转FBP7::iaaM基因陆地棉育种应用初报

【目的】研究转FBP7::iaaM基因对不同陆地棉材料纤维产量、品质及种子活力的影响。【方法】以转FBP7::iaaM基因种质IF1-1为父本,与中棉所12、鄂抗棉9号及其谱系涉及的亲本等27个不同遗传背景陆地棉的品种杂交获得F1,通过分子检测确定阳性植株,考种测定衣分、籽指,取样进行纤维品质检测和种子发芽试验,比较FBP7::iaaM基因效应,评价IF1-1的育种应用价值。【结果】分子检测确认F1阳性植株,取样考种发现:与陆地棉母本比较,多数包含FBP7::iaaM基因的F1衣分提高(平均提高6.60百分点),籽指降低(平均降低1.8 g);F1纤维品质未表现出明显负效应:部分材料的马克隆值等级提高,纤维上半部平均长度、断裂比强度和断裂伸长率提高。发芽试验结果表明,尽管绝大多数包含FBP7::iaaM基因的F1种子籽指降低,但是发芽率和发芽势基本不变。【结论】FBP7::iaaM基因转育合适的受体材料可以显著提高衣分,对种子发芽没有不利影响,IF1-1在同步改良棉花纤维品质和产量方面有重要的利用价值。     

利用显性光子突变体N_1进行陆地棉衣分性状的遗传研究

棉花纤维产量与衣分呈高度正相关,因此对棉花衣分性状的遗传研究尤为重要。本研究用衣分差异较大的显性光子突变体N1和TM-1所配制的杂交组合对衣分性状进行了遗传研究。由F2的衣分频数分布以及P1、P2和F1的衣分数据推测,TM-1中高衣分性状受一个显性主基因控制,与光子基因（N1）的显性方向相反。用SPSS11．5对F2群体的短绒和衣分性状做相关性分析,结果表明衣分与光子之间存在极显著负相关,光子基因（N1）对衣分具有减效作用,可解释表型变异的24．44％。利用P1、P2、F1和F2等4个世代联合分离分析方法,对该组合的衣分性状进行主基因-多基因混合遗传模型分析,结果表明,该组合中衣分的最适遗传模型为一对加性-显性主基因＋加性-显性-上位性多基因模型,主基因和多基因遗传率分别是82．70％和5．65％。     

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。     

棉花杂种优势与亲本表现的关系研究

以3个高品质棉品系做母本,分别以大铃、高品质、高衣分种质做父本,配制了9个杂交组合.通过分析9个陆地棉品种间杂交组合的杂种优势表现,研究了杂种F1产量优势与亲本表现的关系.结果表明,杂种F1的产量优势由父母本共同决定,在母本相同的情况下,F1产量优势决定于父本,而在父本相同的情况下,F1产量优势决定于母本;在母本相同的情况下,F1铃数、铃重、衣分、株高的平均竞争优势决定于父本.     

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。     

不同生态环境下陆地棉生育期及产量性状的遗传研究

以陆地棉早熟品种百棉2号和遗传标准系TM-1形成的P1、P2、F1、B1、B2和F2 6个世代群体为材料,分别在我国的黄河流域棉区(环境Ⅰ)和北疆早熟棉区(环境Ⅱ)2个生态环境下,研究了陆地棉生育期及产量性状的主基因+多基因遗传规律.结果表明,除衣分在环境Ⅱ中未检测到主基因外,其他性状在2个环境中均检测到主基因的存在....     

