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80份棉花種質(zhì)資源的育種應(yīng)用價(jià)值評(píng)價(jià)

2021-12-12 08:12李興河王海濤劉存敬唐麗媛張素君熊永斌張香云
農(nóng)學(xué)學(xué)報(bào) 2021年11期
關(guān)鍵詞:類群種質(zhì)性狀

李興河,王海濤,劉存敬,唐麗媛,張素君,蔡 肖,熊永斌,張香云

(1河北省農(nóng)林科學(xué)院棉花研究所/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部黃淮海半干旱區(qū)棉花生物學(xué)與遺傳育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/國家棉花改良中心河北分中心,石家莊 050051;2河北省農(nóng)林科學(xué)院,石家莊 050051)

0 引言

中國是世界上的產(chǎn)棉和紡織大國,棉花產(chǎn)業(yè)發(fā)展影響國民經(jīng)濟(jì)和外匯儲(chǔ)備[1],主要植棉區(qū)農(nóng)業(yè)人口達(dá)5 億,勞動(dòng)力人口2 億,植棉收入是一些地區(qū)的主要經(jīng)濟(jì)來源[2]。廣泛收集優(yōu)異種質(zhì)資源并進(jìn)行生物學(xué)鑒定及遺傳分析是棉花分子育種的任務(wù)之一[3],而且,種質(zhì)資源的引進(jìn)、評(píng)價(jià)與利用是遺傳改良和不斷培育新品種的重要基礎(chǔ),種質(zhì)資源的遺傳多樣性對(duì)現(xiàn)有資源的改良[4]、維護(hù)物種穩(wěn)定[5]以及親本選配[6]非常重要。在中國棉花育種的歷史進(jìn)程中,一直注重種質(zhì)資源的引進(jìn),最初引自美國等國家的幾個(gè)重要品種如‘金字棉’、‘斯字棉’、‘岱字棉15’和‘烏干達(dá)棉’等,經(jīng)育種家加以利用和改造,逐步發(fā)展成中國主栽陸地棉品種[7]。

了解和掌握棉花種質(zhì)資源特征特性是選擇親本的重要前提[8],前人對(duì)國內(nèi)外棉花種質(zhì)資源做了大量遺傳評(píng)價(jià)。王沛政等[9]從生產(chǎn)上選取20個(gè)陸地棉品種進(jìn)行主成分分析和聚類分析,受樣本數(shù)量和來源的局限,并未說明親緣關(guān)系和地域之間的聯(lián)系,故而不能在陸地棉中引伸;董承光等[10]基于表型性狀對(duì)429 份陸地棉種質(zhì)資源進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),通過聚類分析發(fā)現(xiàn)類群間差異明顯,但并未發(fā)現(xiàn)聚類結(jié)果與地理來源的關(guān)系;董靈艷等[11]對(duì)山東省審定的37 個(gè)中早熟棉花品種的12個(gè)數(shù)量性狀進(jìn)行遺傳多樣性分析、主成分分析與聚類分析,發(fā)現(xiàn)供試品種親緣關(guān)系密切,遺傳基礎(chǔ)狹窄,不適合同時(shí)作為育種親本;徐敏等[12]分析了144 份種質(zhì)資源的產(chǎn)量、品質(zhì)和抗病性情況,指出產(chǎn)量性狀、纖維品質(zhì)和抗病性相關(guān)性不密切;戴茂華等[13]對(duì)黃河流域棉區(qū)的30份棉花品種的12個(gè)代表性狀進(jìn)行變異性、相關(guān)性和聚類分析,發(fā)現(xiàn)冀中南地區(qū)影響棉花皮棉產(chǎn)量的主要因素為單株鈴數(shù)和衣分,并且指出產(chǎn)量與纖維品質(zhì)間的負(fù)相關(guān)性在逐漸減弱。董承光等[14]對(duì)153份陸地棉種質(zhì)資源的主要農(nóng)藝性狀進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),并通過聚類分析篩選出33份可作為育種親本的種質(zhì)資源;陳光等[15]分析了43 份陸地棉基礎(chǔ)種質(zhì)資源的遺傳多樣性,發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)種質(zhì)間在產(chǎn)量、品質(zhì)、農(nóng)藝性狀上差異顯著或極顯著,提出環(huán)境適應(yīng)、自然選擇和人工選育造成了較為豐富的表型多樣性的可能。目前,將分子標(biāo)記應(yīng)用于種質(zhì)資源遺傳評(píng)價(jià)的報(bào)道屢見不鮮,徐秋華等[16]利用RAPD 標(biāo)記從分子水平上對(duì)51 個(gè)抗枯萎病陸地棉品種進(jìn)行了遺傳多樣性分析,相似系數(shù)小于0.500 的僅占16%,總體相似性較高;劉文欣等[17]將建國以來中國代表性的166個(gè)棉花主栽品種進(jìn)行分子標(biāo)記分析,表明不同時(shí)期、不同種植區(qū)域和不同來源的棉花品種遺傳差異明顯,但整體遺傳基礎(chǔ)狹窄;溫小杰等[18]利用分子標(biāo)記對(duì)中國不同年代培育的54 個(gè)棉花品種進(jìn)行遺傳差異分析,指出中國抗枯、黃萎病品種主要來源于岱字棉和斯字棉血統(tǒng),闡明了國內(nèi)不同棉花品種來源的局限性;衛(wèi)澤等[19]通過表型聚類和SSR 分子標(biāo)記聚類研究了國內(nèi)外57份棉花種質(zhì),指出同一國家遺傳差異小、國家間遺傳差異大的地域差異。宋憲亮等[20]從系譜分析、形態(tài)特征、生化及DNA 分子水平等方面分析了棉花遺傳多樣性研究進(jìn)展,闡述了陸地棉品種間遺傳多態(tài)性水平低并指出加強(qiáng)現(xiàn)有品種的研究利用和種質(zhì)資源的交流是提高育成品種多樣性的重要途徑。

