新疆海島棉主要育成品種性狀特征與系譜來源分析

孔 杰，王為然，朱家輝，洪 梅，徐海江，張延輝，楊 靜，寧新民，阿里甫·艾爾西，華金平

(1.中國農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，北京 100193；2.新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所，烏魯木齊 830091；3.巴州農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，新疆庫爾勒 841000；4.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，烏魯木齊 830052)

0 引 言

【研究意義】新疆自1953年成功引種海島棉以來，種植區(qū)域主要集中在阿克蘇、巴音郭楞州、喀什、吐魯番等地[1]，目前是我國唯一的長絨海島棉產(chǎn)區(qū)[2]，年種植面積在10×104hm2左右。到2018年初，新疆共育成海島棉品種68個，較好滿足了不同時期生產(chǎn)對品種的需求。研究65年來的主要品種的性狀演變和系譜來源，呈現(xiàn)不同時期的育種目標(biāo)變化及實現(xiàn)途徑，對針對性開展育種和資源利用均具有重要意義。【前人研究進(jìn)展】新疆海島棉育種工作經(jīng)歷了早期的引種馴化、系統(tǒng)篩選，到雜交育種、轉(zhuǎn)基因育種等大致四個階段[1]，關(guān)于新疆海島棉性狀表現(xiàn)，普遍認(rèn)為新疆海島棉普遍具有長、細(xì)、強等特點[3]，但也同時存在著鈴重、衣分較低，品質(zhì)類型相對單一的不利因素，主體絨長多為36.5～37.0 mm，比強度多在42.0 cN/tex左右，抗枯萎病能力較弱[4]，而在2010年之后，不斷有超優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、強抗病品種被培育出來的報道，纖維長度接近40 mm，比強度大幅提升，產(chǎn)量也有較好表現(xiàn)[5,6]，這和過去傳統(tǒng)的研究結(jié)論差別較大。關(guān)于海島棉的系譜，已有學(xué)者對早期育成的品種進(jìn)行了研究報道，認(rèn)為中國新疆海島棉骨干親本主要來源于前蘇聯(lián)地區(qū)的幾個少數(shù)品種，遺傳基礎(chǔ)較為狹窄，性狀表現(xiàn)整體變化不大[2,7]，多樣性不太豐富[8]。也有學(xué)者提出了不同的觀點，認(rèn)為中國新疆海島棉育成品種具有較豐富的遺傳基礎(chǔ)、種質(zhì)資源的遺傳多樣性較高[9]，性狀間的變異系數(shù)較大[10]。目前的育種手段和資源交流相比過去有了較快發(fā)展，育成品種的數(shù)量和質(zhì)量增加迅速?！颈狙芯壳腥朦c】在育種演進(jìn)過程中，特別是近10a來，不同時期和不同地域育成品種發(fā)生了哪些變化，主推品種有何共性特點、和系譜來源關(guān)系如何，是非常值得研究的問題。研究新疆海島棉育成品種的性狀表現(xiàn)?！緮M解決的關(guān)鍵問題】從性狀的表現(xiàn)結(jié)合系譜來源兩個方面，研究新疆海島棉育成品種的遺傳基礎(chǔ)問題。

1 材料與方法

1.1 材 料

所采用的試驗材料取自于1959～2017年收集的新疆自治區(qū)各培育單位的品種，共68份。來源于吐魯番、巴音郭楞蒙古自治州，阿克蘇、喀什四地。

表1 研究材料
Table1 List of materials

品種Variety地區(qū)Region品種Variety地區(qū)Region品種Variety地區(qū)Region品種Variety地區(qū)Region新海棉72-69吐海1號吐海2號新海2號新海4號新海5號新海9號新海19號新海6號新海7號新海8號新海11號新海12號新海16號新海20號新海22號吐魯番Turpan巴州Bayingolin Mongol Autonomous Prefecture新海24號新海26號新海30號新海35號新海39號新海43號新海45號新海47號新海53號新海55號新海56號新海57號新海58號新海59號新海61號勝利1號軍海1號巴州Bayingolin Mongol Autonomous Prefecture阿克蘇Aksu新海10號新海13號新海14號新海15號新海17號新海18號新海21號新海23號新海25號新海27號新海28號新海29號新海31號新海32號新海34號新海36號新海37號阿克蘇Aksu新海38號新海40號新海41號新海42號新海44號新海46號新海48號新海49號新海51號新海52號新海54號新海60號新海62號新海63號新海3號新海33號新海50號阿克蘇Aksu喀什Kashi

1.2 方 法

1.2.1 試驗設(shè)計

2013～2016年，將其中的58份試驗材料種植在新疆庫爾勒市(86.08°E， 41.68°N)，3膜式鋪膜機(jī)鋪膜，人工膜上點播，每份材料4行區(qū)種植，行距(70+15+50+15) cm，株距10.0 cm，行長4 m，3次重復(fù)，隨機(jī)排列。

生育期間調(diào)查苗期(d)，蕾期(d)、花鈴期(d)的持續(xù)的時間、計算出全生育期(d)；性狀調(diào)查始果枝節(jié)位、株高(cm),果枝數(shù)、單株鈴數(shù)室內(nèi)每重復(fù)收取植株中部完全吐絮鈴50個考種，測單鈴重(g)、子指(g)、衣分(%)；纖維品質(zhì)測比強度(cN/tex)、整齊度(%)、馬克隆值、上半部平均長度，纖維黃度。苗期調(diào)查枯萎病發(fā)病率(%)。

