新疆早熟陆地棉品种更替过程中的株型特征及 主要经济性状的演变

【目的】 分析新疆早熟陆地棉品种更替产量提高过程中株型特征及主要经济性状的演变趋势,结合发展机采棉对品种特性的需求,阐述品种更替中适宜机采特性的变化,为新疆棉花新品种选育及栽培管理提供理论依据。【方法】 于2015—2016年和2018年选择新疆近40年来自育早熟陆地棉（Gossypium hirsutum L.）不同年代（1980s、1990s、2000s和2010s）大面积主栽品种（新陆早1号、新陆早7号、新陆早13号和新陆早45号）为材料,在膜下滴灌栽培条件下,对不同年代品种的第一果节长度、果枝节间长度、节枝比、株高、果枝始节、始节高度、果枝夹角、果枝数、叶枝数、倒四叶宽和茎粗共11个株型指标及主要经济性状的演变进行分析。【结果】 随品种更替,棉株第一果节长度、果枝节间长度和节枝比逐渐增加,株型由紧凑型向较松散型转变;株高、果枝始节和始节高度逐渐增加,上部果枝与主茎的夹角逐渐减小,果枝上举,具有高产株型特征;根据棉花机采对品种特性的要求,2010s品种果枝始节高度和果枝角度较符合机采棉对株型的要求;不同年代品种间果枝数、叶枝数、倒四叶宽和茎粗无明显差异。皮棉产量、总铃数和衣分均随品种更替逐渐增加,其中1980s、1990s、2000s和2010s品种皮棉产量较当年区域试验产量分别高23%—53%、16%—20%、13%—14%和-2%—6%,膜下滴灌现代高产栽培技术对产量的提高有重要作用,但2000s和2010s品种收获指数显著低于1990s品种。与1980s和1990s品种相比,2010s品种上部铃期短4—5 d,吐絮相对集中,对脱叶剂敏感,吐絮率均在95%以上,无显著差异,但生育期偏长;与审定时品种的生育期相比,1980s和1990s品种提前了3—7 d,2000s和2010s品种提前了0—3 d,这可能与膜下滴灌促早熟栽培技术应用有关。2000s和2010s品种棉纤维长度、比强度、伸长率和纺纱一致性明显改善,但马克隆值相对偏大,纤维强度的改善是以牺牲纤维细度为代价,纤维品质协调性不佳。【结论】 品种更替产量提高过程中,棉花经济性状改善,但品种株型由紧凑型向较松散型转变,生育期偏长,收获指数偏低,棉纤维马克隆值偏大;随着机采棉种植模式的应用,选育和选用纤维品质优、适宜机采的品种是保障新疆棉花产业稳步发展的关键。     

特早熟陆地棉纤维品质的遗传参数估计

随着商品经济的发展,优质育种在特早熟陆地棉育种中的地位越来越重要。纤维品质均属数量性状,其遗传受多基因控制,性状的表现受环境条件影响较大,对育种工作中亲本组合的选配,以及在分离世代中进行有效选择都带来了很大困难。本试验用数量遗传学的方法对特早熟陆地棉纤维品质几个主要物理性状的遗传参数进行了估计,以期提高优质育种的预见性。     

陆地棉品种对比试验

本文通过15个陆地棉品种对比试验,从丰产性和品质特性2方面筛选出综合性状佳、丰产性好的品种,为推广示范提供科学依据。     

3个早熟陆地棉株型性状的初步研究

以西北内陆棉区3个主栽早熟陆地棉品种新陆早33号（Ⅰ型）、新陆早36号（Ⅱ型）、新陆早42号（Ⅰ Ⅱ型）为材料,在20万株/km的密度下,初步研究早熟陆地棉的株型性状,并讨论其相应性状的综合效果。结果表明：3个品种株型差异较大、表现出明显的遗传多样性;Ⅰ Ⅱ型果枝品种表现出较好的丰产潜力。23个表型性状有6个变异系数大于10%,5个属株型即主茎叶片数、株高、果枝数、叶枝数、叶枝长,1个属产量即叶枝铃数。方差分析F值大于0.05显著水平的12个性状包括熟性、株型、产量、品质类,占52.2%;8个大于0.01显著水平的性状中3个属株型即主茎叶片数、株高、果枝数,2个属产量即单铃质量、百粒质量,3个属品质即长度整齐度、比强度、马克隆值。3个品种变异系数与F值变化一致的性状主要在株型上,而在F值上产量、品质也有较显著的差异。     

