兩個棉花雄性核不育系材料的配合力分析

李永旗　陳俊英　張麗娟　李直興　謝業(yè)濤　高紅兵　夏紹南

摘要：本研究利用不完全雙列雜交法，分析了兩個棉花雄性核不育系材料及四個棉花優(yōu)良骨干親本的配合力，以期為棉花核不育系雜交育種提供理論支持。研究結(jié)果表明，不育系S1的產(chǎn)量及品質(zhì)性狀一般配合均較高，是配制雜交組合的理想母本；四個優(yōu)良骨干親本中H3品質(zhì)性狀一般配合力較高、產(chǎn)量性狀一般配合力中等，適合作為雜交配組的父本材料利用。

關(guān)鍵詞：細胞核不育系；棉花；配合力

中圖分類號：S562.037 文獻標識碼：A 文章編號：2095-3143（2017）06-0006-04

DOI：10.3969/j.issn.2095-3143.2017.06.002

0 引言

雜種優(yōu)勢是生物界普遍存在的現(xiàn)象，是增強作物抗逆性、改良作物品質(zhì)、提高作物產(chǎn)量的重要途徑之一[1]。利用棉花雄性核不育系制種，可以省去人工去雄、降低制種成本，在進行雜交制種方面具有較大的應(yīng)用潛力，是棉花雜交育種的一個重要研究方向[2-4]。20世紀70年代，黃觀武，等[5]首次研究了棉花隱形核不育基因在雜交制種中的應(yīng)用。毛正軒，等[6]以 “洞A”棉花雄性核不育系材料為基礎(chǔ)，創(chuàng)立了“一系兩用”的雜交育種法。目前國內(nèi)在兩系雜交棉的選育方面已取得了較大的進展[7]。但仍存在一些技術(shù)難題亟待解決，主要是制種中可育株的識別費時費工及不育系的一般配合力較差[8]。因此本研究運用不完全雙列雜交的方法，分析了兩個不育系材料及4個骨干親本的配合力，以期為篩選出優(yōu)良的棉花雄性核不育系及后期的雜交育種提供理論支持。

1 材料和方法

1.1 試驗設(shè)計

試驗于2016年在江西省棉花研究所科研基地進行，單畦雙行種植，密度24000株/hm2，隨機區(qū)組設(shè)計，3次重復(fù)，共24個小區(qū)，小區(qū)長10 m，寬2 m。栽培管理措施同當?shù)卮筇锷a(chǎn)。

試驗材料為江西省棉花研究雜交育種課題組于2015年利用棉花雄性核不育系配制的8個雜交組合，其母本S1、S2是從四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院引進的棉花雄性核不育系材料，經(jīng)過三年的生態(tài)試驗性試驗及連續(xù)的株行選擇，現(xiàn)已成為高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的棉花兩系骨干親本，父本H1、H2、H3、H4均為江西省棉花研究所通過回交轉(zhuǎn)育、單株選擇獲得的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)材料。

1.2 測定內(nèi)容與方法

1.2.1 生育期

調(diào)查每個材料的出苗期、現(xiàn)蕾期、開花期及吐絮期，計算生育期的天數(shù)。

1.2.2 農(nóng)藝性狀

每個小區(qū)選擇10株棉花掛牌標記，于7月15日調(diào)查其始果枝節(jié)位和高度及單株鈴數(shù)，8月15 日調(diào)查單株鈴數(shù)，9月15 日調(diào)查果枝數(shù)、株高、成鈴數(shù)等。

1.2.3 鈴重與籽棉產(chǎn)量

于吐絮期每小區(qū)收取50朵棉株中部具有代表性的吐絮鈴，進行室內(nèi)考種，測定其單鈴重、衣分；按小區(qū)實收計產(chǎn)。

1.2.4 纖維品質(zhì)

小區(qū)百鈴花皮棉隨機取樣送農(nóng)業(yè)部棉花品質(zhì)監(jiān)督檢驗測試中心（安陽）檢測纖維品質(zhì)。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計

采用Excel進行數(shù)據(jù)整理，DPS統(tǒng)計軟件進行配合力分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 配合力方差分析

對8個組合F1的籽棉產(chǎn)量（kg/hm2）、皮棉產(chǎn)量（kg/hm2）、纖維長度（mm）、整齊度（%）、比強度（cN/tex）、馬克隆值、生育期（d）、始果枝節(jié)位、始果枝高度（cm）、果枝數(shù)（個）、單鈴重（g）、單株成鈴（個）共11個性狀進行了配合力方差分析（表1）。

