南疆海岛棉与埃及棉、美国皮马棉纤维发育过程中的生理生化变化
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棉花纤维伸长发育基因概述说明以及解释1. 引言1.1 概述棉花纤维伸长发育基因是指在棉花生长过程中,参与调控纤维细胞伸长和发育的基因。
棉花纤维作为一种重要的自然纤维材料,在农业经济、纺织工业以及生物学研究领域都具有巨大的潜力和价值。
了解并研究棉花纤维伸长发育基因,对于促进棉花产业的发展以及推动生物学研究和遗传改良具有重要意义。
1.2 文章结构本文将首先概述棉花纤维伸长发育基因的相关背景,包括其定义、特点以及研究历史。
接着,将详细介绍棉花纤维伸长过程及其相关机制,并对最新的研究进展进行总结和分析。
随后,将阐述棉花纤维伸长发育基因在农业经济、纺织工业以及生物学研究中的重要性并进行论证。
同时,也将解释目前关于该领域存在的问题与挑战,包括基因识别和功能验证难题、环境因素对基因表达的影响问题以及转基因技术与品质改良的争议问题。
最后,将对本文进行总结,并提出对棉花产业发展以及生物学研究和遗传改良的未来展望。
1.3 目的本文的目的是系统概述和说明棉花纤维伸长发育基因的研究现状以及其在农业经济、纺织工业和生物学研究领域中的重要性。
通过分析现有研究进展和存在的问题与挑战,旨在为棉花产业提供启示与建议,并探讨棉花纤维伸长发育基因对生物学研究和遗传改良的影响。
通过本文的撰写,我们希望能够促进棉花产业的可持续发展,推动相关领域的科学进步。
2. 棉花纤维伸长发育基因棉花纤维的伸长发育过程是指棉花纤维从萌发到成熟的生长过程。
在这个过程中,许多基因参与了调控和影响棉花纤维的生长和发育。
这些基因通过编码蛋白质的方式,直接或间接地控制着棉花纤维的伸长速率、长度和强度等相关性状。
2.1 纤维伸长过程棉花纤维从胚乳表皮中不断产生并向外侧伸长,最终形成由几千万个多细胞组成的果皮。
在整个伸长过程中,纤维的细胞壁需要不断合成和松弛,以适应日益增长的长度。
此外,还有一系列赋予纤维特殊结构和功能的转录因子、激素信号传导相关基因参与其中。
2.2 基因调控机制棉花纤维伸长的基因调控机制非常复杂。
新疆农业大学硕士学位论文棉花纤维不同发育阶段蛋白质组的比较分析姓名:王娟申请学位级别:硕士专业:生物化学与分子生物学指导教师:范玲;石庆华2010-06棉花纤维不同发育阶段蛋白质组的比较分析 摘要棉花纤维是从胚珠外表皮细胞分化而来的单细胞,是纺织工业的重要原料,具有重要的经济价值。
其分化和发育过程由四个相互重叠的时期组成。
在棉纤维发育过程中,有大量蛋白发生改变。
研究这些与棉纤维发育相关的蛋白,并探讨其功能,不仅可以深入认识棉纤维伸长和纤维素生物合成的机制,还可以为改良棉花纤维品质奠定基础。
本研究以陆地棉徐州142为材料,比较了三种不同蛋白质提取方法以及不同裂解液组成对双向电泳的影响,并在蛋白上样量和染色方法等方面进行了探索与优化。
结果表明,利用饱和酚-甲醇醋酸铵法提取的棉花纤维蛋白,其蛋白含量较高,且SDS-PAGE 电泳条带清晰;样品溶解于含有硫脲和CHAPS的裂解液中,其蛋白溶解度增加;不同的蛋白上样量比较结果表明,第一向等电聚焦固相pH梯度胶条(7 cm)的最适上样量为125 µg;同时,经改良后的考马斯亮蓝法染-脱色后,2-DE图谱的背景清晰,分辨蛋白斑点数增加。
