不同空間分布陸地棉f

蕾針的脫落是影響棉花產(chǎn)量的一個(gè)障礙。為了減少花蕾和針的脫落，傅雙喜、張永紅和卞偉分析了導(dǎo)致棉花地面落的氣候因素。唐玉偉等人從生理上介紹了棉花花蕾的落種法。劉永平、葉宏、孫學(xué)珍、王振坤研究了棉花在世界上和棉花花的時(shí)空分布和發(fā)育規(guī)律，并提出了提高棉花產(chǎn)量的栽培措施。JenkinsJ.N.、鄭冬官、張家付等研究了不同結(jié)鈴部位與產(chǎn)量、棉鈴經(jīng)濟(jì)性狀間的關(guān)系、劉安郁等研究了不同節(jié)位棉鈴經(jīng)濟(jì)性狀世代間的相關(guān)關(guān)系;陳柏青等從雜種優(yōu)勢利用的角度出發(fā),朱軍等、葉子弘從遺傳和發(fā)育遺傳角度,分析了不同果枝節(jié)位開花、成鈴規(guī)律。這些研究為陸地棉遺傳育種、雜種優(yōu)勢利用以及高產(chǎn)栽培提供了必要的理論和實(shí)踐依據(jù)。但是,這些研究大多以我國內(nèi)陸棉區(qū)陸地棉為研究對(duì)象,往往采用低密度栽培,所得出的結(jié)論一般僅適用于這些地區(qū)的生產(chǎn)實(shí)際。新疆棉區(qū)地處亞歐大陸腹地,屬典型的大陸性氣候,干旱少雨,晝夜溫差較大,光熱資源十分豐富,從而形成了獨(dú)特的荒漠綠洲灌溉農(nóng)業(yè)。目前新疆棉區(qū)已成為我國最重要的棉花產(chǎn)區(qū),栽培上主要采用“密、矮、早、膜”的技術(shù)路線和合理的化調(diào)技術(shù),棉花的蕾、鈴脫落規(guī)律和產(chǎn)量性狀的空間分布與內(nèi)地有很大不同,而針對(duì)新疆棉區(qū)的特殊生態(tài)條件和種植模式,對(duì)棉花開花結(jié)鈴等遺傳方面的研究還鮮為報(bào)道。本文以陸地棉F1組合為材料,采用加性-顯性遺傳模型和朱軍等提出的分析方法和軟件,比較分析了不同果枝節(jié)位蕾、花、鈴的遺傳方差等遺傳參數(shù),以期為南疆陸地棉遺傳育種提供一定的依據(jù)。1材料和方法1.1選育組合與調(diào)查試驗(yàn)在新疆阿拉爾塔里木農(nóng)墾大學(xué)農(nóng)業(yè)試驗(yàn)站進(jìn)行。選用陸地棉品種(系)新陸早1號(hào)、吉爾吉斯68為母本,遼棉7號(hào)、斯字棉603、愛字棉1517、愛字棉Sij、88251為父本,按不完全雙列雜交遺傳設(shè)計(jì)配制雜交組合。于1998年的4月24日播種8個(gè)親本的15個(gè)F1組合,隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),2次重復(fù),4行區(qū),行長3m,寬窄行(0.60+0.30m),地膜覆蓋種植,株距0.13m,田間管理同大田。從5月10日至9月13日,每小區(qū)選10株生長正常的棉花定點(diǎn)調(diào)查,每兩天記載一次2～18節(jié)位各果節(jié)位現(xiàn)蕾數(shù)、開花數(shù)、成鈴數(shù)。用小區(qū)內(nèi)10株觀察值的平均值進(jìn)行分析。1.2傳統(tǒng)加-顯遺傳模型數(shù)據(jù)采用朱軍的軟件(V1.0)及其分析方法進(jìn)行計(jì)算,采用MINQUE(1)法以加-顯遺傳模型估算方差分量(基因效應(yīng)的加性方差VA、顯性方差VD和剩余方差Ve),用Jackknife方法對(duì)試驗(yàn)區(qū)組進(jìn)行抽樣,估算VA/VP(狹義遺傳率)和VD/VP,用t測驗(yàn)對(duì)所估算的遺傳參數(shù)進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)。2結(jié)果與分析2.1加性方差比率棉株17個(gè)主莖節(jié)位3個(gè)果枝節(jié)位現(xiàn)蕾數(shù)的遺傳方差以柱形圖列于圖1。由圖1-a可知,果節(jié)1上各節(jié)位的表型方差有兩個(gè)突出的峰,一個(gè)在3～5節(jié)位,一個(gè)在14～16節(jié)位,而中部6～12節(jié)位處為低谷,節(jié)位4處的表型方差最大,為0.287,達(dá)極顯著水平。