研究和评论:农业和盟军雷竞技苹果下载科学杂志》上
菜单ISSN: E 2347 - 226 x, P 2319 - 9857
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1电子研究所乌兹别克科学院100125年塔什干汇票,Durmon余莉33岁的乌兹别克斯坦
2田间作物、蔬菜和遗传学,教师的农业、食品和环境质量科学、耶路撒冷希伯来大学的,邮政信箱76100年雷,以色列
收到日期:31/12/2018;接受日期:29/01/2019;发表日期:05/02/2019
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通过使用方便的光学显微镜技术棉纤维卷积吃水和有实力的工厂测量的参数。结果表明,内容复杂的纤维棉花灌溉棉花远远超过的干旱。质量参数之间的相关性(卷积特性,构建院系(高容量仪器)参数)两个海岛棉与陆地棉品种在吃水和富水条件下观察到。
它已经表明,在不同发展阶段解散初生细胞壁发生在cuprum-ammonium溶剂比次生细胞壁更慢。它是与结构转型的棉花细胞壁纤维素层依赖于它的发展阶段。
棉花纤维、微观Gossypium sp卷积。
棉铃成熟后所有棉纤维内部扭曲的带状的棉子变得干燥,坍塌地层。玲珑在棉花纤维开发的管状纤维干。一个卷积的定义是两个bobbinlike段之间的边界。通常,扭曲后的棉纤维成熟特点是密度的曲线玲珑,卷积程度和邻近旋转之间的距离1- - - - - -3]。已经有一些研究在描述犹如棉花纤维纤维质量的卷积和相关特征。根据(1]作者计算密度函数的运算,利用光学显微镜。作者(2- - - - - -4)发现棉花纤维束强度之间的相关性和卷积角度和fibrilar取向。为了和埃文斯5)使用图像分析测量棉纤维成熟度通过测量卷积特性。
棉纤维细胞壁由表皮,初生壁和次生壁。第一层的次生细胞壁名叫绕组层(6]。次生壁主要由纯纤维素。在棉纤维生长和次生细胞壁纤维素沉积许多逆转发生(7),在棉花纤维扭曲的结果,我们可以观察到复杂结构的干纤维。
所以,运算主要出现在次生细胞壁沉积阶段。但这个阶段重叠拔节期。在这一点上是很重要的检查在不同发育阶段的卷积。在第一次显示,大约有四种每个胚珠表皮细胞分化成一个单细胞的毛状体8,9)和纤维首字母出现在天开花的球形突起卵子的表面(10]。附近的分化开始chalazal胚珠,进步后向micropylar结束(8]。在第一和第二天邮报开花期(DPA),球形纤维首字母开始纵向扩张,向卵孔弯曲和成长。纤维的伸长期间发生后25 - 30天开花和纤维伸长的速度增加11),达到最大15 DPA (12]和伸长的长度的时期是高度依赖于环境条件(13]。对次生细胞壁沉积的透射电子显微镜显示,次生细胞壁增厚阶段与伸长阶段10天(13]。
棉花纤维表现出三个重叠的发展阶段:起始、伸长、次生壁增厚,紧随其后的是一个成熟阶段,以纤维死亡。并不是所有的表皮细胞发展成纤维,与数据介于10%和25%的表皮细胞成为纤维。的因素调节每个胚珠纤维生产的数量尚不清楚。
纤维起始正值花开花。纤维生产发展线索出现在很长一段时间,因此可能有很长的“机会之窗”纤维发展可能受到影响。基因技术扩大了我们对事件的理解导致纤维开发和已经确认了pre-anthesis阶段表皮细胞进行基因和蛋白质表达的变化为纤维扩张做准备。表皮细胞pre-anthesis胚珠纤维发展“影射”,等待与开花相关激素信号。一些研究表明,纤维开始影响植物的生理变化。发生在次生细胞壁沉积暗示纤维素层沉积不同螺旋角和反转点。干燥后即层状结构导致犹如棉花纤维。因此揭示内在的层状结构和不同细胞壁层需要使用纤维素溶剂暗示解散这层及其可视化。由于棉花细胞壁的复杂和多尺度结构,不同地区的肿胀和解散机制干棉纤维不均匀14]。根据(15)膨胀主要发生在横向方向在某些膨胀剂,次生壁中纤维素的径向扩张导致初生壁破裂。扩大肿纤维素将通过这些眼泪在初生壁,后者卷起等方式形成项圈,戒指或螺旋制约纤维和形式的统一扩张气球”(图1)。所有作者(14]假定膨胀现象结构的起源,即与不同的墙壁之间的形态差异。
图1:成熟的棉纤维异构膨胀# 60 x20的。
摘要光学显微镜图像分析了量化曲线玲珑的形态特征在一个单一的棉花纤维。Cuproammonium溶剂被用于显示肿胀和解散的棉花纤维。棉纤维在不同生长阶段2弱收获后开花(WPA), 4个WPA和成熟的纤维。
材料