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。     

高衣分转Bt+GNA双价基因抗虫棉新种质的选育与利用

本研究对转觑和GNA双价基因后代植株,经南繁加代、抗虫检测、自交、单株和株系选择、纤维品质测定和产量比较试验,选育出双价转基因抗虫棉种质系BGsm16。该种质系高抗棉铃虫等鳞翅目害虫,对蚜虫有一定的抑制作用,抗虫性稳定且不随世代的增加而减弱,衣分高（48．0％左右）,配合力好,结铃性强,通风透光,皮棉产量比受体材料苏棉16号增产11．1％,品质两者相当。与其配置的杂交棉组合衣分高,丰产性好,品质高于对照南农8号,有着很强的杂种优势。转＆和GNA双价基因抗虫棉种质系BGsm16的成功选育,加强转基因棉花的抗虫能力,拓宽了抗虫谱,并有助于延缓害虫对抗虫棉产生抗（耐）性;同时改变了传统对常规抗虫棉衣分低的认识,丰富了抗虫棉种质资源,对选育高衣分杂交抗虫棉有良好的应用前景。     

转Bt基因抗虫棉杂种优势利用研究

利用河北省审定的棉花品种或新品系与美国抗虫棉新棉 3 3 B及我国自育的 2个抗虫棉品系配制杂交组合 ,分析了转 Bt基因杂交抗虫棉的优势表现。结果表明 ,转 Bt基因杂交棉具有较大的产量优势。在产量构成因素中 ,单铃重的增加较大 ,其次是衣分 ,单株结铃数优势最小。对纤维品质分析表明 ,抗虫杂交棉纤维品质一般具有负优势。纤维长度和比强度多低于抗虫亲本和对照 ,麦克隆值增大 ,整齐度好于抗虫亲本和对照     

持续高温干旱年份陆地棉农艺和产量性状的遗传效应分析

本文采用NCⅡ交配设计方法,以9个陆地棉品种(系)配置16个杂交组合,利用加性—显性与环境互作的遗传模型(ADE模型),分析亲本和F1在2013年持续高温干旱条件下望江、九江2个环境下的农艺和产量性状,估算了各项遗传方差分量,分析了性状间各项遗传效应的相关性和各性状的杂种优势。结果表明,农艺和产量性状易受环境条件影响,子棉产量、皮棉产量、单株铃数和铃重的遗传主要受显性效应控制,衣分同时受加性和显性效应控制,子指主要受加性效应控制。遗传相关分析表明,子棉产量和皮棉产量与铃重和衣分呈显性正相关;铃重与衣分呈显性正相关,衣分与子指的加性和显性均为负相关。杂种优势分析表明,中棉所63的铃重、衣分、子指、子棉产量和皮棉产量的群体平均优势达极显著水平,其皮棉产量的杂种优势可以利用至F3。     

陆地棉配合力与杂种优势、遗传距离的相关性分析

 用10个陆地棉亲本进行不完全双列杂交,共配置了45个组合,计算亲本的一般配合力（GCA）、特殊配合力(SCA)、杂种优势,并结合SSR标记研究了陆地棉亲本配合力与杂种优势、遗传距离之间的相关关系。配合力分析发现,10个亲本的一般配合力和特殊配合力存在显著或极显著差异。分析亲本配合力、杂种优势和遗传距离的相关性发现,子棉产量、皮棉产量、衣分的一般配合力和杂种优势呈显著或极显著相关,纤维长度、比强度、麦克隆值、株高、果枝数、单株铃数、铃重、子棉产量、皮棉产量、衣分的特殊配合力和杂种优势均呈极显著正相关,而与遗传距离相关均不显著。单株铃数、铃重、子棉产量、皮棉产量、衣分的杂种优势与遗传距离均为正向显著或极显著相关。在育种实践中这些显著或极显著相关的性状可能具有较高的改良潜力。     

低酚棉产量、纤维品质性状的遗传分析

本文以32个低酚棉品种（系）为材料,对10个产量、纤维品质性状进行的遗传分析结果表明：低酚棉多数产量构成因素与皮棉产量为正相关,提高衣指、降低籽指虽可提高衣分和单株结铃数,但不利于增加单铃重;高产、优质的矛盾主要表现在纤维长度、比强度与衣分和单株结铃数有较强的负相关。在较大群体的基础上,通过早代的正向选     

