基于表型的棉花种质资源遗传多样性分析及核心种质的抽提

种质资源是遗传育种研究的基础,分析种质资源的遗传多样性,可为亲本选配提供一定的理论依据。通过对500份棉花种质资源材料的11个表型性状,进行遗传多样性、相关性、主成分和聚类分析,结果表明,11个性状的平均变异系数为9. 69%,有6个性状的变异系数超过了10. 0%,其中结铃数的变异系数最大为20. 14%,纤维整齐度的变异系数最小为1. 81%;各性状的遗传多样性指数为1. 71～2. 06,结铃数的遗传多样性指数最高,生育期的遗传多样性指数最低;相关性分析表明,各性状间存在着不同的相互关联,纤维长度与纤维整齐度、断裂比强度、生育期呈极显著正相关,与马克隆值极显著负相关,断裂比强度与马克隆值、生育期呈极显著正相关,衣分与纤维长度、纤维整齐度、马克隆值呈极显著正相关,与子指呈极显著负相关,铃质量与衣分、纤维长度、纤维整齐度、生育期呈极显著正相关;主成分分析提取到了5个主成分,累积贡献率为73. 677%,第1主成分与纤维长度、断裂比强度、纤维整齐度有关,第2主成分主要和衣分有关,第3主成分主要与马克隆值有关,第4主成分主要与果枝数有关,第5主成分主要与铃质量有关;聚类分析将500份棉花种质材料在遗传距离1. 33处分成了4大类,第Ⅰ类群包含1份材料,属于株高高、铃质量大、衣分低、子指高的材料;第Ⅱ类群包含73份材料,属于结铃数少,衣分偏低,纤维品质较差的棉花材料,第Ⅲ类群包含122份棉花材料,属于铃质量、衣分、纤维长度、纤维强度最好的棉花材料,第Ⅳ类群包含304份棉花材料,属于铃数、铃质量、衣分、纤维长度、纤维强度适中的棉花材料;提取了50份棉花资源材料构建了核心种质库,核心种质库与原始群体相比各性状的变异系数、方差更高,表明核心种质具有更好的异质性,更大的变异。核心种质库用最少的资源数目保留了种质资源的遗传信息,不仅减少了种质保存的工作量,也更有利于育种亲本的选配。     

棉花陆海染色体片段代换系BC_7F_2群体纤维产量和品质性状表现及相关分析

为了揭示棉花染色体片段代换系BC_7F_2纤维产量性状和品质性状之间的相关关系,筛选纤维品质优异的新材料。以1套陆海染色体片断代换系为材料,对BC7F2高代回交群体的产量性状与纤维品质性状的表性数据进行评价及偏相关分析。结果表明:群体各性状的平均值接近于轮回亲本‘中棉所36’,群体内存在丰富的遗传变异。纤维上半部平均长度超轮回亲本比例为30.25%,断裂比强度超轮回亲本比例为71.25%,衣分超轮回亲本比例为29.38%。总体上单铃重与马克隆值、整齐度指数呈极显著正相关,衣分与上半部平均长度、断裂比强度呈显著负相关,与单铃重呈极显著负相关。从中筛选出部分纤维品质突出的单株,纤维上半部平均长度高于30.00 mm,断裂比强度高于31.00 cN/tex。     

