新疆長絨棉育成品種演變趨勢及綜合評價

鄭子漂 徐海江 林 濤 郭仁松 王 亮 崔建平 張大偉 魏 鑫 努斯熱提·吾斯曼

(新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院 經(jīng)濟作物研究所，烏魯木齊 830091)

長絨棉纖維品質(zhì)優(yōu)良，是高端紡織品、特種紡織品不可或缺的原料，是關(guān)乎國家安全的戰(zhàn)備資源，具有較高的經(jīng)濟價值。由于對光周期、溫度和濕度等環(huán)境條件很敏感，新疆憑借著獨特的地理優(yōu)勢，是我國唯一的長絨棉種植區(qū)。自20世紀50年代以來，品種的引進和改良為棉花產(chǎn)量的提高做出了重要貢獻，挖掘作物遺傳潛力，發(fā)揮作物優(yōu)良遺傳特性，實現(xiàn)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，是育種者追求的目標。鄧鳳艷等利用篩選出的 60 對多態(tài)性 SSR 引物對來自不同國家和地區(qū)的 299 份長絨棉材料進行遺傳多樣性分析，發(fā)現(xiàn)新疆在進行長絨棉選育時形成了具有地方特色的品種，但遺傳基礎(chǔ)比較狹窄，同時與國內(nèi)其他材料存在一定重疊。通過長絨棉種質(zhì)資源性狀表現(xiàn)及系譜關(guān)系研究發(fā)現(xiàn)，新疆長絨棉育成品種系譜主要來源于中亞地區(qū)，不同時期突破性中間材料的引入是新疆長絨棉纖維品質(zhì)、抗性提升的基礎(chǔ)。阿里甫等通過分析引種以來長絨棉育成品種的發(fā)展趨勢認為新疆長絨棉品種改良歷經(jīng)了引種試種—馴化—選擇生產(chǎn)育種—誘變育種—基因工程育種等過程，與引種初期長絨棉品種相比，主栽品種較引進品種經(jīng)濟性狀普遍顯著提升，助推了新疆長絨棉產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。由于種植區(qū)域限制和種植面積較少等原因，新疆長絨棉育成品種優(yōu)異性狀的鑒定與利用方面的研究鮮見報道。本研究以2010—2019年通過新疆維吾爾自治區(qū)農(nóng)作物品種審定委員會審定的38個中早熟長絨棉品種為材料，采用系統(tǒng)聚類和灰色關(guān)聯(lián)度等方法對育成品種的產(chǎn)量水平、早熟性情況、農(nóng)藝性狀、品質(zhì)性狀和抗病表現(xiàn)等進行綜合分析，旨在探明新疆長絨棉育成品種的優(yōu)勢性狀及其遺傳潛力，以期為開展長絨棉種質(zhì)資源創(chuàng)新提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

2010—2019年，通過新疆維吾爾自治區(qū)農(nóng)作物品種審定委員會審定的38個中早熟長絨棉品種。各主要試驗數(shù)據(jù)來源于新疆自治區(qū)中早熟長絨棉區(qū)域試驗、生產(chǎn)試驗及新疆農(nóng)作物品種審定公告(http:∥nynct.xinjiang.gov.cn)。品種參試過程中的對照品種情況如下：2010—2011年審定的品種，參試過程中的對照品種為‘新海21號’；2012—2014年審定的品種，參試過程中的對照品種為‘新海28號’；2015年審定的品種，參試第一年的對照品種為‘新海28號’，參試第二年的對照品種為‘新海41號’；2016—2019年審定的品種，參試過程中的對照品種為‘新海41號’。

其中，2010年審定品種3個，為‘新海34號’、‘新海35號’和‘新海36號’；2011年審定品種2個，為‘新海37號’和‘新海38號’；2012年審定品種3個，為‘新海39號’、‘新海40號’和‘新海41號’；2013年審定品種3個，為‘新海42號’、‘新海43號’和‘新海44號’；2014年審定品種4個，為‘新海45號’、‘新海46號’、‘新海47號’和‘新海48號’；2015年審定品種6個，為‘新海49號’、‘新海50號’、‘新海51號’、‘新海52號’、‘新海53號’和‘新海54號’；2016年審定品種4個，品種名稱為‘新海55號’、‘新海56號’、‘新海57號’和‘新海58號’；2017年審定品種5個，品種名稱為‘新海59號’、‘新海60號’、‘新海61號’、‘新海62號’和‘新海63號’；2018年審定品種6個，品種名稱為‘新78’、‘MCR3915’、‘魯泰700Q’、‘元龍17號’、‘H39012’和‘九棉27’；2019年審定品種2個，品種名稱為‘K426’和‘長豐10號’。2010—2019年，科研單位選育出23個長絨棉品種，其余15個為種業(yè)企業(yè)選育。新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟作物研究所共選育出12個類型多樣、優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的新品種，占總數(shù)的32%。

