陆地棉产量性状QTLs的分子标记及定位

用我国的高产栽培品种泗棉3号和美国栽培品种TM-1为材料,构建F₂和F_2∶3作图群体,应用301对SSR引物和1040个RAPD引物,对产量性状QTLs进行了分子标记筛选,结果共筛选出了37对SSR多态性引物和10个RAPD多态性引物的49个位点,鉴定出了控制产量性状变异的主效QTLs。定位于第9染色体的连锁群,分别具有控制铃重、衣分和籽指的主效QTLs,铃重的2个QTLs分别解释F_2∶3群体表型变异的18.2%和21.0%;在F₂群体检测到的1个衣分QTL解释表型变异的25%,另一个衣分QTL在F₂群体和F_2∶3群体都检测到,解释F₂群体衣分的24.9%的表型变异,解释F_2∶3群体衣分的5.9%的表型变异;在F_2∶3群体铃重的一个QTL的同一位置同时检测到一个籽指QTL,它解释15.6%的表型变异,是一因多效或是紧密连锁的两个QTLs,有待进一步研究。本研究标记的产量性状主效QTLs可用于棉花产量性状的标记辅助选择。     

陆地棉EST长度多态性与其SSR分布特征相关性分析

目的:分析陆地棉EST长度多态性与其SSR分布特征的相关性。方法:从NCBI公共数据库下载陆地棉EST序列,应用SSRIT搜索SSR,分析20 000条无冗余的EST序列。结果:在剔除低质量和冗余的序列后,得到全长为7 363.878kb的无冗余EST序列7 322条,其中含有SSR位点的EST序列数520条,占被分析EST比例的2.60%。长度在400bp以下的EST序列含SSR的比例为1.46%;长度在400bp以上的EST序列含SSR的比例为8.94%。在1～6bp的重复基元中,二核苷酸重复基元的SSR重复频率最高,占总数的63.46%,其次是三核苷酸,占总数的34.04%。二核苷酸类型(AG)n、(AT)n和三核苷酸类型(AAG)n、(ACC)n、(ACT)n、(AAT)n是SSR的主要重复基元。结论:棉花EST-SSR可用于棉花分子标记,为有针对性设计陆地棉EST-SSR引物奠定基础。     

陆地棉GhSAD2基因克隆与表达特征研究

Δ9硬脂酰 ACP 脱氢酶基因(GhSAD2)是脂肪酸合成代谢过程中关键的去饱和酶基因,为明确该基因在棉花脂肪酸合成代谢中的功能,该研究克隆了陆地棉GhSAD2基因,并对该基因的序列特征、进化关系及表达特性进行分析。序列分析显示,GhSAD2基因（GenBank登录号为KX197920）cDNA全长1 188 bp,编码396个氨基酸,具有脂肪酸去饱和酶家族2个高度保守的组氨酸簇EENRHG和DEKRH,分别位于氨基酸的185和271位。系统进化分析显示,GhSAD2基因与可可树的同源基因进化关系非常接近。qPCR分析显示,GhSAD2基因在叶中的表达量高于茎和根,且在花后25 d的种子中表达量达到最高值。低温胁迫诱导结果表明,GhSAD2基因在不同程度低温处理下均有上调表达,6 h表达量最大,之后逐渐下调。研究表明,GhSAD2基因可能对棉子油不饱和脂肪酸的合成具有重要作用,同时在棉花抗寒方面也起一定的生理作用。     

陆地棉栽培品种转复合启动子控制下的cry 1Ac3基因获得高效抗虫植株

以根癌土壤杆菌( Agrobacterium tumefaciens )介导法分别将植物表达载体pBinMoBc和pBinoBc导入陆地棉( Gossypium hirsutum L.)栽培品种"新陆早1号"、"晋棉7号"、"晋棉12号"和"冀合321".pBinMoBc携带有高效启动子复合OM启动子控制下的 cry 1Ac3基因,pBinoBc携带有35S启动子控制下的 cry 1Ac3基因.经过共培养、卡那霉素筛选抗性愈伤组织及体细胞胚的诱导,得到了再生植株.对T2代的PCR、Southern blotting、ELISA检测及Western blotting证明 cry 1Ac3基因已整合入受体棉花基因组并得到表达.抗虫性检测表明转基因后代对棉铃虫( Heliothis armigera ) 具有良好的抗性,转pBinMoBc T2代与转pBinoBc T2代相比,对棉铃虫具有更快的致死速度.本研究建立了一套高效的陆地棉栽培品种转化体系;进一步的检测结果表明,复合OM启动子可以提高外源基因的表达量从而增强转基因棉的抗虫性.     

