Benefits of oxygation of subsurface drip-irrigation water for cotton in a Vertosol

Australian cotton (Gossypium hirsutum L.) is predominantly grown on heavy clay soils (Vertosols). Cotton grown on Vertosols often experiences episodes of low oxygen concentration in the root-zone, particularly after irrigation events. In subsurface drip-irrigation (SDI), cotton receives frequent irrigation and sustained wetting fronts are developed in the rhizosphere. This can lead to poor soil diffusion of oxygen, causing temporal and spatial hypoxia. As cotton is sensitive to waterlogging, exposure to this condition can result in a significant yield penalty. Use of aerated water for drip irrigation (‘oxygation’) can ameliorate hypoxia in the wetting front and, therefore, overcome the negative effects of poor soil aeration. The efficacy of oxygation, delivered via SDI to broadacre cotton, was evaluated over seven seasons (2005–06 to 2012–13). Oxygation of irrigation water by Mazzei air-injector produced significantly (P < 0.001) higher yields (200.3 v. 182.7 g m–2) and water-use efficiencies. Averaged over seven years, the yield and gross production water-use index of oxygated cotton exceeded that of the control by 10% and 7%, respectively. The improvements in yields and water-use efficiency in response to oxygation could be ascribed to greater root development and increased light interception by the crop canopies, contributing to enhanced crop physiological performance by ameliorating exposure to hypoxia. Oxygation of SDI contributed to improvements in both yields and water-use efficiency, which may contribute to greater economic feasibility of SDI for broadacre cotton production in Vertosols.

棉花抗虫基因工程研究

本文通过根农杆菌（Agrobacterium tumfaciens）介导法分别将Signal和KDEL修饰的豇豆胰蛋白酶抑制剂（Cowpea trypsin inhibitor, CpTI）基因、豌豆外源凝集素（Pea lectin, P-Lec）和大豆Kunitz型胰蛋白酶抑制剂（Soybean Kunitz typsin inhibitor, SKTI）双价抗虫基因、雪花莲外源凝集素（Galanthus nivals agglutinin, GNA）基因以及高效复合启动子OM控制的苏云金杆菌（Bacillus thuringiensis, B.t.）杀虫毒蛋白基因导入了陆地棉（Gossypium hirsutum L.）栽培品种新陆早1号、新陆中2号、晋棉7号、冀合321、辽9和晋棉12号，并获得了大批转基因再生植株。 实验中对影响棉花转化和再生的一些条件进行了研究，从根农杆菌培养、棉花无菌苗的制备、转化操作和共培养等方面对转化条件进行了探讨;从激素配化、植物表达载体、外植体类型、基因型等方面对抗性愈伤组织的诱导进行了摸索;从激素、从碳源、培养容器、pH值、抗褐化剂及固化剂的选择等方面对影响植株再生的条件进行了优化。 本文开创性地采用嫁接代替移栽，从而极大地提高了转化植株定植成活率，缩短了缓苗时间并增加了转化植株当代的繁殖系数。 在建立了一套较为高效的陆地棉转化及再生系统基础上，本文还进行了其它转化方式和转化体系的初步探讨。利用棉花幼嫩种子无菌苗下胚轴作为外植体，通过改变愈伤组织诱导培养基配方面提高胚性愈伤组织的诱导频率，进而得到更多的体细胞胚状和再生植株，缩短再生周期;尝试用胚性愈伤组织作为外植体的根农杆菌介导法转化，确定了一些与转化有关的条件;建立了一套棉花茎尖培养程序，为运用基因枪法轰击棉花茎尖分生组织或用根农杆菌直接转化茎尖分生组织，以克服根农杆菌转化棉花时体胚发生的基因型局限开辟了一条新途径。 本文还建立了一种快速鉴定转化植株后代的方法。这一简便方法还有助于进行转基因棉纯合系的筛选以及外源基因的遗传稳定性研究。 转基因植株经Npt-II ELISA、PCR、PCR Southern 检测证明外源抗虫基因CpTI、SKTI、P-lec、GNA以及B.t.基因已存在于转化植株基因组内。修饰的CpTI转基因植株抗棉铃虫（Heliothis armigera Hubner）试验结果表明，其杀虫效果显著优于前期未修饰的CpTI转化植株。P－lec和SKTI双价转基因植株抗棉铃虫试验结果表明，转基因植株对棉铃虫幼虫具有较强的杀虫活力。 目前，已获得转以上抗虫基因棉花T1代植株。为今后进一步将植物基因工程技术应用于棉花遗传改良打下了基础。

