全 文 ：作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2011, 37(3): 489495 http://www.chinacrops.org/zwxb/
ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9 E-mail: xbzw@chinajournal.net.cn

本研究由扬州大学新世纪学术带头人基金, 江苏省“青蓝工程”学术带头人培养基金, 江苏省农业科技自主创新资金[cx(08)114], 江苏省自然科
学基金企业创新项目(BK2009653)和江苏省高校自然科学基金(07KJB210128)资助。
*
通讯作者(Corresponding author): 陈德华, E-mail: dehuachen2002@yahoo.com.cn
第一作者联系方式: E-mail: yzzhangxiang@163.com
Received(收稿日期): 2010-08-17; Accepted(接受日期): 2010-12-03.
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2011.00489
两个不同类型彩色棉品种纤维发育的生理特征
张 祥 刘晓飞 吕春花 董召娣 陈 源 陈德华*
扬州大学江苏省作物遗传生理重点实验室 / 农业部长江中下游作物生理生态与栽培重点开放实验室, 江苏扬州 225009
摘 要: 选择天然棕色棉品种湘彩棉 2 号和绿色棉品种皖棉 39, 研究其纤维发育相关生理特征。结果表明, 与常规
白色陆地棉苏棉 9 号(对照)相比, 湘彩棉 2 号和皖棉 39 纤维中纤维素含量较低, 并且纤维中纤维素积累随花后天数
增加的 S型曲线符合 Richards方程, 拟合系数达 0.999以上, 其纤维素积累最大值、累积速率参数、最大增长速率明
显低于对照普通白棉, 且绿色棉又低于棕色棉。天然彩色棉叶片中 SPAD值、可溶性糖含量、蔗糖转化酶活性, 铃壳
和纤维中腺苷三磷酸(ATP)酶活性、蔗糖合酶(SS)活性和尿苷二磷酸葡萄糖(UDPG)焦磷酸化酶活性低于普通白棉, 导
致彩色棉纤维发育过程中无法获得充足的养分, 最终影响其纤维品质。这也解释了彩色棉 Richards 方程模拟纤维素
积累速率较慢的结果。相关分析进一步表明, 彩色棉开花后 40 d 纤维中 SS 活性、UDPG 焦磷酸化酶活性和 GA3含
量与成熟期纤维成熟度、纤维比强度均呈显著线性正相关关系(r＝0.884*, r＝0.895*; r＝0.914*, r＝0.935*; r＝0.990*, r
＝0.988*), 说明天然彩色棉纤维中代谢物质和关键酶活性低, 影响了其最终纤维品质。
关键词: 天然彩色棉; 纤维品质; 酶活性
Physiological Characteristics Associated with Fiber Development in Two Dif-
ferent Types of Natural Colored-Cotton Cultivars
ZHANG Xiang, LIU Xiao-Fei, LÜ Chun-Hua, DONG Zhao-Di, CHEN Yuan, and CHEN De-Hua*
Key Laboratory of Crop Genetics and Physiology of Jiangsu Province / Key Laboratory of Crop Physiology, Ecology and Cultivation in Middle and
Lower Reaches of Yangtse River of Ministry of Agriculture, Yangzhou 225009, China
Abstract: The objective of this study was to investigate the physiological characteristics of fiber in the subtending leaf of natural
colored-cotton in fiber development, and to provide theoretical basis for improvement of natural colored-cotton fiber quality using
brown cotton cultivar Xiangcaimian 2, green cotton cultivar Wanmian 39, and white fiber control Sumian 9 by measuring the
changes of metabolite and enzyme activities. The results showed that compared with the control, fiber cellulose accumulation for
Xiangcaimian 2 and Wanmian 39 was lower, changing with an “S” curve, which could be simulated well by Richards equation
with a fitting coefficient of above 0.999. Maximum accumulation, accumulative rate parameter and maximum accumulative rate
for cellulose of colored cotton were all lower than those of white cotton. SPAD, soluble sugar content, activity of sucrose invertase
in leaf and sucrose invertase, sucrose synthase (SS), UGPase activities in fiber for colored cotton were smaller than those for
white cotton. As a result, there were no enough nutrients for fiber development and the fiber quality was worse. By correlation
analysis, SS and UGPase activities and the GA3 content in fiber for colored cotton were significantly and positively correlated
with fiber maturation and fiber strength (r＝0.884*, r＝0.895*; r＝0.914*, r＝0.935*; r＝0.990*, r＝0.988*), indicating that lower
metabolite and enzyme activities in natural colored-cotton led to worse fiber quality.
Keywords: Natural colored-cotton; Fiber quality; Enzymes activity
天然彩色棉是采用现代生物技术和常规技术相
结合培育出来的新型棉花。因其纺织品无需漂染, 不
含残留化学毒素, 具有环保功能而得到广泛关注[1-3]。
但与常规白色陆地棉相比, 彩色棉存在产量低、纤维
品质较差等问题, 限制了它在生产上的推广应用[4]。笔
者[5]研究表明彩色棉纤维长度、纤维比强度、马克
隆值和成熟度值均显著低于普通陆地白色棉, 且主
要与各个品质指标形成关键期的增长率较慢有关。
490 作 物 学 报 第 37卷

