陆地棉16份材料配组的产量和纤维品质性状配合力分析*

桑晓慧，陈伟，赵云雷，赵佩，龚海燕，王红梅

(棉花生物学国家重点实验室/中国农业科学院棉花研究所，河南 安阳 455000)

棉花是世界上最重要的经济作物之一，在我国国民经济中占据主要的地位。近年来，棉花种植面积越来越少，培育高产、稳产、优质的棉花新品种显得尤为重要。杂交育种是棉花育种中一个重要的技术手段，对杂交后代的选择鉴定主要通过育种家的经验进行，配制的杂交组合的优劣直接影响杂交后代的品质[1-2]。由于遗传效应的复杂性，优良的亲本不一定能把优良的性状遗传给后代，而本身并不优越的亲本在杂交后可能会产生优良的后代，因此，如何科学评价杂交组合优劣、提高杂交后代的选择效率，是利用杂交组合的关键。通过对遗传力和配合力进行分析，明确亲本的遗传特性，有选择地根据育种目标选配优良亲本，可以大大的提高育种效率。现在小麦[3-4]、玉米[5]、水稻[6]、棉花[7-8]等作物已经有很多关于这方面的报道，通过分析遗传差异和配合力[9]可以减少杂交组合组配的盲目性并且提高育种效率，为育种工作提供有力的参考。

本研究利用16个陆地棉品种(系)，采用8×8的NCII设计，配制64个杂交组合，评价F1产量性状和纤维品质性状的遗传力和配合力，筛选优势组合，为棉花杂交亲本选配提供依据。

1材料与方法

1.1试验材料

试验选用中国农业科学院棉花研究所中早熟育种课题组多年收集的优良品种(系)为父本和母本，材料来源广泛，其中母本材料为中221、天宁8号、中植棉2号、晋棉38号、冀棉958、鲁棉研28、兴棉1号和中9821(分别用A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7、A8表示)，父本材料为52115、中棉所100、农大601、邯郸109、嘉星3号、21371、B1206001和B120100(分别用B1、B2、B3、B4、B5、B6、B7、B8表示)，对照品种采用中棉所12。

1.2试验方法

试验于2018～2019年在中国农业科学院棉花研究所安阳东场试验基地进行田间试验。2018年采用8×8的NCII设计配制64个不完全双列杂交组合。2019年播种F1组合和对照，4月18日播种，试验采用随机区组设计，双行区，两次重复，行长8 m，行距0.8 m，株距0.27 m，田间管理同一般大田管理。

9月初调查单株成铃数(每行选连续10株进行调查)。每个小区在吐絮盛期收取中部内围棉铃30个进行考种，计算铃重和衣分，成熟后收获并测籽棉产量。取棉样送农业农村部棉花品质监督检验测试中心(安阳)进行HVICC校准检测，测定其纤维上半部平均长度、整齐度指数、断裂比强度、马克隆值和伸长率共5个指标。

1.3分析方法

利用Excel2007软件整理数据，用DPS数据处理软件进行配合力和遗传力等相关分析。

2结果与分析

2.1主要性状配合力方差分析

对64个组合的籽棉产量、衣分、铃重、单株结铃数和纤维品质性状共9个性状进行配合力方差分析，结果见表2。分析结果显示，籽棉产量、衣分、铃重、上半部平均长度、断裂比强度、马克隆值和伸长率在各组合间呈极显著差异，单株结铃数呈显著差异，而所有性状在区组间差异均不显著，说明这些性状在组合间存在真实遗传差异。母本材料的一般配合力中籽棉产量、衣分、单株结铃数、上半部平均长度、断裂比强度、马克隆值和伸长率差异达到极显著水平，铃重呈显著水平。父本材料的一般配合力中衣分、铃重、单株结铃数、上半部平均长度、断裂比强度、马克隆值和伸长率差异达到极显著水平。组合的特殊配合力中籽棉产量、铃重差异极显著。整齐度指数差异不显著。

表1 各性状的配合力方差值与显著性

2.2遗传力分析

如表2所示，衣分、单株铃数、上半部平均长度、断裂比强度、马克隆值和伸长率的一般配合力方差大于特殊配合力方差，说明这些性状的遗传以加性效应为主。而籽棉产量和铃重的一般配合力方差和特殊配合力方差差异不大，说明这两个性状在遗传中加性效应和非加性效应均较为重要。广义遗传力除单株结铃数、整齐度指数和马克隆值外其余均大于40%，籽棉产量的广义遗传力最高，达到75.01%，其次是衣分，为72.92%。狭义遗传力中衣分值最高，达到66.65%，其次是上半部平均长度(42.93%)和断裂比强度(42.48%)。