1.2 統(tǒng)計分析

對38個長絨棉新品種的主要農(nóng)藝性狀、纖維品質(zhì)、抗病表現(xiàn)及產(chǎn)量數(shù)據(jù)進行匯總，采用Microsoft Office Excel 2013、SPSS 19.0、DPS 7.05軟件進行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 育成品種產(chǎn)量變化分析

2

.

1

.

1

育成品種產(chǎn)量

由圖1和圖2可知，2010—2019年育成的38個長絨棉品種產(chǎn)量均高于同期對照，平均籽棉產(chǎn)量達5 386.59 kg/hm，平均皮棉產(chǎn)量為1 778.75 kg/hm，籽棉平均增產(chǎn)率為9.96%，皮棉平均增產(chǎn)率達12.39%。

5個育成品種籽棉產(chǎn)量達到6 000 kg/hm以上，其中‘新海40號’籽棉產(chǎn)量最高，為6 067.50 kg/hm；6個育成品種籽棉產(chǎn)量在5 000 kg/hm以下，其中‘魯泰700Q’籽棉產(chǎn)量最低，為4 672.50 kg/hm。其余27個品種籽棉產(chǎn)量介于5 000～6 000 kg/hm。籽棉增產(chǎn)率變幅為1.85%～21.77%，參試品種與對照相比增產(chǎn)超過8%的品種有25個，占育成品種總數(shù)的65.79%,籽棉增產(chǎn)率最高的是‘新海58號’。38個育成品種皮棉產(chǎn)量介于1 527.00～2 055.75 kg/hm，皮棉產(chǎn)量最高的是‘新海51號’，‘魯泰700Q’皮棉產(chǎn)量最低。皮棉增產(chǎn)率變幅為1.80%～22.36%，增產(chǎn)超過8%的品種有29個，占育成品種總數(shù)的76.32%,其中‘新海58號’皮棉增產(chǎn)率最高。

圖1 區(qū)域試驗中38個育成品種的產(chǎn)量Fig.1 The yield variation of 38 bred varieties in regional test

圖2 區(qū)域試驗中38個育成品種的增產(chǎn)率Fig.2 The yield-increase rate variation of 38 bred varieties in regional test

2

.

1

.

2

育成品種產(chǎn)量年際演變趨勢

由表1可知，2010—2019年育成品種年際間籽棉產(chǎn)量范圍在4 845.13～5 863.33 kg/hm，總體趨勢表現(xiàn)較為平穩(wěn)。其中，2013—2016年育成品種的籽棉產(chǎn)量水平較高；2018年育成品種的籽棉產(chǎn)量水平偏低。年際間皮棉產(chǎn)量范圍在1 606.00～1 962.85 kg/hm，總體趨勢表現(xiàn)也較為平穩(wěn)。其中，2013—2016年育成品種的皮棉產(chǎn)量水平較高；2018和2011年育成品種的皮棉產(chǎn)量水平偏低。

表1 2010—2019年育成品種產(chǎn)量年際演變情況
Table 1 The annual development situation of bred varieties yield during 2010-2019 kg/hm

年份Year籽棉產(chǎn)量Seed cotton yield皮棉產(chǎn)量Lint yield20105 282.50±24.28 cd1 708.50±36.01 cd20115 037.00±148.50 de1 621.50±15.00 d20125 406.70±337.29 bcd1 790.80±93.42 bc20135 731.45±149.87 ab1 855.63±72.79 ab20145 863.33±62.74 a1 930.61±30.93 a20155 626.88±101.42 abc1 882.83±40.94 ab20165 808.53±104.97 a1 962.85±30.39 a20175 080.20±23.15 de1 682.70±13.73 cd20184 845.13±65.14 e1 606.00±20.65 d20195 217.00±96.00 de1 682.25±23.25 cd

注：同列數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示處理間差異達到5%顯著水平。下同。

Note: Values followed by different letters with same column represent significantly different among treatments at the 5% level. The same below.

2.2 育成品種早熟性分析

2

.

2

.