岱字棉来源的陆地棉种质资源的遗传多样性分析

岱字棉曾经作为中国陆地棉种质资源的重要亲本来源之一,促进了中国陆地棉种质资源的创新与发展,为了进一步挖掘具有优良性状的棉花种质资源及为高效利用优异种质提供一定的科学依据。本研究围绕岱字棉来源的147份陆地棉种质资源的纤维品质性状和主要农艺进行各类分析,包括相关性分析、变异分析、主成分分析和聚类分析。结果表明岱字棉来源的147份陆地棉种质资源具有较丰富的遗传多样性,变异分析表明主要农艺性状中变异系数最大的为单株铃数(25.099%)、最小的为株高(5.495%),主要纤维品质性状中变异系数最大的为伸长率(7.904%),最小的为整齐度指数(1.047%),遗传多样性指数以果枝数最高(2.345),第一果枝节位最低(1.940);相关性分析表明在果枝数、单株铃数、株高、第一果枝高度之间,衣分,伸长率,马克隆值之间和断裂比强度、上半部平均长度、整齐度指数之间存在极显著正相关,株高与上半部平均长度呈极显著正相关;伸长率与断裂比强度、上半部平均长度,马克隆值与上半部平均长度均呈极显著负相关;主成分分析表明前5个主成分的累计贡献率达到67.931%,第1主成分主要和棉花纤维品质相关,第2主成分主要与单株铃数、株高、果枝数等农艺性状相关,第3主成分表现出棉花农艺性状与纤维品质性状的相互影响,第4主成分与第5主成分均和棉花产量构成因素相关;聚类分析将147份来源岱字棉的陆地棉种质资源划分为5类,筛选出‘洞庭3号’(岱56-37)、‘安棉3号’、‘中7259’、‘沙帽长桃’(纱帽长桃)、‘赣棉11号’可以作为改良棉花产量构成的材料加以利用,没有马克隆值A级材料。     

机采棉杂交后代主要株型性状与产量和品质的关系

【目的】从株型、产量及品质众多复杂因素中找出影响机械化生产较大的因素并进行遗传改良,选育适宜机械化生产的高产优质品种,提高棉花育种的效率。【方法】以陆地棉Z571与中棉所49杂交的F2:3群体为研究对象,应用统计软件SAS V8等分析其农艺性状的变异、方差和相关性。【结果】F2:3群体株系材料间农艺性状发生了显著分离,且后代中出现了许多超亲个体,在田间进行选择时要注意农艺性状之间复杂的关系;株高、单株果枝数与单位面积籽棉产量呈极显著正相关;单株果枝数与纤维上半部平均长度、断裂比强度呈极显著负相关,与马克隆值呈现正相关;单株营养枝数与纤维上半部平均长度、断裂比强度呈极显著正相关,与马克隆值呈现显著负相关;产量构成因素中的单位面积铃数与纤维上半部平均长度、断裂比强度呈极显著正相关,与马克隆值呈极显著负相关,铃重和品质性状的相关性与单位面积铃数相反。【结论】株型性状与产量和品质之间均存在显著或极显著的遗传相关;高产高品质的株型特征为单株营养枝数较多;选育高产优质的棉花新品种时要选择铃数较多、铃重较小的材料。     

海岛棉数量性状的相关与通径分析

本文通过对海岛棉新海系列的棉花品种（系）进行相关和通径分析．相关分析表明：单株皮棉产量与单株铃数、株高、比强度呈极显著正相关;生育期与长度呈显著正相关;单株铃数与株高、果枝数呈显著正相关;果枝节位与强度、衣分呈极显著负相关;其它各性状均呈一定程度的正或负弱相关。偏相关分析表明：单株皮棉产量与单株铃数、单铃重、衣分呈极显著正相关：衣分与单株铃数、单铃重呈极显著正相关;长度、细度、强度与各品质性状呈一定程度的不显著正或负相关。通径分析表明：单株铃数对单株皮棉产量的贡献率最大．其次是单铃重和衣分的贡献率较大．其它各性状对单株皮棉产量产生的正向或负向效应都不大．但是株高、果枝数、比强度通过单株铃数产生的间接效应的正向作用较大。研究各性状的相关关系可以指导我们对育种目标性状的选择,提高育种效率。     

陆地棉常规品种(系)与杂交组合性状相关性的比较分析

选择24份常规棉品种(系)和7个杂交组合为试验材料,以单位面积皮棉产量为指标进行聚类分析,发现杂交组合分属于高、中产类型,而低产类型皆为常规品种(系),且高产类型的株铃数、果枝数、单铃重、株高和衣分均显著高于低产类型。采用简单相关、偏相关及通径分析分别对常规棉及杂交组合的12个重要经济性状进行相关性分析,发现对常规棉皮棉产量影响最大的产量因子是株铃数,其次是衣分、单铃重,而对杂交组合影响最大的则是衣分;子指与常规棉和杂交棉的皮棉产量均呈极显著负相关。常规棉的皮棉产量与纤维上半部平均长度和断裂比强度呈极显著负相关,与马克隆值呈极显著正相关,说明常规棉的产量与纤维品质的矛盾难以协调;但杂交组合的皮棉产量与断裂比强度呈显著正相关,与纤维上半部平均长度和马克隆值的相关性弱且未达到显著水平,表明通过杂种优势利用能够协调皮棉产量与纤维品质的矛盾。     