利用差异蛋白质组学比较了棉花纤维伸长及初生壁形成期(10 DPA)和次生壁增厚期(25 DPA)蛋白质组的变化;利用PDQuest软件分析各个差异蛋白在10 DPA和25 DPA 棉花纤维中的相对表达量,选取质量好、重复性高的15个蛋白质点进行MALDI-TOF-MS 鉴定。
于NCBI上进行数据查询,这15个蛋白分别是F-box家族蛋白、肌动蛋白、ß-微管蛋白、F1-ATP合成酶、ATP酶ß亚基、膜联蛋白、磷酸甘油酸酯激酶I、胞质苹果酸脱氢酶、S-腺苷-L-高半胱氨酸水解酶、谷氨酰胺合成酶、Cu/Zn超氧化物歧化酶、profilin、4-香豆酸辅酶A连接酶。
上述蛋白参与能量代谢、碳代谢、细胞周期调控和发育等。
不同纤维品质棉花纤维发育过程中内源激素含量变化及与品质的关系白玉林;韩春丽;勾玲;张旺锋;韩焕勇;罗宏海【期刊名称】《新疆农业科学》【年(卷),期】2008(045)A02【摘要】研究棉纤维发育过程中内源激素含量的变化,认识激素对纤维品质的调节效应,为人工调控纤维品质提供依据具有重要意义。
选择新疆棉区4个纤维品质不同的棉花为材料,探讨棉纤维发育过程中内源激素含量的变化及与纤维品质形成的关系。
结果表明:不同品种棉花纤维发育过程中纤维生长素(IAA)、赤霉素(GA3)、玉米素(ZR)和脱落酸(ABA)的变化趋势基本相似,其差异主要表现在IAA、GA3、ZR和ABA的含量大小及峰值出现的时间。
新陆早16号在纤维发育前期有较高含量I从、GA3、ZR和低含量的ABA,表现出纤维伸长速率较高,快速伸长时期较长;在次生壁加厚期ZR峰值出现较早,有利于棉纤维成熟,纤维品质表现较优。
02-DB在纤维发育前期较高含量的ABA影响了纤维伸长速率和快速伸长时期,同时后期ZR峰值出现的晚,影响纤维发育,最终品质较差。
【总页数】7页(P5-11)【作者】白玉林;韩春丽;勾玲;张旺锋;韩焕勇;罗宏海【作者单位】石河子大学;新疆兵团绿洲生态农业重点实验室,新疆石河子832003【正文语种】中文【中图分类】S562.023【相关文献】1.不同纤维品质棉花纤维发育过程中内源激素含量变化及与品质的关系 [J], 白玉林;韩春丽;勾玲;张旺锋;韩焕勇;罗宏海2.棉纤维发育过程中内源激素含量和过氧化物酶活性的变化及其与纤维素累积和纤维比强度关系的研究 [J], 韩焕勇;罗宏海;勾玲;张旺锋;韩春丽3.棉花纤维发育过程中内源激素含量和纤维品质变化及其关系研究 [J], 白玉林;韩春丽;勾玲;张旺锋;罗宏海4.彩色棉纤维发育过程中超分子结构变化与纤维品质的关系 [J], 张美玲;宋宪亮;孙学振;陈二影;赵庆龙;李宗泰5.内源激素调控棉花纤维发育及品质的研究进展 [J], 张丹丹;王安可;刘伟;祝水金;陈进红因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
海岛棉发育进程中叶绿素含量的变化规律摘要选用4个海岛棉品种,研究了黄河流域种植条件下,海岛棉整个发育进程中叶绿素a含量、叶绿素b含量、叶绿素a+b含量和叶绿素a/b值的变化规律。
结果表明,在整个生育期,不同材料的叶绿素a含量、叶绿素b含量、叶绿素a+b 含量和叶绿素a/b值的变化规律相似,叶绿素a含量表现为现蕾期最高,现蕾至花铃期下降,并达到最低,然后又上升;叶绿素b含量和叶绿素a+b含量表现为整个棉花生育期呈现单峰曲线,峰值出现在花铃期;叶绿素a/b值的变化规律为6月18日至7月20日缓慢升高,然后下降,在8月6日花铃期最低,然后升高。