1

育成品種早熟性

由圖3可知，2010—2019年育成的38個長絨棉品種生育期平均為136.82 d，霜前花率平均為93.74%。13個育成品種生育期達140 d以上，其中‘新海38號’生育期最長，為146.60 d；10個育成品種生育期在130 d以下，其中‘魯泰700Q’生育期最短，為127.50 d。其余15個品種生育期介于130～140 d。霜前花率變幅為84.70%～99.30%，霜前花率超過95%的品種有27個，占育成品種總數(shù)的71.05%，霜前花率最高的是‘K426’。

圖3 38個長絨棉品種的生育期及霜前花率Fig.3 The growth period and pre-frost lint rate of 38 long-staple cotton varieties

2

.

2

.

2

育成品種早熟性年際演變趨勢

由表2可知，2010—2019年育成品種年際間生育期在129.50～143.30 d，其中，2011年育成品種的生育期較長；2017、2018和2019年育成品種的生育期均較短。生育期總體呈現(xiàn)出逐年縮短的趨勢。年際間霜前花率范圍在 89.17%～99.15%，其中，2017—2019年育成品種的霜前花率均較高，2011、2010和2012年育成品種的霜前花率均較低。霜前花率總體表現(xiàn)為逐年升高趨勢。

表2 38個品種早熟性年際演變情況
Table 2 The annual development situation of maturity condition on 38 varieties

年份Year生育期/dGrowth period霜前花率/%The rate of pre-frost lint2010142.67±1.76 ab93.02±0.32 d2011143.30±3.30 a89.17±4.47 e2012140.00±2.89 ab94.59±0.71 cd2013139.00±0.58 ab95.98±0.51 bc2014138.00±0.82 b95.08±0.60 bcd2015139.73±0.45 ab96.22±0.54 bc2016139.25±0.63 ab95.38±0.59 bcd2017132.10±1.65 c96.92±0.69 abc2018130.08±1.05 c97.78±0.14 ab2019129.50±0.50 c99.15±0.15 a

2.3 育成品種農(nóng)藝性狀分析

2

.

3

.

1

育成品種農(nóng)藝性狀

由表3可知，2010—2019年育成的38個長絨棉品種株高變幅為80.00～125.00 cm，株高≥120 cm的品種有3個，分別為‘魯泰700Q’、‘新海57號’和‘新海41號’；株高≤90 cm的品種有5個，分別為‘新海34號’、‘新海35號’、‘MCR3915’、‘新海39號’和‘新海50號’。始節(jié)位變幅為2.5～3.7節(jié)，始節(jié)位≥3.5節(jié)的品種有4個，分別為‘新海34號’、‘新海63號’、‘新海39號’和‘元龍17號’；始節(jié)位≤3.0節(jié)的品種有8個，分別為‘新海37號’、‘新海45號’、‘新海46號’、‘新海54號’、‘新海57號’、‘魯泰700Q’、‘K426’和‘新78’。果枝數(shù)變幅為11.00～16.10臺，果枝數(shù)≥13.0臺的品種有9個，分別為‘新海35號’、‘新海38號’、‘新海39號’、‘新海60號’、‘新海61號’、‘新海63號’、‘魯泰700Q’、‘H39012’和‘新78’；果枝數(shù)≤12.0臺的品種有2個，分別為‘新海50號’和‘新海54號’。鈴數(shù)變幅為9.00～16.48個，鈴數(shù)≥14.0個的品種有8個，分別為‘新海35號’、‘新海39號’、‘新海43號’、‘新海44號’、‘新海47號’、‘新海53號’、‘新海60號’和‘魯泰700Q’；鈴數(shù)≤10.0個的品種有7個，分別為‘九棉27’、‘長豐10號’、‘元龍17號’、‘H39012’、‘MCR3915’、‘新海50號’和‘新海56號’。鈴重變幅為2.90～3.60 g，鈴重≥3.50 g的品種有15個，分別為‘新海39號’、‘新海43號’‘新海45號’、‘新海46號’、‘新海47號’、‘新海48號’、‘新海50號’、‘新海52號’、‘新海53號’、‘新海54號’、‘新海56號’、‘新海57號’、‘新海58號’、‘新海59號’和‘新海62號’，占育成品種總數(shù)的39.47%；鈴重≤3.20 g的品種有5個，分別為‘新海34號’、‘新海38號’、‘魯泰700Q’、‘新海35號’和‘K426’。子指變幅為11.60～13.25 g，‘新海34號’子指最小，‘新海48號’子指最大。衣分變幅為31.50%～34.60%，衣分≥33.50%的品種有9個，分別為‘元龍17號’、‘新海35號’、‘新海39號’、‘新海48號’、‘新海51號’、‘新海54號’、‘新海55號’、‘新海56號’和‘新海61號’；衣分≤32.00%的品種有5個，分別為‘魯泰700Q’、‘新海34號’、‘新海36號’、‘新海38號’和‘新海52號’。