1.2.2 果枝類型調(diào)查

果枝類型參照杜雄明[11]方法進(jìn)行。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用地圖慧2.1.9進(jìn)行地圖制作，利用origin方差分析和作圖分析，計算變異系數(shù)(CV, %)，SPSS進(jìn)行聚類分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 育成品種的分布特征

從1959到2017年新疆共培育出68個品種，研究表明，育成品種主要集中在光熱條件較好、降水少的吐魯番盆地、塔里木盆地(巴州、阿克蘇、喀什)這兩個區(qū)域，經(jīng)、緯度分布范圍為 77.98～89.20°E，39.12～42.94°N，海拔為-10.2～1 154.9 m。其中吐魯番地區(qū)有育成品種的單位有2家、巴州地區(qū)有4家，阿克蘇地區(qū)有6家，喀什地區(qū)2家，阿克蘇地區(qū)的育種單位較為密集。育成品種主要集中在以新疆農(nóng)科院經(jīng)作所、農(nóng)一師農(nóng)科所、巴州農(nóng)科所和等幾個區(qū)域主要科研單位內(nèi)，其占育成品種數(shù)的83.6%。另外，近年來塔河種業(yè)、德佳種業(yè)、金豐源種業(yè)、溢達(dá)公司等公司也有少量的品種育成。圖1

圖1 育成品種分布
Fig.1 Distribution map of 68 varieties

2.2 育成品種性狀變化

通過對4年數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析，除馬克隆值外，品種間差異達(dá)到了顯著或極顯著。

2.2.1 育成品種的變異系數(shù)

在58份海島棉育成品種中，枯萎病發(fā)病率、果枝類型品種間變異系數(shù)大，單株鈴數(shù)、始果枝節(jié)位、株高、纖維強力和黃度次之，其他性狀變異系數(shù)較小。

熟性性狀方面，在平均苗期、蕾期、鈴期、總生育期持續(xù)時間分別為33.2、28.2、64.5和126.5 d，極差為7、9.4、9.3和13.8 d。

株高、始果枝節(jié)位、單株鈴數(shù)極差分別為56.4 cm、2.5節(jié)、8.2個；果枝數(shù)、衣分、子指極差分別為5.6臺、8.8%、5.3 g。

在纖維品質(zhì)上，比強度變異系數(shù)為10.7%，品種間極差為17.5 cN/tex；其他品質(zhì)性狀變異系數(shù)較小，上半部平均長度、馬克隆值、和整齊度指數(shù)極差分別為6.5 mm、0.7、4.3%。

其他性狀方面，枯萎病發(fā)病率變異系數(shù)大(89.2%)，平均發(fā)病率為28.4%，極差90.9%。果枝松散程度存在著較大變異，達(dá)48.6%。 表2

2.2.2 不同時期育成品種的性狀演化

2.2.2.1 果枝類型

在已育成的品種中，Ⅱ-Ⅲ果枝類型共有4個品種，分別是吐海2號(1975)、新海2號(1979)、新海5號(1984)、新海19號(2002)，主要是早期在吐魯番中熟耐高溫棉區(qū)育成。其余吐魯番、塔里木盆地育成的早熟品種均為零式果枝類型。

2.2.2.2 熟性變化

研究表明，5個年代間苗期、蕾期持續(xù)時間變化較為平緩，鈴期和總生育期以1990年育成品種為分界點，呈現(xiàn)出之前的品種降低、之后的品種略有升高的特點。不同時期育成的品種苗期持續(xù)的時間整體變化較為平穩(wěn)，1960～2000年育成的品種基本穩(wěn)定在33.5～33.8 d，2010年育成的品種苗期持續(xù)時間有所減少，為32.5 d。蕾期整體變化差異較小，多在29 d左右。

花鈴期這段時期，1990年育成的品種表現(xiàn)為更早熟，持續(xù)時間僅為61.5 d；而1960～1970年、1980和2000年育成的品種多在64 d左右，到2010年育成的品種又呈現(xiàn)出增加的趨勢，達(dá)到了65.7 d。

在整個生育期方面，1960～1970和2010年育成的品種生育期較長，達(dá)到127.0 d左右；1990年生育期最短，為125.0 d；1980、2000年生育期中等，為126.5 d。圖2

表2 58個育成品種性狀表現(xiàn)
Table 2 Performance of 58 varieties

性狀Traits平均值Mean平均偏差A(yù)verage deviation極差Range變異系數(shù)CV(%)苗期* Seedling stag33.2±1.71.27.05.0蕾期 Budding stage28.8±1.91.59.46.7花鈴期 Blossing and boll-forming stage64.5±2.21.89.33.4生育期* Growth stage126.5±2.82.213.82.2株高 Plant height104.2±13.510.856.413.0始果枝節(jié)位 First sympodial branch section3.5±0.50.42.515.0果枝數(shù) Sruit branch number13.3±1.20.95.69.0單株鈴數(shù) Bolls per plant10.4±1.91.58.218.0單鈴重 Boll weight3.2±0.30.21.18.5衣分 Lint percentage31.8±1.61.28.85.1子指 Seed index12.8±1.00.75.37.9纖維長度 Upper half mean length36.6±1.51.36.54.1纖維強力 Fiber strength43.9±4.74.017.510.7馬克隆值 Micronaire4.3±0.20.10.73.6整齊度 Length uniformity88.5±1.00.74.31.1纖維黃度 Fiber yellowness9.4±1.00.64.911.0發(fā)病率 Incidence of Fusarium Wilt28.4±25.921.690.989.2果枝類型# Sympodial branch type1.2±0.60.32.548.6

