不同生態(tài)環(huán)境條件下棉花“三桃”性狀與皮棉產(chǎn)量的關(guān)系

徐新娟+宋麗+馮國(guó)禮+艾尼江

doi：10.15889/j.issn.1002-1302.2017.13.020[HT9.]

摘要：以172份陸地棉骨干品種（系）為材料，在黃河流域棉區(qū)的河南新鄉(xiāng)和西北內(nèi)陸棉區(qū)的新疆石河子2個(gè)不同的生態(tài)環(huán)境下，對(duì)棉花“三桃”（伏前桃、伏桃、秋桃）性狀與皮棉產(chǎn)量進(jìn)行了相關(guān)、通徑和回歸分析。結(jié)果表明，不同環(huán)境條件下“三桃”性狀與皮棉產(chǎn)量的相關(guān)程度存在差別。河南新鄉(xiāng)伏桃、秋桃與皮棉產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)，伏前桃與皮棉產(chǎn)量呈顯著負(fù)相關(guān)；新疆石河子伏桃與皮棉產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)，伏前桃、秋桃與皮棉產(chǎn)量呈微弱正相關(guān)。不同環(huán)境條件下“三桃”性狀對(duì)皮棉產(chǎn)量的貢獻(xiàn)不盡一致。2個(gè)生態(tài)環(huán)境中伏桃對(duì)皮棉產(chǎn)量的正向直接作用均最大，伏前桃對(duì)皮棉產(chǎn)量均為正向直接作用，但差別較大，秋桃對(duì)皮棉產(chǎn)量的作用最小。回歸分析進(jìn)一步明確了河南新鄉(xiāng)可以通過(guò)增加伏桃提高皮棉產(chǎn)量，新疆石河子可以通過(guò)增加伏桃和伏前桃提高皮棉產(chǎn)量。研究結(jié)果為協(xié)調(diào)棉花早熟性與產(chǎn)量之間的關(guān)系，指導(dǎo)棉花生態(tài)穿梭育種提供了理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：棉花；“三桃”；皮棉產(chǎn)量；相關(guān)分析；通徑分析；回歸分析

中圖分類號(hào)： S562.03文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A[HK]

文章編號(hào)：1002-1302（2017）13-0073-03[HS）][HT9.SS]

收稿日期：2017-02-10

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金（編號(hào)：31371677）；新疆建設(shè)兵團(tuán)博士專項(xiàng)基金（編號(hào)：2012BB003）。

作者簡(jiǎn)介：徐新娟（1979—），女，河南漯河人，碩士，實(shí)驗(yàn)師，主要從事植物生理生態(tài)研究。E-mail：xinjuan_xu@163.com。

通信作者：艾尼江，博士，研究員，主要從事棉花遺傳育種研究。E-mail：anjmmt@126.com。

[ZK）]

棉花“三桃”是指伏前桃、伏桃和秋桃，是棉花早熟高產(chǎn)的重要指標(biāo)[1]。伏前桃是棉株下部幾個(gè)果枝所結(jié)的早桃，伏前桃多一般表示棉花早發(fā)[2-3]；伏桃是棉株中部的棉桃，處于棉花最佳結(jié)鈴期，鈴多而大、纖維品質(zhì)好，是棉花早熟高產(chǎn)的主體桃[2，4]；秋桃成熟稍晚，但結(jié)住秋桃是棉花早熟不早衰的表現(xiàn)，棉花要高產(chǎn)仍需要一定比例的秋桃[5]。伏前桃、伏桃和秋桃之和即單株鈴數(shù)，是棉花重要的產(chǎn)量構(gòu)成因素，對(duì)產(chǎn)量的直接通徑效應(yīng)最大[6-8]；同時(shí)，“三桃”的消長(zhǎng)對(duì)產(chǎn)量形成也有重要影響[9]，因此，對(duì)棉花“三桃”性狀與產(chǎn)量間關(guān)系的研究十分必要。

