【摘 要】
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【目的】棉花（Gossypium hirsutum L.）是世界性的主要经济作物,也是纺织行业最重要的天然纤维来源,其品质的好坏直接决定纺织企业的效益和织物的质量。然而,原棉在生产、加工和储存过程中易发生黄化和强力下降等老化问题,影响后续纺织和出售。由于棉纤维品质很大程度上取决于品种的遗传特性,因此通过基因改良品种性状为减轻纤维黄化问题提供了可能。本研究旨在研究老化对棉纤维黄度、强度等品质性状的影
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【目的】棉花（Gossypium hirsutum L.）是世界性的主要经济作物,也是纺织行业最重要的天然纤维来源,其品质的好坏直接决定纺织企业的效益和织物的质量。然而,原棉在生产、加工和储存过程中易发生黄化和强力下降等老化问题,影响后续纺织和出售。由于棉纤维品质很大程度上取决于品种的遗传特性,因此通过基因改良品种性状为减轻纤维黄化问题提供了可能。本研究旨在研究老化对棉纤维黄度、强度等品质性状的影响,探寻产生棉纤维黄化的原因,探讨利用分子技术降低、甚至消除黄化的可能性。【方法】本研究采用高温、强光、化学试剂处理等方法人工加速老化棉纤维,利用HVI1000大容量棉纤维测试仪检测纤维品质;利用溶剂浸提法提取棉纤维原花色素,通过实时荧光定量PCR分析不同棉花品种纤维发育过程中Gh LAR、Gh ANR基因的表达量;构建Gh LAR、Gh ANR基因敲除和RNAi干扰载体,利用农杆菌介导法遗传转化陆地棉“YZ-1”下胚轴,获得棉花转基因株系。【结果】（1）分别用60℃、75℃、90℃烘箱干热处理棉纤维1 h、2 h、3 h、4 h、5 h后,纤维黄度（+b）值随着温度和时间的增加而上升,纤维强度值随之下降;水浴锅浸泡处理后纤维黄度（+b）值在60℃没有变化,75℃时增加,90℃时下降,纤维强度值随着温度和时间的增加而减弱;高压灭菌锅105℃、120℃、135℃处理棉纤维1 h、2 h、3 h、4 h、5 h后发现,纤维黄度（+b）值随着温度和时间的增加而上升,纤维强度值随着温度和时间的增加而减弱,且纤维颜色也随之变为棕色;高压灭菌锅同等条件下水浴处理,纤维黄度（+b）值在105℃、120℃处理随时间延长而减小,135℃随之增加,纤维强度值随着温度和时间的增加而减弱;太阳强光暴晒与人工气候箱处理棉纤维10 d、20 d、30 d,纤维黄度（+b）值与强度值都随时间增加而减小;HCl（p H=2）溶液、Na OH（p H=12）溶液分别浸泡棉纤维6 h、12 h、18 h、24 h、48 h,棉纤维黄度（+b）值和强度值随着时间的延长而减小。（2）正丁醇-盐酸原花色素提取实验发现,未成熟棉纤维原花色素提取溶液呈现红色,成熟棉纤维原花色素提取溶液没有颜色变化。用550 nm吸光度值计算原花色素含量发现,未成熟棉纤维原花色素含量是成熟棉纤维的3倍左右。通过对HY171、19-43-58、2004-2、YZ-1等4个棉花品种纤维发育5 DPA、10 DPA、15 DPA、20 DPA、25 DPA原花色素代谢途径关键酶基因Gh LAR、Gh ANR表达分析发现,两个基因在YZ-1品种纤维的表达水平显著低于其他3个品种,Gh LAR在4个品种中的表达均随着纤维发育逐渐降低,Gh ANR则呈现出先增加后减小的趋势,并在15 DPA表达水平最高,表达量大约是Gh LAR的70倍;在4个品种中,Gh ANR的表达水平始终高于Gh LAR,20 DPA开始,Gh ANR在HY171的表达水平显著高于其他3个品种。（3）构建Gh LAR、Gh ANR基因敲除和RNAi干扰载体,用农杆菌介导法转化棉花,获得转基因植株。【结论】人工加速棉纤维老化发现,老化对纤维黄度、强度均产生较大影响,高温环境中,温度和湿度共同作用时,棉纤维黄化程度更显著;不同棉花品种中Gh LAR、Gh ANR基因表达水平存在显著差异,黄度系数（+b）值更高的品种HY171,其纤维发育后期（25 DPA）Gh LAR、Gh ANR的表达水平高于其他品种,表明Gh LAR、Gh ANR的基因表达水平可能影响棉纤维黄度;通过遗传转化实验获得Gh LAR、Gh ANR基因敲除和干扰的胚性愈伤,为进一步探索Gh LAR、Gh ANR基因与棉纤维黄度之间关系的研究奠定了基础。
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