棉花是重要的经济作物，棉纤维是最主要的天然纤维来源。此外，棉花还为人们提供了大量优质的棉籽蛋白、棉籽饼和棉籽油。由于棉籽中含有棉酚及其衍生物，对人和单胃动物有毒，限制了棉籽的使用。但是，棉酚对棉花的自我保护起着重要作用。因此，研究棉酚代谢有助于了解棉酚合成、转运、贮存特点，为提高植株棉酚含量和降低种子棉酚含量提供新的途径和方法。色素腺体是棉属及近缘植物特有的1种用来贮存棉酚及其衍生物的结构，通常呈褐色或黑褐色，遍布植株主要器官。色素腺体是1个大的分泌空腔，外面围绕着1～3层的分泌细胞。

前人研究表明，分泌细胞形成的空腔是细胞程序性死亡的结果。澳大利亚的野生二倍体棉种，如澳洲棉（Gossypiumaustrale）、比克氏棉（G.bickiiProkh.）和斯特提棉（G.sturtianum）等具有子叶色素腺体延缓形成性状，即休眠种子中无肉眼可见的色素腺体，检测不到棉酚；种子萌发后的子叶和下胚轴会陆续形成色素腺体，并检测到棉酚，且植株的根、茎、叶等主要器官均可观察到色素腺体。这一特殊性状对于培育种子无色素腺体而植株有色素腺体棉花具有十分重要的价值。Punit等发现基因型在很大程度上影响色素腺体分布，且棉酚含量与色素腺体的数目有很强的相关性，因此常把二者一起研究。丁亮等对种仁有色素腺体无酚型品种司笃克氏棉进行色素腺体形成与棉酚合成的动态研究。结果表明，在种胚发育过程中，棉酚的含量随发育进行呈现上升趋势，认为种胚发育过程中棉酚的含量与色素腺体的形成具有一定的关系。而在种子萌发过程中，其色素腺体密度和棉酚的含量呈负相关。

目前，棉酚合成通路已明确，但并不清楚棉酚合成的关键酶是否参与色素腺体形态建成。马丹等沉默了棉酚生物合成途径中的关键基因，其棉酚含量显著减少，但仍可形成正常的色素腺体。因此，棉酚与色素腺体之间的关系错综复杂，需要更多的证据加以澄清。本研究以子叶色素腺体延缓发生的比克氏棉为材料，以陆地棉（G.hirsutum）有色素腺体品种标准系TM-1、陆地棉有色素腺体品种中棉所12及其无色素腺体近等基因系中棉所12无为对照，通过观察比克氏棉在种胚形成期和种子萌发期色素腺体形态建成，色素腺体形态与棉酚含量的关系，分析色素腺体形成与棉酚代谢的动态关系。通过分析色素腺体形成与棉酚合成关键酶基因在比克氏棉色素腺体形成过程中的表达特点，探究比克氏棉色素腺体形成的分子机理，为利用该性状提供依据。

1材料与方法

1.1试验材料

本研究供试的材料为野生二倍体棉种比克氏棉（G染色体组），对照材料包括陆地棉有色素腺体标准系TM-1、陆地棉有色素腺体中棉所12及其无色素腺体品种近等基因系中棉所12无，均为本实验室自交保存的种质系。

1.2试验方法

1.2.1材料取样及密度大小测定

比克氏棉和陆地棉TM-1于开花期挂牌标记。取充分成熟的比克氏棉种子进行浓硫酸脱绒，在种子的合点处切口，28℃条件下浸泡12h后剥去种皮，置于光照培养箱（培养条件：16h光照，8h黑暗；28℃）中发芽（种子浸泡12h后发芽为种子萌发的时间起点），从种子萌发开始至种子萌发48h，每隔2h取子叶用于显微观察其色素腺体情况。在体式显微镜下观察种子萌发后不同时间点的子叶及开花当天各材料幼嫩的叶片、花瓣、萼片和苞叶等器官并拍摄照片，使用ImageProPlus6.0测定腺体密度和大小。每种材料3次重复。

声明：本文所用图片、文字来源《食品科学》，版权归原作者所有。如涉及作品内容、版权等问题，请与本网联系删除。