棉花杂交种F1、F2纤维品质性状比较研究

2001-2003年,通过田间试验、定位取样、分株收花、分别检测了杂交棉农杂62F1、F2的主要纤维品质指标。结果分析表明,F1、F2的纤维品质性状均为分离世代,F1、F2纤维长度、比强度、整齐度、麦克隆值、伸长率等品质指标群体平均数趋于一致,群体内个体纤维指标变异均呈正态分布,但峰值和偏斜度差异明显,F1群体中品质较优的个体显著多于F2。F2纤维的整体品质比F1差。     

新陆早 56 号 F1、F2代纤维品质性状比较研究简

本试验以杂交棉新陆早56号为试验材料．对其F1、F2代的纤维物理指标进行了对比分析。结果表明，杂交棉新陆早56号F1、F2代间除纤维长度差异达到显著水平外，其他5项指标差异均不显著，但F2代纤维品质变异范围较大，劣质纤维比例增加，从而出现纤维品质衰退的现象。     

基于GBS高密度遗传图谱初步定位西瓜种皮斑块基因

西瓜(Citrullus lanatus L.)种皮斑块是种皮覆纹类型之一,是西瓜种子的一个重要外观性状,为了深入研究种皮斑块的调控基因,本研究以种皮无斑块的西瓜自交系K2和种皮有斑块的西瓜自交系L1为亲本构建F₂代分离群体,选取F₂群体中的120株个体进行种皮斑块的遗传分析和GBS测序,测序获得所有个体的基因型,结合120株F₂群体的基因型与表型初步定位种皮斑块基因。遗传分析结果表明,F₁代种子全部为有斑块,F₂代种子出现有斑块和无斑块两种表型,且有斑块:无斑块接近于3:1,说明种皮斑块性状是由显性单基因调控。利用GBS技术所构建的西瓜高密度遗传图谱将种皮斑块基因初步定位到10号染色体物理距离为2.28 Mb[17876993~20156867(97103 V1.0)]的区间内。通过CAPS分子标记加密,将种皮斑块基因候选区段缩小到10号染色体[24581840~26210948(97103 V2.0)]区间内,其物理距离为1.63 Mb。本研究结果为后期精细定位种皮斑块基因打下了基础。     

陆地棉光合相关性状的QTL定位分析

光合作用是棉花产量的主要物质来源。本研究以高光效陆地棉冀优861和低光效陆地棉新陆早25号为亲本组配的196个F₂单株为作图群体,利用SSR（Simple Sequence Repeat）标记构建陆陆杂交遗传连锁图谱,共有30个标记位点连锁,包含4个连锁群,全长244.4cM。利用QTL IciMapping 4.1软件的完备区间作图法对冀优861×新陆早25号F_2:3家系的光合相关性状进行QTL作图分析,共定位到光合相关5个性状的10个QTLs,其中1个光合速率QTL和1个胞间CO₂浓度QTL分别定位在D3和D7染色体上。本研究为棉花光合相关性状QTL的精细定位及分离克隆打下基础,为聚合棉花高光效分子标记辅助育种提供理论依据。     

不同花色观赏向日葵杂交后代主要观赏性状遗传规律研究

为了解不同花色的观赏向日葵杂交后代主要观赏性状的遗传规律,分别以舌状花黄色和白色的观赏向日葵为父母本进行正反交,F₁自交,获得F₂花色分离群体,分析2个群体后代花色及柱头色分离情况,并对株高、盘径、叶片数、舌状花瓣数、分枝数、柱头色及舌状花瓣色等7个性状进行遗传变异分析。结果表明,2个群体杂交后代F₁舌状花均为黄色,F₂均分离出4种花色,表明亲本黄色由多基因控制,属于数量性状和质量性状。F₁的柱头均为紫色,F₂分离出绿色和紫色,分离比例约为1:3,符合孟德尔遗传规律,柱头紫色是由独立等位基因控制的,属于质量性状,柱头紫色对绿色是完全显性;2个群体中超亲分离现象一致,其中分枝数和叶片数高于亲本范围,舌状花瓣数低于亲本范围,存在超亲分离现象;在中亲优势分析中,YW比WY群体中亲优势明显;F₂性状相关性表现基本一致,株高与花瓣数、分枝数和叶片数,盘径与花瓣数和分枝数,花瓣数与叶片数和分枝数,分枝数与叶片数,花色与柱头色之间均呈极显著相关性。通过对不同花色杂交后代重要观赏性状的遗传规律进行探讨,为观赏向日葵的育种工作提供借鉴。     

