早熟陆地棉主要性状配合力效应及遗传参数分析

选用12份不同来源的陆地棉为亲本材料,按照NCⅡ不完全双列杂交设计配置32 (4×8)份杂交组合,对亲本及F1代的13个主要农艺性状和品质性状的遗传效应、配合力和杂种优势进行统计分析。结果表明,陆地棉杂交组合间存在显著的遗传差异。籽棉产量、皮棉产量、铃重、衣分、纤维长度、比强度、马克隆值、伸长率同时受基因加性效应和非加性效应共同影响,单株铃数以基因加性效应为主,株高、始果节位、始果节高、整齐度以基因非加性效应为主;W1 (LZD)为大铃丰产亲本,L2 (辽棉43)为高衣分丰产亲本,W6 (19-ZHGC)、W7 (中91)为优质亲本,L2 (辽棉43)和W2 (新石K28)为各性状均表现较好的优良亲本;组合W1×L1 (LZD×辽棉38)、W5×L3 (惠远720×辽棉27)具有较大的育成品种的潜力;多数性状杂种优势明显,其中以皮棉产量和籽棉产量的竞争优势最大,分别达到15.5%和10.5%,纤维长度和断裂比强度平均竞争优势分别为5.7%、5.3%。由此表明,杂种优势利用可以有效提高棉花产量、改进纤维品质。     

陆地棉与海岛棉种间杂种产量品质优势的研究

本研究探讨陆地棉与海岛棉种间杂种在长江中游棉区的杂种优势表现。试验涉及１０个陆地棉亲本和１０个海岛棉亲本及其３３个杂种，分别于１９８９年（１６个杂种）、１９９１年（９个杂种）和１９９２年（８个杂种）进行。陆地棉种问杂种的产量、铃数、子指、株高和纤维品质的中亲优势十分明显，与双亲平均值比较，皮棉产量平均高出８３．８％，成铃数增加３９．９％。但与陆地棉对照品种比较；种间杂种产量严重降低，平均下降３２．８％。陆海杂种结铃性强，成铃数比对照高出８６．１％，但许多青铃在后期不能正常成熟。采用早熟陆地棉与适应性较好的海岛棉杂交，产量下降幅度小，在秋季雨水少、降温迟的年份甚至出现增产的少数组合。大多数种间杂种纤维长度＞３４ｍｍ，比强度＞２５ｇ／ｔｅｘ，麦克隆值＜３．７，中亲优势均超过１０％，大多数杂种竞争优势超过１５％，甚至优于海岛棉，表现超显性遗传，而纤维整齐度降低幅度很小（－１．２％）。     

棉花海陆杂交纤维品质性状遗传参数分析

为了研究棉花海陆杂交纤维品质性状的遗传规律,本试验采用5个陆地棉品种（系）作母本与5个海岛棉品种（系）杂交,配制25个杂交组合,随机区组试验设计,重复2次。主要检测杂交种F1代纤维品质性状,以小区平均数进行相应的方差分析及遗传参数估计。结果表明：陆地棉亲本间变异除马克隆值外,其他纤维品质性状均差异显著或极显著,而海岛棉亲本间除伸长率外,其他性状均存在显著或极显著差异;各纤维品质性状双亲互作效应均不显著。另外,遗传参数结果表明：绒长、比强度和马克隆值的遗传变异系数与表型变异系数变化趋势基本吻合,且均大于环境变异系数。整齐度和伸长率的遗传变异系数均小于环境变异系数,说明整齐度和伸长率的变异中环境因素的作用不容忽视。绒长、比强度和马克隆值的广义遗传率较高,在采用海陆杂交改良棉花纤维品质性状时,适宜在早代选择优异株系。     

光子陆地棉种质资源主要性状的遗传评价

以102份光子陆地棉材料为母本,分别与遗传标准系TM-1杂交,获得102个F₁群体。采用随机区组设计,设置3个重复,对光子陆地棉材料主要性状进行遗传评价。结果表明,调查的11个性状表型差异均较大,材料间产量性状(株高、果枝数、铃数、铃重、衣分和子指)差异大于纤维品质性状(纤维长度、纤维强度、马克隆值、整齐度和伸长率),特别是衣分、铃数等性状差异更明显; 除果枝数、马克隆值、伸长率以外,光子亲本群体其他性状的平均值都小于F₁群体。而亲本群体所有性状的变异系数均大于F₁,不同光子材料的杂种优势有很大差别,中亲优势和超亲优势也有很大的差别,有些种质某些性状的中亲、超亲优势为负值,其后代性状表现劣势; 纤维品质性状的中亲、超亲优势与毛子程度均呈负相关,而产量性状的中亲、超亲优势与毛子程度均呈正相关,说明可利用光子材料杂种优势改良纤维品质,而其后代产量性状的杂种优势利用受到限制; SSR分子标记遗传相似系数与各个性状的中亲、超亲优势的相关都不显著,说明在光子材料的育种中,杂种优势是不能通过亲本之间的遗传背景相似程度来预测的。     

