李 敏，石治鵬，林忠旭，李曉方，李定國(guó)*

(1.長(zhǎng)江大學(xué)農(nóng)學(xué)院作物遺傳育種研究所，湖北 荊州 434025；2.長(zhǎng)江大學(xué)園藝園林學(xué)院，湖北 荊州 434025；3.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)植物科學(xué)技術(shù)學(xué)院作物遺傳改良國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北 武漢 430070)

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棉花MAGIC群體后代株系對(duì)赤霉素和縮節(jié)胺互作的生態(tài)響應(yīng)及其敏感性鑒定

李 敏1,2，石治鵬1*，林忠旭3，李曉方1，李定國(guó)1**

(1.長(zhǎng)江大學(xué)農(nóng)學(xué)院作物遺傳育種研究所，湖北 荊州 434025；2.長(zhǎng)江大學(xué)園藝園林學(xué)院，湖北 荊州 434025；3.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)植物科學(xué)技術(shù)學(xué)院作物遺傳改良國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北 武漢 430070)

【目的】以70份棉花多基因型種群(MAGIC)后代株系為材料，研究株系主要性狀對(duì)花鈴期噴施縮節(jié)胺、縮節(jié)胺+赤霉素的生態(tài)響應(yīng)，鑒定其敏感性?！痉椒ā吭囼?yàn)設(shè)縮節(jié)胺、縮節(jié)胺+赤霉素2個(gè)處理，每個(gè)處理1種濃度，即縮節(jié)胺(30 g/hm2，兌水225 kg/hm2)、縮節(jié)胺+赤霉素(30 g/hm2+0.5 g/hm2，兌水225 kg/hm2)，以噴清水為對(duì)照。9月15日調(diào)查棉花株式圖，測(cè)定單鈴重、衣分、子指、理論皮棉產(chǎn)量。【結(jié)果】株高、5果枝長(zhǎng)、10果枝長(zhǎng)、頂部果枝長(zhǎng)、單鈴重、子指、皮棉產(chǎn)量較對(duì)照對(duì)縮節(jié)胺、縮節(jié)胺與赤霉素互作的響應(yīng)達(dá)到極顯著水平，與縮節(jié)胺處理相比，縮節(jié)胺與赤霉素互作對(duì)株高、果枝數(shù)、總果節(jié)、5果枝長(zhǎng)、10果枝長(zhǎng)的影響達(dá)到極顯著水平，單株結(jié)鈴數(shù)達(dá)到顯著水平；除子指外，對(duì)其他10個(gè)指標(biāo)均有促進(jìn)作用?？s節(jié)胺與赤霉素互作可顯著改變株高、果枝數(shù)、5果枝長(zhǎng)和10果枝長(zhǎng)的生態(tài)響應(yīng)度，而對(duì)單株結(jié)鈴數(shù)、單鈴重、子指和皮棉產(chǎn)量的生態(tài)響應(yīng)度無顯著改變?；诒硇蜕鷳B(tài)響應(yīng)度數(shù)據(jù)的聚類分析將群體分為3大類，并構(gòu)建了3個(gè)材料池：鈍感材料池、中間材料池、敏感材料池?！窘Y(jié)論】在本試驗(yàn)條件下，棉花MAGIC群體后代株系性狀對(duì)縮節(jié)胺、縮節(jié)胺與赤霉素互作產(chǎn)生了比較明顯的響應(yīng)，為生產(chǎn)中采用赤霉素緩和縮節(jié)胺對(duì)棉花的不良調(diào)控效應(yīng)提供了依據(jù)。極端材料池的構(gòu)建可以明確群體材料對(duì)環(huán)境的敏感性，為完善棉花生態(tài)響應(yīng)機(jī)制奠定了基礎(chǔ)。