关键词海岛棉;叶绿素含量;发育进程;变化规律海岛棉(Gossypium barbadense)是纺织工业纺高档纱的重要资源,目前我国仅在南疆有少量种植,其产量远远不能满足纺织工业需要,我国海岛棉主要依赖进口。
海岛棉具有高抗病、生长旺盛、品质优良等特性,但是产量较低。
目前黄河流域棉区还未能推广种植,但实验田的海岛棉却表现高抗病虫,植株高大、粗壮,叶大色绿。
叶片是植物光合作用的主要器官,叶片中的叶绿体是光合作用最主要的细胞器[1],叶绿素含量是衡量光合作用强弱的重要因素[2,3]。
植物叶绿素含量及叶绿素a/b值在一定程度上受环境条件的影响,同时还受遗传控制。
海岛棉叶绿素含量的变化研究将有助于了解海岛棉的光合作用机制,为解决海岛棉低产和黄河流域的引种驯化提供依据。
海岛棉的叶绿素含量已有了一些研究[4-7],但整个发育进程中叶绿素含量变化未见报道。
笔者对4个海岛棉品种整个发育进程的叶绿素变化规律进行了研究,期望为黄河流域海岛棉引种驯化和高产生理研究提供数据支撑。
1材料与方法1.1试验材料试验在河南科技学院棉花研究基地进行。
供试材料为4个海岛棉品种,分别为新海18、海岛棉1号(本实验室保存)、跃零1号和跃零2号(中国农业科学院棉花研究所品种资源室提供)。
2009年5月20日进行大田播种,按照常规大田管理方式管理,在棉花6月18日(5片真叶苗期)、7月4日(现蕾期)、7月20日(始花期)、8月6日(花铃期)和8月26日(吐絮期)取样,样品取自同期棉花相同部位的全展功能叶片。
棉的分类(按原产地)
人类对棉纤维认识和使用已有着悠久的历史,但究其原产地及品质仍可分为四类:
1、陆地棉,起源于中美洲和加勒比海地区,后经人类长期栽培驯化,形成了适合热带、亚热带和温带地区广泛栽培的类型,占世界棉纤维产量的90%以上,纤维长度为21~33毫米,细度为4500~7000米 /克,商业上习称细绒棉,除说明是长绒棉外,国内市场90%的棉纱都属于此类。
2、海岛棉,原产南美洲安第斯山区,现主要分布在秘鲁、巴西、美国、埃及、苏联中亚地区、中国新疆地区。
海岛棉以纤维长(达33~45毫米)而细(6500~9000米 /克)、有丝光、强度高(4.5~6克)著称,商业上习称长绒棉,市场上说的埃及棉、匹马棉、新疆长绒棉就属于此类。
3、亚洲棉,,又称中棉,是被人类栽培和传播最早的棉种,由于纤维粗短(15~25毫米),商业上习称粗绒棉。
因其不适于中支纱机纺,且产量低,已于50年代为陆地棉取代,现在印度、巴基斯坦、缅甸、孟加拉、苏丹等地仍有一定栽培面积,市场上所说的便宜的印度纱、巴纱大都属于此类。
4、草棉,又称非洲棉,原产于非洲南部,由于纤维粗短,商业上也称为粗绒棉,近年已几乎绝迹。
棉纱是棉纤维经纺纱工艺加工而成的纱,经合股加工后称为棉线。
根据纺纱的不同工艺,可分为普梳纱和精梳纱。
普梳纱是用棉纤维经普通纺纱系统纺成的纱;精梳纱是用棉纤维经精梳纺纱系统纺成的纱。
精梳纱选用优质原料,成纱中纤维伸直平行、结杂少、光泽好、条干匀、强力高,这类棉纱多用于织造高档织物。
按纺纱原理又分为自由端纺纱(如气流纺、赛络纺)和两端握持纺纱(如环锭纺、紧密纺),其中赛络纺和紧密纺是较为先进的纺纱技术。
棉花纤维研究报告棉花是世界上最重要的纤维作物之一,是最主要的纺织原料之一。
棉花的纤维质量是影响棉花价值的关键因素之一。
本文通过对棉花纤维的研究,探讨棉花纤维的性质、结构、生长及其影响因素等方面的问题,以期为棉花产业的发展提供一定的参考和指导。
