陆地棉株型性状对皮棉产量的遗传贡献分析

为阐明陆地棉主要株型性状对皮棉产量的贡献,采用加性-显性及与环境互作的遗传模型,利用估算条件方差分量和预测条件遗传效应值的统计方法对9个陆地棉品种（系）及其F1代20个组合皮棉产量和9个株型性状的2年资料进行了贡献分析。结果表明,9个株型性状对皮棉产量的表型贡献率分布在0.1%~11.1%之间。主茎节距、始果枝高、果节数对皮棉产量具有显著或极显著的加性遗传贡献率,分别为29.8%、6.2%和5.7%,果枝夹角对皮棉产量的加性遗传方差具有较大的抑制作用（-39.9%）;果节数对皮棉产量的显性遗传方差贡献率最高（57.8%）;主茎节距对皮棉产量有极显著的加性×环境互作遗传方差贡献率（17.7%）,其它株型性状对皮棉产量的加性×环境互作遗传方差、显性×环境互作遗传方差的贡献率较小或不显著。亲本2和4的果节数、亲本3、5和6的始果枝高、亲本7的主茎节距对其皮棉产量有最大的加性贡献,表明对皮棉产量加性效应贡献最大的株型性状因不同亲本而异。多数杂交组合皮棉产量的显性效应主要受果节数的影响,因此,果节数可作为间接选择皮棉产量显性效应的指标。     

陆地棉主要农艺与纤维品质性状的双列杂交分 析简

 本文利用加性-显性与环境互作的遗传模型（ADE模型）,分析8个陆地棉亲本及其F1在不同环境下的农艺和纤维品质性状,在估算遗传方差分量、遗传效应的基础上,分析各类性状间的遗传相关性,并预测F1和F2的杂种优势,为棉花杂种优势利用和新品种选育提供了较有价值的信息。研究表明,农艺与纤维品质性状的遗传主要受加性、显性和加性与环境互作效应控制。遗传相关分析表明,皮棉产量与纤维品质性状的显性相关系数值较大,利用杂种优势在早期世代可以得到协同改良,纤维品质性状间易实现协同改良。杂种优势分析表明,F₁和F₂的皮棉产量均具有显著的超亲优势,纤维品质性状的杂种优势不明显。     

短季棉主要农艺性状的遗传分析

选用5个早熟不早衰的短季棉品种和5 个早衰的短季棉品种进行部分双列杂交。通过对亲本、F1 和F2 代分别于2001 年和 2002 年两年田间试验研究。结果表明:子棉产量、皮棉产量和衣分3个性状以显性效应为主,其次为加性效应,同时还存在极显著的加性上位性与环境的互作效应,单铃重和成铃数以显性效应为主;与早熟有关的诸性状,生育期、始花期、铃期和果枝始节4个性状以加性效应为主,其次为显性效应,霜前花率以显性效应×环境互作效应为主,同时存在显著的加性上位效应,落叶株率以加性与加性互作上位性为主,落叶指数以加性效应为主;与纤维品质有关的诸性状,2.5%跨长、比强度、伸长率3个性状以加性效应为主,其次为显性效应,同时还存在着加性、上位性与环境的互作效应;同时还研究了产量、早熟性和纤维品质各性状之遗传和表型相关关系。     

