基于同异性分析的不同类型棉花品种纤维品质特征与分类评价

为精确分析中国棉花纤维品质的区域特征、分布规律及综合性评价,以2005-2014年国家棉花品种区域试验531个参试品种纤维品质数据为材料,运用作物育种同异性分析理论对杂交棉和常规棉品种的纤维品质进行综合评价。结果表明：1）常规棉品种纤维品质符合审定标准Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型的品种数分别占参试常规棉品种数的1.58%、28.42%和14.74%,杂交棉纤维品质符合审定标准Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型的品种分别占参试杂交棉品种数的0.59%、19.94%和10.56%。黄河流域常规棉品种、杂交棉品种纤维品质综合同一度分别为0.869 3和0.888 8,长江流域杂交棉纤维品质综合同一度为0.864 3,西北内陆棉区常规棉纤维品质综合同一度为0.890 5。2）不同棉区常规棉与杂交棉纤维品质性状比较表明,西北内陆棉区常规棉品种纤维品质性状优于黄河流域杂交棉;而黄河流域杂交棉又优于黄河流域常规棉和长江流域杂交棉,黄河流域常规棉与长江流域杂交棉纤维品质性状差异不显著。可见,黄河流域棉区适宜种植推广中长绒、高比强和高马克隆值的常规棉品种;长江流域棉区适宜种植中长绒、高比强度和高马克隆值的杂交棉品种;西北内陆棉区适合种植长强细的优质常规棉品种,可作为棉纺工业纺中高支纱的优质棉生产基地。本研究对优化我国优质棉区域布局和种植结构调整有重要参考价值。     

土壤水分对棉花蕾铃脱落和纤维品质的影响

１９９１￣１９９５年在人工控制水分的条件下,研究不同生育阶段土壤对棉花蕾铃脱落与纤维品质的影响。研究发现,土壤水分不足或过大,均易造成雷铃脱落增加和品质下降。有利于增蕾保铃和提高纤维品质的土壤湿度,约相当于田间持水量的５５％￣７５％。不同生育阶段的棉花蕾铃脱落率和对水分的敏感系数不同。蕾铃脱落对水分的敏感系数以开花盛期－吐絮期最大,蕾期相对较小。脱落率以开花盛期－吐絮期最大,开花－开花盛期次之,吐     

我国主产棉区棉花纤维品质性状的区域分布特征

我国主产棉区及其亚区的棉纤维品质区域特征明显,适时评价各棉区的纤维品质发展现状有助于稳定优势棉花产区和促进特色棉花产区的发展。本研究采用GGE双标图分析了2011—2015年全国棉花品种区域试验中各亚区环境与纤维品质性状的互作模式,分析比较了各主产棉区和亚区的纤维品质特征。结果表明:1)在主产棉区尺度上,长江流域棉区纤维长度和比强度最好,并且都达到了国家棉花品种审定的Ⅱ级标准,而马克隆值和纺纱均匀性指数居中;黄河流域棉区的纤维长度和比强度较好,但马克隆值偏高;西北内陆棉区的马克隆值和纺纱均匀性指数表现最好,纤维长度和马克隆值达到了国家棉花品种审定的Ⅱ级标准,但比强度在三大棉区中表现最差。2)在棉花亚区尺度上,纤维长度表现以长江下游和长江上游亚区为最好,黄土高原亚区稍差,其余亚区表现较好;比强度表现以长江下游、长江中游、淮北平原、南襄盆地和黄土高原最好,而南疆棉区、长江上游和北疆棉区比强度稍差;马克隆值以北疆棉区、南疆棉区和长江上游表现最好,而黄土高原、淮北平原、长江中游和华北平原的马克隆值偏高。3)在纤维品质的综合表现上,北疆棉区、长江下游、长江上游和南疆棉区的纤维品质综合表现最好,淮北平原、长江中游和南襄盆地次之,华北平原和黄土高原稍差。本研究展示了GGE双标图的"环境?性状"功能图在纤维品质区域特征评价方面的应用效果,可为我国棉花优势产区发展和棉纺企业合理用棉提供理论依据,也对全国棉花纤维品质生态区划分具有指导意义。     

