（新疆兵團第八師136團農(nóng)業(yè)科，石河子市，834018） 馮新民 汪鋮亮

棉花是世界性的重要經(jīng)濟作物，棉纖維是重要的紡織工業(yè)原料。隨著紡織工業(yè)技術(shù)的發(fā)展和人民生活水平的提高，對棉花纖維品質(zhì)的要求愈來愈高[1]。因此，開發(fā)利用陸地棉以外的優(yōu)異種質(zhì)（如海島棉等）的有益基因，拓寬陸地棉栽培品種的遺傳基礎，創(chuàng)造更多優(yōu)異種質(zhì)，是我國棉花品種改良持續(xù)發(fā)展必須解決的問題。海陸回交工作的目的就是要轉(zhuǎn)移海島棉的優(yōu)異基因進入不同的陸地棉遺傳背景中去，改良陸地棉纖維品質(zhì)等，創(chuàng)造具有陸地棉遺傳背景并漸滲有海島棉優(yōu)異纖維品質(zhì)基因等的新材料。

棉花纖維品質(zhì)性狀及產(chǎn)量性狀多為由多個基因控制的數(shù)量遺傳性狀，多年來在育種實踐中，眾多學者對棉花新品種產(chǎn)量性狀與品質(zhì)性狀開展了研究。在棉花［2,3］、水稻［4,5］、大豆［6,7］、紅花［8］等作物數(shù)量遺傳性狀的研究中，主成分分析方法的應用較多。陳榮江等[9]對棉花新品種產(chǎn)量性狀與品質(zhì)性狀的典型相關與主成分分析表明，棉花新品種要在產(chǎn)量上有所突破，應重點選擇結(jié)鈴性強的材料，同步提高單鈴重、衣指和衣分。劉昌文等[10]通過對45個新疆早熟棉品系的7個農(nóng)藝性狀進行了相關性和通徑分析，發(fā)現(xiàn)衣分是影響皮棉產(chǎn)量最主要的因素。相吉山等[11]對北疆棉花“新陸早”系列品種主要性狀分析表明：生育期、鈴重和衣分是影響產(chǎn)量的主要因素，選育高衣分品種是提高皮棉產(chǎn)量的重要途徑。宿俊吉等[12]對陸地棉的主要農(nóng)藝性狀研究表明，衣分的株數(shù)是影響皮棉產(chǎn)量的主要因素，其次是單株鈴數(shù)、單鈴重。Wu等[13]從相關和通徑分析方面研究了棉花主要農(nóng)藝性狀對皮棉產(chǎn)量的影響。Syed等[14]通過相關和通徑分析對12個陸地棉品系的重要農(nóng)藝性狀進行了研究，分析指出有效果枝數(shù)和鈴數(shù)對單株籽棉具有正向促進作用。Saeed等[15]利用通徑分析探討5個陸地棉品種及其F1的主要農(nóng)藝性狀對產(chǎn)量的影響，分析得出單株鈴數(shù)對籽棉產(chǎn)量的正向促進作用最大，其次是鈴重，而植株節(jié)間長度對產(chǎn)量具有最大的負向促進作用。

通過對海陸種間雜交并回交獲得的群體BC4F2進行農(nóng)藝性狀的變異系數(shù)分析、聚類分析和相關性分析，探討此方法在特異性狀選育上應用的可行性［16,17］，推斷群體內(nèi)纖維品質(zhì)的基本動態(tài)［18］，為棉花性狀改良目標［19］的針對性及育種提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗采用的是新疆農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院作物遺傳教研室構(gòu)建的陸地棉系9與海島棉新海16的回交組合BC4F2群體。系9具有陸地棉的豐產(chǎn)特性，在本試驗中作為輪回親本，海島棉品種新海16是典型長絨棉由新疆農(nóng)業(yè)科學院經(jīng)作所培育而成，因其具有優(yōu)異的纖維品質(zhì)及豐產(chǎn)潛力，故將其作為非輪回親本。由系9與新海16雜交并回交獲得的BC4F2群體，共包括76個單株，是經(jīng)過連續(xù)幾年有目的選擇田間特異表型性狀單株與輪回親本多次回交，最終獲得的回交群體。