一、棉花纤维的性质1. 物理性质棉花纤维的物理性质是指其长度、直径、强度、伸长率、柔软度、弹性等特性。
棉花纤维的平均长度为25-30mm,直径为0.02-0.04mm,强度为2.5-5.5g/d,伸长率为5-7%。
棉花纤维的柔软度和弹性较好,适合制作高档纺织品。
2. 化学性质棉花纤维的化学性质是指其成分、含量、结构等特性。
棉花纤维主要由纤维素、蛋白质、脂肪、灰分等组成,其中纤维素含量占80%以上。
棉花纤维的结构主要由微纤维和纤维束组成,微纤维是由纤维素分子组成的细小结构,纤维束是由多个微纤维组成的大结构。
二、棉花纤维的结构棉花纤维的结构分为三个层次:分子层次、微观层次和宏观层次。
1. 分子层次棉花纤维的分子层次是指纤维素分子的结构。
纤维素是由β-葡聚糖分子组成的线性高分子,其结构中含有大量的羟基和各种官能团,使其具有一定的亲水性和亲油性。
2. 微观层次棉花纤维的微观层次是指微纤维和纤维束的结构。
微纤维是由纤维素分子组成的细小结构,直径为3-5nm,长度为几百到几千纳米。
纤维束是由多个微纤维组成的大结构,直径为20-30μm,长度为数毫米。
3. 宏观层次棉花纤维的宏观层次是指纤维的形态和结构。
棉花纤维呈长细管状,通常有一个中空的管腔。
纤维表面有微小的鳞片状结构,使得纤维之间可以相互扭曲,增加了纤维之间的摩擦力,提高了纤维的拉伸强度。
三、棉花纤维的生长棉花纤维的生长是一个复杂的过程,涉及到多个生理和环境因素的影响。
1. 生长过程棉花纤维的生长分为四个阶段:初生、膨大、成熟和老化。
初生阶段是指棉籽中的毛细胞开始分裂和扩张,形成初生纤维;膨大阶段是指初生纤维进入加速生长期,纤维长度和直径不断增加;成熟阶段是指纤维停止生长,开始转化为纤维素和其他物质;老化阶段是指纤维开始退化,失去弹性和柔软度。
南疆海岛棉预试品系早熟丰产优质性状的因子-聚类分析作者:范君华,刘明来源:《农学学报》 2017年第10期0 引言南疆是中国唯一的海岛棉产区和出口基地,已有63 年(1955—2017) 种植和17 年原棉出口的悠久历史。
在全球86 个植棉国中仅有美国、埃及、中国等几个国家能生产海岛棉,中国新疆出产的海岛棉属于“世无我有、世有我优”的稀缺农产品。
中国海岛棉产业的科技进步对国计民生、纺织、汽车、航空、国防等工业以及整个国民经济的发展都具有举足轻重的作用。
南疆海岛棉生产在确保国家优质棉供给,促进南疆经济发展,“富民固边、稳疆兴疆”方面具有重要的战略意义。
海岛棉种质的创新或新品种选育是海岛棉产业链的源头性工作。
在海岛棉育种工作中,新育成品种(系)有着较多优良性状,因而被作为重要的种质资源。
合理地评价海岛棉种质资源,是海岛棉育种工作的重要环节,也是其育种的基础。
研究海岛棉资源的特性及分类是亲本和杂交组合选配的基础,为确定今后的育种目标,扩大种质的利用,以提高选择的效率和鉴定的准确性。
海岛棉早熟性、产量、品质之间关系错综复杂,受品种遗传、环境、栽培条件的影响。
因子分析是一种利用降维的方法,将多个具有相关关系的指标综合为少数几个主因子,以便合理解释原变量的相关性。
前人在粮食作物[1-6]、豆类[7-9]、麻类[10-11]、蔬菜[12-14]、经济作物[15-18]、花卉[19]、中药[20-21]、南荻[22]、蓖麻[23]等作物广泛应用,在陆地棉资源、新品种、区试及预备试验[24-31]以及新疆彩色棉[32]已有报道,其结果对相应区域的棉花育种和生产都有较高的理论参考价值,对海岛棉[33]的研究仅限于新海18 号以前的老品种的数量性状的报道,截止2016 年新疆海岛棉品种已审定命名至新海58 号。