兔角蛋白基因转化棉花及其纤维品质的改良

利用农杆菌介导转化法,将棉纤维特异表达启动子GAE6-3A驱动的兔角蛋白基因（MP）转入常规棉花“冀合713”中。PCR及Southern杂交分析表明,兔角蛋白基因已整合进棉花基因组。6个转基因株系中,4个为单拷贝插入,转基因后代的分离符合孟德尔3：1的1对基因的分离规律,外源基因在这些转基因后代中能稳定遗传。对这4个转基因株系T3代纤维检测结果表明,兔角蛋白基因对棉花纤维品质的影响主要是纤维强度的提高,其中3个株系纤维强度提高率达10％以上。     

钾素营养对不同部位棉铃纤维品质性状的影响

在大田试验条件下,研究了钾素营养对上、下部位棉铃纤维品质性状的影响。试验选用2个品种,4个施钾量（K2O 0,60,180和300 kg/hm2）。结果表明:施钾提高了上、下部棉铃的纤维长度,增大了最终纤维麦克隆值,且随施钾量的增加,增幅呈加大趋势,但施钾对纤维长度达最大值的时间无影响;施钾提高了上、下部位棉铃纤维的最终零隔距比强度和3.2 mm隔距比强度,但在上、下部位棉铃间表现存在一定差异,下部棉铃纤维的最终零隔距比强度和3.2 mm隔距比强度均随施钾量的增加呈先增加后降低趋势,上部铃则随施钾量增加一直呈增大趋势;施钾还提高了上、下部棉铃纤维的最终成熟度,而且其增幅随施钾量的增加而增大,当施钾量为300 kg/hm2时,可显著增加上、下部位棉铃纤维的最终成熟度。     

转基因抗虫棉对棉花纤维品质的影响

以一组不同抗虫类型的陆地棉(Gossypium hirsutum L．)抗虫品种和一组常规棉(G．hirsutum L．)品种作为亲本，按照不完全双列杂交(NCⅡ)试验设计配制杂交组合，将亲本材料和F。代杂交种子按照随机区组设计方法，同时在网室和试验田进行棉花抗红铃虫(Pectinophora gossypiella Saunders)鉴定和棉花抗虫性对棉花纤维品质的影响试验。结果表明，具有外源抗虫基因的抗虫棉材料对红铃虫具有很强的抗性，抗虫棉的纤维品质较好，大多数抗虫棉品种达到了育种目标要求。相关分析结果表明，棉花种子虫害率与马克隆值成显著负相关；与衣指成显著正相关；与2．5％跨距长度、整齐度、比强度、伸长率和子指等指标相关性较低。利用外源抗虫基因转化的棉花新品种，用其作为亲本采用杂交育种法可以培育出优质的抗虫棉花新品种，而且提高棉花品种的抗虫性并不影响棉花纤维品质。     

旱区不同马铃薯品种的品质评价与分析

为评价天薯12号、定薯4号、庄薯3号、希森6号和青薯10号5个马铃薯品种的综合品质,以同一条件下生产的品种为试材,采用分级指数法对参试品种的单株块茎数、单株质量、单薯质量、商品薯率等经济性状和干物质、淀粉、蛋白质、维生素C、还原糖进行综合分级评价。结果表明,同一条件生长的不同马铃薯品种其田间表现和采后营养品质均存在较大差异,参试的5个品种中,青薯10号的综合评价指数最高,说明其综合品质最好;其余品种按综合评价指数由高到低依次为定薯4号、天薯12号、庄薯3号、希森6号。研究结果可为马铃薯的贮藏加工提供参考依据。     

不同早、中熟基因型棉花品种的干物质积累及养分吸收规律研究

利用Logistic方程对2个早熟棉品种(中36、中50)和2个中熟品种(中41、鲁28)的单株干物质积累、N、P2O5、K2O吸收动态进行模拟研究,结果表明,早熟品种与中熟品种吸收积累养分的高峰期均在开花至吐絮期。2个早熟棉品种单株干物质质量、N、K2O积累快速增长持续时间短于中熟品种,P2O5积累快速增长持续时间略长于中熟品种。早熟品种在吐絮至收获阶段,干物质积累及养分吸收占全生育期的比例高于中熟品种,成熟单株对P2O5、K2O的吸收比例高于中熟品种,在肥料配比上可适度加大磷钾肥比例。     

