棉花纖維分級(jí)系統(tǒng)主要功能

主要用標(biāo)準(zhǔn)化棉花纖維物理性能測(cè)試，包括長(zhǎng)度、整齊度、比強(qiáng)度、馬克隆值、顏色等指標(biāo)。

壓縮空氣壓力：700±50Kpa；壓縮空氣流量：8±0.5立方米/小時(shí)；測(cè)試速度：7個(gè)半小時(shí)可測(cè)試不低于1000個(gè)樣品，每個(gè)測(cè)試樣品測(cè)試2個(gè)長(zhǎng)強(qiáng)子樣、1個(gè)馬克隆子樣、2個(gè)色雜子樣；儀器運(yùn)行參數(shù)：長(zhǎng)強(qiáng)測(cè)試模塊采用雙自動(dòng)取樣器，在一次抓取的細(xì)絨棉測(cè)試樣品中，不低于95%樣品的光通量應(yīng)在350-750范圍內(nèi)，使用模擬D75的穩(wěn)定光源，覆蓋400-700nm波長(zhǎng)范圍，主機(jī)可按照“L”型方式安裝使用；測(cè)試含水率和回潮率,5%-10% 4. 馬克隆值：可測(cè)試馬克隆值MIC（2.0—7.8）、成熟度MAT（0.7—1.05）。

棉花是重要的天然纖維作物，同時(shí)其種子也是重要的油脂與蛋白來(lái)源。研究表明，棉花衣分和產(chǎn)量的增加，往往伴隨著種子重量的減小。犧牲種子重量換取纖維產(chǎn)量的結(jié)果反過(guò)來(lái)限制了纖維產(chǎn)量的進(jìn)一步提高，也不利于棉花種子的綜合利用和提高種子質(zhì)量。棉花纖維是從胚珠外表皮發(fā)育而來(lái)，但目前有關(guān)棉花纖維和種子發(fā)育相互關(guān)系的分子基礎(chǔ)知之甚少。課題組利用激素合成與傳導(dǎo)基因改良棉花纖維品質(zhì)與產(chǎn)量的研究，取得重要進(jìn)展，獲得了纖維產(chǎn)量和品質(zhì)得到顯著改良的轉(zhuǎn)基因棉花，以及大批纖維和種子發(fā)生改變的遺傳材料。在此基礎(chǔ)上，課題將棉花種子和纖維發(fā)育的分子機(jī)理和基因調(diào)控有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，深入研究影響棉花纖維和種子發(fā)育重要基因的功能、以及種子和纖維在發(fā)育過(guò)程中相互影響的分子基礎(chǔ)，探索促進(jìn)棉花纖維-種子協(xié)調(diào)發(fā)育的新策略。本研究將為實(shí)現(xiàn)棉花纖維和種子的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)栽培與育種提供新思路和新材料。

本項(xiàng)目重點(diǎn)研究了植物激素、糖的轉(zhuǎn)運(yùn)和脂類合成與代謝對(duì)棉花纖維與種子發(fā)育的影響。在此基礎(chǔ)上，提出通過(guò)調(diào)控激素的合成代謝以及“碳流”方向提高棉花纖維和種子產(chǎn)量的策略。重要進(jìn)展如下：①研究了重要植物激素在棉花纖維和胚珠發(fā)育過(guò)程中的動(dòng)態(tài)變化，發(fā)現(xiàn)PIN3在纖維細(xì)胞IAA積累中的重要作用，闡明了細(xì)胞分裂素CKs通過(guò)抑制PIN的表達(dá)干擾IAA在胚珠表皮細(xì)胞積累的機(jī)理；②在棉花中建立起Ca2 和pH的Biosensor系統(tǒng)，觀察了纖維細(xì)胞起始前后的Ca2 和pH動(dòng)態(tài)變化；③揭示了絲氨酸蛋白酶SCFSP加工肽激素RALF調(diào)控纖維細(xì)胞起始和伸長(zhǎng)的機(jī)理，提出了SCFSP-RALF-FER-AHA2途徑和Ca2 調(diào)控細(xì)胞內(nèi)外pH，形成纖維和非纖維細(xì)胞的pH差異、促進(jìn)IAA向纖維細(xì)胞積累的工作模型；④通過(guò)抑制細(xì)胞分裂素氧化酶適度提高內(nèi)源細(xì)胞分裂素水平，抑制葉片衰老，提高了棉花的種子產(chǎn)量。疊合促進(jìn)纖維細(xì)胞起始的FBP7::iaaM和增加種子產(chǎn)量的GhCKX-RNAi，可以進(jìn)一步提高棉花種子和纖維產(chǎn)量，同時(shí)改進(jìn)了纖維細(xì)度；⑤發(fā)現(xiàn)表達(dá)解脂耶羅威亞酵母YlDGAT2轉(zhuǎn)基因提高了棉花的生物量和產(chǎn)量以及抗蟲(chóng)性，進(jìn)而揭示了YlDGAT2通過(guò)改變了葉片游離脂肪酸的組分，增強(qiáng)JA的生物合成、繼而促進(jìn)淀粉合成和表皮毛形成、提高光合效率和抗蟲(chóng)性的分子機(jī)理；⑥發(fā)現(xiàn)脂肪酸延伸酶GhFLAE在調(diào)節(jié)膜透性、促進(jìn)糖轉(zhuǎn)運(yùn)方面的重要功能；⑦研究了不同糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白在棉花纖維和種子發(fā)育中的功能，探索了通過(guò)定向調(diào)控糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白促進(jìn)光合產(chǎn)物向纖維和種子累積的途徑與方法；⑧獲得纖維和種子性狀明顯變化的新材料25份，其中纖維-種子產(chǎn)量同步改良轉(zhuǎn)基因新材料12份。項(xiàng)目完成了研究計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)了預(yù)期目標(biāo)。目前已發(fā)表研究論文6篇，尚有7-9篇論文待發(fā)表。申請(qǐng)專利9項(xiàng)，其中授權(quán)5項(xiàng)，獲重慶市自然科學(xué)一等獎(jiǎng)一項(xiàng)。通過(guò)科學(xué)研究，項(xiàng)目在人才培養(yǎng)也取得豐碩成果。