南疆陆地棉种质资源表型性状遗传多样性分析

通过田间调查、室内考种及纤维品质检测,对南疆90份陆地棉种质资源16个表型性状进行鉴定及评价分析,为南疆陆地棉亲本选配和新品种选育提供参考。结果表明:16个表型性状中叶枝数(36.24%)、中部果枝长度(22.63%)、单株铃数(17.64%)变异系数较大,节位数(6.07%)、上半部均长(4.63%)、伸长率(2.59%)变异系数较小;各性状的遗传多样性指数平均值为2.01;相关分析结果表明,陆地棉品质性状与产量性状表现为负相关;主成分分析结果表明,前5个主成分累计贡献率达到71.69%,培育陆地棉优良品种应选择纤维品质优良、结铃数多、株型紧凑、单铃重适中、衣分较高的品种;聚类分析将90份种质分为4个类群,各类群性状差异较大,可为棉花新品种培育提供不同特性的种质材料。     

高品质陆地棉与不同类型品种杂种的遗传及优势分析

 比较分析了高品质棉与高品质棉、常规品质转Bt基因抗虫棉杂交组合主要性状的遗传效应和杂种优势。结果表明,两类杂种的子棉产量存在极显著的加性和显性效应;高×高杂种的株铃数和铃重具有极显著的显性效应,高×常抗杂种受加性和显性效应共同控制;两类杂种的纤维品质性状以加性效应为主,但显性效应对纤维长度也起较大作用。高×高杂种的F₁子棉产量和株铃数具有正向超亲优势,高×常抗杂种表现为负向超亲优势;两类杂种的纤维长度和麦克隆值具有较小的正向平均优势,比强度具有负优势。高×高杂种可以在保持亲本良好品质的基础上,利用产量和产量性状的正向超亲优势来提高产量。     

四个带有标记性状的棉花CMS恢复系的主要农艺与光合生理特性

为了克服细胞质雄性不育恢复系恢复基因鉴定难和保纯难的问题,选育了丛生铃恢复系、鸡脚叶恢复系、海岛棉恢复系和无腺体恢复系。对这4个标记恢复系进行了产量、品质和光合生理特性的比较。结果表明,丛生铃恢复系的产量、品质和光合生理特性总体表现最优;鸡脚叶恢复系具有早熟、通透好、烂铃少和纤维品质较好的特点;海岛棉恢复系的纤维品质最优,铃数最多;无腺体恢复系除了棉副产品综合利用的优势外,在光合生理特性、产量和品质性状上表现仅次于丛生铃恢复系。4个恢复系的标记性状明显,在三系杂交棉育种、制种和繁种中具有良好的利用价值。     

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。     

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。     

镉胁迫对三个棉花品种(系)产量、纤维品质和生理特性的影响

以抗草甘膦棉花种质系ZD-90和转Bt基因抗虫棉品种s GK3为材料,以陆地棉标准系TM-1为对照,研究了镉(Cd)胁迫下棉花生育期内的植株生长、产量、农艺性状、纤维品质和抗氧化酶系统活性。结果表明,低浓度Cd对棉花植株的生长发育有一定的促进作用;高浓度Cd对植株的生产发育有显著的抑制作用,植株生长量、子棉产量和皮棉产量显著降低。Cd胁迫对棉花单株铃数、铃重和单铃种子数的影响较大,而对衣分无显著影响。不同浓度Cd处理间的棉花纤维品质性状无显著差异。棉花植株体内的抗氧化化物酶(POD、SOD和CAT)活性在棉花生长发育的初期或低浓度胁迫条件下迅速升高,但随着Cd浓度的增大和胁迫时间的延长,酶活性受到抑制。植株体内累积的MDA含量则随着Cd处理浓度的增加和胁迫时间的延长呈逐渐升高趋势。3个品种比较,TM-1对Cd较敏感,ZD-90次之,s GK3受Cd胁迫的为害相对较轻,是一个较耐Cd的棉花品种。