棉花MAGIC群體；赤霉素；縮節(jié)胺；生態(tài)響應(yīng)；極端材料池

【研究意義】多基因型種群品種是利用MAGIC(multi-parents advanced generation intercross)雜交等技術(shù)創(chuàng)造大量穩(wěn)定的或者可精確繁殖的不同基因型重組體，形成基礎(chǔ)群體，再選擇表現(xiàn)型穩(wěn)定一致，使其符合抗性、優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和一致性等商品性目標(biāo)，按照比例搭配成多基因型種群，進(jìn)一步開展種群品種在生態(tài)區(qū)的評(píng)價(jià)，確定種群內(nèi)各種基因型對(duì)生態(tài)環(huán)境的響應(yīng)是否一致，進(jìn)而獲得更好的穩(wěn)定性和豐產(chǎn)性[1]。棉花生態(tài)響應(yīng)是指在田間生態(tài)條件的改變后，棉花群體的生理生育特性也隨著變化，表現(xiàn)為敏感性和鈍感性。如何在育種過程中了解材料對(duì)不同環(huán)境的敏感性并進(jìn)行篩選和淘汰顯得非常重要, 尤其是面對(duì)大量的育種材料。同時(shí)，激素與棉花的生育關(guān)系密切，外源激素和生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑可以協(xié)調(diào)棉株體內(nèi)激素的平衡，誘導(dǎo)棉株的正常發(fā)育[2-3]?？梢?，研究植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑和外源激素及其互作對(duì)棉花生育的影響具有重要意義。【前人研究進(jìn)展】有關(guān)縮節(jié)胺和赤霉素在棉花上的應(yīng)用報(bào)道較多，其中縮節(jié)胺是赤霉素生物合成抑制劑[4]，通過減少棉花內(nèi)生赤霉素水平，從而抑制細(xì)胞的伸長(zhǎng)和擴(kuò)大，進(jìn)而影響棉花的生長(zhǎng)，塑造良好株型，改善生理特性、產(chǎn)量、纖維品質(zhì)[5-10]。有關(guān)DPC對(duì)棉花產(chǎn)量及其構(gòu)成因子調(diào)節(jié)效應(yīng)的研究存在不一樣的結(jié)果。Zhao等[11]和Pettigrew等[12]研究結(jié)果顯示噴施DPC與對(duì)照比降低產(chǎn)量或無顯著影響，但是徐新霞等[13]和Gwathmey等[14]結(jié)果表明噴施DPC可以提高單位面積結(jié)鈴數(shù)和皮棉產(chǎn)量。而赤霉素是調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)發(fā)育的重要植物激素之一，對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育，如種子的萌發(fā)、莖的延展、葉片的生長(zhǎng)以及植物的花和種子的發(fā)育等生理具有重要的調(diào)控作用[15-16]。棉花具有無限生長(zhǎng)的特性，其生殖生長(zhǎng)與營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)的關(guān)系往往不平衡，根據(jù)作物補(bǔ)償機(jī)制中的得失補(bǔ)償和差異補(bǔ)償[17]，人們對(duì)生長(zhǎng)抑制調(diào)節(jié)劑縮節(jié)胺在棉花生育生理中的作用進(jìn)行了比較系統(tǒng)的深入研究，并在棉花生產(chǎn)中起到了巨大作用，而關(guān)于赤霉素與縮節(jié)胺互作對(duì)棉花生育的調(diào)節(jié)效應(yīng)還未見報(bào)道。【本研究切入點(diǎn)】本試驗(yàn)在大田條件下葉面噴施縮節(jié)胺和赤霉素，研究縮節(jié)胺及其與赤霉素互作對(duì)棉花MAGIC群體后代株系生育的影響?！緮M解決的關(guān)鍵問題】探討棉花對(duì)縮節(jié)胺及其與赤霉素互作的生態(tài)響應(yīng)，以便為棉花生長(zhǎng)的調(diào)控、生態(tài)響應(yīng)機(jī)制的完善和棉花育種提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2014年在長(zhǎng)江大學(xué)農(nóng)學(xué)院試驗(yàn)基地進(jìn)行，土壤肥力中等，肥力均勻。供試材料為70份棉花MAGIC群體后代株系。播種期為2014年4月27日，移栽日期2014年5月16日，株距40 cm,行距1 m,每個(gè)小區(qū)面積為2 m2。本試驗(yàn)設(shè)置3個(gè)處理，處理Ⅰ：葉面噴施DPC，用量為30 g/hm2，兌水225 kg/hm2；處理Ⅱ：葉面噴施DPC+赤霉素，配合用量為30 g/hm2+0.5 g/hm2，兌水225 kg/hm2，處理III：以噴清水為對(duì)照。采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，每小區(qū)種1份材料,1行，每行5株，各處理2次重復(fù)。其他同一般大田管理。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)自棉花進(jìn)入初花期后,分別于7月9日、7月18日、7月25日、8月6日、8月19日葉面噴施縮節(jié)胺，DPC+赤霉素。在9月15日開始調(diào)查棉花的株式圖，包括株高、果枝數(shù)、果枝長(zhǎng)、鈴數(shù)和脫落數(shù)等；取樣，室內(nèi)考種，根據(jù)株數(shù)/667m2、單株成鈴數(shù)和單鈴重，計(jì)算理論皮棉產(chǎn)量。

1.3 生態(tài)響應(yīng)度計(jì)算

為了表示生態(tài)響應(yīng)試驗(yàn)結(jié)果，本試驗(yàn)提出了“生態(tài)響應(yīng)度”這一概念。生態(tài)響應(yīng)度是指一個(gè)群體或品種的各性狀對(duì)不同環(huán)境因素調(diào)控的敏感程度的一種表示指標(biāo)。計(jì)算公式如下：

根據(jù)各個(gè)性狀的表型數(shù)據(jù)的平均值和生態(tài)響應(yīng)度，數(shù)據(jù)采用DPS分析軟件進(jìn)行處理與分析，Excel2010作表。