注：*不包括從播種-出苗時間，下同。#1、2、3、4分別表示零式、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ果枝

Note:*is not included from sowing to seedling time, the same as below.#1， 2， 3， 4 means 0、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ of SBT

圖2 不同年代育成品種生育進(jìn)程表現(xiàn)
Fig.2 The growth process of varieties in different periods

2.2.2.3 農(nóng)藝性狀變化

研究表明，株高呈逐年增加的趨勢。其中，從1970到2010年每10年分別增加8.0、4.2、5.5和11.7 cm，特別是近10年增長較為迅速，2010年后育成品種平均株高達(dá)到了114.0 cm。

始果枝節(jié)位整體變化不大，1960～1970年育成的品種始果枝節(jié)位較高，為3.9節(jié)，這其中包括吐海2號、新海2號兩個松散型高始果枝節(jié)位品種，1980和2010年平均為3.3節(jié)，其他時期在3.5節(jié)左右。

伴隨著株高的升高，果枝數(shù)呈緩慢增加的趨勢，1960～1970年育成品種的果枝數(shù)最低，為12.0臺，1980～2000年為13.3臺左右，到2010年品種平均提高到13.7臺。

在產(chǎn)量性狀方面，除了1960～1970年系選育成的品種單株結(jié)鈴數(shù)(10.7個)較低外，后期育成的品種均較引種初期育成的品種有明顯的提升，但近年來年的育成品種單株鈴數(shù)變化不大，平均在11.1～11.6個。

平均單鈴重近10年來增加較為迅速，在2010年之前平均在3.0～3.1 g，在此之后單鈴重增加到3.4 g。

衣分方面，育成品種增加緩慢。除了1960～1970年育成品種衣分較低外，從1980年以來育成品種基本穩(wěn)定在32%左右。

子指近年來增加的趨勢明顯。2010年之前基本在12.1～12.9 g，而2010年后育成的品種均值達(dá)到了13.4 g。表3

2.2.2.4 纖維品質(zhì)性狀變化

纖維長度：2000年之前，纖維長度在35 mm左右，到2000年提高了36.1 mm，而2010年育成的品種纖維長度提升很大，平均達(dá)到了38.1 mm。

纖維比強度：纖維長度的變化趨勢較為一致，2000年之前，基本在40 cN/tex左右，2000年育成的品種提升到了43.8 cN/tex，到了2010年達(dá)到了48.1 cN/tex。

馬克隆值較為穩(wěn)定，基本在4.2左右；整齊度呈現(xiàn)出緩慢增加的趨勢，2010年育成的品種整齊度接近89%左右，較過去品種有了一定提高。

纖維絮色方面，黃度整體呈現(xiàn)出下降趨勢，1960～1970年育成的品種的黃度較高，平均達(dá)10.8，其中吐海1號和72-69絮色黃度最高，為13.0，1980年育成品種黃度降低，最高的為新海7號，黃度11.0，1990年以后品種絮色逐漸變成乳白色和白色。

2.2.2.5 抗病性變化

棉花枯萎病抗性方面，1960～1970年育成的品種在現(xiàn)在的病圃中以感病品種為主，平均發(fā)病率達(dá)到了67.4%，1980、1990年抗性有所提高，但整體抗病性仍較差，發(fā)病率分別為49.1%和54.6%，2000年育成的品種有一定改善，達(dá)到29.6%，2010年育成的品種抗枯萎病性提升較大，平均發(fā)病率為4.4%，多數(shù)品種達(dá)到了高抗水平。表3

2.3 主栽品種的演化特征

新疆海島棉主推品種進(jìn)行了大約5次品種更換，第一次是以引進(jìn)的2И3、8763И為主；第二次是以軍海1號、新海3號(混選2號)為主；第3次是新海14號、16號為主；第四次是以新海21號，新海20號為主，第五次是新海24號、35號為主。研究表明，軍海1號、新海3號、新海14號、新海16號、新海21號、新海24號、新海35號7個主栽品種發(fā)病率(56.1%)變異系數(shù)最大，其次是始果節(jié)、單株鈴數(shù)變異系數(shù)較大(>10%)，其他性狀變異系數(shù)相對較低。

在生育期方面，苗期、蕾期、鈴期、全生育持續(xù)時間分別為32.8、29.5、62.6和125.4 d，近年來推廣的品種(新海24號、35號)鈴期普遍較長。

農(nóng)藝性狀方面，推廣品種株高近年來在99 cm左右，始果枝節(jié)位3.3左右，果枝數(shù)13.6臺，單株鈴數(shù)10～14個，單鈴重3.3 g左右，衣分32.6%，子指12.2 g。