由表1可知，在一般配合力方面，母本（不育系）的籽棉產(chǎn)量、皮棉產(chǎn)量、始果枝節(jié)位、始果枝高度、單鈴重、單株成鈴數(shù)的差異均達到顯著水平；父本（高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)材料）的纖維長度、整齊度、生育期的差異達到顯著水平，馬克隆值的差異達到極顯著。在特殊配合力方面，籽棉產(chǎn)量、皮棉產(chǎn)量、生育期、單株成鈴數(shù)的差異達到顯著水平。結(jié)果表明各組合間的所有性狀均存在極顯著差異，區(qū)組間只有果枝數(shù)存在極顯著差異。這表明各組合間存在著顯著的遺傳差異。

2.2 親本一般配合力的效應(yīng)分析

一般配合力是評價雜交親本的重要指標之一，其效應(yīng)值大小反應(yīng)親本各性狀基因加性效應(yīng)的作用程度[9]。因而可知，纖維長度、整齊度、馬克隆值受父本的加性效應(yīng)影響較大，始果枝節(jié)位、始果枝高度、單鈴重受核不育系的加性效應(yīng)影響較大，籽棉產(chǎn)量、皮棉產(chǎn)量、生育期、單株成鈴數(shù)受加性及非加性效應(yīng)共同影響，但以加性效應(yīng)起主導(dǎo)作用。這一結(jié)果與鄧惠清，等[1]對質(zhì)核互作不育系主要農(nóng)藝性狀的配合力分析結(jié)果相近。

由表2可知，不育系S1的籽棉產(chǎn)量、皮棉產(chǎn)量、纖維長度、整齊度、馬克隆值、生育期、果枝數(shù)、單鈴重的一般配合力均為正值且其值相對較高，表明不育系S1的產(chǎn)量及品質(zhì)性狀均受基因加性效應(yīng)控制，S1是較好的不育系親本材料。H2和 H4較多性狀均存在負值，不適合作為雜交父本；H1雖然籽棉產(chǎn)量和皮棉產(chǎn)量均為正值且較大，但是纖維長度和比強度均為負值且較大，因此H1也不適合作為雜交父本；而H3雖然籽棉產(chǎn)量和皮棉產(chǎn)量為較小的負值，但是纖維長度和比強度均為較大的正值，因此H3適合作雜交父本。

2.3 雜交組合的特殊配合力效應(yīng)值分析

特殊配合力是組合間非加性效應(yīng)的體現(xiàn)。由表3可知，同一組合間的不同性狀和不同組合間的同一性狀差異較大。所有組合中以H2×S1籽棉產(chǎn)量、皮棉產(chǎn)量、纖維長度和比強度的特殊配合力均為最高，其他性狀的特殊配合力較好，因此H2×S1是較好的雜交組合。

3 結(jié)論

綜上所述，不育系S1的產(chǎn)量及品質(zhì)性狀的一般配合力均較高，是配制雜交組合的理想母本；四個優(yōu)良骨干親本中H3品質(zhì)性狀的一般配合力較高、產(chǎn)量性狀的一般配合力中等，適合作為雜交配組的父本材料；H2×S1的權(quán)重大的性狀特殊配合力較高，是較好的雜交組合。

參考文獻

[1] 鄧惠清， 唐燦明， 劉正鑾，等. 棉花胞質(zhì)不育系轉(zhuǎn)育12個材料的配合力分析[J]. 棉花科學(xué)， 2017，39（3）：2-7.

[2] 謝業(yè)濤， 夏紹南， 吳愛民， 等. 8個棉花核不育系新組合主要性狀的灰色關(guān)聯(lián)度分析[J]. 棉花科學(xué)， 2017，39（5）：22-30.

[3] 岳福良， 張相瓊， 張小軍，等. 轉(zhuǎn)基因抗蟲核不育系及其雜交種研究進展[J]. 棉花科學(xué)， 2010， 32（2）：3-7.

[4] 吳元龍. 陸地棉隱性核不育系1355A敗育機制轉(zhuǎn)錄組學(xué)與蛋白質(zhì)組學(xué)研究[D]. 武漢：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)，2016.

[5] 黃觀武， 茍云高， 張東銘，等. 棉花核不育保持系的選育[J]. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)， 1989， 22 （6）：13-17.

[6] 毛正軒， 黃觀武， 孫貞，等. 棉花核雄性不育性完全保持的遺傳分析[J].中國科學(xué)， 1994（7）：724-729.

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[8] 于金花， 孫光榮， 張俊生，等. 棉花不育系雜交制種技術(shù)措施[J]. 中國種業(yè)，2002 （11）：24-24.

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