棉花“三桃”性狀與產(chǎn)量間關(guān)系的研究已有較多報(bào)道。劉書梅等以鄭州為試驗(yàn)點(diǎn)，以8個(gè)陸地棉品種（系）為材料研究了棉花“三桃”之間的相關(guān)關(guān)系，研究結(jié)果表明，伏前桃與伏桃、伏前桃與秋桃間沒(méi)呈顯著相關(guān)關(guān)系[10]，而秋桃和伏桃間有極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。李胄等以陜西為試驗(yàn)點(diǎn)、以9個(gè)陸地棉品種（系）為材料，研究了棉花“三桃”性狀與皮棉產(chǎn)量的關(guān)系，相關(guān)分析表明，棉花“三桃”之間均呈正相關(guān)。伏前桃與皮棉產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān)，秋桃、伏桃與皮棉產(chǎn)量呈正相關(guān)。通徑分析表明，伏前桃和秋桃可對(duì)皮棉產(chǎn)量直接選擇，伏桃則不能直接選擇[11]。李蔚等通過(guò)對(duì)黃岡市近20年來(lái)的棉花“三桃”及產(chǎn)量的統(tǒng)計(jì)分析，認(rèn)為“三桃”中的秋桃與產(chǎn)量的關(guān)系最為密切，對(duì)產(chǎn)量的作用最大，其次是伏桃，伏前桃最小，從而揭示了秋桃在提高鄂東棉區(qū)棉花產(chǎn)量中的地位，并提出了爭(zhēng)結(jié)秋桃的技術(shù)措施[5]。前人研究結(jié)果，由于不同研究選用的試驗(yàn)材料和生態(tài)環(huán)境的差別，致使研究結(jié)果不盡一致。為探討不同生態(tài)環(huán)境下棉花“三桃”與皮棉產(chǎn)量的關(guān)系，本研究以172份陸地棉骨干品種（系）為材料，在黃河流域棉區(qū)和西北內(nèi)陸棉區(qū)2個(gè)不同的生態(tài)環(huán)境下，對(duì)棉花“三桃”性狀及與皮棉產(chǎn)量進(jìn)行了相關(guān)、通徑和回歸分析，以期為棉花的生態(tài)穿梭育種提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料為我國(guó)近年育成或引進(jìn)的來(lái)自黃河流域、長(zhǎng)江流域、西北內(nèi)陸和北部特早熟四大棉區(qū)的172份陸地棉骨干品種（系）（表1）。所有材料均經(jīng)過(guò)多代自交。

1.2田間種植和性狀考查

分別于2012、2013年將所有材料種植在2個(gè)不同的棉花生態(tài)區(qū)：分別為黃河流域棉區(qū)的河南新鄉(xiāng)，西北內(nèi)陸棉區(qū)的新疆石河子。隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，單行區(qū)，2次重復(fù)。由于2個(gè)棉區(qū)不同的生態(tài)環(huán)境和耕作制度，新鄉(xiāng)點(diǎn)每行種植14～16株，行長(zhǎng)5.0 m，行距1.0 m；石河子每行種植38～40株，行長(zhǎng)5 m，行距0.45 m。按當(dāng)?shù)卮筇锍Ｒ?guī)管理。對(duì)2年2點(diǎn)172個(gè)材料，每行分別考查伏前桃、伏桃和秋桃。由于黃河流域棉區(qū)無(wú)霜期較長(zhǎng)，西北內(nèi)陸棉區(qū)的無(wú)霜期較短，因此，根據(jù)業(yè)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)[4，9]，河南新鄉(xiāng)點(diǎn)的伏前桃為7月15日前調(diào)查的成鈴數(shù)，伏桃為7月16日至8月15日調(diào)查的成鈴數(shù)，秋桃為8月16日至9月15日調(diào)查的成鈴數(shù)；石河子點(diǎn)的伏前桃為7月15日前[CM（25]調(diào)查的成鈴數(shù)，伏桃為7月16日至8月10日調(diào)查的成鈴數(shù)，秋桃為8月11日至9月10日調(diào)查的成鈴數(shù)。棉花單株收獲皮棉產(chǎn)量。對(duì)2個(gè)不同的生態(tài)環(huán)境，將2年2重復(fù)每個(gè)材料性狀的平均值作為該材料性狀的最終表型值。

1.3數(shù)據(jù)分析

利用Excel 2007進(jìn)行性狀的描述統(tǒng)計(jì)分析，利用SPSS 13.0進(jìn)行性狀的相關(guān)、通徑和回歸分析。

2結(jié)果與分析

2.1不同生態(tài)環(huán)境條件下棉花“三桃”性狀和皮棉產(chǎn)量

對(duì)不同環(huán)境條件下棉花“三桃”性狀和皮棉產(chǎn)量進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)描述，從表2可以看出，2個(gè)生態(tài)環(huán)境條件下棉花“三桃”性狀都有一定的變幅，變幅大小因性狀而異。河南新鄉(xiāng)各性狀按變異系數(shù)大小排列為：秋桃為57.04%，伏前桃為3038%，伏桃為25.81%，皮棉產(chǎn)量為29.93%；新疆石河子各性狀按變異系數(shù)大小排列為：秋桃為75.03%，伏前桃為61.75%，伏桃為21.09%，皮棉產(chǎn)量為20.00%。表明2個(gè)生態(tài)環(huán)境條件下各性狀在材料間均存在較大變異，其中，秋桃在不同材料間變異最大，其次為伏前桃?！叭摇毙誀詈推っ蕻a(chǎn)量的變異系數(shù)在2個(gè)生態(tài)環(huán)境間存在較大差異，表明“三桃”性狀和產(chǎn)量性狀存在較大的地域性差異，受環(huán)境影響較大，其中伏前桃在2個(gè)生態(tài)環(huán)境間差異最大，秋桃次之，伏桃和皮棉產(chǎn)量差異最小。endprint