2 結(jié)果與分析

2.1 棉花MAGIC群體后代株系主要性狀對(duì)縮節(jié)胺與赤霉素互作的響應(yīng)

表1為不同處理棉花MAGIC群體后代株系各性狀均值的差異顯著性分析。與對(duì)照相比，棉花MAGIC群體后代株系的株高、5果枝長(zhǎng)、10果枝長(zhǎng)、頂部果枝長(zhǎng)、單鈴重、子指、皮棉產(chǎn)量對(duì)縮節(jié)胺、縮節(jié)胺與赤霉素互作的響應(yīng)達(dá)到極顯著水平，果枝數(shù)、總果節(jié)對(duì)縮節(jié)胺的響應(yīng)達(dá)到極顯著水平且對(duì)縮節(jié)胺與赤霉素互作沒有達(dá)到顯著水平，單株結(jié)鈴數(shù)和衣分對(duì)縮節(jié)胺、縮節(jié)胺與赤霉素互作的響應(yīng)沒有達(dá)到顯著水平。與噴施縮節(jié)胺相比，棉花MAGIC群體后代株系的株高、果枝數(shù)、總果節(jié)、5果枝長(zhǎng)、10果枝長(zhǎng)對(duì)縮節(jié)胺與赤霉素互作的響應(yīng)達(dá)到極顯著水平，單株結(jié)鈴數(shù)對(duì)縮節(jié)胺與赤霉素互作的響應(yīng)達(dá)到顯著水平，其他5個(gè)性狀均沒有達(dá)到顯著水平，其中縮節(jié)胺與赤霉素互作除了對(duì)子指有降低的趨勢(shì)外，對(duì)其他10個(gè)性狀有提高作用。各性狀的變異幅度和變異系數(shù)分析結(jié)果表明，縮節(jié)胺、縮節(jié)胺與赤霉素互作分別對(duì)株系性狀的變異幅度既有增加作用也有減小作用；各項(xiàng)指標(biāo)的變異程度較大，各性狀均值變異系數(shù)介于5.40 %～43.15 %，其中3個(gè)處理的頂部果枝長(zhǎng)和皮棉產(chǎn)量的變異系數(shù)都較高，衣分的變異系數(shù)最低。

表1 棉花MAGIC群體后代株系主要性狀對(duì)縮節(jié)胺與赤霉素互作的響應(yīng)

注：同一行不同大寫字母表示達(dá)到極顯著差異(P﹤0.01)；不同小寫字母表示達(dá)到顯著差異(P﹤0.05)。下同。 Note: Different capital letters in the same line indicate extremely significant difference at 0.01 level; The different small letters indicate significant difference at 0.05 level. The same as below. PH: Plant height; FSPN: Fruit section pitch number; TFC: Total fruit section; FBL: Fifth branch length; TBL: Tenth branch length; TOBL: Top of branch length; BNP: Boll number per plant; BW: Boll weight; SI: Seed index; LP: Lint percentage; LY: Lint yield.The same as below.

2.2 縮節(jié)胺與赤霉素互作對(duì)棉花MAGIC群體生態(tài)響應(yīng)度的影響

生態(tài)響應(yīng)度可以反映種群內(nèi)各種基因型對(duì)生態(tài)環(huán)境的響應(yīng)是否一致，也可以確定不同育種材料對(duì)不同環(huán)境的敏感性。計(jì)算各處理所考察的11個(gè)性狀的生態(tài)響應(yīng)度，根據(jù)響應(yīng)度再進(jìn)行差異顯著性分析。表2結(jié)果顯示，縮節(jié)胺與赤霉素互作對(duì)株高、10果枝長(zhǎng)的響應(yīng)度影響較縮節(jié)胺相比達(dá)到極顯著水平，對(duì)果枝數(shù)、5果枝長(zhǎng)的響應(yīng)度影響較縮節(jié)胺相比達(dá)到顯著水平，對(duì)總果節(jié)、頂部果枝長(zhǎng)、單株結(jié)鈴數(shù)、單鈴重、子指、衣分、皮棉產(chǎn)量的響應(yīng)度影響較縮節(jié)胺相比沒有達(dá)到顯著水平?？s節(jié)胺與赤霉素互作可以降低株高、果枝數(shù)、總果節(jié)、5果枝長(zhǎng)、10果枝長(zhǎng)、頂部果枝長(zhǎng)、單株結(jié)鈴數(shù)、單鈴重、皮棉產(chǎn)量的生態(tài)響應(yīng)度，可以提高子指、衣分的生態(tài)響應(yīng)度。另外，不同處理各性狀的生態(tài)響應(yīng)度的變化幅度波動(dòng)較大，縮節(jié)胺處理各性狀的變化幅度較縮節(jié)胺與赤霉素互作相比較穩(wěn)定。