雖然前人在棉花種質(zhì)資源評(píng)價(jià)方面做了大量工作,但大多以本土尤其是當(dāng)?shù)孛藁ㄆ贩N(系)為主,造成陸地棉品種間遺傳多樣性不夠豐富,遺傳基礎(chǔ)狹窄;同時(shí),對(duì)種質(zhì)資源的優(yōu)缺點(diǎn)分析不夠,難以真正篩選出優(yōu)異的種質(zhì)資源。針對(duì)以上問題,本研究選取80份來源廣泛的棉花種質(zhì)資源,針對(duì)4 個(gè)產(chǎn)量性狀(單株鈴數(shù)、鈴重、衣分、子棉產(chǎn)量)、5 個(gè)纖維品質(zhì)性狀(上半部平均長度、斷裂比強(qiáng)度、馬克隆值、伸長率、整齊度)、1個(gè)抗病性狀(黃萎病病指)進(jìn)行遺傳多樣性分析、相關(guān)性分析、主成分分析以及系統(tǒng)聚類分析,分析種質(zhì)資源的優(yōu)勢和不足,篩選適于棉花育種工作的優(yōu)異資源,以期擴(kuò)充育種資源圃,為種質(zhì)資源創(chuàng)新、品種遺傳改良提供資源基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料來源

供試的80 份棉花種質(zhì)資源均引自山東棉花研究中心資源庫。資源名稱及來源見表1。

表1 供試種質(zhì)資源編號(hào)及來源

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 種植方式2019年,供試材料種植于河北省農(nóng)林科學(xué)院棉花研究所石家莊市小安舍試驗(yàn)站黃萎病病圃。試驗(yàn)采取隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),3次重復(fù),每個(gè)小區(qū)種植3 行,行長7.5 m,行距0.8 m,株距0.3 m,常規(guī)試驗(yàn)管理。

