棉铃黑果病与农艺性状的关系研究

雷亚柯，贾朝阳，刘德征，马威，张景峰，庄秋丽，穆相华

（周口市农业科学院/河南省作物分子育种与生物反应器重点实验室，河南周口466001）

棉铃黑果病与农艺性状的关系研究

雷亚柯，贾朝阳*，刘德征，马威，张景峰，庄秋丽，穆相华

（周口市农业科学院/河南省作物分子育种与生物反应器重点实验室，河南周口466001）

以39份黄河流域棉区品种（品系）为材料，对黄萎病病指、铃重和单株铃数等12个农艺性状与棉铃黑果病的3个病害指标（单株黑果铃数、病株率和单株黑果铃率）的关系进行研究。结果表明：单株黑果铃数是棉铃黑果病的核心指标；每个指标的决定性因子均有6个，育种家可利用所建立的该病害3个指标的回归方程在正常年份对其发生情况进行有效预测；多数农艺性状对该病指标的影响以直接效应为主，其中黄萎病发病率、铃重、单株铃数、株高、单株果枝数和霜后花率的影响较大，且同一农艺性状对该病3个指标的效应正负相同。在棉铃黑果病抗性育种中，可在保持原有株高和霜后花率基本不变情况下，适当提高棉花黄萎病抗性、铃重、单株铃数和果枝数。

棉花；棉铃黑果病；相关性分析；通径分析

棉铃病害有20多种，棉铃黑果病是1种常见且危害严重的棉铃病害，其致病菌是1种半知菌亚门的真菌——棉色二孢（Diplodia gossypina）。该病会使棉铃变黑、僵化，直至霉烂脱落，失去经济利用价值；在长江流域年均发病率在20%左右，严重影响棉花产量和品质[1-2]。近些年，黄河流域棉区在9―10月份收花时节时常遇到连阴雨，棉铃黑果病危害严重，所以有必要从育种角度对棉铃黑果病进行研究。棉铃黑果病诱发因素和致病性等方面的研究报道[2-8]很多，但对棉铃黑果病发病率与农艺性状的关系报道甚少。本研究以39份棉花材料为基础，分别分析棉铃黑果病3个指标 (单株黑果铃数、病株率和单株黑果铃率)与株高、单株铃数等12个农艺性状的关系，希望对棉花育种工作者有所帮助。

1 材料与方法

1.1 试验材料

39份材料均为黄河流域棉区种植的品种 （品系），其中12份为审定品种：冀丰103、圣丰1号、国欣棉11号、冀棉169、冀1516、中植棉 936、鲁创棉107、冀棉 228、豫棉 668、鲁棉研 21、周棉 6号和周棉8号，其余材料为自育品系。

1.2 试验方法

试验于2010年进行，采用营养钵育苗移栽方式种植，4月20日播种，5月15日移栽，行长6.5 m，株距 0.3 m，行距 0.97 m，密度 3.6万株·hm－2，4行区，3重复。

调查的农艺性状指标有12个：黄萎病发病率（x1）、黄萎病病指（x2）、始果枝节位（x3）、盛花期历时（x4，d）、铃重（x5，g）、衣分（x6）、籽指（x7，g）、单株铃数（x8）、株高（x9，cm）、单株果枝数（x10）、霜后花率（x11）、籽棉单产（x12，kg·hm－2）；棉铃黑果病的调查指标为单株黑果铃数（y1）、病株率（y2）和单株黑果铃率（y3）。于9月18日调查单株黑果铃数、黑果铃病株率和单株黑果铃率，每个重复调查20株，分别记录每个单株的黑果铃数和健铃数（青铃和吐絮铃）。单株黑果铃数均值占单株铃数均值（黑果铃和健铃数之和）的百分比即为单株黑果铃率，棉铃黑果病发病株数占调查株数的百分比即为病株率。黄萎病发病率和黄萎病病指调查依照程凯等[9]的方法，霜后花率为10月25日后收获的籽棉产量占总产量的百分比。

数据整理采用MS Office 2010，统计分析软件采用DPS 16.05。

2 结果与分析

2.1 不同品种之间棉铃黑果病指标的差异性比较

从表1可以看出，棉铃黑果病3个指标在不同品种之间均存在显著差异（0.01＜P≤0.05，下同），尤其病株率存在极显著差异（P≤0.01，下同），表明不同材料对该病的抗性确实存在差异，也说明试验所选材料有效。

2.2 棉铃黑果病3个指标之间的相关性分析

由表2可以看出，单株黑果铃数、病株率和单株黑果铃率两两之间均为正相关关系，相关性极显著。单株黑果铃数与病株率、单株黑果铃率的相关系数均大于病株率与单株黑果铃率的相关系数，说明单株黑果铃数在3个指标中起主要作用。

表1 不同品种棉铃黑果病3个指标的方差分析结果

表2 棉铃黑果病3个指标之间的相关性分析

2.3 棉铃黑果病3个指标的主要影响因子

利用逐步回归分析分别拟合了棉铃黑果病3个指标的回归方程，经检验均已达极显著水平，结果见表3。

从表3可以看出，每个棉铃黑果病指标均有6个主要影响因子，其中对单株黑果铃数（y1）和单株黑果铃率（y3）影响较大的农艺性状相同，分别是黄萎 病发 病 率 （x1）、铃 重 （x5）、衣 分 （x6）、单 株 铃 数（x8）、株高（x9）和霜后花率（x11）；而对单株黑果铃率影响较大的6个农艺性状是黄萎病病指（x2）、盛花期历时（x4）、铃重（x5）、单株铃数（x8）、株高（x9）和单株果枝数（x10）；3 个回归方程中，都存在铃重（x5）、单株铃数（x8）和株高（x9），说明这 3 个指标的改良对降低棉铃黑果病3个指标具有重要意义；同时，3个回归方程中均没有果枝始节位（x3）和籽指（x7），说明这2个指标对棉铃黑果病影响相对较小。