2.3 棉花MAGIC群體后代株系主要性狀生態(tài)響應(yīng)度的相關(guān)分析

從表3可以看出，縮節(jié)胺處理后，皮棉產(chǎn)量與單株結(jié)鈴數(shù)、單鈴重、衣分呈極顯著正相關(guān)，單鈴重與子指、衣分呈正相關(guān)，單株結(jié)鈴數(shù)與單鈴重、衣分呈正相關(guān)，子指與衣分呈正相關(guān)，株高與果枝數(shù)、總果節(jié)、10果枝長(zhǎng)呈極顯著正相關(guān)，與5果枝長(zhǎng)呈顯著正相關(guān)，果枝數(shù)與總果節(jié)、10果枝長(zhǎng)呈極顯著正相關(guān)；株高與單株結(jié)鈴數(shù)、單鈴重呈負(fù)相關(guān)，與皮棉產(chǎn)量呈極顯著負(fù)相關(guān)，總果節(jié)、5果枝長(zhǎng)、10果枝長(zhǎng)分別與單株結(jié)鈴數(shù)、單鈴重、皮棉產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān)。赤霉素與縮節(jié)胺互作后，皮棉產(chǎn)量與總果節(jié)、單株結(jié)鈴數(shù)、單鈴重呈極顯著正相關(guān)，衣分與子指呈極顯著正相關(guān)，單株結(jié)鈴數(shù)與單鈴重、衣分呈正相關(guān)，單鈴重與衣分呈正相關(guān)，株高與5果枝長(zhǎng)呈顯著正相關(guān)、10果枝長(zhǎng)呈極顯著正相關(guān)，株高與總果節(jié)、單株結(jié)鈴數(shù)、單鈴重、衣分呈負(fù)相關(guān)，與皮棉產(chǎn)量呈極顯著負(fù)相關(guān)，果枝數(shù)與總果節(jié)、單株結(jié)鈴數(shù)呈極顯著正相關(guān)，總果節(jié)與單株結(jié)鈴數(shù)呈極顯著正相關(guān)，子指與株高、果枝數(shù)、總果節(jié)、頂部果枝長(zhǎng)、單株結(jié)鈴數(shù)、單鈴重呈負(fù)相關(guān)。

表2 棉花MAGIC群體生態(tài)響應(yīng)度對(duì)縮節(jié)胺與赤霉素互作的響應(yīng)

通過比較縮節(jié)胺及縮節(jié)胺與赤霉素互作兩個(gè)處理的相關(guān)性，結(jié)果表明棉花MAGIC群體后代株系多數(shù)性狀生態(tài)響應(yīng)度間的相關(guān)性在2個(gè)處理下存在一致性，如皮棉產(chǎn)量與單株結(jié)鈴數(shù)、單鈴重、衣分呈極顯著正相關(guān)，單鈴重與衣分呈正相關(guān)，單株結(jié)鈴數(shù)與單鈴重、衣分呈正相關(guān)，株高與單株結(jié)鈴數(shù)、單鈴重呈負(fù)相關(guān)，與皮棉產(chǎn)量呈極顯著負(fù)相關(guān)等；也有少數(shù)性狀的相關(guān)性存在不一致性，如株高與果枝數(shù)在縮節(jié)胺處理后呈極顯著正相關(guān)，而在縮節(jié)胺與赤霉素互作后呈負(fù)相關(guān)，籽指與單鈴重在縮節(jié)胺處理后呈正相關(guān)，而在縮節(jié)胺與赤霉素互作后呈負(fù)相關(guān)等。

表3 棉花MAGIC群體后代株系主要性狀生態(tài)響應(yīng)度的相關(guān)分析

注：表中右上角為縮節(jié)胺處理，左下角為赤霉素與縮節(jié)胺處理；*和**分別表示在0.05水平和0.01水平上顯著相關(guān)。 Note: Table top right corner for DPC treatment, table lower left corner for interaction of DPC and gbberelin treatment; * and ** represent significance at 0.05 and 0.01 levels.