陆地棉抗虫基因工程研究

以陆地棉（Gossypium hirsutum L.）栽培品种新陆早4号、系550、冀资492、衡无89-30、邯93-2、冀资123等为材料，进行了组织培养及植株再生研究，建立了一套陆地棉体细胞植株再生速成体系。通过调整激素种类与比例以及改善培养条件，降低了畸形胚发生频率（从80%降为41%），并可将畸形苗转化为正常苗（转化率约为78%）;通过水培和嫁接，结合试管扦插、扩繁技术，解决了棉花生根及移栽难题，为农杆菌介导法转化棉花奠定了基础。 用绿色荧光蛋白基因（gfp）作为报告基因，构建了pBGb1m（含Bt和gfp二价基因）、pBGbf（含Bt-gfp融合基因）和pBGbfg（含Bt-gfp融合基因和gna基因）等三种植物表达载体。通过农杆菌介导法转化烟草，转基因再生植株经过荧光、虫试、PCR、Southern blot和Western blot等检测，表明三种植物表达载体能够在转基因植物中有效表达，同时，绿色荧光蛋白（GFP）的检测表现出了简便、经济、快速、可靠等优点，为大量棉花转基因苗的检测提供了一种有效方法。 采用花粉管通道法将携带细胞间隙定位信号肽的Bt基因的pBin438-S1m质粒导入棉花品种冀资492，经过田间卡那霉素筛选、虫试、PCR、PCR-Southern blot和Southern blot检测，证明Bt基因已整合至棉花基因组中，而且可能是以单拷贝形式插入。 同时，通过农杆菌介导法将三种植物表达载体（pBGb1m、pBGbf和pBGbfg）转化陆地棉栽培品种新陆早4号、冀资492、衡无89-30和邯93-2等材料，获得了大量转化再生棉株。经过PCR和PCR-Southern blot检测，转基因阳性植株为转为再生植株总数的89.45%。目前，虫试、Southern blot及Western blot正在进行之中。

变水处理与短期遮荫对作物水分利用效率的影响

变水处理与短期遮荫对棉花水分利用效率的影响研究表明 ,在充分供水 -水分胁迫 -复水的变水处理过程中 ,短期遮荫使净光合速率、蒸腾速率、水分利用效率降低 ;光照 -遮荫 -光照期间 ,总的水分利用效率以水分胁迫的最高 ,充分供水的次之 ,复水处理最低 ,其中遮荫 40 %的水分利用效率高于遮荫 75%的处理 .回归分析表明 ,水分利用效率与光合速率表现出极显著正相关 ,两者回归直线的斜率随水分胁迫而增大 ,而水分利用效率与蒸腾速率的关系较弱 ,多数处理两者相关达不到显著水平

土壤水分与短期遮光对棉花光合及其气孔响应的影响

以陆地棉 (Gossypium hirsutum L.Zhongmain No.2 3)为供试材料 ,探讨了在充分供水-水分胁迫 -复水的处理过程中 ,短期不同遮光水平对棉花光合特性及其气孔响应的影响。结果表明 ,在水分处理过程中 ,所有不同遮光水平的棉花叶片对短期遮光具有相似的基本响应规律 :短期遮光使净光合速率迅速降低 ,气孔导度减少 ,但减少速率缓慢 ;遮阳网去掉后 ,叶片气孔重新开放速率和光合恢复被延迟。水分胁迫期间 ,所有遮光处理的水分利用效率均最高 ,但净光合速率均较低 ,光合及其气孔响应受到严重限制 ,遮光 75%受到的影响大于遮光 40 %的处理。复水后水分胁迫带来的残留影响仍然存在 ,结果使水分利用效率在整个水分处理过程中最低 ,遮光 75%的处理尤为明显。上述表明 ,土壤水分与短期遮光对棉花光合及其气孔响应的影响十分显著