1.2.2 性狀調(diào)查 針對(duì)目前棉花生產(chǎn)中較為關(guān)注的10個(gè)性狀進(jìn)行考查:8—9 月份,調(diào)查株高、果枝數(shù)、單株鈴數(shù)和黃萎病發(fā)病情況,并采用相對(duì)病情指數(shù)(relative disease index,RDI)表示各個(gè)材料的抗病性強(qiáng)弱[21];10月份,每個(gè)小區(qū)選擇正常吐絮單株收取中部棉鈴30 個(gè),用于考查衣分、鈴重,纖維上半部平均長度、斷裂比強(qiáng)度、馬克隆值、伸長率和整齊度委托國家棉花纖維檢驗(yàn)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(河南安陽)進(jìn)行檢測;11月份全部收獲后測產(chǎn)。

以上所有性狀全部采用3個(gè)重復(fù)的平均值。

1.2.3 數(shù)據(jù)整理及軟件分析 通過Microsoft Excel 2007整理試驗(yàn)數(shù)據(jù),采用李晶等[22]的計(jì)算方式計(jì)算遺傳多樣性指數(shù),利用DPS 15.10進(jìn)行性狀相關(guān)分析、性狀主成分分析和系統(tǒng)聚類分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 資源材料的遺傳多樣性分析

表2 為80 份資源材料的遺傳多樣性分析結(jié)果,可以看出,不同性狀的變異系數(shù)范圍為2.59%~30.97%。其中,子棉產(chǎn)量變異系數(shù)最大,為30.97%,變異幅度為401.60~6185.00 kg/hm2,整齊度變異系數(shù)最小,為2.59%。性狀變異系數(shù)由大到小順序?yàn)樽用蕻a(chǎn)量>黃萎病病指>單株鈴數(shù)>鈴重>斷裂比強(qiáng)度>馬克隆值>衣分>上半部平均長度>伸長率>整齊度。從遺傳多樣性指數(shù)來看,單株鈴數(shù)的遺傳多樣性指數(shù)最高,為2.05,整齊度的遺傳多樣性指數(shù)最低,為1.68,遺傳多樣性指數(shù)由大到小順序?yàn)閱沃赈彅?shù)>伸長率>衣分>斷裂比強(qiáng)度>子棉產(chǎn)量>黃萎病病指>馬克隆值>鈴重>上半部平均長度>整齊度。

表2 供試種質(zhì)資源性狀遺傳多樣性分析結(jié)果

2.2 性狀之間的相關(guān)性分析

表3 為80 份資源材料10 個(gè)表型性狀的相關(guān)性分析結(jié)果,可以看出,各性狀之間存在不同程度的相關(guān)性,部分為顯著或極顯著相關(guān)。相關(guān)性達(dá)到顯著水平的性狀組合:單株鈴數(shù)與衣分、子棉產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān);衣分與上半部平均長度呈顯著正相關(guān),與子棉產(chǎn)量、整齊度呈極顯著正相關(guān);鈴重與斷裂比強(qiáng)度呈顯著正相關(guān),與子棉產(chǎn)量、上半部平均長度、整齊度呈極顯著正相關(guān),與馬克隆值呈顯著負(fù)相關(guān);子棉產(chǎn)量與黃萎病病指呈顯著正相關(guān),與上半部平均長度、整齊度呈極顯著正相關(guān),與馬克隆值呈顯著負(fù)相關(guān);上半部平均長度與整齊度、斷裂比強(qiáng)度呈極顯著正相關(guān),與馬克隆值呈極顯著負(fù)相關(guān);整齊度與斷裂比強(qiáng)度呈極顯著正相關(guān),與馬克隆值呈極顯著負(fù)相關(guān);斷裂比強(qiáng)度與馬克隆值呈極顯著負(fù)相關(guān);馬克隆值與黃萎病病指呈極顯著負(fù)相關(guān)。相關(guān)性分析體現(xiàn)了性狀之間的復(fù)雜相互影響,在育種利用價(jià)值評(píng)價(jià)時(shí)應(yīng)綜合分析。

