棉花不同世代育种群体的选择效果?

陈充华 郭小平

摘要：本研究以湖北省审定的优良杂交棉品种KBQS01（F1）为基础材料，自然授粉收获得到F2群体，然后通过混选混收，衍生出F3～F5等不同世代的育种群体。对4个不同世代的育种群体，分别进行优株选择和随机选择，衍生出两种类型的后代株行。2012年采用拉丁方试验设计，对F2～F5 等不同世代群体进行产量及主要性状比较，结果表明混选混收的不同世代群体间产量差异不显著。2013年对两种方法选择的后代株行，按间比法进行试验，结果表明优株选择对提高衣分、皮棉产量、改良纤维品质和降低株高等方面有积极作用，而且优株选择株行间仍保持较大变异性。株高、衣分和上半部平均长度等性状适宜在早期世代进行选择，皮棉产量、果枝数、单株结铃数、单铃重和马克隆值等性状适宜在高世代进行选择。

关键词：棉花；育种群体；选择；不同世代

中图分类号： S562.035 文献标识码： A 文章编号：2095-3143（2016）03-0003-05

DOI：10.3969/j.issn.2095-3143.2016.03.001

0 引言

高产是农作物育种的永恒目标，通过育种方法的改进，挖掘优良品种的增产潜力，是提高农作物单产的经济有效的方法[1]。不同的育种方法对育成品种的遗传多样性有重要影响[2]。国内外学者对棉花育种方法有过一些研究，如通过杂种后代品系间的互交，可以增加有利基因累加 [3]；在杂种分离世代中选择表现型两个极端的个体进行相互杂交，可以打破明显的互斥连锁，从而释放出潜在的变异性[4]；采用不同回交品系进行再杂交聚合，能创造出更多的交换重组机会[5]；采用混交打破连锁，增加理想重组体的出现几率[6]。为了提高育种选择效率，扩大遗传变异幅度，综合各种农作物杂种后代的处理方式，结合棉花自身的特性，作者通过混选混收法构建不同世代育种群体，研究主要农艺性状在不同世代群体的选择效果和遗传变异，为棉花育种后代的选择方法提供理论指导。

1材料和方法

1.1试验材料

1.1.1 四个不同世代选种群体的形成 以湖北省审定的杂交棉品种KBQS01（F1）为基础材料，自然授粉获得F2选种群体（群体①），然后采用混选混收方法，衍生出F3到F5世代的选种群体（即群体②、群体③、群体④ ）。

1.1.2不同世代选种群体优株选择及后代株行的形成 2012年种植杂交棉品种KBQS01的4个不同世代的群体各30行，按照系谱法选种的要求，选择株型较好、单株结铃性较多、铃大小适中、吐絮较好和手测纤维品质符合要求的单株。每个群体选择优良单株20个，每个单株收取棉铃7～8个。

1.1.3不同世代选种群体随机选择单株及后代株行的形成 2012年在杂交棉品种KBQS01的4个不同世代的群体中，同时随机选取30个单株，每个单株收获棉铃7～8个。

1.2试验方法

1.2.1不同世代选种群体的比较试验 2012年对杂交棉品种KBQS01的4个不同世代群体进行4×4拉丁方比较试验，每个小区种植4行，行长6.0 m，行距0.9 m，株距0.43 m。

1.2.2不同世代群体单株衍生株行的比较试验 2013年从杂交棉品种KBQS01的4个不同世代群体中，随机选择的4×30个单株和优株选择的4×20个单株，分别采用单行区，两次重复，进行株行间比试验。

1.3田间试验性状的调查

1.3.1产量及农艺性状的调查 在拉丁方比较试验中，9月中旬对每个小区去除每行头尾各2株，随机抽取15株，调查单株结铃数、果枝数及株高等指标。10月上旬在每个小区收取50朵考种花，通过室内考种，测定出单铃重、衣分等产量指标。实收每个小区的全部籽棉，获得实收籽棉产量，通过考种衣分估算出皮棉产量。

