我国棉花品种区域试验重复次数和试点数量的设计

农作物区域试验重复次数和试点数量设置直接影响试验的遗传力和品种选择效率。本研究以2000-2014年期间长江流域、黄河流域和西北内陆棉区国家棉花区试数据为资料,依据各棉区的试验发展现状和试验遗传力随着试点数量的变化,分析重复次数和试点数量设置的合理性,提出各棉区试点数量的设置方案。结果表明: (1)我国棉花品种区域试验采用3次重复是保证试验效率的充分条件;(2)长江流域和黄河流域国家棉花区试现行的试点数量设置已经可以充分满足试验的遗传力要求,西北内陆棉区的试点数也符合遗传力达到0.75的基本要求;(3)由于棉花区域试验对品种的推荐审定和应用十分重要,试验过程中也可能会因田间管理、自然灾害或其他异常情况导致试验报废,为充分保证试验的可靠性,长江流域棉区可保持当前20个左右的试点数量,遗传力即可达到0.90的水平;黄河流域和西北内陆棉区可以分别将试点数量增加到27个和19个左右,遗传力达到0.90和0.85的水平。该结果为国家棉花区域试验的优化配置提供理论依据,也为其他作物区域试验布局提供参考。     

基于HA-GGE双标图的长江流域棉花区域试验环境评价

采用遗传力校正的GGE (HA-GGE)双标图方法对2000-2010年间27个独立的长江流域棉花品种区域试验的15个试验环境(试验点)在皮棉产量选择上的鉴别力、代表性、理想指数和离优度指数进行分析和综合评价。结果表明,湖北黄冈、江苏南京和湖北荆州是最理想的试验环境,对以长江流域为目标环境的广适性新品种选育和作为区域试验点鉴别理想品种的效率最高,而四川射洪、四川简阳、湖北襄阳和河南南阳不适宜作为针对长江流域的新品种选择与推荐环境。理想试验环境都位于长江流域除南襄盆地以外的中下游棉区,而不理想试验环境中的四川射洪和四川简阳位于长江流域棉区最西边的品种熟期较早且种植密度较高的四川盆地棉区,河南南阳和湖北襄阳位于长江流域棉区最北边, 与黄河流域棉区接壤, 霜期较早且晚秋降温快的南襄盆地棉区。本研究充分展示了HA-GGE双标图在区域试验环境评价方面的应用效果,也为长江流域棉花品种生态区划分和国家棉花区试方案的决策提供了理论依据。     

棉花品种区域试验的精确度探讨

以１９８５￣１９９４年黄河流域棉花区域试验中春棉５轮和夏棉４轮（共计３３１次单年单点试验）的小区霜前皮棉产量为资料,在单点单年、单点两年和多点两年三个层次上研究棉花区域试验的精确度问题,获得如下主要结果：①品种区域试验应同时采用两项指标来反映其精确度,一为误差项变异系数（ＣＥＶ）,说明试验精确度,另一为品种均值的相对最小显著差数（ＲＬＳＤα）,说明品种比较精确度,②ＲＬＳＤα和ＣＥＶ在不同层次上关     

长江流域棉花纤维比强度选择的理想试验环境筛选

采用GGE双标图方法对2000-2010年期间27组独立的长江流域棉花品种区域试验中的15个试点在纤维比强度选择上的鉴别力、代表性、理想指数和离优度指数进行了全面分析和综合评价.结果表明:南京、黄冈、常德、岳阳和南阳是以长江流域为目标环境的广适性纤维比强度选育和作为区域试验点鉴别理想品种的最理想试验环境,而江浙沿海棉区的试验环境(南通、盐城和慈溪)和四川盆地棉区试验环境(简阳和射洪)不适宜作为针对长江流域的纤维比强度选择与推荐环境.本研究充分展示了GGE双标图在区域试验环境评价方面的应用效果,也为长江流域棉花品种生态区划分和国家棉花区试方案的决策提供理论依据.     