表3 10個(gè)性狀之間的相關(guān)性分析結(jié)果

2.3 資源材料的主成分分析

對(duì)80份資源材料進(jìn)行主成分分析,提取特征值大于1 的4 個(gè)主成分,累積貢獻(xiàn)率為76.893%,包含了調(diào)查性狀的絕大部分信息(表4)。從表中可以看出,第1主成分特征值為3.369,貢獻(xiàn)率為33.693%,其中上半部平均長度特征向量值正值最大(0.488),說明上半部平均長度對(duì)第1主成分影響最大,整齊度(0.465)、子棉產(chǎn)量(0.341)、斷裂比強(qiáng)度(0.333)和鈴重(0.297)的特征向量也相對(duì)較高,馬克隆值特征向量為負(fù)值最大(-0.376)。因此,第1主成分主要與纖維品質(zhì)有關(guān),產(chǎn)量因素也起到較大作用。第2主成分特征值為1.932,貢獻(xiàn)率為19.317%,其中單株鈴數(shù)特征向量值正值最大(0.604),說明單株鈴數(shù)對(duì)第2主成分影響最大,其次是子棉產(chǎn)量(0.508),因此,第2主成分主要與產(chǎn)量性狀有關(guān)。第1主成分和第2主成分可合并作為纖維品質(zhì)和產(chǎn)量因子。第3 主成分特征值為1.344,貢獻(xiàn)率為13.444%,其中黃萎病病指特征向量值負(fù)值最大(-0.703),說明黃萎病病指對(duì)第3主成分影響最大,第3主成分可作為棉花抗病性因子。第4主成分的特征值為1.044,貢獻(xiàn)率10.439%,其中伸長率特征向量值為正值最大(0.928),第4主成分可作為伸長率因子。

表4 供試材料主成分分析前4個(gè)主成分的因子載荷矩陣及特征值描述

參照周紹松[23]的分類方法,將供試棉花資源材料分為4類(圖1):第Ⅰ類,以‘484-19’為代表,位于散點(diǎn)圖的右上角,第1主成分和第2主成分得分均較高,表明產(chǎn)量性狀和纖維品質(zhì)性狀表現(xiàn)協(xié)調(diào)且相對(duì)優(yōu)異;第Ⅱ類,以‘FJA’為代表,位于散點(diǎn)圖的右下角,第1主成分得分高且第2 主成分得分低,主要表現(xiàn)為纖維品質(zhì)相對(duì)優(yōu)異,產(chǎn)量性狀有待改良;第Ⅲ類,以‘遺引479’為代表,位于散點(diǎn)圖的左上角,第1主成分得分低且第2主成分得分高,普遍表現(xiàn)為產(chǎn)量性狀良好,纖維品質(zhì)性狀有待改良;第Ⅳ類,以‘亞洲棉雞腳中棉’(紅莖)為代表,位于散點(diǎn)圖的左下角,第1主成分和第2主成分得分均低,纖維產(chǎn)量和品質(zhì)性狀均表現(xiàn)較差。

圖1 供試材料主成分分析散點(diǎn)圖

2.4 資源材料的系統(tǒng)聚類分析

本研究采用卡方距離-可變類平均法進(jìn)行系統(tǒng)聚類分析。依據(jù)10個(gè)表型性狀在卡方距離D=2.15時(shí),各性狀p值均小于0.05,將80 份種質(zhì)資源劃分為6 個(gè)類群。聚類情況見圖2,各類群的性狀均值見表5。

表5 不同類群10個(gè)性狀的平均值

圖2 80份種質(zhì)資源的聚類結(jié)果

各類群具體分析如下。第Ⅰ類群:包括22份種質(zhì)資源,包括‘土庫曼陸地棉’、‘尼泊爾棉’、‘陜2059’、‘原4401’、‘省試8784’、‘484-19’、‘省區(qū)-23’、‘省區(qū)-7’、‘省 區(qū)-11’、‘97 系’、‘魯 棉研28 號(hào)’、‘冀棉958’、‘BM995’、‘邯棉3006’、‘邯棉3007’、‘晉棉38’、‘中棉所12’、‘冀棉17’、‘庫車T-22’、‘陜2021’、‘中棉所27’、‘冀邯171’。該類群產(chǎn)量性狀優(yōu)異,單株鈴數(shù)17.3,衣分41.24%,子棉產(chǎn)量5316.53 kg/hm2。其中,‘97 系’、‘484-19’、‘省區(qū)-23’、‘冀棉958’、‘晉棉38’的子棉產(chǎn)量均超過5825.09 kg/hm2,其他性狀沒有明顯缺陷,可以直接用于改良現(xiàn)有品種的產(chǎn)量性狀。

