16 份早熟陆地棉材料主要性状配合力分析

赵福相，王旭文，孔宪辉，刘文豪，乔金鑫，刘丽，司爱君，袁路，余渝*

（1.新疆农垦科学院棉花研究所，新疆 石河子 832000；2.新疆生产建设兵团第五师90 团，新疆 双河 833409）

棉花是世界上主要的经济作物之一，棉花生产在我国经济中占重要地位。 近年来，我国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[1]。 杂交育种是通过亲本间的杂交，在分离后代中选育出优于亲本的个体或组合，配合力是选配亲本组合的主要依据。一般配合力是后代的遗传基础，是亲本的一种内在属性，主要由基因的加性效应决定。特殊配合力反映2 个亲本表现的非加性效应，即基因的显性和上位性效应，不能稳定遗传，但特殊配合力是发挥杂种优势、配制强优势组合的关键因素。对棉花材料配合力的研究已有大量报道，但得到的结果都各不相同，同一亲本的不同性状和不同亲本同一性状的一般配合力效应存在差异， 配合力的效应值易受材料及环境的影响。 研究表明，棉花的产量、纤维长度、株高等性状均为数量性状，受微效多基因及环境影响，杂交棉性状表现复杂[3]。 研究材料一般配合力以及特殊配合力对选配杂交组合和棉花新品种选育具有十分重要的意义[7]。 本研究选用16 个早熟陆地棉品种（系），通过分析亲本及后代的产量和纤维品质的配合力，筛选出最优杂交组合，为后续杂交棉品种选育提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验时间和地点

试验于2019—2020 年在新疆农垦科学院试验地 （石河子市） 进行，2019 年于4 月15 日播种，2020 年于4 月20 日播种。

1.2 试验材料

选用适于新疆北部植棉区的优异早熟陆地棉材料16 个， 其中10 个母本材料包括石大棉192（A1）、五师1629（A2）、H5281（A3）、九棉104（A4）、新农早131 号（A5）、新M606（A6）、华棉101（A7）、中8008（A8）、新苗3 号（A9）、新石K38（A10）；6 个父本材料分别为121 团杂（B1）、18-45 李（B2）、JS15-27（B3）、WN1020（B4）、金垦1645（B5）、早74（B6）。

1.3 试验设计

按照6×10 的NCⅡ设计组配不完全双列杂交，得到60 个杂交组合。 每个组合3 次重复，随机区组排列，行长5 m，行距（66＋10）cm，株距10 cm，小区面积4 m2左右，管理措施同大田管理。 每小区选取连续10 株长势正常的棉株 （左右行各5 株），调查株高、第一果枝高度、第一果枝节位、单株果枝数、单株结铃数等性状；收获前取中部10 个棉铃考种，测定铃重、衣分、衣指、籽指，并取混合棉样测定纤维品质（HVI 校准棉花标准校准），包括纤维上半部平均长度、断裂比强度、马克隆值、断裂伸长率和长度整齐度指数。

1.4 数据分析

采用Microsoft Excel 及DPS 软件进行数据分析，计算一般配合力（general combining ability,GCA）和特殊配合力（specific combining ability,SCA）。

2 结果与分析

2.1 配合力方差分析

由表1 可知，组合间，株高、单株果枝数、单株结铃数无显著差异，马克隆值存在显著差异，其他的11 个性状均呈极显著差异，说明这些性状在组合间存在遗传差异。进一步对供试亲本的农艺性状进行配合力分析，结果表明，父本和母本有8 个性状的一般配合力均呈极显著差异,有必要对其配合力进行分析。

表1 性状配合力方差分析

2.2 亲本材料一般配合力分析

一般配合力是指某一亲本在杂交后代中的平均表现，是可稳定遗传的部分，反映亲本材料相应性状稳定遗传给后代群体的效应[10]。 由表2 可知，在母本材料中，表现最好的为新石K38，有12 个性状为正向效应，其中4 个与纤维品质相关的性状均为正向效应，其次为新农早131 号，有10 个性状为正向效应， 新苗3 号有9 个性状为正向效应，新M606 和九棉104 有8 个性状为正向效应，其余材料华棉101、 中8008、H5281 和五师1629 分别有6、6、5、3 个性状表现为正向效应。 在父本材料中，金垦1645 表现较好，共有11 个性状的一般配合力表现出正向效应； 其次为WN1020 和18-45 李，各有9 个性状表现为正向效应， 再次为121 团杂、JS15-27 和早74，有6 个性状表现为正向效应。 总体来看，所有亲本材料中新M606 在籽棉产量上表现最好；18-45 李的纤维品质相关性状表现较好，5个纤维品质相关性状的一般配合力均表现为正向效应。 新石K38、金垦1645 和新农早131 号，都有10 个以上性状表现为正向效应， 是较好的亲本材料，可作为骨干亲本利用。

表2 试验所用亲本材料农艺、产量和纤维品质性状的一般配合力分析

2.3 杂交组合特殊配合力分析

特殊配合力是指特定的组合对其双亲一般配合力效应值的偏离，特殊配合力高的组合，杂种优势也高，可以依据特殊配合力的高低选配最佳的组合[11]。 由表3 可得，60 个杂交组合不同性状的特殊配合力存在较大差异。衣分特殊配合力较高的组合为A1×B6（石大棉192×早74）、A6×B1（新M606×121 团杂）、A5×B2（新农早131 号×18-45李）， 籽棉产量特殊配合力较高的组合为A9×B6（新 苗3 号×早74）、A10×B3 （新 石K38×JS15-27）、A1×B3（石大棉192×JS15-27），铃重特殊配合力较高的组合为A1×B1（石大棉192×121团杂）、A2×B2（五师1629×18-45 李）、A1×B3（石大棉192×JS15-27）， 纤维长度特殊配合力较高的组合为A2×B2 （五师1629×18-45 李）、A6×B6（新M606×早74）、A8×B4（中8008×WN1020），断裂比强度特殊配合力较高的组合为A7×B2（华棉702×18-45 李）、A5×B5（新农早131 号×金垦1645）、A3×B5（H5281×金垦1645）。 从产量和品质综合来看，A10×B5（新石K38×金垦1645）、A10×B4（新石K38×WN1020）、A4×B2（九棉104×18-45 李）、A2×B6（五师1629×早74）、A3×B5（H5281×金垦1645）等组合的特殊配合力表现突出，有效地将高产优质结合在一起，具有较大的利用潜力。

表3 试验所用亲本材料农艺、产量和纤维品质性状的特殊配合力分析

3 结论

本研究分析了16 个陆地棉材料的一般配合力， 其中产量性状一般配合力表现最好的为新M606，品质性状表现最好的为18-45 李。

通过对亲本和杂交组合各性状的一般配合力和特殊配合力分析发现，双亲一般配合力和组合特殊配合力相互独立，组合特殊配合力与其亲本一般配合力效应并不相关： 亲本一般配合力高的性状，组合特殊配合力不一定高，例如A1×B2（石大棉192×18-45 李）的铃重；亲本一般配合力低的性状，组合特殊配合力并不一定低，例如A1×B4（石大棉192×WN1020）的籽棉产量。本研究通过对材料的特殊配合力分析，得到了5 个特殊配合力综合表现较好的组合，分别为A10×B5（新石K38×金垦1645）、A10×B4 （新石K38×WN1020）、A4×B2（九棉104×18-45 李）、A2×B6 （五师1629×早74）、A3×B5（H5281×金垦1645），这5 个组合的特殊配合力较好， 具有较大的杂种优势利用潜力。本试验对亲本材料的配合力进行研究，为筛选强优势组合提供了依据。