表3 38個品種農(nóng)藝性狀
Table 3 Agronomic characters on 38 varieties

品種Variety株高/cmPlantheight始節(jié)位First nodeposition果枝數(shù)Fruitbranch鈴數(shù)Boll numberper plant鈴重/gBollweight子指/gSeedindex衣分/%Lintpercentage新海34號 Xinhai 3490.003.512.013.02.9011.6032.00新海35號 Xinhai 3589.653.116.116.53.1011.7433.60新海36號 Xinhai 36100.003.112.512.03.2712.5031.60新海37號 Xinhai 37110.002.812.511.03.2812.0032.70新海38號 Xinhai 38100.003.013.512.53.0212.5031.70新海39號 Xinhai 3985.003.715.014.03.5011.9033.50新海40號 Xinhai 40100.003.112.013.53.3412.7032.98新海41號 Xinhai 41120.003.212.512.03.4413.2033.23新海42號 Xinhai 42110.003.012.311.53.4013.0333.02新海43號 Xinhai 4395.003.113.014.03.5513.1032.80新海44號 Xinhai 4496.003.413.014.03.4512.7032.60新海45號 Xinhai 4597.502.513.013.53.6012.8033.17新海46號 Xinhai 46100.002.813.011.93.5512.9632.36新海47號 Xinhai 4795.003.013.014.03.5512.5032.60新海48號 Xinhai 4897.503.412.910.43.5013.2533.90新海49號 Xinhai 4996.603.312.410.63.4012.8033.40新海50號 Xinhai 5080.003.111.59.73.5013.0033.10新海51號 Xinhai 51110.003.012.311.83.4912.4033.62新海52號 Xinhai 5295.423.112.812.33.5012.6032.00新海53號 Xinhai 5395.003.213.014.03.5512.4032.80新海54號 Xinhai 54100.002.911.012.53.5012.2034.60新海55號 Xinhai 55100.003.013.011.53.4012.6033.85新海56號 Xinhai 5698.203.212.59.83.5012.4033.50新海57號 Xinhai 57120.002.513.013.53.6012.8033.30新海58號 Xinhai 58100.003.012.811.53.6012.5033.00新海59號 Xinhai 59100.003.112.312.53.5012.7033.40新海60號 Xinhai 6095.003.315.014.53.4012.4033.34新海61號 Xinhai 6195.003.014.511.03.4013.0034.30新海62號 Xinhai 6294.003.112.011.03.5512.5032.70新海63號 Xinhai 63110.003.614.512.53.3012.4032.65新78 Xin 78100.003.013.510.03.4512.4033.20MCR391589.203.112.59.83.3012.5032.60魯泰700Q Lutai 700Q125.002.814.014.03.1012.9031.50元龍17號 Yuanlong 17100.003.712.59.53.4013.1033.70H39012100.003.113.29.73.4012.7032.80九棉27 Jiumian 27110.003.413.09.03.4012.9033.45K426100.702.912.810.33.2012.2032.50長豐10號 Changfeng 10101.903.012.99.43.3012.5032.10

2

.

3

.

2

育成品種農(nóng)藝性狀和皮棉產(chǎn)量的灰色關(guān)聯(lián)分析將育成品種的農(nóng)藝性狀作為一個灰色系統(tǒng)，皮棉產(chǎn)量設(shè)定為母序列X，株高、始節(jié)位、果枝數(shù)、鈴數(shù)、鈴重、子指和衣分7個性狀分別設(shè)定為比較序列

X

、

X

、

X

、

X

、

X

、

X

和

X

。將原始數(shù)據(jù)進行無量綱轉(zhuǎn)換得到均值化序列，見表4，應(yīng)用DPS 7.05軟件進行灰色關(guān)聯(lián)度分析，分辨系數(shù)

ρ

越小，分辨力越大，本研究

ρ

=0.5，計算關(guān)聯(lián)度(表5)。

由表5可知，7個農(nóng)藝性狀與38個育成品種皮棉產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)度由高到低為鈴重>衣分>子指>株高>始節(jié)位>果枝數(shù)>鈴數(shù)，因此，鈴重、衣分與皮棉產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)度最大，關(guān)聯(lián)系數(shù)達到0.79。

2.4 育成品種纖維品質(zhì)性狀分析

2

.

