... 详细信息

棉花品质、产量、抗性等均是多基因控制的数量性状,其表现型受基因型和环境的共同影响,且纤维品质和产量性状之间存在较大的负相关,采用常规育种手段实现棉花纤维品质与产量的同步改良具难度很大,针对棉花品质、产量、抗性等性状形成的遗传基础这一关键科学问题,棉花品种分子设计研究团队以陆陆种内分离群体、陆海种间分离群体等材料,交叉利用分子数量遗传学、功能基因组学和分子育种学等研究手段,在陆地棉优质品质及抗性基因挖掘、海岛棉优质品质及抗性基因挖掘以及分子标记辅助方法开发及棉花新品种培育等方面取得了一系列研究成果。为棉花品质、产量、抗性性状形成的同步改良奠定了重要基础。

关键词：棉花纤维品质抗性基因种子品质分子育种

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Evolution of pectin synthesis relevant galacturonosyltransferase gene family and its expression during cotton fiber development

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棉花研究(英文) 2021年第3期

作者： fan senmiao LIU Aiying ZOU Xianyan ZHANG Zhen GE Qun GONG Wankui LI Junwen GONG Juwu SHI Yuzhen DENG Xiaoying JIA Tingting YUAN Youlu SHANG Haihong

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棉花陆海渐渗系次级分离群体产量和纤维品质QTL定位

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棉花学报 2022年第5期34卷 401-415页

作者：杨芮李鹏涛肖向辉李俊文龚举武刘爱英巩万奎商海红葛群卢全伟潘境涛邓晓英范森淼石玉真袁有禄中国农业科学院棉花研究所/棉花生物学国家重点实验室/农业农村部棉花生物学与遗传育种重点实验室河南安阳455000 安阳工学院生物与食品工程学院河南安阳455000

【目的】利用海岛棉渐渗系挖掘与产量和纤维品质性状相关的优异基因/数量性状位点(quantitative trait loci,QTL),为培育高产且纤维品质优异的棉花品种提供有用的信息。【方法】利用优异陆海渐渗系材料MBI9626与高产、适应性广的陆地棉... 详细信息

【目的】利用海岛棉渐渗系挖掘与产量和纤维品质性状相关的优异基因/数量性状位点(quantitative trait loci,QTL),为培育高产且纤维品质优异的棉花品种提供有用的信息。【方法】利用优异陆海渐渗系材料MBI9626与高产、适应性广的陆地棉品种中棉所36构建了包含152个单株的BC_(6)F_(2)次级分离群体,以筛选的109个简单重复序列(simple sequence repeat,SSR)标记检测亲本和群体的基因型,结合多年多代的表型数据,定位产量和纤维品质性状的QTL。【结果】基因型分析表明,MBI9626中中棉所36背景的比例为94.8%。在BC_(6)F_(2)、BC_(6)F_(23)和BC_(6)F_(24)群体中共检测到28个与产量、纤维品质性状相关的QTL,分布在6条染色体上。其中:产量相关的QTL有16个,解释2.25%~6.14%的表型变异,包括6个多年多环境稳定的QTL;纤维品质相关的QTL有12个,解释2.49%~12.30%的表型变异,包括2个多年多环境稳定的QTL。新检测到19个QTL,包括多环境稳定的5个。在D3染色体上鉴定到1个包含6个QTL的QTL簇,该区间包含233个基因,通过基因本体(gene ontology,GO)聚类和KEGG(Kyoto encyclopedia of genes and genomes)通路富集分析,并结合TM-1的转录组数据,筛选出6个可能与纤维发育相关的基因:GH_D03G1428、GH_D03G1466、GH_D03G1518、GH_D03G1570、GH_D03G1586和GH_D03G1640。【结论】本研究检测到28个与棉花产量、纤维品质相关的QTL,为进一步精细定位、候选基因克隆和分子标记辅助选择奠定基础。

关键词：棉花陆海渐渗系产量纤维品质数量性状位点定位

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陆海渐渗系16号染色体纤维长度及强度QTL分子标记辅助选择及聚合效应研究

