棉花不同世代育種群體的選擇效果?

陳充華 郭小平

摘要：本研究以湖北省審定的優(yōu)良雜交棉品種KBQS01（F1）為基礎(chǔ)材料，自然授粉收獲得到F2群體，然后通過混選混收，衍生出F3～F5等不同世代的育種群體。對(duì)4個(gè)不同世代的育種群體，分別進(jìn)行優(yōu)株選擇和隨機(jī)選擇，衍生出兩種類型的后代株行。2012年采用拉丁方試驗(yàn)設(shè)計(jì)，對(duì)F2～F5 等不同世代群體進(jìn)行產(chǎn)量及主要性狀比較，結(jié)果表明混選混收的不同世代群體間產(chǎn)量差異不顯著。2013年對(duì)兩種方法選擇的后代株行，按間比法進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果表明優(yōu)株選擇對(duì)提高衣分、皮棉產(chǎn)量、改良纖維品質(zhì)和降低株高等方面有積極作用，而且優(yōu)株選擇株行間仍保持較大變異性。株高、衣分和上半部平均長(zhǎng)度等性狀適宜在早期世代進(jìn)行選擇，皮棉產(chǎn)量、果枝數(shù)、單株結(jié)鈴數(shù)、單鈴重和馬克隆值等性狀適宜在高世代進(jìn)行選擇。

關(guān)鍵詞：棉花；育種群體；選擇；不同世代

中圖分類號(hào)： S562.035 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：2095-3143（2016）03-0003-05

DOI：10.3969/j.issn.2095-3143.2016.03.001

0 引言

高產(chǎn)是農(nóng)作物育種的永恒目標(biāo)，通過育種方法的改進(jìn)，挖掘優(yōu)良品種的增產(chǎn)潛力，是提高農(nóng)作物單產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)有效的方法[1]。不同的育種方法對(duì)育成品種的遺傳多樣性有重要影響[2]。國內(nèi)外學(xué)者對(duì)棉花育種方法有過一些研究，如通過雜種后代品系間的互交，可以增加有利基因累加 [3]；在雜種分離世代中選擇表現(xiàn)型兩個(gè)極端的個(gè)體進(jìn)行相互雜交，可以打破明顯的互斥連鎖，從而釋放出潛在的變異性[4]；采用不同回交品系進(jìn)行再雜交聚合，能創(chuàng)造出更多的交換重組機(jī)會(huì)[5]；采用混交打破連鎖，增加理想重組體的出現(xiàn)幾率[6]。為了提高育種選擇效率，擴(kuò)大遺傳變異幅度，綜合各種農(nóng)作物雜種后代的處理方式，結(jié)合棉花自身的特性，作者通過混選混收法構(gòu)建不同世代育種群體，研究主要農(nóng)藝性狀在不同世代群體的選擇效果和遺傳變異，為棉花育種后代的選擇方法提供理論指導(dǎo)。

1材料和方法

1.1試驗(yàn)材料

1.1.1 四個(gè)不同世代選種群體的形成 以湖北省審定的雜交棉品種KBQS01（F1）為基礎(chǔ)材料，自然授粉獲得F2選種群體（群體①），然后采用混選混收方法，衍生出F3到F5世代的選種群體（即群體②、群體③、群體④ ）。

1.1.2不同世代選種群體優(yōu)株選擇及后代株行的形成 2012年種植雜交棉品種KBQS01的4個(gè)不同世代的群體各30行，按照系譜法選種的要求，選擇株型較好、單株結(jié)鈴性較多、鈴大小適中、吐絮較好和手測(cè)纖維品質(zhì)符合要求的單株。每個(gè)群體選擇優(yōu)良單株20個(gè)，每個(gè)單株收取棉鈴7～8個(gè)。

1.1.3不同世代選種群體隨機(jī)選擇單株及后代株行的形成 2012年在雜交棉品種KBQS01的4個(gè)不同世代的群體中，同時(shí)隨機(jī)選取30個(gè)單株，每個(gè)單株收獲棉鈴7～8個(gè)。

1.2試驗(yàn)方法

1.2.1不同世代選種群體的比較試驗(yàn) 2012年對(duì)雜交棉品種KBQS01的4個(gè)不同世代群體進(jìn)行4×4拉丁方比較試驗(yàn)，每個(gè)小區(qū)種植4行，行長(zhǎng)6.0 m，行距0.9 m，株距0.43 m。

1.2.2不同世代群體單株衍生株行的比較試驗(yàn) 2013年從雜交棉品種KBQS01的4個(gè)不同世代群體中，隨機(jī)選擇的4×30個(gè)單株和優(yōu)株選擇的4×20個(gè)單株，分別采用單行區(qū)，兩次重復(fù)，進(jìn)行株行間比試驗(yàn)。

1.3田間試驗(yàn)性狀的調(diào)查

1.3.1產(chǎn)量及農(nóng)藝性狀的調(diào)查 在拉丁方比較試驗(yàn)中，9月中旬對(duì)每個(gè)小區(qū)去除每行頭尾各2株，隨機(jī)抽取15株，調(diào)查單株結(jié)鈴數(shù)、果枝數(shù)及株高等指標(biāo)。10月上旬在每個(gè)小區(qū)收取50朵考種花，通過室內(nèi)考種，測(cè)定出單鈴重、衣分等產(chǎn)量指標(biāo)。實(shí)收每個(gè)小區(qū)的全部籽棉，獲得實(shí)收籽棉產(chǎn)量，通過考種衣分估算出皮棉產(chǎn)量。