1.2 試驗設計

2007～2011年以系9為輪回親本，與新海16雜交、回交并自交獲得BC4F2。2012在石河子136團種植76個BC4F2單株群體，播種時間為4月中旬，行長3m，株距10cm，大田常規(guī)管理，按單株收取自然鈴，收花分2次進行，最后一次收花時間為10月25日。

1.3 方法

2012年4月16日將BC4F2群體及親本種植于第八師136團試驗田，按常規(guī)方法進行田間管理。吐絮期前（8月15日）測量BC4F2群體的株高、始節(jié)數(shù)、始節(jié)高、果枝數(shù)、有效果枝數(shù)、鈴數(shù)、有效鈴數(shù)，完全吐絮期后（10月15日）按編號掛牌收獲回交群體單株纖維，對收獲的單株稱取籽（皮）棉重量，纖維量足10g以上的取樣送安陽中國農(nóng)業(yè)部棉花品質(zhì)監(jiān)督檢驗測試中心測定纖維品質(zhì)。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

利用DPS6.5、SPSS11.0、EXCEL2003等軟件進行數(shù)據(jù)的分析以及圖表的繪制。

2 結(jié)果與分析

2.1 BC4F2代農(nóng)藝性狀的變異性分析

對試驗材料的9個主要農(nóng)藝性狀進行變異性分析，研究表明在BC4F2（表1）回交群體中始節(jié)高、有效鈴數(shù)、始節(jié)數(shù)、有效果枝數(shù)的變異系數(shù)較大分別為36.4%、25.6%、25.2%、23.4%變異比較明顯；產(chǎn)量構(gòu)成性狀的變異系數(shù)最大的是有效鈴數(shù)，最小的是衣分。大小順序為：始節(jié)高＞有效鈴數(shù)＞始節(jié)數(shù)＞有效果枝數(shù)＞鈴數(shù)＞果枝數(shù)＞單鈴重＞株高＞衣分。

2.2 BC4F2代農(nóng)藝性狀的相關性分析

由表2可知，除株高與始節(jié)高、始節(jié)數(shù)、鈴數(shù)，始節(jié)高與始節(jié)數(shù)、鈴數(shù)，始節(jié)數(shù)與果枝數(shù)，果枝數(shù)與鈴數(shù)、衣分，鈴數(shù)與衣分，衣分與單鈴重在BC4F2呈正相關，且株高與始節(jié)高，始節(jié)高與始節(jié)數(shù)，果枝數(shù)與鈴數(shù)，衣分與單鈴重在2個世代都達到了極顯著水平BC4F2中為0.36、0.69、0.76、0.39。

2.3 BC4F2代農(nóng)藝性狀的聚類分析（表2）

根據(jù)9個農(nóng)藝性狀數(shù)據(jù)可以得到76份回交株系材料間的遺傳相似系數(shù)。遺傳相似系數(shù)越大,親緣關系越近；越小，親緣關系則越遠。利用DPS 6.5軟件對76份棉花材料進行聚類分析，得到農(nóng)藝性狀分析聚類圖，以遺傳相似系數(shù)20.0為閾值,可將76份BC4F2材料（見圖1）聚為a、b兩類，a類群可以分為a1、a2亞類，b類群可以分為b1、b2亞類。a1亞類包含32個株系；a2亞類包含24個株系；b1亞類包含17個株系；b2亞類包含7個株系。

表1 BC4F2主要農(nóng)藝性狀的變異情況

表2 BC4F2農(nóng)藝性狀的相關性分析

圖1 基于7個性狀的76份回交株系材料間的聚類圖（BC4F2）

3 討論

3.1 有關海陸回交農(nóng)藝性狀的變異性分析

從上述研究結(jié)果可知，76份回交株系后代的7個主要農(nóng)藝性狀中有效果枝數(shù)、有效鈴數(shù)在兩個世代中的變異幅度都較大，但是衣分最小。從兩世代變異的大小順序可以看出，還是有所差別的。這就反映了在不同世代回交株系材料間存在一定的差異，有具有一定的相似性，這是由于親本組配選擇和后代群體人工選擇等多種因素造成的。

