晉棉品種主要農藝性狀差異性和聚類分析

2015-04-29 00:00:00吳翠翠等

湖北農業科學 2015年7期

摘要：對23個晉陸地棉（Gossypium hirsutum Linn.）品種（系）的17個農藝性狀進行差異分析、變異分析和聚類分析。結果表明，枯萎病病情指數、黃萎病病情指數差異較大，其次是產量性狀差異明顯。“1106”、“1110”、“1112”在子棉產量、抗病性、纖維品質等方面表現較好。農藝性狀變異系數差異較大，大小順序為子棉產量>果枝數>單株鈴數>鈴重>子指>衣指>株高>第一果枝節位>衣分>生育期；纖維品質性狀變異系數均較小，大小順序為馬克隆值>斷裂比強度>纖維上半部分平均長度>伸長率>整齊度指數。23個陸地棉品種（系）聚為A、B兩個類群，A為產量中等偏下、抗病性較差、品質中等偏上的代表群；B為產量較高、抗病性較強、品質較差的代表群。

關鍵詞：陸地棉（Gossypium hirsutum Linn.）；農藝性狀；變異系數；聚類分析

中圖分類號：S562.037 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2015）07-1552-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.07.004

The Diversity of Main Agronomic Characters and Cluster Analysis of Jin Cotton Variet

WU Cui-cui1，LI Peng-bo1，YANG Liu-liu1，CAO Cai-rong1，CAO Mei-lian1，ZHANG Xian-liang2

（1.Institute of Cotton Research，Shanxi Academy of Agricultural Sciences，Yuncheng 044000，Shanxi，China；

2. Kaifeng Academy of Agriculture and Forestry，Kaifeng 475004， Henan， China）

Abstract： Diversity and cluster analysis were performed on 17 agronomic characters of 23 Jin upland cotton varieties（lines）. The results showed that the diversity of wilt disease index and verticillium wilt disease index was larger， followed by the yield difference. 1106， 1110 and 1112 were better in seed cotton yield， disease resistance， fiber quality etc. The variable coefficient of agronomic characters were significantly different in the order of seed cotton yield>fruit spur number>boll number>boll weight>seed index>lint index >plant height>the first fruiting sites>lint percent>period of duration. The variable coefficient of quality characters was smaller in the order of micronaire>fiber strength>upper half mean length >elongation>uniformity index. 23 upland cotton varieties （lines） were classified as A and B groups. Group A represented low yield， poor disease resistance and better quality. Group B represented higher yield， strong disease resistance and poor quality.

Key words： upland cotton（Gossypium hirsutum Linn.）； agronomic traits； variation coefficient； cluster analysis

陸地棉（Gossypium hirsutum Linn.）重要的經濟性狀大都屬于多基因控制的數量性狀，易受環境條件影響。不利于育種家對優良基因型遺傳變異與環境變異的正確鑒別[1]。學者們[2-4]對棉花的產量及品質等性狀的遺傳效應及遺傳相關進行了廣泛的研究，給育種家提供了有效的遺傳信息進而指導選擇育種。學者們[5-11]還對棉花的多個數量性狀進行了分析，由于分析的品種（系）不同及環境差異，得出的結論也不盡一致。本研究對晉棉品種和山西省農業科學院棉花研究所棉花育種課題組自育的品系的產量、抗病性和纖維品質等性狀進行差異、變異和聚類分析，以期為合理利用優良種質材料和雜交育種親本選配提供理論依據。

1 材料與方法

供試材料為晉棉系列及山西省農業科學院棉花研究所棉花育種課題組自育的共23份陸地棉品種（系），分別為“1101”～“1123”。2011年將供試材料種植在山西省農業科學院棉花研究所牛家凹農場。田間試驗隨機區組設計，3次重復，4行區，行長6.6 m，小區面積為26.4 m2，田間管理同常規大田。每個小區隨機選擇生長發育正常的棉株10株，以單株為單位進行田間調查、收花和室內考種，棉樣送農業部纖維品質監督檢驗測試中心進行HVI900系列測定。考察項目包括子棉產量、鈴重、衣分、衣指、子指、株高、果枝始節、果枝節間距、第一果枝節位、果枝數、單株鈴數、枯萎病病情指數、黃萎病病情指數、纖維上半部平均長度、整齊度指數、伸長率、斷裂比強度、馬克隆值、生育期，共計17個性狀。數據采用Excel 2007和SPSS 18.0統計軟件包處理分析。