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棉花学报 2022年第6期34卷 533-545页

作者：高玉洁李邵琦王晓宇牛豆豆卢全伟肖向辉李鹏涛龚举武李俊文刘爱英巩万奎葛群商海红潘境涛邓晓英范森淼陈全家石玉真袁有禄新疆农业大学农学院乌鲁木齐834000 中国农业科学院棉花研究所/棉花生物学国家重点实验室/农业农村部棉花生物学与遗传育种重点实验室河南安阳455000 安阳工学院生物与食品工程学院河南安阳455000

【目的】明确主效数量性状位点(quantitative trait loci,QTL)在陆海渐渗系群体中的分子标记辅助选择效应以及QTL聚合对纤维长度和纤维强度的影响。【方法】以陆地棉中棉所45与海岛棉海1的优质渐渗系MBI7561(BC_(4)F3∶5)为母本,与其轮... 详细信息

【目的】明确主效数量性状位点(quantitative trait loci,QTL)在陆海渐渗系群体中的分子标记辅助选择效应以及QTL聚合对纤维长度和纤维强度的影响。【方法】以陆地棉中棉所45与海岛棉海1的优质渐渗系MBI7561(BC_(4)F3∶5)为母本,与其轮回亲本中棉所45构建次级分离群体BC_(5)F_(2)和BC_(5)F_(2∶3),选择单株继续与轮回亲本杂交后自交,获得BC_(6)F_(2)及BC_(6)F_(2)∶3共2个世代群体材料。利用16号染色体上与已知的3个纤维长度主效QTL(qFL-16-1、qFL-16-4、qFL-16-5)和3个纤维强度主效QTL(qFS-16-1、qFS-16-4和q FS-16-5)连锁的4个简单重复序列标记(CGR6894a、PGML02608、NAU5408和NAU3594)进行检测,评价关联QTL对纤维长度和强度的影响。【结果】q FL-16-1、q FL-16-4、q FL-16-5、qFS-16-1、qFS-16-4和q FS-16-5在陆海渐渗系群体2个世代中均具有显著的遗传效应,4个连锁标记的辅助选择效应明显。3个QTL两两聚合均能表现出显著的累加效应;并筛选出同时聚合到2个以上QTL的纤维品质优良单株。【结论】选择的16号染色体纤维长度与强度相关的QTL在陆海渐渗系群体2个世代中均具有显著的遗传效应,聚合效应显著。该研究为纤维长度及强度的分子标记辅助选择聚合育种奠定了重要基础。

关键词：数量性状位点标记辅助选择棉花纤维长度纤维强度累加效应

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机采棉品种中棉所131选育及栽培技术

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中国棉花 2021年第12期48卷 26-27,39,F0003页

作者：龚举武李俊文石玉真葛群商海红巩万奎刘爱英潘境涛邓晓英范森淼李旭新袁有禄棉花生物学国家重点实验室/农业农村部棉花生物学与遗传育种重点实验室/中国农业科学院棉花研究所河南安阳455000

在湖南省植棉区,中棉所131夏播生育期为103.9 d,植株塔形,叶片中等大小,花药白色,吐絮畅,对脱叶剂敏感,耐枯萎病,耐黄萎病,抗棉铃虫。在2019―2020年湖南省机采棉区域试验中,该品种平均籽棉和皮棉产量分别为3814.43 kg·hm^(-2)和1501.3... 详细信息

在湖南省植棉区,中棉所131夏播生育期为103.9 d,植株塔形,叶片中等大小,花药白色,吐絮畅,对脱叶剂敏感,耐枯萎病,耐黄萎病,抗棉铃虫。在2019―2020年湖南省机采棉区域试验中,该品种平均籽棉和皮棉产量分别为3814.43 kg·hm^(-2)和1501.38 kg·hm^(-2),纤维品质为Ⅱ型。本文介绍了中棉所131的选育过程及其特征特性、产量、纤维品质表现和栽培要点。