纖維品質(zhì)方面：纖維長度36.5～37.5 mm，纖維比強度42～43 cN/tex，馬克隆值≤4.2，纖維整齊度89%左右，絮色潔白。

抗枯病方面：從發(fā)病率來看，近年主栽的品種(新海24號、35號)較歷史主栽品種抗病性顯著改善，但尚未達(dá)到抗病水平。表4

表3 不同時期育成品種性狀表現(xiàn)
Table 3 The Performance of Variety characters in different periods

年代Years1960～1970年1980年1990年2000年2010年株高 Plant height86.694.698.8103.3114.0始果枝節(jié)位 First sympodial branch section3.93.33.63.53.3果枝數(shù) Sruit branch number12.013.313.413.313.7單株鈴數(shù) Bolls per plant10.711.311.611.111.2單鈴重 Boll weight3.13.13.03.13.4衣分 Lint percentage30.831.232.132.431.6子指 Seed index12.312.112.912.413.4纖維長度 Upper half mean length35.135.335.336.138.1纖維強力 Fiber strength37.539.540.543.848.1馬克隆值 Micronaire4.24.24.34.34.2整齊度 Length uniformity86.787.988.488.888.9纖維黃度 Fiber yellowness10.810.19.49.38.9發(fā)病率 Incidence of Fusarium Wilt67.449.154.629.64.4

表4 不同時期主栽品種性狀表現(xiàn)
Table 4 The Performance of main cultivars characters in different periods

品種JH1XH3XH14XH16XH21XH24XH35平均Average變異系數(shù)CV(%)苗期 Seedling stag32.933.433.333.633.830.632.432.83.3蕾期 Budding stage27.427.429.729.732.829.730.129.56.2花鈴期 Blossing and boll-forming stage62.861.860.962.261.764.863.862.62.2生育期 Growth stage123.1122.5123.8128.4128.3125.1126.4125.41.9株高 Plant height103.485.192.2110.497.9106.197.999.08.7始果枝節(jié)位 First sympodial branch section3.03.24.03.23.13.43.13.310.3果枝數(shù) Sruit branch number13.311.913.712.814.314.214.813.67.3單株鈴數(shù) Bolls per plant9.212.710.513.810.211.513.111.614.7單鈴重 Boll weight2.83.22.83.33.03.53.33.18.6衣分 Lint percentage30.833.531.233.733.632.532.632.63.6子指 Seed index12.411.113.011.612.812.412.312.25.4纖維長度 Upper half mean length35.635.236.637.636.136.737.236.42.3纖維強力 Fiber strength38.640.842.442.240.642.442.941.43.7馬克隆值 Micronaire4.04.14.34.34.24.14.04.13.1整齊度 Length uniformity87.888.789.389.589.088.788.788.80.6纖維黃度 Fiber yellowness9.49.69.09.59.19.59.39.32.4發(fā)病率 Incidence of Fusarium Wilt71.434.459.440.346.711.912.939.656.1

2.4 品種系譜的溯源

研究表明，中國新疆海島棉育成品種歷史骨干親本共有5個，主要來源于中亞，分別是2И3、C6022、8763И、5230Ф、9122И。其中8763И、5230Ф主要用于吐魯番地區(qū)棉花品種的遺傳改良，2И3、9122И及其衍生系用于塔里木盆地品種的改良，這四個品種構(gòu)成吐魯番盆地中熟、塔里木盆地早熟海島棉品種的基本類型。此外，5476И、910И、5904И也在不同時期得以應(yīng)用。圖3，圖4

2.4.1 吐魯番盆地

中國新疆吐魯番地區(qū)1951年從陜西涇陽少量引入一年生海島棉試種，1955年從前蘇聯(lián)地區(qū)引進(jìn)了2И3、5476И、910И等中熟松散型海島棉品種，1960年從土庫曼斯坦引進(jìn)8763И。

在品種系譜方面，該區(qū)域育成品種的骨干親本主要有兩個，一個是早熟的零式果枝品種5230Ф，另一個是中熟類型的Ⅱ-Ⅲ式果枝品種8763И。

從5230Ф的變異株中混合選育出2個海島棉品種：新海棉(1964)，新海9號(1990)。托克遜良種場又以新海棉為母本，引入了美國Pima5為父本培育出了品種72-69(1976)，這3個品種均是零式果枝類型。

以松散型8763И為骨干親本，培育出了吐海1號(1968)、吐海2號(1975)、新海2號(1979)、新海4號(1982)、新海5號(1984)、新海19號(2002)等品種，其中吐海1號、新海4號為零式果枝類型，其余的四個品種為Ⅱ-Ⅲ中熟果枝類型。

2.4.2 塔里木盆地

2.4.2.1 巴州地區(qū)

中國新疆巴州的海島棉研究略晚于阿克蘇和吐魯番地區(qū)，始于20世紀(jì)50年代末，從中國新疆阿克蘇、吐魯番及前蘇聯(lián)地區(qū)引入了2И3、5476И、C6022、9122И等海島棉品種開始的。

巴州地區(qū)的海島棉育種目標(biāo)不同于吐魯番地區(qū)，1950～1970年，重點聚焦的是品種的早熟性和豐產(chǎn)性，這和兩地的光熱條件差異有關(guān)，該地育成品種均為零式果枝類型。