棉花生产:棉花,陆地棉(G.H.)和Gossypium barbadence(G.B.)植物生长在以色列希伯来大学植物科学实验室在不同灌溉制度。成熟纤维两个棉花品种G.B.和G.H. (G.B. f - 177和G.H. H-23父母基因型,G.B. 1 - 1.4, G.H. 3 - 2.2的衍生品)两种灌溉制度(控制(正常)灌溉和干旱已准备。未开封棉花吐絮期相同植物收集植物在不同的生长阶段(2周后开花(2 WPA), 4 WPA和运货马车。
纤维的制备和旋转,测量:单纤维的包是安装在显微镜载玻片捕获的纵向图像以并行方式棉纤维。因为把棉纤维可能改变旋转的形状,纤维粘在幻灯片的末端没有任何紧张。三张图片都被从每个纤维为卷积测量底部,中间和上面部分的纤维。复杂的纤维的百分比(%)和旋转的数量每毫米沿着纤维在显微镜的视场扫描包数。图像分析后所有样本被送往构建院系成熟的棉纤维质量参数的分析。
方法
可视化外棉纤维的形态结构双目光学显微镜“奥林巴斯”CH装备通过目镜测微计和Axioplan(西德蔡司)放大5×10×20×40××100使用。目镜放大1,25×2×5×2×1.6。图像捕捉到数码照片相机佳能博秀G6议员(7.1)和转移到个人电脑。成熟的棉花纤维排列在平行滑动类并覆盖的幻灯片。
揭示微观结构的棉花细胞壁和检查棉花墙层电阻率纤维素溶解剂cuproamonium解决方案(Sweytserov试剂)已经准备好了。光学图像处理的棉花纤维已经捕获了区别博览会时间治疗后,观察动态棉花细胞壁溶解。
发展阶段,它是由年龄的棉子post-anthesis的天数(DPA)包括初生壁形成,primary-to-secondary墙过渡,次生壁增厚,成熟。共有54吐絮期从12植物。纤维特性测定纤维的中间部分采样最发达的中间部分的胚珠或种子在特定的发展阶段。
棉纤维在光学显微镜下拔节期进行了研究。促进纤维的隔离,是湿的,彼此坚持,只有大约长100 Fm,他们干吸墨纸和分离在小集群。
表1显示的平均含量复杂成熟的棉纤维在micropilar,中间和chalasal棉花种子的一部分。在评估变更的原因之一的纤维卷积特性与非对称分布在种子表面。个别地区的考试在一个种子显示相同的不对称纤维长度分布(15,16]。虽然每个种子区域都有一个不对称纤维长度频率分布、纤维长度是短micropylar一端的种子比chalazal结束(17]。与事实是在开花,纤维首先出现在波峰的细绳。纤维首字母被推迟几个小时chalazal地区,和3或4天micropylar地区(8]。一些吐絮期收获开花2和4周后评估纤维生长和发育。这种子从吐絮期手动打开,允许空气干燥。表1显示分布的卷积段不是同质以及chalasal棉纤维生长,中间和micropilar棉花种子的一部分(图2和3)。内容的复杂成熟的棉花纤维增加方向micropile -middle-chalasa。也许棉纤维chalasal更成熟的一部分会导致明显的卷积的棉花纤维相比,micropilar结束。这种区别的卷积学位micropylar和chalazal区域的种子可以解释纤维发展的拔节期的持续时间。自纤维chalazal地区开始伸长micropylar地区之前,人们会期望chalazal地区纤维比纤维micropylar地区更成熟。
| 各种 | Micropile | 中间 | Chalasa | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 灌溉 | 旱地 | 灌溉 | 旱地 | 灌溉 | 旱地 | |
| GB, f - 177 | 46.25 | 30.25 | 55.50 | 36.75 | 57.5 | 35.00 |
| 1 - 4 GB,零 | 57.50 | 13.75 | 56.25 | 15.00 | 76.14 | 19.75 |
| GH, Siv我们 | 70.00 | 35.00 | 72.50 | 48.75 | 70.00 | 36.00 |
| GH,零3 - 2 | 57.50 | 31.25 | 70.00 | 37.25 | 67.50 | 38.25 |
表1。复杂的成熟纤维的平均含量micropilar,中间和chalasal棉花种子(%)的一部分。
图2:成熟的棉纤维59 g.b.1 - 1.4干燥。光学显微镜图像。
图3:不同种棉花形态以及长度的例子(错综复杂,没有复杂的单纤维)N15 5.3 - -2.2湿。
