16 份早熟陸地棉材料主要性狀配合力分析

趙福相，王旭文，孔憲輝，劉文豪，喬金鑫，劉麗，司愛君，袁路，余渝*

（1.新疆農(nóng)墾科學(xué)院棉花研究所，新疆 石河子 832000；2.新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第五師90 團(tuán)，新疆 雙河 833409）

棉花是世界上主要的經(jīng)濟(jì)作物之一，棉花生產(chǎn)在我國經(jīng)濟(jì)中占重要地位。 近年來，我國棉花種植面積越來越少，培育高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的棉花新品種顯得尤為重要[1]。 雜交育種是通過親本間的雜交，在分離后代中選育出優(yōu)于親本的個(gè)體或組合，配合力是選配親本組合的主要依據(jù)。一般配合力是后代的遺傳基礎(chǔ)，是親本的一種內(nèi)在屬性，主要由基因的加性效應(yīng)決定。特殊配合力反映2 個(gè)親本表現(xiàn)的非加性效應(yīng)，即基因的顯性和上位性效應(yīng)，不能穩(wěn)定遺傳，但特殊配合力是發(fā)揮雜種優(yōu)勢、配制強(qiáng)優(yōu)勢組合的關(guān)鍵因素。對棉花材料配合力的研究已有大量報(bào)道，但得到的結(jié)果都各不相同，同一親本的不同性狀和不同親本同一性狀的一般配合力效應(yīng)存在差異， 配合力的效應(yīng)值易受材料及環(huán)境的影響。 研究表明，棉花的產(chǎn)量、纖維長度、株高等性狀均為數(shù)量性狀，受微效多基因及環(huán)境影響，雜交棉性狀表現(xiàn)復(fù)雜[3]。 研究材料一般配合力以及特殊配合力對選配雜交組合和棉花新品種選育具有十分重要的意義[7]。 本研究選用16 個(gè)早熟陸地棉品種（系），通過分析親本及后代的產(chǎn)量和纖維品質(zhì)的配合力，篩選出最優(yōu)雜交組合，為后續(xù)雜交棉品種選育提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)時(shí)間和地點(diǎn)

試驗(yàn)于2019—2020 年在新疆農(nóng)墾科學(xué)院試驗(yàn)地 （石河子市） 進(jìn)行，2019 年于4 月15 日播種，2020 年于4 月20 日播種。

1.2 試驗(yàn)材料

選用適于新疆北部植棉區(qū)的優(yōu)異早熟陸地棉材料16 個(gè)， 其中10 個(gè)母本材料包括石大棉192（A1）、五師1629（A2）、H5281（A3）、九棉104（A4）、新農(nóng)早131 號（A5）、新M606（A6）、華棉101（A7）、中8008（A8）、新苗3 號（A9）、新石K38（A10）；6 個(gè)父本材料分別為121 團(tuán)雜（B1）、18-45 李（B2）、JS15-27（B3）、WN1020（B4）、金墾1645（B5）、早74（B6）。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

按照6×10 的NCⅡ設(shè)計(jì)組配不完全雙列雜交，得到60 個(gè)雜交組合。 每個(gè)組合3 次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列，行長5 m，行距（66＋10）cm，株距10 cm，小區(qū)面積4 m2左右，管理措施同大田管理。 每小區(qū)選取連續(xù)10 株長勢正常的棉株 （左右行各5 株），調(diào)查株高、第一果枝高度、第一果枝節(jié)位、單株果枝數(shù)、單株結(jié)鈴數(shù)等性狀；收獲前取中部10 個(gè)棉鈴考種，測定鈴重、衣分、衣指、籽指，并取混合棉樣測定纖維品質(zhì)（HVI 校準(zhǔn)棉花標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)），包括纖維上半部平均長度、斷裂比強(qiáng)度、馬克隆值、斷裂伸長率和長度整齊度指數(shù)。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Excel 及DPS 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，計(jì)算一般配合力（general combining ability,GCA）和特殊配合力（specific combining ability,SCA）。

2 結(jié)果與分析

2.1 配合力方差分析

由表1 可知，組合間，株高、單株果枝數(shù)、單株結(jié)鈴數(shù)無顯著差異，馬克隆值存在顯著差異，其他的11 個(gè)性狀均呈極顯著差異，說明這些性狀在組合間存在遺傳差異。進(jìn)一步對供試親本的農(nóng)藝性狀進(jìn)行配合力分析，結(jié)果表明，父本和母本有8 個(gè)性狀的一般配合力均呈極顯著差異,有必要對其配合力進(jìn)行分析。

