棉花不同世代育種群體的選擇效果?

陳充華 郭小平

摘要：本研究以湖北省審定的優良雜交棉品種KBQS01（F1）為基礎材料，自然授粉收獲得到F2群體，然后通過混選混收，衍生出F3～F5等不同世代的育種群體。對4個不同世代的育種群體，分別進行優株選擇和隨機選擇，衍生出兩種類型的后代株行。2012年采用拉丁方試驗設計，對F2～F5 等不同世代群體進行產量及主要性狀比較，結果表明混選混收的不同世代群體間產量差異不顯著。2013年對兩種方法選擇的后代株行，按間比法進行試驗，結果表明優株選擇對提高衣分、皮棉產量、改良纖維品質和降低株高等方面有積極作用，而且優株選擇株行間仍保持較大變異性。株高、衣分和上半部平均長度等性狀適宜在早期世代進行選擇，皮棉產量、果枝數、單株結鈴數、單鈴重和馬克隆值等性狀適宜在高世代進行選擇。

關鍵詞：棉花；育種群體；選擇；不同世代

中圖分類號： S562.035 文獻標識碼： A 文章編號：2095-3143（2016）03-0003-05

DOI：10.3969/j.issn.2095-3143.2016.03.001

0 引言

高產是農作物育種的永恒目標，通過育種方法的改進，挖掘優良品種的增產潛力，是提高農作物單產的經濟有效的方法[1]。不同的育種方法對育成品種的遺傳多樣性有重要影響[2]。國內外學者對棉花育種方法有過一些研究，如通過雜種后代品系間的互交，可以增加有利基因累加 [3]；在雜種分離世代中選擇表現型兩個極端的個體進行相互雜交，可以打破明顯的互斥連鎖，從而釋放出潛在的變異性[4]；采用不同回交品系進行再雜交聚合，能創造出更多的交換重組機會[5]；采用混交打破連鎖，增加理想重組體的出現幾率[6]。為了提高育種選擇效率，擴大遺傳變異幅度，綜合各種農作物雜種后代的處理方式，結合棉花自身的特性，作者通過混選混收法構建不同世代育種群體，研究主要農藝性狀在不同世代群體的選擇效果和遺傳變異，為棉花育種后代的選擇方法提供理論指導。

1材料和方法

1.1試驗材料

1.1.1 四個不同世代選種群體的形成 以湖北省審定的雜交棉品種KBQS01（F1）為基礎材料，自然授粉獲得F2選種群體（群體①），然后采用混選混收方法，衍生出F3到F5世代的選種群體（即群體②、群體③、群體④ ）。

1.1.2不同世代選種群體優株選擇及后代株行的形成 2012年種植雜交棉品種KBQS01的4個不同世代的群體各30行，按照系譜法選種的要求，選擇株型較好、單株結鈴性較多、鈴大小適中、吐絮較好和手測纖維品質符合要求的單株。每個群體選擇優良單株20個，每個單株收取棉鈴7～8個。

1.1.3不同世代選種群體隨機選擇單株及后代株行的形成 2012年在雜交棉品種KBQS01的4個不同世代的群體中，同時隨機選取30個單株，每個單株收獲棉鈴7～8個。

1.2試驗方法

1.2.1不同世代選種群體的比較試驗 2012年對雜交棉品種KBQS01的4個不同世代群體進行4×4拉丁方比較試驗，每個小區種植4行，行長6.0 m，行距0.9 m，株距0.43 m。

1.2.2不同世代群體單株衍生株行的比較試驗 2013年從雜交棉品種KBQS01的4個不同世代群體中，隨機選擇的4×30個單株和優株選擇的4×20個單株，分別采用單行區，兩次重復，進行株行間比試驗。

1.3田間試驗性狀的調查

1.3.1產量及農藝性狀的調查 在拉丁方比較試驗中，9月中旬對每個小區去除每行頭尾各2株，隨機抽取15株，調查單株結鈴數、果枝數及株高等指標。10月上旬在每個小區收取50朵考種花，通過室內考種，測定出單鈴重、衣分等產量指標。實收每個小區的全部籽棉，獲得實收籽棉產量，通過考種衣分估算出皮棉產量。