陆地棉产量组分对皮棉产量的遗传贡献分析

采用加性-显性-母性及其与环境互作的遗传模型,对5个陆地棉亲本及其F1代20个组合6个产量组分和皮棉产量的两年资料,利用估算条件方差分量和预测条件遗传效应值的统计方法进行了贡献分析.结果表明,产量组分对皮棉产量表型值的贡献变化范围为-46%～80%;铃数对皮棉产量有很高的显性贡献率(CRD=96%),其次是铃重(CRD=41%);铃数对皮棉产量的母性×环境互作遗传方差贡献率最大(CRME=98%),其次是铃重(CRME=77%)、衣指(CRME=62%)和子指(CRME=42%);铃数对皮棉产量的加性、母性效应贡献因亲本而异;对亲本皮棉产量的母性×环境互作贡献最大的产量组分性状因不同亲本而有所不同,表明各亲本具有其独特的遗传和发育特性,亲本1的铃重对其皮棉产量的母性效应在环境1中有最大的贡献(MEi(C→T)= 5.49 g),在环境2中,亲本3的铃重有最大的母性×环境互作效应贡献(MEi(C→T)=0.71 g),亲本5的铃数具有最大的母性×环境互作效应贡献(MEi(C→T)=0.51 g).多数杂交组合皮棉产量的显性效应主要受铃数和铃重影响,因此铃数和铃重可作为间接选择组合皮棉产量显性效应的指标.     

低酚棉品种间杂种产量性状的遗传分析

本文利用Ｈａｙｍａｎ（１９５４）双列杂交分析法对１０个产量性状进行了遗传分析。结果表明，皮棉产量、壳指和种仁率存在上位性效应，单株结铃数、衣分、衣指、子指、不孕子率、黄花率和霜前花率符合加——显遗传模型。显性基因对衣指、子指的作用很小；单株结铃数、衣分、黄花率和霜前花率以加性效应为主，表现为部分显性；不孕子率以显性效应为主，表现为超显性。多数产量性状的显性基因为增效基因。遗传力最高的是衣分和霜前花率。选用衣分高，早熟性好的材料作为杂交亲本，通过早代选择就可有效地改良这两个性状；单株结铃数需连续选择才能奏效     

陆地棉杂种F2代优势组合的筛选研究

采用不完全双列杂交设计, 以高产抗病推广品种作亲本选配杂交组合, 进行随机 区组试验, 结果表明皮棉产量加×加上位性方差达5%显著水平, 显性方差达10%显著水平 。 皮棉产量加×加上位性效应值以苏棉4号和中棉所19为高, 它们具有较高的一般配合力, 皮棉产量显性效应值最高的是泗331, 因此它也具有较好的特殊配合力。     

陆地棉核不育系杂交组合F1经济性状杂种优势及遗传分析

为探究利用陆地棉核不育系配制杂交种在经济性状方面的优势及遗传特点,采用3个陆地棉核不育亲本与4个陆地棉可育亲本不完全双列杂交设计,对12个F1杂交组合及对照经济性状进行表型方差分析,利用加性-显性（AD）模型,对其亲本及12个F1组合进行配合力分析,同时对经济性状进行遗传方差及相关性分析。结果表明,经济性状方面,F1组合竞争优势不明显。不育系2、可育亲本48784特殊配合力和一般配合力均较高,可选作优良杂交亲本;经济性状的加性方差占表型方差比值较大,单铃重、衣分的狭义遗传率在70%以上,早代选择有效;籽棉产量、皮棉产量、霜前皮棉产量的狭义遗传率在25%以上、显性方差占表现总方差的比值达到极显著水平,这3个性状宜在偏晚世代选择,并且有较好的杂种优势利用潜力;除衣分与籽棉产量加性遗传相关不显著、单铃重与衣分加性遗传负向极显著相关外,其他成对性状加性遗传相关均达到了正向显著水平以上;籽棉产量、皮棉产量、霜前皮棉产量之间及单铃重与衣分的显性相关都达到了极显著水平。不育系在棉花杂种优势利用方面具有较大的利用前景。     

短季棉常用亲本早熟性状的遗传及配合力研究

采用9×9不完全双列杂交设计,分析了短季棉早熟及其相关性状的遗传特性、配合力和杂种优势表现,结果表明:短季棉的早熟性状由加性遗传效应和显性遗传效应共同作用,同时有不可忽视的加性、显性效应与环境的互作;全生育期、株高、衣分、铃重、霜前花率有较高的狭义遗传力,为0.262～0.528,特别是衣分和铃重受环境影响较小,可早代和异地选择;而果枝始节受环境条件影响较大;但在同一地区,果枝始节的狭义遗传力较高,为0.244～0.652,作为早熟性的选择指标是可靠的;在研究的9个材料中,有4个短季棉的早熟性的一般配合力较好,46个组合中有16个组合的早熟性及产量性状的特殊配合力均较好,其中以3个三个组合的产量及早熟性的综合性状较优,霜前皮棉较其优良亲本增产15%以上。     