多环境下陆地棉染色体片段代换系及F_1皮棉产量与纤维品质的表型分析

以1套陆地棉染色体片段代换系为亲本材料,采用株系间随机成对杂交组配F1,在5个环境下鉴定片段代换系亲本及F1的皮棉产量与纤维品质性状表现。结果表明,与轮回亲本(中棉所36)相比,F1在铃重与皮棉产量性状上具有一定的对照优势,亲本与F1的纤维长度与比强度均表现出明显的对照优势,且环境间表现一致。F1铃重、衣分与皮棉产量在各个环境下的中亲优势均值全部为正,且相对较大。除个别环境外,纤维长度、马克隆值与比强度的中亲优势均值也全部为正,但数值相对较小。片段代换系及F1的遗传变异丰富,部分亲本与F1在多个环境下的综合表现优异,其皮棉产量与纤维品质得到同步提高,群体材料的遗传改良与杂种优势利用具有广阔前景。     

转基因抗虫棉品种间杂交F_1、F_2竞争优势分析

【目的】分析评估多个转基因抗虫棉品种间杂交F_1、F_2产量与纤维品质性状,为强优势组合选育以及F_2利用的可行性提供依据。【方法】以10个综合性状优良的陆地棉新品种(系)作亲本,组配10个杂交组合,从中筛选出产量竞争优势突出的4个组合,进行F_1、F_2产量与纤维品质性状分析。【结果】棉花品种间杂交F_1表现出较强的产量竞争优势,但年际差异较大,越是在产量水平较低的年份,杂交种产量竞争优势越突出。除个别组合外,F_2产量竞争优势减退明显,铃重降低是其主要原因。F_2纤维品质指标总体上较F_1下降,极差和变异系数增大。各品质性状的变异系数远低于产量构成要素的变异系数,总的趋势是F_1常规对照品种鲁棉研28号(CK)、F_2F_1。不同组合F_1、F_2代产量和纤维品质性状的竞争优势差异较大,从中筛选出1个优势组合,其F_1、F_2产量均具竞争优势,且F_2产量竞争优势减退小、纤维品质优良、分离轻。【结论】转基因抗虫棉品种间杂交种抗逆性强、稳产性好。父母本纤维品质好、差异小的组合,F_2纤维品质优良、分离程度较小。选育生产上有利用价值的F_2优势组合是可行的。     

陆海种间杂交纤维品质性状的遗传及其F1群体优势分析

 以4个陆地棉品种（系）和3个海岛棉品种为亲本配制不完全双列杂交组合12个,采用包括基因型×环境互作的加性-显性（AD）遗传模型,通过对亲本和F₁的2年随机区组试验数据分析,结果为：纤维整齐度受环境的影响较大,纤维长度、强度、麦克隆值及伸长率受环境的影响较小,纤维品质性状的遗传主要受遗传因素控制;所有的性状都存在显著或极显著的显性效应;麦克隆值只受显性效应控制,其它4个性状还存在极显著的加性效应;强度以加性效应为主,长度、整齐度和伸长率的显性效应值分别大于相应的加性效应值;所有性状的加性效应和显性效应与环境之间的互作效应都很小。长度、强度、麦克隆值和伸长率的广义遗传率都非常高,整齐度的广义遗传率较小。这些结果表明,除纤维强度外陆海杂种纤维品质性状的遗传中显性遗传效应明显,与陆陆杂种及海海杂种以加性遗传效应为主的结果不同。长度、强度、整齐度和伸长率具有明显的正向群体平均优势;麦克隆值有显著的负向群体平均优势和群体超亲优势。通过陆海杂交利用海岛棉的优质纤维性状时,强度宜早代选择,而其它性状的选择不宜太早。     

海岛棉和陆地棉杂种优势的利用(一)