株行比較試中，9月中旬對每個株行的全部單株，調查單株結鈴數、果枝數及株高。10月上旬收取考種花，每個株行收取20鈴，考種獲取衣分、單鈴重等性狀。

1.3.2纖維品質性狀的測定 稱取混合均勻的纖維樣品10～15 g，由農業部棉花品質監督檢測中心檢測纖維上半部長度、馬克隆值和比強度等指標。

1.4試驗數據的處理方法

采用 SPSS16.0軟件對數據進行統計分析，計算株行比較試驗中各性狀的遺傳方差及在不同世代的廣義遺傳力[7]。

2結果與分析

2.1不同世代育種群體的差異

2012年對雜交棉KBQS01的4個不同世代育種群體進行比較試驗，結果見表1。總體上看，高世代群體的皮棉產量要略高于其低世代群體，但增幅較小，統計分析表明不同世代育種群體間的產量差異不顯著。鈴重、上半部平均長度、馬克隆值3個性狀表現為F5世代顯著高于F2世代，斷裂比強度F5世代顯著高于F3、F4世代。說明混選混收對育種群體產量的改良沒有效果，但對纖維品質和和鈴重性狀的改良有一定作用。

2.2不同世代育種群體后代株行間的變異

對不同世代育種群體形成株行的主要性狀統計分析見表2。從中看出，皮棉產量表現為高世代株行高于低世代株行，采用優株選擇的株行在各個世代均高于隨機選擇單株后代的株行。皮棉產量、株高、單株鈴數、單鈴重、上半部平均長度、馬克隆值和斷裂比強度等性狀，優株選擇株行內的變異系數大于隨機選單株后代的株行，說明皮棉產量在高世代群體選擇的效果好于低世代群體，優株選擇方法是有效的；同時高世代群體的優株選擇，保持有較大的變異，仍然具有繼續改良的潛力。

優選單株后代株行的皮棉產量、株高、衣分、纖維上半部平均長度和斷裂比強度等5個性狀各個世代的平均值均高于隨機選擇單株后代的株行，馬克隆值則表現相反，說明優選對降低株高、提高衣分和皮棉產量以及改良纖維品質有積極作用，但對果枝數和單鈴重的影響不大。

2.3 不同世代群體主要性狀的遺傳力分析

不同世代群體間產量及主要性狀的廣義遺傳力見表3。從中看出：株高、衣分和上半部平均長度3個性狀的廣義遺傳力普遍較大，這些性狀適宜在早期世代進行選擇；皮棉產量、果枝數、單株結鈴數、單鈴重、馬克隆值等性狀在高世代（F4：5、F5：6）的廣義遺傳力大于低世代（F2：3、F3：4），說明對這5個性狀在高世代選擇效果較好。

3 結論與討論

本研究中混選混收的高世代F4、F5群體的產量略高于低世代的F2群體的產量，但差異并不顯著，而馬家璋，等[6]對采用混選混交方法進行研究，結果是皮棉表現為第2輪育種群體優于第1輪育種群體，接近顯著水平；其原因應該是單純混選后代的雜合度降低，而群體單株間混交會維持較高的雜合度。

棉花育種群體的單株混選混收，對直接提高育種群體產量沒有效果，但對改善鈴重和纖維長度等有一定效果。在育種群體中進行優株選擇的效果明顯優于隨機選擇，說明優株選擇是有效的。衣分、纖維長度和株高的遺傳力較大，可在低世代群體選擇，對育種群體中進行優株選擇有良好效果，單株結鈴數、果枝數、纖維比強度應在高世代群體選擇。

參考文獻

[1]陳歡，張文英，樊龍江. 作物育種方法研究進展與展望[J]. 科技通報，2011， 27（1）： 61-65.

[2]宋憲亮，孫學振，張天真，等. 棉花遺傳多態性研究進展[J]. 西北植物學報， 2004， 24（12）： 2393-2397.

[3]Culp T W. 棉鈴發育、棉籽品質和育種方法論文選譯[M]. 北京： 中國農業科技出版社，1982，123-145.

[4]Hanson， W D. The breakup of intial linkage blocks under selected mating systems[J]. Genetics， 1959， 44： 857-868.

[5]潘家駒.棉花育種學[M]. 北京：中國農業出版社，1998.

[6]馬家璋，顏清上. 棉花混選混交育種體系遺傳改良效應研究[J]. 棉花學報，1993， 5 （1）： 21-241.

[7]馬育華.植物育種的數量遺傳學基礎[M]. 南京： 江蘇科技出版社，1984.