而纤维性状的形成与纤维发育过程中的生理生化过
程密切相关, 有关机制尚待深入研究。目前国内外
对彩色棉的研究主要集中于纤维色素、纤维品质性
状提高的遗传改良[6-7]。本文进一步探讨不同彩色棉
纤维性状相关代谢过程的关键物质含量和酶活性变
化, 对于明确彩色棉纤维发育和相关调节的生理机
制具有重要意义。
1 材料与方法
1.1 试验设计
试验于 2006 和 2007 年在扬州大学农学院试验
田进行, 试验田土壤含碱解氮 134.7 mg kg−1、速效
磷 25.2 mg kg−1、速效钾 82.0 mg kg−1、有机质 1.68%,
pH 7.58。供试品种为常规陆地棉苏棉 9 号(白棉)、
湘彩棉 2 号(棕色棉)、皖棉 39 (绿色棉)。两年均以
品种为处理, 单因素随机区组设计, 重复 3次, 密度
为 37 500株 hm−2, 小区面积 41 m2。
1.2 取样和测定方法
7月 20~27日标记各个品种中部(第 7~第 9台果
枝)内围果节(内部第 1~第 2 果节)当日花, 于花后
10、20、30和 40 d取样, 各处理每次取棉铃 5个及
其棉铃对位叶, 部分样品烘干, 用于测定可溶性糖
含量 , 部分样品液氮冷冻后 , 取棉铃中一室 , 将纤
维与棉子分开, 用于纤维的内源激素及相关生理测
定, 并于吐絮期取样测定纤维素含量。
1.2.1 赤霉素(GA3)含量测定 参照何钟佩 [8]和
Bollmark 等[9]介绍的酶联免疫法(ELISA)提取与测定,
每样品重复 3 次。激素酶联免疫试剂盒由中国农业
大学化控研究室提供。
1.2.2 蔗糖转化酶活性测定 参见何钟佩主编的
《农作物化控实验法》[8]。
1.2.3 蔗糖合酶活性测定 参见上海植物生理学
会编《植物生理学会实验手册》[10]。
1.2.4 ATP 酶活性测定 参见上海植物生理学会
编《植物生理学会实验手册》[10]。
1.2.5 纤维素含量测定 参见 D.M.Updegraff 微
量测定法。
1.2.6 铃壳、叶片中可溶性糖含量的测定 应用
硫酸-蒽酮比色法。
1.2.7 棉铃对位叶 SPAD 值的测定 用日产
SPAD-502型叶绿素计读取 SPAD值。
1.2.8 UDPG 焦磷酸化酶活性测定 参见中国科
学院上海植物生理研究所主编的《现代植物生理学
实验指南》[11]。
1.3 数据和统计分析
用 Microsoft Excel、MATLAP等软件统计分析,
SigmaPlot 10.0绘图, 以 Richards方程进行生长动态
模拟, 方法见参考文献[12]。
2 结果与分析
2.1 棉纤维中纤维素含量变化
棉纤维次生壁加厚时期, 纤维素的沉积强度影
响棉纤维的细度、强度和成熟度。表 1 表明, 与对
照相比 , 各天然彩色棉纤维中纤维素含量均较低 ,
如吐絮时, 绿色棉皖棉 39、棕色棉湘彩棉 2 号纤维
中纤维素含量分别仅为对照苏棉 9号的 71.9%、81.3%,
差异达极显著水平(F = 45.38**, F = 76.92**)。2个彩
色棉品种间, 又以绿色棉纤维素含量较低。
纤维中纤维素积累随花后天数增加呈 S 型曲线
变化符合 Richards 方程(表 2), 拟合系数达 0.999 以
上, 拟合效果很好; 但各项方程参数在不同品种间
的差异较大, 说明纤维素积累的 Richards 方程参数
是决定品种间纤维素积累总量差异的重要因素。
Richards方程参数表明(表 2), 2个天然彩色棉品
种的纤维素积累最大值(A)、累积速率参数(K)、最大
增长速率(Vmax)明显低于对照普通白棉苏棉 9号。皖
棉 39最大增长速率分别比湘彩棉 2号和苏棉 9号低
4.0、33.3个百分点。

