北疆陆地棉育成品种表型性状遗传多样性分析

本文通过对北疆38个自育审定品种的表型性状遗传多样性分析,目的在于揭示北疆棉花品种选择技术路线、方向及特点,以减少育种者在选育过程中的盲目性、重复性,对于提高育种选育效率,促进新疆棉花资源创新利用,选育适合生产过硬的棉花新品种和丰富新疆棉花育种理论具有重要意义。试验方法采用统计分析和聚类分析法进行。分析后发现:(1)13个表型性状中果枝台数的遗传多样性指数最高,达到了2.077739,其次为马克隆值、籽指和单铃重,伸长率最低。遗传多样性指数最低的是伸长率,仅为0.867286。(2)随着育种年代的推移,北疆棉花自育品种在表型性状呈现出一定的变化。自育品种生育期整体逐渐变短,果枝台数总体逐渐增加,子叶节高和株高性状有明显增加趋势。(3)不同育种年代自育品种的产量性状变化明显,育成品种铃重明显增加,籽指随铃重变化也呈明显上升趋势,单株铃数和衣分也呈现总体增加的趋势;衣分仍有较大的提升空间。(4)自育品种的品质性状呈现稳步提高的趋势,纤维长度和比强度逐渐增加,马克隆值呈现下降趋势,总体变化日趋合理。通过聚类研究发现:(1)38个历史自育品种可以明显地划分为两个类群,第1类群包括30份品种,第2大类包括8份品种。同时第1类群又可划分为两个亚类群,其中第一亚类群包括16份品种,第二亚类群包含14份品种。(2)不同品种间欧氏遗传距离变幅为1.5998～25.1085,两两品种间平均欧氏遗传距离为4.9417。(3)具有相近表型性状、相似遗传背景、相同选育单位和相同类型的品种均被较好的聚类在一起,聚类结果较为符合品种本身的真实特性和遗传背景演变趋势。(4)北疆自育品种一直成为主栽品种,究其遗传原因在于合理拓展美棉成分、黄河流域中棉系列以及特早熟棉区辽棉系列的遗传组分,为新疆棉花育种打破遗传组分狭窄问题提供了启示、依据和拓展方向。     

机采棉杂交后代主要株型性状与产量和品质的关系

【目的】从株型、产量及品质众多复杂因素中找出影响机械化生产较大的因素并进行遗传改良,选育适宜机械化生产的高产优质品种,提高棉花育种的效率。【方法】以陆地棉Z571与中棉所49杂交的F2:3群体为研究对象,应用统计软件SAS V8等分析其农艺性状的变异、方差和相关性。【结果】F2:3群体株系材料间农艺性状发生了显著分离,且后代中出现了许多超亲个体,在田间进行选择时要注意农艺性状之间复杂的关系;株高、单株果枝数与单位面积籽棉产量呈极显著正相关;单株果枝数与纤维上半部平均长度、断裂比强度呈极显著负相关,与马克隆值呈现正相关;单株营养枝数与纤维上半部平均长度、断裂比强度呈极显著正相关,与马克隆值呈现显著负相关;产量构成因素中的单位面积铃数与纤维上半部平均长度、断裂比强度呈极显著正相关,与马克隆值呈极显著负相关,铃重和品质性状的相关性与单位面积铃数相反。【结论】株型性状与产量和品质之间均存在显著或极显著的遗传相关;高产高品质的株型特征为单株营养枝数较多;选育高产优质的棉花新品种时要选择铃数较多、铃重较小的材料。     

高品质棉与抗虫棉杂交株型性状的遗传及与产量性状的关系

采用增广NCⅡ设计,以5个高品质陆地棉品种（系）为母本,5个转基因抗虫棉品种（系）为父本组配的25个杂交组合为材料,研究主要株型性状的遗传效应、杂种优势及与产量性状的相关性。结果表明,株高、始果枝高、果枝数和果节数的平均中亲优势较小,但不同组合间差异较大,均符合加性遗传模型。遗传相关分析表明,株高与株铃数、单株皮棉重呈极显著正相关;果枝数与株铃数呈极显著正相关,与铃重呈极显著负相关;果节数与株铃数、衣分和单株皮棉重呈显著正相关。株型性状与产量性状间的关联性主要是由果节数与株铃数、铃重的相关引起。研究结果为高品质抗虫棉理想株型性状的选育与调控具有一定的指导意义。     