4

.

1

育成品種纖維品質(zhì)性狀

由圖4和圖5可知，2010—2019年育成的38個長絨棉品種纖維上半部平均長度變幅為36.4～41.4 mm，纖維長度≥37 mm的品種有32個，占育成品種總數(shù)的84.21%；纖維長度≥40 mm的超長絨棉品種有4個，分別為‘長豐10號’、‘K426’、‘新海44號’和‘新海60號’。斷裂比強度變幅為42.8～48.8 cN/tex，斷裂比強度≥45 cN/tex的品種有27個，占育成品種總數(shù)的71.05%；斷裂比強度≥47 cN/tex 的超強力長絨棉品種有5個，分別為‘新海42號’、‘新海40號’、‘新海44號’、‘新海43號’和‘元龍17號’。馬克隆值變幅為3.6～4.5，屬于A級(3.7～4.2)的品種有33個，占育成品種總數(shù)的86.84%。整齊度指數(shù)變幅為87.4%～90.1%，≥90%的品種有2個，分別為‘長豐10號’和‘新海60號’。

2

.

4

.

2

育成品種纖維品質(zhì)性狀年際演變趨勢

由表6可知，2010—2019年育成品種的年際間纖維上半部平均長度變幅在36.80～40.90 mm，其中，2019年育成品種的纖維長度較長；2011和2012年育成品種的纖維長度較短，平均長度<37 mm。纖維長度總體呈現(xiàn)出逐年增長的趨勢。年際間斷裂比強度范圍在44.00～48.00 cN/tex，其中，2013年育成品種的斷裂比強度較強；2010和2017年育成品種的斷裂比強度較弱，平均強度<45 cN/tex。2010—2019年育成品種斷裂比強度基本能夠保持在≥45 cN/tex。

年際間馬克隆值變幅在3.77～4.20，其中，2010年育成品種的馬克隆值較低，育成品種平均馬克隆值均在A級范圍內(nèi)；2011年育成品種的馬克隆值較高。年際間整齊度指數(shù)變幅在87.88%～89.60%，其中，2019年育成品種的整齊度指數(shù)較高。育成品種平均整齊度指數(shù)基本維持在88%左右。

2.5 育成品種抗病性分析

2

.

5

.

1

育成品種抗病性

由圖6可知，2010—2019年育成的38個長絨棉品種枯萎病病情指數(shù)變幅為0～16.8，屬高抗枯萎病(病情指數(shù)≤5.0)的品種有28個，占育成品種總數(shù)的73.68%；屬抗枯萎病(<5.0病情指數(shù)≤10.0)的品種有6個；其余2個為耐枯萎病(<10.0病情指數(shù)≤20.0)的品種。黃萎病病情指數(shù)變幅為3.3～43.8，屬高抗黃萎病(病情指數(shù)≤10.0)的品種有17個，約占育成品種的一半；屬抗黃萎病(<10.0病情指數(shù)≤20.0)的品種有6個；屬耐黃萎病(<20.0病情指數(shù)≤35.0)的品種有6個；其余9個為易感黃萎病品種。

表5 長絨棉農(nóng)藝性狀與皮棉產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)度
Table 5 The relational order of lint yield with agronomic characters

關(guān)聯(lián)情況Relation株高Plantheight始節(jié)位First nodeposition果枝數(shù)Fruitbranch鈴數(shù)Boll numberper plant鈴重Bollweight子指Seedindex衣分Lintpercentage關(guān)聯(lián)系數(shù)Correlation coefficient0.727 50.717 40.714 30.683 00.793 40.782 10.788 2位次Relational order4567132

圖4 38個育成品種纖維上半部平均長度及斷裂比強度Fig.4 The fiber length and strength of 38 bred varieties

圖5 38個育成品種的纖維馬克隆值及整齊度指數(shù)Fig.5 The fiber micronaire value and uniformity index of 38 bred varieties

表6 2010—2019年育成品種纖維品質(zhì)性狀的年際演變
Table 6 The annual development situation of fiber quality on bred varieties during 2010-2019

