陆地棉产量性状的遗传参数分析

陆地棉产量性状的遗传参数分析

棉地棉是世界上重要的棉花种类。长期以来，提高棉地棉产量一直是培育棉花的首选目标。特别是在我国土地和水资源极其有限的情况下，持续提高产量尤为重要。陆地棉生长发育受品种遗传特性、栽培条件和环境条件等多种因素影响,而品种选育是陆地棉高产的关键因素。多年来,诸多学者利用不同分析方法和材料研究了陆地棉各性状与产量的关系,但由于陆地棉的产量性状之间都有相互制约、相互依存的关系,当改变一个性状时,就有可能会引起另一个性状的改变,这种改变可能是有利的,也可能是有害的,这主要取决于遗传相关的性质或方向。为了有效地进行育种,并使重要的产量性状得到同步改良,必须研究各性状间的相关关系。但有时某些产量性状间的相关又伴随着环境条件的影响而有所增强或削弱。因此,要选育出增产潜力更大的高产新品种,必须从这些复杂的因素中找出影响较大的主要因素。本试验对29个陆地棉常规品种的主要产量性状进行了简单相关、偏相关、遗传相关、环境相关及遗传参数分析,旨在为今后陆地棉新品种的选育和栽培方面提供理论指导,减少盲目性,增强可靠性。1材料和方法1.1试验设计和实施29个陆地棉育种材料由中国科学院棉花研究所及河南科技学院棉花育种课题组提供,亲本材料经过连续两年的自交和单株提纯,各亲本的表型性状稳定一致。2009年在河南科技学院棉花育种试验田种植。试验采用随机区组设计,小区设单行区,行长5.0m、行距1.2m、株距0.4m。采用营养钵育苗控制密度及株行距。株行距均匀一致,无缺苗现象。试验田的田间管理同常规大田。1.2陆地棉吐絮铃生长特性调查试验严格记载各生育期如铃期、吐絮盛期等。2010年10月中旬在陆地棉吐絮盛期,按育种目标在每个亲本种植区选择生长正常、无明显表型差异的5个植株作为样本,调查株高、果枝数、果节数、株铃数,每株收取5个中部吐絮铃,室内考种测定铃重、子指、衣分、皮棉产量。1.3陆地棉各品种生长性状的关系方差分析试验分析数据以小区平均数为计算单位。采用简单相关分析与偏相关分析,并在方差-协方差分析的基础上计算出陆地棉各产量性状的表型相关系数、遗传相关系数及环境相关系数,并对各性状进行遗传参数估计。2结果与分析2.1原料偏相关分析在简单相关分析中,株铃数与皮棉产量、单铃重与子指呈极显著正相关,株高与果枝数呈显著正相关。子指与衣分呈极显著负相关,单铃重与衣分呈显著负相关。在偏相关分析中,株铃数与皮棉产量、单铃重与皮棉产量、衣分与皮棉产量呈极显著正相关,单铃重与株铃数、衣分与株铃数、单铃重与衣分呈极显著负相关,单铃重与子指呈显著正相关(表1)。说明构成陆地棉产量的主要因素是株铃数、单铃重和衣分。但由于陆地棉产量形成受到各种环境因素及自身其他因素的相互影响,使直接表现出的只有株铃数对产量的影响最大,其他不明显。2.2单铃重与相关产量性状的相关性从表2可以看出:株铃数与皮棉产量的环境相关系数、遗传相关系数和表型相关系数分别为0.9293、0.9714和0.9388,达极显著水平。说明能提高株铃数的基因型同样能提高皮棉产量;一切提高株铃数的环境因素同样能提高皮棉产量。株铃数与果枝数、果节数的环境相关系数、表型相关系数达0.01显著水平,说明要想通过合理栽培措施提高株铃数必须提高果枝数和果节数。株高与果枝数的遗传相关系数达0.01显著水平,株高与株铃数、果枝数、果节数、皮棉产量的环境相关系数达0.01显著水平,株高与果枝数、果节数的表型相关系数达到0.01显著水平,与株铃数、皮棉产量的表型相关系数达0.05显著水平。