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。     

基于GGE双标图与纤维长度选择的棉花品种生态区探索与划分

采用GGE双标图分析方法对2000~2010年期间27组长江流域国家棉花品种区域试验以安庆、南阳、黄冈、荆州、武汉、襄阳、常德、岳阳、南京、南通、盐城、九江、简阳、射洪和慈溪等15个试验点为代表的长江流域棉区目标环境中可能存在的基于棉花纤维长度选择的品种生态区进行探索与划分,并对品种生态区划分结果进行信息比（IR）校正,以提高品种生态区划分的可靠性,为长江流域棉区棉花品种纤维长度的选择和推荐策略提供科学的决策依据。结果表明：我国长江流域棉区大致可划分为基于纤维长度选择的3个品种生态区,第1个品种生态区包括安庆、九江、武汉、南通、黄冈、常德和岳阳,第2个品种生态区包括荆州、盐城、南京和射洪,第3个品种生态区包括慈溪、简阳、襄阳和南阳。     

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.     

棉花品种区域试验适宜试验点数量的抽样估计

 基于长江流域国家棉花区域试验的对照品种泗棉3号、湘杂棉2号、湘杂棉8号和鄂杂棉10号在2000－2011年期间84～270次试验中早熟性、农艺性状、产量性状和纤维品质性状表现,构建了对照品种抽样总体,采用随机抽样方法估计了在不同精确度水平下鉴别棉花品种主要性状表现所需要的试验点数量,旨在为长江流域棉区国家棉花区域试验的试验点数量设置提供理论依据,并为其它棉区乃至其它作物区域试验中适宜试验点数量的估计提供参考方法。研究结果表明：试验点数量的需求与目的性状选择及变异度密切相关,皮棉产量的表型标准差最高,在同等精确度水平下需要的试点数量也最多。目前,长江流域棉花区域试验设置18个试点,对皮棉产量的估计精确度为90%;增加16个试点,估计精确度将提高到93%;而随后再增加试点数量对提高估计精确度收效甚微。     

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。     

建国以来我国长江流域棉区棉花品种的遗传改良Ⅰ.产量及产量组分性状的改良

本文是我国长江流域棉区棉花品种遗传改良研究的系列报道之一, 目的在于探讨建国以来我国长江棉区棉花品种在产量和产量组分性状(株铃数、铃重和衣分)上遗传改良的成效. 对不同历史时期11个代表性品种两年7点的试验资料和30多年区域试验历史资料的研究表明, 建国以来, 我国长江棉区棉花品种的产量性状改良成效显著, 品种的产     

棉花新品种鄂抗棉9号

荆州农科院选育成功的棉花新品种鄂抗棉9号(原代号:荆55173)2001年通过全国农作物品种审定委员会审定,准予在湖北、湖南、江西、安徽和河南南阳等长江流域适宜棉区大面积推广种植.     

长江流域高产转基因抗虫杂交棉新品种中棉所63

中棉所63系中国农业科学院棉花研究所（河南省棉花科学研究所）培育的丰产优质抗病转基因抗虫杂交棉新品种，2007年通过国家品种审定，审定编号：国审棉2007017，适宜河南南阳，湖北全省，湖南北部，四川盆地，江苏、安徽淮河以南（盐城除外），浙江沿海长江流域棉区作春棉种植。     

四川丘陵区棉花增产技术

四川丘陵区棉花增产技术宋章成(四川省农科院棉花所简阳641400)我省棉花生产经连续两年低谷后,于1995年走出低谷,为进一步发展我省棉花生产,现提出以下对策,供各地参考。1存在的主要技术问题11夏旱频繁棉苗滞长盆中棉区位于盆东伏旱区和盆西春、夏旱……     

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。     

The Effectiveness of HA-GGE Biplot Application in Analyzing the Data from the National Cotton Cultivar Regional Trial in the Yangtze River Valley