短季棉霜前皮棉产量及其相关性状的关联度分析

对短季棉霜前皮棉产量及其相关性状的关联度分析,可知霜前花率和衣分对霜前皮棉产量的影响较大,单株铃数和单株果枝数次之,铃重、果枝始生节位、株高、子指和生育期等对霜前皮棉产量的影响较小.选育过程中要分清主次,抓主要性状的改良,改进霜前花率和衣分并与其它性状相协调,提高霜前皮棉产量.     

玉米籽粒赖氨酸含量的遗传及其与产量的关系分析

用5个不同基础群体的15个自选系作母本, 5个不同优势群的测验系作父本, 采用NCII交配设计配成75个杂交组合, 经1年2点田间试验, 用近红外光谱仪测定了亲本及其杂交种F₁和F₂籽粒的赖氨酸含量, 并用三倍体种子胚乳-细胞质-母体效应模型对赖氨酸含量进行遗传分析。结果表明, 玉米籽粒赖氨酸含量除受种子、母体效应和细胞质3套遗传体系共同控制之外, 还不同程度受环境因素的影响, 遗传主效应方差V_G (V_G=V_A+V_D+V_C+V_Am+V_Dm)占总遗传方差(V_G+V_GE)的76.3%, 其中, 种子效应方差(V_A+V_D)、细胞质效应方差(V_C)和母体效应方差(V_Am+V_Dm)分别占24.6%、19.7%和55.7%;赖氨酸含量以母体遗传力为主(h²_m=40.98%), 其次为种子遗传力(h²_o=17.86%), 而细胞质遗传力较低(h²_c=14.29%)。同时发现籽粒赖氨酸含量与产量之间不存在明显相关(r = –0.027)。因此, 在高赖氨酸育种中, 必须重视高值亲本尤其是母本的选择以及不同优势类群间的广泛组配, 从变异广泛的基础材料中对赖氨酸含量和籽粒产量同时进行选择和改良是可能的。     

中美几个棉花品种育种应用价值研究

用3个美国陆地棉品种为母本与2个中国品种配制6个杂交组合。5个亲本与其6个杂交组合F2和F3种植在美国密西西比州立大学农业试验站。利用加性 显性 加×加互作遗传模型(ADAA)进行数据分析。结果表明,除了加性和显性效应外,加×加互作效应控制大多数农艺性状和纤维性状。两个中国品种均可用于纤维麦克隆值的改良。品种CR110及Deltapine90(DP90)在纤维长度和强度方面具有较好的一般配合力。与品种DP90的杂交组合可以在较晚世代用于产量的改良。杂交组合Stoneville474(ST474)×CR110可用于在早期提高皮棉产量。除ST474×CR110之外,其它各组合均具有产量改良的潜力。组合Sure Grow747(SG747)×86 1在早期和晚期均比其它组合有较高的纤维强度。考虑到皮棉和纤维品质的基因型值,组合SG747×86 1可用于提高早期和晚期产量的改良且有好的纤维品质。     

