棉花源能力对高温的响应研究开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

一、研究的意义

棉花是我国重要的经济作物之一，主要有长江流域、黄河流域以及西北内陆三大产区。棉花喜热、好光、耐旱、忌渍，适宜于在疏松深厚土壤中种植。棉花的生育期的关键时期（7月-9月）正是高温胁迫高发期，因此高温将对我国棉花产量带来巨大的影响。棉花高产栽培的重要理论基础是棉花生长发育规律，而棉花生长发育规律常受环境中各种生态因素的影响。温度是重要的生态因素,棉花不同类型与品种对温度的要求有所不同，同一类型与品种的不同生育阶段，对温度的要求也不相同。在不同温度条件下，棉花的生长发育常常差异很大^[1]。

高温下棉花产量品质的下降与其源能力在高温条件下的急剧下降密不可分，因此，深入研究并阐明不同基因型棉花源能力形成响应高温胁迫的生理机制及其在不同基因型棉花中存在差异的分子基础，可为棉花生产温室化效应日益加剧背景下良种良法的形成提供重要理论依据^[2]。

2. 研究的基本内容和问题

四、研究目标

1、明确在高温胁迫下，棉花中淀粉和可溶性糖相互转化相关酶活性动态变化情况。

2、探讨棉花源能力响应高温胁迫下的分子机制，为棉花高产、稳产、优质栽培技术体系的形成提供理论依据和技术支持。

3. 研究的方法与方案

处理方法、技术路线、研究方法

1、处理方法

1.1 将苏棉15作为棉花的热敏品种，PHY370WR作为耐高温品种。在相同的栽培技术下，采用盆栽的方法，进行大规模露天种植。

1.2 高温处理：待棉花第6-8果枝第1、2果节开花时挂花，于人工气候室进行高温处理5天。人工气候室设置：CK-对照 26℃(30/22℃) ，HT-高温胁迫 31℃(38/26℃)。

1.3 取样方法：高温第二天对花后15棉铃对位叶进行动态取样。分别于高温处理后1、2、3、4、5天进行取样，取处理时段为10、15、20、25天的棉铃对位叶。

2、技术路线

3、研究方法

叶片净光合速率测定

选择生长均匀一致的棉株在晴天9:00-11:00用美国产Li-6400型光合仪测定各果枝部位第1、2果节棉铃对位叶的净光合速率(Pn)，每处理重复3株。

可溶性糖和氨基酸含量测定

取烘干棉铃对位叶0.1 g放入10 mL离心管中，加5 mL 80%酒精后80℃提取30 min，然后在4000 rpm离心5 min，将上清液倾入25 mL容量瓶。重复提取两次，收集上清液于容量瓶。合并离心液于25 mL容量瓶中用蒸馏水定容，至-80℃冰箱保存用于测定可溶性糖和氨基酸含量。可溶性糖含量采用硫酸蒽酮比色法，氨基酸含量采用茚三酮显色法测定。

叶片碳水化合物含量测定

取烘干棉铃对位叶0.1 g放入10 mL离心管中，加5 mL 80%酒精后80℃提取30 min，然后在67 g离心5 min，将上清液倾入25 mL容量瓶。重复提取两次，收集上清液于容量瓶。合并离心液于25 mL容量瓶中用蒸馏水定容，至-80℃冰箱保存用于测定碳水化合物(蔗糖和淀粉)含量。

向提完糖的沉淀中加水2 mL。搅拌均匀，至于80℃水浴中使残留的乙醇蒸发，再放入沸水浴中糊化15 min，冷却后，将离心管放入冰水浴中，加入2 mL冷的9.2 mol/L高氯酸，不时搅拌，提取15 min后加水4 mL。混匀离心10 min，上清倾入25 mL容量瓶。再向沉淀中加入2 mL 4.6 mol/L高氯酸，搅拌提取15 min后加水6 mL，混匀离心10 min，收集上清液于容量瓶。然后用水洗沉淀1-2次，离心，合并离心液50mL容量瓶中用蒸馏水定容后供测定淀粉，采用硫酸蒽酮显色法在620 nm处测定，用不同浓度葡萄糖制定标线。

4. 研究创新点

创新之处和可能存在的问题

（一）创新之处

针对我国夏季各棉区高温胁迫严重的现状，通过研究高温下不同品种棉花棉铃对位叶源能力的变化规律，阐明不同基因型棉花耐高温能力差异形成的分子机制。

5. 研究计划与进展

2015.05-2015.06 完成相应棉花品种的盆栽实验

2015.07-2015.09 将种植生长情况良好棉花，移入人工气候调节室，完成模拟高温胁迫的条件，并按照研究方法测定数据和取样保存

2015.09-2015.12 完成对样品棉花中淀粉和可溶性糖相互转化相关酶活性的测定；同时对盆栽的棉花进行产量构成因素的测定。