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T-DNA插入筛选棉花枯萎病菌致病力减弱突变体及其侧翼序列分析

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微生物学通报 2024年第5期51卷 1732-1740页

作者：何丹苏飞鸿张李娅宋东博夏红飞顾爱星新疆农业大学农学院新疆乌鲁木齐830052 农林有害生物监测与安全防控重点实验室新疆乌鲁木齐830052 新疆农业大学农学院棉花教育部工程研究中心新疆乌鲁木齐830052

【背景】新疆是棉花生产的主要地区,枯萎病的发生严重影响着棉花的产量。目前,关于棉花枯萎病原菌的发病机制尚无详细报道。【目的】在尖孢镰刀菌突变体库中筛选出致病力降低的突变体并分析其致病基因,以阐明棉花枯萎病菌的致病分子机... 详细信息

【背景】新疆是棉花生产的主要地区,枯萎病的发生严重影响着棉花的产量。目前,关于棉花枯萎病原菌的发病机制尚无详细报道。【目的】在尖孢镰刀菌突变体库中筛选出致病力降低的突变体并分析其致病基因,以阐明棉花枯萎病菌的致病分子机制。【方法】在前期已建立的枯萎病菌突变体库的基础上,对随机挑选的136份突变体致病力进行鉴定,并对其表型和侧翼序列进行分析。【结果】获得5个致病能力明显降低的突变株,突变体B-18的形态与野生型有差异且菌落颜色变为紫色;5个突变体生长速率均降低,其中B-18下降最明显;5个突变体产孢数量均降低。扩增5个突变体,测序后经BLAST比对分析,确定了T-DNA在枯萎病菌基因组的分布情况。【结论】对筛选出的5个致病力缺陷的突变体进行分析并找到致病基因,为研究棉花致病基因的功能和克隆提供了坚实的理论基础。

关键词：棉花尖孢镰刀菌 T-DNA插入突变体高效热不对称交错PCR 致病力

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圆果大赤螨对土耳其斯坦叶螨和二斑叶螨的捕食能力

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中国生物防治学报 2024年

作者：李梦蝶唐洋李坤王佳华李亦松新疆农业大学农学院/棉花教育部工程研究中心/农林有害生物监测与安全防控重点实验室/农业农村部西北荒漠绿洲农林外来入侵生物防控重点实验室

土耳其斯坦叶螨Tetranychus turkestani （Ugarov et Nikolski）和二斑叶螨Tetranychus urticae （Koch）是为害棉花的主要害螨。圆果大赤螨Anystis baccarum （Linnaeus）是农林害虫和害螨的重要捕食性天敌。为明确圆果大赤螨对土耳其... 详细信息

土耳其斯坦叶螨Tetranychus turkestani （Ugarov et Nikolski）和二斑叶螨Tetranychus urticae （Koch）是为害棉花的主要害螨。圆果大赤螨Anystis baccarum （Linnaeus）是农林害虫和害螨的重要捕食性天敌。为明确圆果大赤螨对土耳其斯坦叶螨、二斑叶螨的捕食作用和生物防治潜能，本研究在实验室条件下，测定圆果大赤螨对两种叶螨各螨态的捕食选择性、捕食功能反应及圆果大赤螨自身密度对其捕食的干扰效应。结果表明：圆果大赤螨对土耳其斯坦叶螨和二斑叶螨的幼螨、若螨具有嗜食性（Q＞1），选择系数Q分别为1.87、1.04和1.79、1.12。圆果大赤螨对土耳其斯坦叶螨和二斑叶螨各螨态的功能反应均属于HollingⅡ型，对土耳其斯坦叶螨和二斑叶螨幼螨的捕食能力最强，捕食效能a/Th值分别为18.751和25.391；对若螨的捕食能力次之，a/Th值分别为9.182和10.919；圆果大赤螨对二斑叶螨幼螨、若螨的a/Th值大于土耳其斯坦叶螨，分别高出了35.4%和18.9%；圆果大赤螨对二斑叶螨幼螨、若螨的最大日捕食量1/Th值（43.478、27.029）大于土耳其斯坦叶螨（35.718、22.727），分别高出了21.7%和18.9%。综合比较圆果大赤螨对两种叶螨的a/Th、1/Th值可看出，圆果大赤螨对二斑叶螨的捕食能力强于土耳其斯坦叶螨。圆果大赤螨在捕食两种叶螨时，均存在较强的自身干扰反应和竞争作用，且捕食土耳其斯坦叶螨的种内干扰效应更大。综上所述，圆果大赤螨对土耳其斯坦叶螨和二斑叶螨有较好的捕食能力，是可开发繁殖的生物防治天敌。

