棉花自交系產量性狀與品質性狀的配合力及其相關性研究

彭正霆+陳浩東+李育強+何樂+洪亞輝+肖才升+李庠

摘要：采用不完全雙列雜交方法，將11個棉花自交系按7×4組成28組進行雜交并獲得雜交材料，再加上親本和對照組一共40個材料，并對其籽棉重、皮棉重等產量性狀以及伸長率、斷裂比強度等品質性狀進行調查收集數據，再利用DPS軟件計算其配合力，用SPSS軟件對其進行相關性分析。結果顯示，一般配合力高的親本有S4、S6、S9、S11，特殊配合力較高的親本組合有S4×S8（單株成鈴數）、S5×S8（單鈴重、籽棉重）、S6×S11（皮棉重）、S3×S8（衣分）、S3×S11（斷裂比強度、伸長率）、S2×S8（整齊度指數）；產量構成因素與籽棉產量的相關系數大小依次為單鈴重>皮棉重>單株成鈴數>衣分。這一信息啟示我們，提高棉花產量應以提高單鈴重、單株成鈴數為主要途徑。

關鍵詞：棉花；自交系；配合力；相關性

中圖分類號：S562.032文獻標識號：A文章編號：1001-4942（2015）04-0021-05

收稿日期：2015-01-29

基金項目：國家“863”計劃課題（2011AA10A102）；湖南省棉花科學研究所所長青年創業基金項目（HNMKS2014SJ002）；國家轉基因生物新品種培育科技重大專項“高產轉基因棉花新品種培育”（2014ZX08005-001-007）；棉花生物學國家重點實驗室開放課題（CB2015A18）

作為我國主要經濟作物之一的棉花，專家學者從遺傳學、作物育種學等方面通過大量試驗研究利用其雜種優勢，推廣雜交棉。但絕大部分作物雜交育種方法是隨機雜交試驗[1～3]，而隨機雜交試驗盲目性較大，同時耗費大量人力物力，得到的結果卻并不理想。針對此問題，提高選擇親本和配制組合的預見性、進行雜種優勢預測是十分必要的[4]。結合玉米[5～]、大豆[8]、水稻[9，10]等大田作物上已有很多雜種優勢預測方面的報道，發現計算親本配合力可為作物育種工作提供有效的參考。配合力的高低也是衡量一個自交系優劣的主要標準之一[6]，隨著育種水平的不斷提高，測定棉花自交系的配合力顯得越來越重要。本研究的目的是通過測定棉花自交系主要性狀的配合力，為棉花強優勢組合的選配提供依據。

1材料與方法

1.l供試品種與試驗設計

2012年冬季在海南南繁時利用S1、S2、S3、S4、S5、S6和S7七個棉花自交系作為母本（P1組），S8、S9、S10和S11四個棉花自交系作為父本（P2組），按NCⅡ巢式遺傳交配設計組配（7×4），共配制28個雜交組合并于當年獲得雜交材料，加上親本和對照組一共40個材料。2013年種植于湖南省棉化科學研究所德山實驗基地。隨機區組設計，重復3次。單行區，行長5m，行距2m，株距為0.5m。田間按常規進行管理。

1.2數據調查與分析

9月15日調查棉花的株高、果枝數和單株成鈴數；10月10～20日每小區收正常吐絮鈴250個，進行室內考種，包括鈴重、衣分、子指、籽棉產量和皮棉產量；以11月20日前收花量按小區計產；每小區隨機取20g皮棉送農業部棉花品質監督檢驗測試中心（HVICC）作纖維品質測試。

試驗數據利用DPS軟件分析供試材料的一般配合力和特殊配合力，使用SPSS軟件分析供試材料產量性狀和品質性狀之間的相關性。

2結果與分析

2.1各性狀在基因型上的差異

方差分析結果顯示，供試組合的各性狀在基因型上存在著極顯著差異，這說明不完全雙列雜交的28個組合和11個親本在所研究的9個性狀上分別存在著真實性的遺傳差異，進一步對供試組合的兩組親本及其雜種的9個農藝性狀進行配合力分析。