陆地棉高品质系数量性状的遗传变异与选择指数

 研究了20个高品质陆地棉品系12个数量性状的遗传变异、广义遗传力、遗传相关及产量的选择指数。结果表明,单株产量和株铃数具有较大的遗传变异,纤维品质性状的遗传变异较小,说明继续改良高品质系的产量性状潜力较大。纤维品质性状的广义遗传力介于79.07%~89.47%之间,产量及产量组分性状中以衣分和铃重最高,广义遗传力分别为89.1%和81.85%,单株皮棉重最低,为55.05%。单株皮棉重与株铃数、株铃数与果枝数成极显著遗传正相关。利用与单株皮棉重遗传相关较强的多个性状构建的选择指数,比单纯选择单株皮棉重的效果好,其中以单株皮棉重、株铃数、果枝数和果节数结合选择的效果最佳。     

石河子棉花品种评价和种质资源分析

本研究对25个棉花品种的7个表型性状进行数据统计,利用其变异系数（CV）对各个表型性状进行评价。采用遗传多样性分析、相关性分析、灰色关联度和聚类分析,研究各表型性状与产量之间的相关性。结果表明,铃数的变异系数最大,果枝数的变异系数最小。株高与产量之间呈显著正相关,与铃数呈正相关。果枝数与铃数呈显著正相关,铃数与产量呈正相关。始节位与果枝数呈负相关,与铃数呈负相关。灰色关联度分析表明果枝数和铃数与产量的关联度最高。聚类分析把这25个棉花品种分为2类,类型1包含19个品种,具有株高较高,始节位较低,果枝数较多的特点。类型2包含6个品种,具有株高较矮,铃数较少,单铃重较重的特点。     

种植密度对棉花产量和品质的影响研究

选取第二师农业科学研究所自育棉花品种(系)新陆中74号和HY-12,于2016年在该所二十八团棉花育种试验基地开展种植密度试验,探讨不同种植密度对陆地棉株高、果枝数、产量及品质性状的影响,旨在为新疆南疆棉区棉花优质高产栽培提供理论依据。试验结果表明,随着种植密度的增加,陆地棉果枝数减少,棉纤维马克隆值和纺纱均匀性指数SCI值呈降低的趋势。在21万株/hm~2的种植密度下,棉花单铃重最大,产量最高,该种植密度可作为南疆棉花优质高产栽培的参考密度。     

北疆优质杂交棉农艺性状与产量品质相关性研究

为了选育高产、纤维品质优良和适宜新疆北疆早熟棉区种植的杂交棉新品种,并为杂交组合的亲本选配提供理论指导,选用了10个北疆优质杂交棉新品种（系）,对其生育期、农艺性状、产量结构性状及纤维品质性状进行了试验研究,对若干农艺性状与产量、品质性状进行了相关性分析。结果表明：对产量影响较大的性状有果枝数、株高、单株铃数,其中果枝数与产量的正相关性达到显著程度;农艺性状与品质的相关性以负相关居多;株高与产量和品质均呈正相关,可以在一定范围内通过提高株高来同时调控产量与品质。要提高杂交棉产量,除了培育适宜的株型之外,增加果枝数、单株铃数和铃重是非常重要的途径。     

19个广西审定丝苗型品种主要农艺性状与遗传多样性聚类分析

为了明确广西审定丝苗型品种的趋同程度与遗传差异,选用19个广西审定丝苗品种,通过18个主要农艺性状表型鉴定与聚类分析,并采用48对SSR标记进行遗传多样性分析。结果表明：基于农艺性状表型的品种间欧氏距离聚类,可分为4类,包含12个品种的类群农艺性状表型表现趋同;3个两系品种,2个常规稻,14个三系品种均被聚类在不同的大类中,说明育种方式不影响表型聚类,农艺性状表型差异多样。基于SSR标记的遗传距离聚类,所有品种可以被划分为4个类群,而不同类群之间的遗传差异也显而易见,遗传多样性丰富;具有相同母本,或采用相同父本的品种,基本归于同类。两种聚类结果的对比表明,育种中品种间会出现遗传关系较远,农艺性状接近的情况;也会出现遗传关系较近,农艺性状相差较远的情况。研究农艺性状表型鉴定与聚类和解析遗传多样性的结果可为广西丝苗型品种的选育和推广保护提供理论和技术支持。     

海岛棉数量性状的相关与通径分析

本文通过对海岛棉新海系列的棉花品种（系）进行相关和通径分析．相关分析表明：单株皮棉产量与单株铃数、株高、比强度呈极显著正相关;生育期与长度呈显著正相关;单株铃数与株高、果枝数呈显著正相关;果枝节位与强度、衣分呈极显著负相关;其它各性状均呈一定程度的正或负弱相关。偏相关分析表明：单株皮棉产量与单株铃数、单铃重、衣分呈极显著正相关：衣分与单株铃数、单铃重呈极显著正相关;长度、细度、强度与各品质性状呈一定程度的不显著正或负相关。通径分析表明：单株铃数对单株皮棉产量的贡献率最大．其次是单铃重和衣分的贡献率较大．其它各性状对单株皮棉产量产生的正向或负向效应都不大．但是株高、果枝数、比强度通过单株铃数产生的间接效应的正向作用较大。研究各性状的相关关系可以指导我们对育种目标性状的选择,提高育种效率。     