关键词：圆果大赤螨土耳其斯坦叶螨二斑叶螨功能反应捕食选择捕食干扰

2种杀虫剂及其与增效剂混用对牧草盲蝽室内生物活性和田间药效

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农药 2024年第9期63卷 675-679+684页

作者：高海龙闫翔叶俊棵胡玉龙王燕茹塔勒哈尔·都曼路伟新疆农业大学农学院棉花教育部工程研究中心自治区农林有害生物监测与安全防控重点实验室中国农业科学院西部农业研究中心

[目的]为了研究噻虫嗪与氟吡呋喃酮及其分别与增效剂混用后对牧草盲蝽的生物活性。[方法]以噻虫嗪、氟吡呋喃酮作为供试药剂，青皮橘油、农用有机硅助剂为增效剂，采用叶管药膜法对牧草盲蝽进行室内生物活性测定，并用茎叶喷雾法进行田... 详细信息

[目的]为了研究噻虫嗪与氟吡呋喃酮及其分别与增效剂混用后对牧草盲蝽的生物活性。[方法]以噻虫嗪、氟吡呋喃酮作为供试药剂，青皮橘油、农用有机硅助剂为增效剂，采用叶管药膜法对牧草盲蝽进行室内生物活性测定，并用茎叶喷雾法进行田间药效试验。[结果]室内噻虫嗪、氟吡呋喃酮对牧草盲蝽LC50值（48 h）分别为25.712、24.113 mg/L，噻虫嗪、氟吡呋喃酮各减量30%后分别与青皮橘油、农用有机硅助剂混配，48 h增效比分别为1.021、2.799、1.046、2.228。田间噻虫嗪在105.00 g a.i./hm2剂量下，施药1 d后对牧草盲蝽的防治效果达到66.63%，具有很好的速效性；氟吡呋喃酮在76.50 g a.i./hm2剂量下，施药3、5、7 d后对牧草盲蝽的防效均在70.00%以上，持效期明显。氟吡呋喃酮推荐剂量减量30%+农用有机硅助剂对牧草盲蝽的防效优于其他处理组。[结论]噻虫嗪、氟吡呋喃酮可有效防治牧草盲蝽，其中氟吡呋喃酮+农用有机硅助剂混配使用后增效作用最佳，可为新疆棉区牧草盲蝽的绿色防控技术提供科学依据。

关键词：牧草盲蝽噻虫嗪氟吡呋喃酮增效剂减施增效

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2种杀虫剂与生物菌剂混用对棉蚜的室内生物活性和田间药效

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农药 2024年

作者：岳磊宋伟佳高海龙叶俊棵塔勒哈尔·都曼赵强路伟新疆农业大学农学院棉花教育部工程研究中心自治区农林有害生物监测与安全防控重点实验室中国农业科学院西部农业研究中心

[目的]明确双丙环虫酯和啶虫脒添加生物菌剂（哈茨木霉菌+枯草芽孢杆菌）后对棉蚜的防治效果。[方法]采用浸叶法进行药剂对棉蚜的室内生物活性测定、用茎叶喷雾法进行田间药效试验。[结果]室内双丙环虫酯、啶虫脒对棉蚜48 h LC50分别为0... 详细信息

[目的]明确双丙环虫酯和啶虫脒添加生物菌剂（哈茨木霉菌+枯草芽孢杆菌）后对棉蚜的防治效果。[方法]采用浸叶法进行药剂对棉蚜的室内生物活性测定、用茎叶喷雾法进行田间药效试验。[结果]室内双丙环虫酯、啶虫脒对棉蚜48 h LC50分别为0.827、2.778 mg/L；双丙环虫酯、啶虫脒添加生物菌剂后48 h LC50分别为0.588、1.039 mg/L，增效比为1.406、2.674。田间药效试验中，双丙环虫酯7.5 g a.i./hm2、啶虫脒21 g a.i./hm2药后3 d对棉蚜的防效分别为90.19%、81.59%，药后14 d防效分别为95.04%、89.79%;2种杀虫剂推荐剂量减量30%+生物菌剂对棉蚜的防效均优于其单剂推荐剂量处理组。[结论]双丙环虫酯对棉蚜的生物活性大于啶虫脒，生物菌剂对2种杀虫剂均具有增效作用。在新疆棉区防治棉蚜时，可将双丙环虫酯列为新烟碱类杀虫剂的替代型杀虫剂进行推广使用，添加的生物菌剂具有开发成新型增效剂的潜力。