干旱胁迫对不同早熟陆地棉品种产量和水分利用效率的影响

在干旱和正常灌溉两种条件下,研究干旱胁迫对早熟陆地棉产量和水分利用效率影响。结果表明：各品种在干旱胁迫条件下的水分利用率均显著高于在正常灌溉条件下水分利用率;在相同灌水条件下不同陆地棉品种的产量、水分利用效率存在极显著差异。利用产量和水分高效利用指数筛选出水分利用效率高、耗水量小、对缺水不敏感的抗旱高产节水型品种4个：新陆早48号、新陆早35号、新陆早36号、新陆早45号。     

早熟陆地棉品种与气候因子互作对棉纤维品质的影响

[目的]研究早熟陆地棉品种与气候因子互作对棉纤维品质的影响,为选择品质优良的早熟陆地棉品种提供理论依据和指导信息.[方法]采用EXCEL 2003和SPSS19.0软件,对参试品系3年的试验数据进行相关性和逐步回归分析,分析棉纤维品质性状与品种特性及气象因子间的相互关系,建立最优回归模型,研究关键影响因子.[结果]出苗...     

早熟陆地棉主要株型性状与产量的相关性

【目的】分析早熟陆地棉主要株型性状与产量的相关性,为新疆早熟陆地棉品种选育提供科学依据。【方法】采用SPSS 19.0软件,对早熟陆地棉品种的籽棉产量与株型性状进行相关性分析、通径分析和逐步回归分析。通过对产量与株型性状的逐步回归分析,得出产量与株型性状之间的最优回归模型。【结果】对早熟陆地棉籽棉产量有直接作用且有极显著影响的因子(P＜0.01),依次是:株高(X₁)、铃数(X₄)、始节位(X₂),对产量(Y)的直接相关系数分别为:0.322 1、0.298 1、-0.216 2;果枝数(X₃)对Y值直接作用较小,系数为0.082 04,通过其他因子对Y值的间接作用较大,简单相关系数为0.403,相关性极显著(P＜0.01)。早熟陆地棉株型性状(X_i)对产量(Y)的最优回归方程:Y=173.898+2.279 X₁-17.632 X₂+21.795 X₄。估测值与实测值之间的相关程度为0.527,决定系数R²为0.278。【结论】株高、铃数、果枝始节位对产量性状有直接作用,且作用显著;而果枝台数对产量有间接作用,且作用显著。     

陆地棉产量育种动态模型探讨

应用典型相关分析方法,对１２０个陆地棉品系产量构成三因素进行分段研究表明,构成皮棉产量的三因素间存在动态平衡,不同组合模式,其产量表现不同。单株铃数、衣分、铃重都存在最佳选择范围,在此范围内容易形成高产皮棉的优化组合。三因素中某一因素的过高选择,会降低另外两个因素的选择动态,不易形成最佳产量组合。     

1992年不良环境条件对陆地棉产量及纤维品质性状的影响

<正> 干旱、水涝、弱光、病虫害等不良环境条件,直接影响棉株生长发育,并在其农艺经济性状上表现出来。如果能够掌握各个农艺经济性状在不良环境下的变化情况,则在育种和生产上进行性状评估和选择是有较大意义的。1992年,棉花生长前期干旱,中期棉铃虫大发生,后期又多阴雨,这种不良环境条件有利于研究棉花农艺经济性状的变异和稳定性。为此,我们根据大量棉花品种的农艺经济性状分别在1991年和1992年的品种次数分布情况,来探讨不良环境对陆地棉产量和纤维品质性状的影响。     

42个早熟陆地棉产量与品质性状的多样性分析

棉花是重要的经济作物之一.为科学研究和创制棉花种质资源,进一步培育出棉花新品种,统计了2018、2019年42个新疆早熟陆地棉品种的4个产量性状和5个纤维品质性状数据,采用主成分分析、聚类分析和相关性分析的方法进行多元化综合评价.结果表明,比强度、衣指和籽指的变异系数大;整齐度和伸长率的变异系数小.当欧式距离值为6.7...     