施钾量和施钾时期对棉花产量及不同部位棉铃纤维品质性状的影响

在大田试验条件下,以鲁棉研28号为材料,设置两个施钾量（K2O 100和150 kg/hm2）,采用一次性基施,1/2基施、1/2花铃期追施,研究施钾量和施钾时期对棉花（Gossyium hirsutum L.）产量及不同部位棉铃纤维品质性状的影响。结果表明:与不施钾相比,施钾显著提高了籽棉产量和皮棉产量;在施钾量为K2O 150 kg/hm2的条件下,与一次性基施相比,分期施钾极显著提高了籽棉产量和皮棉产量;采用分期施钾时（1/2基施、1/2花铃期追施）,随施钾量增加,籽棉产量和皮棉产量均显著增加,单株成铃数的增加是产量提高的主要原因。结果还表明,与不施钾相比,施钾显著提高了中部及上部果枝内围果节的马克隆值,分期施用K2O 150 kg/hm2显著提高了中部果枝外围果节的纤维长度、比强度以及中部果枝内围果节的纤维成熟度;在施钾时期相同的条件下,增加施钾量对纤维长度、比强度无显著影响,在施钾量相同的条件下,与一次性基施相比,分期施钾对纤维比强度无显著影响。     

短季棉与中熟棉花品种14C同化产物分配规律的比较研究

短季棉＾１４Ｃ同化物苗期运向顶芽、盛蕾期运往棉蕾的比例明显高于中熟品种,而苗期至盛蕾期运向根系、盛花期运向顶芽的比例却低于中熟品种,推测这是早熟品种晚播早熟、结铃性强、根系欠发达的重要生理原因。短季棉去叶枝可降低＾１４Ｃ同化物运往根系的比例,所有供试品种去第１果枝皆可增加＾１４Ｃ同化物运向根系的比例。     

基于GGE分析的西北内陆棉区纤维品质生态区划分

本文选用2005—2014年我国棉花区域试验西北内陆早熟棉区7个和早中熟棉区10个试验点作为试验环境进行纤维品质区域分布分析。运用GGE模型划出双标图,研究西北内陆棉区的试验环境与参试品种纤维品质性状互作模式,对参试品种性状选择适宜的生态区进行探讨与划分,并基于GGE双标图对纤维物理性能指标相关性进行研究,为西北内陆棉区棉花品种区域化种植和理想试验环境选择提供依据。结果表明:(1)棉花各纤维品质性状相互之间存在着一定的相关关系,纺纱均匀性指数与长度、比强度和整齐度指数表现极显著或显著正相关。(2)西北内陆棉区早熟组纤维品质性状可划分为3个生态区:优质棉纤维生态区(精河)、普通优质纤维生态区(兵团第六师昌吉、乌苏)、普通纤维生态区(兵团第七师125团、兵团第八师121团、石河子以及敦煌)。(3)西北内陆棉区早中熟组品质性状由优质到普通亦可划分为3个生态区:优质纤维生态区(莎车、轮台、巴州、库车、疏附、兵团第一师阿拉尔13团以及新疆塔河10团)、普通优质纤维生态区(麦盖提和兵团第三师喀什)、普通纤维生态区(阿克苏)。因此西北内陆早熟棉区应在注重品种早熟性选育的基础上,注重优质纤维综合品质性状的培育,提高纤维的长度和比强度。南疆的早中熟棉区,注重推选适合机采棉的长度和比强度的棉花品种外,应精准掌握合理的棉花采摘期,提高纤维成熟度,但要注重降低马克隆值,划分优化种植区域为棉纺企业合理用棉提供多层次的原棉材料。     

基于GGE双标图和马克隆值选择的棉花区域试验环境评价

棉纤维马克隆值是与纤维成纱品质密切相关的重要品质指标,也是长江流域棉花品质改良的主要制约因子。选择利用对目标环境代表性强的试验点进行区域试验布局有助于提高马克隆值育种效率和节省试验成本。GGE双标图是进行试验点代表性评价和选择最有效的统计和图形展示工具,已经在多种作物区域试验中用于品种稳定性和试验环境相似性分析,但在基于马克隆值选择的棉花区域试验环境评价中应用报道较少。本文采用GGE双标图方法对2000—2010年期间27组长江流域国家棉花区域试验中的15个试验环境基于马克隆值选择的鉴别力、代表性和理想指数进行综合评价与分析。结果表明:各试验环境依理想度指数优劣排序为荆州市>黄冈市>南通市>九江市>岳阳市>射洪县>常德市>安庆市>武汉市>南阳市>南京市>慈溪市>襄阳市>简阳市>盐城市;从中筛选出最理想试验环境为湖北省荆州市,较理想试验环境为湖北省黄冈市、江苏省南通市和江西省九江市,这些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;而位于江浙沿海棉区的江苏省盐城市和浙江省慈溪市不适宜作为针对长江流域的马克隆值选择与推荐环境。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,也为以长江流域棉区为目标环境的广泛适应性和特殊适应性品种的马克隆值选择和应用提供理论依据。     

