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行距配置和种植密度对棉花干物质生产及产量的影响

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作物学报 2024年

作者：辛明华秘雅迪王国平李小飞李亚兵董合林韩迎春冯璐中国农业科学院棉花研究所/棉花生物学国家重点实验室中国农业科学院西部农业研究中心

行距配置和种植密度是影响棉花产量和品质的重要因素。当前新疆棉花种植主要采用宽窄行配置，也有等行距配置方式，但对这2种方式的认识尚存在争议。为此，本研究以中棉所88号为供试材料，采用裂区设计，行距配置（等行距和宽窄行）为... 详细信息

行距配置和种植密度是影响棉花产量和品质的重要因素。当前新疆棉花种植主要采用宽窄行配置，也有等行距配置方式，但对这2种方式的认识尚存在争议。为此，本研究以中棉所88号为供试材料，采用裂区设计，行距配置（等行距和宽窄行）为主区，种植密度12×104株 hm-2（D1）、16×104株 hm-2（D2）和18×104株 hm-2（D3）为裂区，开展了2年大田试验，比较研究了行距配置和密度对棉花群体生长发育、干物质积累和分配、以及产量和纤维品质的影响。结果表明，中等密度(16104株 hm-2)下等行距和宽窄行处理组合的叶面积指数（LAI）增速、LAI峰值，以及吐絮期生殖器官生物量的分配比例均高于其他处理组合，且二者无显著差异。各处理组合间的棉花群体生长率（CGR）、净同化率（NAR）和棉铃生长率（BGR）均无显著差异。2年平均，中等密度下等行距和宽窄行处理组合的籽棉产量相当，纤维品质指标也无显著差异。表明，在中等密度下，无论采用等行距还是宽窄行种植模式，均能达到理想的产量和品质。本研究为新疆棉花行距配置和密度选择提供了科学依据。

关键词：棉花单双行配置密度生长指标干物质积累与分配产量及品质

运旱系列小麦品种(系)品质功能基因KASP标记检测

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中国粮油学报 2024年第1期39卷 47-53页

作者：王倩任文斌赵智勇山西农业大学棉花研究所运城044000

为了解运旱系列小麦品种(系)品质相关功能基因组成,利用与高分子量麦谷蛋白亚基、籽粒硬度以及小麦粉色泽等品质性状相关的14个高通量KASP标记对24份运旱小麦进行检测。结果表明,全部供试材料均未检测出1RS/1BL和1RS/1AL易位系;糯性基因... 详细信息

为了解运旱系列小麦品种(系)品质相关功能基因组成,利用与高分子量麦谷蛋白亚基、籽粒硬度以及小麦粉色泽等品质性状相关的14个高通量KASP标记对24份运旱小麦进行检测。结果表明,全部供试材料均未检测出1RS/1BL和1RS/1AL易位系;糯性基因Wx-B1的突变型Wx-B1b占比8.33%;小麦粉色泽相关氧化酶基因优异等位变异Ppo-A1b占比12.5%、Ppo-D1a占比16.67%、Lox-B1a占比91.67%以及TaPod-A1b占比为4.17%;籽粒硬度基因Pinb-D1的突变型Pinb-D1b占比91.67%,Pinb-B2的突变型Pinb-B2b占比25%,未检测到Pina-D1的突变型Pina-D1b;在Glu-A1位点含有高分子量麦谷蛋白优质亚基基因的材料占比83.33%、Glu-B1位点含有优质亚基基因的材料占比4.17%、Glu-D1位点含有优质亚基基因的材料占比33.33%。研究明确了运旱系列小麦品种(系)品质功能基因的组成,为山西省小麦品种的品质改良提供了参考。

关键词：小麦品质 KASP标记

棉花CLASP＿N基因家族的鉴定与生物信息学分析

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分子植物育种 2024年

作者：赵福相王旭文孔宪辉刘丽司爱君乔金鑫韩万里余渝刘金山新疆农垦科学院棉花研究所新疆生产建设兵团种子管理总站

CLASP蛋白调节微管的结构和功能，为了探索CLASP基因的功能，本研究在棉花中鉴定到28个CLASP＿N基因。其中，陆地棉有9个成员，亚洲棉有4个成员，雷蒙德式棉有5个成员，海岛棉有10个成员。利用生物信息学方法对CLASP＿N家族基因进行了... 详细信息