基于主成分分析的山东省中熟棉花新品种（系）的综合评价

为了筛选出适宜山东省种植的棉花新品种（系）,本研究以中早熟常规组 21 个新品种（系）为研究对象,对其农艺性状、产量和品质等进行了变异系数、相关性、主成分分析。结果表明：21 份棉花材料 15 个性状变异系数为 0.62%~30.20%,单株结铃数变异系数最高（30.20%）;其中有 5 个性状变异系数均超过 10%（均为农艺性状）,而纤维品质指标均小于 10%。生育期与株高、单株结铃数、单铃重、衣分、籽棉产量、上半部平均长度、断裂比强度呈正相关,籽棉产量与单株结铃数、单铃重、衣分呈极显著正相关。主成分分析共提取了 6 个主成分,累计贡献率达 81.82%,可代表 15 个性状的大部分信息。通过每个主成分的得分及其对应的权重求和对参试材料进行了综合评价,鲁棉 1142、鲁棉 271、德棉 14 号综合评价较高,表现较好。     

EPSPS外源基因对陆地棉农艺性状和纤维品质的影响

以G6-1至G6-19等19个转基因抗草甘膦除草剂棉花种质为材料,以其非转基因背景亲本中棉所49为对照,研究EPSPS外源基因导入对陆地棉农艺性状和纤维品质的影响,结果表明外源基因的导入对棉花纤维上半部平均长度、马克隆值、断裂伸长率和断裂比强度等品质性状有显著影响;对于棉花衣分和铃重等农艺性状亦有显著的影响,衣分变异范围为30.5%~42.7%,T1和T2相关性分析表明衣分的变异为可遗传性变异,铃重最高为6.5 g,最低为4.6 g,两者相差40%。因此,转基因棉花育种研究不仅要注重目标性状的转育,还要注重非目标性状的筛选。     

陆地棉资源主要产量和纤维品质性状的遗传多样性分析研究

为了提高棉花种质资源的利用效率、增加骨干亲本的遗传多样性，对114份资源材料进行遗传多样性分析、相关性分析、主成分分析和聚类分析。衣分、单铃重和马克隆值的变异系数较大，整齐度的变异系数最小；子指的遗传多样性指数最大，伸长率的遗传多样性指数最小；主成分分析的前3个因子累计贡献率达到83.91%；单铃重与衣分和子指均为极显著正相关，衣分与子指为极显著负相关，纤维品质性状之间均为正相关关系，子指与纤维品质主要表现为负相关，单铃重和衣分与纤维品质表现为显著的正相关；聚类分析将供试材料分为3个大群，第Ⅰ大群主要为彩色棉品种；第Ⅱ大群为纤维品质优异、产量性状一般的材料；第Ⅲ大群的产量和纤维品质综合表现较好。本研究明确了各类材料的典型特征，为材料的高效利用和亲本选择提供一定参考。     

新疆陆地棉铃柄长与棉花产量及纤维品质的关系

摘要:【目的】为了解新疆棉花铃柄长与主要农艺性状、产量性状以及纤维品质之间的关联关系,【方法】通过两年比较试验,跟踪调查了棉花主栽品种（系）的主要农艺性状、产量性状以及纤维品质,总结了两年的主要气候数据,并将这些与铃柄长做了比较分析,【结果与结论】结果表明：棉花各品种的铃柄长与棉花主要生长阶段6-8月的最高平均气温呈负相关的关系;与平均最低气温和平均日照时数呈正相关;与有效果枝、单株铃、果枝始节和始节高度成正相关,与株高、无效果枝成负相关;与衣分、果枝数和折合亩产均呈正相关的关系,与单铃重呈负相关;与纤维的上半部平均长度、马克隆值呈正相关,与整齐度指数大致呈正相关,50%参试棉花品种（系）的铃柄长与纤维断裂比强度呈正相关的关系,剩余50%呈负相关的关系。     