從育成品種系譜看，9122И(軍海1號)是該地區(qū)不同時期的骨干親本，育成的品種均和其有直接或間接的關(guān)系。

1980～1990年初育種目標(biāo)重點關(guān)注品種的早熟性、豐產(chǎn)性和纖維色澤。主要利用的骨干親本是9122И(軍海1號)。通過對軍海1號天然雜交、人工雜交等手段創(chuàng)造新變異，培育出了新海6號(1988)、新海7號(1989)、新海8號(1989)、新海12號(1994)等6個新品種，纖維色澤逐漸變白。

1990年中期到2000年，育種目標(biāo)重點聚焦了早熟、豐產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)和抗病性能。逐步利用埃及、中亞國家的優(yōu)質(zhì)抗病資源，和中國新疆當(dāng)?shù)仄贩N或品系進(jìn)行雜交，獲得一批具有重要突破的新品種。這一時期的骨干親本為新海5號、6號、12號和13號。以新海5號和新海6號為骨干親本，選育出特早熟品種新海22號(2004)和超優(yōu)長絨棉新海16號(2000)，在新海16號的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步培育出新海20號(2003)，而后通過與抗病豐產(chǎn)的品系S03雜交，培育出抗逆豐產(chǎn)品種新海24號(2005)，此外，以新海12號和新海13號為親本，分別培育出了新海26號(2007)和新海30號(2008)。

2010年，育種目標(biāo)重點關(guān)注品種豐產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)及抗枯萎病性和適采性。在這個時期，中國新疆南疆各地資源交流日趨頻繁，品種間相互融合，育成品種遺傳背景較為復(fù)雜、質(zhì)量顯著提高、數(shù)量增加迅速。這一時期的骨干親本為新海15號、16號、21號、24號等，同時具有埃及、美國、中亞背景的中間材料也被廣泛利用。以超優(yōu)品種新海16號為骨干親本，培育出優(yōu)質(zhì)抗病品種新海47號(2014)；以抗病性較好新海15號、17號為骨干親本，育成新海53號(2015)、新海57號(2016)等品種；以新海18號為親本，育成了新海58號(2016)，以新海21號為骨干親本，培育出新海45號(2014)。以新海24號為親本、培育出新海35號(2010)、新海39號(2012)、新海43號(2013)、新海60號(2017)。此外，以新海26號為親本，培育出抗病品種新海55號(2016)。

圖3 新疆早期引進(jìn)的海島棉品種
Fig.3 The early imported varieties of island cotton in Xinjiang

圖4 新疆海島棉育成品種主要系譜
Fig.4 The main pedigree of varieties in Xinjiang island cotton

2.4.2.2 阿克蘇地區(qū)

1953年中國新疆兵團(tuán)農(nóng)一師沙井子試驗站從前蘇聯(lián)引進(jìn)的來德福阿金種到該區(qū)。隨后引進(jìn)了2И3、5476И等松散中熟類型海島棉，并進(jìn)行了大面積試種，1961年從中國新疆庫爾勒試驗站引進(jìn)了株型緊湊9122И，1962年又從前蘇聯(lián)引進(jìn)5904И等零式果枝品種。

阿克蘇地區(qū)海島棉育種起步早于新疆其他海島棉區(qū)。1959年兵團(tuán)農(nóng)一師沙井子試驗站從松散型的2И3變異株中選出零式分枝的勝利1號。1967年從9122И中系選出早熟、豐產(chǎn)性好的軍海1號，軍海1號對于塔里木地區(qū)海島棉品種遺傳改良發(fā)揮了重要作用。

繼勝利1號后，從軍海1號中系統(tǒng)選育出了新海10號(1990)。1990s末，通過不斷利用中亞、埃及(埃及棉A雜交鈴)等國外海島棉資源和自有的中間育種材料，對新海10號進(jìn)行了遺傳改良，培育出了豐產(chǎn)性好的新海14號(1999)和抗病性突出的新海15號(1999)兩個品種；以新海8號為母本，培育出新海13號(1995)。

2000年，重點利用的骨干親本是新海13號、14號、15號和21號，另外包括埃及的吉扎45、吉扎75、埃及A雜交鈴等，以新海3號為骨干親本，和吉扎45進(jìn)行雜交，培育出新海18號(2000)，以新海13號為骨干親本，培育出新海21號(2003)和新海27號(2007)；以豐產(chǎn)品種新海14號為骨干親本，培育出新海23號(2004)、新海29號(2008)；以抗病品種新海15號為骨干親本，培育出新海17號(2000)、新海28號(2007)、新海31號(2008)；新海21號為骨干親本，培育出新海25號(2005)和新海32號(2009)。

2010年，骨干親本是新海14號、15號、21號和24號，同時還利用本地的抗病、超優(yōu)中間材料為親本，品種質(zhì)量顯著提升。以豐產(chǎn)品種新海14號為骨干親本，培育出新海36號(2010)；以抗病品種新海15號為骨干親本，培育出新海34號(2010)、新海38號(2011)、新海42號(2013)、新海44號(2013)、新海46號(2014)和新海49號(2015)；新海21號為骨干親本，培育出了新海37號(2011)、新海41號(2012)、新海48號(2014)；以新海24號為親本、培育出新海61號(2017)。