GGE双标图在陆地棉高产稳产和适应性分析中的应用——以长江流域棉区国审棉花新品种‘鄂杂棉30’为例

农作物品种的高产稳产和广适性一直是产量育种的主要目标,而农作物品种多环境试验中普遍存在的基因型与环境互作效应增加了广适性品种选育的难度,科学评价品种的高产稳产和适应性有助于提高新品种的选育和应用效率。本研究采用GGEbiplot~?软件分析了2012—2013年长江流域国家棉花品种区域试验中‘鄂杂棉30’等参试品种丰产性、稳产性和适应性,并采用"成对比较"功能图比较了‘鄂杂棉30’与对照品种‘鄂杂棉10号’在目标区域的适应性表现。结果表明:1)‘鄂杂棉30’在两年多环境品种试验中的丰产性突出,稳产性表现优良。2)‘鄂杂棉30’在两年区域试验中的高产稳产性综合表现(即理想指数)显著优于对照品种‘鄂杂棉10号’及其余各参试品种。3)‘鄂杂棉30’为所有参试品种中适应性最广的品种,其最适宜种植区域涵盖了长江流域大部分棉区。4)‘鄂杂棉30’在长江流域的绝大部分棉区都比对照品种更有产量优势,同时也优于其余参试品种,在长江流域棉区种植优势明显。本研究展示了GGE双标图在品种的丰产性与稳产性分析和适宜种植区域划分等方面的应用效果,明确了‘鄂杂棉30’是兼备丰产性、稳定性和广适性的理想品种,可为‘鄂杂棉30’的合理利用提供理论依据,也为其他作物品种的综合评价提供了参考方法。     

Response of cotton (Gossypium hirsutum L.) to different tillage systems and intra-row spacing

The earliness is of great importance to cotton production in Mediterranean-type environments due to detrimental effects of autumn rainfall on lint quality. However, farmers commonly avoid early sowing due to risks of cold soil temperature and waterlogging after sowing in spring. Ridge-tillage system is one approach to increase soil temperature and mitigate adverse effects of waterlogging. The ridge-tillage system is also advantageous in reducing inputs in tillage operations. However, a limited experimental data are available about the effects of ridge-tillage system on earliness of harvesting, lint yield and quality of cotton in the Mediterranean-type environments. Thus, the objective of this study was to determine how ridge-tillage (RT)-planting system and intra-row spacing affect cotton lint yield, earliness and fiber quality compared with conventional tillage (CT)-planting system. Field experiments were conducted on a clay soil (Vertisol) in Hatay province (36°39′N–36°40′E, 83 m a.s.l.) in the Eastern Mediterranean Region of Turkey during 2000 and 2001. The experiment was laid out as a split-plot with three replications with tillage systems as main plots and intra-row spacings (13, 17, 21 and 25 cm) as subplots. The effects of tillage systems on lint yield and earliness were inconsistent among years. The RT-planting system resulted in 13.5% higher lint yield and 14.5% more earliness in 2001 when abundant rainfall occurred after sowing, while significant effects of tillage systems were not observed in 2000. The intra-row spacings significantly affected lint yield and earliness in both years. The earliness increased with closer spacing, while the highest lint yield was obtained from 17 cm intra-row spacing in both years. However, the fiber quality parameters were not significantly affected by tillage systems, intra-row spacings and tillage system × spacing interaction in both years. Finally, the results suggest that RT-planting system with 17 cm intra-row spacing can be used in cotton production instead of CT-planting system in the Eastern Mediterranean Region of Turkey. Ridging in 17 cm intra-row spacing also seems to be suitable to mechanical harvesting.     