123份棉花育种材料的综合评价分析

对123份棉花育种材料进行综合评价,旨在全面了解棉花主要性状间存在的关系。对产量、抗病性及纤维品质等性状进行相关性分析,并进行了纤维品质性状聚类分析。结果表明：（1）枯萎病、黄萎病病情指数、单株皮棉产量、子棉产量和单株铃数的变异系数较大,品质性状变异系数相对较小。（2）与子棉产量有极显著正相关的性状有6个,其中单株皮棉产量和铃重相关系数较高;上半部平均长度与整齐度指数相关系数为0.69**,与伸长率相关系数为0.78**;伸长率与断裂比强度相关系数为-0.62**,与整齐度指数相关系数为-0.63**。马克隆值与铃重相关系数最大为0.51**。（3）据品质性状聚类,123份材料被分为三类。研究为育种材料的杂交组配和培育高产优质抗病的棉花新品种提供理论和参考依据。     

基于部分NCII交配设计的陆地棉产量和纤维品质性状遗传分析

以60份陆地棉品种（系）和由部分双因素交叉式遗传（North Carolina II,NCII）交配设计配制的180个F₁组合为材料,分析产量和纤维品质性状的遗传效应和相关性。结果表明,皮棉产量、衣分、铃数和铃重的加性效应方差分量分别为0.25、0.62、0.20和0.14,显性效应方差分量分别为0.17、0.13、0.07和0.21;纤维上半部平均长度、断裂比强度和马克隆值的加性效应方差分量分别为0.48、0.60和0.48,显性效应方差分量分别为0.05、0.02和0.06。各性状（除马克隆值外）的显性×环境互作效应均高于加性×环境互作。产量性状中,衣分与纤维上半部平均长度、断裂比强度和马克隆值的相关性较强,相关系数分别为-0.35、-0.40和0.48。除铃重之外,陆地棉的产量性状呈现出以加性效应为主的遗传特点;纤维上半部平均长度、断裂比强度和马克隆值的遗传以加性效应为主。部分NCII交配设计可用于同时对大量亲本进行评价。     

黄河流域棉区纤维品质区域分布特征与生态区划研究

【目的】旨在研究黄河流域试验环境与参试品种品质性状互作模式。【方法】选用2005―2014年国家棉花品种区域试验黄河流域棉区中熟常规组19个试验点,作为试验环境;运用GGE模型绘制双标图,结合纤维品质性状选择对适宜的生态区划分进行探讨,并基于GGE双标图对纺纱均匀性指数与其他指标的相关性进行研究。【结果】(1)纤维的纺纱均匀性指数与纤维的上半部平均长度、断裂比强度和长度整齐度指数呈极显著正相关,与断裂伸长率、反射率表现为正相关但不显著,与马克隆值显示为负相关但不显著。(2)黄河流域棉区纤维品质性状在19个生态试点的表现可划分为3个特征明显的纤维品质生态区。第Ⅰ生态区包括江苏泗阳、响水,安徽灵璧,河南新乡和商丘,其纤维上半部平均长度、断裂比强度和纺纱均匀性指数都显著高于其余生态区,长度整齐度指数显著高于第Ⅲ生态区,且纤维上半部平均长度、断裂比强度和马克隆值协调较好,都达到了国家棉花品种审定的Ⅱ型标准,为"优质纤维生态区"。第Ⅱ生态区包括陕西大荔,河南西华,山东宁津,河北石家庄和故城,其马克隆值较高,纤维上半部平均长度和断裂比强度表现一般,纺纱均匀性指数表现最差,为"普通纤维生态区"。第Ⅲ生态区包括陕西杨凌,山西运城,河南安阳,河北邯郸、沧州,天津宁河,山东惠民、金乡和临清,其马克隆值最低,其余性状表现中等,为"低马克隆值生态区"。【结论】本研究明确了黄河流域棉区棉花纤维品质生态区的划分,可为黄河流域广适性棉花品种的选育、生态区划分和理想试验环境选择等提供依据。     

