不同生態環境條件下棉花“三桃”性狀與皮棉產量的關系

徐新娟+宋麗+馮國禮+艾尼江

doi：10.15889/j.issn.1002-1302.2017.13.020[HT9.]

摘要：以172份陸地棉骨干品種（系）為材料，在黃河流域棉區的河南新鄉和西北內陸棉區的新疆石河子2個不同的生態環境下，對棉花“三桃”（伏前桃、伏桃、秋桃）性狀與皮棉產量進行了相關、通徑和回歸分析。結果表明，不同環境條件下“三桃”性狀與皮棉產量的相關程度存在差別。河南新鄉伏桃、秋桃與皮棉產量呈極顯著正相關，伏前桃與皮棉產量呈顯著負相關；新疆石河子伏桃與皮棉產量呈極顯著正相關，伏前桃、秋桃與皮棉產量呈微弱正相關。不同環境條件下“三桃”性狀對皮棉產量的貢獻不盡一致。2個生態環境中伏桃對皮棉產量的正向直接作用均最大，伏前桃對皮棉產量均為正向直接作用，但差別較大，秋桃對皮棉產量的作用最小?；貧w分析進一步明確了河南新鄉可以通過增加伏桃提高皮棉產量，新疆石河子可以通過增加伏桃和伏前桃提高皮棉產量。研究結果為協調棉花早熟性與產量之間的關系，指導棉花生態穿梭育種提供了理論依據。

關鍵詞：棉花；“三桃”；皮棉產量；相關分析；通徑分析；回歸分析

中圖分類號： S562.03文獻標志碼： A[HK]

文章編號：1002-1302（2017）13-0073-03[HS）][HT9.SS]

收稿日期：2017-02-10

基金項目：國家自然科學基金（編號：31371677）；新疆建設兵團博士專項基金（編號：2012BB003）。

作者簡介：徐新娟（1979—），女，河南漯河人，碩士，實驗師，主要從事植物生理生態研究。E-mail：xinjuan_xu@163.com。

通信作者：艾尼江，博士，研究員，主要從事棉花遺傳育種研究。E-mail：anjmmt@126.com。

[ZK）]

棉花“三桃”是指伏前桃、伏桃和秋桃，是棉花早熟高產的重要指標[1]。伏前桃是棉株下部幾個果枝所結的早桃，伏前桃多一般表示棉花早發[2-3]；伏桃是棉株中部的棉桃，處于棉花最佳結鈴期，鈴多而大、纖維品質好，是棉花早熟高產的主體桃[2，4]；秋桃成熟稍晚，但結住秋桃是棉花早熟不早衰的表現，棉花要高產仍需要一定比例的秋桃[5]。伏前桃、伏桃和秋桃之和即單株鈴數，是棉花重要的產量構成因素，對產量的直接通徑效應最大[6-8]；同時，“三桃”的消長對產量形成也有重要影響[9]，因此，對棉花“三桃”性狀與產量間關系的研究十分必要。

棉花“三桃”性狀與產量間關系的研究已有較多報道。劉書梅等以鄭州為試驗點，以8個陸地棉品種（系）為材料研究了棉花“三桃”之間的相關關系，研究結果表明，伏前桃與伏桃、伏前桃與秋桃間沒呈顯著相關關系[10]，而秋桃和伏桃間有極顯著負相關關系。李胄等以陜西為試驗點、以9個陸地棉品種（系）為材料，研究了棉花“三桃”性狀與皮棉產量的關系，相關分析表明，棉花“三桃”之間均呈正相關。伏前桃與皮棉產量呈負相關，秋桃、伏桃與皮棉產量呈正相關。通徑分析表明，伏前桃和秋桃可對皮棉產量直接選擇，伏桃則不能直接選擇[11]。李蔚等通過對黃岡市近20年來的棉花“三桃”及產量的統計分析，認為“三桃”中的秋桃與產量的關系最為密切，對產量的作用最大，其次是伏桃，伏前桃最小，從而揭示了秋桃在提高鄂東棉區棉花產量中的地位，并提出了爭結秋桃的技術措施[5]。前人研究結果，由于不同研究選用的試驗材料和生態環境的差別，致使研究結果不盡一致。為探討不同生態環境下棉花“三桃”與皮棉產量的關系，本研究以172份陸地棉骨干品種（系）為材料，在黃河流域棉區和西北內陸棉區2個不同的生態環境下，對棉花“三桃”性狀及與皮棉產量進行了相關、通徑和回歸分析，以期為棉花的生態穿梭育種提供理論依據。