2 結果與分析

2.1 主要農藝性狀差異分析

從表1可知，“1110”、“1112”和“1106”的子棉產量較高，而“1103”、“1116”、“1122”的子棉產量較低；鈴重3.64～7.06 g，其中“1123”最低，為3.64 g，“1120”最高，為7.06 g；衣分29.62%～41.64%，其中“1102”衣分最低，為29.62%，“1117”衣分最高為41.64%；衣指4.95～7.60 g，“1116”的衣指最小，為4.95 g，“1106”和“1117”最大為7.60 g；子指7.85-12.60 g，其中“1122”子指最低為7.85 g，“1119”最高為12.60 g；“1106”、“1119”和“1120”植株較高，“1122”植株較矮，長勢弱；第一果枝節位6.55～9.30 cm，“1103”最低，為6.55節，“1107”最高，為9.30節；單株鈴數5.25～15.35，“1102”單株鈴數最少，為5.25個，“1104”、“1110”、“1116”的單株鈴數較多；“1120”、“1121”對枯萎病免疫，而“1117”的枯萎病病情指數為10.90；黃萎病病情指數為2.65～53.37，其中“1120”、“1111”、“1119”的黃萎病指數較低，達到了高抗水平；果枝數差異不大。

2.2 主要性狀的變異分析

表2列出了17個主要性狀的變異情況。結果表明，枯萎病病情指數和黃萎病病情指數的變異系數較大，分別為79.70%和67.49%，說明各個品種（系）在感染枯萎病和黃萎病的程度上差異很大。果枝數和單株鈴數的變異系數差異較大，分別是29.93%和19.29%，農藝性狀變異的大小順序為果枝數、單株鈴數、株高、第一果枝節位；其產量構成性狀中，子棉產量的變異系數最大，為37.13%，最小的是衣分7.06%，大小順序為子棉產量、鈴重、子指、衣指、衣分；纖維品質構成性狀的變異系數大小順序為馬克隆值、斷裂比強度、纖維上半部分平均長度、伸長率、整齊度指數。

2.3 主要性狀的聚類分析

用子棉產量等17個性狀對23個供試的陸地棉品種（系）進行聚類分析，結果見圖1。以產量、病害及纖維品質性狀將這23個品種（系）聚為A、B兩個類群，其中A又可分為A1、A2亞類。A1亞類有14個品種（系）（占61%），特點是鈴重小、矮稈、節位低、果枝數多、生育期較短、纖維品質中等，子棉產量較低的類群，其中第一果枝節位、整齊度、伸長率和生育期的變異系數較小。A2亞類有5個品種（系）（占22%），特點是節位較高，抗黃萎病，子棉產量中等、纖維品質較好的類群，其中，株高、長度、整齊度、伸長率和生育期的變異系數較小。B類有4個品種（系）（占17%），特點是鈴重大、子指大、高稈、單株鈴數多、高抗枯黃萎病、生育期較長、纖維品質較差、子棉產量高的類群，其中第一果枝節位、果枝數、整齊度和生育期的變異系數較小（表3）。枯萎病病情指數在這3類中都達到了高抗水平，A2類的平均枯萎病病情指數很小，僅為2.59。

3 討論

供試陸地棉品種（系）屬于晉棉品種或者是晉南地區選育出來的品系；鈴重3.64～7.06 g；衣分29.62%～41.64%；衣指4.95～7.60 g；子指7.85～12.60 g；果枝數差異不大；除品系“1117”的枯萎病病情指數為10.90外，其余品種（品系）都達到了抗病標準；黃萎病病情指數為2.65～53.37；“1106”、“1110”、“1112”在子棉產量、抗病性、纖維品質等方面綜合性狀表現較好。枯萎病病情指數和黃萎病病情指數的變異系數較大，分別為79.70%和67.49%；子棉產量的變異系數也達到了37.13%；產量構成性狀變異系數最大的是果枝數，為29.93%，最小的是衣分，為7.06%；纖維品質構成性狀的變異系數都較小，大小順序為馬克隆值、斷裂比強度、纖維上半部分平均長度、伸長率、整齊度指數。

聚類分析結果表明，23個陸地棉品種（系）可聚為A、B兩個類群，A類群可分為A1、A2亞類，共計19個品種（系）（83%），為產量中等偏下、抗病性較差、品質中等偏上的代表群；B類群有4個品種（系）（17%），為產量較高、抗病性較強、品質較差的代表群。

其中品系“1119”、“1120”、“1121”、“1122”、“1123”是選育出來的恢復系，從統計和聚類結果中可以得出，“1120”、“1121”、“1122”、“1123”在A類群中，表明這幾個恢復系的子棉產量較低、品質較好；“1119”的子棉產量較高，抗病性、纖維品質（除馬克隆值）也較好。從2003年開始，我國雜交棉制種面積開始大幅度擴大，抗蟲雜交棉播種面積2005年達170萬hm2后[14]，到2007年達最高峰，但2009年急劇下降，主要原因是勞動力缺乏，雜交種制種成本大幅增加。利用不育系、恢復系和保持系制種，可使用工數量大大減少，成本降低，且制種容易保證純度[15-16]。因此選育恢復系和不育系成為制種的關鍵，從所選的恢復系可以看出，“1119”在產量、抗病性和纖維品質等方面表現較好，“1120”、“1121”、“1122”、“1123”需要進一步改進。培育高產優質抗病的棉花品種將成為今后努力的方向，努力改造恢復系培育優良的雜交棉對雜交棉的迅速推廣將起到促進作用。

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