3.2 有關海陸回交農(nóng)藝性狀的相關性分析

棉花各主要經(jīng)濟性狀之間存在著不同程度的相關性。如果兩個性狀間的遺傳相關關系密切,則在棉花的育種中對某一性狀的選擇自然會影響到另外一個性狀,這種影響可能是正向的也可能是負向的,取決于遺傳相關的性質(zhì)和程度[20]。所以,研究各性狀間的相關關系是非常必要的，可以為棉花的海陸雜交種的選育提供信息,使一些重要的經(jīng)濟性狀得到同步改良。大量研究表明,產(chǎn)量性狀和纖維品質(zhì)性狀間,在遺傳上存在不同程度的負相關[21],故在本研究中沒有列出產(chǎn)量性狀和品質(zhì)性狀的相關關系。在田間進行性狀選擇時，應該注意各個性狀間的相互制約的關系，我們在改變某一性狀的同時，應該防止其他性狀的劣變。通過上述相關性分析，反應了各農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量構(gòu)成性狀之間的相互關系，以了解更影響皮棉產(chǎn)量和纖維品質(zhì)的性狀指標，為海陸回交后代新品種的選育、選擇和高產(chǎn)栽培提供理論參考依據(jù)。

3.3 有關海陸回交農(nóng)藝性狀的聚類分析

通過聚類分析既可以看出類群間的相互關系，又可以了解類群內(nèi)株系的親疏遠近，參與聚類的性狀越多越能綜合反映株系的客觀實際，特別是一些主要性狀。相吉山等[22]利用9個主要性狀和SSR引物擴增結(jié)果均可將33個陸地棉品系聚為2大類4亞類，通過比較分析，在遺傳背景相近的同一優(yōu)勢群體中挑選出綜合表現(xiàn)優(yōu)良的品系；莫惠棟等[23]通過對大麥品種聚類研究認為，用個別重要的性狀聚類，其分組結(jié)果清晰明確，便于材料取用，但其聚類穩(wěn)定性差，而用多個性狀聚類，其結(jié)果比較穩(wěn)定，只是有些性狀的差異會被另一些性狀的差異所掩蓋，造成聚類間差別模糊。因此，對于棉花不同株系的聚類分析，不管是個別數(shù)量性狀的聚類，還是綜合性狀的聚類，都不能作為某一株系群體取舍的唯一參考，必須對個群體內(nèi)表現(xiàn)優(yōu)良的材料進行深入的比較分析，綜合評價，最終決定材料的取舍。

4 結(jié)論

新疆光熱資源比較豐富、無霜期長，是比較適宜棉花生長的最佳區(qū)域。本研究利用海陸回交后代BC4F2群體的主要農(nóng)藝性狀的變異性、聚類和相關性分析方法，得到以下結(jié)論：

（1）表明在BC4F2代回交株系材料間存在一定的差異，也具有一定的相似性，在田間進行選擇是要注意農(nóng)藝性狀之間復雜的關系。

（2）農(nóng)藝性狀聚類圖可以看出回交后代的群體還不是很穩(wěn)定，基因出現(xiàn)分離和重組。因為有的目標性狀基因已經(jīng)處于純和狀態(tài)受環(huán)境影響較小，但是有的目標性狀基因處于雜合狀態(tài)比較容易受環(huán)境影響。此時進行單株選擇是十分不可靠的。

（3）通過對樣本的性狀分析，株高與始節(jié)高，始節(jié)高與始節(jié)數(shù)，果枝數(shù)與鈴數(shù)，衣分與單鈴重在回交群體中都達到了極顯著水平，這說明鈴重和衣分、果枝數(shù)與鈴數(shù)的同步遺傳改良較容易，也就是說控制產(chǎn)量各個性狀之間的同步遺傳改良比較容易。

因此,要選育出比現(xiàn)有推廣品種好的優(yōu)質(zhì)品種,必須從眾多復雜因素中找出影響較大的因素后進行品種的遺傳改良,這樣才能有效提高棉花育種的效率。

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