关键词：棉蚜双丙环虫酯啶虫脒室内生物活性测定田间药效试验增效作用

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35份棉花品系对黄萎病抗性鉴定及综合分析

新疆农业科学 2024年第1期61卷 9-18页

作者：欧阳单华赵康宋东博柳自清郭旺珍刘燕顾爱星阿扎提古丽·麦麦提图尔艾力卡尔江·艾麦尔新疆农业大学农学院/棉花教育部工程研究中心/农林有害生物监测与安全防控重点实验室乌鲁木齐830052 南京农业大学农学院南京210095 新疆冠丰农业科技有限公司新疆石河子832000

【目的】筛选出品质优、产量高和抗病性强的棉花品系。【方法】以35份棉花品系为研究对象,对该群体18个主要农艺性状进行主成分和聚类分析。【结果】35份棉花品系的各农艺性状变异系数范围为1.67%(整齐度,UI)~43.10%(相对病情指数,IR),... 详细信息

【目的】筛选出品质优、产量高和抗病性强的棉花品系。【方法】以35份棉花品系为研究对象,对该群体18个主要农艺性状进行主成分和聚类分析。【结果】35份棉花品系的各农艺性状变异系数范围为1.67%(整齐度,UI)~43.10%(相对病情指数,IR),其中相对病情指数(IR)、铃数(TBN)、有效铃数(EBN)和单株皮棉产量(LYPP)变异系数较大,1号(4-13)、2号(4-22)、10号(4-2-7-3)和16号(10Q-67-3)相对病情指数小于20,4个品系对黄萎病的抗性较强;单株皮棉产量与各性状之间相关性不一,与品质性状之间也存在制约;5个主成分特征根值分别为5.334、3.423、3.105、1.298和1.105,贡献率分别为29.636%、19.019%、17.249%、7.214%和6.141%,累计贡献率达到79.259%;将35份棉花品系分为四类,第I类和第Ⅱ类品系综合表现为品质优异,抗病性强类群,但产量低;第Ⅲ类品系综合表现为高产类群,但品质差,抗病性弱;第Ⅳ类品系综合表现为耐病性类群,但产量略低,品质略差。【结论】将各类群与主成分综合得分F值排名前10取交集,优异品系为21号(37-129-3)和30号(44-17-8)。

关键词：棉花品系黄萎病相关性分析主成分分析聚类分析

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靶向敲除棉花Gh AGL16高效sg RNA的筛选

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中国农业科学 2024年第6期57卷 1023-1033页

作者：雷建峰尤扬子张锦恩代培红于莉杜正阳李月刘晓东新疆农业大学农学院/棉花教育部工程研究中心新疆农业大学生命科学学院

【目的】AGL16是棉花MADS-box基因家族中一个重要的转录负调控因子，在抵御干旱和盐胁迫过程中发挥着重要作用。利用病毒介导的基因编辑技术（virus-induced gene editing,VIGE）筛选靶向敲除棉花GhAGL16的sgRNAs，并验证这些sgRNAs的... 详细信息

【目的】AGL16是棉花MADS-box基因家族中一个重要的转录负调控因子，在抵御干旱和盐胁迫过程中发挥着重要作用。利用病毒介导的基因编辑技术（virus-induced gene editing,VIGE）筛选靶向敲除棉花GhAGL16的sgRNAs，并验证这些sgRNAs的特异性，为定向创制棉花agl16突变体奠定重要基础。【方法】根据在棉花YZ-1中A亚组和D亚组上实际克隆GhAGL16的基因组序列，预测了3个能靶向敲除GhAGL16的sgRNAs；基于棉花叶皱缩病毒（cotton leaf crumple virus,CLCrV）介导的VIGE系统，构建3个CLCrV-AtU6-26::GhAGL16-sgRNAs表达载体；利用qPCR检测Cas9超表达（Cas9over-expression,Cas9-OE）植株中Cas9的表达量，确定Cas9是否稳定遗传表达；将3个CLCrV-AtU6-26::GhAGL16-sgRNAs表达载体分别转化Cas9-OE棉花子叶，并通过PCR/RE方法检测3个靶点的突变情况；利用生物信息学方法分析3个GhAGL16-sgRNAs的二级结构；对突变植株进行Hi-TOM高通量测序，明确基因编辑效率。同时，对转化GhAGL16-sgRNA2的突变植株进行脱靶率鉴定，检测基因编辑的特异性。【结果】成功构建了3个能同时靶向敲除GhAGL16-A亚组和GhAGL16-D亚组序列的sgRNAs。对不同Cas9-OE植株中Cas9表达量检测结果表明，Cas9在不同Cas9-OE棉株中稳定表达。用3个CLCrV-AtU6-26::GhAGL16-sgRNAs表达载体转化Cas9-OE棉花子叶，PCR/RE突变检测结果表明，GhAGL16-sgRNA2可有效用于GhAGL16的靶向敲除，在棉花A亚组和D亚组靶位点上出现了不同碱基缺失的突变类型，而GhAGL16-sgRNA1和GhAGL16-sgRNA3是2个无效sgRNA。3个GhAGL16-sgRNAs的二级结构分析结果表明，GhAGL16-sgRNA1和GhAGL16-sgRNA3可能存在引导序列容易与其他序列发生配对并且不易解链的现象，干扰了引导序列对目标位点的识别，导致sgRNA无效。进一步量化GhAGL16-sgRNA2对GhAGL16的编辑效率，对每一株转化CLCrV-AtU6-26::GhAGL16-sgRNA2的Cas9-OE植株突变检测结果表明，在转化的9株Cas9-OE植株中有6株发生了突变，突变效率为66.67%。此外，Hi-TOM高通量测序结果表明，GhAGL16-sgRNA2对GhAGL16的编辑效率为13.69%—54.42%。脱靶率鉴定结果表明，预测的4个潜在脱靶位点都没有发现脱靶现象，说明GhAGL16-sgRNA2不仅具有高效的基因编辑效率，而且具有专一的基因编辑特异性。【结论】利用CLCrV介导的VIGE系统转化Cas9-OE棉花筛选获得1个能高效敲除GhAGL16的sgRNA，为定向创制棉花agl16突变体提供了理想的sgRNA。