加性方差與表型方差表現(xiàn)出相同的趨勢,其中以節(jié)位4處最大,VA=0.144**,15、14、16節(jié)位次之,在節(jié)位2以及10～11節(jié)位加性方差為0,其他各節(jié)位均達(dá)到顯著或極顯著水準(zhǔn);加性方差比率(狹義遺傳率,VA/VP)以12～16節(jié)位為較大,其中節(jié)位15處的最大,高達(dá)79.78%,節(jié)位4處的加性方差比率為50.16%,在各節(jié)位中居第5位。顯性方差總體上較顯性方差小,其中也是以節(jié)位4處最大,VD=0.07,達(dá)極顯著水準(zhǔn),14節(jié)位次之。顯性方差比率以節(jié)位11處最大,為66.20%。由圖1-b可見,第2果節(jié)各節(jié)位的表型方差和第2果節(jié)類似地在下部果節(jié)和上部果節(jié)各出現(xiàn)了一個(gè)峰,但相比而言,中部果枝第2果節(jié)的表型方差較第1果節(jié)對(duì)應(yīng)鈴位的要大。最大加性方差仍位于4～5節(jié)位處和13～15節(jié)位處,加性方差比率也以這兩處最大。顯性方差數(shù)值較小,且近半數(shù)為0。第3果節(jié)各節(jié)位的表型方差與第1果節(jié)、第2果節(jié)相比(圖1-c),位于下部節(jié)位的峰消失了,位于上部節(jié)位的峰仍然存在,但是該區(qū)段表型方差大小上普遍比前兩果節(jié)對(duì)應(yīng)鈴位的要小。相應(yīng)的,加性方差也以上部節(jié)位處最大。依圖可知,第3果節(jié)現(xiàn)蕾主要受加性效應(yīng)影響;同時(shí)剩余方差(VR)普遍較大,表明該部位現(xiàn)蕾還易受其它因素影響。2.2雜種優(yōu)勢分析棉株17個(gè)主莖節(jié)位3個(gè)果枝節(jié)位開花數(shù)的遺傳方差以柱形圖列于圖2。從圖2可以看出,各果節(jié)不同節(jié)位開花數(shù)的表型方差以及各方差組分的大小相差很大,表型方差大小順序?yàn)?果節(jié)1>果節(jié)2>果節(jié)3。圖2-a中,表型方差在節(jié)位4和節(jié)位14處出現(xiàn)了2個(gè)峰值,分別為0.110、0.107,均達(dá)到極顯著水平,在中部節(jié)位10處出現(xiàn)了一個(gè)谷底。果節(jié)2有類似于果節(jié)1的表現(xiàn),果節(jié)3的表型方差表現(xiàn)比較平緩,且在節(jié)位4、節(jié)位15～18處沒有方差表現(xiàn),原因是該鈴位上平均開花數(shù)為0(圖2-c)。果節(jié)1的加性方差表現(xiàn)類似于其表型方差,在節(jié)位4和節(jié)位14處分別出現(xiàn)了一個(gè)峰值,但在節(jié)位8～11處無加性方差(圖2-a)。果節(jié)2的各節(jié)位的加性方差多小于果節(jié)1對(duì)應(yīng)鈴位的加性方差,在節(jié)位5～7、13～14處分別出現(xiàn)了一個(gè)峰值,表明在上、下部第2果節(jié)處主要受加性效應(yīng)影響,該鈴位具有遺傳改良潛力。第3果節(jié)處受加性方差影響較小,大部分表現(xiàn)為剩余方差,表明該鈴位開花受環(huán)境影響很大。開花數(shù)的顯性方差普遍較小,尤其在果節(jié)3處大多節(jié)位表現(xiàn)為0,三個(gè)果枝節(jié)位的顯性方差相比,果節(jié)1>果節(jié)2>果節(jié)3。果位1的8～10節(jié)位的顯性方差較大,占表型方差比例在57.75%至59.50%之間,表明在雜種優(yōu)勢利用中,該區(qū)段鈴位開花數(shù)可以重點(diǎn)關(guān)注。果節(jié)2處的開花數(shù)顯性方差從節(jié)位3開始,每間隔1～2個(gè)節(jié)位就會(huì)出現(xiàn)0。果節(jié)3處,多數(shù)節(jié)位顯性方差為0。2.3加性方差分析棉株17個(gè)主莖節(jié)位3個(gè)果枝節(jié)位成鈴數(shù)的遺傳方差以柱形圖列于圖3。由圖可知,與現(xiàn)蕾數(shù)和開花數(shù)相似,果節(jié)1和果節(jié)2的下部以及上部節(jié)位出現(xiàn)了兩個(gè)表型方差峰值;但在果節(jié)3處,節(jié)位4以及果節(jié)14以上無方差存在(結(jié)鈴為0造成)?？