1材料與方法

1.1試驗材料

試驗材料為我國近年育成或引進的來自黃河流域、長江流域、西北內陸和北部特早熟四大棉區的172份陸地棉骨干品種（系）（表1）。所有材料均經過多代自交。

1.2田間種植和性狀考查

分別于2012、2013年將所有材料種植在2個不同的棉花生態區：分別為黃河流域棉區的河南新鄉，西北內陸棉區的新疆石河子。隨機區組設計，單行區，2次重復。由于2個棉區不同的生態環境和耕作制度，新鄉點每行種植14～16株，行長5.0 m，行距1.0 m；石河子每行種植38～40株，行長5 m，行距0.45 m。按當地大田常規管理。對2年2點172個材料，每行分別考查伏前桃、伏桃和秋桃。由于黃河流域棉區無霜期較長，西北內陸棉區的無霜期較短，因此，根據業內標準[4，9]，河南新鄉點的伏前桃為7月15日前調查的成鈴數，伏桃為7月16日至8月15日調查的成鈴數，秋桃為8月16日至9月15日調查的成鈴數；石河子點的伏前桃為7月15日前[CM（25]調查的成鈴數，伏桃為7月16日至8月10日調查的成鈴數，秋桃為8月11日至9月10日調查的成鈴數。棉花單株收獲皮棉產量。對2個不同的生態環境，將2年2重復每個材料性狀的平均值作為該材料性狀的最終表型值。

1.3數據分析

利用Excel 2007進行性狀的描述統計分析，利用SPSS 13.0進行性狀的相關、通徑和回歸分析。

2結果與分析

2.1不同生態環境條件下棉花“三桃”性狀和皮棉產量

對不同環境條件下棉花“三桃”性狀和皮棉產量進行了統計描述，從表2可以看出，2個生態環境條件下棉花“三桃”性狀都有一定的變幅，變幅大小因性狀而異。河南新鄉各性狀按變異系數大小排列為：秋桃為57.04%，伏前桃為3038%，伏桃為25.81%，皮棉產量為29.93%；新疆石河子各性狀按變異系數大小排列為：秋桃為75.03%，伏前桃為61.75%，伏桃為21.09%，皮棉產量為20.00%。表明2個生態環境條件下各性狀在材料間均存在較大變異，其中，秋桃在不同材料間變異最大，其次為伏前桃。“三桃”性狀和皮棉產量的變異系數在2個生態環境間存在較大差異，表明“三桃”性狀和產量性狀存在較大的地域性差異，受環境影響較大，其中伏前桃在2個生態環境間差異最大，秋桃次之，伏桃和皮棉產量差異最小。endprint

2.2不同生態環境條件下“三桃”性狀和皮棉產量的相關分析[HT]

不同生態環境條件下“三桃”性狀和皮棉產量的相關分析結果見表3。“三桃”性狀在2個生態環境中的相關程度基本一致。伏前桃與伏桃在2個環境中均呈極顯著負相關，伏桃與秋桃在2個環境中均呈極顯著正相關，伏前桃與秋桃在2個環境中呈顯著或極顯著負相關。“三桃”性狀與皮棉產量在2個環境中的相關程度存在差別。河南新鄉伏桃、秋桃與皮棉產量呈極顯著正相關，伏前桃與皮棉產量呈顯著負相關；新疆石河子“三桃”性狀與皮棉產量均呈正相關，但伏桃與皮棉產量的相關達極顯著水平，伏前桃和秋桃與皮棉產量的相關不顯著。

[HTK]2.3不同生態環境條件下“三桃”性狀對皮棉產量的通徑分析[HT]

相關分析只反映了性狀間的相互關系，并不能準確說明各性狀對某一特定性狀的貢獻大小。通徑分析可將性狀間的相關系數分解為直接通徑系數和間接通徑系數，從而反映某一自變量對因變量的直接貢獻和間接貢獻[12]。為此，進一步對“三桃”性狀與皮棉產量進行了通徑分析，分析結果見表4。