早熟抗虫棉品种资源主要农艺性状鉴定与评价

为研究当前主推早熟棉品种(系)的遗传多样性与亲缘关系,为选育优质棉花品种提供亲本来源。在石家庄市农林科学研究院试验田和辛集市马兰农场棉花天然病圃内,对来自我国不同研究单位的103份主要早熟抗虫棉花品种(系),进行8个农艺性状指标,5项品质性状等指标进行统计分析。结果表明:大多数品种(系)生育期较早,株高适中,节位较低,体现了早熟棉的典型特性。霜前籽棉、霜前皮棉、籽棉总产和皮棉总产变异系数分别为30.15%,32.35%,24.28%,29.11%,遗传变异较大,农艺性状相关性分析表明果枝数与单株铃数呈极显著正相关,株高与烂铃数呈极显著负相关,果枝节位与果枝数、单株铃数和烂铃数都呈极显著负相关,果枝铃数与铃重呈负相关。纤维长度在中长绒范围,比强度较高,马克隆值偏粗。多类型的遗传变异为进一步培育新品种和选择变异提供了丰富的物质基础。     

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。     

不同生态棉区棉花单铃重构成因子的特征

为了解棉花单铃重及与其构成因子间在数量上的变化规律, 阐明新疆棉花单铃重较高的内部原因, 以不同生态棉区选育的棉花品种为试验材料, 分别在新疆库尔勒、石河子和河北南宫市3地种植,分期播种, 并在不同生育期对相应部位棉铃挂牌标记, 吐絮收获后, 对所标记棉铃统一考种, 测定单铃重及短绒重、每粒种子着生纤维根数等构成因子。结果表明,棉花单铃重以南疆棉区最高,除短绒重和每粒种子着生纤维重在北疆棉区略高外, 其他铃重构成因子均以南疆棉区最高, 河北棉区最低。单铃重、单铃纤维重、每粒种子着生纤维总重及每粒种子着生纤维重均与其相应的构成因子显著正相关。除衣分和单铃种子数表现为北疆自育早熟品种略高于内地引进早中熟品种外, 单铃重及其他单铃重构成因子均表现为内地引进早中熟品种高于北疆自育早熟品种。单铃重构成因子均以新疆2个棉区较高, 除生态因素影响外, 这是新疆棉区, 特别是南疆棉区单铃重较高的主要内部因素。     

1978—2007年中国陆地棉品种主要特性变化趋势

为了研究中国陆地棉品种的遗传性状在不同年代间的变化规律,利用黄河流域、长江流域和西北内陆三大棉区在1978—2007年审定推广的836份陆地棉品种数据库,对陆地棉品种的14个主要农艺经济性状的变化趋势进行分析。结果表明,三大棉区品种的单铃重、皮棉产量和比强度三个性状随着年代变迁,呈明显升高趋势,比强度尤为突出;长江和黄河流域棉区的种植密度随着年代变迁在逐渐降低,而西北内陆棉区的种植密度在增加;叶色、第一果枝节位、铃形、马克隆值和枯、黄萎病抗性在不同年份间波动较大;生育期、衣分、纤维长度在年代间变化平稳,株高20世纪90年代以后变化趋势也较平稳。研究得出1978年以来中国棉花审定推广品种的农艺性状稳定一致且表现良好,产量和纤维品质性状（尤其纤维比强度）有明显改良,在马克隆值和枯、黄萎病抗性方面还有待进一步提高。     

陆地棉品种与陆地棉族系种质系间杂种优势及其组成分析

采用ＮＣⅡ遗传交配设计,选用３个陆地棉常规品种和５个陆地棉族系种质系材料杂交,杂种Ｆ１代产量和纤维品质优势表现明显。通径分析结果表明,提高铃重,单株铃数的中亲优势,适当降低单铃种子数和株高的优势。在其它性状适宜的情况下,可以显著地提高皮棉产量的中亲优势。各个优势组合在产量优势来源上有差异。种质系材料在杂种优势利用上具有很大潜力。     