关键词：棉花 GhAGL16 sgRNA 突变体 VIGE 脱靶

亚磷酸钾复配不同外源物质对化学封顶棉花产量形成的影响

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西北农业学报 2024年第7期33卷 1260-1273页

作者：李欣欣田阳青赵强穆妮热·阿卜杜艾尼吴刚王文庆张家豪占东霞宋兴虎新疆农业大学农学院/棉花教育部工程研究中心乌鲁木齐830000

通过田间试验,探寻亚磷酸钾复配的最优搭配组合,为提高棉花产量和新疆棉花高产高效栽培技术的发展提供新思路和理论依据。试验于2022年在新疆阿克苏地区沙雅县进行,供试棉花品种为‘新陆中84号’,采用随机区组设计,以亚磷酸钾750 mL/hm^... 详细信息

通过田间试验,探寻亚磷酸钾复配的最优搭配组合,为提高棉花产量和新疆棉花高产高效栽培技术的发展提供新思路和理论依据。试验于2022年在新疆阿克苏地区沙雅县进行,供试棉花品种为‘新陆中84号’,采用随机区组设计,以亚磷酸钾750 mL/hm^(2)为主,分别和6-苄氨基嘌呤12 mL/hm^(2)(PHO1)、14-羟基芸苔素甾醇150 mL/hm^(2)(PHO2)、萘乙酸0.18 mL/hm^(2)(PHO3)、吲哚乙酸0.18 g/hm^(2)(PHO4)和胺鲜酯20 g/hm^(2)(PHO5)进行复配,单施亚磷酸钾750 mL/hm^(2)(CK1)和清水(CK2)为对照,在化学封顶(7月5日)和封顶后7 d各喷施1次,分析各处理下棉铃时空分布、干物质积累与分配、光合特性和产量指标。结果表明:各处理均提高叶片光合速率,增加地上部干物质积累量,提高棉花单株结铃数和产量;其中PHO4和PHO5处理均可提高第1果节成铃率,从而增加单株结铃数,分别较对照单株结铃数增加3.09%~17.89%;PHO5处理较对照单铃质量提高1.35%,PHO4处理较对照籽棉产量提高15.76%~19.81%。因此,新疆地区化学封顶后推荐使用750 mL/hm^(2)亚磷酸钾复配0.18 g/hm^(2)吲哚乙酸(PHO4)或复配20 g/hm^(2)胺鲜酯(PHO5),以增加棉花单株结铃数,形成增产效果。

关键词：棉花亚磷酸钾外源物质成铃特性产量

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红蓝光促进陆地棉愈伤组织诱导和增殖

中国农业科学 2024年第4期57卷 638-649页

作者：李凯利魏云晓种智力孟志刚王远梁成真陈全家张锐新疆农业大学农学院/棉花教育部工程研究中心/农业生物技术重点实验室中国农业科学院生物技术研究所

【目的】陆地棉（Gossypium hirsutum）的遗传转化技术存在转化周期长、转化效率低等问题，其中，愈伤组织增殖速度慢是导致棉花转化周期长的关键因素。探究陆地棉愈伤组织增殖的最适光照条件，为缩短棉花转化周期提供技术基础。【方法... 详细信息

