绿洲生态农业兵团重点实验室在棉花化学封顶研究中获进展
近年来，由于人工成本快速增加，加之人力资源的紧张与不确定性，棉花全程机械化已是大势所趋。虽然新疆棉田绝大多数技术措施均能通过机械化作业实施，但由于现有化学封顶技术方法缺乏可靠的理论支撑，棉田应用效果不稳定性，严重影响化学封顶技术的推广应用，生产中费工费时的人工打顶技术仍较普遍，化学封顶替代人工打顶技术研究迫在眉睫。植物生长调节剂缩节胺（DPC）已在世界范围内被成功地用于棉花生产，增效缩节胺（DPC+）可以轻微损伤表皮的幼嫩组织并在棉花化学打顶中表现出一定潜力，但其潜在的机制尚不清楚。
针对上述问题，绿洲生态农业兵团重点实验室棉花高产优质栽培理论与技术课题组罗宏海教授研究小组，以对DPC敏感性不同的棉花品种为研究对象，通过对比敏感和不敏感棉花品种的主茎生长发育，包括棉花主茎生长点、关键功能叶片结构及激素对物质分配，以及产量对化学封顶剂的响应机制，率先将DPC作为化学封顶剂进行系统研究。
Fig. Electron micrograph cross-sections of shoot apical meristems (SAM) for 0, 5, and 10 days after treatment in 2020 treated with MT, NT, DPC+, and DPC (A). B shows the height/length ratio of the SAM as affected by the topping method in 2020. MT, NT, DPC+ and DPC indicate manual topping, no topping, fortified DPC and DPC treatments, respectively. All the scales are 1:100 µm for all panels. The same letter in the same line indicates no significant difference at the 0.05 probability level. Error bars indicate SD.
结果表明：与不打顶相比，DPC处理在封顶后10-20天叶片和顶芽IAA（生长素）含量增加78.6%，主茎生长点纵横比增加26.5%，顶芽GA（赤霉素）含量降低70.2%，最终上部主茎长度较人工打顶增加15.4%。DPC处理叶片、栅栏组织、海绵组织厚度较其它处理增加5.1%-21.5%，在封顶后40天叶片及顶芽ZR（玉米素核苷）含量较不打顶处理增加254.8%。籽棉产量、单铃重与叶片、栅栏组织厚度、叶片ZR含量呈正相关。因此，在全生育期化学调控的基础上，比DPC+便宜的DPC作为化学封顶剂改善了棉株顶端部分顶芽和叶片的形态生理特性，抑制了主茎生长并增加了籽棉产量，具有代替人工打顶及其它化学封顶剂的可能性。
相关成果以“DPC can inhibit cotton apical dominance and increase seed yield by affecting apical part structure and hormone content”（DPC影响顶部形态、结构和激素含量抑制顶端优势、增加棉花产量）为题发表在农林科学领域TOP期刊《Field Crops Research》（中科院一区，IF：5.224）。石峰博士、李楠楠博士为论文共同第一作者，罗宏海教授为通讯作者。
该研究得到国家重点研发项目（2020YFD1001000）、兵团科技创新人才计划（2020CB014）和第八师重大科技项目（2020ZD01）资助。
论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0378429022000806
通讯员：赵瑞海，石峰