Períodos de interferência das plantas daninhas em algodoeiro de fibra colorida ‘BRS Safira’

This study aimed to determine the late-season presence of weeds in reddish brown cotton (cultivar BRS Safira) and the critical times for removing weeds. The experiment was carried out in the area of Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA) in Missao Velha-CE, Brazil, located at 7 degrees 42'07" S latitude and 39 degrees 24'18" WGr. longitude, during the 2007/2008 season. The treatments consisted of two control groups: weed-free crop during the initial period after crop emergency, and crop kept with weeds during initial period after plant emergency. Both consisted, 0; 20; 40; 60; 80 e 120 days after crop emergency (DAE), the weed community was evaluated by two phytosociological indices (relative dominance and relative importance). Regression analysis was performed as the model of sigmoidal Boltzman, using data from productivity separately within each type of competition, to identify the critical periods of competition, considering 2; 5 and 10% reduction in yield. The community of weeds was composed by 21 species, standing out among them: Richardia grandiflora, Amaranthus deflexus, Eleusine indica, Merremia aegyptia, Eragrotis pilosa, Cenchrus echinatus and Waltheria indica. Considering 2; 5 and 10% reduction in yield fiber as acceptable, the critical period before weed interference were, respectively, 8; 14 and 20 DAE. The critical period of weed interference, for those same levels of losses, were respectively, 100; 82 and 60 days.

Cloreto de mepiquat, thidiazuron e ethephon aplicados no algodoeiro em Ponta Porã, MS

O objetivo do presente estudo foi avaliar os efeitos de diferentes dosagens de cloreto de mepiquat, thidiazuron e ethephon, aplicadas parceladamente no algodoeiro (Gossypium hirsutum L.) na Fazenda Itamarati, Ponta Porã, MS. As dosagens de cloreto de mepiquat foram: (0; 12,5 + 12,5 + 25,0 = 50; 25 + 25 + 25 = 75; 0 + 50 + 50 = 100; 12,5 + 62,5 + 50 = 125) g ha-1, com aplicações efetuadas aos 34, 47 e 62 dias após a emergência (DAE) em 1993/94, e aos 42, 60 e 73 DAE, em 1994/95, enquanto o thidiazuron foi aplicado quando 70% dos capulhos estavam abertos, nas dosagens de 0, 45, 60 e 75 g ha-1; já o ethephon foi aplicado sete dias após o thidiazuron, quando já se observava desfolha de 85%, nas dosagens de 0, 960 e 1.440 g ha-1. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos casualizados em faixa, com subparcelas subdivididas e quatro repetições. O cloreto de mepiquat proporcionou redução do número de frutos verdes, aumento do peso de 100 sementes e do peso médio de um capulho; a percentagem de desfolha aumentou com as dosagens de thidiazuron e ethephon; constatou-se que a interação cloreto de mepiquat x thidiazuron x ethephon foi significativa para percentagem de abertura de capulhos e produção de algodão em caroço.