利用杂种优势是提高农业生产十分有效的途径。在毛主席革命路线指引下,为了“自力更生”地逐步解决纺织工业对长绒棉原料日益增长的需要,我国在纯种海岛棉的选育和海岛棉与陆地棉杂交一代的杂种优势利用研究均取得不少的成就。许多科研单位及农业院校的试验研究都说明了海陆杂种的优势明显,产量接近或超过陆地棉亲本,纤维品质接近海岛棉亲本。这给长江及黄河流域长绒棉的生产开辟了广阔的前景。我校在解放初期已开展海陆杂种优势的研究工作,近年重点放在选配适应本省早熟、优质、高产的海陆杂交组合方面,并进行应用化学药剂简化制种手续的研究及总结海陆杂种高产的栽培技术等工作。几年来试验工作结果如下:     

陆地棉F_2纤维品质性状杂种优势的遗传分析

本研究根据加性─显性与环境互作的遗传模型，分析了陆地棉１０个杂交亲本和２０个Ｆ１五个纤维品质性状的两年试验资料，估算各项遗传方差分量和成对性状间各项遗传效应的相关，预测了不同年份Ｆ２杂种优势的遗传表现。各纤维品质性状主要受加性效应的影响。其中纤维长度、纤维强度和麦克隆值３个性状还受到基因型×环境互作效应的影响。基因型×环境互作效应对纤维整齐度和纤维伸长率两个性状影响均不显著。遗传相关分析表明，杂交后代皮棉产量与纤维长度、纤维整齐度、纤维伸长率和纤维细度间可进行同步改良，皮棉产量与纤维强度同步改良较为困难。杂种早代皮棉产量高的组合其纤维强度也较好。Ｆ２纤维品质性状杂种优势的均值一般较小。此外还分析了组合纤维长度、纤维强度和麦克隆值杂种优势在不同环境中的表现。     

陆地棉杂种优势及自交衰退的遗传分析

采用 NCⅡ交配设计,估计了陆地棉产量、产量构成因子和纤维品质性状的遗传参数,以及计算了56个组合的杂种一代平均优势和30个组合的杂种二代平均优势。通过不同世代间的比较,对7个性状杂种优势及自交衰退进行遗传分析,结果表明:产量、铃重和纤维长度不但有极显著的 F_1杂种优势,而且也有显著的 F_2杂种优势,这些性状的优势主     

陆地棉有色纤维基因遗传及其对产量和品质的影响

用５个不同来源的有色纤维陆地棉材料（３个棕色棉、２个绿色棉）与２个白色棉配制１０个杂交组合,分析其后代的纤维颜色遗传情况。试验表明,陆地棉有色纤维性状受不完全显性单基因控制。同时采用经测验具有良好等基因性的两对近等基因系,研究有色纤维基因对产量、品质等共１５个性状的影响。结果表明,有色纤维基因对皮棉产量、衣分、纤维长度、比强度、麦克隆值、抗病性有负效应,对子指有正效应,影响程度与遗传背景有关,对子棉产量、铃重、单株成铃、株高、果枝数等性状无明显不良反映。但结合有效选择,通过杂交、回交等方法对原有色棉亲本的产量、品质性状可有一定程度的改良     

陆地棉品种与陆地棉族系种质系间杂种优势及其组成分析

采用ＮＣⅡ遗传交配设计,选用３个陆地棉常规品种和５个陆地棉族系种质系材料杂交,杂种Ｆ１代产量和纤维品质优势表现明显。通径分析结果表明,提高铃重,单株铃数的中亲优势,适当降低单铃种子数和株高的优势。在其它性状适宜的情况下,可以显著地提高皮棉产量的中亲优势。各个优势组合在产量优势来源上有差异。种质系材料在杂种优势利用上具有很大潜力。     