株行比較試中，9月中旬對(duì)每個(gè)株行的全部單株，調(diào)查單株結(jié)鈴數(shù)、果枝數(shù)及株高。10月上旬收取考種花，每個(gè)株行收取20鈴，考種獲取衣分、單鈴重等性狀。

1.3.2纖維品質(zhì)性狀的測(cè)定 稱取混合均勻的纖維樣品10～15 g，由農(nóng)業(yè)部棉花品質(zhì)監(jiān)督檢測(cè)中心檢測(cè)纖維上半部長(zhǎng)度、馬克隆值和比強(qiáng)度等指標(biāo)。

1.4試驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法

采用 SPSS16.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，計(jì)算株行比較試驗(yàn)中各性狀的遺傳方差及在不同世代的廣義遺傳力[7]。

2結(jié)果與分析

2.1不同世代育種群體的差異

2012年對(duì)雜交棉KBQS01的4個(gè)不同世代育種群體進(jìn)行比較試驗(yàn)，結(jié)果見表1?？傮w上看，高世代群體的皮棉產(chǎn)量要略高于其低世代群體，但增幅較小，統(tǒng)計(jì)分析表明不同世代育種群體間的產(chǎn)量差異不顯著。鈴重、上半部平均長(zhǎng)度、馬克隆值3個(gè)性狀表現(xiàn)為F5世代顯著高于F2世代，斷裂比強(qiáng)度F5世代顯著高于F3、F4世代。說明混選混收對(duì)育種群體產(chǎn)量的改良沒有效果，但對(duì)纖維品質(zhì)和和鈴重性狀的改良有一定作用。

2.2不同世代育種群體后代株行間的變異

對(duì)不同世代育種群體形成株行的主要性狀統(tǒng)計(jì)分析見表2。從中看出，皮棉產(chǎn)量表現(xiàn)為高世代株行高于低世代株行，采用優(yōu)株選擇的株行在各個(gè)世代均高于隨機(jī)選擇單株后代的株行。皮棉產(chǎn)量、株高、單株鈴數(shù)、單鈴重、上半部平均長(zhǎng)度、馬克隆值和斷裂比強(qiáng)度等性狀，優(yōu)株選擇株行內(nèi)的變異系數(shù)大于隨機(jī)選單株后代的株行，說明皮棉產(chǎn)量在高世代群體選擇的效果好于低世代群體，優(yōu)株選擇方法是有效的；同時(shí)高世代群體的優(yōu)株選擇，保持有較大的變異，仍然具有繼續(xù)改良的潛力。

優(yōu)選單株后代株行的皮棉產(chǎn)量、株高、衣分、纖維上半部平均長(zhǎng)度和斷裂比強(qiáng)度等5個(gè)性狀各個(gè)世代的平均值均高于隨機(jī)選擇單株后代的株行，馬克隆值則表現(xiàn)相反，說明優(yōu)選對(duì)降低株高、提高衣分和皮棉產(chǎn)量以及改良纖維品質(zhì)有積極作用，但對(duì)果枝數(shù)和單鈴重的影響不大。

2.3 不同世代群體主要性狀的遺傳力分析

不同世代群體間產(chǎn)量及主要性狀的廣義遺傳力見表3。從中看出：株高、衣分和上半部平均長(zhǎng)度3個(gè)性狀的廣義遺傳力普遍較大，這些性狀適宜在早期世代進(jìn)行選擇；皮棉產(chǎn)量、果枝數(shù)、單株結(jié)鈴數(shù)、單鈴重、馬克隆值等性狀在高世代（F4：5、F5：6）的廣義遺傳力大于低世代（F2：3、F3：4），說明對(duì)這5個(gè)性狀在高世代選擇效果較好。

3 結(jié)論與討論

本研究中混選混收的高世代F4、F5群體的產(chǎn)量略高于低世代的F2群體的產(chǎn)量，但差異并不顯著，而馬家璋，等[6]對(duì)采用混選混交方法進(jìn)行研究，結(jié)果是皮棉表現(xiàn)為第2輪育種群體優(yōu)于第1輪育種群體，接近顯著水平；其原因應(yīng)該是單純混選后代的雜合度降低，而群體單株間混交會(huì)維持較高的雜合度。

棉花育種群體的單株混選混收，對(duì)直接提高育種群體產(chǎn)量沒有效果，但對(duì)改善鈴重和纖維長(zhǎng)度等有一定效果。在育種群體中進(jìn)行優(yōu)株選擇的效果明顯優(yōu)于隨機(jī)選擇，說明優(yōu)株選擇是有效的。衣分、纖維長(zhǎng)度和株高的遺傳力較大，可在低世代群體選擇，對(duì)育種群體中進(jìn)行優(yōu)株選擇有良好效果，單株結(jié)鈴數(shù)、果枝數(shù)、纖維比強(qiáng)度應(yīng)在高世代群體選擇。

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