关键词：棉花品种中棉所131 优质机采棉栽培技术

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棉花品种中棉所135选育及栽培技术要点

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中国棉花 2022年第1期49卷 32-34,F0003页

作者：龚举武李俊文石玉真葛群周永航商海红巩万奎潘境涛刘爱英邓晓英范森淼李旭欣袁有禄棉花生物学国家重点实验室/农业农村部棉花生物学与遗传育种重点实验室/中国农业科学院棉花研究所河南安阳455000 四川省农业科学院经济作物育种栽培研究所成都610000 中国农业科学院西部农业研究中心新疆昌吉831100

中棉所135在四川省植棉区生育期132 d,株型松散,呈塔形,铃长卵圆形;抗枯萎病、耐黄萎病;抗棉铃虫、高抗红铃虫。2018―2019年四川省棉花品种区域试验中,该品种平均籽棉和皮棉产量分别为3797.88 kg·hm^(-2)和1541.19 kg·hm^(-2)。介绍... 详细信息

中棉所135在四川省植棉区生育期132 d,株型松散,呈塔形,铃长卵圆形;抗枯萎病、耐黄萎病;抗棉铃虫、高抗红铃虫。2018―2019年四川省棉花品种区域试验中,该品种平均籽棉和皮棉产量分别为3797.88 kg·hm^(-2)和1541.19 kg·hm^(-2)。介绍了中棉所135的选育过程、特征特性、纤维品质及其栽培技术要点。

关键词：棉花中棉所135 优质棉栽培技术抗病性抗虫性

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优质棉花品种中棉所127选育及栽培技术

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中国棉花 2021年第1期48卷 30-31页

作者：龚举武代帅袁有禄时增凯葛群石玉真刘爱英陈四维李俊文商海红巩万奎潘境涛邓晓英范森淼李旭欣棉花生物学国家重点实验室/农业农村部棉花生物学与遗传育种重点实验室/中国农业科学院棉花研究所河南安阳455000 新疆中农优棉棉业有限公司新疆石河子832000 四川省农业科学院经济作物育种栽培研究所成都610000

介绍中棉所127的选育过程及其特征特性、产量、纤维品质以及栽培要点。

关键词：棉花中棉所127 优质栽培技术

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基于双泽尼克多项式的多视场稀疏孔径成像

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光学学报 2023年第10期43卷 79-88页

作者：范君柳吴泉英陈宝华陈磊王军王森淼陈晓翌南京理工大学电子工程与光电技术学院江苏南京210094 苏州科技大学物理科学与技术学院江苏苏州215009 江苏省研究生工作站苏州苏大明世光学股份有限公司江苏苏州215028 江苏省研究生工作站苏州一光仪器有限公司江苏苏州215006 苏州明世光学科技有限公司江苏苏州215028

基于双泽尼克多项式推导稀疏孔径光学系统与视场相关的广义光瞳函数,以Golay3稀疏孔径成像系统为例,通过ZEMAX软件进行光学设计和数据拟合获得广义光瞳函数的双泽尼克多项式系数,根据傅里叶变换关系计算得到稀疏孔径光学系统的调制传递... 详细信息

基于双泽尼克多项式推导稀疏孔径光学系统与视场相关的广义光瞳函数,以Golay3稀疏孔径成像系统为例,通过ZEMAX软件进行光学设计和数据拟合获得广义光瞳函数的双泽尼克多项式系数,根据傅里叶变换关系计算得到稀疏孔径光学系统的调制传递函数(MTF),并针对不同视场稀疏孔径光学系统进行成像模拟和图像复原。结果表明,调制传递函数的理论计算结果与ZEMAX设计结果一致,利用双泽尼克多项式可以表示不同视场稀疏孔径光学系统的成像特性。构建与视场相关的维纳滤波器进行图像复原,可有效提高不同视场稀疏孔径光学系统的成像质量。

关键词：成像系统稀疏孔径双泽尼克多项式视场维纳滤波器

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