趙曉雁 ，何良榮 ，戴翠榮 ，谷洪波 ，周曙霞 *

（1.新疆生產(chǎn)建設兵團第一師農(nóng)業(yè)科學研究所，新疆阿拉爾843300，2.塔里木大學植物科學學院，新疆阿拉爾843300）

新疆哈克尼西棉新不育系和恢復系主要性狀配合力分析

趙曉雁 1，何良榮 2，戴翠榮 1，谷洪波 1，周曙霞 1*

（1.新疆生產(chǎn)建設兵團第一師農(nóng)業(yè)科學研究所，新疆阿拉爾843300，2.塔里木大學植物科學學院，新疆阿拉爾843300）

棉花優(yōu)質、高產(chǎn)、抗性等多目標育種難度大，利用雜種優(yōu)勢實現(xiàn)多性狀的同步改良，是棉花育種的重要發(fā)展方向。利用棉花“三系”（不育系、保持系和恢復系）配套是解決人工去雄雜交成本高的有效途徑，是雜交制種的必然趨勢。“三系”配套育種中，親本配合力分析尤為必要，明晰育種材料的優(yōu)缺點，在組配中有的放矢地加以利用，是“三系”育種的關鍵環(huán)節(jié)。景憶蓮等[1]、周曙霞等[2]研究表明哈克尼西棉的胞質效應廣泛存在，對衣分、籽指、皮棉產(chǎn)量、纖維長度等有顯著影響。王斌等[3]研究表明皮棉產(chǎn)量、衣分、衣指、籽指、纖維長度、斷裂比強度主要受加性基因控制，籽棉產(chǎn)量主要受非加性基因控制。劉麗等[4-5]研究表明產(chǎn)量性狀主要受親本一般配合力和特殊配合力的共同影響，但一般配合力效應略大，纖維長度和整齊度主要受加性效應的影響，馬克隆值、伸長率、斷裂比強度和籽棉產(chǎn)量同時受加性和非加性效應的影響。以往的研究因地域、材料的不同，對新疆的適應性不盡相同。本研究選擇新疆本地的優(yōu)質、高產(chǎn)早中熟品種通過多代回交，選育出綜合性狀較好的哈克尼西棉新不育系材料，新不育系與新恢復系采用不完全雙列雜交設計配置組合，對品質、產(chǎn)量性狀等配合力進行分析，為后續(xù)選育配合力高的哈克尼西棉不育系、恢復系提供依據(jù)和參考，為實現(xiàn)新疆早中熟陸陸“三系”雜交棉育種更具有指導意義。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗所用材料：7個新哈克尼西棉胞質雄性不育系來自新疆生產(chǎn)建設兵團第一師農(nóng)業(yè)科學研究所，以優(yōu)質、高產(chǎn)、抗病性好的早中熟材料中棉所49、新陸中48、X11006、錦科255、科林2號、新陸中28、新陸中37為父本經(jīng)過多代回交核置換，轉育獲得7個同型新不育系（A1-A7），不育率達 100%。3個新恢復系 1082R（R1）、1097R（R2）、1099R（R3）來自新疆生產(chǎn)建設兵團第一師農(nóng)業(yè)科學研究所，經(jīng)多代自交、測交篩選，這3個恢復系對哈克尼西棉不育系恢復率均在90%以上。

1.2 試驗方法

2015年7月用7個不育系和3個恢復系，采用不完全雙列雜交設計配制21個組合，獲得21個組合的雜交棉種子。2016年種植雜交種子，隨機區(qū)組設計，3次重復，單行區(qū)，行長5 m，行距66 cm＋10 cm，株距12 cm，栽培措施同大田。試驗在新疆生產(chǎn)建設兵團第一師農(nóng)業(yè)科學研究所2號試驗地進行。收獲前取中部4～6果枝的15個棉鈴考種，測定鈴重、衣分，在新疆生產(chǎn)建設兵團第一師農(nóng)業(yè)科學研究所采用HVI1000棉花纖維測試儀測定纖維上半部平均長度、整齊度、馬克隆值、斷裂比強度、伸長率、短纖維率、黃度、反射率。吐絮后實收計產(chǎn)，由籽棉產(chǎn)量和衣分計算出皮棉產(chǎn)量。