2.2不同生態(tài)環(huán)境條件下“三桃”性狀和皮棉產(chǎn)量的相關(guān)分析[HT]

不同生態(tài)環(huán)境條件下“三桃”性狀和皮棉產(chǎn)量的相關(guān)分析結(jié)果見表3。“三桃”性狀在2個(gè)生態(tài)環(huán)境中的相關(guān)程度基本一致。伏前桃與伏桃在2個(gè)環(huán)境中均呈極顯著負(fù)相關(guān)，伏桃與秋桃在2個(gè)環(huán)境中均呈極顯著正相關(guān)，伏前桃與秋桃在2個(gè)環(huán)境中呈顯著或極顯著負(fù)相關(guān)?！叭摇毙誀钆c皮棉產(chǎn)量在2個(gè)環(huán)境中的相關(guān)程度存在差別。河南新鄉(xiāng)伏桃、秋桃與皮棉產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)，伏前桃與皮棉產(chǎn)量呈顯著負(fù)相關(guān)；新疆石河子“三桃”性狀與皮棉產(chǎn)量均呈正相關(guān)，但伏桃與皮棉產(chǎn)量的相關(guān)達(dá)極顯著水平，伏前桃和秋桃與皮棉產(chǎn)量的相關(guān)不顯著。

[HTK]2.3不同生態(tài)環(huán)境條件下“三桃”性狀對(duì)皮棉產(chǎn)量的通徑分析[HT]

相關(guān)分析只反映了性狀間的相互關(guān)系，并不能準(zhǔn)確說(shuō)明各性狀對(duì)某一特定性狀的貢獻(xiàn)大小。通徑分析可將性狀間的相關(guān)系數(shù)分解為直接通徑系數(shù)和間接通徑系數(shù)，從而反映某一自變量對(duì)因變量的直接貢獻(xiàn)和間接貢獻(xiàn)[12]。為此，進(jìn)一步對(duì)“三桃”性狀與皮棉產(chǎn)量進(jìn)行了通徑分析，分析結(jié)果見表4。

從表4可以看出，2個(gè)生態(tài)環(huán)境中“三桃”性狀對(duì)皮棉產(chǎn)量的直接通徑系數(shù)按大小排序均依次為伏桃、伏前桃、秋桃，但不同生態(tài)環(huán)境下不同性狀對(duì)皮棉產(chǎn)量的貢獻(xiàn)存在差異。伏前桃在河南新鄉(xiāng)對(duì)皮棉產(chǎn)量有正向直接作用（0.091），但通過(guò)伏桃（-0.237）和秋桃（-0.015）對(duì)皮棉產(chǎn)量均有負(fù)向間接作用；在新疆石河子對(duì)皮棉產(chǎn)量有正向直接作用（0.338），同時(shí)可通過(guò)秋桃（0.030）對(duì)皮棉產(chǎn)量有正向間接作用。伏桃在河南新鄉(xiāng)對(duì)皮棉產(chǎn)量有正向直接作用（0.652），同時(shí)可通過(guò)秋桃（0.024）對(duì)皮棉產(chǎn)量有正向間接作用；在新疆石河子對(duì)皮棉產(chǎn)量有正向直接作用（0.643），但通過(guò)伏前桃（-0.160）和秋桃（-0.026）對(duì)皮棉產(chǎn)量均有負(fù)向間接作用。秋桃在河南新鄉(xiāng)對(duì)皮棉產(chǎn)量有正向直接作用（0.089），同時(shí)可通過(guò)伏桃（0.175）對(duì)皮棉產(chǎn)量有正向間接作用；在新疆石河子中對(duì)皮棉產(chǎn)量有負(fù)向直接作用（-0.167），但可通過(guò)伏桃（0.267）對(duì)皮棉產(chǎn)量有正向間接作用。

2.4不同生態(tài)環(huán)境條件下“三桃”性狀對(duì)皮棉產(chǎn)量的回歸分析

為進(jìn)一步明確棉花產(chǎn)量育種時(shí)“三桃”性狀的選擇方向，以皮棉產(chǎn)量為依變量（Y），伏前桃（X1）、伏桃（X2）和秋桃（X3）為自變量，進(jìn)行多元逐步回歸。分析結(jié)果，在河南新鄉(xiāng)伏桃對(duì)皮棉產(chǎn)量有正向顯著影響，回歸方程為Y=6.73+154X2，R2=0.410（P<0.01）；新疆石河子伏前桃和伏桃對(duì)皮棉產(chǎn)量有正向顯著影響，回歸方程為Y=5.63+2.09X1+1.86X2，R2=0.28（P<0.01）。