有关国内海岛棉(Xinhai Cotton,新海棉)品种(系)区域试验的报道极少[35]。
美国海岛棉(Pima Cotton,皮马棉)品种(系)区试报告由美国农业部从1993 年至2012年连续20 年向世界发布;亚利桑那州的Marana、Maricopa 和Safford 农业中心皮马棉品种区试结果连续3年(1995、1997、1998)、7 年(1992—1998)和10 年(1994—2003)相继进行了报道[36-42];加利福尼亚州(美国皮马棉主产区)的PIMA SJVCB VARIETY TRIALS测试报告2009—2014年连续6年网上发布。
《科技论文写作》海岛棉不同铃位叶片的抗坏血酸变异性学院:植物科学学院班级:农学民17-1班学号: 1011112111姓名:阿依努尔·塞麦提任课教师:文卿琳海岛棉不同铃位叶片的抗坏血酸变异性作者:阿依努尔·塞麦提(塔里木大学植物科学学院,农学民(17-1)班,学号101111211)摘要:海岛棉种植方式不同对棉花单株或铃的空间分布的影响,随着种植次数的增加,海岛棉的成玲呈现的向中上都转移的趋势。
种植方式不同对产量及构成因素产生较大的影响,随着密度增加,个体生长受到抑制,单株有效结铃明显下降,单铃重叶表现出一定程度的页面影响,南疆主栽培海岛棉品种为材料,分析不同开花期棉铃各组生理,生化特征,提高海岛棉高产稳定。
海岛棉高产栽培中应保一定的株高,节数,搭起丰产架子的同时促进中上部节位的次位铃开花成玲粒,先分将棉株高度及充分发挥出来。
关键词:海岛棉叶片抗坏血酸变异性前言:海岛棉是特纺工业的重要原料,因其纤维细长,强力高,成纱能力强的特点,纺织价值远高于陆地棉,在国内外用作高支纱的原料,我国自改革开放以来,随着纺织工业的执猛发展,海岛棉已从过去主要用于缝纫线,轮胎帘子线,降落伞等少数特种产品扩展到衬衫,内衣,手帕,涤棉混纺等高档民用织物,海岛棉生产对于提高我国纺织产品档次。
1.本课题的研究的目的、意义、国内外研究现状与分析1.1本课题的研究的目的和意义海岛棉原产于南美洲,中美洲和加勒比地区。
因曾大量分布于美国东南沿海及其附近岛屿,故称海岛棉。
最早广泛栽培海岛棉是南美洲的智利到厄瓜多尔地区,以后陆续传入北美州,非洲的埃及,苏丹和亚洲的一些国家。
世界著名的埃及棉原属海岛棉种,在埃及经长时间选育驯化,品质优良,产量较高,种植面积也最广。
中国生产长绒棉已有较长历史,是已海岛棉相似的品种。
这个棉种最初分布在云南开远,广东海南岛,福建南部等地区,大都为多年生海岛棉。
20世纪50年代,首先在新疆引种苏联一年生海岛棉获得成功,后又经多次棉种更换,现在新疆地区大面积推广的“新海绵”和“军海1号”等品种,纤维品质已符合纺织工业的要求。
南疆海岛棉与埃及棉、美国皮马棉纤维发育过程中的生理生化变化一、课题来源及课题研究的目的与意义1、课题来源由指导老师指定。
2、本研究的意义我国是世界最大的棉花生产国和消费国。
棉花是我国最主要的经济作物之一,国民经济中占有重要地位。
棉花是最主要的纤维作物,随着中国加入WTO,对棉花纤维品质的要求越来越高。
棉纤维的品质主要决定于纤维素,也受棉纤维发育过程中可溶性蛋白质、可溶性糖、纤维素、过氧化物酶(POD)、果胶质和过氧化氢酶(CAT)的变化的影响。