第Ⅱ類群:包括30 份種質(zhì)資源,包括‘ISAGL7’、‘遺引112’、‘SA1064B1’、‘ASJ-5’、‘蘇丹棉’、‘Vered171’、‘Acala1517BR’、‘GP295’、‘望江長絨棉’、‘中1138E24’、‘FJA’、‘A93-11’、‘DPL90’、‘山農(nóng)大86-4’、‘H144(735 選)’、‘PD0113’、‘定陶96-1’、‘冀252’、‘魯棉9號(hào)’、‘SD252YH37’、‘魯9554’、‘新陸早25’、‘新陸早50’、‘邯8901’、‘蘇遠(yuǎn)’‘04-114’、‘軍棉1號(hào)’、‘晉91-1154’、‘O8’、‘遺引474’、‘遺引476’。該類群產(chǎn)量、纖維品質(zhì)性狀優(yōu)異,子棉產(chǎn)量超過整體平均值17.87%,斷裂比強(qiáng)度為各類群最高(32.43 cN/tex)。其中,‘山農(nóng)大86-4’、‘邯8901’、‘蘇遠(yuǎn)04-114’的子棉產(chǎn)量均超過5103.69 kg/hm2,超平均值45.88%以上,纖維品質(zhì)均達(dá)到“Ⅱ型”,可以直接用于改良現(xiàn)有品種的產(chǎn)量和品質(zhì)。

第Ⅲ類群:包括9份種質(zhì)資源,包括‘陜1155’、‘冀3早熟系’、‘UK-55’、‘克利夫蘭抗毒4’、‘土耳其棉’、‘帝國棉’、‘甘肅洋花12’、‘脫字棉’、‘新陸中8 號(hào)’。該類群優(yōu)點(diǎn)是鈴大、纖維伸長率高;缺點(diǎn)是抗黃萎病能力差,可用于棉花鈴重、纖維伸長率等方面的改良。

第Ⅳ類群:包括12 份種質(zhì)資源,包括‘遺引479’、‘Acala1517SR2’、‘Deltapine SR383’、‘SP21 松’、‘遺引61’、‘219(烏3×岱16)F10’、‘高密86121’、‘太原02-21’、‘NC-150 COMPATIBLE’、‘朝陽棉1 號(hào)’、‘遼棉9號(hào)(6496)’、‘百棉2 號(hào)’。該類群齡大、衣分高。其中,‘Acala1517SR2’鈴重達(dá)到8.0 g,是典型的大鈴材料,可以用于改良棉花品種的鈴重,間接提高棉花產(chǎn)量;‘遺引61’衣分達(dá)到45.88%,可以用于棉花高衣分品種培育。

第V 類群:包括2 份種質(zhì)資源,包括‘未奴非70’、‘鴨棚棉’。其中,‘未奴非70’的纖維品種優(yōu)異(上半部平均長度34.24 mm,斷裂比強(qiáng)度34.70 cN/tex,馬克隆值4.81),黃萎病病指為0,但是子棉產(chǎn)量僅為1875.2 kg/hm2,難以直接利用,可通過構(gòu)建回交群體、RIL 群體等方式進(jìn)行資源創(chuàng)新、優(yōu)異性狀QTL 定位等研究。

第Ⅵ類群:包括5 份種質(zhì)資源,包括‘浙江白籽’、‘雞腳中棉(綠莖)’、‘南通中棉’、‘雞腳中棉(紅莖)’、‘紹興綠樹’,全部為亞洲棉,產(chǎn)量性狀和纖維品質(zhì)性狀均最差,難以直接應(yīng)用于棉花育種。