早熟陆地棉亲本遗传距离与杂种优势的相关性分析

[目的]为早熟陆地棉杂交亲本选配及杂种优势预测提供参考信息.[方法]将12个早熟陆地棉品种初步划分成两组亲本,田间调查17个主要性状,并进行SSR分子标记检测,对基于表现型和基因型差异的遗传距离与F1代主要性状杂种优势的相关性进行分析.[结果]基于5个主成分因子得分两组亲本间的平均遗传距离为5.535,最大为9.097,最小为3.097;基于SSR扩增结果两组亲本间的平均遗传距离为4.186,最大为5.099,最小为2.646.36个组合F1代生育期、铃数、单铃重、衣分、绒长、籽棉产量和皮棉产量的平均中亲优势分别为0.367、-1.256、14.176、6.691、1.000、11.206和15.235,平均超亲优势分别为-0.966、-1.464、6.457、0.110、-2.500、7.561和10.816.基于性状主成分因子得分的遗传距离只与F1代衣分的中亲优势呈极显著正相关;基于SSR扩增结果的遗传距离与生育期的中亲优势、衣分和绒长的超亲优势呈显著负相关.[结论]早熟陆地棉的铃重和产量具有较强的杂种优势;衣分具有较强的中亲优势.亲本的遗传距离只与F1代个别性状的杂种优势具有显著相关,且与产量不是简单的线性关系.部分性状的杂种优势随遗传距离的增大而增大,但部分性状则减小.     

不同早熟陆地棉主要农艺性状的差异

以早熟陆地棉新陆早33号、新陆早36号、新陆早42号为材料,研究早熟陆地棉熟性、株型、结铃性及产量4类16个主要农艺性状差异。结果表明:新陆早33号、新陆早36号、新陆早42号的生育期分别为126.3、123.0、123.3d;株型分属筒型、塔型、塔型,果枝类型Ⅰ式、Ⅱ式、Ⅰ-Ⅱ式,叶枝长与株高比为0.073、0.139、0.077;第2果节以上铃数、叶枝铃数分别占株铃数9.7%、11.0%、9.8%和2.2%、4.4%、1.0%,显示了早熟陆地棉早熟和株型紧凑的共同特性。株高、叶枝数和叶枝长差异较大,变异系数分别为25.0、22.5、31.6,叶枝铃数差异巨大,变异系数为69.3,而其他性状差异不大。结果说明,目前早熟棉区品种农艺性状的遗传多样性;早熟性对早熟陆地棉其他农艺性状差异产生了良好的协调效应,达到高产的结果。     

棉花早熟性状的相关性分析和QTL定位

[目的]提高短季棉生产力,协调早熟与高产优质的矛盾.[方法]利用陆地棉晋13和海岛棉海7124杂交的F_2群体,分析现蕾天数、开花天数、吐絮天数等生育期性状和株高、果枝始节等农艺性状之间的相关性并对相关性状QTL分析.[结果]现蕾、开花、现铃与吐絮呈极显著正相关,各生育期与株高呈显著或极显著负相关,与果枝始节相关不显著.用复合区间作图法检测到18个QTL.控制吐絮的QTL检测到4个,在染色体C2、C22、C25和D3上,可解释表型变异的69.6;～89.9;;在染色体C2、C25和D3上的相同位置还检测到现蕾-吐絮,开花-吐絮的QTL 4个;在染色体C9和C17上检测到控制现蕾的QTL各1个;在染色体C15和C26上检测到控制开花QTL各1个,在相同位置还检测到控制现铃的QTL;在染色体A3上发现了控制株高和果枝始节的QTL各1个.[结论]这些QTL的发现为棉花早熟育种提供了依据.     

