海岛棉种质资源表型性状的遗传多样性分析及综合评价

【目的】研究海岛棉种质表型性状的遗传多样性关系及筛选优异性状的海岛棉种质,为海岛棉优异性状深入研究提供理论基础。【方法】以175份海岛棉12个表型性状进行遗传多样性分析;主成分分析、权重和利用隶属函数产生综合评价值D进行海岛棉种质资源综合评价。【结果】表型性状变异范围在6.40%—28.10%,海岛棉类型较丰富;海岛棉资源遗传多样性指数为1.97—2.05,各性状间遗传多样性指数差异较小,国内外海岛棉资源遗传多样性无显著性差异（P＞0.05）,在国内,新疆与疆外海岛棉资源遗传多样性存在显著差异（P＜0.05）。主成分分析将12个表型性状转换为3个综合因子,贡献率分别为49.34%、18.03%和10.63%,累计贡献率为78.00%,第一主成分荷载较大为株高、始节数、始节高、有效果枝数、铃数、有效铃数、单株籽棉重和单株皮棉重,代表生长及有效产量因子;第二主成分荷载较大为衣分、单铃籽棉重和单铃皮棉重,代表单铃产量因子;第三主成分荷载较大为蕾铃脱落数,代表蕾铃脱落因子;海岛棉资源统计分析发现国内外极端种质差异不大,表现中等的海岛棉资源材料国内较多,在国内,疆外极端种质所占比例较高,新疆与疆外中间型种质差异较小;通过聚类分析将175份海岛棉资源分为4个类群,Ⅰ类群是矮秆、低产的较差种质;Ⅱ类群是高衣分、单株皮棉重较高的潜在增产种质;Ⅲ类群是综合性状较好的优异种质;Ⅳ类群低重心、衣分较高的极端特殊种质,综合评价筛选到综合性状较优的2个品种：XH30和270;利用逐步回归筛选到海岛棉种质评价的5个关键性指标（株高、始节高、果枝数、单铃皮棉重和单株籽棉重）。【结论】参试海岛棉种质资源类型较丰富但遗传多样性较差;株高、果枝数、衣分和单株皮棉重在各基因型中呈正态分布,其余性状呈偏态分布;参试种质分为4个类群;株高、始节高、果枝数、单铃皮棉重和单株籽棉重5个指标可作为海岛棉种质评价的关键性指标。     

棉花杂交后代表型性状遗传分析

【目的】亲本相同的陆地棉与海岛棉正、反杂交,分析杂交后代群体农艺性状的遗传变异并筛选优异单株,为田间早期选育遗传稳定的农艺性状提供参考。【方法】以陆地棉TM-1和海岛棉新海16号的杂交种F₂分离群体为材料,对株高、始节高、始节数、果枝数、有效果枝数、铃数、有效铃数、单铃重、衣分进行变异系数、相关性分析、主成分分析比较。【结果】海陆群体中铃数(0.51%)和有效铃数(0.47%)变异系数最高。在陆海群体中铃数(0.50%)和有效铃数(0.50%)变异系数最高。正交群体和反交群体中各个农艺性状之间都有显著或极显著的相关性。在主成分分析中特征值较高的第一主成分中,海陆群体里值最高的是果枝数(0.878)和有效果枝数(0.895),在陆海群体中值最高的是果枝数(0.82)和有效果枝数(0.819)。【结论】在海陆杂交后代的群体中正交和反交群体之间农艺性状没有明显的差异。后代群体中铃数和有效铃数变异范围广,各个性状之间相关性显著。果枝数与有效果枝数贡献率较高,将果枝数、铃数、有效铃数、有效果枝数作为早期育种单株筛选的主要性状,筛选出40个性状优良的单株。     

陆地棉苗期的耐盐碱性评价及鉴定指标筛选

为综合评价陆地棉的耐盐碱性并筛选出关键鉴定指标,以90份不同来源的陆地棉品种为试验材料,通过主成分分析、聚类分析和逐步回归法对不同品种萌发期、出苗期和苗期的耐盐碱性进行综合评价,并筛选鉴定指标。结果表明,苗期受到胁迫,棉花下胚轴、株高、叶片数及第1片真叶面积降低,出苗率和叶片SPAD值升高。相关分析表明,株高与出苗率显著正相关,与下胚轴长、叶片数和第1片真叶面积呈极显著正相关。对90份品种的综合评价D值排序,军棉1号的D值最高,耐盐碱性最强;中棉所49的D值最小,耐盐碱性最弱。根据D值进行聚类,将90份品种划分为4类：强耐盐碱品种3份、中耐盐碱品种18份、弱耐盐碱品种52份和盐敏感品种17份。依据最佳回归方程筛选出4个关键鉴定指标：出苗率、叶片SPAD值、第1片真叶面积和株高,为棉花进行初步的耐盐碱性鉴定提供了理论依据。     

