陆海三系杂交棉的制种技术

<正> 国内外已成功地应用三系配套技术大面积推广大田作物杂交玉米、杂交高粱和杂交水稻,获得了巨大的增产增收效益。但如何应用此技术来配制杂交棉种尚未见报道。国外只有印度利用人工去雄方法生产杂交棉种,其成本既高而效率又低。中国农业科学院棉花研究所近年在河南睢县示范基点采用正反交去雄杂交的办法配制杂交棉种,其效率有所提高,但仍然耗费大量去雄人工,成本仍高,制种产量受到很大限制。我国四川棉区推广雄性核不育材料,采用两系法生产杂交棉种,虽可省去去雄人工,但制种田内有半数无用的可育株须及时鉴别和拔除,仍然耗用大量人工,制种产量也较低。     

甜椒雄性不育系产量性状的配合力分析

采用3×7不完全双列杂交设计对3个自交系和7个雄性不育两用系产量性状的配合力进行分析,结果表明不育系AB91-8和自交系H-3、HJ前期产量、总产量的一般配合力都较高,适合配制高产组合,其中组合AB91-8×H7的特殊配合力最好,效应值为50.61.     

彩色杂交棉农艺性状的灰色关联度分析

应用灰色关联度分析法对影响彩色杂交棉组合F1代皮棉产量的主要因素进行综合分析,比较其灰色关联度,结果表明:彩色棉F1代杂优组合皮棉产量与各农艺性状之间的关联度大小依次是:衣分>株铃数>果枝数>667 m2株数>铃重>株高>果枝始节>生育期,为选育彩色棉优势组合提供科学依据.     

红麻品种产量与纤维品质性状的配合力分析

以7个亲本作1/2 7(7+1)双列杂交,估算了21个杂种及其7个亲本11个产量与纤维品质性状的配合力与均方值。结果表明:绝大多数性状的 gca 和 sca 方差都非常显著,说明红麻产量与纤维品质性状的表现受加性和非加性基因效应共同作用;单株干皮产量 gca 正效应以非洲裂叶、耒阳红麻、7380表现最高;主要产量性状的 sea 正效应则以7804×耒阳红麻、7380×耒阳红麻、非洲裂叶×粤红1号表现最突出。要使杂交组合获得较大的产量 sca,参与杂交的双亲或亲本之一应具有较大的σ~2sca,而 gca 和σ~2sca 高的亲本是最理想的亲本。     

PD系产量性状配合力与遗传力初步研究

试验表明:各性状一般配合力较高的PD系材料有:PD4548,PD8619和PD111;其中铃重和衣分以一般配合力为主,呈基因的加性效应;单株铃数、单株籽棉和皮棉产量以特殊配合力为主,呈基因的非加性效应。在5个产量性状中,PD系的遗传力大小依次为衣分>铃数/株>皮棉产量/株>籽棉产量/株>铃重。     

抗虫棉杂交种(F1)品质性状配合力及遗传参数分析

利用5个具有抗虫基因的棉花品种(系)做母本,6个常规棉花品种(系)做父本,采用NCⅡ遗传交配设计进行杂交组配,研究抗虫杂交棉品质性状配合力、配合力效应与亲本及杂种一代相关性和遗传参数,结果表明:母本中的D17和父本中的百农527具有较高的一般配合力效应,4个组合具有较高的特殊配合力效应;F1与双亲一般配合力效应及总配合力效应呈极显著正相关,亲本一般配合力与组合特殊配合力没有必然联系;亲本的5个品质性状主要以加性遗传为主,有些性状伴有微弱显性,且环境对它们都有一定的影响.     

5个杂交彩色棉产量及主要农艺性状比较研究

对5个杂交彩色棉新品种(系)的产量及主要农艺性状进行了比较研究,结果表明,在5个供试品种(系)中,淮棕杂1号生育进程快,农艺性状较好,叶面积大,吐絮期叶面积下降缓慢,干物质积累多,成铃结构合理,优质铃比例高,实产籽棉3 298.5 kg·hm-2,产量与一般白色棉相当,较棕长绒4个品种(系)增产籽棉51.7%～90.1%.     