2.2一般配合力分析

2.2.1母本一般配合力分析母本（P1組）7個材料的產量、品質性狀的一般配合力情況見表2產量性狀中，單株成鈴數的一般配合力表現為正效應值的有S1、S2、S4、S6，其中S6的一般配合力效應值最大，達到12.6974，其次為S1，效應值為10.5931，而S3、S5、S7的一般配合力表現為負效應值。單鈴重的一般配合力表現為正效應值的有S4、S5、S6，其中S6的一般配合力正效應值較大，為8.0531，而S1、S2、S3、S7的一般配合力表現為負效應值。皮棉重的一般配合力表現為正效應值的有S2、S4、S5、S6，其中S6的一般配合力正效應值較大，達到了9.4967，而S1、S3、S7的一般配合力表現為負效應值。籽棉重的一般配合力表現為正效應值的有S4、S5、S6，其中S6的一般配合力正效應值較大，為8.0536，而S1、S2、S3、S7的一般配合力表現為負效應值。衣分的一般配合力表現為正效應值的有S2、S6、S7，它們的效應均不是很高，而S1、S3、S4、S5的一般配合力表現為負效應值。

就品質性狀來看，S3、S4的斷裂比強度以及伸長率的一般配合力均表現為正效應值，分別達到8.9357、7.3421（斷裂比強度）、1.9453、2.6814（伸長率），S1、S2、S5、S6斷裂比強度以及伸長率的一般配合力均為負效應值，S7斷裂比強度的一般配合力為負效應值，而伸長率的一般配合力為正效應值；馬克隆值的一般配合力表現為正效應值的有S1、S2、S4，其中S1、S2的一般配合力較大，分別為7.9831、5.8774；整齊度指數的一般配合力為正值的有S1、S3、S5、S7。

2.2.2父本一般配合力分析父本（P2組）4個材料的產量、品質性狀的一般配合力情況見表3。產量性狀中單株成鈴數的一般配合力表現為正效應值的有S8、S9，而S10、S11表現為負效應值。單鈴重的一般配合力表現為正效應值的有S9、S11，而S8、S10表現為負效應值。皮棉重的一般配合力表現為正效應值的有S10、S11，而S8、S9表現為負效應值。籽棉重的一般配合力表現為正效應值的有S9、S11，而S8、S10表現為負效應值。衣分的一般配合力表現為正效應值的有S10，而S8、S9、S11表現為負效應值。endprint

品質性狀中，S11的斷裂比強度、伸長率、整齊度指數的一般配合力都為正效應值，分別為8.1877、3.3999、0.2581，其余父本的斷裂比強度、伸長率、整齊度指數的一般配合力都為負效應值；而S8、S9的馬克隆值的一般配合力為正效應值，分別為5.2871、2.9809。

2.3特殊配合力（較優組合）分析

單株成鈴數中，特殊配合力最大的組合為S4×S8（SCA=10.8126），較高的有S2×S11（SCA=9.2905）、S3×S8（SCA=6.3368）、S5×S10（SCA=6.7090）、S1×S10（SCA=6.6422）。S4×S8除了單株成鈴數，其余產量性狀的特殊配合力都為負效應值，但其品質性狀中斷裂比強度（SCA=5.9273）以及伸長率（SCA=1.6649）的特殊配合力為正效應值。

單鈴重特殊配合力最大的組合是S5×S8（SCA=8.6520），其次是S6×S11（SCA=7.4886）、S1×S10（SCA=6.1705）、S7×S10（SCA=6.0674）。S5×S8產量性狀中皮棉重、籽棉重的特殊配合力相對較高，分別為6.7971、8.6562，而單株成鈴數和衣分的特殊配合力為負效應值：但這個組合的品質性狀較差。

皮棉重特殊配合力最優組合是S6×S11（SCA=8.3503），此組合的其余產量性狀的特殊配合力都為正效應值，分別為單株成鈴（SCA=1.1404）、單鈴重（SCA=7.4886）、衣分（SCA=0.7013）、籽棉重（SCA=7.4591）；較優組合有S7×S10（SCA=7.9037）、S4×S9（SCA=6.4006）、S5xS8（SCA=6.7971）。