Adult attractiveness and oviposition preference of Bemisia tabaci (Genn.) (Homoptera: Aleyrodidae) B-biotype in cotton genotypes

Considerada importante praga do algodoeiro, a mosca-branca Bemisia tabaci biótipo B pode através de sua alimentação, diminuir o vigor das plantas, trasmitir vírus e prejudicar a qualidade da fibra. Visando avaliar a resistência de genótipos de algodoeiro, Gossypium hirsutum (L.), à mosca-branca Bemisia tabaci biótipo B, realizaram-se testes de atratividade e não-preferência para oviposição, com e sem chance de escolha, em telado, a temperatura ambiente. Verificou-se baixa atratividade das plantas dos genótipos Fabrika, CNPA Ita 90, Makina, Coodetec 407 e IAC 01-639 CPA 02-24 a adultos dessa mosca-branca, o que pode representar um componente de resistência destes materiais genéticos ao inseto. Os genótipos BRS Aroeira, Coodetec 406, Fabrika e Coodetec 401 apresentaram resistência do tipo não-preferência para oviposição, nos testes com e sem chance de escolha. Os números de tricomas e de glândulas de gossipol por cm² não foram adequados para se avaliar a não-preferência para oviposição de adultos da mosca-branca em genótipos de algodoeiro.

Preferência alimentar do bicudo-do-algodoeiro por frutos de diferentes cultivares e idades

O objetivo deste trabalho foi avaliar a preferência alimentar de adultos do bicudo-do-algodoeiro, Anthonomus grandis Boheman, 1843 (Coleoptera: Curculionidae), por duas cultivares de algodão (Gossypium hirsutum L.) com frutos de diferentes idades. Foram realizados quatro experimentos em laboratório, avaliando-se o número de orifícios de alimentação. Maçãs de 2, 8 e 12 dias de idade, das cultivares IAC-20 e Reba P288, foram oferecidas aos insetos, confinados em recipientes, com opção de escolha quanto à idade e cultivar (primeiro experimento), sem opção de escolha quanto à idade e cultivar (segundo experimento), sem opção de escolha quanto à cultivar e com opção quanto a idade (terceiro experimento) e sem opção quanto à idade e com opção de escolha quanto à cultivar (quarto experimento). Observou-se preferência por maçãs da cultivar IAC-20 com dois dias de idade, com uma redução de danos de 23,53% e 78,43%, respectivamente, aos oito e aos doze dias de idade.

Resistência de variedades de algodão ao curuquerê do algodoeiro Alabama argillacea Hubner (lepidoptera: noctuidae)

Este trabalho teve como objetivo verificar a ocorrência das formas de resistência, tais como: a não preferência para oviposição, a não preferência para alimentação e a antibiose, em variedades de algodoeiro (Gossypium hirsutum L.), à Alabama argillacea (Hubner, 1818), em experimentos de laboratório (27 ± 2 ºC, 70 ± 10% de U.R. e fotofase de 14 horas). Para avaliar a não preferência para oviposição e para a alimentação em teste com chance de escolha, adotou-se o delineamento em blocos casualizados e, no teste sem chance, o inteiramente casualizado. Para avaliar a antibiose, foram fornecidas às larvas, diariamente, folhas das variedades DeltaOpal, NuOpal, FMT 701, FMX 910 e 20 FMX 996. Durante este processo, verificou-se a duração de cada fase do inseto, avaliando-se a massa de larvas aos dez dias de idade, massa de pupas com 24 horas, período larval, pré-pupal e pupal, longevidade de adultos, viabilidade total e fecundidade. As variedades NuOpal e FMT 701 apresentam resistência do tipo não preferência para alimentação. As variedades NuOpal, FMT 701 e FMX 910 apresentam resistência do tipo antibiose em relação a A. argillacea.

Parasitismo natural de ovos do curuquerê-do-algodoeiro por Trichogramma pretiosum em diferentes estágios fenológicos de variedades de algodoeiros em Ipameri, GO