小豆缺铁突变体分离群体叶色及产量性状分析

为了鉴定小豆铁吸收代谢突变体作图群体叶色性状的变异及其对产量的影响,本研究调查了‘河北801’(耐缺铁野生型)×FMY011 (缺铁敏感突变体)和MY076 (耐缺铁突变体)×GM352 (缺铁敏感资源)的F₂分离群体的叶色分离情况,测定了叶绿素SPAD值,并分析了其与单株产量及其他农艺性状的相关性。F₂群体分离出新叶黄化和正常单株,其叶绿素SPAD值差异极显著。相关性分析显示SPAD值与单株产量、单株荚数、百粒重呈极显著正相关,缺铁引起的新叶黄化会降低小豆产量。缺铁胁迫验证田间叶色分离表型,结果显示‘河北801’×FMY011群体的叶色表型与田间叶色分离符合度高,新叶黄化F₂单株的F_2:3家系全部黄化,新叶绿色F₂单株胁迫下其96.62%F_2:3家系表现正常绿叶或呈杂合叶色分离,3.38%新叶绿色F2单株胁迫下其F_2:3家系新叶黄化,表型不符合。MY076×GM352分离群体,田间正常叶色与缺铁胁迫鉴定的叶色一致,但田间新叶黄化F<...     

大豆质核互作雄性不育系NJCMS3A双亲雄性育性基因的SSR标记

利用大豆质核互作雄性不育系NJMCS3A的质、核供体亲本N21566和N21249构建F₂和BC₁F₁育性分离群体进行雄性育性的遗传分析与基因定位。结果表明, F₁正反交可育,F₂和BC₁F₁的可育株与不育株分离比例经χ²测验分别符合3∶1和1∶1,表明NJCMS3A供体亲本雄性育性由一对基因控制,可育等位基因为显性。该基因可能是NJCMS3A的一个恢复基因。选用793对SSR引物对F₂和BC₁F₁群体分别进行育性基因定位,发现该育性基因位于O连锁群上,在Satt331和Satt477标记之间,与Satt331、CSSR133和Satt477标记距离的次序一致,分别为8.1~10.4 cM、11.4~16.4 cM、13.3~19.2 cM。     

一份多年生高粱属新材料的农艺性状及其饲用潜力评价

为明确高粱属新材料‘SX-1’的基本性能,对其饲用潜力进行初步评价,本研究以‘晋牧1号’高丹草(Sorghum bicolor × S. sudanense cv. ‘Jinmu No. 1’)为对照进行连续2年品比试验,对其农艺性状、产量和营养成分等进行测定。新材料‘SX-1’表现为多年生且雄性不育,第1年抽雄期刈割时平均株高为311.33 cm,显著高于(P<0.05)‘晋牧1号’(263.00 cm),分蘖数为12.00~13.00个,第2年分蘖数极显著提高（可达40个以上）。建植第1年鲜草总产量为110822.43 kg/hm²,显著低于(P<0.05)‘晋牧1号’(125846.43 kg/hm²);但干草总产量(22300.71 kg/hm²)显著高于(P<0.05)‘晋牧1号’(19039.32 kg/hm²)。‘SX-1’建植第2年鲜、干草总产量为150373.33 kg/hm²和28866.77 kg/hm²,分别较‘晋牧1号’高10.53%和38.00%,同时较第1年增加了35.69%和29.44%。粗蛋白、中性洗涤纤维、粗脂肪含量年平均分别为9.98%、53.28%和2.20%,均与‘晋牧1号’(10.05%、53.93%、2.09%)差异不显著(P>0.05);酸性洗涤纤维年均为35.25%,显著低于(P<0.05)‘晋牧1号’(45.20%);粗灰分为8.59%,显著高于(P<0.05)‘晋牧1号’(7.57%)。相对饲用价值为107.27,高于‘晋牧1号’(92.61)。新材料‘SX-1’生物产量高、耐刈割、饲用品质优良,值得进一步开发利用。具有多年生高粱血缘的高粱属种间杂交种是选育饲草高粱的潜在方向。     