A large number of regional crop trials have demonstrated the ubiquitous existence of genotype × environment interactions (G×E), which make it complicated to select superior cultivars and identify the ideal testing sites. The GGE (genotype main effect plus genotype × environment interaction) biplot is the most powerful statistical and graphical displaying tool available for regional crop trial dataset analysis. The objective of the present study was to demonstrate the effectiveness of the biplot in evaluating the high and stable yields of candidate cultivars simultaneously, and in delineating the most adaptive planting region, analyzing trial location discrimination ability and representativeness, and identifying the ideal cultivar and trial locations. The lint cotton yield dataset with nine experimental genotypes and 17 test locations (three replicates in each) was collected from the national cotton regional trial in the Yangtze River Valley (YaRV) in 2012. The results showed that: (1) the effects of genotype (G), environment (E), and genotype × environment interaction (G×E) were significant (P < 0.01) for lint cotton yield. Differences among environments accounted for 78.7% of the treatment total variation in the sum of squares, whereas the genotype main effect accounted for 8.7%, and the genotype × environment interaction accounted for 12.6%. (2) The “ideal cultivar” and “ideal location” view of the HA-GGE biplot identified Zhongcj408 (G2) and Nannon12 (G9) as the best ideal genotypes; Cixi in Zhejiang Province and Jiangling in Hubei Province were the most ideal locations.(3) The “which-won-where” view of the biplot outlined the adaptive planting region for each experimental cultivar. (4) The “similarity among locations” view clustered the trial locations into four groups, among of which the two outlier locations, Shehong (SH) and Chengdu (QBJ), located in Shichuan Basin in the upper reaches of YaRV, were clustered in one group, whereas the Nanyang (NY) of Henan Province at the northern edge of YaRV was singled out as a sole group. Such location clustering results implied an apparent association with the geographical environment.     

转Bt杂交棉花新品种 ‘苏棉29’ 性状研究

客观分析杂交棉花新品种‘苏棉29’的性状,为棉花育种者制定合适的育种策略提供依据。基于江苏省棉花品种区域试验数据,采用Excel、G—GE等统计软件系统研究了新品种‘苏棉29’的丰产性、稳产性、产量构成因素及纤维品质、抗性等性状。结果表明：在江苏省区域试验中2年（2010、2011）平均,‘苏棉29’籽棉产量和皮棉产量为4185、1737kg／hm^2,分别较对照品种‘泗杂3号’增产10．6％和8．5％;生产试验中（2012）平均籽棉产量达到4176kg／hm^2,皮棉产量1744．5kg／hm^2;‘苏棉29’纤维品质各项指标均达国家Ⅲ级以上标准,高抗棉铃虫,兼抗棉花枯黄萎病。该品种在2013年通过江苏省农作物品种审定委员会审定。本研究从表型数据初步解析了该品种高产、稳产、抗病虫机理,将为进一步推广利用该品种奠定了基础。     

基于HA-GGE双标图的甘蔗试验环境评价及品种生态区划分

采用遗传力校正的GGE双标图(heritability adjusted GGE,HA-GGE),分析基因型(G)、环境(E)、基因型与环境互作效应(GE)对产量变异的影响,对14个试验点的分辨力、代表性和理想指数进行分析,并对这些试验点的生态区进行划分。结果表明,甘蔗试验环境对产量变异的影响大于基因型和基因型与环境互作;互作因素中以环境×基因型的互作效应最大,基因型×年份的互作效应最小。广东遂溪(E3)和广西崇左(E6)为最理想试验环境,对筛选广适性新品种和鉴别理想品种的效率最高;福建福州(E1)、福建漳州(E2)、广东湛江(E4)、云南保山(E11)、云南临沧(E13)、云南瑞丽(E14)为理想试验环境;广西百色(E5)、广西河池(E7)、海南临高(E10)、云南开远(E12)为较理想试验环境;广西来宾(E8)、广西柳州(E9)为不太理想的试验环境。根据HA-GGE双标图分析结果,可将我国甘蔗生态区划分为3个,即以广西百色、河池、来宾和柳州为代表的华南内陆甘蔗品种生态区,以云南保山、开远、临沧、瑞丽为代表的西南高原甘蔗品种生态区,涵盖福建福州、漳州、广东湛江、遂溪、广西崇左等试点的华南沿海甘蔗品种生态区。     