年份year上半部平均長度/mmFiber length斷裂比強度/(cN/tex)Fiber strength馬克隆值Fiber micronaire整齊度指數(shù)/%Uniformity index201037.23±0.46 cde44.00±0.60 c3.77±0.21 b88.83±0.03 abc201136.80±0.20 e45.35±0.15 bc4.20±0.14 a88.90±0.30 ab201236.83±0.30 de46.17±0.95 b3.97±0.06 ab88.63±0.27 abc201338.10±1.06 bcde48.00±0.42 a4.00±0.17 ab88.73±0.12 abc201438.10±0.29 bcde46.30±0.18 b4.13±0.15 a87.88±0.19 c201538.25±0.34 bcde45.03±0.38 bc4.07±0.24 ab88.25±0.17 bc201638.48±0.14 bc45.78±0.17 b4.00±0.14 ab87.88±0.15 c201738.98±0.35 b44.70±0.60 bc4.12±0.18 a88.96±0.36 ab201838.42±0.44 bcd45.30±0.45 bc4.12±0.20 a88.50±0.31 bc201940.90±0.50 a45.85±0.25 b4.00±0.00 ab89.60±0.40 a

圖6 38個長絨棉品種抗枯萎病和黃萎病的情況Fig.6 The resistance of Fusarium wilt disease and Verticillium disease on 38 long-staple cotton varieties

2

.

5

.

2

育成品種抗病性年際演變趨勢

由表7可知，2010—2019年育成品種的年際間枯萎病病情指數(shù)變幅在0.05～10.68，其中，2011年育成品種的枯萎病病情指數(shù)均較低，與2014和2016年育成品種間差異顯著；2014年育成品種的枯萎病病情指數(shù)均較高，該年份平均病情指數(shù)僅處于耐枯萎病級別。年際間抗枯萎病表現(xiàn)總體較好，9個年份育成品種為高抗和抗枯萎病類別。

年際間黃萎病病情指數(shù)變幅在5.56～43.43，其中，2015、2017、2018和2019年育成品種的黃萎病病情指數(shù)均較低，與其他年份育成品種差異顯著；2012和2013年育成品種的黃萎病病情指數(shù)均較高。年際間黃萎病病情指數(shù)總體呈現(xiàn)出逐年降低的趨勢。

表7 育成品種抗病性年際演變情況
Table 7 The annual development situation of disease resistance on bred varieties

年份Year枯萎病病情指數(shù)Disease index of Fusarium wilt黃萎病病情指數(shù)Disease index of Verticillium wilt20103.87±1.92 bc35.60±4.28 b20110.05±0.05 c33.80±8.40 b20120.93±0.45 bc42.47±0.75 a20132.10±0.81 bc43.43±0.12 a201410.68±1.95 a25.10±2.62 c20155.73±2.47 abc9.73±2.02 de20166.00±1.11 ab16.00±0.79 d20173.88±0.14 bc5.56±0.24 e20183.52±0.53 bc9.08±0.20 e20193.05±0.05 bc8.30±0.70 e

2.6 育成品種主要性狀的聚類分析

由表8可知，第Ⅰ類群包含3份長絨棉育成品種，分別為‘新海41號’、‘新海57號’和‘魯泰700Q’，屬于植株高度較高(121.67 cm)、結(jié)鈴數(shù)較多(13.17個)、子指較重(12.97 g)、鈴重較重(3.38 g)、始節(jié)位較低(2.8節(jié))和馬克隆值較低(3.89)的品種。第Ⅱ類群包含5份長絨棉育成品種，分別為‘新海37號’、‘新海42號’、‘新海51號’、‘新海63號’和‘九棉27’，屬于衣分高(33.09%)、植株高度較高(110.00 cm)、始節(jié)位較高(3.2節(jié))和結(jié)鈴數(shù)較少(11.2個)的材料。第Ⅲ類群包含‘新海36號’和‘新海38號’等共25份長絨棉育成品種，屬于鈴重較大(3.44 g)、上半部平均長度較長(38.62 mm)、斷裂比強度較強(45.88 cN/tex)和果枝數(shù)少(12.9臺)的品種。第Ⅳ類群包含5份長絨棉育成品種，分別為‘新海34號’、‘新海35號’、‘新海39號’、‘新海50號’和‘MCR3915’，屬于植株高度較矮(86.77 cm)、始節(jié)位較高(3.3節(jié))、果枝數(shù)較多(13.4臺)和子指較輕(12.97 g)的品種。