金花葵染色体倍性分析及属间远缘杂交研究

为了研究‘金花葵3号’的染色体倍性,以‘金花葵3号’新生根尖为材料,采用常规压片法,对‘金花葵3号’进行染色体倍性分析,显示金花葵为二倍体,共含有66条染色体,核型公式为K(2n)=2x=66。以‘金花葵3号’和含有52条染色体的异源四倍体陆地棉‘邯818’为父母本进行杂交,并进行反交,结果显示：以‘金花葵3号’为母本的杂交组合可以得到杂交种F₁,以其gDNA为模板PCR扩增检测结果为含有双亲特异性条带的杂合条带,杂交种可正常发育,但是花粉败育,无法结实;以‘金花葵3号’为父本的杂交组合幼铃全部脱落,未得到杂交种。以杂交种F₁新生根尖为材料,压片结果显示其含有59条染色体,进一步证实杂交种F₁为双亲杂交所得。本研究首次揭示金花葵这一物种的染色体倍性及其属间杂交的遗传规律,为进一步研究金花葵的细胞遗传学提供了理论依据。     

干旱胁迫对马铃薯生理特性及解剖结构的影响

通过研究不同土壤含水量条件下马铃薯的植物学性状、生理指标和显微指标等,探讨马铃薯在干旱胁迫下的抗旱反应和抗旱生理机制。试验用‘青薯9号’和‘闽薯1号’2个品种,以T₀ (CK)适宜水分（土壤相对含水量为70%~75%）为对照、其他土壤含水量分别为55%~60% (T₁)、40%~45% (T₂)、25%~30% (T₃)和出苗后不再浇水(T₄)等水分胁迫处理下,分析其植物学性状、生理指标和显微指标。试验结果：（1）水分胁迫对2个马铃薯品种的植物学性状（株高、茎粗、地上部分鲜重、地上部分干重、叶面积、根的鲜重、根的干重和根长）均有显著影响,随着土壤含水量的降低,‘青薯9号’和‘闽薯1号’2个品种的上述性状指标均有降低趋势,其中‘青薯9号’的株高、地上部分鲜重、地上部分干重、根的鲜重、干重和根长均大于‘闽薯1号’。（2）生理指标分析表明：在T₂~T₄水分胁迫下,马铃薯的脯氨酸(Pro)、丙二醛(MDA)和超氧化物歧化酶(SOD)等含量与对照T₀相比有极显著差异(P<0.01);（3）显微结构分析表明：叶片的上表皮厚度、下表皮厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度和栅海比均受到水分胁迫影响。该试验为马铃薯的抗旱栽培和育种提供了理论依据。     