表 1 不同品种棉铃纤维中纤维素积累量变化
Table 1 Dynamics of cellulose accumulation in fiber of different cultivars (%)
开花后天数 Days post anthesis 品种
Cultivar 20 d 30 d 40 d 吐絮 Boll open
皖棉 39 Wanmian 39 26.20 b 46.00 b 54.60 Bc 58.80 Bc
湘彩棉 2号 Xiangcaimian 2 30.70 b 51.20 b 61.70 Bb 66.50 Bb
苏棉 9号 Sumian 9 37.30 a 65.70 a 76.70 Aa 81.80 Aa
标以不同字母的数据差异显著, 大、小写字母分别表示 0.01、0.05显著水平。
Values followed by a different capital letter are significantly different at the 0.01 probability level and those by a small letter at the 0.05
probability level.
第 3期 张 祥等: 两个不同类型彩色棉品种纤维发育的生理特征 491


表 2 不同品种纤维中纤维素积累过程的 Richards方程参数估值
Table 2 Parameters of Richards’ equation for cellulose accumulation in fiber of different cultivars
品种
Cultivar
A k m R2 Vmax Tmax
皖棉 39 Wanmian 39 0.60 0.110 657.642 0.999475 0.024 17.3
湘彩棉 2号 Xiangcaimian 2 0.69 0.098 220.396 0.999953 0.025 17.9
苏棉 9号 Sumian 9 0.83 0.120 566.975 0.999391 0.036 18.1
A: 终极积累量; k: 积累速率参数; m: 形状参数; R2: 拟合系数; Vmax: 最大增长速率; Tmax: 达最大增长速率时间。
A: maximum accumulation; k: accumulative rate parameter; m: form parameter; R2: fitting coefficient; Vmax: maximum accumulative
rate; Tmax: the date reaching maximum accumulative rate.

2.2 与不同色彩棉纤维发育相关的生理生化特征
2.2.1 棉铃对位叶 SPAD 值变化 图 1 表明, 与
对照相比, 天然彩色棉棉铃对位叶 SPAD 值一直低
于普通白棉, 如花后 20 d, 皖棉 39、湘彩棉 2 号分
别比对照苏棉 9号降低 6.96%、2.39%。进一步分析
表明, 对照苏棉 9号花后 10~20 d、20~30 d、30~40 d
SPAD值分别下降 1.5、3.6和 0.9, 皖棉 39分别下降
1.0、2.1和 4.9, 湘彩棉 2号分别下降 0.3、4.2和 3.6。