表1 性狀配合力方差分析

2.2 親本材料一般配合力分析

一般配合力是指某一親本在雜交后代中的平均表現(xiàn)，是可穩(wěn)定遺傳的部分，反映親本材料相應(yīng)性狀穩(wěn)定遺傳給后代群體的效應(yīng)[10]。 由表2 可知，在母本材料中，表現(xiàn)最好的為新石K38，有12 個(gè)性狀為正向效應(yīng)，其中4 個(gè)與纖維品質(zhì)相關(guān)的性狀均為正向效應(yīng)，其次為新農(nóng)早131 號，有10 個(gè)性狀為正向效應(yīng)， 新苗3 號有9 個(gè)性狀為正向效應(yīng)，新M606 和九棉104 有8 個(gè)性狀為正向效應(yīng)，其余材料華棉101、 中8008、H5281 和五師1629 分別有6、6、5、3 個(gè)性狀表現(xiàn)為正向效應(yīng)。 在父本材料中，金墾1645 表現(xiàn)較好，共有11 個(gè)性狀的一般配合力表現(xiàn)出正向效應(yīng)； 其次為WN1020 和18-45 李，各有9 個(gè)性狀表現(xiàn)為正向效應(yīng)， 再次為121 團(tuán)雜、JS15-27 和早74，有6 個(gè)性狀表現(xiàn)為正向效應(yīng)。 總體來看，所有親本材料中新M606 在籽棉產(chǎn)量上表現(xiàn)最好；18-45 李的纖維品質(zhì)相關(guān)性狀表現(xiàn)較好，5個(gè)纖維品質(zhì)相關(guān)性狀的一般配合力均表現(xiàn)為正向效應(yīng)。 新石K38、金墾1645 和新農(nóng)早131 號，都有10 個(gè)以上性狀表現(xiàn)為正向效應(yīng)， 是較好的親本材料，可作為骨干親本利用。

表2 試驗(yàn)所用親本材料農(nóng)藝、產(chǎn)量和纖維品質(zhì)性狀的一般配合力分析

2.3 雜交組合特殊配合力分析

特殊配合力是指特定的組合對其雙親一般配合力效應(yīng)值的偏離，特殊配合力高的組合，雜種優(yōu)勢也高，可以依據(jù)特殊配合力的高低選配最佳的組合[11]。 由表3 可得，60 個(gè)雜交組合不同性狀的特殊配合力存在較大差異。衣分特殊配合力較高的組合為A1×B6（石大棉192×早74）、A6×B1（新M606×121 團(tuán)雜）、A5×B2（新農(nóng)早131 號×18-45李）， 籽棉產(chǎn)量特殊配合力較高的組合為A9×B6（新 苗3 號×早74）、A10×B3 （新 石K38×JS15-27）、A1×B3（石大棉192×JS15-27），鈴重特殊配合力較高的組合為A1×B1（石大棉192×121團(tuán)雜）、A2×B2（五師1629×18-45 李）、A1×B3（石大棉192×JS15-27）， 纖維長度特殊配合力較高的組合為A2×B2 （五師1629×18-45 李）、A6×B6（新M606×早74）、A8×B4（中8008×WN1020），斷裂比強(qiáng)度特殊配合力較高的組合為A7×B2（華棉702×18-45 李）、A5×B5（新農(nóng)早131 號×金墾1645）、A3×B5（H5281×金墾1645）。 從產(chǎn)量和品質(zhì)綜合來看，A10×B5（新石K38×金墾1645）、A10×B4（新石K38×WN1020）、A4×B2（九棉104×18-45 李）、A2×B6（五師1629×早74）、A3×B5（H5281×金墾1645）等組合的特殊配合力表現(xiàn)突出，有效地將高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)結(jié)合在一起，具有較大的利用潛力。

表3 試驗(yàn)所用親本材料農(nóng)藝、產(chǎn)量和纖維品質(zhì)性狀的特殊配合力分析

3 結(jié)論

本研究分析了16 個(gè)陸地棉材料的一般配合力， 其中產(chǎn)量性狀一般配合力表現(xiàn)最好的為新M606，品質(zhì)性狀表現(xiàn)最好的為18-45 李。

通過對親本和雜交組合各性狀的一般配合力和特殊配合力分析發(fā)現(xiàn)，雙親一般配合力和組合特殊配合力相互獨(dú)立，組合特殊配合力與其親本一般配合力效應(yīng)并不相關(guān)： 親本一般配合力高的性狀，組合特殊配合力不一定高，例如A1×B2（石大棉192×18-45 李）的鈴重；親本一般配合力低的性狀，組合特殊配合力并不一定低，例如A1×B4（石大棉192×WN1020）的籽棉產(chǎn)量。本研究通過對材料的特殊配合力分析，得到了5 個(gè)特殊配合力綜合表現(xiàn)較好的組合，分別為A10×B5（新石K38×金墾1645）、A10×B4 （新石K38×WN1020）、A4×B2（九棉104×18-45 李）、A2×B6 （五師1629×早74）、A3×B5（H5281×金墾1645），這5 個(gè)組合的特殊配合力較好， 具有較大的雜種優(yōu)勢利用潛力。本試驗(yàn)對親本材料的配合力進(jìn)行研究，為篩選強(qiáng)優(yōu)勢組合提供了依據(jù)。