彩色棉抗氧化系统生理特征及纤维素累积对纤维品质的影响

• 作者: 刘连涛 孙红春 宋世佳 张永江 李存东 白志英
• 来源期刊: 中国农业科学
• 关键词: 彩色棉 抗氧化系统 纤维素累积 品质
• 年，卷（期）: 2015,（19）
• 所属期刊栏目: 耕作栽培?生理生化?农业信息技术
• 页码范围: 3811-3820
• 页数: 10页
• 语种: 中文
• DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2015.19.004

摘要

【目的】研究黄河流域棉区不同纤维颜色棉花品种品质差异及棉铃在发育进程中生理活性变化，探索其品质形成的主要时期和相关影响因素，为彩色棉的品质改良提供理论依据。【方法】在大田试验条件下，以彩色棉品种中棉所51号（浅棕，CCRI 51，杂交棉）、中棉所81号（深棕，CCRI 81）、中棉所82号（深绿，CCRI 82）和普通棉（简称白棉，CK）国欣棉3号（GX 3）为试验材料，对各小区棉株中部第5—6果枝的一、二果节当日花进行挂牌，于收获期测定其纤维品质，并在花后10、15、20、30、40 d（days post anthesis，DPA）取挂牌棉铃，分别测定铃壳、棉籽、棉纤维的可溶性蛋白质含量、过氧化物酶（POD）活性、超氧化物歧化酶（SOD）活性、丙二醛（MDA）含量以及棉纤维的纤维素含量，研究不同颜色棉花品种纤维品质差异及棉铃发育特点，并对二者进行相关性分析。【结果】纤维上半部平均长度、整齐度指数以及断裂比强度三个指标均以杂交彩色棉（浅棕棉）最高，常规陆地棉三个指标的高低顺序为：白棉＞深棕棉＞深绿棉。白棉铃壳各时期可溶性蛋白质含量均显著高于彩色棉品种，各品种各时期差异均达到显著水平；白棉棉纤维可溶性蛋白质含量最大下降幅度时期为前期（10—20 DPA，降幅66.67%），而彩色棉品种为后期（20—40 DPA，降幅为23.08%—61.19%）。各品种铃壳POD活性在花后10—20 DPA均有所上升，其中以深绿棉品种上升幅度最高，白棉和浅棕棉铃壳POD活性在10 DPA时显著高于深棕棉和深绿棉。白棉在10 DPA时铃壳和棉籽SOD活性均为最高，两棕色棉铃壳SOD活性在棉铃发育过程中均呈逐渐增加趋势；浅棕棉棉籽SOD活性在30—40 DPA时提高了53.18%，显著高于其他品种；深绿棉棉纤维SOD活性降低时期出现得较其他品种早10 d。白棉棉籽MDA含量在花后20—30 DPA时下降，而彩色棉均升高。浅棕棉纤维素快速累积开始期最早，持续期最长，白棉较深棕棉和深绿棉的纤维素快速累积起始期早3 d，持续期长1—5 d。10 DPA时棉籽MDA含量与棉纤维长度和断裂比强度显著负相关，铃壳POD活性与纤维长度呈显著正相关，纤维素快速累积持续期与纤维长度及强度显著正相关；20 DPA时棉纤维可溶性蛋白质含量、30 DPA时棉籽MDA含量以及纤维素快速累积起始期与整齐度呈显著负相关；20 DPA时棉籽MDA含量、30 DPA时铃壳可溶性蛋白质含量、40 DPA时棉纤维MDA含量与马克隆值呈显著正相关；40 DPA时棉籽可溶性蛋白质含量、20 DPA时棉纤维POD活性与伸长率显著正相关。【结论】彩色棉棉铃相比于白棉，较低的抗氧化酶系统活性在纤维发育前期（0—20 DPA）阻碍了纤维初生壁的形成及生长，在纤维发育后期（20—40 DPA）促进了色素类物质在次生壁沉积，这就降低了纤维素在次生壁的积累。彩色棉较短的纤维素累积持续期以及较晚的纤维素快速累积起始期是造成彩色棉品质低的直接原因。