2.4.2.3 喀什地區(qū)

喀什地區(qū)長絨棉引種工作是從1954年引進(jìn)2N3開始的，1957年開始大面積推廣長絨棉。育種研究方面，喀什地區(qū)較吐魯番、巴州和阿克蘇地區(qū)偏晚，育種的早期主要考慮的是早熟性。1966年從軍海1號天然雜交變異株中系選出了混選2號，后被命名為新海3號(1982)，除了新海3號以外，以新海17號為骨干親本育成了新海33號(2009)和新海50號(2015)兩個品種。

2.5 育成品種的聚類分析

基于系統(tǒng)聚類采用類平均法(UPGMA)對育成品種進(jìn)行了聚類。將58份材料分成了6大類，第Ⅰ包括3個品種，分別是吐海2號、新海2號和新海19號，主要為吐魯番地區(qū)以8763N為骨干親本的松散型品種，熟性偏晚、品質(zhì)較差。第Ⅱ類包含了7個品種，主要是早期系統(tǒng)選育的品種，品質(zhì)一般，抗病性較差。第Ⅲ類包括12個品種，為長勢一般、早發(fā)性好，品質(zhì)較好的品種，其中多個主栽品種被聚到了這一類。第Ⅳ類包括8個品種，為歷史骨干親本的品種，株型緊湊，早熟性好，豐產(chǎn)性較好，品質(zhì)較好，第Ⅴ類包括10個品種，多是2000年培育的和少量的2010年品種，株高較高，抗病性較好，品質(zhì)較好。第Ⅵ類包括18個品種，以2010s品種為主，長勢強，鈴重大，品質(zhì)優(yōu)，抗病性好。

圖5 不同品種聚類圖
Fig.5 The cluster diagram of different varieties

3 討 論

3.1 主要經(jīng)濟(jì)性狀得以提升

從主要經(jīng)濟(jì)性狀表現(xiàn)看，1959～1990年品種整體提升差異不大，2000年有明顯提升，2010年育成的品種株高、子指、單鈴重、纖維長度、纖維比強度、整齊度、抗病性等重要性狀提升顯著，特別是比強度，從原來的強力普遍不足[12-16]，到現(xiàn)在基本達(dá)到45cN/tex以上，提升速度快，完全跳出了歷史骨干親本的基本屬性，這是一個值得關(guān)注的現(xiàn)象。研究發(fā)現(xiàn)，中國新疆海島棉育成品種雖然系譜來源看似簡單，其實每個階段都滲入了世界主要海島棉生產(chǎn)國優(yōu)勢品種的基因，從最初的主要來源于中亞早熟緊湊資源[17]到埃及、美國pima棉，比如吉扎45、70、75、pima3、5等[7]世界海島棉親本的注入，這些都是促進(jìn)這種改變的可能因素。以不同時期的主栽品種為骨干親本和特異資源進(jìn)行遺傳組配，不斷創(chuàng)造、發(fā)現(xiàn)、穩(wěn)定這種變異，正是這種漸進(jìn)階梯式的育種，使高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗病基因得以累加，這和埃及棉育種進(jìn)程有一定的相似之處[18]。

3.2 新疆海島棉遺傳基礎(chǔ)狹窄的原因

從系譜看，中國新疆海島棉骨干親本以中亞埃及型海島棉2И3、C6022、5230Ф、8763И、9122И為種質(zhì)育成為主，整體育成品種遺傳基礎(chǔ)較狹窄，這和國內(nèi)研究認(rèn)為2000年以前育成的海島棉系譜研究一致[2,7]。造成海島棉遺傳基礎(chǔ)較為狹窄的原因主要有三個方面，一是氣候條件所限[19]，中國新疆海島棉主要集中在吐魯番和塔里木盆地，特別是塔里木盆地光熱條件不及埃及和美國[1]，如何保證高霜前花率一直是該區(qū)品種首要考慮的問題[17]，特別是在引種早期，地膜增溫保苗技術(shù)尚未大面積推廣時更加突出，而以9122И、C6022、5230Ф為主的緊湊早熟豐產(chǎn)性型海島棉能較好滿足這一需要[20]；二是育種技術(shù)突破難度大，育種家們早在20世紀(jì)60年代引種之初就認(rèn)識到了早熟緊湊類型品種的局限性，如耐高溫性能有限、生殖器官補償能力低等，提出了利用早熟陸地棉獲得高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)松散型果枝的技術(shù)改造思路。探索發(fā)現(xiàn)，海島棉和陸地棉分屬不同的栽培種，F(xiàn)1有較強的雜種優(yōu)勢，但后代分離嚴(yán)重，用海島棉和陸地棉雜交或回交，很難獲得突破性的優(yōu)良個體[21,22]，而松散型海島棉與緊湊型海島棉雜交并回交后，可以獲得緊湊早熟的單株[21]，部分實現(xiàn)了零式有限混生型的育種目標(biāo)，但需要較長周期，這只在部分育成品種中得以體現(xiàn)[23]，以緊湊早熟材料為骨干親本仍是該區(qū)域主要的雜交育種手段。三是人類生產(chǎn)需要，壓縮了品種的多樣性水平。和世界其他農(nóng)作物生產(chǎn)品種相似，長期以來，育種家們根據(jù)人們追求經(jīng)濟(jì)、高效、舒適的需要來改良作物的經(jīng)濟(jì)性狀，不同時期早熟、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)一直是其核心育種目標(biāo)[24]，使可利用的品種越來越少。這在以引進(jìn)種為主要栽培種、資源積累匱乏的地區(qū)這種情況會更嚴(yán)重些[13]。