棉花叶片响应高温的差异与夜间淀粉降解密切相关

叶片对光合产物的转运输出是其源能力的重要体现,高温胁迫导致的源能力不足是棉花减产降质的重要原因之一。为探究棉花对位叶光合产物输出能力对短期高温胁迫的响应及其在不同热敏感性品种间的差异,本研究以耐热型棉花品种PHY370WR和热敏感型棉花品种苏棉15为材料,于2015—2016年在南京农业大学牌楼试验站进行盆栽试验,在棉花花铃期设置持续5 d的温度处理[对照日均温为26℃(CK,昼夜温度循环为30/22℃),高温处理日均温为34℃(HT,昼夜温度循环为38/30℃)],在高温胁迫5 d和胁迫解除后5 d对叶片光合产物输出能力和光合产物含量进行研究。结果表明,高温胁迫5d显著降低棉花铃重,提高对位叶比叶重,耐热型棉花品种PHY370WR铃重降低幅度及比叶重升高幅度均较热敏感型棉花品种苏棉15低。¹³C标记光合产物的结果表明,高温5d显著降低棉花叶片光合产物的输出效率,与CK相比,苏棉15的降幅为22.1%,下降斜率为-2.48,显著高于PHY370WR的降幅15.7%和下降斜率-1.82;恢复5 d后棉花叶片光合产物输出效率降低幅度变小,但品种间差异由高温5 d时的6...     

棉花区试中品种多性状选择的理想试验环境鉴别

农作物品种选育通常需要对多目标性状综合选择,依据育种目标性状和权重建立品种选择指数,选择遗传差异鉴别力强和目标环境代表性好的试验点,有助于提高品种选育的效率并降低实验成本。本研究依据国家棉花品种审定标准构建针对性和实用性强的品种选择指数,即SI=0.40?皮棉产量+0.13?纤维比强度+0.09?(纤维长度+马克隆值)+0.11?抗枯萎病+0.09?抗黄萎病+0.10?霜前花率,采用GGE双标图方法,对2000—2013年间39组(含585个单点试验)长江流域国家棉花区域试验中的15个试验点,综合评价品种选择指数的鉴别力、代表性和理想指数。结果表明,湖北黄冈和江苏南京试验环境被评为最理想的试验环境,湖北荆州、湖北武汉和江苏盐城为理想的试验环境,而河南南阳、湖北襄阳、湖南常德、四川简阳和四川射洪试验环境为不理想试验环境。可以看出,理想的试验环境均位于长江流域的中下游棉区,而不理想的试验环境中四川简阳和四川射洪位于上游的四川盆地、河南南阳和湖北襄阳位于长江流域北缘的南襄盆地、湖南常德虽然位于长江流域中游但栽培密度偏低。本研究构建的选择指数采用与国家棉花品种审定中品种评价准则相统一的目标性状和权重分配策略,理想试验环境对我国长江流域棉区的棉花生态育种试验点的选择提供了切实可行的决策方案。     

我国棉花品种区域试验精确度的演变分析

农作物区域试验精确度分析是品种和试验环境科学评价的基础。本研究分析了2000―2014年期间长江流域、黄河流域和西北内陆棉区国家棉花区试的试验精确度分布与演变动态,并分析比较了棉花12个主要性状的精确度差异,旨在全面分析和评价我国棉花品种区域试验精确度的发展水平和演变规律,为全国棉花品种区域试验的合理布局和优化设计提供参考依据。研究结果表明:(1)单年单点棉花区域试验能鉴别出5%、8%、10%、12%、15%和20%品种间差异的比率分别约为20%、50%、70%、83%、92%和98%。(2)单年多点棉花区域试验精确度呈逐年提高的演变趋势,RLSD0.05(RLSD,relative least significant difference)由2000年的11.43%下降到2014年的7.1%,其中长江流域的RLSD0.05已经连续9年、黄河流域棉区的RLSD0.05连续4年稳定在5%以下,可以稳定地鉴别品种间5%的差异;西北内陆棉区的RLSD0.05也呈逐年下降趋势,目前可以可靠鉴别品种间10%的差异。(3)棉花12个主要性状的试验精确度差异显著,其中皮棉产量和结铃数的精确度较低,霜前花率、衣分、纤维长度和生育期的精确度较高,其余性状精确度中等。     