标记型柱头外露种质系与陆地棉亲本间杂种优势与配合力分析

采用ＮＣⅡ遗传交配设计,对５份标记型柱头外露种质系和３份陆地棉亲本交配后,杂种Ｆ１的１１个性状的杂种优势和配合力进行了分析。结果表明,主要产量性状霜前皮棉产量,超高优势的幅度为－２８．８８％～１３．１７％,平均为－３．０６％,６个组合具正向的杂种优势;中亲优势的幅度为１８．１４％～８０．１２％,平均为５３．０８％,１５个组合均具有正向的中亲优势;竞争优势的幅度为－１５．３２％～４６．４３％,平均为１１．２７％,１０个组合具有正向的竞争优势。其它产量性状中单株铃数的杂种优势最为明显。纤维品质性状,２．５％跨长和比强度的优势明显,麦克隆值的负向优势明显。高亲值、中亲值和低亲值与Ｆ１平均值的相关关系表明,多数产量性状Ｆ１代平均值与高亲值相关性密切,因此在组合筛选时应注意对常规亲本的选择。配合力上,ＧＣＡ效应显著的性状,中棉所１９和石３２１分别在产量、品质性状方面表现较优,９６－１、９６－６７、９６－３３等３份标记型柱头外露种质系表现较优;ＳＣＡ效应显著的８个性状中,Ａ１Ｂ２８个性状的ＳＣＡ效应值均为正,Ａ２Ｂ２和Ａ４Ｂ１均有７个性状的ＳＣＡ效应为正。文中对标记型柱头外露种质及亲本选配等问题进行了讨论。     

2005—2012年新疆南疆棉区棉花杂交种主要经济性状优势分析

研究杂交棉在高密度植棉模式下主要经济性状优势,为新疆南疆棉区棉花杂交种利用提供理论依据。利用2005—2012年南疆中早熟杂交棉和常规陆地棉区域试验品系和审定品种的皮棉产量、纤维品质性状的多年多点数据,进行整理和对比分析。在高密度膜下滴灌种植模式下,杂交棉参试组合经历了起步-快速发展-急速下降的过程。杂交棉参加区试组合在单株铃数、单铃重、衣分变幅较大。陆陆杂交棉组合平均皮棉产量略高于常规陆地棉,纤维长度、比强度等品质指标略低于常规陆地棉,但均不显著。陆陆杂交棉审定品种在单株结铃、单铃重方面显著高于常规陆地棉,但每公顷铃数较常规陆地棉低3.0万个,平均皮棉产量差异不显著。陆海杂交种在单株铃数、纤维品质、抗病性等总体优于陆陆杂交种和常规棉,但在单铃重、衣分、皮棉产量平均分别低于常规陆地棉27.0%、11.3%、7.0%。在目前高密度植棉模式下,参试杂交棉组合较常规陆地棉生产优势并不明显,继续开展高密度强优势杂交棉育种及种植模式研究非常必要。     

彩色棉品质性状的遗传效应研究

本研究选用了5个产量、品质性状差异较大的彩色棉品种以及1个白絮棉品种,采用不完全双列杂交交配设计(6×5/2)产生杂交一代15个组合以及6个自交亲本,考查了籽棉产量、皮棉产量和5个纤维品质性状,采用加性－显性遗传模型和统计分析方法(朱军,1997)分析了以上资料。结果表明：彩色棉纤维长度以基因的加性效应为主,纤维强度、整齐度、伸长率和细度的显性方差与加性方差相当。彩色棉品质性状的狭义遗传率变幅为9.58%(伸长率)~87.01%(纤维长度)。紫絮棉和彩8在纤维长度、强度以及伸长率上都具有正的GCA效应,以它们作亲本可以明显改善后代的纤维品质,是彩色棉品质育种的有效亲本,对优质白棉的利用则会大大改善杂交彩色棉的产量和品质。组合紫絮棉×彩9-1、红叶棕絮×彩8、红叶棕絮×白棉、彩8×彩9-1、彩8×白棉等5个组合在品质上具有较强的SCA效应。上述亲本和组合在彩色棉育种以及杂交棉选育中可以有目的地加以利用。彩色棉与白色棉杂交后代的纤维强度具强的杂种优势,甚至有的组合超过纤维强度好的白色棉亲本。     

陆地棉不同群体主要性状的遗传力及杂种优势分析

以1个高强纤维品系为父本,6个常规棉品系、5个转Bt基因抗虫棉品系和5个彩色棉品系为母本配制杂交组合,利用AD模型,分析了3个群体杂交组合主要性状的遗传力和杂种优势表现。结果表明,常规棉群体和抗虫棉群体的衣分、籽棉产量等性状基因显性效应对杂种一代性状形成起主导作用,彩色棉群体的籽棉产量受加性和非加性效应共同控制,而衣分的遗传变异主要来自基因的加性效应。常规棉群体的比强度以显性效应为主,抗虫棉和彩色棉群体的比强度以加性效应为主。3类群体中2．5％跨长和马克隆值的遗传效应均以加性效应为主,同时受非加性效应的影响也较大。常规棉群体和抗虫棉群体的产量性状有一定的杂种优势,纤维长度和细度基本上没有优势,纤维强度有显著的负优势,但彩色棉群体的纤维长度和强度有一定的正向优势。因而,在品种改良上,可以利用常规棉和转基因抗虫棉的杂种优势大幅度提高产量,利用彩色棉的杂种优势来提高纤维品质。     