棉花苗期氮效率对其产量性状和品质性状的影响

为探明不同棉花品种的氮营养代谢特性和培育氮高效棉花品种提供参考,以30个棉花品种为材料,设置施氮和不施氮两个处理,采用漂浮育苗法培育棉苗,对其苗期的氮效率进行了比较研究,并对各品种棉花的产量性状和纤维品质也进行了测定。结果表明,在氮胁迫情况下,棉花苗期植株的叶绿素含量、含氮量、氮积累量及叶绿素饱和ETR值都产生明显的降低趋势;根据苗期测定的20个指标进行的主成分分析结果表明,前3个主成分的累积方差贡献率已达到80%以上,棉苗三叶一心时期的总相对干重、总氮积累量、地上部含氮量、地上部相对含氮量,地下部含氮量和地下部相对含氮量等6个指标可代表所有供试品种所有参评性状的绝大部分信息;根据这6个指标对这30个棉花品种进行了聚类分析,同时根据这些品种的大田产量性状和纤维品质性状也进行了聚类分析,通过对这3种不同聚类结果的综合分析表明,棉花苗期氮效率与成熟后的产量和纤维品质是有一定的影响,苗期氮效率高的‘鄂棉14’、‘泗棉4号’、‘湘棉10号’、‘衡棉4号’和‘川棉56’等棉花品种,成熟后的产量高,纤维品质也相对优良,而‘鲁棉12号’、‘辽棉15’和‘新陆早20’等苗期氮效率低的品种,成熟后的产量较低,纤维品质也相对较差。     

不同遗传背景下陆地棉衣分和子指性状QTL定位

为陆地棉产量性状有关的分子标记辅助育种奠定理论基础,以高品质中长绒棉品种‘新陆早24号’为父本,转基因抗虫棉常规品种‘鲁棉研28号’和高产、优质棉花新品种‘冀棉516’为母本,构建F2和F2:3分离群体;利用7638对SSR引物对‘鲁棉研28号’和‘新陆早24号’进行多态性进行筛选,共获得225对多态性引物,对238个F2单株DNA扩增获得238个多态性标记位点,其中185个构建了包括44个连锁群,总长为1509.38 cM的遗传连锁图谱,标记间的平均距离为8.16 cM,覆盖棉花总基因组的33.91%。根据已有图谱的定位结果,40个连锁群与染色体建立联系。利用复合区间作图法定位‘鲁棉研28号’与‘新陆早24号’分离群体F2单株和F2:3家系的衣分和子指性状QTL,其中得到3个衣分和5个子指的QTL;根据定位结果,选择了14对SSR引物,分析‘冀棉516’与‘新陆早24号’的多态性,其中6个标记构建了两个连锁群。1个衣分和1个子指的QTL在两个群体中均检测到,这些共同QTLs为分子标记辅助育种奠定了基础。     

转iaaM基因陆地棉种质系的经济性状及其杂种F1表达特征

为阐明转iaaM 基因陆地棉种质系在Ⅰ型高品质杂交棉育种中的利用价值,本研究采用4 个转iaaM 基因的陆地棉新种质系、2 个高品质陆地棉种质系,及其4 个杂交组合做PCR分子检测,并对其经济性状进行区组比较试验。结果表明：4 个转iaaM 基因的父本及其杂交F1在500 bp 处均出现特征主带,而2 个高品质母本无特征主带,显示iaaM 基因在杂交F1代呈显性表达。转iaaM 种质系的衣分较高、棉铃较大、单株结铃较多、脱落率较低;但籽指偏小、种子空瘪率较高。具有iaaM 基因的杂交F1组合,其衣分、单铃重、结铃数接近转iaaM 亲本,表明转iaaM 基因的产量性状三要素在F1代呈显性表达;其中有2个杂交组合的纤维品质达优质Ⅰ型,且1 个组合的皮棉产量与Ⅲ型杂交棉对照‘苏杂201’相比,仍具有正向竞争优势。利用iaaM 种质系做为杂交亲本,只要杂交配组适当,培育具有产量优势的Ⅰ型高品质陆地杂交棉在实践上是完全可行的。     

铃期对晋南早熟棉纤维品质的影响

为探索晋南早熟棉铃期对纤维品质的影响,给优质早熟棉品种的选育提供理论支持和重要依据,初步分析了‘中棉所50 号’和‘晋棉57 号’的铃期长短对纤维品质各指标的影响,结果表明：‘中棉所50 号’在铃龄为73 天时棉纤维长度最长（为29.01 mm）,纤维整齐度指数最高（为84.60%）,比强度最高（为28.7 cN/tex）。‘晋棉57 号’在铃龄为79 天时棉纤维长度最长（为28.75 mm）,纤维整齐度指数最高（为84.40%）,比强度与73 天铃龄的数值（28.9 cN/tex）相当,为28.8 cN/tex。总体而言,早熟棉的纤维长度、整齐度、比强度和马克隆值均随铃期的缩短而基本呈下降趋势,而伸长率随铃期的缩短而大体呈升高的趋势。其中铃期对比强度和马克隆值的影响最大。     