衣分不同陆地棉品种的产量及产量构成因素的遗传分析

选用衣分不同的陆地棉品种配置组合,率先将主基因-多基因联合世代分析与双列杂交试验分析相结合,分别从单个和整体基因水平上对棉花产量及产量构成因素进行了遗传研究。对2个高×低衣分组合的主基因-多基因6世代联合分析结果表明,各产量性状至少在1个组合中检测到主基因的存在,说明产量性状主基因存在的普遍性。由2个组合各产量性状的主基因、多基因遗传率比较得出,产量性状的主基因遗传率比多基因遗传率在不同组合间趋势变化相对较稳定;各性状在2个组合中的主基因、多基因遗传率分量不完全相同。衣分、铃重和籽指在2个组合中分别以主基因遗传为主和以多基因遗传为主;子棉产量和皮棉产量在2个组合中均以主基因遗传为主;衣指在组合I中以多基因遗传为主,在组合II中属于典型的多基因遗传;单株铃数在组合I中属于典型的主基因遗传,在组合II中以多基因遗传为主。双列杂交结果表明,陆地棉产量及产量构成因素都有较高的遗传主效应方差,产量性状受加性效应和显性效应共同控制,其中,衣分、衣指以加性效应为主;子棉产量、铃重和籽指以显性效应为主;皮棉产量和单株铃数以加性和显性效应为主。衣分和衣指的普通广义遗传率和普通狭义遗传率均最高,与联合世代分析两性状的总遗传率平均值结果趋势一致。相关和通径分析一致表明,产量构成因素中单株铃数对皮棉产量的贡献最大,衣分次之,铃重最小。     

Germplasm for genetic improvement of lint yield in Upland cotton: genetic analysis of lint yield with yield components

Determination of genetic effects for lint yield and yield components in cotton (Gossypium hirsutum L.) germplasm is critical for its utilization in breeding programs. This study was designed to apply the conditional approach and an additive and dominant model to analyze genetic effects for lint yield and yield components. Forty-eight F₂ populations derived from crosses between four existent Upland cotton cultivars as female parents and 12 germplasm lines as male parents were evaluated at two locations in 2008 and 2009. Conditional and unconditional variance components were estimated by the mixed linear model based conditional approach. Lint yield and yield components were mainly controlled by genotypic effects, i.e., additive variance and dominance variance (≥66 % of total phenotypic variation). Lint percentage and lint index had the highest proportions of additive variance component to the total phenotypic variances. SP156 and SP205 had positive additive effects for lint yield and yield components, and were also parents of the most hybrids with positive predicted dominant effects. Therefore, these two lines are good combiners for development of both pure lines and hybrids. Positive additive contribution effects to lint yield from lint percentage, boll number, boll weight, and seed index were detected in different parents. Adding seed index to boll number and lint percentage increased additive contribution effects to lint yield from these two components relative to the contribution effects from either boll number or lint percentage alone. Results in this study suggest that boll number, lint percentage, and seed index should be balanced in pure line development.     

显性无腺体与隐性无腺体陆地棉品种间杂种二代利用研究

利用４个隐性低酚棉品系为母本，５个显性无腺体品系为父本，按不完全双列杂交（ＮＣⅡ）设计配制２０个组合，利用亲本、Ｆ１和Ｆ２材料采用ＡＤＡＡ模型研究表明，衣分以加性效应为主，其余产量及产量构成因素以显性遗传效应为主。子棉产量和铃重有较低的上位遗传效应。纤维品质性状中，绒长与整齐度以显性遗传效应为主，绒长还存在少量上位效应；比强度与伸长率仅存在显著的加性遗传效应，麦克隆值以加性遗传效应为主。Ｆ１皮棉产量、第一次收花率、单株铃数、铃重和衣分的群体超亲优势平均值分别为：２７．９％、１８．７％、１６．２％、９．７％和１％，Ｆ２分别为：１０．８％、５．１％、４．５％、４．６％和－１．２％。Ｆ１绒长的群体平均优势为２．５％，比强度和伸长率为－１．８和０．８％，麦克隆值和整齐度分别为－０．２％和－２．７％。Ｆ２绒长略呈下降趋势，比强度、伸长率和麦克隆值Ｆ２与Ｆ１相近，整齐度Ｆ２略优于Ｆ１。表明了显性无腺体基因的杂种优势利用前景广阔。     

Dissection of genetic effects of quantitative trait loci (QTL) in transgenic cotton