4 結(jié) 論

4.1 從性狀表現(xiàn)看，株高、單株鈴數(shù)、纖維強力、發(fā)病率變異系數(shù)較大。2010年育成的在品種平均株高、單鈴重、子指、纖維長度、比強度、抗枯萎病性等性狀方面較之前育成的品種提高迅速。主推品種鈴期變長、單株鈴數(shù)增加較快，抗病性有較快提高。

4.2 從系譜看，中國新疆海島棉早期育成品種骨干親本較少，主要來源于中亞埃及型，遺傳基礎(chǔ)較為狹窄。2010年育成品種遺傳背景復(fù)雜，但仍屬于中亞埃及型。品種聚類分析和系譜分析較為一致。

參考文獻(xiàn)(References)

[1] 孔慶平. 我國海島棉生產(chǎn)概況及比較優(yōu)勢分析[J].中國棉花,2002,29(12):19-22.

KONG Qing-ping. (2002). The analysis of comparative advantage of production situation for island cotton(G.barbadenseL.) in China [J].ChinaCotton, 29(12):19-22. (in Chinese)

[2]何良榮. 南疆海島棉系譜分析、農(nóng)藝性狀演變及經(jīng)濟(jì)性狀時空分布規(guī)律研究[D]. 楊凌:西北農(nóng)林科技大學(xué)碩士論文, 2004.

HE Liang-rong. (2004).Studiesonpedigreerelativeandagronomycharacterevolutionanditsspace-timedistributionofeconomictraitsinseaislandcotton(G.barbadenseL.)inSouthXinjjiang[D]. Master Dissertation. Northwest A &F University, Yangling. (in Chinese)

[3]蘇壽岳. 談?wù)勑陆L絨棉[J]. 纖維檢驗通訊,1980,(12):10-17.

SU Shou-yue. (1980). Talking about Sea Island cotton of Xinjiang [J].FiberInspectionCommunication, (12):10-17. (in Chinese)

[4]孔杰, 孔慶平, 寧新民,等. 新疆海島棉育種現(xiàn)狀及發(fā)展需求[J]. 江西棉花,2011,33(5): 10-13.

KONG Jie, KONG Qing-ping, NING Xin-min, et al. (2011). Breeding status and developing requirement of island Cotton in Xinjiang [J].JiangxiCotton, 33(5): 10-13. (in Chinese)

[5]寧新民,王為然,孔慶平,等. 長絨棉新海53 號的特性及栽培要點[J]. 中國棉花, 2017, 44(4):27-29.

NING Xin-min, WANG Wei-ran, KONG Qing-ping, et al. (2017). Characteristics and Cultivation Points of a Sea-Island Cotton Variety, Xinhai No. 53[J].ChinaCotton, 44(4):27-29. (in Chinese)

[6]李詩林, 陳晉瑞,吐爾遜,等. 長絨棉品種-新海58號[J]. 中國棉花, 2017, 44(3):39-41.

LI Shi-lin, CHEN Jin-rui, Tuerxun, et al. (2017). A New Sea-Island Cotton Variety, Xinhai 58 [J].ChinaCotton, 44(3):39-41. (in Chinese)

[7]王獻(xiàn)禮,邰紅忠,賀美球,等.新疆長絨棉品種系譜分析[J]. 中國種業(yè),2012,(12):21-22.

WANG Xian-li, TAI Hong-zhong, HE Mei-qiu, et al. (2012). The pedigree analysis of Xinjiang Sea-Island cotton varieties [J].ChinaSeeds, (12):21-22. (in Chinese)

[8]米日古麗,阿里甫,寧新民.利用SRAP和RGA標(biāo)記對新疆海島棉品種的聚類分析[J].新疆農(nóng)業(yè)科學(xué),2011,48(11):2 017-2 024.

Miriguli, Alifu, NING Xin-min. (2011).Cluster analysis on Xinjiang sea island cotton by SRAP and RGA [J].XinjiangAgriculturalSciences, 48(11):2,017-2,024. (in Chinese)

[9]謝元元. 127份海島棉遺傳多樣性分析[D]. 烏魯木齊:新疆農(nóng)業(yè)大學(xué),2013.

XIE Yuan-yuan. (2013).Geneticanalysisdiversityof127SeaIslandcotton[D]. Master Dissertation. Xinjiang Agricultural University, Urumqi. (in Chinese)

[10] Wang, X. Q., Feng, C. H., Lin, Z. X., & Zhang, X. L. (2011). Genetic diversity of, sea-island cotton (gossypium barbadense) revealed by mapped ssrs.Genetics&MolecularResearchGmr, 10(4): 3,620-3,631.

[11] 杜雄明.棉花果枝類型劃分的統(tǒng)一化 [J].中國棉花,1996, (4):19.

