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有色棉的纤维特性研究与杂种优势利用

李悦有

  本研究主要从两方面进行:一是研究有色棉纤维的超微结构、发育特点及色素物质的生化特性;二是有色棉细胞质雄性不育小孢子发生的细胞学观察和杂种优势表现。旨在进一步了解有色棉色素形成和纤维发育的特点,并通过杂种优势解决有色棉产量低、品质差等缺点,现将本研究的主要结论列述如下:用有机溶剂(乙醇、乙醚、二甲苯)、酸碱溶液不能将有色纤维中的色素物质抽提出来,而用HNO_3/乙醇比色法能够将有色纤维中的素物质提取出来。将不同颜色的纤维按纤维系含量和提取液吸收值(OD值)大小进行分类:第一类为白色纤纵,纤维素含量一般在90%以上,提取液吸收值小于0.01;第二类为绿色纤维和浅棕色纤维,纤维素含量在80~90%之间,提取液吸收值范围为0.01~0.35;第三类为棕色纤维和深棕色纤维,纤维素含量一股低于80%,提取液吸收值大于0.60。从不同发育时期的有色棉纤维HNO_3/乙醇提取液吸收值和纤维素含量分析来看,开花后20天前后和开花后30天前后是棕色棉纤维色素物质形成和积累的两个重要时期;在开花后30~35天,纤维迅速显色,这可能与纤维细胞pH迅速升高和水分含量下降有关。绿色棉纤维色素物质在纤细细胞中开始形成和积累的时期是在开花后15-20天。在纤维细胞发育过程中,纤维细胞的pH降低,有利于纤维细胞的进一步伸长和次生壁的加厚。根据对白色、棕色和绿色纤维的电镜切片观察,三种颜色纤维的结构由外到内依次为初生壁、次生壁和中腔。在绿色棉纤维中,纤维的次生壁内层存在大量染色深的条纹,这些条纹可能是色素沉积与日轮共同造成的。在棕色棉纤维的中腔壁上沉积大量染色较深的物质,这些物质有可能是棕色棉纤维的色素物质。同时首次发现棕色棉纤维具有分叉结构,但这种分叉结构形成的机理尚不清楚。矿质元素在不同颜色纤维发育过程中的含量和作用有差异。具体表现在:①绿色纤维非纤维素物质中含N物质多于白色棕色纤维;②P可能与棕色和绿色纤维色素物质的积累有关;③K与Ca的含量变化与纤维品质发育有关;④Mg与绿色棉纤维色素物质的形成和积累有关;⑤Zn与棕色棉纤维色素物质的形成和积累有关。对棕色棉细胞质雄性不育系和保持系的小孢子发生进行了细胞学观察,结果表明,棕色棉不育系小孢子发生败育的时期是在造孢细胞增殖至小孢子母细胞的进行减数分裂的整个过程。造孢细胞和小孢子母细胞退化导致雄性不育的主要细胞形态学特征是:造孢细胞核仁增大、细胞质液泡化和细胞形状畸形,还有因核仁物质弥散而使整个细胞染色较深;核仁穿壁很普遍;多核仁(2~4个)、核膜消失、胞质液泡化;染色体行为异常;不育系花药小孢子母细胞成半月形;小孢子母细胞互相粘连成巨型团块;小抱于母细胞胞壁消失,核高度液泡化;有色棉细胞质雄性不育花药内的造抱细胞和小抱子母细胞的败育与绒毡层的过早退化密切相关。对棕色棉的19个杂种几进行研究,结果表明,平均单株铃数和皮棉产量比棕色棉对照分别增加3.9个和增产15.21%,其中9个组合的增产幅度为15.5l4a门%,尤其是刀2X刀2组合的皮棉产量较常规推广良种“中棉所12号”增产3.17%。在纤维品质上,与棕色棉对照比较,有8个组合的纤维长度显著增长2.6-牛8*m,幅度为10.兆-19.35%:比强度增加0卜2.火*佃x,其中4个组合增幅为10 *9-16。48%;马克隆 值低0.5-1.7,降巾为26.00-34*0%。研究表明利用棉花杂种优势对提高有色棉产量和品质均具有显著的作用。通过Mu技术对棕色棉和白色棉三系及F;的指纹图谱进行比较,不同纤维颜色之间的基因组差异最大,其次为除育性基因型外其它遗传背景造成的基因组差异,而育性基因型不同造成的基因组差异最小。其中,4个棕色棉之间的基因组差异大于4个白色棉之间的基因组差异。……   
[关键词]:有色棉;色素;超微结构;矿质元素;杂种优势
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:浙江大学2001年
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