图 1 棉铃对位叶 SPAD值变化
Fig. 1 Dynamics of SPAD in the subtending leaf of cotton boll

2.2.2 叶片、铃壳中可溶性糖变化 图 2表明, 与
对照相比, 天然彩色棉对位叶中可溶性糖含量一直
低于普通白棉, 如花后 20 d湘彩棉 2号棉铃对位叶
中可溶性糖含量为 0.28 mg g−1 DW, 比普通白棉苏
棉 9号低 0.029 mg g−1 DW, 皖棉 39仅为 0.26 mg g−1
DW, 明显低于苏棉 9 号。2 个彩色棉品种相比, 又
以绿色棉较低。
铃壳既是叶片的库器官, 同时又是籽棉的源器
官, 在棉铃的发育过程中起到桥梁作用。图 3表明, 2
个彩色棉品种铃壳中可溶性糖含量都低于普通白棉,
绿色棉与棕色棉相比, 又以绿色棉品种较低。如花
后 30 d, 皖棉 39、湘彩棉 2号分别比苏棉 9号降低
8.44%、5.23%。
2.2.3 棉铃对位叶蔗糖转化酶活性变化 正常条
件下, 叶片光合固定的 CO2 主要以淀粉、蔗糖的形
式于前期贮藏在叶绿体和细胞质中。蔗糖转化酶能


图 2 棉铃对位叶可溶性糖含量的变化
Fig. 2 Dynamics of soluble sugar content in the subtending
leaf of cotton boll



图 3 棉铃铃壳中可溶性糖含量的变化
Fig. 3 Dynamics of boll shell soluble sugar content
492 作 物 学 报 第 37卷

将棉株体内的主要同化产物蔗糖不可逆地水解为葡
萄糖和果糖, 故蔗糖转化酶是衡量同化产物的转化
和利用、棉株细胞代谢的指标。由表 3可见, 2个天
然彩色棉品种蔗糖转化酶活性一直低于普通白棉 ,
且棕色棉湘彩棉 2号低于绿色棉皖棉 39。

表 3 不同品种棉铃对位叶蔗糖转化酶活性变化
Table 3 Dynamics of activity of sucrose invertase in the subtend-
ing leaf of cotton boll for different cultivars (mg g−1 FW h−1)
开花后天数 Days post anthesis 品种
Cultivar 10 d 20 d 30 d 40 d
皖棉 39 Wanmian 39 5.27 b 2.51 b 6.30 a 4.76 b
湘彩棉 2号 Xiangcaimian 2 2.41 c 1.38 c 4.69 b 4.68 b
苏棉 9号 Sumian 9 6.23 a 2.82 a 6.41 a 6.33 a
标以不同字母的数值差异显著 , 大、小写字母分别表示
0.01、0.05显著水平。
Values followed by a different capital letter are significantly
different at the 0.01 probability level and those by a small letter at
the 0.05 probability level.

2.2.4 铃壳、纤维中腺苷三磷酸(ATP)酶活性 棉
花叶片中光合产物主要以蔗糖的形式运输到库器官
(棉铃)中, 经叶片—铃壳—棉籽途径进入纤维, 铃壳
和纤维中的腺苷三磷酸(ATP)酶活性反应了库器官
的卸载能力[13-15]。表 4表明, 2个天然彩色棉品种和
对照普通白棉品种铃壳和纤维中 ATP酶活性均随花
后天数的增加而下降, 说明铃壳和纤维中的卸载能
力随棉铃发育而下降。铃壳和纤维中 ATP酶活性表
现为苏棉 9号>湘彩棉 2号>皖棉 39。说明天然彩色
棉棉铃铃壳和纤维中 ATP 酶活性比普通白棉低, 尤
其在花后 20 d纤维发育需要营养物质时, 纤维卸载
蔗糖能力减弱, 无法提供充足的蔗糖供彩色棉纤维
合成纤维素。该能力在 2 个彩色棉品种间又以绿色
棉较低。

