天然彩色棉是理想的绿色、环保、健康纺织原料,建立并优化棕色棉和绿色棉胚珠离体培养体系,研究渗透压调节剂、植物生长调节剂及其抑制剂和类黄酮代谢前体物质、类黄酮代谢抑制剂以及继代培养对彩色棉胚珠离体培养纤维发育和色泽的影响,为彩色棉纤维色泽相关基因的高效克隆和鉴定,进而使纤维品质、产量和色泽同步改良提供一定的理论基础和技术方法。本文以棕1-61、RT白絮、棕263、绿棉CC28和G88为材料,采用常规栽培管理方法种植,在开花当天标记棉铃,取开花后3 d的棉铃进行离体培养。基本培养基均为在BT培养基上添加10.0μmol·L-1的IAA和5.0μmol·L-1的GA3。在该基本培养基基础上,分别设置不同浓度的渗透压调节剂(甘露醇、氯化钠、氯化钾、蔗糖、铜盐)、植物生长调节剂及其抑制剂(茉莉酸甲酯与水杨酸、油菜素内酯与芸苔素唑、脱落酸与氟啶酮,乙烯与氯化钴)、蛋白合成促进剂(尿素)和质体蛋白质合成抑制剂(氯霉素)、类黄酮代谢前体物质(苯丙氨酸、阿魏酸、原花青素)及类黄酮代谢抑制剂(PAL抑制剂和4CL抑制剂)等进行处理。在离体培养30d后观察不同处理的纤维显色状况、测量纤维长度并称取胚珠鲜重、纤维干重和胚珠干重,并对不同处理的数据采用最小显著差数法或新复极差法进行多重比较。结果发现:(1)添加适宜浓度的甘露醇(30 g·L-1)、氯化钠(0.10mol·L-1)、氯化钾(0.20 mol·L-1)、蔗糖(10 g·L-1)、茉莉酸甲酯(40μmol·L-1)、尿素(5 g·L-1)、氯霉素(1mg·L-1)或者苯丙氨酸(0.10 mmol·L-1)有利于棕色棉显色,其中40μmol·L-1茉莉酸甲酯效果最好。(2)蔗糖(5 g·L-1)、Me JA(0.05μmol·L-1)、BR(0.5μmol·L-1)、阿魏酸(25μmol·L-1)有利于彩色棉纤维伸长发育。(3)尿素和氯霉素浓度越高,纤维颜色变淡,胚珠鲜重、纤维长度等均降低。(4)添加PAL抑制剂和4CL抑制剂后,棕色棉胚珠发育和色素合成均受到影响,导致纤维长度缩短,颜色变浅,同时也能影响绿色棉胚珠发育和纤维伸长。(5)棉胚珠离体培养纤维发育存在基因型差异,绿棉好于棕棉。(6)该试验所用的生长物质处理下,绿色棉显色差异不大。(7)继代培养后棕色棉和绿色棉色泽明显加深。该研究优化了棕色棉和绿色棉胚珠离体培养体系得以优化,获得了增加棕色棉色泽、棉纤维长度和棉纤维干重的培养基配方。我们得出以下结论:蔗糖为彩色棉胚珠生长和纤维发育提供了糖源和渗透环境;适宜浓度的茉莉酸甲酯、油菜素内酯或阿魏酸有利于棕色棉和绿色棉纤维伸长发育;油菜素内酯和茉莉酸甲酯存在交叉作用,油菜素内酯主要参与纤维伸长过程中,而茉莉酸甲酯可能参与棕色棉色素代谢;一定浓度的甘露醇、氯化钠、氯化钾、蔗糖、茉莉酸甲酯或苯丙氨酸有利于棕色棉色素合成;纤维色素合成与质体蛋白质代谢有关;类黄酮代谢不仅与纤维色素合成有关,还可能影响到彩色棉胚珠发育和纤维伸长。渗透压调节剂、植物生长调节剂和类黄酮前体物质对绿色棉纤维显色作用不明显。继代培养可以为彩色棉胚珠发育和纤维色素合成提供较好的生长条件。