3、本研究的目的本研究以海岛棉与埃及棉、美国皮马棉为研究材料,探讨棉纤维发育过程中可溶性蛋白质、可溶性糖、纤维素、过氧化物酶(POD)、果胶质和过氧化氢酶(CAT)等与棉纤维发育之间的关系,以期为棉花的高产稳产和育种研究提供资料。
二、国内研究现状及分析棉花,是锦葵科棉属植物的种籽上被覆的纤维,绝大多数亚热带国家都有生产。
植株灌木状,在热带地区可长到20尺高,一般为4~6尺。
花朵乳白色,开花后不久转成深红色后凋谢,留下绿色棉铃,棉铃内有棉籽,棉籽上的茸毛从棉籽表皮长出,即棉纤维。
棉纤维细胞具有均一、同步生长、没有细胞分裂的特点,这就为细胞分化的研究提供了较理想的系统。
近年来,由于新的生化及分子生物学技术的应用,使得棉纤维分化和发育的研究获得迅速发展。
棉纤维发育中各种生理生化变化,对棉纤维的发育都有不同的影响。
前人在对棉纤维发育过程中溶性蛋白质、可溶性糖、纤维素、POD和CA T的变化等方面进行的研究中发现,可溶性蛋白质、CA T 和POD 抑制纤维伸长,促进纤维加厚发育,而可溶性糖与其作用不同,促进纤维伸长,脱水成熟期可溶性糖含量低则表明纤维强度较好,纤维素均匀沉积有利于高比强度纤维的形成。
可溶性蛋白质、POD、CAT 对纤维的伸长发育可能有抑制作用;可溶性糖为细胞的分裂生长提供能量,在棉纤维细胞伸长阶段迅速增加,有利于纤维素的合成。
可溶性糖含量在脱水成熟期呈下降趋势,纤维素含量达到最高。
董合忠、郑继有等在干旱条件下棉纤维细胞POD 活性变化及其与纤维伸长的关系中,发现花铃期缺水干旱引起棉纤维胞壁POD 和可溶性胞质POD 活性升高, 而胞壁蛋白质含量和胞质蛋白质含量以及纤维细胞伸长生长的速度却明显降低。
干旱条件下胞壁POD 活性升高是纤维伸长生长受抑的主要原因之一。
王水平、沈曾佑等在棉纤维细胞伸长生长与过氧化物酶和IAA氧化酶的关系的研究中,棉纤维细胞于开花当天从棉胚珠表皮上发生, 随即开始伸长生长, 呈S型生长曲线。
棉纤维细胞的可溶性蛋白、过氧化物酶活性和IAA氧化酶活性同伸长生长的关系不大, 而离子型结合的细胞壁蛋白质含量、过氧化物酶活性和IAA氧化酶活性同棉纤维细胞的伸长生长关系较大, 表现在棉纤维细胞快速伸长期活性较低, 而在伸长生长停止时出现活性高峰, 同棉纤维细胞的伸长生长有负相关现象。
詹少华、林毅等在天然棕色棉纤维发育过程中生化物质变化规律的研究中,以白色棉泗棉3号为对照, 测定4种棕色棉各发育阶段纤维中主要生化物质含量及其动态变化规律, 分析了棕色棉纤维各发育时期生化物质含量与棕色棉纤维色素含量相关关系。
结果: 棕色棉纤维40DPA含水率、10DPA还原糖含量低于白色棉, 30- 40DPA还原糖含量高于白色棉。
白色棉20DPA 可溶性蛋白质出现高峰期, 棕色棉相应的蛋白质高峰期出现在25DPA, 棕色棉纤维生长的各阶段纤维素的含量均低于白色棉; 棕色棉和白色棉, 含水率、还原性糖、可溶性蛋白质的含量都随着棉纤维发育不断降低, 而纤维素含量不断增加。
成熟棉纤维色素含量与10DPA还原性糖含量、30- 40DPA纤维素含量负相关达到显著水平( p< 0. 05), 与35DPA 还原性糖含量正相关达到极显著水平( p < 0. 01), 与15DPA纤维素含量负相关达到极显著水平( p< 0. 01)。
上述研究对象为棉纤维,但其研究地点多是内地,且品种单一,对南疆地区海岛棉与埃及棉、美国皮马棉棉纤维发育过程中得生理生化变化也鲜有报道,因此有必要对南疆海岛棉与埃及棉、美国皮马棉棉纤维发育过程中得生理生化变化进行研究。