表 4 不同品种棉铃铃壳和纤维中 ATP酶活性变化
Table 4 Dynamics of activity of sucrose invertase in different
cultivars (μmol g1 FW h1)
铃壳 Boll shell 纤维 Fiber
开花后天数
Days post anthesis

开花后天数
Days post anthesis
品种
Cultivar
10 d 20 d 10 d 20 d
皖棉 39
Wanmian 39
20.02 c 8.82 b 15.86 c 5.28 c
湘彩棉 2号
Xiangcaimian 2
22.43 b 9.90 b 19.44 b 9.26 b
苏棉 9号
Sumian 9
25.63 a 15.58 a 25.73 a 12.50 a
标以不同字母的数据差异显著 , 大、小写字母分别表示
0.01、0.05显著水平。
Values followed by a different capital letter are significantly
different at the 0.01 probability level and those by a small letter at
the 0.05 probability level.
2.2.5 铃壳和纤维中 GA3含量变化 图 4表明, 2
个天然彩色棉品种和普通白棉品种铃壳中 GA3含量
变化各有特点, 绿色棉皖棉 39和白棉苏棉 9号都以
花后 10 d含量较高, 花后 20 d含量降低; 而棕色棉
湘彩棉 2号则以花后 20 d含量较高, 且品种间差异
较大。花后 10 d, 3个品种以白棉品种铃壳中 GA3含
量最高, 棕色棉湘彩棉 2 号含量最低, 皖棉 39、湘
彩棉 2号GA3含量分别仅为苏棉 9号的 74.0%、50.8%,
且差异达到极显著水平(F＝76.83**, F=101.42**)。



图 4 不同棉花品种铃壳中 GA3含量变化动态
Fig. 4 Dynamics of GA3 content in boll shell of different cotton
cultivars

表 5表明, 2个天然彩色棉品种和普通白棉品种
纤维中 GA3含量变化具不同特点, 绿色棉皖棉 39和
棕色棉湘彩棉 2 号呈先增加后下降的特点, 普通白
棉苏棉 9号呈先下降, 再上升的特点。与对照苏棉 9
号相比, 皖棉 39、湘彩棉 2号花后 10 d纤维中 GA3
含量较低, 分别仅为苏棉 9 号的 17.6%、33.8%, 且
差异达极显著水平(F＝142.74**, F=125.62**); 花后
30~40 d, 皖棉 39、湘彩棉 2号纤维中 GA3含量也均
小于普通白棉, 差异达到显著或极显著水平。进一
步相关分析表明, 花后 10 d纤维中 GA3含量与成熟
期纤维长度(数据见参考文献[5])呈显著线性正相关
(r＝0.9655*), 花后 40 d纤维中 GA3含量与成熟期纤
维成熟度、纤维比强度之间呈极显著线性正相关
(r=0.9903**, 0.9879**), 说明纤维中 GA3含量对纤维
成熟度、纤维比强度的发育具有显著的促进作用。
天然彩色棉铃壳和纤维中 GA3含量比普通白棉低。2
个彩色棉品种相比, 又以绿色棉较低。
2.2.6 纤维中 SS 酶活性变化 叶片中蔗糖通过
铃壳—籽棉途径进入纤维后, 纤维组织中的 SS酶主
要催化纤维中的蔗糖降解为 UDPG 和果糖, 为纤维
素的合成提供原料。SS酶活性的高低反映了催化纤
维中蔗糖降解的能力[16-17]。表 6 表明, 与普通白棉
第 3期 张 祥等: 两个不同类型彩色棉品种纤维发育的生理特征 493


表 5 不同棉花品种纤维中 GA3含量变化
Table 5 Dynamics of fiber GA3 content of different cotton cultivars (ng g–1 FW)
开花后天数 Days post anthesis 品种
Cultivar 10 d 20 d 30 d 40 d
皖棉 39 Wanmian 39 120.59 Bc 306.67 b 220.00 c 175.84 c
湘彩棉 2号 Xiangcaimian 2 231.47 Bb 458.17 a 473.52 b 313.04 b
苏棉 9号 Sumian 9 685.23 Aa 295.59 b 600.21 a 637.12 a
标以不同字母的数据差异显著, 大、小写字母分别表示 0.01、0.05显著水平。
Values followed by a different capital letter are significantly different at the 0.01 probability level and those by a small letter at the 0.05
probability level.