2个彩色棉材料的农艺性状和纤维发育特点研究

以常规白色棉 3 3B为对照 ,于 2 0 0 0～ 2 0 0 1年在山东棉花研究中心试验站 (临清 )对大田种植的 2个彩色棉绿色棉和棕色棉材料的农艺性状与纤维发育特点进行了研究。结果显示 ,2个彩色棉材料的营养生长旺盛 ,具有早发早熟的特点 ,但铃重小 ,衣分低 ,皮棉单产仅为对照 3 3B的 5 0 %～ 60 %。彩色棉的纤维品质比对照品种差 ,其中绿色棉的纤维品质最差 ,基本无纺织利用价值。彩色棉的纤维发育过程与对照相比有很多不同之处 ,表现在 2个彩色棉材料的棉纤维在开花后 3 0～ 40天出现颜色 ,纤维伸长期短 ,伸长速率低 ,次生壁加厚慢 ,纤维伸长与次生壁加厚重叠的时间短 ,这可能是彩色棉纤维品质差的主要原因。     

彩色棉纤维的超微结构观察

对白色棉、棕色棉和绿色棉纤维进行了电镜观察,结果表明:3种颜色纤维的结构由外到内依次为初生壁、次生壁和中腔.在白色纤维的超微结构中未发现染色较深的物质; 在绿色棉纤维中,纤维的次生壁内层存在大量染色深的条纹,这些条纹可能是色素沉积的结果,类似沉积的日轮;在棕色棉纤维的中腔内,存在大量染色深的物质,而且这些物质主要沉积在中腔壁上,这些染色较深的物质可能是棕色棉纤维的色素物质,同时发现棕色棉纤维具有分叉结构. 与白色纤维比较,彩色纤维表现出的品质较差,可能与纤维素含量低及色素物质的沉积有关.     

彩色棉纤维发育的特性研究

棕色和绿色纤维中的色素可用HNO3/乙醇提取,提取液中的色素含量可在412 nm波长下根据吸收值的大小进行估计.在开花后15 d前后,棕色和绿色纤维中的色素已经形成和积累,并在开花后20 d色素含量达到最高值. 棕色纤维颜色发生明显加深的时期是开花后30～35 d,棕色纤维的颜色较稳定,在阳光下甚至有加深的趋势.绿色棉纤维在开花后20 d时纤维出现绿色,之后随着纤维的发育颜色逐渐加深,但在阳光下易退色.在棕色和绿色纤维中纤维素含量明显低于白色纤维,可能是由色素物质的积累所引起.在开花后15～30 d期间,白色纤维细胞的pH值呈快速下降趋势,但棕色和绿色纤维细胞的pH值下降速度比白色纤维细胞明显要慢,在这一时期pH值下降速度的快慢可能与纤维的伸长、次生壁的加厚和色素的形成有关.与白色纤维比较,棕色和绿色纤维品质较差,如:长度偏短,强度偏低,本文对其可能原因进行了探讨.     

转基因抗虫彩色棉产量性状和纤维品质选择的研究

通过对116份转基因抗虫彩色棉两年的间比试验,对产量性状和纤维品质性状进行测定。产量性状单株结铃数、衣分、子指、霜前花、铃重变异系数分别为72.82、75.95、7.27、102.31、5.64。纤维品质指标2.5%跨长、整齐度、伸长率、比强度、马克隆值变异系数分别为17.96、2.12、15.60、34.10、12.88。结果表明彩色棉育种性状选择先后顺序:霜前花>衣分>单株结铃数>比强度>2.5%跨长>伸长率>马克隆值>子指>铃重>整齐度。     

杂交早稻米质性状的配合力研究

采用8个杂交稻不育系和12个杂交早稻恢复系(品种),通过不完全双列杂交,配制了96个不同杂交早稻组合,研究了杂交早稻亲本及所配杂交早稻组合12个米质性状的配合力效应.结果表明:杂交早稻的米质性状均存在极显著的组合间遗传差异.杂交早稻亲本的12个米质性状的一般配合力除米粒长、长/宽、糊化温度和蛋白质含量亲本间差异较小外,其余米质性状一般配合力的亲本间差异较大.杂交早稻亲本米质性状的一般配合力与其表型值之间的两两相关除糙米率、精米率和整精米率表现为负相关外,其余9个米质性状之间均表现为两两正相关;杂交早稻各双亲本米质性状的一般配合力之和与其F1表型值之间均表现为两两正相关.杂交早稻亲本12个米质性状的特殊配合力(SCA)方差差异除垩白粒率和胶稠度外均较大,各杂交早稻组合米粒长、长/宽和蛋白质含量的SCA差异较小,垩白粒率和胶稠度的SCA差异较大,其余米质性状的SCA差异居中.杂交早稻各米质性状的SCA效应值与其竞争优势之间均呈两两极显著的正相关.根据杂交稻亲本各米质性状配合力分析结果,认为株1S与T98A为目前较好的优质不育系,早恢1号和早500为较好的优质恢复系.     