杂交棉中棉所70后代分离群体产量品质的表型变异分析

中熟转基因抗虫杂交棉中棉所70具有高产优质特点,由高产且综合性状优良的抗虫棉SGK 156与品质优异的渐渗系材料901-001为亲本配制。本文对该杂交种F1及其自交后代F2、F2:3、F2:4和F2:5共4个分离世代材料的皮棉产量和品质性状进行了详细调查和相关性分析。结果表明,杂种F1纤维品质表现突出,上半部平均长度平均为33.00 mm,断裂比强度为33.3 c N·tex-1。在分离群体中,各性状均存在大量的超亲变异,衣分与纤维长度及强度为极显著负相关,与马克隆值为极显著正相关,说明棉花产量与品质间的同步改良仍存在困难。此外,从F2:5株系中挑选出11个优异品系,其中4个材料的皮棉产量超对照,上半部平均长度均高于31.80 mm,断裂比强度在31.0 c N·tex-1以上,铃重均大于6.26 g,衣分最高为38.64%,这表明通过高代自交是可以筛选出具有优异产量及品质性状的品系。本研究为棉花数量性状遗传、基因功能分析、基因聚合育种改良等研究储备了大量的基础材料。     

转基因抗病棉花所转抗病基因（Chi+Glu）对棉花生物学特性的影响

此研究为国家转基因抗病棉环境安全评价技术的建立而设。以转入几丁质酶和葡聚糖酶双价抗病基因（Chi+Glu）的中棉所24为试验观察品种,对应的受体中棉所24和赣棉11号非转抗病基因棉为两个对照品种,进行棉花生育性状、产量性状上生物学特性的表现对比,结果中棉所24转入双价抗病基因后,生育期比受体对照延长11天,比非转基因的常规棉赣棉11号延长3天;经LSD最小显著性差异测验,转双价抗病基因（Chi+Glu）对棉苗期株高生长变缓慢影响极显著,对蕾期株高生长缓慢影响显著,而花铃期时株高超速生长影响显著;对蕾花铃发育迟缓、第一果枝节位前移影响显著;对第一果枝高度降低、果枝节距拉大、籽棉和皮棉增产、发芽率提高效应（提高13个百分点）影响极显著;对棉花单铃重、单铃籽棉重、单铃皮棉重、衣分、籽指、衣指、单铃不孕籽粒数性状转好影响明显;对单铃壳重、单铃不孕籽重量变差也有明显影响;对棉花纤维上半部平均长度变短,整齐度指数增加,马克隆值升高,纤维伸长率下降,纤维纺纱均匀指数降低,纤维断裂比强度降低有明显影响。试验显示,所转双价抗病基因对棉花上述生物学特性有显著和极显著影响,尤其对产量性状变好影响极显著（增产籽棉1491.9 kg/hm2）。     

新疆惠远农业科技发展有限公司新品种简介

新陆早40号（代号98-43） 新疆农垦科学院棉花研究所与惠远公司联合培育。该品种生育期123天左右；单铃重5.65g；衣分44.58%。纤维上半部平均长度32.27mm，比强度34.09cN/txt,马克隆值4.2。     

干旱胁迫下陆地棉光合叶绿素荧光参数与产量品质间的关联性分析

本研究在控制水肥条件下,以不同抗旱性的14份陆地棉为材料,通过测定现蕾期叶片的SPAD值、光合叶绿素荧光参数、吐絮期产量、分析光合叶绿素荧光参数与产量品质间的相关性,筛选出与抗旱性密切相关的指标.结果 表明,陆地棉18k0205的蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、光合速率(Pn)、光系统Ⅱ有效量子产量ΦPSⅡ和田间产量均高于其他陆地棉材料,而18K0319的纤维长度和断裂比强度均高于其他材料,这两个材料可作为优异抗旱种质资源进行育种实践.14份材料的光合叶绿素荧光参数与产量品质间的相关性分析表明,净光合速率(Pn)与衣分呈显著负相关,水分利用效率(WUE)与纤维长度呈显著正相关,与马克隆值呈显著负相关.光系统Ⅱ的有效量子产量ΦPSⅡ与衣分呈显著负相关.灰色关联度分析表明,产量与Fv/Fm、SPAD、单铃重紧密关联,关联系数0.85以上;纤维长度与WUE、Fv/Fm、Fm、SPAD紧密关联,关联系数0.90以上;衣分与SPAD、单铃重、Fv/Fm紧密关联,关联系数0.88以上;纤维断裂比强度与SPAD、qP、ΦPSⅡ紧密关联,关联系数0.89以上;马克隆值与FV/Fm、ΦPSⅡ、Gi紧密关联,关联系数0.87以上.研究结果表明陆地棉产量及纤维品质性状与Fv/Fm、SPAD、单铃重、ΦPSⅡ等重要性状紧密关联,上述研究结果为棉花抗旱种质资源筛选和鉴定提供一定的参考依据.     