生理生化物质的分析具有很多的干扰因素,比如:气象因素(光照、温度、降水)、土壤的肥力、棉花的品种、生长发育期。
因此在进行材料的采集的设计上,一定要考虑样品种植的区域划分、管理条件的设计、采集样品的选择(位置、数量、)、采集时间的设定。
综合本地的棉花种植情况,由于南疆的棉花种植多采用的是地膜覆盖技术,在进行样品的采集时,尽量考虑地埂的位置以及经典的植物的边缘效应,从而使样品的采集具有公平化。
三、课题所涉及的任务及可行性分析1、课题所涉及的任务本课题通过在南疆进行的大田试验,着重考察小区海岛棉与埃及棉、美国皮马棉纤维发育过程中的生理生化指标,通过对可溶性蛋白质、可溶性糖、纤维素、过氧化物酶(POD)果胶质和过氧化氢酶(CA T)等物质的测定,为棉花的高产稳产和育种研究提供理论依据。
并在研究的过程中了解和掌握农业科研实验试验设计的基本原理和方法,掌握有关生理指标的化学分析方法,学会在实验中灵活运用相关实验仪器,运用所学知识分析和总结实验数据并得出科学的结论。
2、可行性分析(1)本次试验的材料海岛棉与埃及棉、美国皮马棉易于获得;(2)植物科学学院实验室具有研究该课题的一切实验条件,并且指导老师刘明从事棉花生理生化方面的教学与科研工作,对该课题的研究思路和研究方法非常熟悉,对课题顺利开展提供可靠保证;(3)本人通过查阅相关的文献,对棉纤维发育过程中的生理生化指标的相关研究有一定了解,在指导教师的帮助下,通过仔细查阅书籍、期刊,适当进行调研及相关实验等,能保证该课题的顺利完成。
四、重点研究、关键的问题及解决思路1、本课题需要重点研究的、关键的问题(1)在样品的种植方面会进行标准统一化的种植和管理;(2)对于样品的采集要进行严格的规划,这些早期准备一定要在进行合理化、规范化。
后期工作就是对于海岛棉与埃及棉、美国皮马棉棉纤维中可溶性蛋白质、可溶性糖、纤维素、过氧化物酶(POD)果胶质和过氧化氢酶(CA T)等物质的测定2、解决思路(1)以棉花开花当天为基准点,单株单蕾挂牌,从棉花开花(0 d)取材直到开花后50 d 为止,每隔5 d 取一次。
(2)按需要用分析天平称取不同重量样品用纱布包好并挂好标记,保存于-70℃冰箱,用于测定纤维细胞中可溶性蛋白质、可溶性糖、纤维素(材料烘干)含量和果胶质、CAT、POD 活性等生理生化指标。
数据处理用Excel 统计分析软件完成。
五、完成本课题所必须的工作条件及解决的办法本课题所用棉花种子易于获得,本课题试验我校试验站进行,该实验站具有完成本课题研究所必需的基本条件;同时我院实验室具备完成本课题研究所需的各类需要仪器设备如:分光光度计、电子天平、恒温水浴锅、数据软件等。
六、完成本课题的工作方案及进度计划1、实验方案1)可溶性蛋白质含量的测定。
棉纤维不同发育阶段的可溶性蛋白质含量采用考马斯亮蓝G250 染色法测定。
样品中蛋白质的含量(μg /g)=[C×Vt]/[Vs×W]式中,C 为从标准曲线上查得样品测定管中含蛋白质的量(μg),Vt 为提取液总体积(mL),W 为样品鲜重(g),Vs 为测定时取用体积(mL)。
2)可溶性糖含量的测定。
棉纤维不同发育阶段的可溶性糖含量采用蒽酮比色法测定。
根据吸光度从标准曲线上查出相应的糖含量,按下列公式计算出样品的含糖量:可溶性糖含量=C×V×W×106 ×100%式中,V 为植物样品稀释后的体积(mL),C 为提取液的含糖量(μg /mL),W 为植物组织鲜重(g)。