When alien DNA inserts into the cotton genome in a multicopy manner, several quantitative trait loci (QTLs) in the cotton genome are disrupted; these are called dQTL in this study. A transgenic mutant line is near-isogenic to its recipient, which is divergent for the dQTL from the remaining QTLs. Therefore, a set of data from a transgenic QTL line mutated by Agrobacterium-mediated transformation (30074), its recipient and their F1 hybrids, and three elite lines were analyzed under a modified additive-dominance model with genotype × environment interactions in three different environments to separate the genetic effects due to dQTL from whole-genome effects. Our result showed that dQTL had significant additive effects on lint percentage, boll weight, and boll number per square meter, while it had little genetic association with fiber traits, seed cotton yield, and lint yield. The dQTL in 30074 significantly increased lint percentage and boll number, while significantly decreasing boll weight, having little effect on fibre traits, while those from the recipient and three elite lines showed significant genetic effects on lint percentage. In addition, the remaining QTL other than dQTL had significant additive effects on seed cotton yield, fruiting branch number, uniformity index, micronaire, and short fibre index, and significant dominance effects on seed cotton yield, lint yield, and boll number per square meter. The additive and dominance effects under homozygous and heterozygous conditions for each line are also predicted in this study.     

QTL遗传效应正反交差异研究

应用改良AD模型对转基因棉花QTL突变体系进行遗传效应的正反交比较分析,结果表明,农艺性状的主要遗传方差组分分解正反交表现一致,除铃重存在显著的遗传背景加性效应(A2)外,子棉产量、皮棉产量、衣分和铃数均存在显著或极显著的 dQTL加性效应(A1)和显性效应(D1),农艺性状均有显著或极显著的遗传背景显性效应(D2);棉花纤维性状的主要遗传效应正反交之间无显著差异.铃重的dQTL的加性和显性效应与环境的互作存在显著差异.对转基因系、受体及三个品系的dQTL加性效应分解结果也表明,正反交对不同材料各性状的加性效应估计也是一致的.本文还对不同组合正反交时的纯合及杂合显性效应进行预测比较.     

Genetic association of cotton yield with its component traits in derived primitive accessions crossed by elite upland cultivars using the conditional ADAA genetic model

Boll number, lint percentage, and boll weight are three component traits for lint yield of upland cotton, Gossypium hirsutum L. Selecting high yielding lines or hybrids depends on the ability to dissect the genetic relationship of lint yield with these component traits. In this study, 14 day-neutral lines with desirable fiber quality derived from primitive accessions were top crossed with five commercial cultivars. The F₂ populations and parents were grown in one location in 1998 and two locations in 1999 at Mississippi State, MS. The F₃ populations and parents were grown in two locations in 2000. Lint yield and three component traits were measured and analyzed by the ADAA genetic model with the mixed model based conditional approach. Results showed that boll number or boll number with lint percentage or boll weight contributed to the majority of the phenotypic variance and variance components for lint yield. Boll number was more important than the other two component traits in terms of various genetic effects. The results also showed that the combination of boll number and boll weight greatly increased the contribution to lint yield even though boll weight itself had no significant contribution to lint yield compared to boll number alone. The genetic contribution effects were also predicted due to single component traits or their combinations for parents and crosses. The results revealed that the balanced selection of boll weight and boll number should be considered to obtain high yielding hybrids or pure lines. Contribution of the USDA-ARS in cooperation with the Mississippi Agric. and Forestry Exp. Stn. Mention of trademark, proprietary product, or vendor does not constitute a guarantee or warranty of the product by USDA, ARS and does not imply its approval to the exclusion of other products or vendors that may also be suitable.     

陆地棉产量构成因素条件变量分析

采用条件变量分析方法,对23个陆地棉品种（系）两年资料的棉花单株产量及其3个组分性状进行了分析,结果表明,单株铃数引起单株产量的变异最大,衣分引起单株产量的变异最小;衣分以外的其他因素与环境的互作对单株产量的影响最大,单株铃数以外的其他因素与环境互作对单株产量的影响最小;不同品种基因型效应不同,不同品种3个组分性状对单株产量的贡献也有所不同。