CLASP蛋白调节微管的结构和功能，为了探索CLASP基因的功能，本研究在棉花中鉴定到28个CLASP＿N基因。其中，陆地棉有9个成员，亚洲棉有4个成员，雷蒙德式棉有5个成员，海岛棉有10个成员。利用生物信息学方法对CLASP＿N家族基因进行了分析，结果表明：CLASP＿本研究由国家重点研发计划项目(2022YFD1200300)、天山英才科技创新团队(2022TSYCTD0022)和新疆农垦科学院院级项目(2024YSRC07)共同资助。N 基因的氨基酸长度在1088～2023 aa之间，分子量在121.28～222.34 kDa之间，等电点pI在6.44～9.01之间；在海岛棉中，CLASP＿N 基因分布在A05，A07，A08，A09，D05，D07，D08，D09八条染色体上；系统进化树的结果表明，28个CLASP＿N 基因分为3个不同的亚家族，其中Class1的数量最多，为16个；在海岛棉中，大多数的CLASP＿N 基因具有相似的基因结构与motif组成；顺式作用元件分析表明该家族成员具有多种激素和逆境胁迫相关的调控元件；共线性分析结果表明，CLASP＿N基因大多属于全基因组复制与片段重复事件，并且在四大棉种间具有较高的保守性。除此之外，大多数CLASP＿N基因进化过程中经历了强烈地纯化选择。转录组数据结果表明，在海岛棉中，GB＿D08G2293在纤维发育的后期起着重要的作用，可能控制着纤维强度的品质，GB＿A05G1149与GB＿D05G1133在棉花受到枯萎病菌的胁迫中起到了重要的作用。本研究对解析CLASP＿N基因在棉花生长发育和逆境胁迫中的生物学功能提供一定的参考。

关键词：棉花 SCLASP_N 共线性分析进化分析表达模式分析

超声波辅助农杆菌介导棉花茎尖遗传转化体系的优化

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分子植物育种 2024年

作者：刘金伟李燕姚金波陈伟朱守鸿潘敬文梅拥军张永山中国农业科学院棉花研究所塔里木大学农学院

为建立高效的超声波辅助根癌农杆菌介导的棉花遗传转化体系，本研究以棉花品种TM-1种子中剥取的茎尖分生组织为材料，通过对超声处理参数、卡那霉素浓度、共培养时间、激素处理等影响因素进行优化，获得丛生芽转基因植株。结果显示：以... 详细信息

为建立高效的超声波辅助根癌农杆菌介导的棉花遗传转化体系，本研究以棉花品种TM-1种子中剥取的茎尖分生组织为材料，通过对超声处理参数、卡那霉素浓度、共培养时间、激素处理等影响因素进行优化，获得丛生芽转基因植株。结果显示：以浸泡24 h棉花种子的茎尖分生组织为受体，使用功率为150 W，频率为59 kHz的超声波处理1 min，利用含有eGFP荧光蛋白基因的重组农杆菌侵染转化，共培养3 d时eGFP瞬时表达量最高，在MSB培养基中添加卡那霉素浓度150 mg/L，6-BA 2mg/L、KT 2mg/L和IBA 0.5 mg/L 培养基更适合诱导抗性丛生芽，经eGFP绿色荧光和PCR检测鉴定为转基因阳性植株。本研究为提高以棉花茎尖为外植体的高效遗传转化提供技术参考。

关键词：棉花遗传转化茎尖分生组织超声波激素

连作棉田土壤养分、棉花产量对减施氮肥的响应

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植物营养与肥料学报 2024年第6期30卷 1234-1242页

作者：孟令贻唐江华徐文修娄善伟苏丽丽王晨张俊尧王家勇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 新疆农业科学院经济作物研究所/国家棉花工程技术研究中心新疆乌鲁木齐830091

【目的】研究多年连作棉田减氮量对棉花产量和土壤氮磷钾养分的影响,以及减氮与棉花产量、土壤氮磷钾养分有效性间的关联,为科学减施氮肥、维持新疆棉花的高产高效提供理论支撑。【方法】2020年和2021年在连作10年的棉田进行定位田间试... 详细信息