3結(jié)論與討論

相關(guān)分析結(jié)果，2個(gè)生態(tài)環(huán)境條件下“三桃”性狀間的相關(guān)程度基本一致，伏桃與秋桃均呈極顯著正相關(guān)，伏前桃與伏桃、伏前桃與秋桃均呈顯著或極顯著負(fù)相關(guān)，表明不同生態(tài)環(huán)境中“三桃”性狀間的相關(guān)關(guān)系較為穩(wěn)定。本結(jié)論與劉書梅等的研究結(jié)果[10-11]不盡一致，可能與供試材料及試驗(yàn)地點(diǎn)不同有關(guān)。“三桃”性狀與皮棉產(chǎn)量的相關(guān)在2個(gè)不同生態(tài)環(huán)境中表現(xiàn)存在差別。河南新鄉(xiāng)伏桃、秋桃與皮棉產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)，伏前桃與皮棉產(chǎn)量呈顯著負(fù)相關(guān)，本結(jié)論與李蔚等的研究結(jié)果[5，11]基本一致。新疆石河子“三桃”性狀與皮棉產(chǎn)量均呈正相關(guān)，但僅伏桃與皮棉產(chǎn)量的相關(guān)達(dá)顯著水平。研究結(jié)果表明，不同生態(tài)環(huán)境對(duì)“三桃”性狀間的相關(guān)影響不大，而對(duì)“三桃”性狀與皮棉產(chǎn)量的相關(guān)有較大影響。

針對(duì)不同的生態(tài)環(huán)境，對(duì)某一性狀的選擇既要考慮其對(duì)目標(biāo)性狀產(chǎn)生的直接效應(yīng)，又要考慮其通過(guò)其他性狀對(duì)目標(biāo)性狀產(chǎn)生的間接效應(yīng)，即要考慮綜合效果[13]。本研究通徑分析結(jié)果，伏桃在2個(gè)不同生態(tài)環(huán)境中與皮棉產(chǎn)量的正向直接作用均最大，伏桃通過(guò)伏前桃以及伏桃通過(guò)伏前桃和秋桃對(duì)皮棉產(chǎn)量的負(fù)向間接作用均較小，僅抵消了小部分正效應(yīng)，因此，增加伏桃是提高棉花產(chǎn)量的主攻因素。伏前桃在河南新鄉(xiāng)對(duì)皮棉產(chǎn)量的正向直接作用較小，且通過(guò)伏桃和秋桃有較大的負(fù)向間接作用，因此，該環(huán)境中進(jìn)行棉花育種時(shí)應(yīng)合理控制伏前桃的數(shù)量，協(xié)調(diào)好伏前桃與伏桃和秋桃的關(guān)系；在新疆石河子伏前桃對(duì)皮棉產(chǎn)量的正向直接作用較大，雖通過(guò)伏桃對(duì)皮棉產(chǎn)量的負(fù)向間接作用抵消了一部分正效應(yīng)，但可通過(guò)秋桃對(duì)皮棉產(chǎn)量有正向間接作用，因此，該環(huán)境中對(duì)伏前桃的選擇應(yīng)在保持一定數(shù)量伏桃的前提下方能提高效率。秋桃在2個(gè)不同生態(tài)環(huán)境中對(duì)皮棉產(chǎn)量的正向直接作用和正向間接作用均較小，因此增加秋桃可作為提高棉花產(chǎn)量的一個(gè)次要因素，應(yīng)適當(dāng)放寬對(duì)秋桃的選擇。不同生態(tài)環(huán)境下伏前桃、伏桃和秋桃對(duì)皮棉產(chǎn)量的貢獻(xiàn)不盡一致，在棉花育種中要因具體環(huán)境區(qū)別對(duì)待。通過(guò)建立回歸方程，進(jìn)一步明確了棉花育種的主攻方向，在河南新鄉(xiāng)可以通過(guò)增加伏桃提高皮棉產(chǎn)量，新疆石河子可以通過(guò)增加伏桃和伏前桃提高皮棉產(chǎn)量。早熟和高產(chǎn)是當(dāng)前棉花育種的重要目標(biāo)，然而棉花的早熟與產(chǎn)量之間呈顯著負(fù)相關(guān)[14]。本研究結(jié)果對(duì)協(xié)調(diào)棉花早熟性與產(chǎn)量之間的關(guān)系，指導(dǎo)棉花生態(tài)穿梭育種提供了理論依據(jù)。

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