從表4可以看出，2個生態環境中“三桃”性狀對皮棉產量的直接通徑系數按大小排序均依次為伏桃、伏前桃、秋桃，但不同生態環境下不同性狀對皮棉產量的貢獻存在差異。伏前桃在河南新鄉對皮棉產量有正向直接作用（0.091），但通過伏桃（-0.237）和秋桃（-0.015）對皮棉產量均有負向間接作用；在新疆石河子對皮棉產量有正向直接作用（0.338），同時可通過秋桃（0.030）對皮棉產量有正向間接作用。伏桃在河南新鄉對皮棉產量有正向直接作用（0.652），同時可通過秋桃（0.024）對皮棉產量有正向間接作用；在新疆石河子對皮棉產量有正向直接作用（0.643），但通過伏前桃（-0.160）和秋桃（-0.026）對皮棉產量均有負向間接作用。秋桃在河南新鄉對皮棉產量有正向直接作用（0.089），同時可通過伏桃（0.175）對皮棉產量有正向間接作用；在新疆石河子中對皮棉產量有負向直接作用（-0.167），但可通過伏桃（0.267）對皮棉產量有正向間接作用。

2.4不同生態環境條件下“三桃”性狀對皮棉產量的回歸分析

為進一步明確棉花產量育種時“三桃”性狀的選擇方向，以皮棉產量為依變量（Y），伏前桃（X1）、伏桃（X2）和秋桃（X3）為自變量，進行多元逐步回歸。分析結果，在河南新鄉伏桃對皮棉產量有正向顯著影響，回歸方程為Y=6.73+154X2，R2=0.410（P<0.01）；新疆石河子伏前桃和伏桃對皮棉產量有正向顯著影響，回歸方程為Y=5.63+2.09X1+1.86X2，R2=0.28（P<0.01）。

3結論與討論

相關分析結果，2個生態環境條件下“三桃”性狀間的相關程度基本一致，伏桃與秋桃均呈極顯著正相關，伏前桃與伏桃、伏前桃與秋桃均呈顯著或極顯著負相關，表明不同生態環境中“三桃”性狀間的相關關系較為穩定。本結論與劉書梅等的研究結果[10-11]不盡一致，可能與供試材料及試驗地點不同有關。“三桃”性狀與皮棉產量的相關在2個不同生態環境中表現存在差別。河南新鄉伏桃、秋桃與皮棉產量呈極顯著正相關，伏前桃與皮棉產量呈顯著負相關，本結論與李蔚等的研究結果[5，11]基本一致。新疆石河子“三桃”性狀與皮棉產量均呈正相關，但僅伏桃與皮棉產量的相關達顯著水平。研究結果表明，不同生態環境對“三桃”性狀間的相關影響不大，而對“三桃”性狀與皮棉產量的相關有較大影響。

針對不同的生態環境，對某一性狀的選擇既要考慮其對目標性狀產生的直接效應，又要考慮其通過其他性狀對目標性狀產生的間接效應，即要考慮綜合效果[13]。本研究通徑分析結果，伏桃在2個不同生態環境中與皮棉產量的正向直接作用均最大，伏桃通過伏前桃以及伏桃通過伏前桃和秋桃對皮棉產量的負向間接作用均較小，僅抵消了小部分正效應，因此，增加伏桃是提高棉花產量的主攻因素。伏前桃在河南新鄉對皮棉產量的正向直接作用較小，且通過伏桃和秋桃有較大的負向間接作用，因此，該環境中進行棉花育種時應合理控制伏前桃的數量，協調好伏前桃與伏桃和秋桃的關系；在新疆石河子伏前桃對皮棉產量的正向直接作用較大，雖通過伏桃對皮棉產量的負向間接作用抵消了一部分正效應，但可通過秋桃對皮棉產量有正向間接作用，因此，該環境中對伏前桃的選擇應在保持一定數量伏桃的前提下方能提高效率。秋桃在2個不同生態環境中對皮棉產量的正向直接作用和正向間接作用均較小，因此增加秋桃可作為提高棉花產量的一個次要因素，應適當放寬對秋桃的選擇。不同生態環境下伏前桃、伏桃和秋桃對皮棉產量的貢獻不盡一致，在棉花育種中要因具體環境區別對待。通過建立回歸方程，進一步明確了棉花育種的主攻方向，在河南新鄉可以通過增加伏桃提高皮棉產量，新疆石河子可以通過增加伏桃和伏前桃提高皮棉產量。早熟和高產是當前棉花育種的重要目標，然而棉花的早熟與產量之間呈顯著負相關[14]。本研究結果對協調棉花早熟性與產量之間的關系，指導棉花生態穿梭育種提供了理論依據。

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