【目的】研究多年连作棉田减氮量对棉花产量和土壤氮磷钾养分的影响,以及减氮与棉花产量、土壤氮磷钾养分有效性间的关联,为科学减施氮肥、维持新疆棉花的高产高效提供理论支撑。【方法】2020年和2021年在连作10年的棉田进行定位田间试验,供试棉花品种为新农大棉4号。设置常规施氮(375 kg/hm^(2),CK)、减氮20%(300 kg/hm^(2),N2)、减氮40%(225 kg/hm^(2),N4)和减氮100%(0 kg/hm^(2),N0)4个处理。调查了棉花产量,分析了0—20、20—40 cm土层土壤全量和速效氮、磷、钾含量。【结果】在北疆棉田300 kg/hm^(2)氮肥用量处理提高了土壤全磷、速效磷和速效钾含量,两年均值分别比CK处理高出4.04%、44.58%、9.94%(0—20 cm)和2.05%、44.47%、22.60%(20—40 cm);促进了棉花干物质积累,两年棉花平均干物质积累量较对照提高15.66%,利于产量形成,较对照处理分别增产了13.88%(籽棉)和18.10%(皮棉),有效提高了氮素利用效率。灰色关联分析可知,与减氮密切关联的土壤养分指标为土壤硝态氮、铵态氮含量,但与作物产量密切关联的土壤养分指标为土壤速效钾、全磷含量。【结论】在北疆长期连作棉田,将施氮量由375 kg/hm^(2)减至300 kg/hm^(2)可有效提升土壤有效态氮磷含量,进而增加棉花的干物质积累,提高籽棉和皮棉产量,实现节氮增产。

关键词：棉花减氮土壤养分产量灰色关联分析

Gh_D11G050000参与棉花黄萎病抗性的功能分析

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棉花学报 2024年第3期36卷 211-224页

作者：黄俊森王星星杨力裴小雨贺昆仑刘艳改张飞张先亮王军马雄风杨代刚高俊山安徽农业大学生命科学学院合肥230000 中国农业科学院棉花研究所/棉花生物育种与综合利用全国重点实验室/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

【目的】克隆Gh_D11G050000基因,解析其在棉花黄萎病抗性反应中的功能和作用机制,为开展棉花抗病分子育种提供理论依据。【方法】利用生物信息学方法分析Gh_D11G050000基因的序列特征和系统进化关系。通过实时荧光定量聚合酶链式反应(qu... 详细信息

【目的】克隆Gh_D11G050000基因,解析其在棉花黄萎病抗性反应中的功能和作用机制,为开展棉花抗病分子育种提供理论依据。【方法】利用生物信息学方法分析Gh_D11G050000基因的序列特征和系统进化关系。通过实时荧光定量聚合酶链式反应(quantitative real-time polymerase chain reaction, qRT-PCR)分析该基因的表达模式以及大丽轮枝菌(Verticillium dahliae)侵染后的表达量变化。利用病毒诱导的基因沉默(virus-induced gene silencing, VIGS)技术初步验证该基因的功能。通过转录组测序分析和相关基因的表达量测定初步解析其抗病机制。【结果】Gh_D11G050000与Gh_A11G049600和Gr_11G034620蛋白的亲缘关系最近。qRT-PCR分析发现,Gh_D11G050000在棉花根部的表达量最高;该基因的表达量在大丽轮枝菌侵染后显著增加。Gh_D11G050000沉默植株对大丽轮枝菌的抗性减弱,具体表现为茎秆维管束褐变加重,有病菌繁殖的茎段数量明显增加,病株率和病情指数显著升高。转录组及qRT-PCR分析表明,Gh_D11G050000沉默棉株中茉莉酸、乙烯信号通路和木质素合成途径中相关基因的转录水平降低。【结论】Gh_D11G050000通过影响木质素合成基因、茉莉酸和乙烯信号通路相关基因的表达正调控棉花对黄萎病的抗性。

关键词：陆地棉黄萎病 Gh_D11G050000 抗病基因病毒诱导的基因沉默茉莉酸乙烯木质素

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彩色小麦色素性状遗传机理研究进展

麦类作物学报 2024年

作者：蔡岳宋昱李峰于章龙邱玉亮杨运良山西农业大学棉花研究所

彩色小麦富含花青素、蛋白质、维生素、叶酸、硒、锌、铁等营养成分,具有抗氧化、抗炎、抗癌、调节血糖、增强免疫、延缓衰老、预防心血管病等营养食疗功能,是功能营养优质小麦种质资源。常见的彩色小麦主要包括紫粒和蓝粒两大类。紫粒... 详细信息

彩色小麦富含花青素、蛋白质、维生素、叶酸、硒、锌、铁等营养成分,具有抗氧化、抗炎、抗癌、调节血糖、增强免疫、延缓衰老、预防心血管病等营养食疗功能,是功能营养优质小麦种质资源。常见的彩色小麦主要包括紫粒和蓝粒两大类。紫粒色素基因主要在种皮表达,为母性遗传模式;蓝粒色素基因主要在糊粉层表达,是花粉直感效应遗传模式。为深入理解彩色小麦的遗传和分子机理、了解相关研究的前沿进展,本文从彩色小麦中色素积累的遗传特征、染色体定位、遗传作图、分子克隆和机理研究等方面进行全面的回顾和综述,探讨彩色小麦遗传改良的相关问题。