3 討論與結(jié)論

本研究考查了80份種質(zhì)資源的10個(gè)性狀,包含產(chǎn)量、纖維品質(zhì)、抗病性3 個(gè)方面。遺傳多樣性分析顯示,4 個(gè)產(chǎn)量性狀變異系數(shù)均大于10%,其中單株鈴數(shù)、鈴重、子棉產(chǎn)量的變異系數(shù)均大于20%,而5 個(gè)纖維品質(zhì)性狀變異系數(shù)最大僅為10.83%,其中上半部平均長度、整齊度、伸長率變異系數(shù)均小于10%,變異程度小,說明纖維品質(zhì)性狀的變異程度低于產(chǎn)量性狀,這與代攀虹等[24]研究結(jié)果一致,不同來源的種質(zhì)資源具有相同的性狀變異規(guī)律,說明纖維品質(zhì)性狀相對(duì)穩(wěn)定,產(chǎn)量性狀可能更易受環(huán)境、氣候等因素的影響。

性狀相關(guān)性分析中,單株鈴數(shù)與衣分、子棉產(chǎn)量,衣分與整齊度,鈴重與子棉產(chǎn)量、上半部平均長度、整齊度,上半部平均長度與斷裂比強(qiáng)度,整齊度與斷裂比強(qiáng)度均呈極顯著正相關(guān),表明單株鈴數(shù)越多,衣分越高,子棉產(chǎn)量越高;衣分越高,整齊度越高;鈴重越重,子棉產(chǎn)量越高,上半部平均長度越高,整齊度越高;上半部平均長度越長,斷裂比強(qiáng)度越大;整齊度越高,斷裂比強(qiáng)度越大。上半部平均長度與馬克隆值,整齊度與馬克隆值,斷裂比強(qiáng)度與馬克隆值;馬克隆值與黃萎病病指均呈極顯著負(fù)相關(guān),表明上半部平均長度越長,馬克隆值越??;整齊度越高,馬克隆值越小;斷裂比強(qiáng)度越大,馬克隆值越小;馬克隆值越大,黃萎病病指越低。以上結(jié)果與李武等[8]、董承光等[10,14]、徐敏等[12]、戴茂華等[13]、代攀虹等[24]、李慧琴等[25]的部分研究結(jié)果一致。分析表明,4個(gè)產(chǎn)量性狀間、4個(gè)纖維品質(zhì)性狀(除伸長率)間以及部分產(chǎn)量性狀與部分纖維品質(zhì)性狀間均表現(xiàn)為極顯著的相互促進(jìn)關(guān)系,說明產(chǎn)量和纖維品質(zhì)存在同步改良的可能;馬克隆值與黃萎病病指的相關(guān)關(guān)系表明,纖維品質(zhì)與黃萎病抗性的改良存在相互制約的可能。

主成分分析是多元統(tǒng)計(jì)分析的重要統(tǒng)計(jì)方法。主成分因子之間相關(guān)性不顯著且容易直觀分析[26]。提取貢獻(xiàn)率達(dá)到76.893%的4個(gè)主成分因子,貢獻(xiàn)率由大到小依次是:棉花纖維品質(zhì)因子>棉花產(chǎn)量因子>棉花抗病性因子>伸長率因子。圖1中,‘484-19’、‘冀棉958’、‘中1138E24’、‘省區(qū)-11’、‘山農(nóng)大86-4’等右上角的資源材料,棉花纖維品質(zhì)和產(chǎn)量因子得分都比較高,可作為首選種質(zhì)資源進(jìn)行改良;同時(shí),前三個(gè)因子貢獻(xiàn)率累積達(dá)到66.454%,該結(jié)果體現(xiàn)了引種時(shí)的主要關(guān)注點(diǎn):首先是纖維品質(zhì)(貢獻(xiàn)率33.693%),其次是產(chǎn)量(貢獻(xiàn)率19.317%)和抗病性(貢獻(xiàn)率13.444%),這與目前棉花育種的主要關(guān)注點(diǎn)[3]是一致的。