DU Xiong-ming. (1996).Unified division of fruit branch type for cotton [J].ChinaCotton, (4):19. (in Chinese)

[12]邢振東.從區(qū)域試驗結(jié)果看新疆棉花的育種目標(biāo)[J]. 新疆農(nóng)業(yè)科學(xué), 1982,(3):7-8. (in Chinese)

XING Zhen-dong. (1982).The breeding goal of cotton from the regional test results in Xinjiang [J].XinjiangAgriculturalSciences, (3):7-8. (in Chinese)

[13]馬家璋. 對新疆棉花生產(chǎn)發(fā)展的一些建議[J]. 中國棉花, 1989,(1): 7-9.

MA Jia-zhang. (1989). Suggestion on the development of cotton production in Xinjiang [J].ChinaCotton, (1): 7-9.

[14]李晴.新疆長絨棉纖維強力影響因素的分析[J].中國棉花,1983,(5):12-13.

LI Qing. (1983). Analysis on the factors of fiber strength in Xinjiang island cotton [J].ChinaCotton, (5):12-13. (in Chinese)

[15]尚亞南,郭靖,張哲峰. 長絨棉性狀最佳組合初探[J]. 新疆農(nóng)業(yè)科學(xué),1989,(3):9-11.

SHANG Ya-nan, GUO Jing, ZHANG Zhe-feng. (1989).The best combination of traits of cotton [J].XinjiangAgriculturalSciences, (3):9-11. (in Chinese)

[16]李爾文,邰紅忠,余力,等. 試論新疆海島棉替代進(jìn)口埃及棉的可能性[J]. 中國棉花, 1997, 24(8): 7-9.

LI Er-wen, TAI Hong-zhong, YU Li, et al. (1997).The possibility of Xinjiang island cotton instead of importing Egyptian cotton [J].ChinaCotton, 24(8): 7-9. (in Chinese)

[17]陳順理. 塔里木河流域棉花系統(tǒng)選種目標(biāo)和單株選擇技術(shù)商討[J]. 新疆農(nóng)業(yè)科學(xué),1963,(11):430-434.

CHEN Shun-li. (1963). Discussion on selection target and single plant selection technique for cotton system in Tarim River Basin [J].XinjiangAgriculturalSciences, (11):430-434. (in Chinese)

[18]郜世平.埃及種植長絨棉的經(jīng)驗以及對改進(jìn)我區(qū)長絨棉生產(chǎn)的建議[J]. 新疆農(nóng)墾科技,1982,(4): 34-37.

GAO Shi-ping. (1982). The cultivation experience of Egyptian long staple cotton and advice of improvement on island cotton in Xinjiang [J].XinjiangFarmlandReclamationScience&Technology, (4): 34-37. (in Chinese)

[19]徐培秀,張運生,王嵐. 新疆棉花基地布局研究[J]. 地理學(xué)報,1990,45(1):31-40.

XU Pei-xiu, ZHANG Yun-sheng, WANG Lan. (1990). On the Allocation of cotton production base in Xinjiang [J].ActaGeographicaSinica, 45(1):31-40. (in Chinese)

[20]陳順理,馬環(huán).世界海島棉纖維品質(zhì)現(xiàn)狀、發(fā)展趨向及塔里木海島棉的育種目標(biāo)[J]. 新疆農(nóng)業(yè)科學(xué), 1987,(3): 8-9.

CHEN Shun-li, MA Huan.(1987). The quality status, development trend of cotton fiber in the world and the breeding goal of the Tarim island cotton [J].XinjiangAgriculturalSciences, (3): 8-9. (in Chinese)

[21]陳燕山.從棉花雜交育種工作中取得的經(jīng)驗教訓(xùn)[J]. 新疆農(nóng)業(yè)科學(xué), 1962,(3):92-94.

CHEN Yan-shan. (1962). The lesson learned from crossbreeding of cotton [J].XinjiangAgriculturalSciences, (3):92-94. (in Chinese)

[22]馬藩之,劉吉升. 陸地棉海島棉雜交后代經(jīng)濟(jì)性狀的遺傳進(jìn)展[J].北京農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報,1982,8(3):23-32.

MA Fan-zhi, LIU Ji-sheng. (1982).Genetic advances in the progenies of cross between G. hirsutum and G. barbadense [J].ActaAgriculturalUniversityPekinensis, 8(3):23-32. (in Chinese)

[23]邢振東. 長絨棉新品種-新海6號[J]. 中國棉花, 1989,(6):19.

XING Zhen-dong. (1989). New variety of island cotton, Xinhai 6 [J].ChinaCotton, (6):19. (in Chinese)

[24]馬麒,宿俊吉,寧新柱,等. 新疆海島棉育種目標(biāo)性狀多元分析與種質(zhì)資源評價[J]. 西南農(nóng)業(yè)學(xué)報,2016,29(7):1 530-1 539.

MA Qi, SU Jun-ji, NING Xin-zhu, et al. (2016). Multivariate analysis on breeding targeted-traits of sea island cotton(G. barbadense) Bred in Xinjiang and evaluation of germplasm resources [J].SouthwestChinaJournalofAgriculturalSciences, 29(7):1,530-1,539. (in Chinese)