表3 棉铃黑果病3个指标与12个农艺性状指标的回归分析

2.4 农艺性状与棉铃黑果病3个指标的通径分析

在逐步回归分析基础上，对棉铃黑果病不同指标的主要影响因子进行通径分析，结果见表4。

由表4可知，在效应值大小方面，仅个别农艺性状对该病某个指标的间接效应大于或接近它的直接效应，说明这些农艺性状对该病的影响主要是依靠直接效应。直接效应因子中，铃重（x5）和单株铃数（x8）对该病3个指标均为负向效应，而株高（x9）均为正向效应；对于单株黑果铃数（y1）与单株黑果铃率（y3），6个因子效应的正负表现一致，大小也比较接近，说明在育种中只需关注两者之一进行改良即可。另外，同一农艺性状对该病3个指标的直接效应，尽管大小不同，但正负表现一致，这为该病抗性的同时改良提供了可行性依据。

单株黑果铃数（y1）的直接效应因子中，负向效应的有 4个，其中铃重（x5）和霜后花率（x11）的影响较大，正向效应的是黄萎病发病率（x1）和株高（x9），其效应都较大；而间接效应因子中，衣分(x6)和单株铃数（x8）通过霜后花率（x11）的效应相对较高，且均为正向效应。病株率（y2）主要影响因子中，正、负效应各有 3个，其中铃重（x5）和单株果枝数（x10）的负向效应较大，株高（x9）的正向效应相对较大；而间接效应因子中，盛花期历时（x4）和单株果枝数（x10）通过株高（x9）的效应相对较高，均高于各自的直接效应，且效应正负与各自直接效应相反。各因子对单株黑果铃率（y3）的效应与在单株黑果铃数（y1）中的类似，仅单株铃数（x8）的效应变大，成为负向效应中影响最大的因子。

表4 棉铃黑果病3个指标与12个农艺性状指标的通径分析结果

3 讨论与结论

本试验中的棉铃黑果病3个指标在品种间均存在显著差异，这说明通过品种遗传改良来提高棉花对棉铃黑果病的抗性是可行的。

棉铃黑果病单株黑果铃数、病株率和单株黑果铃率3个指标两两之间存在很显著的正相关关系，且单株黑果铃数与其他2个病害指标的相关性很高，所以在育种改良时，从单株黑果铃数着手可能会起到较好的效果。

在逐步回归分析和通径分析中，发现除始果枝节位和籽指外，其他10个农艺性状对棉黑果铃病均有重要影响，其中黄萎病发病率、铃重、单株铃数、株高、单株果枝数和霜后花率对该病影响较大，且同一农艺性状对该病的3个指标的效应正负相同，因此育种上可以协同降低这3个指标。

从对棉铃黑果病影响较大的6个农艺性状的直接效应看，在育种改良中要在降低黄萎病发病率和株高的同时，适当提高铃重、单株铃数、单株果枝数和霜后花率。这不仅可提高棉花品种对棉铃黑果病的抗性，而且可提高黄萎病抗性和改良产量性状。但是，在一定范围内，棉花株高与产量成正相关[10]，降低株高会减少产量，并且降低株高的同时提高单株果枝数必然会使棉株通风透光性变差，这将有可能加重棉铃黑果病的发生[3]；因此，不推荐从降低株高方面来提高棉铃黑果病抗性。另外，增加霜后花率不能保证产量增加[11]，且一般霜后花的纤维品质不佳，同时还导致后茬作物无法及时耕种，所以，通过提高霜后花率来提高棉铃黑果病抗性的途径也是不可取的。因此，为了提高棉铃黑果病抗性，育种改良时可在原有株高和霜后花率保持基本不变的情况下，适当提高棉花黄萎病抗性、铃重、单株铃数和果枝数。

[1]田坤发.棉花铃病的发生与防治[J].湖北植保，1999(3)：9-10.

[2]中国农业科学院棉花研究所.中国棉花栽培学[M].上海：上海科学技术出版社，2013：985-988.

[3]中国农作物病虫害编辑委员会.中国农作物病虫害 (上册)[M].北京：农业出版社，1979：600-602.

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[5]朱华，黄奔立，陈夕军，等.棉铃黑果病菌生物学特性与品种抗性反应[J].江苏农学院学报，1998，19(4)：35-38.

[6]诸凤丹，唐赛文.棉花铃病的发生规律与防治对策[J].南方农业，2012，6(5)：19-20.

[7]王文.棉花铃期病害研究[J].安徽农业科学，2006，34(6)：1134，1147.

[8]朱华，黄奔立，梁继农，等.棉花品种对三种铃病的抗性测定[J].江苏农业研究，1999，20(2)：64-66.

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[10]李胄，刘有良，刘党培.陆地棉皮棉产量与植株性状相关性研究[J].西北农业学报，1997，6(3)：44-49.

[11]孙佩.影响棉花产量的气象因素分析——以南通市为例[J].江苏农业科学，2014，42(10)：76-79.

Relationship among Cotton Diplodia Boll Rot and Agronomic Traits of Cotton

Lei Yake,Jia Chaoyang*,Liu Dezheng,Ma Wei,Zhang Jingfeng,Zhuang Qiuli,Mu Xianghua

S435.621

A

1000-632X（2017）10-0012-04

10.11963/1000-632X.lykjcy.20170930

2017-07-07

*通信作者：jcy2309@163.com

周口市重大科技攻关计划（13030101）