表4 3個(gè)類群棉花MAGIC群體后代株系11個(gè)性狀的生態(tài)響應(yīng)度的平均值

2.4 棉花MAGIC群體后代株系對(duì)縮節(jié)胺的敏感性鑒定

利用上述縮節(jié)胺處理棉花MAGIC群體后代株系的11個(gè)性狀得到的生態(tài)響應(yīng)度，將數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化轉(zhuǎn)換后，依據(jù)歐氏距離采用離差平方和法，進(jìn)行系統(tǒng)聚類分析。結(jié)果表明，當(dāng)歐氏距離在14.38的水平上時(shí)可以把70份試驗(yàn)材料劃分成3類(圖1)，其中3個(gè)不同類群的各個(gè)性狀的響應(yīng)度的平均值見表4。第1類群包括24份材料，其特點(diǎn)是株高、果枝數(shù)、總果節(jié)、5果枝長(zhǎng)、10果枝長(zhǎng)、子指對(duì)縮節(jié)胺的響應(yīng)度最低，單株結(jié)鈴數(shù)、單鈴重、皮棉產(chǎn)量對(duì)縮節(jié)胺的響應(yīng)度最高，頂部果枝長(zhǎng)、衣分對(duì)縮節(jié)胺的響應(yīng)度居中，綜合表現(xiàn)為第1類群對(duì)縮節(jié)胺響應(yīng)鈍感，可以將該類群劃分為鈍感材料池。第2類群包括23份材料，其特點(diǎn)為株高、果枝數(shù)、總果節(jié)、5果枝長(zhǎng)、10果枝長(zhǎng)對(duì)縮節(jié)胺的響應(yīng)度居中，頂部果枝長(zhǎng)、單株結(jié)鈴數(shù)、單鈴重、衣分、皮棉產(chǎn)量對(duì)縮節(jié)胺的響應(yīng)度最低，子指對(duì)縮節(jié)胺的響應(yīng)度最高，綜合表現(xiàn)為第2類群對(duì)縮節(jié)胺響應(yīng)屬于中間類型，可以將該類群劃分為中間材料池。第3類群包括23份材料，其特點(diǎn)為株高、果枝數(shù)、總果節(jié)、5果枝長(zhǎng)、10果枝長(zhǎng)、頂部果枝長(zhǎng)、衣分對(duì)縮節(jié)胺的響應(yīng)度最高，單株結(jié)鈴數(shù)、單鈴重、子指、皮棉產(chǎn)量對(duì)縮節(jié)胺的響應(yīng)度居中，綜合表現(xiàn)為第3類群對(duì)縮節(jié)胺響應(yīng)敏感，可以將該類群劃分為敏感材料池。

3 討 論

塑造理想株型，防止瘋長(zhǎng)，構(gòu)建合理群體，是棉花高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的基礎(chǔ)。棉花的縮節(jié)胺化控技術(shù)要求很高，濃度、時(shí)期的不同，縮節(jié)胺化控對(duì)棉花的形態(tài)、產(chǎn)量、纖維品質(zhì)等性狀的影響會(huì)不同；不同棉花品種對(duì)縮節(jié)胺化控的敏感性也存在差異?？s節(jié)胺是內(nèi)吸性的抑制型植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，通過減少赤霉素合成，抑制細(xì)胞的增加和擴(kuò)大[4]，而赤霉素最顯著的生理效應(yīng)就是促進(jìn)植物的生長(zhǎng)發(fā)育，主要是通過細(xì)胞數(shù)目的增加和細(xì)胞的伸長(zhǎng)來完成[18]，對(duì)棉花的種子發(fā)育[19]、葉片生長(zhǎng)[3]、棉鈴發(fā)育及產(chǎn)量[20]等影響較大。本研究結(jié)果表明，縮節(jié)胺對(duì)株高、果枝數(shù)、總果節(jié)、果枝長(zhǎng)有抑制作用，對(duì)單鈴重、子指、皮棉產(chǎn)量有促進(jìn)作用，對(duì)衣分沒有影響，這與前人研究結(jié)果一致[6,14,21-22]。但是縮節(jié)胺對(duì)單株結(jié)鈴數(shù)略有降低，這與徐新霞[13]等、Gwathmey等[14]結(jié)果不一致，這可能與試驗(yàn)群體材料的復(fù)雜性及縮節(jié)胺噴施劑量有關(guān)系。縮節(jié)胺與赤霉素互作對(duì)株高、果枝數(shù)、5果枝長(zhǎng)、10果枝長(zhǎng)、頂部果枝長(zhǎng)有抑制作用，對(duì)總果節(jié)、單株結(jié)鈴數(shù)、單鈴重、子指、皮棉產(chǎn)量有促進(jìn)作用，說明棉花MAGIC群體后代株系對(duì)縮節(jié)胺及縮節(jié)胺與赤霉素互作的響應(yīng)比較明顯。在試驗(yàn)過程中，在不同時(shí)期噴施縮節(jié)胺過量時(shí)，可以用赤霉素與縮節(jié)胺配合使用，在一定程度上可以對(duì)縮節(jié)胺的調(diào)節(jié)效應(yīng)起到正向的緩和作用。2個(gè)處理對(duì)各性狀的變異幅度和變異系數(shù)既有增加作用也有減少作用，變化幅度較大，說明棉花MAGIC群體后代株系類型豐富，各具特點(diǎn)，差異明顯，所考察的主要性狀對(duì)縮節(jié)胺及縮節(jié)胺與赤霉素互作的響應(yīng)較為敏感。另外，與縮節(jié)胺處理相比，縮節(jié)胺與赤霉素互作可以顯著改變部分農(nóng)藝性狀(株高、果枝數(shù)、5果枝長(zhǎng)和10果枝長(zhǎng))的生態(tài)響應(yīng)度，而對(duì)產(chǎn)量性狀(單株結(jié)鈴數(shù)和皮棉產(chǎn)量等)的生態(tài)響應(yīng)度無顯著改變，說明在2種環(huán)境下農(nóng)藝性狀生態(tài)響應(yīng)度的一致性沒有產(chǎn)量性狀生態(tài)響應(yīng)度穩(wěn)定。不同處理各性狀的生態(tài)響應(yīng)度的變化幅度波動(dòng)較大，縮節(jié)胺處理各性狀的變化幅度較縮節(jié)胺與赤霉素互作相比較穩(wěn)定。