陆地棉亲本配合力及杂种优势分析

采用双列杂交方法,研究了６个陆地棉（ＧｏｓｓｙｐｉｕｍｈｉｒｓｕｔｕｍＬ．）亲本材料有关产量性状的配合力、亲子关系和Ｆ１的杂种优势。结果表明：所有产量性状的一般配合力和特殊配合力方差均达到了极显著水平;相同性状不同亲本之间以及相同亲本不同性状之间的一般配合力不同;同一性状不同组合之间,以及同一组合不同性状之间的特殊配合力各异;Ｆ１与双亲一般配合力及总配合力呈极显著的正相关;产量性状均有不同程度的杂种优势,以籽棉产量、皮棉产量的杂种优势最高;５５５的一般配合力高且本身表现优良,是一个很好的高产亲本,可在棉花杂交育种及杂种优势中加以利用。     

早熟陆地棉主要性状配合力及杂种优势分析

【目的】筛选新疆自育的优良亲本及强优势杂交组合,为棉花新品种选育奠定基础。【方法】选用不同来源的早熟陆地棉亲本17个,按照6×11的NCⅡ设计组配不完全双列杂交,得到66个杂交组合,通过随机区组3次重复试验,分析F₁产量和纤维品质的杂种优势和配合力。【结果】17个亲本的一般配合力(GCA)和特殊配合力(SCA)存在显著或极显著差异。产量和品质性状广义遗传力和狭义遗传力大多比较低,株高广义遗传力可达74.28%,狭义遗传力达51.5%,其次为衣分和马克隆值。供试组合中以籽棉产量竞争优势、中亲优势和超亲优势最高,平均值分别为5.49%、11.77%和8.97%;与产量密切相关的果枝数、衣分、衣指等性状在中亲优势和超亲优势中都呈明显的正向优势;在竞争优势中,以果枝数、籽棉产量、衣分、百粒重、衣指和马克隆值为正向优势。产量性状GCA高的亲本是B3(23-90),B4(42-34),A4(H1-4),A6(惠远1403),A9(新农早112);品质性状GCA高的亲本是B1(125-1),B3(23-90),A5(H7-143),A8(天云1133)。【结论】通过F₁代对株高、衣分和马克隆值等性状的亲本进行选择效果较好;籽棉产量的杂种优势最高;A1×B5(10-101×72-47),A3×B1(48-33×125-1),A4×B1(H1-4×125-1),A8×B1(天云1133×125-1)等组合具有较大利用潜力。     

陆地棉产量、纤维品质相关性状主效QTL和上位性互作分析

 【目的】为了能够较为全面地了解陆地棉产量和纤维品质相关性状的遗传基础,利用包含471个标记、总长3 070.2 cM、覆盖棉花基因组65.88%左右的遗传图谱对其进行主效QTL定位和上位性互作分析。【方法】以DH962×冀棉5号的F2:3家系为分析群体,用WinQTLCartV2.5进行复合区间作图定位主效QTL,利用EPISTACY软件对共显性标记进行两位点的上位性互作分析。【结果】共检测到9个与产量相关性状的主效QTL,和5个与纤维品质相关性状的主效QTL,整齐度和比强度在显著LOD阈值下没有检测到相关QTL。共检测到75对互作位点,大多数互作属于非QTL位点与非QTL位点之间的互作,互作类型以加性显性互作和显性加性互作为主。所涉及的性状中,影响衣分和纤维长度的互作位点最多,单株铃数和衣指的最少。在LG1上检测到1个同时控制单株籽棉重、单株皮棉重和籽指主效QTL。在两位点的互作对中也发现了同时影响单株籽棉重、单株皮棉重和马克隆值的互作位点1对,同时影响衣分和纤维长度的互作位点4对。【结论】除了主效QTL外,上位性是陆地棉产量和纤维品质性状的重要遗传基础。主效QTL的效应小和上位性互作将会使得棉花分子标记辅助育种更加困难和复杂。表型相关的性状是由相同的QTL/互作位点所控制,这有助于多个性状的同时选择。     

新疆早熟中长绒棉育种进展特点及改进目标

据国家、新疆早熟棉区试验结果分析:"十五"期间新疆早熟中长绒棉育种取得新进展,有两个新品种通过2003～2007品种审定,在生产上示范推广,一批新品系参试.新品种(系)产量水平接近常规推广品种,纤维品质基本符合农业部2003～2007年中长绒棉育种目标,抗病性在逐步提高,同时存在熟性偏晚,吐絮不集中,中后期花成熟度差,抗逆、适应性不强等问题.提出了提高早熟性、强力和抗逆为重点的育种目标和扩大遗传背景,打破性状间负相关性及田间目标性状选择等改良措施.