电子显微镜图像的棉花纤维卷积所示图4- - - - - -6。在这里我们可以看到正则分布(图4)和逆转(图5)。在墙内,纤维素微纤维成螺旋形地面向纤维墙。在二级墙壁的棉花纤维,微纤维经常反向旋转。这是一个独特的发生只存在于棉花纤维和被称为反转点。逆转点被认为是创建在次生壁薄弱的地方,纤维可能会打破。反转频率增加纤维开发期间(18]。
图4:成熟的棉纤维59 g.b.1 - 1.4干燥。电子显微镜图像。
图5:逆转点成熟纤维的例子。电子显微镜图像。(54 G.H. H-23湿)。
图6:电子显微镜的香蕉形状的干燥成熟的棉纤维。25 G.B. f - 177干燥。
但任何数量的测量基于光学显微镜图像卷积参数分析。灌溉制度表明,棉花纤维的富水的棉花比纤维明显卷积程度对所有测量在旱地条件下棉花品种(表1)。表2显示内容的复杂的纤维沿其长度方向basal-centraldistal挠并行部分纤维(图3)。正如我们可以看到没有任何规律性分布曲线玲珑。但这里观察到的优势比旱地灌溉纤维方面的内容复杂地区显微镜的视野表1。
| 各种 | 远端 | 中央 | 基底 | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 灌溉 | 旱地 | 灌溉 | 旱地 | 灌溉 | 旱地 | |
| GB, f - 177 | 45.00 | 18.57 | 53.75 | 26.22 | 63.75 | 35.00 |
| 1 - 4 GB,零 | 37.50 | 27.50 | 56.25 | 15.50 | 58.75 | 12.50 |
| GH, Siv我们 | 73.75 | 33.75 | 80.00 | 30.00 | 78.75 | 41.25 |
| GH,零3 - 2 | 58.75 | 33.75 | 82.50 | 42.50 | 83.75 | 36.25 |
表2。平均含量复杂的部分成熟的纤维长度的基底,中间和micropilar部分(%)。
发现在棉花纤维平均每毫米(N /毫米)的卷积数量不相等的不同品种和灌溉制度(表3)。因此(19每毫米)卷积段的数量与卷积步骤(L)的长度为N = 1000 / L。它显示,N增加从干到灌溉棉花品种和N为G.H. G.B.比旱地纤维特别是这种特质明显(表3)。这个特性与强度的测量纤维(表4),我们可以观察到类似的纤维强度尤其是旱地纤维表达的行为。一步的长度范围从106至164 mkm mkm所有品种。(表3)。
| 各种 | N /毫米 | 纤维素 | ||
|---|---|---|---|---|
| 灌溉 | 旱地 | 灌溉 | 旱地 | |
| GB, f - 177 | 8.69 | 8.02 | 95.75 | 96.88 |
| 1 - 4 GB,零 | 9.32 | 8.39 | 98.09 | 96.59 |
| GH, Siv我们 | 6.98 | 6.38 | 95.5 | 97.25 |
| GH,零3 - 2 | 8.06 | 6.16 | 96.16 | 97.66 |
表3。平均每毫米(N /毫米)的卷积和纤维素含量在成熟的棉花纤维。
| 各种 | 伸长 | 细度 | 强度 | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 灌溉 | 旱地 | 灌溉 | 旱地 | 灌溉 | 旱地 | |
| GB, f - 177 | 8.68 | 9.38 | 3.68 | 4.20 | 42.03 | 40.05 |
| 1 - 4 GB,零 | 10.50 | 10.53 | 3.55 | 4.41 | 39.08 | 40.25 |
| GH, Siv我们 | 8.03 | 7.30 | 3.85 | 4.25 | 34.25 | 29.33 |
| GH,零3 - 2 | 7.25 | 6.70 | 3.35 | 4.05 | 35.90 | 31.48 |
表4。构建院系参数。
研究棉铃发育阶段一些成熟和不成熟的卷积参数(2 WPA, 4 WPA)棉纤维被检查。我们可以看到,内容复杂的纤维没有成熟的棉花(4 WPA)小(表5)比成熟纤维(表1和2)。旱地棉花4 WPA纤维的复杂的纤维数量接近成熟,但对于灌溉棉花4 WPA纤维的复杂的纤维数量明显低于成熟的灌溉。灌溉棉花(4 WPA)内容复杂的纤维g . barbedense (f - 177,零1 - 4)超过了g分子(Siv我们零3 - 2)(表5)。这一趋势关联的单纤维强度和两种棉花纤维的晶体结构,g .分子(德州标记1)g . barbedense(皮马S7),在不同发展阶段从20天post-anthesis (dpa)到期20.]。结果表明:随着纤维的发展超出30 dpa,单纤维断裂力和坚韧g . barbedense纤维比更高g .分子纤维。