表 6 不同品种棉纤维中蔗糖合酶(SS)活性变化
Table 6 Dynamics of fiber sucrose synthase (SS) activity in different cultivars (mg g–1 FW h–1)
开花后天数 Days post anthesis (d) 品种
Cultivar 10 d 20 d 30 d 40 d
皖棉 39 Wanmian 39 20.43 b 25.74 a 30.93 a 8.35 c
湘彩棉 2号 Xiangcaimian 2 22.78 a 26.92 a 31.25 a 21.30 b
苏棉 9号 Sumian 9 15.57 c 20.02 b 29.90 a 26.61 a
标以不同字母的数据差异显著, 大、小写字母分别表示 0.01、0.05显著水平。
Values followed by a different capital letter are significantly different at the 0.01 probability level and those by a small lerrer at the 0.05
probability level.

苏棉 9号相比, 皖棉 39、湘彩棉 2号在花后 30 d内
纤维中 SS酶活性较高, 这可能与天然彩色棉发育前
期需要大量物质合成纤维素和色素导致其活性较高
有关; 花后 40 d, 绿色棉、棕色棉纤维中 SS酶活性
低于普通白棉品种, 皖棉 39、湘彩棉 2 号分别比苏
棉 9号低 68.6%、20.0%。
相关分析表明, 花后 40 d纤维中 SS活性与天然
彩色棉成熟期纤维成熟度、纤维比强度呈显著线性
正相关关系(r=0.884*, r=0.895*)。
2.2.7 纤维中 UDPG 焦磷酸化酶活性变化 表 7
表明, 天然彩色棉纤维中 UDPG 焦磷酸化酶活性均
低于对照, 如花后 40 d绿色棉皖棉 39、棕色棉湘彩
棉 2号比对照苏棉 9号低 26.5%、15.3%, 且差异达
显著水平(F＝13.94*, F=8.76*)。

表 7 不同品种棉铃纤维中 UDPG焦磷酸化酶活性变化
Table 7 Dynamics of fiber UGPase activity in different culti-
vars (μmol g–1 FW h–1)
开花后天数 Days post anthesis品种
Cultivar 30 d 40 d
皖棉 39 Wanmian 39 21.35 b 29.28 c
湘彩棉 2号 Xiangcaimian 2 23.69 b 33.75 b
苏棉 9号 Sumian 9 26.23 a 39.84 a
标以不同字母的数据差异显著 , 大、小写字母分别表示
0.01、0.05显著水平。
Values followed by a different capital letter are significantly
different at the 0.01 probability level and those by a small letter at
the 0.05 probability level.
相关分析表明, 花后 40 d纤维中 UDPG焦磷酸
化酶活性与天然彩色棉成熟期纤维成熟度、纤维比
强度呈显著线性正相关关系(r=0.914*, r=0.935*)。说
明该酶活性对纤维成熟度、纤维比强度的发育有显
著的促进作用, 天然彩色棉纤维中 UDPG 焦磷酸化
酶活性低于普通白棉, 因而其纤维品质较差。2个彩
色棉品种相比, 棕色棉湘彩棉 2 号纤维中 UDPG 焦
磷酸化酶活性高于绿色棉皖棉 39。
3 讨论
本研究发现, 天然彩色棉纤维中纤维素含量低
于普通白棉, 其积累呈不对称的 S 型增长曲线, 这
与前人研究的用 Logistic 方程拟合 [18-19]稍有不同 ,
可能与天然彩色棉纤维素形成过程中结合着色素形
成的因素有关。而不同品种间纤维素积累进程的
Richards 方程特征参数差异明显, 天然彩色棉纤维
中纤维素积累的最大增长速率低, 快增期的积累速
率小和持续时间短对提高纤维素积累不利, 导致最
终纤维品质低于普通白色陆地棉。
纤维发育的变化, 与其叶片、铃壳中营养物质
的积累与运输有关。前人研究认为可溶性糖转化是
形成棉花产量和棉纤维品质的物质基础[20-21], 可溶
性糖最先在铃壳中大量积累, 以后逐渐向纤维和棉
籽中运输和转化。徐立华等[22]和卞海云等[23]认为铃
壳中可溶性糖含量直接反映棉铃有机养分的运转情
况, 影响棉铃发育。孙春红等[24]认为叶片中可溶性
494 作 物 学 报 第 37卷

