减量灌溉对转ScALDH21基因棉花农艺性状、产量和品质的影响

李生梅, 张大伟, 迪丽拜尔·迪力买买提, 魏鑫,芮存, 杨涛, 耿世伟, 高文伟*

(1. 新疆农业大学农学院， 乌鲁木齐 830052; 2.新疆农业科学院经济作物研究所， 乌鲁木齐 830091)

棉花是重要的经济作物，也是我国纺织服装工业的主要原料之一[1]。新疆作为我国最大的棉花种植区域，单产和总产居全国之首[2]。然而，新疆地区年降雨量少，蒸发量大，水资源相对匮乏。棉花生长发育需要的水分补给基本上靠雪水融化和地下灌溉，因此，干旱已成为限制棉花产量与品质的主要因素[3]。为减少干旱造成的经济损失，研究棉花水分胁迫生理及其适应机制及寻找棉花水资源高效利用途径具有十分重要的生产意义和现实价值[4]。随着植物基因工程研究取得迅速的发展，利用抗旱相关基因提高棉花的耐旱性、实现棉花产量的增加是一种经济和高效的途径[5]。

醛脱氢酶(aldehyde dehydrogenase，ALDH)能催化醛类氧化为相应的羧酸，起到醛类物质清除剂的作用，因此在植物逆境中起着重要作用[6-9]。苔藓携带2种独特的醛脱氢酶基因(ALDH)，其中一种为ALDH21，最早从山墙藓(Tortularuralis)中克隆得到[10-11]。诸多研究表明，该基因具有较强的抗逆功能[11-16]。过表达ScALDH21基因可增强烟草的耐盐和耐旱性，盐和干旱胁迫使烟草植株的萌发和生长降低，但转基因烟草表现出更好的抗逆能力[14]。在盐胁迫下，转ScALDH21基因能提高棉花的耐盐性，转基因株系的幼苗在株高等生长和生理性状均表现出优势[15]。在15%PEG胁迫下，转ScALDH21基因棉花的抗性显著提高[16]。有研究发现，与全生育期充足灌溉相比，适度干旱胁迫后部分棉花品种的表型及产量性状表现优于对照[17]。……