株行比较试中，9月中旬对每个株行的全部单株，调查单株结铃数、果枝数及株高。10月上旬收取考种花，每个株行收取20铃，考种获取衣分、单铃重等性状。

1.3.2纤维品质性状的测定 称取混合均匀的纤维样品10～15 g，由农业部棉花品质监督检测中心检测纤维上半部长度、马克隆值和比强度等指标。

1.4试验数据的处理方法

采用 SPSS16.0软件对数据进行统计分析，计算株行比较试验中各性状的遗传方差及在不同世代的广义遗传力[7]。

2结果与分析

2.1不同世代育种群体的差异

2012年对杂交棉KBQS01的4个不同世代育种群体进行比较试验，结果见表1。总体上看，高世代群体的皮棉产量要略高于其低世代群体，但增幅较小，统计分析表明不同世代育种群体间的产量差异不显著。铃重、上半部平均长度、马克隆值3个性状表现为F5世代显著高于F2世代，断裂比强度F5世代显著高于F3、F4世代。说明混选混收对育种群体产量的改良没有效果，但对纤维品质和和铃重性状的改良有一定作用。

2.2不同世代育种群体后代株行间的变异

对不同世代育种群体形成株行的主要性状统计分析见表2。从中看出，皮棉产量表现为高世代株行高于低世代株行，采用优株选择的株行在各个世代均高于随机选择单株后代的株行。皮棉产量、株高、单株铃数、单铃重、上半部平均长度、马克隆值和断裂比强度等性状，优株选择株行内的变异系数大于随机选单株后代的株行，说明皮棉产量在高世代群体选择的效果好于低世代群体，优株选择方法是有效的；同时高世代群体的优株选择，保持有较大的变异，仍然具有继续改良的潜力。

优选单株后代株行的皮棉产量、株高、衣分、纤维上半部平均长度和断裂比强度等5个性状各个世代的平均值均高于随机选择单株后代的株行，马克隆值则表现相反，说明优选对降低株高、提高衣分和皮棉产量以及改良纤维品质有积极作用，但对果枝数和单铃重的影响不大。

2.3 不同世代群体主要性状的遗传力分析

不同世代群体间产量及主要性状的广义遗传力见表3。从中看出：株高、衣分和上半部平均长度3个性状的广义遗传力普遍较大，这些性状适宜在早期世代进行选择；皮棉产量、果枝数、单株结铃数、单铃重、马克隆值等性状在高世代（F4：5、F5：6）的广义遗传力大于低世代（F2：3、F3：4），说明对这5个性状在高世代选择效果较好。

3 结论与讨论

本研究中混选混收的高世代F4、F5群体的产量略高于低世代的F2群体的产量，但差异并不显著，而马家璋，等[6]对采用混选混交方法进行研究，结果是皮棉表现为第2轮育种群体优于第1轮育种群体，接近显著水平；其原因应该是单纯混选后代的杂合度降低，而群体单株间混交会维持较高的杂合度。

棉花育种群体的单株混选混收，对直接提高育种群体产量没有效果，但对改善铃重和纤维长度等有一定效果。在育种群体中进行优株选择的效果明显优于随机选择，说明优株选择是有效的。衣分、纤维长度和株高的遗传力较大，可在低世代群体选择，对育种群体中进行优株选择有良好效果，单株结铃数、果枝数、纤维比强度应在高世代群体选择。

参考文献

[1]陈欢，张文英，樊龙江. 作物育种方法研究进展与展望[J]. 科技通报，2011， 27（1）： 61-65.

[2]宋宪亮，孙学振，张天真，等. 棉花遗传多态性研究进展[J]. 西北植物学报， 2004， 24（12）： 2393-2397.

[3]Culp T W. 棉铃发育、棉籽品质和育种方法论文选译[M]. 北京： 中国农业科技出版社，1982，123-145.

[4]Hanson， W D. The breakup of intial linkage blocks under selected mating systems[J]. Genetics， 1959， 44： 857-868.

[5]潘家驹.棉花育种学[M]. 北京：中国农业出版社，1998.

[6]马家璋，颜清上. 棉花混选混交育种体系遗传改良效应研究[J]. 棉花学报，1993， 5 （1）： 21-241.

[7]马育华.植物育种的数量遗传学基础[M]. 南京： 江苏科技出版社，1984.