高產(chǎn)一直是棉花育種家們追求的目標(biāo)，而影響棉花產(chǎn)量的性狀較多，且性狀間存在著相關(guān)性[23-24]。在田間性狀選擇時(shí)，應(yīng)該注意各性狀間相互制約的復(fù)雜關(guān)系，在爭(zhēng)取改良一個(gè)性狀的同時(shí)，也要防止另一個(gè)性狀的劣變。通過對(duì)對(duì)棉花MAGIC群體后代株系主要性狀生態(tài)響應(yīng)度的相關(guān)分析，結(jié)果表明縮節(jié)胺、縮節(jié)胺與赤霉素互作對(duì)棉花MAGIC群體后代株系多數(shù)性狀生態(tài)響應(yīng)度間的相關(guān)性有較大影響，在2種環(huán)境下性狀的相關(guān)性既存在一致性也有不一致性，說明不同環(huán)境對(duì)性狀間的相關(guān)性有影響；同時(shí)獲得的大量極顯著(顯著)相關(guān)的表型性狀指標(biāo)，如皮棉產(chǎn)量與單株結(jié)鈴數(shù)、單鈴重、衣分呈正相關(guān)，單株結(jié)鈴數(shù)與單鈴重、衣分呈正相關(guān)等，了解了性狀間的相互關(guān)系，這為評(píng)價(jià)棉花MAGIC群體生態(tài)響應(yīng)的一致性提供了參照。

圖1 棉花MAGIC群體后代株系各性狀的聚類分析Fig.1 Cluster analysis of the traits for the descendant lines of cotton MAGIC population

聚類分析的依據(jù)是遺傳距離，遺傳距離大的品種分布在不同的類群，遺傳距離小的品種分布在同一類群。聚類分析在棉花[25]、水稻[26]、小麥[27]等作物品種(系)資源的差異和分類方面，證明是比較可行的分析評(píng)價(jià)方法。本研究對(duì)經(jīng)過縮節(jié)胺處理的棉花MAGIC群體后代株系11個(gè)性狀的生態(tài)響應(yīng)度進(jìn)行聚類分析，結(jié)果表明，根據(jù)棉花MAGIC群體后代株系對(duì)縮節(jié)胺響應(yīng)的敏感性，可以劃分為3個(gè)材料池：鈍感材料池(24份材料)、中間材料池(23份材料)、敏感材料池(23份材料)。極端材料池的構(gòu)建，可以為棉花提供一些特異的育種材料。生態(tài)響應(yīng)鈍感性是決定品種穩(wěn)產(chǎn)的關(guān)鍵因素，在育種工作中，選育鈍感材料, 一定程度上與產(chǎn)量具有同等的重要性，甚至在產(chǎn)量水平已經(jīng)很高的情況下，穩(wěn)產(chǎn)和廣適性的品種具有更加重要的意義。一個(gè)品種是在特定的環(huán)境下育成的，只能適應(yīng)一定的生態(tài)區(qū)域和栽培條件。所以，在不同區(qū)域，縮節(jié)胺化控技術(shù)在棉花群體材料中的應(yīng)用是未來棉花育種的一個(gè)重要趨勢(shì)。

植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑和植物激素對(duì)棉花生育的調(diào)節(jié)效應(yīng)十分復(fù)雜，受環(huán)境條件影響很大。本文只對(duì)適宜的單一濃度進(jìn)行縮節(jié)胺、赤霉素與縮節(jié)胺配合噴施，對(duì)棉花MAGIC群體后代株系性狀的調(diào)控作用進(jìn)行了比較研究，對(duì)于縮節(jié)胺對(duì)棉花體內(nèi)的赤霉素含量影響，縮節(jié)胺與赤霉素互作機(jī)制以及棉花體內(nèi)相關(guān)激素是否參入調(diào)節(jié)還有待于進(jìn)一步研究。

4 結(jié) 論

在本試驗(yàn)條件下，棉花MAGIC群體后代株系性狀對(duì)縮節(jié)胺、縮節(jié)胺與赤霉素互作產(chǎn)生了比較明顯的響應(yīng)，縮節(jié)胺與赤霉素的配合使用可以用來緩和或調(diào)節(jié)縮節(jié)胺因過量對(duì)棉花產(chǎn)生的不良調(diào)控效應(yīng)。極端材料池的構(gòu)建可以明確群體材料對(duì)環(huán)境的敏感性，為下一步進(jìn)行不同生態(tài)區(qū)的棉花生態(tài)響應(yīng)試驗(yàn)和完善生態(tài)響應(yīng)機(jī)制奠定了基礎(chǔ)。

[1]李曉方.農(nóng)作物多基因型種群育種及種子生產(chǎn)技術(shù)體系[M]. 北京：科學(xué)出版社，2012：37-49.