糖、淀粉的含量增加有利于提高单铃重。天然彩色
棉棉铃对位叶叶绿素含量(SPAD 值)低于普通白棉,
并且花后 30~40 d叶绿素降低速率快于苏棉 9号, 且
棉铃对位叶、铃壳中可溶性糖含量低于普通白棉 ,
说明天然彩色棉叶绿素含量较低 , 降解速度较快 ,
造成其光合产物不足, 影响最终纤维品质。
蔗糖转化酶是衡量同化产物的转化和利用、棉
株细胞代谢的指标。陈德华等[25]和韩焕勇等[26]研究
指出高产棉花叶片光合增强、蔗糖转化酶活性提高,
有利于光合产物输出。天然彩色棉棉铃对位叶中蔗
糖转化酶活性低于普通白棉, 蔗糖转化速率慢。2个
彩色棉品种间, 又以绿色棉较低。
当叶片合成的碳水化合物以蔗糖形式通过铃壳
—棉籽运输到纤维中, 在一系列酶的作用下, 降解
为尿苷二磷酸葡萄糖 (uridine diphosphate glucose,
UDPG), 用以合成纤维素时 , 蔗糖合酶(SS)是调控
纤维素生物合成的关键酶, SS 活性变化直接影响纤
维素的合成速度和沉积质量[16-17]。徐楚年等[20]研究
认为, SS活性变化与纤维素沉积速度的变化相一致,
在一定程度上反映纤维素合成强度。本试验中, 天
然彩色棉 ATP酶活性(反映库器官卸载能力)、SS酶
活性较低, 尤其是在最需营养物质的棉纤维发育盛
期, 导致纤维发育较慢, 最终纤维品质较差。这也解
释了彩色棉 Richards 方程模拟纤维素积累速率较慢
的结果。
此外 , 天然彩色棉铃壳和纤维中 GA3 含量、
UDPG 焦磷酸化酶活性比普通白棉低。相关分析表
明, 彩色棉花后 10 d纤维中 GA3含量与成熟期纤维
长度(数据见参考文献[5])呈显著线性正相关, 花后
40 d纤维中 GA3含量、纤维中 UDPG焦磷酸化酶活
性与成熟期纤维成熟度、纤维比强度呈极显著线性
正相关, 说明纤维中 GA3含量、UDPG 焦磷酸化酶
活性对纤维成熟度、纤维比强度的发育具有显著的
促进作用。内源激素水平等较低可能是影响天然彩
棉纤维品质性状进一步发育的重要原因。
4 结论
天然彩色棉纤维中纤维素积累进程的 Richards
方程特征参数差异明显, 纤维素积累的最大增长速
率低, 快增期的积累速率小和持续时间短对提高纤
维素积累不利; 叶片叶绿素含量较低, 降解速度较
快, 造成其光合产物不足; ATP 酶活性(反应库器官
卸载能力)、SS酶活性尤其是在棉纤维发育后期均较
低, 导致纤维发育较慢, 最终纤维品质较差。彩色棉
纤维中 GA3含量、UDPG 焦磷酸化酶活性对纤维成
熟度、纤维比强度的发育具有显著的促进作用。
References
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