傮w上,從橫向看,外圍果節(jié)部位的表型方差較內(nèi)圍的要小。在果節(jié)1處,4～8果節(jié)、13～17果節(jié)隨著果枝著生節(jié)位的升高,加性方差呈減少趨勢(圖3-a),且加性方差主要存在于這兩個(gè)區(qū)段,平均加性方差比率分別為50.32%、51.53%,表明這兩個(gè)區(qū)段主要受加性效應(yīng)影響,在常規(guī)選育中可以加以利用,在果節(jié)2處也出現(xiàn)了類似的現(xiàn)象(圖3-b),但是在果節(jié)3中加性效應(yīng)僅在13節(jié)位處有所反映,其它節(jié)位沒有檢測到加性方差(圖3-c)。此外,所有果節(jié)的中部節(jié)位均沒有檢測到加性效應(yīng),而剩余方差較大。各果節(jié)的顯性方差都較小。在果節(jié)1上,9～11節(jié)位分別存在37.86%、65.70%、27.07%的顯性方差比率,而該區(qū)段的加性方差均為0,表明該區(qū)段成鈴主要受加性效應(yīng)影響;另外,在13～16節(jié)位也存在一定的顯性方差比率(15.28%～42.84%)。在果節(jié)2中上部節(jié)位,存在一定的顯性方差比率(13.10%～45.24%)。在果節(jié)3上,節(jié)位6、節(jié)位12處分別有49.71%、35.32%的顯性方差比率,但是這兩個(gè)鈴位的加性方差均為0。3中部果枝的開裂結(jié)鈴選擇多因子分析新疆土壤肥力相對(duì)較瘠薄,降雨稀少,光照充足,棉花栽培的主要特點(diǎn)是“密、矮、早、膜”,有的棉田密度超過2萬株,棉株矮小,果枝節(jié)數(shù)相對(duì)較少,一般在3節(jié)左右,第4～5果節(jié)基本不能形成蕾、花、鈴,單株結(jié)鈴數(shù)要比其它地區(qū)的單株結(jié)鈴數(shù)少,栽培主要發(fā)揮群體優(yōu)勢,強(qiáng)調(diào)培育“小個(gè)體,大群體”的群體結(jié)構(gòu)對(duì)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的作用,因此蕾花鈴空間分布的遺傳規(guī)律不同于其它地區(qū)。所以第4～5節(jié)位未能進(jìn)行遺傳分析。本研究結(jié)果表明,中部果枝第一果節(jié)蕾花鈴加性效應(yīng)較低,甚至為0(8～10節(jié)位),可能的原因是由于育種家長期對(duì)中部果枝的開花成鈴進(jìn)行選擇,使這部分果枝節(jié)位的增產(chǎn)潛力得到較大程度的發(fā)揮,遺傳變異逐漸減少,繼續(xù)選擇效果不理想。而這些部位的顯性效應(yīng)較大,所占遺傳方差比例很大,品種間中部棉蕾花鈴加性方差效應(yīng)很小,遺傳改良的潛力很有限。4～5節(jié)位以及14～15節(jié)位的1～2果節(jié)的加性方差大,狹義遺傳率高,這一部位是選擇育種的重點(diǎn),顯性效應(yīng)方差較小,所占比例較低,要提高這些部位的表現(xiàn)型主要選用這些部位加性效應(yīng)高的親本進(jìn)行雜交以提高后代的開花結(jié)鈴數(shù)。棉花中部內(nèi)圍的蕾、花、鈴主要受基因的顯性效應(yīng)控制,所占比例較大,而狹義遺傳率很低。因此中部的開花結(jié)鈴以利用雜種優(yōu)勢為主。朱軍等的研究結(jié)果顯示,浙江地區(qū)的棉花下部果枝內(nèi)圍果節(jié)的開花成鈴受基因顯性效應(yīng)影響較大,這些部位可利用雜種優(yōu)勢提高產(chǎn)量,可能是生態(tài)環(huán)境差異較大使雜種優(yōu)勢表現(xiàn)的部位有差異而造成的。對(duì)各節(jié)位不同果節(jié)成鈴數(shù)進(jìn)行廣義遺傳力分析(表1)表明,第1、2果節(jié)鈴數(shù)的廣義遺傳力較大,且比較接近,均表現(xiàn)為中部果枝的廣義遺傳力較低,易受環(huán)境影響。在生產(chǎn)上,苗期化調(diào)不當(dāng)易造成中后期蕾、花、鈴“中空”現(xiàn)象,栽培上應(yīng)注意中部果枝的?；?、保鈴措施,促使