关键词：彩色小麦蓝色糊粉层紫色果皮遗传机理基因挖掘

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棉花开花调控相关基因研究进展

山西农业科学 2024年第4期52卷 150-158页

作者：杨琴莉张晓玲李换丽上官小霞山西农业大学棉花研究所山西运城044000

棉花是重要的经济作物,棉花的早熟性状与株型、产量、品质等关系密切,是育种的重要目标之一。FT(FLOWERING LOCUS T)和CETS(CENTRORADIALIS/TERMINAL FLOWER1/SELF-PRUNING)是调控植物开花的2类重要蛋白,进化上高度保守,皆属于PEBP(Phos... 详细信息

棉花是重要的经济作物,棉花的早熟性状与株型、产量、品质等关系密切,是育种的重要目标之一。FT(FLOWERING LOCUS T)和CETS(CENTRORADIALIS/TERMINAL FLOWER1/SELF-PRUNING)是调控植物开花的2类重要蛋白,进化上高度保守,皆属于PEBP(Phosphatidylethanolamine Binding Protein)家族,FT和CETS通过竞争性结合bZIP转录因子FD或14-4-3蛋白决定植物开花。棉花中PEBP家族基因在调控开花及株型发育方面同样起重要的作用。其中,GhFT基因可促进棉花提早开花,GhFT和GhFD蛋白可与不同的GhGRF蛋白形成有功能的三元复合体来调控SAM(Shoot Apical Meristem)的发育。GhSP、GhCEN基因抑制开花,棉花中降低GhSP、GhCEN的表达则可促进棉花植株的有限生长,导致开花时间提前,果枝变短。表明这2个基因在调节棉花开花和株型发育方面具有较大应用潜力。MADS-box转录因子家族是调控棉花开花的另一类重要转录因子,成员众多,但至今大部分仍未被分离鉴定。为了全面解析棉花开花调控的分子机制,挖掘与开花及株型发育相关的重要基因,利用基因工程技术或CRISPR/Cas9基因编辑技术,定向修饰有利基因,创制早熟性好、株型理想的棉花育种新种质提供理论参考,文章综述了PEBP及MADS-box转录因子在棉花开花调控方面的研究进展。

关键词：棉花开花转变成花素抗成花素 MADS-box转录因子

噻虫胺种子处理对西瓜生长发育的影响及其残留分析

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植物保护 2024年第3期50卷 219-226,233页

作者：姚众季宇超张丽萍刘珍范巧兰常芳娟张贵云山西农业大学棉花研究所运城044000

为明确新烟碱类杀虫剂噻虫胺种子处理对西瓜生长发育和品质的影响,以及在西瓜中的残留状况,本研究以10%噻虫胺种子处理悬浮剂为供试药剂,采用拌种试验,开展噻虫胺对西瓜生长发育的影响及残留分析研究。结果表明,噻虫胺有效成分用量100~2... 详细信息

为明确新烟碱类杀虫剂噻虫胺种子处理对西瓜生长发育和品质的影响,以及在西瓜中的残留状况,本研究以10%噻虫胺种子处理悬浮剂为供试药剂,采用拌种试验,开展噻虫胺对西瓜生长发育的影响及残留分析研究。结果表明,噻虫胺有效成分用量100~250 g/100 kg范围内,对西瓜出苗安全;噻虫胺拌种处理对西瓜苗期的株高、茎粗、叶绿素含量和叶面积有一定的促进作用,随着西瓜的生长促进作用减弱,西瓜出苗后30 d,各处理间差异不显著;噻虫胺各处理西瓜产量均高于空白对照,对西瓜有一定的增产作用;噻虫胺拌种可不同程度地提高西瓜果实中可溶性糖、可溶性固形物含量,提升西瓜的品质;随着西瓜生长发育,叶片内噻虫胺含量逐渐降低,出苗后45 d,叶片内未检测到噻虫胺残留;西瓜收获时果实中未检测到噻虫胺残留,西瓜根部土壤中噻虫胺的残留量在0.0412~0.0975 mg/kg之间。综上所述,噻虫胺100~250 g/100 kg用量范围内处理西瓜种子,对西瓜苗期生长有一定促进作用,并可提高产量,改善西瓜的品质,叶片内噻虫胺含量随植株生长逐渐降低,果实中无残留,本研究为噻虫胺种子处理在西瓜生产实践中合理、安全、高效的应用提供技术支撑。

关键词：噻虫胺种子处理生长发育品质残留

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