| 各种 | 4水渍险 | 种子Avg | Rel变化 | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 灌溉 | 旱地 | 灌溉 | 旱地 | 灌溉 | 旱地 | |
| GB, f - 177 | 18.63 | 22.50 | 53.08 | 34.00 | 3.10 | 1.58 |
| 1 - 4 GB,零 | 34.25 | 14.75 | 66.51 | 16.17 | 1.93 | 1.58 |
| GH, Siv我们 | 16.25 | 27.75 | 70.83 | 39.92 | 4.70 | 1.56 |
| GH,零3 - 2 | 21.25 | 20.00 | 65.00 | 35.58 | 3.58 | 1.84 |
表5所示。内容复杂的纤维non-mature (4 WPA)棉花纤维。
测量参数构建院系所示增加强度和伸长对应参数的过渡从旱地棉花灌溉棉花(表4)。这种倾向与行为的参数N和L (表3)。这证实了Merdith的观察2]意味着破坏载荷的纤维是高度复杂的高纤维。有伸长和强度参数之间的相关性g . barbedense(f - 177,零1 - 4)g .分子(Siv我们零3 - 2)(表4)。有不同的纤维之间的结构差异海岛棉和陆地棉(21]。我们可以观察到它为N(例如表3)、伸长和强度参数(表4)和比例的成熟复杂的纤维(表1和2),没有成熟的纤维(表5)。对旱地纤维(尤其这种现象明显表1- - - - - -3和5)。
阐明发展棉花纤维的结构性能我们使用其他方法暗示纤维素溶剂溶解纤维素层下的影响。在这里我们使用cuproammonium史怀哲试剂(22]。结果表明,肿胀和解散下代理史怀哲试剂主要发生在棉纤维当溶剂渗透内心烛。在第一肿胀和不断膨胀的发生和其解散。图7成熟的棉纤维显示动态膨胀和溶剂溶解后每5分钟后开始行动。黑线是边境覆盖类粘在显微镜幻灯片与纤维之间安装它们。样本的光学显微镜观察两个玻璃板之间传输方式用蔡司显微镜配有照片相机佳能。吸管中包含溶剂注入了毛细现象两玻璃板之间的成熟和不成熟(2 wpa, 4 wpa)纤维。我们可以看到不断膨胀的边境附近的滑流内的溶剂的棉花纤维腔是封锁。15 - 20分钟后纤维素细胞壁放荡全额(图7)。结果表明,成熟纤维主要发生在解散之前膨胀(图1)。但是对于没有成熟的纤维(图8)解散之前,我们可以观察到不同种类的肿胀。解散的灌溉和不受灌溉的棉纤维相同。棉花纤维伸长阶段所有品种(2 wda)没有显示肿胀和膨胀与阻力的初生细胞壁溶解在溶剂(图9和10),因为在这个发展阶段纤维只有初生细胞壁。这些结果表明,棉纤维的初生壁是非常耐溶解在溶剂。这是常见的解释完全同意的哪些属性膨胀的气球次生壁造成扩展和初生壁的破裂。没有次生壁,没有气球。结果表明,S1层非常抗拒解散所有品种可能是与高结晶度的S1层。图11显示抗S1层和残留的后三十层溶蚀次生细胞壁。这个结果表明,气球确实与次生壁层的存在在初生壁。剩下的碎片是固体(最有可能很水晶)rodlike碎片,细长的纤维方向(图11)。这表明疲弱的领域,很可能对应于更少的结晶部分,也面向纤维方向。没有成熟的纤维(2 WPA和4 WPA)解散过程没有发生膨胀(图8- - - - - -10)和片段最终溶解完全。外层溶解较慢。S2墙的外观,一个重要的现象。里面的气球被分散溶解。纤维素链内的一小部分溶解和气球气球的增长是由于溶剂的摄入(渗透压)。的碎片是解散的结果内纤维的一部分。总溶解后的气球,unswollen部分和初生壁的草人(图11)也会溶解。因此解散以下的顺序:首先内部纤维(S2墙)的碎片,然后S1墙,然后unswollen部分和初生壁的草人。
图7:成熟的棉纤维动态膨胀和解散(N47成熟47 G.B. f - 177湿)溶剂后每5分钟后开始行动。
图8:同质肿胀没有成熟的棉纤维(4 WPA) # 60 x20的。
图9:没有成熟的棉纤维治疗前(2 WPA)。
图10:没有成熟的棉纤维(2 WPA)治疗后。
图11:充分溶解纤维素的细胞壁和可视化绕组层和S3的残留层。(# 60 19-37治疗后)。
成熟的棉纤维•卷积参数可以作为简单和方便的形态学方法区分纤维应力(干旱)条件下生长。
•解散和肿胀的成熟和不成熟的棉花纤维发育参数可用于估计和成熟棉花纤维。