衣分特殊配合力最優組合為S3×S8（SCA=3.5440），此組合的其余產量性狀的特殊配合力都為正效應值，分別為單株成鈴（SCA=6.3368）、單鈴重（SCA=2.0544）、皮棉重（SCA=5.5127）、籽棉重（SCA=2.0161）；較優組合有S5×S11（SCA=3.4309）、S6×S10（SCA=3.2429）。

籽棉重特殊配合力最優親本組合為S5×S8（SCA=8.6562），此組合單鈴重的特殊配合力較高；較優組合有S6×S11（SCA=7.4591）、S1×S10（SCA=6.1445）、S3×S9（SCA=5.5773）、S1×S9（SCA=5.6099）。

斷裂比強度特殊配合力最優組合為S3×S11（SCA=8.4316），此組合產量性狀的特殊配合力都為負效應值，而其品質性狀的特殊配合力效應值均為正值；較優組合有S1×S9（SCA=7.1632），該組合產量性狀的特殊配合力效應值均為正值。

伸長率特殊配合力最優組合為S3×S11（SCA=2.1206），此組合斷裂比強度的特殊配合力效應值也為最優，而其產量性狀的特殊配合力都為負效應值；較優組合有S4×S8（SCA=1.6649）、S4×S9（SCA=1.5948）。

整齊度指數特殊配合力較好的組合親本為S2×S8（SCA=1.4806）、S7×S9（SCA=1.4764）、S4×S9（SCA=1.0490）。

3相關性分析

3.1產量構成因素與產量（籽棉）的相關分析

從供試材料各產量構成因素對產量影響的相關系數（表5）來看，除皮棉重與籽棉重、單鈴重與籽棉（皮棉）重的相關系數達0.01極顯著水平外，其余性狀與產量的相關均不顯著。產量構成岡素與籽棉產量的相關系數大小依次為單鈴重（1.000）>皮棉重（0.887）>單株成鈴（0.338）>衣分（-0.251）。

3.2品質因素與產量（籽棉）的相關分析

由表6看出，供試材料的產量高低與品質性狀之間呈負相關。馬克隆值與斷裂比強度、伸長率呈顯著負相關，斷裂比強度與伸長率呈極顯著正相關，其余各品質性狀間相關不顯著。

4結論

配合力是親本（純系、自交系或品種）材料在由它所產生的雜種一代或后代的產量或其它性狀表現中所起作用相對大小的度量，也是育種的一個重要指標，配合力大小可為選育提供較大參考[11]。本試驗結果表明，S4、S6的一般配合力較高，以S4、S6為母本的組合均能產生較優性狀，以S9、S11為父本的組合其性狀表現相對較優。就育種來說，選擇一般配合力效應值高的親本，有利于選配出強優勢的雜交組合。而值得提出的是母本S1單株成鈴的一般配合力較高，為10.5931，但其它產量性狀的一般配合力較低，所以不能作為最優育種之選，可以作為有針對性的育種材料。

試驗計算得出，有7個特殊配合力較高的親本組合，即：S4×S8（單株成鈴數）、S5×S8（單鈴重、籽棉重）、S6×S11（皮棉重）、S3×S8（衣分）、S3×S11（斷裂比強度）、S3×S11（伸長率）、S2×S8（整齊度指數）。這7個組合可作為較優親本組合，對其進行下一步研究，確定其利用價值。在選配優良雜交種時，不但考慮一般配合力相對較高的自交系作為雜交親本，也應考慮那些親本的一般配合力相對較低但特殊配合力相對較高的組合[12，13]。本試驗還進行了品質性狀與產量、產量構成因素與產量的相關性分析，發現品質性狀與產量呈負相關；品質性狀間馬克隆值與斷裂比強度、伸長率呈顯著負相關，斷裂比強度與伸長率呈極顯著正相關，其余各品質性狀間相關不顯著；產量構成因素與籽棉產量的相關系數大小依次為單鈴重（1.000）>皮棉重（0.887）>單株成鈴（0.338）>衣分（-0.251）。這一信息啟示我們，提高棉花產量應以提高單鈴重、單株成鈴為主要途徑。endprint