停水时间对膜下滴灌棉花纤维品质的影响研究

为探讨停水时间对膜下滴灌棉花纤维品质的影响,对南疆地区主栽陆地棉品种‘中棉所49号’和‘新陆中28号’在不同停水时间调节下,棉花纤维品质指标的变化特征进行研究。结果表明：随停水时间向后推移‘中棉所49号’和‘新陆中28号’皮棉产量均显著提高,同时不同停水时间对棉花纤维品质也产生较大影响。停水时间偏早,‘中棉所49号’纤维长度、比强度、马克隆值均升高,为0.3 mm、0.5 cN/tex、0.3,‘新陆中28号’棉花纤维长度、比强度降低,降幅为0.3 mm、0.1 cN/tex,马克隆值升高0.2;停水时间偏晚,‘新陆中28号’棉花纤维长度、比强度、马克隆值均降低,降幅为0.5 mm、0.3 cN/tex、0.1;‘中棉所49号’同样纤维长度、比强度和马克隆值均呈下降趋势,但与正常停水棉花纤维品质相比差异未达到显著水平。因此,生产上适当延迟停水时间至8月15日-9月5日之间,有利于棉花经济效益的提高。     

Improving Fiber Quality Traits of Xinluzao 45 Using Gossypium barbadense Chromosome Segment Substitution Lines

Gossypium barbadense chromosome segment substitution lines could be used as an important germplasm resource for improving fiber quality traits of upland cotton. In this study, we used TM-1 background substitution lines CSSL-122, the Xinjiang upland cotton Xinluzao 45 and hybrid, backcross progeny BC₂F₁ populations comprising 120 individual plants as test materials. Nineteen SSR markers located in Gossypium barbadense chromosomes land inked with fiber length and strength were used to screen out obvious polymorphic primers between the parents. We then traced and detected chromosome segments of Gossypium barbadense in the BC₂F₁ populations. Simultaneously, we compared fiber quality traits of positive plants that contained Gossypium barbadense chromosome segments with non-positive plants in the BC₂F₁ populations. The results showed that two markers, NAU2987 and BNL3145, which were linked with fiber length, could accurately identify the positive plants. In addition, compared with non-positive plants, the increased fiber length and strength of the positive plants were very significant (P < 0.01). Our research suggested that alien Gossypium barbadense chromosome segments significantly improved the fiber quality traits of Xinluzao 45. Thus, the Gossypium barbadense chromosome segment substitution lines will provide a vital theoretical basis and practical reference for improving Upland Cotton fiber quality traits.     