陆地棉×比克氏棉育成种质系的同工酶和RAPD分析

为了从分子水平上检验野生棉遗传特性向陆地棉转育的结果以及育成种质之间的遗传差异,通过等电聚焦电泳和RAPD技术,对来自科遗181陆地棉品系与野生比克氏棉杂交后代的6个遗传稳定的不同种质系及其亲本的过氧化物酶同工酶图谱和DNA指纹图谱进行了分析。结果如下（1）6个种质系的基本酶谱特征均倾向于陆地棉亲本,但在其中2个种质系的过氧化物酶图谱中,观察到各具有1条等电点值（PI）为4.85的野生亲本的特征带;（2）DNA指纹图谱的分析表明,不同种质系之间在基因组水平上具有高度的异质性。并且在OPO10和OPO112个引物的扩增图谱中观察到4个育成种质系具有野生比克氏棉亲本的特征带。     

陆海BC_4F_3和BC_4F_(3:4)代换系纤维产量与品质的表型评价

对陆海BC4F3和BC4F3:4代换系群体的纤维产量与品质的表型性状进行初步评价分析,结果表明,群体代换系各性状平均值与轮回亲本中棉所45相近,但群体内部个体间仍存在丰富的遗传变异,其中不乏超越中棉所45的材料。从中筛选20个纤维品质突出单株(株行),2年的上半部平均长度高于30.00 mm,断裂比强度高于31.0 c N/tex,表现较好的一致性和稳定性,为进一步棉花纤维品质育种提供了选择材料。     

陆地棉GhSUMO基因的克隆与黄萎病菌诱导表达分析

SUMO化修饰与植物抗病防御、信号转导和耐旱等有着直接的关系.本文以抑制差减杂交(suppression subtractive hybridization,SSH)技术获得SUMO的EST为信息探针,对棉花EST数据库进行同源搜索和电子克隆,获得了全长为396 bp的SUMO基因编码区cDNA全长,我们将该基因命名为GhSUMO,推测该基因编码95个氨基酸.分别以抗黄萎病陆地棉品种豫棉21号的cDNA和DNA为模板,对该基因进行了PCR扩增验证,测序结果表明,GhSUMO基因序列与电子克隆序列一致,且没有内含子.蛋白序列分析表明,该蛋白具有保守泛素结构域和C端双Gly的断裂/连接位点,以及保守的疏水表面和Ulp1-Smt3互作位点.系统进化分析表明,该蛋白与蓖麻的同源序列表现了最高的相似性,与其它双子叶植物同源序列次之,而与单子叶植物的相似性较低.棉苗接菌后实时定量PCR结果显示,该基因表达量在接黄萎病菌的量48 h后明显上调,96 h达到未接菌对照的5倍以上.GhSUMO基因可受黄萎病菌诱导表达,表明该基因在陆地棉抗黄萎病的机制中可能发挥重要作用.     

陆地棉体细胞胚胎发生过程的cDNA-AFLP分析

以陆地棉标准系TM-1未经诱导的下胚轴、下胚轴经诱导40 d的愈伤组织和胚性愈伤组织为材料,利用cDNA-AFLP差异显示技术对陆地棉体细胞胚胎发生过程中的cDNA差异表达进行了初步分析.经反转录获得3个不同时期的cDNA,利用180对引物组合进行AFLP分析,结果表明,在总共显示的约3 000条谱带中,其中38条为胚性愈伤组织中所特有的差异谱带.对这些差异片段进行克隆、序列测定和同源性分析,其中12个差异片段同已知陆地棉、雷蒙德氏棉和亚洲棉不同发育时期器官的EST序列高度同源,其相似性达到90%以上.结果说明,棉属在形态建成早期（胚胎发育阶段）,其特定器官的相关基因已经表达.     

陆地棉组织培养中再生植株的形态解剖学研究

在显微和超微水平不同层次上对陆地棉(Gossypium hisutum L.)再生植株中正常苗和玻璃苗叶及根端的形态结构进行了观察比较。结果表明:试管玻璃苗叶表面凹凸不平,气孔下陷,萎缩变形,表皮细胞形态不规则,排列不整齐,叶表面蜡质分布不均匀,其数量也较少;叶肉无明显的栅栏组织分化,细胞中叶绿体含量少、形态小,结构异常。超微结构显示,大部分叶肉细胞中叶绿体基粒片层分布少而含较多的基质片层,其它细胞器如线粒体、高尔基体、内质网等含量少或缺。叶脉维管组织发育不良,导管分子数目少,木质化程度低,根尖短而细,生长点仅由少数具分生能力的细胞组成,根冠细胞大,但数量少。正常苗形态结构基本类似于实生苗。     

陆地棉（Gossypium hirsutum）绒毡层细胞间的胞质通道

陆地棉（Ｇｏｓｓｙｐｉｕｍｈｉｒｓｕｔｕｍ）绒毡层细胞间的胞质通道王毅,娄成后,杨世杰（北京农业大学农业生物学院．北京１０００９４）用透射电镜的系统观察表明,陆地棉纺毡层细胞分化过程中在细胞壁间有胞质通道的形成。小孢子母细胞减数分裂前,绒毡层细胞间由...