[2]鄭莎莎，孫傳范，孫紅春，等. 不同外源激素對(duì)花鈴期棉花主莖葉生理特性的影響[J]. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，42(12)：4383-4389.

[3]王 麗，張明才，杜明偉，等. 赤霉素生物合成酶基因GhCPS和GhKS參與甲哌鎓對(duì)棉花幼苗葉片生長(zhǎng)的控制[J]. 作物學(xué)報(bào)，2014，40(8)：1350-1355.

[4]Rademacher W. Growth Retardants: effects on gibberellin biosynthesis and other metabolic pathways[J]. An nu. Rev. Plant Physiol, 2000, 51: 501-531.

[5]Li Wang, Chun Mu, MingweiDu,et al. The effect of mepiquat chloride on elongation of cotton(GossypiumhirsutumL.) internode is associated with low concentration of gibberellic acid[J]. Plant Science, 2014, 225: 15-23.

[6]楊長(zhǎng)琴，張國(guó)偉，劉瑞顯，等. 種植密度和縮節(jié)胺調(diào)控對(duì)麥后直播棉產(chǎn)量和冠層特征的影響[J]. 棉花學(xué)報(bào)，2016，28(4)：331-338.

[7]Gonias E D, Oosterhuis D M, Bibi A C. Cotton radiation use efficiency response to plant growth regulators[J]. Agric Sci, 2012, 150: 595-602.

[8]楊成勛，張旺鋒，徐守振，等.噴施化學(xué)打頂劑對(duì)棉花冠層結(jié)構(gòu)及群體光合生產(chǎn)的影響[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2016，49(9)：1672-1684.

[9]Fuqiang Yang, Mingwei Du, XiaoliTian, et al. Plant growth regulation enhanced potassium uptake and use efficiency in cotton[J]. Field Crops Research,2014,163: 109-118.

[10]馮國(guó)藝，羅宏海，姚炎帝，等. 新疆超高產(chǎn)棉花葉、鈴空間分布及與群體光合生產(chǎn)的關(guān)系[J]. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012，45(13)：2607-2617.

[11]Zhao D L, Oosterhuis D M. Pix plus and mepiquat chloride effects on physiology, growth, and yield of field-grown cotton[J]. Plant Growth Reg, 2000,19(4): 415-422.

[12]Pettigrew W T,Johnson J T. Effects of different seeding rates and plant growth regulators on early-planted cotton[J]. Journal of Cotton Science, 2005(9): 189-198.

[13]徐新霞，蘇麗麗，魏 鑫，等. DPC對(duì)雜交棉生長(zhǎng)發(fā)育調(diào)控效應(yīng)研究[J]. 新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015，52(7)：1237-1242.

[14]Gwathmey C O, Clement J D. Alteration of cotton source-sink relations with plant population density and mepiquatchloride[J]. Field Crops Research, 2010,116: 101-107.

[15]Olszewski N, Sun T P, Gubler F. Gibberellin signaling: biosyn thesis, catabolism and response pathways[J]. Plant Cell, 2002, 14: 61-80.

[16]Ogawa M, Hanada A, Yamauchi Y, et al. Gibberellin biosynthesis and response during Arabidopsis seed germination[J]. The Plant Cell, 2003, 15: 1591-1604.

[17]趙 明，李建國(guó)，張 賓，等.論作物高產(chǎn)挖潛的補(bǔ)償機(jī)制[J]. 作物學(xué)報(bào)，2006，32(10)：1566-1573.

[18]Yamaguchi S. Gibberellin metabolism and its regulation[J]. Annu Rev Plant Biol, 2008, 59: 225-251.

[19]陳云風(fēng). 赤霉素和NaCl對(duì)棉花種子萌發(fā)的影響研究[J]. 種子，2015，34(11)：97-99.

[20]何俊彥，顧靜文，桂蘭芳. 赤霉素對(duì)棉鈴及種子發(fā)育的影響[J]. 作物學(xué)報(bào)，1983，9(3)：212-214.

[21]Lili Mao, Lizhen Zhang, Xinhua Zhao, et al. Crop growth, light utilization and yield of relay intercropped cotton as affected by plant density and a growth regulator[J]. Field Crops Research, 2014, 155: 67-76.