Physiological Mechanism of Different Varieties and Potassium Application Amounts on Cotton Resistance to Verticillium Wilt

[Objective] It has theoretical guiding significance for the comprehensive control technology of Verticillium wilt of cotton to explore the effect of potassium nutrition on mechanism of cotton Verticillium wilt resistance under the condition of pathogen stress of Verticillium dahliae. [Method] Three cotton cultivars Jimian 11 (JM-11 as susceptible cultivar), Zhongzhimian 2 (ZZM-2 as control cultivar), Nongda 601 (ND-601 as resistant cultivar) were adopted, and each cultivar had 0, 75, 150, 225, 300 kg· hm－2 potassium levels represented by K0, K75, K150, K225, K300. Two factors split plot experiment was designed under artificial nursery inoculated Verticillium dahlia, to observe disease index of Verticillium wilt, and researched resistance associated substances content and enzyme activity. [Result] (1) The lignin, total phenol contents and POD, PAL activity in leaves or roots of JM-11 were more greatly influenced by Verticillium wilt compared with ZZM-2, ND-601; the crucial disease resistance substances and enzymes were lignin, total phenol and PAL for JM-11, total phenol for ZZM-2 and ND-601. (2) The lignin, total phenol contents and POD, PAL activities of JM-11 were more sensitive to root potassium than ND-601, but weaker than that of ZZM-2. The sensitivity of POD, PAL activities in functional leaves of JM-11 to potassium were more sensitive than ND-601 and ZZM-2. (3) The best effect of potash fertilizer for relieving disease index for JM-11, ZZM-2, ND-601 were 32.5%, 26.4%, 16.5%, and corresponding potassium application amounts were 290.5 kg·hm－2, 253.5 kg·hm－2 and 229.5 kg·hm－2, respectively. [Conclusion] Application of potassium could increase the resistance to Verticillium wilt and reduce the occurrence of cotton Verticillium wilt.     

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。     

应用混合线性模型(AD)分析热带温带玉米群体间的遗传关系

按Griffing双列杂交方法Ⅳ，对9个热带和温带玉米群体进行组配，获得36个杂交组合。2002年和2003年，采用混合线性（AD）模型和最小范数二阶无偏估算法（1）法（minimum norm quadratic unbiased estimation, MINQUE），分别在河南安阳和湖北十堰进行田间鉴定，对产量和产量构成因素的遗传方差分量、杂交组合的基因型值进行了分析。结果显示，产量和产量构成因素的遗传方差分量及其与环境的互作效应大多达到极显著水平，但各项遗传方差分量对总表型变异的贡献有差异。对小区产量而言，各效应的贡献是显性>显性与环境互作>加性与环境互作>加性；而加性方差分量对总表型变异的贡献为穗行数>穗粒数>百粒重>小区产量。对这36个组合的群体平均优势和群体超亲优势进行了估计，并在此基础上引入群体间遗传差异的度量参数ω/(2μ)，ω/(2μ) = 群体平均优势－群体超亲优势。对9个群体的比较表明，遗传差异与杂种优势之间不存在线性关系，亲本的遗传差异过大和过小都不利于产生强优势组合，具有中等遗传差异的亲本群体表现出了强的杂种优势。如组合3´6 (BSSS C9´Stay Green C4)、2´3 (BS16´BSSS C9)和1´3 (Suwan1´BSSS C9)都具有中等的遗传差别，有较好的杂种优势表现；BSSS C9与Stay Green C4和Suwan1、BS16和Suwan1在温带育种中值得关注，有可能形成新的杂种优势模式。