施氮量对不同开花期棉（Gossypium hirsutum L.）铃纤维细度和成熟度形成的影响

为兼顾试验的重复性和生态区域性,选用高品质棉（科棉1号）和常规棉（美棉33B）品种为材料,于2005年分别在江苏南京（118o50E, 32o02N,长江流域下游棉区）和江苏徐州（11711E, 3415N,黄河流域黄淮棉区）设置施氮量（低氮:N 0 kg/hm2;适氮:N 240 kg/hm2;高氮:N 480 kg/hm2）试验,研究施氮量对不同开花期棉铃纤维细度、成熟度和马克隆值形成的影响。结果表明:（1）施氮量显著影响棉纤维细度、成熟度和马克隆值的形成过程,但三者在不同开花期对氮素水平的响应不同,施氮量与开花期对棉纤维细度、成熟度和马克隆值的形成存在互作效应。8月10日前开花的棉铃,铃期［花后0～50 d （DPA）］日均温在23.3 oC以上,纤维细度、马克隆值以N 0 kg/hm2施氮量下最大,棉纤维马克隆值与纤维细度的相关性较大;8月25日开花的棉铃（铃期日均温在20.8～23.3 oC之间）,纤维成熟度、马克隆值以N 240 kg/hm2施氮量下最大;9月10日开花棉铃（铃期日均温低于20.8 oC）,纤维细度、成熟度和马克隆值均以N 480 kg/hm2最大,棉纤维马克隆值与纤维成熟度的相关性增强。（2）影响不同开花期间纤维细度、成熟度和马克隆值的主要因素是铃期日均温,最终纤维细度、成熟度和马克隆值在不同施氮量之间的变异与不同开花期（铃期日均温不同）间的变异比较,前者显著小于后者。综上,因开花期不同而形成的铃期日均温是决定细度、成熟度和马克隆值的最重要因素,施氮量可通过对位叶叶氮浓度NA影响棉纤维细度、成熟度和马克隆值的形成过程,增加施氮量可减小上述指标在不同开花期间的差异。     

基于GGE双标图和比强度选择的棉花品种生态区划分

由于农作物品种区域试验是品种审定和推广应用的前提,而区域试验中基因型与环境的互作效应是普遍存在的,因而探索和利用试验环境在鉴别基因型遗传差异和对品种在目标环境中的平均表现代表性方面的作用以辅助品种选育和推广的问题,越来越受到植物育种家和农技推广人员的高度关注。我们采用GGE双标图分析方法对2000—2010年期间27组长江流域国家级棉花品种区域试验的目标环境中可能存在的基于棉纤维比强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。结果表明:(1)基于纤维比强度选择的GGE双标图分析的总体有效拟合度为68.4%,其中有13次出现过度拟合或拟合不充分现象,总体拟合可靠性一般。而基于IR-GGE模型的总体拟合度为73.7%,比GGE双标图的有效拟合度提高6.0%,说明采用IR对双标图分析的结果进行优化和校正可以提高品种生态区划分的可靠性。(2)根据GGE双标图分析结果,我国长江流域棉区大致可划分为4个基于纤维比强度选择的品种生态区,第1个品种生态区包括安庆、襄樊、南通和岳阳,第2个品种生态区包括常德、九江和武汉,第3个品种生态区包括慈溪、南京、黄冈、荆州和盐城,第4个品种生态区包括南阳、简阳和射洪。而基于IR较正的GGE模型则可划分为3个品种生态区:第1个为主体品种生态区,包括安庆、武汉、九江、襄樊、南阳、岳阳、常德、黄冈、荆州、南京和慈溪11个试验点,第2个品种生态区包括南通和简阳,第3个品种生态区包括盐城和射洪。IR校正后长江流域棉区的品种生态区划分更准确可靠,地理区域特性也更明显,说明地理环境因素对纤维比强度的选择效果仍然有很大的影响力,四川盆地棉区和江苏沿海棉区并不适宜开展针对整个长江流域棉区的广适性棉花纤维比强度选择,从而为长江流域棉区棉花纤维比强度的选择和推荐策略提供了科学的决策依据。     

Effect of inoculation with different strains of Azospirillum brasilense on cotton (Gossipium barbadense)

Summary The response of the cotton plant to inoculation with six strains of Azospirillum brasilense was investigated under subtropical conditions in Egypt. Azospirilla populations and activities were increased as a result of root inoculation with liquid inoculum of Azospirillum sp. Highest C₂H₂ — reduction activities on roots were obtained with strains S631 and Sp Br 14 (means of 216.85 and 209.50 nmol C₂H₄g^–1 root h^–1 respectively) while strain M4 gave the lowest activity (mean of 100.8 nmol C₂H₄g^–1 root h^–1). Statistical analysis showed that Azospirillum strains 5631, Sp Br 14, E15 and SC22 significantly increased the plant dry weight and nitrogen uptake while inoculation with strains M4 and SE had no significant effect in that respect.