棉花纤维素合成与纤维品质的关系研究

摘要

棉花是在世界范围内广泛种植的经济作物,也是最为重要的纺织原料,虽然根据棉花纤维的不同用途,所要求培育不同的品种,但纤维品质却是唯一不变的重要选择条件,而棉纤维的断裂比强是衡量棉花纤维品质的重要指标也是决定棉纤维是否可加工的主要条件,在追求纤维断裂比强的同时,人们往往忽略了纤维长度和细度的影响。
　　本文以优质纤维材料0-153和大面积推广的双价转基因抗虫棉品系sGK9708杂交构建的一套含有196个F6:8的重组自交系群体中具有代表性的陆地棉高强品系69307和陆地棉低强品系69362、海岛棉优异纤维品系S-6做为研究材料,以陆地棉标准系TM-1作为对照,通过测定(1)开花后不同时期的纤维上半部平均长度、断裂比强度、细度、成熟度的变化,(2)纤维累积速率、纤维素含量、纤维素合成酶的表达,(3)果胶甲酯酶这一在棉花中研究较少的酶的表达活性等,深入研究纤维素的生物合成、果胶甲酯酶等对纤维品质的影响。结果表明:
　　(1)开花后不同时期纤维长度的变化总体上呈现“慢快慢”的变化趋势。14-26DPA是纤维快速伸长期,不同材料快速伸长期的持续时间不同,影响纤维最终上半部平均长度的形成,快速伸长期长则纤维最终长度较长;26-35DPA是纤维强度快速变化时期,也是纤维次生壁加厚的关键时期,伸长期与次生壁加厚期的长短影响纤维强度的断裂比强度形成的关键因素。26DPA后是成熟纤维上半部平均长度和细度形成的关键时期,35DPA后是成熟纤维断裂比强度、成熟度和马克隆值形成的关键时期。在实际生产中,通过对不同关键时期的控制,得到纤维品质性状不同的纤维材料。
　　(2)纤维素累积速率最快的时期为20-26DPA,其中23DPA纤维素含量最高,在此过程中,纤维强度与纤维累积速率和纤维素含量间有正相关关系,而与果胶甲酯酶活性间存在显著负相关关系,纤维素合成酶在后期表达量高,控制着纤维素的大量合成,影响着最终纤维强度的形成。
　　(3)26DPA之后,纤维上半部平均长度和纤维断裂比强度与纤维累积速率、纤维素含量呈显著正相关关系,与纤维细度和果胶甲酯酶的活性呈现显著负相关关系,35DPA时,纤维上半部平均长度与纤维成熟度和马克隆值为显著正相关关系,纤维断裂比强度与成熟度和马克隆值的相关性不明显。26-35DPA,纤维素含量与纤维细度为显著负相关关系,与纤维成熟度为显著正相关关系;纤维素累积速率与纤维成熟度的相关关系没有规律性。
　　一个优质纤维的品质特征应满足长、强、细的标准,表现在:纤维快速伸长期长且伸长速率大;纤维伸长和次生壁加厚重叠时期较长;纤维素累积速率较快且快速累积持续期长、纤维素累积速率大、纤维素含量高;纤维细度和成熟度的变化较平稳;纤维素合成酶后期表达量高;果胶甲酯酶活性随着发育时期的增加而增加,但表达水平较低。

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1引言

1.1概述

1.2 棉花纤维品质性状相关研究进展

1.3 棉花纤维生理指标相关研究进展

1.4 纤维发育相关酶系

1.5 本研究的目的和意义

2 材料与方法

2.1 植物材料

2.2 实验方法

3 结果与分析

3.1 不同棉花材料纤维品质差异

3.2 不同棉花材料纤维生理指标差异

3.3 纤维素合成酶基因表达差异

3.4 不同棉花材料纤维品质差异的分析

4 讨 论

4.1研究所用的实验材料

4.2开花后纤维品质性状的变化

4.3开花后纤维素合成及相关酶的变化

4.4纤维素合成和相关酶变化与纤维品质的关系

5 结 论

参考文献

致谢