表8 不同類群11個性狀的平均數(shù)
Table 8 The average of 11 characters in different clusters

類群Cluster株高/cmPlantheight始節(jié)位Firstnodeposition果枝數(shù)Fruitbranch鈴數(shù)Bollnumberper plant鈴重/gBollweight子指/gSeedindex衣分/%Lintpercentage上半部平均長度/mmFiberlength斷裂比強度/(cN/tex)Fiberstrength馬克隆值Fibermicronaire整齊度指數(shù)/%UniformityindexⅠ121.672.813.213.23.3812.9732.6837.6545.083.8987.92Ⅱ110.003.212.911.23.3712.5533.0938.0945.164.0188.47Ⅲ98.113.112.911.83.4412.6433.0038.6245.884.0888.64Ⅳ86.773.313.412.63.2612.1532.9636.8344.534.0088.30

3 討 論

3.1 育成品種總體評價

產(chǎn)量是棉花種植收益的基礎(chǔ)，在其他性狀協(xié)同發(fā)展的前提下，高產(chǎn)是棉花品種培育的核心目標。棉花單產(chǎn)提高的最主要因素是品種改良，據(jù)統(tǒng)計，品種改良對產(chǎn)量提高的實際貢獻率達到了30%以上。本研究結(jié)果表明，2010—2019年新疆長絨棉育成品種雖然參試年份不同，地力和水肥條件也有差異，但平均皮棉產(chǎn)量達到了1 778.75 kg/hm，總體表現(xiàn)為高產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)，這與棉花生產(chǎn)的需求契合。

生育期和霜前花率是衡量棉花早熟性最直接的指標。有研究表明，縮短生育期、提高霜前花率可以增加棉花產(chǎn)量。本研究發(fā)現(xiàn)，長絨棉育成品種生育期總體呈現(xiàn)出逐年縮短的趨勢，而霜前花率總體表現(xiàn)為逐年升高趨勢。說明育種者已協(xié)調(diào)好早熟和產(chǎn)量之間的關(guān)系，在長絨棉育種的實踐中適當(dāng)縮短生育期、提高霜前花率，可協(xié)同實現(xiàn)早熟、高產(chǎn)目標。

棉花農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量之間存在著顯著相關(guān)性，付志遠等研究表明，可以通過提高有效果枝數(shù)和果枝節(jié)間長度，降低總果枝數(shù)或果枝長度促進皮棉產(chǎn)量的增加。齊海坤等研究發(fā)現(xiàn)，株高、單株果枝數(shù)與單位面積產(chǎn)量的相關(guān)性達極顯著水平，說明通過改良棉花株型性狀來選育高產(chǎn)的棉花新品種是可行的。本研究運用7個農(nóng)藝性狀與皮棉產(chǎn)量進行灰色關(guān)聯(lián)度分析，發(fā)現(xiàn)鈴重和衣分對皮棉產(chǎn)量的影響最大，這與Tang等和齊海坤等的研究結(jié)果一致，鈴重和衣分作為棉花產(chǎn)量的主要決策變量，可作為棉花育種過程中著重改良的性狀。

棉花的纖維品質(zhì)性狀和產(chǎn)量為數(shù)量性狀，遺傳機理較為復(fù)雜，容易受外部環(huán)境因素的影響，且衣分與上半部平均長度和斷裂比強度存在遺傳上的負相關(guān)性，改良棉花品質(zhì)的同時又要保證產(chǎn)量的穩(wěn)定存在一定的難度，因此兼顧棉花產(chǎn)量和纖維品質(zhì)是重要的育種方向。經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)，2010—2019年長絨棉育成品種纖維斷裂比強度、馬克隆值和整齊度指數(shù)均無重大突破，但維持在了較高水平；纖維長度呈現(xiàn)逐年增長趨勢，2019年育成品種的纖維長度達到40 mm，表明長絨棉育種工作者在探索品質(zhì)提升尤其是纖維長度方面取得了一定突破。

棉花枯萎病和黃萎病作為土傳真菌性病害，對棉花生產(chǎn)造成極大的威脅。本研究發(fā)現(xiàn)，2010—2019年，新疆長絨棉育成品種均為高抗、抗或耐枯萎病類型；黃萎病病情指數(shù)也呈現(xiàn)逐年降低的趨勢，說明長絨棉抗病選育取得了一定進展。加強棉花抗病機制和提高棉花抗病能力的研究越來越受到國內(nèi)外研究者的重視，長期實踐表明，選育和種植抗病棉花品種是防治枯萎病、黃萎病的有效措施；今后應(yīng)持續(xù)挖掘國內(nèi)外抗源材料，不斷創(chuàng)新研究手段和技術(shù)方法，加快棉花抗病育種的進程。

