融埃及棉血缘的南疆零式株型海岛棉优质纤维形成的生理机制

南疆是中国唯一的海岛棉产区和出口基地，已有54年种植和17年原棉出口的悠久历史。海岛棉产业对国计民生、纺织、汽车、国防工业以及整个国民经济发展都具有举足轻重的作用。世界最优海岛棉产于埃及，也产于中国新疆。以融埃及棉血缘的南疆零型海岛棉为试材，在精准植棉技术下，通过发育纤维伸长生长、可溶性固形物、棉糖代谢与纤维合成关键酶、保护酶活性、抗氧化物质、生长素含量等动态研究，揭示纤维伸长扩展加厚的形态学与细胞学基础、纤维碳素同化生理、干物质积累增重的产量生理、长度、强度、细度兼优纤维形成的品质生理机制；探讨不同节位棉铃纤维品质空间分布异质性的生理生态基础；建立纤维产量品质组分的数学模型，为海岛棉高产优质的宏观调控与决策发挥作用，增强中国海岛棉的国际竞争力，实现"用南疆海岛棉全部替代进口埃及海岛棉"的国家战略发展目标，确保中国海岛棉产业的国家安全，促进南疆经济发展，"稳疆兴疆、固边富民"具有重要意义。

2011-2013年的小区、大田试验与室内测试的研究结果表明：1) 融埃及棉血缘的南疆零式株型海岛棉（下称新海棉，该类品种1995-2013年新疆已审定26个）优质纤维【(ICC标准：长度≧36 mm，强度≧45 cN/tex，细度（马值）3.3-4.2，整齐度>86%，纺纱均匀性指数（SCI）>210)，含糖微量】的平均单产达1473.36 kg/ha，14个新海棉较11个埃及棉品种高28.6%。2) 中、埃海岛棉主茎各节位、各果节的纤维产量与主茎节位序数间呈钟形曲线关系。3) 42-70 DPA（花后天数，d）随铃期的增大5项纤维品质指标同步增大。4) 新海棉发育棉株随节位的升高纤维伸长、增重下降，纤维细胞汁液浓度（可溶性固形物含量，SSC）增加；随生育期的推进各节位的纤维长度、干重增加而SSC降低。5) 14个中、埃海岛棉品种不同年份不同开花期棉铃的绒长、绒重、出绒率的增长分别与5-40 DPA间呈高度线性正相关，绒长与SSC间、SSC的降低与5-40 DPA间呈高度线性负相关。6) 2011年4个中、埃品种3个开花期、2012年15个中、埃品种3个开花期、2013年20个中、埃、美、中亚品种1个开花期棉铃的发育纤维中SS、SPS、β-1,3-葡聚糖酶、AI、NI活性（mg/gDW•h）于14-28 DPA速降，28-70 DPA缓降，其间呈指数曲线变化关系；POD活性的变化与其相似；葡萄糖、果糖、蔗糖、还原糖、可溶性糖、可溶性蛋白质含量与DPA间均呈指数曲线变化。所获结果在年际间品种间花期间的重演性基本一致。平均值的相关性分析显示：酶活性间、酶活性与糖含量间呈显著、极显著正相关（SS与葡聚糖酶、蔗糖含量间呈不显著负相关）。7) 发育纤维的IAA、AsA含量与IAAO、AsAO活性随DPA增加呈现彼消此长的动态变化。8) 中外海岛棉20个品种8个开花期棉铃吐絮纤维的葡萄糖、果糖、木糖、可溶性糖含量与其平均值之间呈显著、极显著正相关；糖类之间呈不显著、显著、极显著正相关。南疆的埃及型海岛棉与埃及棉优质纤维形成过程中的生理学对比研究结果对于海岛棉品种的遗传改良与优质高产栽培具有指导价值，并可为海岛棉优质原棉内在品质与纺纱性能的品种评价及其选用提供理论依据。