海岛棉资源自然复合盐胁迫综合评价

为筛选适合盐碱地种植的海岛棉品种,本试验以203份海岛棉进行自然复合盐胁迫筛选及评价。结果表明,株高、始节高、果枝数、蕾铃脱落数、蕾铃脱落率及单铃籽棉产量耐盐系数呈现下降,衣分、铃数、始节数、有效铃数、有效果枝数、单铃皮棉产量、单株籽棉产量及单株皮棉产量耐盐系数略有上升。变异系数表现为单株皮棉、籽棉产量最高。相关分析表明,果枝数与铃数存在显著性正相关,蕾铃脱落率与铃数、始节高、始节数、果枝数、有效铃数、有效果枝数、蕾铃脱落数存在显著相关性,单株皮棉产量与衣分、铃数、果枝数、有效铃数、有效果枝数、蕾铃脱落数、蕾铃脱落率、单铃籽棉产量、单铃皮棉产量、单株籽棉产量存在显著相关性。相关性分析表明,皮棉产量鉴定值、主成分综合得分、隶属函数值、综合得分D值之间均呈显著正相关(P<0.01),说明可以通过这4个指标结合进行海岛棉综合评价及分类。海岛棉资源以耐盐、中耐盐为主,极端材料相对较少,通过对比发现果枝松散型较紧凑型耐盐性更强;此外,筛选到1份耐复合盐极强品种Pima 4,并通过逐步回归筛选到6个海岛棉耐盐指标。本研究为海岛棉花铃期耐复合盐品种的筛选提供了一定的理论依据、鉴定指标及方法。     

陆地棉光合和生理生化指标的耐盐性鉴定

目的 分析盐胁迫对陆地棉花铃期的光合和生理生化指标的影响,研究自然盐胁迫对陆地棉生理及产量的影响。建立综合得分(D值)公式,为棉花耐盐性的快速筛选和鉴定提供参考。方法 试验设计采用随机区组方式,2个处理分别为盐胁迫和对照,并重复两次进行,试验地为自然盐碱地,盐含量是根据各区组五点采样法取40 cm处的土样,测得处理1(盐胁迫)总含盐量为19 g/kg,处理2(对照)总含盐量为4 g/kg。结果 盐胁迫下光合指标明显下降,而不同的生理生化指标却有不同响应并且其相关性复杂;结合产量比较法得出盐胁迫下光合作用和POD活性越高,棉花品种越具有耐盐性,而MDA含量越低耐盐性越高。结论 利用隶属函数法和主成分分析法建立得到公式,D= 0.49F₁ + 0.16F₂ + 0.13F₃ + 0.12F₄ + 0.1F₅,可利用此公式筛选耐盐材料。     

海陆回交群体主要农艺性状与纤维品质关系的探讨

为了通过农艺性状来预测棉花纤维品质，以新疆陆地棉系9和海岛棉新海16号及其回交自交后代BC₄F_2:4群体为研究材料，对165份材料的农艺性状和纤维品质性状进行鉴定，利用相关分析、主成分分析、回归分析和通径分析等方法，探讨群体主要农艺性状与纤维品质的关系。结果表明,海陆回交群体的表型非常丰富，12个性状的变异系数为0.11%～48.14%，其中，铃数的变异系数最大。相关分析表明，株高、有效果枝数、铃数和有效铃数与纤维长度和衣分呈显著正相关，与马克隆值呈显著负相关；始节高与纤维强度呈显著正相关；株高和有效果枝数与纤维整齐度呈显著正相关。主成分分析提取了4个主成分，累计贡献率达75.252%。其中，PC1为成铃数相关因子，PC2为纤维品质选择因子，PC3为低品质控制因子（株高和纤维品质），PC4为衣分与马克隆值选择的综合因子。逐步回归方程表明，始节数和有效果枝数对纤维品质的影响较小。通径分析表明,果枝数对纤维长度产生负向直接效应；铃数对纤维长度产生正向直接效应；铃数和始节高对棉花纤维强度产生正向直接效应；有效铃数对马克隆值产生负向直接效应，而衣分对其产生正向直接效应；纤维整齐度只受株高的正向直接效应；株高、铃数和有效铃数对纤维品质的间接影响占主导地位。因此，可通过对农艺性状的选择实现对纤维品质的间接选择，为新疆及周边地区高产优质棉花新品种的选育提供理论参考。