转晚期胚胎发生丰富蛋白(LEA)基因棉花及抗旱性分析

本研究将紫杆柽柳(Tamarix and rossowii Litv)晚期胚胎发生丰富蛋白(LEADQ663481)基因导入新疆早熟棉新陆早18号,通过冬季海南加代、夏季新疆继代的方法获得T3代转基因棉花株系。从40株大田卡那霉素检测阳性植株中,经过PCR筛选证明3株为阳性的转化株。在室内条件下,对转化株幼苗进行水培实验,并用12%(w/v)PEG-6000处理12h模拟干旱胁迫。结果显示,干旱胁迫之后,转LEA基因棉花基因表达量显著增加;丙二醛生成量显著降低;游离脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白的生成量显著增加;棉花表型分析也证明了转LEA基因棉花抗旱性有提高。培养45d后,转LEA基因棉花的生物量高于非转基因棉花。本研究结果表明,在干旱胁迫条件下,转LEA基因棉花表现出了优良的生长和生理优势,显示出转LEA基因棉花能提高棉花的抗旱能力。     

利用GGE双标图划分长江流域棉花纤维品质生态区

长江流域棉区棉纤维品质区域特征明显,合理划分纤维品质生态区有助于提高原棉品质和配棉效率。本研究采用GGE双标图的“环境-性状”功能图分析2000-2012年期间长江流域国家棉花品种区域试验中环境与纤维品质性状的互作模式,提出长江流域棉纤维品质生态区划分方案。结果表明,长江流域棉区可划分为“中等品质生态区”、“高长度与比强度生态区”和“低马克隆值生态区”。其中,长江流域中等纤维品质生态区涵盖湖北省江汉平原和鄂东南岗地棉区、河南省与湖北省交界的南襄盆地棉区、湖南省环洞庭湖东部和西部棉区、江西省环鄱阳湖棉区、安徽省沿江与江淮棉区、江苏省宁镇丘陵与沿江棉区和浙江省沿海棉区,纤维品质较好,代表了长江流域的总体水平;高长度与比强度生态区位于湖南省环洞庭湖北部滨湖沃土棉区,纤维长度和比强度优良,而马克隆值偏高;低马克隆值生态区涵盖长江流域最西边海拔较高的棉花熟期早长势较弱的四川丘陵棉区和最东边土壤含盐度较高且棉花长势较弱的江苏沿海棉区,纤维马克隆值达到B级水平,为长江流域马克隆值最好的区域,但纤维比强度水平一般。本研究充分展示了GGE双标图的“环境-性状”功能图在纤维品质生态区划分方面的应用效果,可为长江流域棉花区域化种植和纺织企业合理用棉提供决策支持,也为其他棉区和作物生态区划分研究提供参考。     

一个棉花纤维伸长期优势表达启动子pGhFLA1的克隆与鉴定

棉花纤维是研究单细胞生长发育的良好模式细胞,寻找在棉花纤维发育时期优势表达的启动子,对于棉花纤维发育的功能基因组研究非常重要。本试验对发掘到的一个在纤维伸长期优势表达基因GhFLA1的启动子进行克隆,并将该启动子融合GUS转化棉花和烟草。转基因棉花的GUS蛋白染色表明,在0~20 DPA(days post anthesis)的纤维中检测到GUS蛋白,同时在柱头、雄蕊、萼片、胚根、子叶和根中也检测到GUS蛋白,但在花瓣、叶片和苞叶中没有检测到。同时GUS定量检测结果显示,pGhFLA1驱动GUS蛋白积累的高峰是在20 DPA的纤维中,其驱动GUS表达的能力是Ca MV 35S::GUS的22倍。转基因烟草组织化学染色显示pGhFLA1可以驱动GUS在叶片及叶片的表皮毛中优势表达,同时在子房、柱头、花药、苞叶、花柄基部、花瓣、种子等生殖器官上也存在GUS蛋白。启动子pGhFLA1在棉花纤维和烟草叶片的表皮毛中优势表达,可用于棉花纤维功能基因组研究,在改良纤维品质育种中具有潜在的应用价值。     