The cotton can be damaged by many pests, standing out among them cotton leafworm, responsible for major losses in production, if not controlled properly. A group of natural enemies is the most studied of the family Trichogrammatidae, mainly species of the genus Trichogramma, because of its importance in biological control at the initial stage of development of their hosts. In order to study the natural egg parasitism of Alabama argillacea (Hubner, 1818) (Lepidoptera: Noctuidae) by Trichogramma pretiosum Riley, 1879 (Hymenoptera: Trichogrammatidae) in different phenological stages of transgenic and conventional varieties of cotton (Gossypium hirsutum L.) in the region of Ipameri, GO, it was carried out this experiment from december 2007 to april 2008, in the UEG, State of Goias. The experimental design was in randomized blocks with five treatments consisting of the conventional varieties DeltaOPAL, FMX 966, FMX 993, FMX 910 and NuOPAL transgenic variety, in four replications. In the beginning of oviposition of the A. argillacea it was started the 27 old days plant and the parasitism increased as the availability of eggs of the host, regardless of variety. It was found that the varieties over the vegetative cycle did not show statistical differences on the preference for oviposition by the moth neither on the parasitism. The level of parasitism of eggs of A. argillacea by T. pretiosum varied depending on the density of eggs on plants, not in terms of varieties and phenological stages.

Diversidade de afídeos na cultura do algodoeiro no município de Campo Verde (MT)

O objetivo deste trabalho foi verificar a diversidade de afídeos (Hemiptera: Aphididae) na cultura do algodoeiro (Gossypium hirsutum L.) no município de Campo Verde (MT). Os afídeos foram amostrados diretamente nas plantas e através de armadilhas tipo Moericke. As amostragens foram realizadas a cada dois dias, até 60 dias após a germinação das plantas. A espécie Aphis gossypii Glover prevaleceu nas amostragens realizadas sobre as plantas. Formas aladas, de ocorrência acidental na cultura, tais como Aphis spiraecola Patch e Rhopalosiphum padi (Linnaeus) também foram observadas. Com as armadilhas tipo Moericke foram capturados 2280 afídeos alados, pertencentes a 13 espécies: R. padi (52,6% do total), A. spiraecola (26,4%), A. gossypii (8,9%), Rhopalosiphum maidis (Fitch) (5,3%), Geopemphigus floccosus (Moreira) (3,1%), Uroleucon ambrosiae (Thomas) (1,5%), Rhopalosiphum rufiabdominalis (Sasaki) (1,3%), Myzus persicae (Sulzer) (0,4%), Sipha flava (Forbes) (0,3%), Pentalonia nigronervosa Coquerel, Tetraneura nigriabdominalis (Sasaki), Lizerius melanocallis (Quednau) e Toxoptera citricidus (Kirkaldy) (0,1% cada uma). Nas amostragens diretamente sobre as plantas foram observados ápteros e alados de A. gossypii e alados de A. spiraecola e R. padi. Nas armadilhas tipo Moericke, as principais espécies capturadas foram R. padi, A. spiraecola, A. gossypii e R. maidis.

Caracterização da transmissão do vírus do mosaico-das-nervuras do algodoeiro pelo pulgão Aphis gossyphii com relação à persistência e ao tempo necessário para inoculação

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Parâmetros biológicos de Bemisia Tabaci (genn.) biótipo B (hemiptera: aleyrodidae) em genótipos de algodoeiro

A mosca-branca Bemisia tabaci biótipo B é uma praga de grande importância econômica para muitas culturas em todo o mundo. No Brasil, especialmente no Estado da Bahia, essa praga causou perdas que variam entre 30% e 70% em cultura de algodão. Essa pesquisa foi desenvolvida com o objetivo de avaliar parâmetros biológicos de B. tabaci biótipo B em genótipos de algodoeiro para verificar a possível ocorrência de antibiose como mecanismo de resistência sob condições de casa de vegetação. Os genótipos estudados foram IAC-23, Coodetec 406, BRS Aroeira, Fabrika, Coodetec 407, IAC-24, Makina, IAC 20-233, Coodetec 401 e CNPA Acala I. Foram avaliados os períodos de incubação e ninfal, o desenvolvimento total e a longevidade. Dos genótipos avaliados observou-se em Coodetec 406 maior período ninfal (14,7 dias) e IAC-23 a menor viabilidade de ninfas (30,7%), indicando a ocorrência de resistência do tipo antibiose contra essa mosca-branca.

Biologia de aphis gossypii em plantas infectadas pelo vírus do mosaico das nervuras do algodoeiro

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)