[22]宋 妮，孫景生，陳智芳，等. 不同水分狀況下化控對(duì)棉株蕾鈴數(shù)和產(chǎn)量品質(zhì)的影響[J]. 干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2015，33(2)：40-49.

[23]蘇桂蘭，金石橋，趙淑琴，等. 中棉所49及其親本中棉所35農(nóng)藝及產(chǎn)量性狀的通徑分析[J]. 中國(guó)棉花，2014，41(12)：26-29.

[24]宿俊吉，鄧福軍，陳 紅，等. 陸地棉主要農(nóng)藝性狀的變異性、聚類和相關(guān)性分析[J]. 新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，48(8)：1386-1391.

[25]李 武，謝德意，趙付安，等．黃河流域棉花品種農(nóng)藝性狀的主成分及聚類分析[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015，43(8)：82-85.

[26]游書梅，曹應(yīng)江，鄭家奎，等. 73 份亞洲水稻恢復(fù)系農(nóng)藝性狀的主成分與聚類分析[J]. 植物遺傳資源學(xué)報(bào)，2015，16(2)：250-256.

[27]周麗艷，郭振清，馬玉玲，等. 春小麥品種農(nóng)藝性狀的主成分分析與聚類分析[J]. 麥類作物學(xué)報(bào)，2011，31(6)：1057-1062.

(責(zé)任編輯 陳 虹)

Ecological Response and Sensitive Identification of Descendant Lines of Cotton MAGIC Population to Interaction Effect of DPC and Gibberelin

LI Min1,2, SHI Zhi-peng1*, LIN Zhong-xu3, LI Xiao-fang1, LI Ding-guo1**

(1.Institute of Crop Genetic and Breeding,College of Agriculture, Yangtze University, Hubei Jingzhou 434025,China;2.College of Horticulture and Gardening,Yangtze University, Hubei Jingzhou 434025, China; 3.National Key Laboratory of Crop Genetic Improvement, College of Plant Science & Technology of Huazhong Agricultural University, Hubei Wuhan 430070,China)

【Objective】Using 70 cotton multi-parent advanced generation inter-cross (MAGIC) as tested materials, the ecological response of DPC spraying, combined of DPC and Gibberelin spraying during the flowering and boll-setting stage on cotton agronomic and yield-related traits were investigated.【Method】Two treatments with one concentration levels each, i.e. DPC 30 g/hm2and watering 225 kg/hm2, combined of DPC 30 g/hm2and Gibberelin 0.5 g/hm2, watering 225 kg/hm2were employed, and with spraying water as the control(CK). Cotton plant types were surveyed on September 15, and their single boll weight, lint percentage, seed index and lint yield were measured. 【Result】Compared with the controls, extremely significant response to DPC, combined of DPC and Gibberelin was observed in DPC-applied,combined of DPC and Gibberelin-applied cotton in terms of plant height, length of the 5th fruit branch, length of the 10th fruit branch, length of the top fruit branch, single boll weight, seed index,lint yield. Compared with DPC, extremely significant response to combined of DPC and Gibberelin was observed in combined of DPC and Gibberelin-applied cotton in terms of plant height, fruit branch number, total boll-nodes, length of the 5th fruit branch, length of the 10th fruit branch, significant response to combined of DPC and Gibberelin was observed in terms of boll number per plant. In addition to the seed index, the other 10 indicators were promoted. Significant change of ecological response degree of plant height, fruit branch number, length of the 5th fruit branch, length of the 10th fruit branch was observed by DPC and Gibberellin interaction, but the change of ecological response degree of boll number per plant, single boll weight, seed index, lint yield were not significant. Subject to the cluster analysis based on phenotype responsivity data, 70 descendant lines of cotton MAGIC population were divided into 3 categories, and three material pools were finally constructed by reference to the screening results, including the sensitive material pool, theintermediate material pooland the insensitive material pool. 【Conclusion】Under this experimental condition, the ecological response of DPC spraying, combined of DPC and Gibberelin spraying on cotton agronomic and yield-related traits， were sharped, which could be used for reducing adverse regulatory effect by DPC. The construction of extreme material pools can clear the sensitivity of the population response to the environment, and lay the foundation for improving the ecological response mechanism of cotton.

Cotton MAGIC population; Gibberelin; DPC; Ecological response; Extreme material pools

1001-4829(2017)6-1268-07

10.16213/j.cnki.scjas.2017.6.005

2016-11-10

國(guó)家公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項(xiàng)(201303008)；國(guó)家自然基金(37371674)

李 敏(1992-)，女，湖北廣水人，碩士，主要從事棉花遺傳育種研究，E-mail：cjdxlimin@163.com，Tel:13797333375，*為共同第一作者：石治鵬(1991-)，男，湖北孝感人，碩士，主要從事棉花遺傳育種研究，E-mail：cjdxshizhipeng@163.com，Tel:13872226051，**為通訊作者：李定國(guó)，E-mail：361113214@qq.com。

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