玉米籽粒铁含量杂种优势及相关分析

以16个玉米自交系,以及将其按Griffing方法4组配的120个杂交组合为供试材料,进行玉米籽粒铁含量杂种优势、亲子相关以及籽粒铁含量与主要农艺、经济性状和品质性状的遗传相关分析。结果表明,杂交种籽粒铁含量以超低亲杂种优势为主,也出现中亲优势和超高亲优势为正值的一些组合。杂交种籽粒铁含量与母本、父本、高值亲本、中亲和高低值亲本之差的相关均达正向极显著水平,与低值亲本的相关达正向显著水平。铁含量与蛋白质、轴重和单株产量的遗传相关达正向极显著水平,与穗重的遗传相关达正向显著水平,与淀粉和油分的遗传相关表现为微弱的负相关和正相关,与穗位高的遗传相关达负向极显著水平。     

棉纤维颜色与品质性状杂种优势关系研究

利用白、绿、棕、深棕4种纤维色泽种质共7种类型的杂交组合,分析了纤维色泽和品质性状的表现差异,以及品质性状杂种优势与纤维色泽深浅的相关性。结果表明:深棕色与绿色组合的平均超亲优势最强,白色与深棕色、深棕色与绿色组合的平均中亲优势表现较好。纤维长度、比强度和麦克隆值等性状亲本差绝对值与超亲优势的简单相关系数均达极显著相关,但其中亲优势则均未达显著水平。纤维色泽与纤维长度、比强度的超亲和中亲优势的简单相关系数分别为-0.3601和-0.4487、-0.3978和-0.3895,均达极显著水平;纤维色泽与F1纤维长度达极显著相关,其简单相关系数为-0.6045。育种上,在保证深纤维色泽前提下提高纤维品质,可利用深棕色与绿色、绿色与绿色和棕色与绿色组合。同时利用杂种优势可以达到同步改良彩色棉的纤维长度和比强度等性状的目的。但双亲纤维色泽越深,越不利于对彩色棉进行纤维品质的改良。     

转基因抗虫棉与陆地棉种质间的杂种优势和配合力分析

采用NCⅡ交配设计,对5份转基因抗虫棉、6份柱头外露种质资源和彩色棉等陆地棉优异亲本组配杂交,分析杂种F1的11个性状的杂种优势和配合力.结果表明,主要产量性状皮棉产量,超高优势的平均值为6.18%,16个组合具正向的杂种优势;中亲优势的平均值为37.41%,24个组合均具有正向的中亲优势;竞争优势的平均值为-15.19%,8个组合出现正向竞争优势.其它产量性状铃重、单株铃数的杂种优势最为明显.纤维品质性状、2.5%跨长、比强度和伸长率的竞争优势明显.高亲值、中亲值和低亲值与F1平均值的相关关系表明,多数性状F1代平均值与中亲值和低亲值相关性密切.经配合力分析,双价321、新棉33 B、HK-1、96-67、惠无3055和01 HN 06表现较显著的GCA效应;SCA效应显著的7个性状中,A 1×B 6、A 2×B 5、A 2×B 3等组合有7个性状的SCA效应为正值.     

谷子新不育系的配合力分析

通过研究谷子两系杂种优势利用亲本配合力的遗传基础,为今后谷子杂交种亲本选配提供理论依据。以近年来新选育的30份谷子不育系和4份现主推杂交种恢复系为亲本材料,按照NCⅡ不完全双列杂交设计配置120(30×4)份杂交组合,对配合力及杂种优势等方面进行分析。结果显示谷子两系杂交组合主要农艺性状存在显著差异,不同材料同一性状和同一材料不同性状间的配合力差异较大。在34份材料中,S9、S12、S25、S27和R1在产量性状有着较高的一般配合力值,是较为理想的亲本。在杂交组合间存在着广泛的超亲优势和竞争优势,其中10个组合的折合产量增产显著。在组配谷子强优势组合时,不仅需选择较高GCA的双亲,较高SCA的选择也极为重要。