系統(tǒng)聚類分析是目前應(yīng)用最廣泛的聚類分析方法,具有數(shù)值特征的變量和樣品即可進(jìn)行系統(tǒng)聚類分析[27]。結(jié)合圖2、表4 和表5,6 個(gè)類群主要從主成分分析中的第1主成分和第2主成分的差異性方面進(jìn)行劃分,同時(shí)也體現(xiàn)出了棉花種質(zhì)資源的地域因素。第Ⅰ類群包含22 份材料,占供試材料的27.5%,其中19 份為黃河流域的已審定品種和參加黃河流域省區(qū)試優(yōu)質(zhì)材料,地域普遍較近;第Ⅱ類群包含30份材料,在地域上分布廣泛;第Ⅰ、第Ⅱ類群都有突出的優(yōu)點(diǎn),沒有明顯的缺點(diǎn),可以直接改良棉花品種。第Ⅲ、第Ⅳ、第V類群優(yōu)缺點(diǎn)明顯,難以直接改良棉花品種,可以通過雜交,輪回選擇等育種方法,結(jié)合分子輔助選擇技術(shù),聚合優(yōu)異性狀進(jìn)行新品種培育。第Ⅵ類群中,‘雞腳中棉(紅莖)’和‘雞腳中棉(綠莖)’親緣關(guān)系相近,但從田間表現(xiàn)來看,2個(gè)材料在莖稈顏色上存在明顯差異(紅與綠),可作為研究莖桿顏色的材料加以利用。

前人在種質(zhì)資源評(píng)價(jià)中,普遍將主成分分析[23]和聚類分析[13-14]單獨(dú)分析討論,進(jìn)而篩選出符合要求的親本材料。董靈艷等[11]提出了主成分分析和聚類分析相結(jié)合的觀點(diǎn),但未見具體報(bào)道。本研究將主成分分析散點(diǎn)圖中的第I 類群和聚類分析的第Ⅰ、第Ⅱ類群取交集,獲得25份資源材料:‘陜2059’、‘原4401’、‘484-19’、‘省區(qū)-23’、‘省區(qū)-7’、‘省區(qū)-11’、‘97 系’、‘冀棉958’、‘BM995’、‘邯棉3006’、‘邯棉3007’、‘晉棉38’、‘中棉所12’、‘陜2021’、‘冀邯171’、‘中1138E24’、‘DPL90’、‘山農(nóng)大86-4’、‘PD0113’、‘定陶96-1’、‘冀252’、‘魯棉9號(hào)’、‘SD252YH37’、‘新陸早50’、‘軍棉1號(hào)’,以上材料在2種分析方法中均被劃分到高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)類群,同時(shí)結(jié)合遺傳多樣性分析和性狀相關(guān)性分析,結(jié)果更加客觀、準(zhǔn)確。

主成分分析散點(diǎn)圖和聚類分析相結(jié)合的分析方法并非在任何情況下都適用。首先,主成分因子與育種目標(biāo)性狀不一致時(shí)不可用;其次,聚類分析未將含有育種目標(biāo)性狀的種質(zhì)資源劃分在同一類群時(shí)不可用;第三,主成分分析散點(diǎn)圖劃分的優(yōu)勢類群和聚類分析的優(yōu)勢類群沒有交集時(shí)不可用。此外,僅僅基于表型的資源評(píng)價(jià)容易受環(huán)境等外在因素的影響,難以做到精準(zhǔn)評(píng)價(jià)。今后可將分子標(biāo)記等現(xiàn)代生物技術(shù)手段與常規(guī)方法結(jié)合進(jìn)行資源評(píng)價(jià)[28-30],可更加精準(zhǔn)的評(píng)價(jià)種質(zhì)資源的育種利用價(jià)值,為種質(zhì)資源利用提供有益信息。

綜上所述,本研究中80份資源具有豐富的遺傳多樣性,尤其在單株鈴數(shù)、鈴重、子棉產(chǎn)量等產(chǎn)量性狀尤為突出,為棉花產(chǎn)量改良提供了豐富的資源;產(chǎn)量性狀和纖維品質(zhì)性狀有望同步改良,纖維品質(zhì)性狀與黃萎病抗性的改良存在相互制約的可能;篩選出可用作棉花育種親本的25份高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)資源材料。

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