说明株高与果枝数在遗传上存在较为密切的关系,在品种选育过程中,考虑增加株高对果枝数的提高具有积极的促进作用;在一定的遗传背景下,改善栽培条件和适当增加株高,可以增加果枝数,提高株铃数,进而提高皮棉产量。从单铃重与各产量性状的相关分析结果(表2)发现,单铃重与子指的遗传相关系数达正向0.01显著水平,与衣分、果节数的遗传相关系数达负向0.01显著水平,单铃重与衣分的环境相关系数、表型相关系数达负向0.01显著水平,与子指、皮棉产量的环境相关系数和表型相关系数达正向0.01显著水平。说明单铃重与子指、衣分、果枝数之间存在极为密切的关系,提高单铃重会伴随着子指的增加,但同时会降低衣分,减少果节数。衣分与其他产量性状的相关关系中,衣分与果节数的遗传相关系数达正向0.01显著水平,与子指的环境相关系数、遗传相关系数、表型相关系数均达负向0.01显著水平(表2)。说明衣分与果节数、子指之间存在极为密切的关系,衣分高的品种子指会相应的低些。果枝数、果节数与皮棉产量的环境相关系数达正向0.01显著水平,果节数与子指的遗传相关系数达负向0.05显著水平(表2),说明在一定的遗传背景条件下,改善栽培条件、提高果枝数和增加果节数能提高皮棉产量。2.3受遗传变异分析由表3可知:株铃数、单铃重、衣分的广义遗传力分别为0.2225、0.1457和0.2321,遗传力从大到小依次为衣分、株铃数、单铃重;株铃数、单铃重、衣分、皮棉产量的遗传变异系数分别为0.1750、0.0516、0.0553、0.1930,环境变异系数分别为0.3271、0.1249、0.1005、0.3436,说明株铃数、皮棉产量可以通过遗传选择和合理的栽培措施得到提高,特别是合理的栽培措施的作用更大。将株高、果枝数、果节数、株铃数与单铃重、子指、衣分、皮棉产量进行比较可以看出,受遗传变异影响的顺序为皮棉产量>果节数>株铃数>果枝数>株高>子指>衣分>单铃重,说明皮棉产量受遗传变异的影响较大。受环境变异系数影响的顺序为皮棉产量>株铃数>果节数>果枝数>单铃重>子指>衣分>株高,说明皮棉产量受环境变异的影响也较大。因此在品种选育过程中,可以通过合理的遗传育种方式选择高产品种来提高皮棉产量,也可以通过合理的栽培措施来提高皮棉产量。3温度和传统参数分析1)在简单相关分析中,株铃数对皮棉产量的影响最大。在偏相关分析中,株铃数、单铃重、衣分是影响皮棉产量的三要素,其中株铃数最为重要。这是因为简单相关系数反映的是两个性状综合的相关信息,是表面的;而偏相关系数则是在固定其他因素的基础上真实地反映两个变数之间的本质关系。2)株铃数与皮棉产量的环境相关系数、遗传相关系数、表型相关系数分别为0.9293、0.9714、0.9388,达0.01显著水平;单铃重与皮棉产量的环境相关系数和表型相关系数也达0.01显著水平。单铃重与衣分的环境相关系数、表型相关系数达负向0.01显著水平;果枝数、果节数与皮棉产量的环境相关系数达正向0.01显著水平,说明在一定的遗传背景条件下,改善栽培条件、提高果枝数和增加果节数能提高皮棉产量。3)遗传参数分析的结果表明:株铃数、单铃重、衣分、皮棉产量的遗传变异系数分别为0.1750、0.0516、0.0553、0.1930;环境变异系数分别为0.3271、0.1249、0.100