基于GYT双标图对西北内陆棉区国审棉花品种的分类评价

西北内陆棉区是我国最重要的主产棉区,对该棉区历年国审棉花品种进行科学分类和综合评价有利于国审品种资源的合理利用和棉花生产效率的提升。本研究采用GYT双标图分析对2003—2019年期间西北内陆棉区37个国审棉花品种的产量与霜前花率、纤维长度、比强度、马克隆值、枯萎病指数和黄萎病指数等性状的组合水平进行了综合分析和品种分类评价。结果表明,西北内陆棉区37个国审棉花品种可划分为3个特征明显的品种类型。其中,I型品种包括新陆早13号、中棉所49、新陆早21号、巴13222、新46、天云0769、Z1112、新石K18、J206-5、新石K21、禾棉A9-9、创棉508、H33-1-4、金科20、新K28、创棉512和J8031等17个品种,是产量与其余性状组合协调最好的品种类型,在生产上推广应用价值最高。II型品种产量和纤维品质表现一般,抗病性差,在当前生产上应用价值有限。III型品种的抗枯萎病性表现最好,但在其余性状上表现略差,综合生产应用价值有限,也许可作为抗病亲本应用。同时,根据各品种的理想指数筛选出创棉512、J8031、新K28、H33-1-4、金科20、新陆早13号和创棉508等综合表现优良的品种,也鉴别出新陆棉1号、新陆早33号、创棉501号和新陆早51号等综合表现相对略差的品种。本研究采用的GYT双标图分析方法是基于“产量-性状”组合水平对品种进行综合评价和分类研究,产量-性状组合之间的相关关系更加简单,多数组合间表现显著正相关,更适用于品种的多性状直观选择和综合评价,通常比先前的GT双标图解释的变异比率高,双标图模型拟合度更好,结果更可靠。本研究采用GYT双标图分析方法对西北内陆棉区国审品种的分类研究揭示了该棉区国审棉花品种的分类特征和应用价值,为本区的国家棉花品种试验审定提供了借鉴,也为其他作物品种的类似研究提供了范例。     

转基因抗虫杂交棉新组合品质优势比较

2007-2008年以11个新配置的杂交组合和对照农杂66为材料,进行品质比较试验,筛选高优组合,为生产上提供高产优质的转基因抗虫杂交棉新品种。结果表明:除反射率外,纤维长度,比强度,伸长率,麦克隆值,黄度,短纤维指数、整齐度组合（品种）间存在显著差异或极显著差异;从纤维品质的整体方面来看,参试组合中纤维品质最好的是农杂417,其次是农杂420,最差的是农杂441;从各组合纤维品质性状变异系数的均值来看,黄度的变异系数最大,平均为10.04%,整齐度的变异系数最小,平均为0.59%,大小依次为：黄度>麦克隆值>短纤维指数>比强度>伸长率>长度>反射率>整齐度。     

棉花BC_5F_2代换系的产量及品质相关性状表型分析及QTL定位

本研究利用生产上推广的优良早熟陆地棉栽培品种中棉所36为受体亲本,海岛棉海1为供体亲本,选择培育了一套由303个单株组成的BC5F2代换系。从已构建的BC1F1遗传图谱上以5~10cM为标准挑选391对多态性标记进行分子检测,多数单株含有海岛棉代换片段数为2~10个。对该群体的单株产量、品质性状进行了表型鉴定,存在大量具有优良品质的单株,纤维强度最高的能达到37.8cN/tex,铃重、衣分、纤维长度、整齐度、马克隆值、伸长率及纤维强度超轮回亲本分别为17.82%、44.55%、46.86%、33.33%、74.92%、41.58%、42.57%。采用性状-标记间的单向方差分析,共定位了20个与产量性状和33个与纤维品质性状有关的QTL,其中qUN-14-2、qBW-2-20、qFL-2-20和qMV-1-38这4个QTL存在一定的遗传稳定性。鉴定的QTL大多是微效基因,解释表型变异为3.01%~9.69%,该研究为染色体单片段代换系的精细的分子研究奠定了基础。     

辽河流域棉区棉花纤维发育进程研究

为明确辽河流域棉区棉花纤维品质主要指标的发育进程,及其相互作用的方式。以辽河流域棉区的主栽品种‘辽棉19 号’和较早引进的抗虫棉品种‘AC-33B’为试材,开花当日挂花标记,花后第9、15、21、27、33、39、45、51 天（间隔6 天）连续取样。测定各样本纤维品质的5 个主要指标——上半部平均长度、断裂比强度、马克隆值、整齐度和伸长率。比较各指标的发育情况、各指标间的相关系数,并形成模拟模型。除马克隆值对环境因素较为敏感外,其余各指标的发育都呈“S”型曲线,且2 个品种趋势相近。但2 个品种各性状指标之间的作用方式不同。同时,纤维品质各指标的发育具有高度的一致性和相关性,其中纤维的伸长发育占主导地位。棉纤维的植株停留时间应在40 天以上,但是棉花“过成熟”不利于获得较优的纤维品质。