1.3 數(shù)據(jù)處理

按照劉來福[6]的固定模型進行分析，采用Excel 2010、DPS 7.05軟件[7]進行數(shù)據(jù)整理和統(tǒng)計分析。

2 結果與分析

2.1 配合力方差分析

對21個組合的12個與產(chǎn)量、纖維品質相關性狀進行方差分析（表1）表明，各性狀在組合間的差異均達極顯著水平，說明組合間存在遺傳差異，各親本、組合可進行配合力分析。母本不育系的纖維斷裂比強度、伸長率的一般配合力差異達到極顯著水平，籽棉產(chǎn)量、皮棉產(chǎn)量、上半部平均長度、整齊度、馬克隆值、黃度的一般配合力差異達到顯著水平。父本恢復系的衣分、上半部平均長度、伸長率的一般配合力分析差異達到顯著水平。組合間除籽棉產(chǎn)量、斷裂比強度的特殊配合力方差分析未達到顯著水平，其他10個性狀的特殊配合力均達到顯著或極顯著水平。大部分性狀的父本、母本的一般配合力方差較大，表明這些性狀均受加性效應影響且加性效應起主要作用。

表1 12個性狀的配合力方差分析

2.2 親本主要性狀一般配合力效應分析

一般配合力主要是由基因的加性效應決定的，是可遺傳的，對后代的表現(xiàn)具有一定的影響，是評判親本優(yōu)劣的依據(jù)[6]。由表2可以看出，不同親本的同一性狀、同一親本的不同性狀的一般配合力效應有較大差異。不育系A1、A2的籽棉產(chǎn)量、皮棉產(chǎn)量的一般配合力效應大，纖維品質性狀綜合表現(xiàn)也較好，上半部平均長度、斷裂比強度、馬克隆值為正效應?；謴拖礡3的產(chǎn)量性狀一般配合力好，R2的綜合品質性狀較好。

2.3 特殊配合力效應分析

特殊配合力是基因間、基因與環(huán)境互作的綜合表現(xiàn)，表現(xiàn)為非加性效應。不同組合間、不同性狀間的特殊配合力各不相同，且特殊配合力效應差異很大（表3）。A3×R3組合的鈴重特殊配合力效應最大，A5×R3最??；A2×R3組合皮棉產(chǎn)量特殊配合力最大，A5×R1最小；A5×R2纖維上半部平均長度特殊配合力效應最大，A3×R3最??；A1×R3斷裂比強度特殊配合力最大，A6×R1最?。籄7×R1馬克隆值特殊配合力最大，A4×R1 最小。 A1×R1、A1×R3、A2×R2 不同性狀的特殊配合力效應高，是較好的候選組合。

表2 親本產(chǎn)量和品質性狀的一般配合力效應

表3 21個組合的12個性狀的特殊配合力

2.4 群體配合力貢獻率及遺傳力估算

從表4看出，衣分、籽棉產(chǎn)量、皮棉產(chǎn)量、斷裂比強度、上半部平均長度、整齊度、馬克隆值、伸長率、黃度的一般配合力基因型方差占總方差的比重均大于50%，說明雜種F1的這些性狀主要受加性效應影響。鈴重、短纖維率、反射率的特殊配合力基因型方差占總方差的比重均大于50%，說明這些性狀親本的互作效應對F1起重要作用。在不同性狀間親本一般配合力方差各異，籽棉產(chǎn)量、皮棉產(chǎn)量、上半部平均長度、斷裂比強度、整齊度、馬克隆值、伸長率、黃度中母本一般配合力貢獻率達到50%，占主導作用；衣分性狀中父本的所占比重大，貢獻率高。

表4 父、母本基因型及其互作對F1各性狀的貢獻率

從各組合性狀的廣義遺傳力和狹義遺傳力估算結果（表5）看出，鈴重、短纖維率的廣義、狹義遺傳力相差大，表明受環(huán)境影響較大，各性狀的廣義遺傳力較大，表明加性遺傳和非加性遺傳均較強。狹義遺傳力的大小順序為伸長率＞斷裂比強度＞上半部平均長度＞整齊度＞黃度＞馬克隆值＞皮棉產(chǎn)量＞籽棉產(chǎn)量＞衣分＞短纖維率＞反射率＞鈴重。