江苏省棉花品种区域化试验技术研究进展

概括了近年来棉花品种区域化试验技术的研究进展：（１）进行了试点间相似性研究，调整了江苏省棉花品种区域试验的试点布局。（２）采用“环境”的方差分解方法，使联合方差分析简化、灵活，并充分利用试验信息，（３）在参试品种稳定性分析的研究中，提出区域试验精确度检验的新标准。（４）调整了区域试验的鉴定项目；研究了使用缩节安对区域试验结果的影响，引入了适度化调技术。     

国家棉花区域试验工作十年回顾与展望

简要回顾前50年国家棉花区域试验的发展过程,总结近10年国家棉花区域试验主要进展及推荐审定的品种,分析区试组别的变迁以及分子技术在区域试验中的应用情况。展望未来棉花区域试验的发展方向,提出一些新思路。     

黄淮海糯玉米区域试验品种品质评价的分析与研究

通过分析2006-2007年黄淮海糯玉米国家区域试验31个参试品种品质评价的基本情况,总结要选育出显著优于或优于对照的糯玉米品种的主攻品质目标是糯性和果皮厚薄;通过分析品质评价鉴定的主要方法、程序和技术,总结科学、客观、公正、准确评价糯玉米品质的经验,并提出改进品质评价的建议。     

AMMI模型在棉花区域试验中的应用

应用AMMI模型对2002年河南省春棉区域试验产量结果进行了分析,并对基因型与环境间的互作分析进行了探讨。结果表明,通过AM MI模型的分析结果能更有效地解释品种和环境间的交互作用,显著地提高综合评价棉花区域试验中参试品种的稳定性的能力,使区试结果更客观地反映品种的情况。     

小麦区域试验产量性状及其稳定性分析

为了评价小麦品种的丰产性和稳定性,运用作物品种区域试验非平衡资料的统计分析方法,利用2008年和2009年的江苏省淮北地区小麦区域试验资料,对各参试品种的产量性状及其稳定性进行了分析。方差分量分析结果表明,试点和年份×试点互作对产量及其构成因素的影响较大。参试小麦品种的平均产量变幅为7078.35~7798.11 kg/hm2,品种V2、V3、V13和V14的产量显著高于对照,其中品种V13的平均产量居首位,比对照品种V21增产500.97 kg/hm2,增产率为6.87%;品种V8和V18的产量较低但与对照品种的差异未达显著水平。产量的稳定性方面,品种V14对环境指数的反应较敏感,品种V4和V6的一致性表现较差,其余参试品种的稳定性表现相似。综观参试小麦品种两年的产量表现,丰产性和稳产性较好的品种有V2和V13,品种V14的产量较高但稳定性表现较差。此外,开展多年多点试验,对于客观评价小麦区试参试品种的产量性状及其稳定性是十分必要的。     

经验性最佳线性无偏预测(eBLUP)在油菜区域试验品种评价的效果

线性混合模型最佳线性无偏预测(BLUP)不仅适用于数据不平衡和误差方差异质试验的分析,而且对随机效应的排序会更准确。在实际试验分析中由于真实方差参数值未知而采用估计值时,BLUP转变为所谓经验性BLUP(eBLUP)。为了探讨eBLUP在作物区域试验品种评价的效果,本文以我国2012—2014年长江流域油菜区域试验12套产量资料为例,对eBLUP在品种主效应和特定环境中效应的估计、排序及差异比较t测验等方面与方差分析综合比较。结果表明,对品种主效应,eBLUP与方差分析算术平均值仅有较小差异,品种排序在eBLUP与算术平均值法相同;对特定环境中品种效应,eBLUP与算术平均值法有较大差异,品种排序在eBLUP较算术平均值法更准确;用Kenward-Roger法估算基于eBLUP的效应差异t测验的自由度,无论对品种主效应还是对特定环境中品种效应,eBLUP和方差分析有着相近的显著性(α=0.05)测验效果。