Mining Elite Sea-Island Cotton Germplasm Based on Phenotyping and SSR Markers

[Objective] An elite germplasm resource of sea-island cotton with outstanding traits was mined in order to accelerate the breeding process of new varieties. [Method] The core collections of sea-island cotton germplasm consisted of 178 accessions were used as experimental materials in this study. Analyses of variability and diversity were performed through detecting phenotypic data of six main breeding-targeted traits, including boll weight, boll number per plant, lint percentage, fiber length, fiber strength, and micronaire. The elite germplasm of sea-island cotton was selected according to 10% optimal sampling strategy based on the phenotypic value of each trait. The 120 pairs of polymorphic simple sequence repeat (SSR) primers were used to analyze the polymorphism of 178 accessions of the core collections. Then, we conducted the population structure and clustering analysis based on the genotyping results. According to the results of cluster analysis, the primary elite germplasm was further selected, and the final elite germplasm of sea-island cotton was identified. [Result] The results showed that there was a high variability and abundant genetic diversity in the 6 studied traits. In 178 accessions of sea-island cotton, 262 alleles were detected by 120 pairs of SSR primers, with an average of 2.18 loci. The average polymorphism information content (PIC) was 0.067 8-0.630 0, with an average of 0.296 0, showing moderate polymorphism. The cluster analysis showed that the core collection of sea-island cotton was divided into six groups. twenty-three elite germplasm resources of sea-island cotton were identified based on phenotypic value and cluster analysis of SSR markers. [Conclusion] The germplasm of sea-island cotton can be analyzed and evaluated based on the phenotyping and SSR markers, and then the elite germplasm of sea-island cotton can be identified. These results provided the material basis for the genetic breeding of sea-island cotton, as well as the important reference and basis for the mining and identification of crop elite germplasm.     

岱字棉来源的陆地棉种质资源的遗传多样性分析

岱字棉曾经作为中国陆地棉种质资源的重要亲本来源之一,促进了中国陆地棉种质资源的创新与发展,为了进一步挖掘具有优良性状的棉花种质资源及为高效利用优异种质提供一定的科学依据。本研究围绕岱字棉来源的147份陆地棉种质资源的纤维品质性状和主要农艺进行各类分析,包括相关性分析、变异分析、主成分分析和聚类分析。结果表明岱字棉来源的147份陆地棉种质资源具有较丰富的遗传多样性,变异分析表明主要农艺性状中变异系数最大的为单株铃数(25.099%)、最小的为株高(5.495%),主要纤维品质性状中变异系数最大的为伸长率(7.904%),最小的为整齐度指数(1.047%),遗传多样性指数以果枝数最高(2.345),第一果枝节位最低(1.940);相关性分析表明在果枝数、单株铃数、株高、第一果枝高度之间,衣分,伸长率,马克隆值之间和断裂比强度、上半部平均长度、整齐度指数之间存在极显著正相关,株高与上半部平均长度呈极显著正相关;伸长率与断裂比强度、上半部平均长度,马克隆值与上半部平均长度均呈极显著负相关;主成分分析表明前5个主成分的累计贡献率达到67.931%,第1主成分主要和棉花纤维品质相关,第2主成分主要与单株铃数、株高、果枝数等农艺性状相关,第3主成分表现出棉花农艺性状与纤维品质性状的相互影响,第4主成分与第5主成分均和棉花产量构成因素相关;聚类分析将147份来源岱字棉的陆地棉种质资源划分为5类,筛选出‘洞庭3号’(岱56-37)、‘安棉3号’、‘中7259’、‘沙帽长桃’(纱帽长桃)、‘赣棉11号’可以作为改良棉花产量构成的材料加以利用,没有马克隆值A级材料。     

陆地棉SSR标记遗传多样性及其与农艺性状的关联分析

分析陆地棉栽培种遗传多样性,通过关联分析寻找与棉花农艺性状相关联的分子标记,为分子标记辅助选择育种和提高棉花育种效率奠定基础。本文采用74个Simple sequence repeat(SSR)标记对172份陆地棉栽培种的基因组变异进行扫描,使用NTSYS-pc 2.20进行聚类,分析该群体遗传多样性;利用Structure 2.3.4软件分析群体结构,在此基础上结合田间表型数据,采用Tassel 2.1的一般线性模型(General linear model,GLM)进行关联分析,定位与农艺性状相关的QTLs。74个标记共检测到148个多态性位点,涉及246个等位变异,变异范围2~7个,平均等位变异数为3.32;引物的多态性信息含量(PIC)为0.0281~0.3733,平均值为0.2370;遗传相似系数变异在0.2816~1,平均值为0.5369,平均遗传相似系数为0.5369,表明我国陆地棉遗传基础狭窄,尽管国外及西北内陆棉区部分材料具有较丰富的遗传变异。聚类分析将该群体划分为12个亚群,不同棉区的材料交叉分布,且聚类结果基本与系谱吻合。群体结构分析却将172份供试材料划分为3个亚群;通过关联分析,发现30个位点与铃重、衣分、黄萎病抗性显著相关(P0.05),各位点对表型变异贡献率为2.24%~5.27%。     

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。     

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。