3)纤维素含量的测定。
棉纤维不同发育阶段的纤维素含量采用蒽酮比色法测定。
纤维素含量=[(C×n)/(W×106)]×100%式中,C 为从标准曲线上查得样品测定管中纤维素含量(μg),n 为样品稀释倍数,W 为样品干重(g)。
4)过氧化物酶(POD)活性的测定。
棉纤维不同发育阶段的POD 活性采用愈创木酚法测定。
以每分钟内ΔA470变化0.01 为1 个酶活性单位(U)。
用四邻甲氧基苯酚作标准母液,在470 nm 波长下测定吸光度,制作标准曲线。
POD 活性[U/(g•min)]=(ΔA470×Vt)/(W×Vs×t)2、工作进度安排第一阶段2012-2013第一学期:第1—5周资料准备阶段,大量阅读与该课题相关的资料及相关论文,酝酿课题实施方案及相关措施,撰写开题报告。
第6—10周以及暑假实验材料的种植,进行定苗、除草、松土、打药、打顶等田间管理工作,定期取样,根据开题报告及指导老师对课题内容完成形式的要求按任务书计划进行室内外实验,收集实验数据得到相应的结果。
及时听取指导老师的意见,完善实验措施。
第二阶段2012—2013第一学期:第1—5周定期取样,按任务书计划进行室内外实验,收集实验数据;第6—20周定期取样,按任务书计划进行室内外实验,收集实验数据。
第三阶段2012—2013第二学期:1—10周完成初稿交导师评阅接受检查。
根据导师对初稿的评定结果进行修改,以利于论文的继续写作。
经过几次指导老师提出的要求进行反复的修改,进一步完善论文的撰写。
最后经指导老师同意,做好答辩前的幻灯片,参加本科毕业答辩。
七、参考文献[1] 王水平,沈曾佑,张志良,等.棉纤维细胞伸长生长与过氧化物酶和IAA 氧化酶的关系[J].植物生理学报,1985,11(4):409-417.[2] 董合忠,申贵芳.陆地棉与海岛棉纤维细胞伸长中过氧化物酶活性比较[J].植物生理学通讯,1997,33(3):188-190.[3] 单世华,王明林,汪建民,等.不同开花期IAA、GA3和POD对棉纤维伸长发育的影响[J].棉花学报,2001,13(2):100-104.[4] 蒋光华,周治国,陈兵林,等.棉株生理年龄对纤维加厚发育及纤维比强度形成的影响[J].中国农业科学,2006,39(2):265-273[5] 李玉青,王清连,胡根海. 陆地棉纤维发育中的生理生化指标研究[J]. 湖北农业科学, 第7 期2010 年7 月[6] BASRA A S,MALIK C P.Development of the cotton fiber[J].Int Rev Cytol,1984,89:65-113.[7]GRA VES D A,STEW ART J M.Chronology of the differentiationof cotton (Gossypium hirsutum L.)fiber cells [J].Planta,1988,175(2):254-258.[8] RYSER U,HOLLOWAY P J.Ultrastructure and chemistry ofsoluble and polymeric lipids in cell walls from seed coats andfibres of Gossypium species[J].Planta,1985,163(2):151-163.。