彩色棉纤维色素提取和测定方法的研究

以白色棉、棕色棉和绿色棉的成熟纤维为材料,用有机溶剂(乙醇、乙醚、二甲苯),酸性、碱性溶液,以及HNO3/乙醇溶液,分别对不同颜色纤维中的色素进行提取. 结果表明,采用HNO3/乙醇溶液消煮法可以将彩色纤维中的色素物质提取出来. HNO3/乙醇的色素提取液在光谱波长为412 nm处有一个最大吸收峰;颜色深浅不同的棕色或绿色棉纤维提取液在这一波长处的吸收值差异显著,随着纤维颜色的加深提取液吸收值增大(0.063 4～0.990 0);白色纤维的提取液在412 nm处的吸收值很小(0.007 2),可忽略不计.因此,用HNO3/乙醇法提取棉纤维色素和用分光光度计比色法可以定量比较彩色棉纤维的色泽深浅. 在用酸性和碱性处理棕色和绿色棉纤维时,发现纤维颜色的深浅程度随处理溶液酸碱度的变化而变化,而且这种变化是可逆的.纤维中色素含量与纤维素含量存在负相关.     

细胞质雄性不育彩色棉杂种优势的表现

利用棕色棉细胞质雄性不育系和恢复系配制的19个杂种F1表现出显著的杂种优势,平均单株铃数和皮棉产量比棕色棉对照品系G008分别增加3.9个和增产15.2%,其中9个组合的增产幅度为15.6%～48.1%. 尤其是ZJ12×ZJ02组合的皮棉产量较常规推广良种"中棉所12号"增产4.1%.在纤维品质上,与棕色棉对照相比,有8个组合的纤维长度显著增长2.6～4.8 mm,幅度为10.5%～19.4%;比强度增加0.1～2.9 cN/tex,其中4个组合的增幅为10.8%～16.5%;马克隆值低0.5～1.7,降幅为26.0%～34.0%. 在浙江大学农业试验站的制种田,不育系分别与保持系、恢复系按2∶1比例间隔种植,昆虫自然传粉,能得到高的异交率.不育系的繁种产量和杂种的制种产量分别为1 948.5 kg/hm2和1 282.5 kg/hm2,杂种F1的皮棉产量与亲本相比超亲优势达36.1%. 表明利用棉花细胞质雄性不育的杂种优势在改良彩色棉产量和品质上有显著作用.     

籼型两系杂交水稻品质和产量性状的配合力及遗传力分析

利用4个籼型光(温)敏水稻不育系和13个恢复系按4×13 NCⅡ交配设计配组,对F1产量性状和米质性状的配合力及遗传力进行分析。结果表明:所有性状一般配合力和特殊配合力方差均达显著或极显著水平,在精米长、精米宽、精米厚、垩白粒率、垩白度、糙米率、千粒重等性状上,亲本的基因加性效应对杂种一代性状形成起主导作用,而精米率、整精米率、单株粒重的遗传变异主要来自于非加性效应;所有性状中除整精米率主要受不育系影响以外,其他性状大多受恢复系的影响较大,但整精米率、单株粒重受父母本的互作效应影响也不小;各性状的遗传力大小顺序为精米宽>精米长>千粒重>精米厚>垩白度>糙米率>精米率>单株粒重>整精米率;不育系蜀光612S和恢复系HR-2、籼10038是配合力较好的亲本,YW-2S/9311和PA64S/籼10065多个性状的特殊配合力均较好。     

纤维颜色作为指示性状的三系杂交棉制种技术

以彩色棉纤维的颜色作为指示性状,在三系杂交棉的制种田,将带有指示性状的棕色棉恢复系或绿色棉恢复系按1∶2的比例与白色棉不育系混合种植(混播制种方式),缩短蜜蜂等媒介在不育系棉株与恢复系棉株花朵间的传粉距离,利用天然媒介传粉提高杂交种子产量.试验以常规的条播制种方式为对照,发现混播制种方式可有效地提高不育系的结铃率和降低其棉铃的不孕籽率,制种产量比对照增加14%以上.这种混播制种方式,只要在棉花采收时,分收不同颜色籽棉就可区分杂交与自交的种子,如棕色不育系与白色恢复系的制种田中,棕色纤维种子即为杂交种子,白色纤维种子即为恢复系自交种子.因此,通过培育彩色棉雄性不育系或恢复系,利用其纤维颜色作为指示性状,采用混播制种方式可提高制种产量,在彩色棉杂交种子的生产中是可行的.