表5 12個性狀的遺傳力分析

3 討論

親本配合力和遺傳特性的研究對棉花雜交育種具有重要的指導意義，配合力的高低是預測雜種優(yōu)勢的1個關鍵指標，但親本材料、地域的不同，其研究結果不盡相同[3-5,8-12]。本研究表明，籽棉產(chǎn)量、斷裂比強度主要受加性效應影響，鈴重主要受非加性效應影響。衣分、皮棉產(chǎn)量、纖維上半部平均長度、整齊度、馬克隆值、伸長率、黃度受加性和非加性效應共同影響，以加性效應為主。不育系多數(shù)性狀一般配合力方差貢獻率高于恢復系的貢獻率，在基因加性效應中母本貢獻率高，這與石玉真等[13]、韓祥銘等[14]、朱華國等[15]的研究結果一致。不育系對籽棉產(chǎn)量、皮棉產(chǎn)量、上半部平均長度、斷裂比強度、整齊度、馬克隆值、伸長率、黃度的貢獻率較大，父本對衣分的貢獻率較高，鈴重的特殊配合力方差貢獻率在60%以上，說明鈴重受環(huán)境影響較大。在品種選育過程中應加強對不育系纖維品質和鈴重、衣分的選擇，而恢復系主要考察纖維品質尤其是斷裂比強度、馬克隆值、整齊度、伸長率，進行優(yōu)勢互補，才能達到預期的育種目標。

產(chǎn)量性狀與品質性狀間存在相互制約的關系[8,16]，哈克尼西棉不育系的遺傳受細胞質基因和細胞核基因共同調控，產(chǎn)量和品質、品質性狀間的相互制約更加明顯[1-2,17-18]。本研究中A1×R3的產(chǎn)量和品質性狀特殊配合力效應好，尤其是纖維斷裂比強度高，短纖維率、反射率負效應較小，產(chǎn)量性狀表現(xiàn)突出，親本A1、R3大多數(shù)性狀一般配合力效應好，組配后負效應小，在雜種優(yōu)勢利用上更有價值。

4 結論

本研究利用優(yōu)質、適應性強的新疆早中熟優(yōu)良品種在連續(xù)多代雜交、回交、自交選擇，轉育哈克尼西棉不育系、恢復系作為研究對象，具有較強的指導意義。不育系的加性效應影響大、基因型貢獻率高，應從衣分、纖維品質著手充分利用母體效應?；謴拖祽饕獜奶岣呃w維品質、抗性上入手，擴大基因來源，與性狀互補性強的不育系配制組合，降低胞質對雜交種的負效應，才能在哈克尼西棉“三系”育種中育成優(yōu)質、高產(chǎn)雜交種。

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Analysis of Combining Ability of Main Characters in New Sterile and Restorer Lines fromGossypium Harknessiiin Xinjiang

Zhao Xiaoyan,He Liangrong,Dai Cuirong,Gu Hongbo,Zhou Shuxia*

本文采用7×3不完全雙列雜交分析法，對新轉育的哈克尼西棉不育系、恢復系的纖維品質性狀和產(chǎn)量配合力及遺傳力進行分析。結果表明：籽棉產(chǎn)量、斷裂比強度主要受加性效應影響，鈴重主要受非加性效應影響，衣分、皮棉產(chǎn)量、纖維上半部平均長度、整齊度、馬克隆值、伸長率、黃度受加性和非加性效應共同影響，以加性效應為主；籽棉產(chǎn)量、皮棉產(chǎn)量、纖維上半部平均長度、斷裂比強度、整齊度、馬克隆值、伸長率、黃度中母本基因型貢獻率高。不育系選育應從提高衣分、品質性狀著手合理配組，實現(xiàn)育種目標。親本A1、R3的多數(shù)性狀一般配合力效應高，A1×R3的組配品質性狀特殊配合力效應較好，產(chǎn)量性狀表現(xiàn)突出。

哈克尼西棉；不育系；品質性狀；配合力；不完全雙列雜交

S562.035.1

A

1000-632X(2017)12-0020-05

10.11963/1000-632X.zxyzsx.20171120

2017-07-07 *通信作者：mianhua3x@163.com

新疆生產(chǎn)建設兵團育種攻關項目“優(yōu)質、機采雜交棉新品種選育”（2016AC027）；新疆生產(chǎn)建設兵團師域發(fā)展創(chuàng)新支持計劃 “第一師機采棉纖維品質提升關鍵技術示范與推廣”（2015AF001）