聚類分析被廣泛用于作物種質(zhì)資源分類與遺傳多樣性的研究中。本研究中，通過對農(nóng)藝性狀與品質(zhì)性狀的聚類分析發(fā)現(xiàn)，‘新海41號’、‘新海57號’和‘魯泰700Q’可作為改良長絨棉產(chǎn)量構(gòu)成和馬克隆值的材料加以利用；‘新海51號’和‘九棉27’可作為衣分改良的材料；‘新海39號’、‘新海35號’和‘新海34號’可作為改良長絨棉株型、提高始節(jié)位的材料加以利用。在長絨棉育種實踐中，可根據(jù)育種目標進行綜合分析和利用，為更好地選配雜交親本提供理論支撐。

3.2 長絨棉育種方向

自2010年以來，長絨棉育種水平有了較大提升，在育成品種的產(chǎn)量、早熟性、纖維長度和抗病性等方面有所突破，新品種選育取得了一定進展。但從38個育成品種的總體評價看，還存在很多不足之處。育種手段較為單一，基本為人工雜交選育的品種；骨干親本遺傳基礎(chǔ)較為狹窄，缺乏不同類型的種質(zhì)資源，應(yīng)持續(xù)加強長絨棉種質(zhì)創(chuàng)新工作。

應(yīng)開展突破性資源引進與利用，有針對性地開展突破性種質(zhì)資源鑒定。圍繞具體育種目標，例如，可以從美國引進適宜機械采收的長絨棉優(yōu)勢資源，從埃及引進纖維品質(zhì)優(yōu)異的資源材料，從中亞國家重點引進耐高溫且早熟的優(yōu)異種質(zhì)資源，將引進的優(yōu)異資源和國內(nèi)優(yōu)質(zhì)品系進行深度融合，為支撐長絨棉種質(zhì)創(chuàng)新及相關(guān)研究工作提供保障。

完善長絨棉品種的適采性。長絨棉棉鈴較小、鈴尖易扎手、采收成本較高、人工采收困難，是困擾新疆長絨棉產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的核心問題。據(jù)統(tǒng)計，新疆長絨棉人工采摘成本折合皮棉約9 400元/t，占植棉總成本的43%左右，且仍存在上漲的趨勢，這將直接影響長絨棉植棉戶及用棉企業(yè)使用新疆長絨棉的積極性。與陸地棉相比，長絨棉在株型、采收和加工等環(huán)節(jié)存在較大差異，需要從長絨棉機采品種選育(果枝始節(jié)高度提升至15 cm以上)、長絨棉機采關(guān)鍵種植技術(shù)集成、脫葉催熟技術(shù)應(yīng)用、采棉機械的改進、籽棉清花機械的研制和農(nóng)機與農(nóng)藝的融合等各環(huán)節(jié)上加以解決。

與國外長絨棉育種相比，我國新疆長絨棉育種多采用傳統(tǒng)技術(shù)方法。應(yīng)借助現(xiàn)代生物技術(shù)在特定性狀改良上的優(yōu)勢，加強長絨棉耐干旱、耐高溫和耐低溫等基因資源的開發(fā)和利用，持續(xù)挖掘長絨棉的遺傳潛力，實現(xiàn)簡單高效、定向創(chuàng)制棉花新種質(zhì)的目的，選育出符合目標性狀的新品種。

4 結(jié) 論

2010—2019年，育成品種平均皮棉產(chǎn)量達到了1 778.75 kg/hm，總體表現(xiàn)為高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)；育成品種生育期逐年縮短，霜前花率逐年升高。本研究通過灰色關(guān)聯(lián)度分析，發(fā)現(xiàn)鈴重、衣分與皮棉產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)度最大。纖維長度逐年增長；斷裂比強度基本保持在45 cN/tex以上；平均馬克隆值在A級范圍內(nèi)；整齊度指數(shù)基本維持在88%左右。黃萎病病情指數(shù)呈現(xiàn)逐年降低的趨勢；38個育成品種均為高抗、抗或耐枯萎病類別。通過聚類分析將38個育成品種分成了4類，第Ⅰ類主要屬于植株高度較高的品種，第Ⅱ類主要屬于衣分較高的品種，第Ⅲ類主要屬于鈴重較大的品種，第Ⅳ類主要屬于植株高度較矮的品種，可根據(jù)具體育種目標，選擇親本進行改良。