【目的】陆地棉（Gossypium hirsutum）的遗传转化技术存在转化周期长、转化效率低等问题，其中，愈伤组织增殖速度慢是导致棉花转化周期长的关键因素。探究陆地棉愈伤组织增殖的最适光照条件，为缩短棉花转化周期提供技术基础。【方法】以陆地棉受体品种WC的下胚轴为外植体诱导愈伤组织，设置红光、蓝光、红蓝光（1﹕1）和白光（CK）4种不同光照处理，研究不同光质下愈伤组织的增殖速度、形态特征，以及相关基因表达水平和相关酶活性的差异，解析光照对愈伤组织增殖的影响并获得最优光照条件。【结果】不同光质对诱导棉花外植体出愈和愈伤组织生长具有明显影响。在4种不同光照处理下，红蓝光相较其他光质具有更显著地促进外植体出愈和愈伤组织增殖的效果，表现为愈伤组织分化时间更短，7—15 d，即与其他处理存在明显表型差异，7 d愈伤组织鲜重红蓝光（0.39 g）>蓝光（0.34 g）>白光（0.24 g）>红光（0.23 g）,15 d时，红蓝光（1.15 g）>蓝光（0.98 g）>白光（0.69 g）>红光（0.51 g），红蓝光照射下的愈伤组织鲜重是白光对照的1.65倍，比单一蓝光或红光照射下的愈伤组织鲜重增加16.5%或125.5%；与此相一致的是，红蓝光处理下，第二周的愈伤增殖率也最高，达14.67%，比红光处理（7.17%）增加1倍多。4种光质下，愈伤增殖及体胚再生相关基因的表达量，红蓝光处理均显示最高。此外，红蓝光处理下愈伤组织的过氧化氢酶（CAT）活性显著提高，活性氧（ROS）含量低于白光对照。【结论】不同光质条件下，棉花外植体的愈伤组织增殖速度不同，红蓝光（1﹕1）促进外植体出愈和愈伤增殖表现最优，其次为蓝光，再次为白光，单独的红光不利于棉花出愈和愈伤增殖。红蓝光（1﹕1）处理诱导光受体及其互作因子、愈伤增殖等相关基因的表达，增强愈伤组织内过氧化氢酶的活性，降低活性氧含量，促进细胞分裂，进而促进愈伤增殖。

关键词：陆地棉红光蓝光愈伤组织增殖速度活性氧

施氮量与种植密度对海岛棉铃叶系统抗氧化特性的影响

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作物杂志 2024年

作者：张承洁王丽胡浩然宁丽云吴一帆张巨松新疆农业大学农学院/教育部棉花工程研究中心

在南疆自然生态条件下，以‘新78’为材料，采用双因素试验设计，主区设置3种种植密度，副区共设4个施氮水平，旨在利用海岛棉源库协调性阐明利于海岛棉的种植密度和施氮量最优组合，为建立新疆海岛棉高产优质栽培技术提供科学依据。施... 详细信息

在南疆自然生态条件下，以‘新78’为材料，采用双因素试验设计，主区设置3种种植密度，副区共设4个施氮水平，旨在利用海岛棉源库协调性阐明利于海岛棉的种植密度和施氮量最优组合，为建立新疆海岛棉高产优质栽培技术提供科学依据。施氮能提高对位叶的叶绿素SPAD值并显著增强棉铃与其对位叶超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）活性，降低丙二醛（MDA）含量，但N2与N3处理之间差异不大；在花后第50天，与不施氮相比，施氮处理棉铃与其对位叶SOD活性增幅分别为2.5%～7.5%与3.9%～7.8%，POD增幅分别为8.3%～22.0%与2.4%～16.1%。增密降低棉铃与其对位叶中SOD、POD活性并增加MDA的含量，但对SPAD值影响不大；在花后第50天，M20的棉铃与其对位叶SOD活性较M24、M28分别增加了3.1%与0.6%、5.2%与3.5%，POD活性较M28分别增加了3.5%与1.4%。M20N2与M24N2组合处理表现出较强的抗氧化能力，M24N2组合皮棉产量与籽棉产量最高，较其他组合处理的增幅分别为1.5%～43.7%与3.1%～45.6%。综上，施氮量为N2(320kg/hm2)且密度为M24(24×104株/hm2)时，海岛棉源库协同抗氧化能力强，籽棉与皮棉的产量均达到了峰值，因此施氮量为320kg/hm2且密度为24×104株/hm2更适宜南疆地区海岛棉的种植。

关键词：海岛棉种植密度施氮量铃叶系统抗氧化特性