超早熟短季棉育种材料错期播种主要性状差异分析

错期播种15个稳定的超早熟短季棉育种材料,营造相同品系"异开花期"和"异吐絮期",调查生育期、株铃数、单铃质量、衣分、籽棉产量和皮棉产量及上半部平均长度、整齐度指数、马克隆值、伸长率、断裂比指数5项纤维品质指标,分析错期播种对超早熟短季棉生育性状、产量性状、纤维品质性状的影响,验证15个超早熟育种材料的丰产性、稳定性和适应性。结果表明,不同播期的相同品系各项主要性状指标比较晚春播播种产量较高,夏播播种棉花纤维品质较好;不同品系主要性状指标差异明显,其中丰产性、稳定性较好的7个品系有可能用于短季棉晚春播或夏播生产。     

山东省审定转基因抗虫棉常规中早熟品种演变

对1999-2015年山东省审定的42个转基因抗虫棉常规中早熟品种的9个性状进行分析.结果表明,株高、单铃重、麦克隆值、霜前衣分、断裂比强度、皮棉产量年份间呈上升趋势,生育期呈下降趋势,籽指、纤维长度变化不明显.多元逐步回归分析表明,单铃重、霜前衣分、断裂比强度3个性状对皮棉单产的贡献最大,达94.2％.     

北疆陆地棉育成品种表型性状遗传多样性分析

本文通过对北疆38个自育审定品种的表型性状遗传多样性分析,目的在于揭示北疆棉花品种选择技术路线、方向及特点,以减少育种者在选育过程中的盲目性、重复性,对于提高育种选育效率,促进新疆棉花资源创新利用,选育适合生产过硬的棉花新品种和丰富新疆棉花育种理论具有重要意义。试验方法采用统计分析和聚类分析法进行。分析后发现:(1)13个表型性状中果枝台数的遗传多样性指数最高,达到了2.077739,其次为马克隆值、籽指和单铃重,伸长率最低。遗传多样性指数最低的是伸长率,仅为0.867286。(2)随着育种年代的推移,北疆棉花自育品种在表型性状呈现出一定的变化。自育品种生育期整体逐渐变短,果枝台数总体逐渐增加,子叶节高和株高性状有明显增加趋势。(3)不同育种年代自育品种的产量性状变化明显,育成品种铃重明显增加,籽指随铃重变化也呈明显上升趋势,单株铃数和衣分也呈现总体增加的趋势;衣分仍有较大的提升空间。(4)自育品种的品质性状呈现稳步提高的趋势,纤维长度和比强度逐渐增加,马克隆值呈现下降趋势,总体变化日趋合理。通过聚类研究发现:(1)38个历史自育品种可以明显地划分为两个类群,第1类群包括30份品种,第2大类包括8份品种。同时第1类群又可划分为两个亚类群,其中第一亚类群包括16份品种,第二亚类群包含14份品种。(2)不同品种间欧氏遗传距离变幅为1.5998～25.1085,两两品种间平均欧氏遗传距离为4.9417。(3)具有相近表型性状、相似遗传背景、相同选育单位和相同类型的品种均被较好的聚类在一起,聚类结果较为符合品种本身的真实特性和遗传背景演变趋势。(4)北疆自育品种一直成为主栽品种,究其遗传原因在于合理拓展美棉成分、黄河流域中棉系列以及特早熟棉区辽棉系列的遗传组分,为新疆棉花育种打破遗传组分狭窄问题提供了启示、依据和拓展方向。