新疆棉花纤维发育相关酶活性和激素含量变化及与品质形成关系的研究

论文摘要

新疆棉区光热资源丰富,有利于棉花生长发育和品质形成,但棉区纤维强度低、含糖量较高仍是品质存在的主要问题。本文选用四个纤维品质不同的自育品种,研究在纤维发育过程中相关酶活性和激素含量的变化特征,揭示相关酶活性和激素对棉纤维品质形成的调控作用;并采用分期播种试验,探讨不同温度条件下棉纤维发育中相关酶活性的变化特征,了解温度对相关酶活性的影响,进而揭示温度和相关酶活性对纤维品质形成的影响机理。1温度对不同品种（系）棉纤维品质的影响试验发现,不同年间纤维比强度变化较大。播期间,纤维品质受铃期平均温度、日最高气温、日最低气温和≥15℃有效积温影响较大,相关系数达到极显著水平。第Ⅰ播期纤维品质优于其它两个播期,推测在纤维发育期温度条件有利时,与纤维发育相关的酶保持较高活性,达到最大值的时间较早,对纤维伸长和次生壁加厚有利;相反,则影响纤维品质的形成。2相关酶活性、激素含量和可溶性糖与纤维品质形成的关系铃龄20～25d及35d的SuSy活性与纤维长度和纤维强度呈极显著正相关,但铃龄30～50dSuSy活性与马克隆值却呈极显著负相关。不同品种（系）间,新陆早16号SuSy活性在纤维伸长初期就高,有利于纤维伸长;持续至次生壁阶段,可催化产生较多的纤维素合成底物UDPG,保证纤维素的合成。铃龄20～25d POD活性与纤维长度呈显著负相关;但铃龄30～50d的POD活性与纤维强度和马克隆值呈极显著负相关,这还需更进一步研究。不同品种（系）间,新陆早16号POD达到最大值时间晚,活性较低,最终纤维较长。在铃龄10～25d间,IAA与纤维长度呈显著正相关;在铃龄30～40d,ABA/IAA比值对马克隆值和纤维强度的形成有显著正效应。不同品种（系）间:纤维发育期,新陆早16号IAA、GA4、ZR的含量高而ABA的含量低,有利于纤维伸长发育;次生壁阶段,ABA/IAA比值较大,有利于纤维强度的形成,最终表现纤维品质较优。而02-DB前期ABA含量过高,抵消IAA的正效应,影响了纤维伸长发育及纤维品质的形成。不同品种（系）间,新陆早16号可溶性糖转化高峰期起始时间早,转化速率较高;尽管02-DB纤维可溶性糖转化速率较高,但转化高峰期出现的晚,此时纤维伸长已基本停止,蔗糖含量的增加对纤维伸长作用不大,因此可溶性糖转化高峰期出现的时间以及转化速率在一定程度上影响着纤维品质的形成。3温度对相关酶活性和可溶性糖的影响不同品种（系）棉纤维SuSy活性随播期推后,温度降低,活性降低,最大值出现时间推迟。在铃龄10～30d间,新陆早16号和新陆早13号第Ⅰ播期的蔗糖合成酶活性极显著的高于第Ⅲ播期。第Ⅰ播期温度适宜,使蔗糖合成酶活性峰值较高,有利于纤维伸长,并且在次生壁阶段,高活性的蔗糖合成酶可催化产生较多的纤维素合成底物UDPG,保证了纤维素的合成,有利于纤维品质形成;随播期推后,温度降低,蔗糖合成酶催化产生的UDPG逐步减少,最终导致纤维品质降低。不同品种（系）随播期推后,温度降低,POD活性最大值出现的时间推后,活性逐渐降低。其中新陆早16号POD活性最大值出现的时间较晚,活性相对较低,这有利于棉纤维伸长发育;次生壁阶段POD活性的升高,有利于纤维合成,对提高纤维强力有利。不同播期中由于温度条件不同,棉纤维可溶性糖转化高峰起始时间、转化高峰出现的时间有差异,进而影响棉纤维品质的形成。在第Ⅰ播期中,纤维伸长期温度适宜,有较多的光合产物运入纤维中,有利于纤维的伸长和次生壁加厚;而第Ⅱ、第Ⅲ播期,纤维伸长期温度较低,棉纤维可溶性糖转化高峰起始时间延后,转化高峰出现的时间推后,影响可溶性糖的转化,不利于纤维品质形成。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 前言
• 文献综述
• 1 棉花纤维品质的形成过程
• 1.1 棉纤维的分化、突起和伸长
• 1.2 棉纤维次生壁加厚发育及脱水成熟
• 2 植物内源激素对棉纤维品质形成的调节
• 3 相关酶活性对纤维素合成及品质形成的影响
• 4 温度对纤维素转化、相关酶活性及品质形成的影响
• 第一章 不同棉花品种纤维品质的形成及与铃期温度的关系
• 1 材料与方法
• 1.1 试验设计
• 1.2 取样方法
• 1.3 测定内容和方法
• 1.4 数据处理
• 2 结果与分析
• 2.1 棉纤维长度的变化
• 2.2 棉纤维马克隆值的变化
• 2.3 棉纤维比强度的变化
• 2.4 温度与纤维品质形成的关系
• 3 讨论与结论
• 第二章 棉纤维可溶性糖含量与蔗糖合成酶活性变化及对铃期温度的响应
• 1 材料与方法
• 1.1 试验设计
• 1.2 取样方法
• 1.3 测定内容及方法
• 1.4 数据处理
• 2 结果与分析
• 2.1 棉纤维发育中可溶性糖含量的动态变化
• 2.2 蔗糖合成酶活性变化
• 3 结论与讨论
• 3.1 可溶性糖和蔗糖合成酶活性与纤维品质形成的关系
• 3.2 温度对可溶性糖含量和蔗糖合成酶活性的影响
• 第三章 棉纤维发育过程中过氧化物酶活性与纤维品质形成关系及对铃期温度的响应
• 1 材料与方法
• 1.1 试验设计
• 1.2 取样方法
• 1.3 测定内容和方法
• 1.4 数据处理
• 2 结果与分析
• 2.1 不同品种过氧化物酶（POD）活性的变化
• 2.2 温度对过氧化物酶（POD）活性的影响
• 3 结论与讨论
• 3.1 过氧化物酶（POD）对棉纤维品质形成的影响
• 3.2 温度与过氧化物酶活性的影响
• 3.3 结论
• 第四章 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
• 1 材料与方法
• 1.1 试验设计
• 1.2 取样方法
• 1.3 测定内容和方法
• 1.4 数据处理
• 2 结果与分析
• 2.1 生长素（IAA）含量的动态变化
• 4）含量的动态变化'>2.2 赤霉素（GA₄）含量的动态变化
• 2.3 玉米素（ZR）含量的动态变化
• 2.4 脱落酸（ABA）含量的动态变化
• 2.5 ABA/IAA 的动态变化
• 2.6 内源激素对纤维主要性状的影响
• 3 讨论与结论
• 3.1 激素与纤维长度间的关系
• 3.2 激素与纤维强度和马克隆值形成的关系
• 3.3 结论
• 参考文献
• 附表
• 作者简介
• 致谢
• 导师评阅表