表2 各性状的遗传力分析

2.3一般配合力效应值分析

一般配合力在同一个亲本的不同性状间和不同亲本的同一个性状间效应值各不相同。在籽棉产量中母本A1和父本B6的一般配合力最大，母本A3、A4和父本B4、B5、B7、B8的一般配合力均为正值，说明用这些亲本可能配制出产量较高的组合。父本B8和母本A8的衣分的一般配合力最大，铃重中可以看出母本A3和父本B5的一般配合力最高，其次为A4和B8。单株结铃数中母本A1和父本B6的一般配合力最高。上半部平均长度和断裂比强度的一般配合力最大的亲本A3，品质性状一般配合力为正值的是A5、B2。综合来看，产量性状一般配合力较好的亲本为A1、A3、B6和B8，品质性状一般配合力好的亲本是A3、A5和B2(见表3)。

表3 各性状的亲本一般配合力效应值

2.4特殊配合力效应分析

由表4可见，同一个性状不同组合间特殊配合力差异很大。就籽棉产量而言，特殊配合力为正值的组合一共有32个，其中组合A1B1特殊配合力最高，其次为A3B7、A1B5、A2B1、A4B2、A4B4。衣分特殊配合力效应值较高的组合为A1B3、A7B1、A3B5、A1B1。铃重特殊配合力效应值较高的组合为A7B7、A3B2、A5B4、A2B2、A6B8。单株结铃数特殊配合力效应值较高的组合为A5B5、A3B7、A4B3、A3B6。从产量性状综合考虑，特殊配合力好的组合为A3B7。上半部平均长度特殊配合力效应值较高的组合为A6B3、A2B2、A4B6。断裂比强度特殊配合力较高的组合为A8B3、A6B3、A4B5、A7B4。马克隆值特殊配合力较高的组合为A3B2、A2B5、A1B3、A7B3、A4B4。伸长率的特殊配合力效应值较高的组合为A1B8、A3B5、A4B5。

表4 各组合9个性状的特殊配合力效应值

续表4 各组合9个性状的特殊配合力效应值

2.5产量性状最佳组合与对照的均值比较

如表5所示，与对照相比，产量性状高于对照的组合一共有15个，其中前三个组合为A6B3、A1B1、A6B2，他们分别比对照增产9.8%、7.6%和7.1%。这些组合与产量性状特殊配合力较高的组合较为一致，但组合中亲本的一般配合力并不一定高，如产量最高组合A6B3，其亲本A6和B3的产量一般配合力均为负值，但衣分和铃重的一般配合力效应值较高，且组合的特殊配合力较高，因此，在选配高产组合时应考虑综合性状表现。

表5 产量最佳组合的主要性状与对照均值比较

3讨论

一般配合力是指亲本性状在杂交后代中的平均表现，由基因的加性效应决定[10]，是评价亲本潜在育种能力的重要指标[11]。一般配合力高的亲本性状，向后代遗传的能力也较强，受外界条件影响较小，能够稳定遗传。本试验所用亲本材料来源广泛，亲本间有显著差异，产量性状中一般配合力最大的亲本是A1和B6，衣分性状中一般配合力最大的是A8和B8，纤维品质性状中一般配合力最大的亲本是A3、A5和B2。说明不同的双亲在产量性状、纤维品质性状上均不同，对这些亲本进行配合力分析，选择一般配合力高的亲本，有利于筛选高产优质亲本。

特殊配合力可以反映杂交组合的实际表现，其遗传包含显性基因和上位性基因与环境的互作效应[12]。本试验中，产量性状特殊配合力较优的组合为A1B1，比对照中棉所12增产7.6%，说明通过特殊配合力进行选择可以筛选到高产优质的组合。而A1B1中，A1的产量性状一般配合力较高，而B1的一般配合力为负值，说明亲本的一般配合力和组合的特殊配合力并不一致，亲本某一性状的一般配合力高，组合的特殊配合力不一定高。对产量性状最优组合进行分析，发现组合中很多双亲的一般配合力效应值均较低，但组合的特殊配合力值高，其产量性状的田间表现很好，比对照增产，这与王明理，等[13]研究结果一致。亲本的一般配合力高，其组合的特殊配合力不一定高，因此，在亲本选育的时候不仅要看一般配合力的大小，还要根据组合间特殊配合力的大小来进行选择，同时还要考虑综合性状表现[14-15]。

4结论

本研究利用8个陆地棉母本和8个陆地棉父本，采用NCII设计配制64个不完全双列杂交组合。经配合力分析，产量性状一般配合力较好的亲本是A1、A3、B6和B8；品质性状一般配合力好的亲本为A3、A5和B2。特殊配合力较好的组合为A6B3、A1B1、A6B2、和A3B7，分别比对照增产9.8%、7.6%、7.1%和5.6%，在生产上具有一定的应用价值。