16 份早熟陸地棉材料主要性狀配合力分析

趙福相，王旭文，孔憲輝，劉文豪，喬金鑫，劉麗，司愛君，袁路，余渝*

（1.新疆農墾科學院棉花研究所，新疆 石河子 832000；2.新疆生產建設兵團第五師90 團，新疆 雙河 833409）

棉花是世界上主要的經濟作物之一，棉花生產在我國經濟中占重要地位。 近年來，我國棉花種植面積越來越少，培育高產、穩產、優質的棉花新品種顯得尤為重要[1]。 雜交育種是通過親本間的雜交，在分離后代中選育出優于親本的個體或組合，配合力是選配親本組合的主要依據。一般配合力是后代的遺傳基礎，是親本的一種內在屬性，主要由基因的加性效應決定。特殊配合力反映2 個親本表現的非加性效應，即基因的顯性和上位性效應，不能穩定遺傳，但特殊配合力是發揮雜種優勢、配制強優勢組合的關鍵因素。對棉花材料配合力的研究已有大量報道，但得到的結果都各不相同，同一親本的不同性狀和不同親本同一性狀的一般配合力效應存在差異， 配合力的效應值易受材料及環境的影響。 研究表明，棉花的產量、纖維長度、株高等性狀均為數量性狀，受微效多基因及環境影響，雜交棉性狀表現復雜[3]。 研究材料一般配合力以及特殊配合力對選配雜交組合和棉花新品種選育具有十分重要的意義[7]。 本研究選用16 個早熟陸地棉品種（系），通過分析親本及后代的產量和纖維品質的配合力，篩選出最優雜交組合，為后續雜交棉品種選育提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗時間和地點

試驗于2019—2020 年在新疆農墾科學院試驗地 （石河子市） 進行，2019 年于4 月15 日播種，2020 年于4 月20 日播種。

1.2 試驗材料

選用適于新疆北部植棉區的優異早熟陸地棉材料16 個， 其中10 個母本材料包括石大棉192（A1）、五師1629（A2）、H5281（A3）、九棉104（A4）、新農早131 號（A5）、新M606（A6）、華棉101（A7）、中8008（A8）、新苗3 號（A9）、新石K38（A10）；6 個父本材料分別為121 團雜（B1）、18-45 李（B2）、JS15-27（B3）、WN1020（B4）、金墾1645（B5）、早74（B6）。

1.3 試驗設計

按照6×10 的NCⅡ設計組配不完全雙列雜交，得到60 個雜交組合。 每個組合3 次重復，隨機區組排列，行長5 m，行距（66＋10）cm，株距10 cm，小區面積4 m2左右，管理措施同大田管理。 每小區選取連續10 株長勢正常的棉株 （左右行各5 株），調查株高、第一果枝高度、第一果枝節位、單株果枝數、單株結鈴數等性狀；收獲前取中部10 個棉鈴考種，測定鈴重、衣分、衣指、籽指，并取混合棉樣測定纖維品質（HVI 校準棉花標準校準），包括纖維上半部平均長度、斷裂比強度、馬克隆值、斷裂伸長率和長度整齊度指數。

1.4 數據分析

采用Microsoft Excel 及DPS 軟件進行數據分析，計算一般配合力（general combining ability,GCA）和特殊配合力（specific combining ability,SCA）。

2 結果與分析

2.1 配合力方差分析

由表1 可知，組合間，株高、單株果枝數、單株結鈴數無顯著差異，馬克隆值存在顯著差異，其他的11 個性狀均呈極顯著差異，說明這些性狀在組合間存在遺傳差異。進一步對供試親本的農藝性狀進行配合力分析，結果表明，父本和母本有8 個性狀的一般配合力均呈極顯著差異,有必要對其配合力進行分析。

表1 性狀配合力方差分析

2.2 親本材料一般配合力分析

一般配合力是指某一親本在雜交后代中的平均表現，是可穩定遺傳的部分，反映親本材料相應性狀穩定遺傳給后代群體的效應[10]。 由表2 可知，在母本材料中，表現最好的為新石K38，有12 個性狀為正向效應，其中4 個與纖維品質相關的性狀均為正向效應，其次為新農早131 號，有10 個性狀為正向效應， 新苗3 號有9 個性狀為正向效應，新M606 和九棉104 有8 個性狀為正向效應，其余材料華棉101、 中8008、H5281 和五師1629 分別有6、6、5、3 個性狀表現為正向效應。 在父本材料中，金墾1645 表現較好，共有11 個性狀的一般配合力表現出正向效應； 其次為WN1020 和18-45 李，各有9 個性狀表現為正向效應， 再次為121 團雜、JS15-27 和早74，有6 個性狀表現為正向效應。 總體來看，所有親本材料中新M606 在籽棉產量上表現最好；18-45 李的纖維品質相關性狀表現較好，5個纖維品質相關性狀的一般配合力均表現為正向效應。 新石K38、金墾1645 和新農早131 號，都有10 個以上性狀表現為正向效應， 是較好的親本材料，可作為骨干親本利用。

表2 試驗所用親本材料農藝、產量和纖維品質性狀的一般配合力分析

2.3 雜交組合特殊配合力分析

特殊配合力是指特定的組合對其雙親一般配合力效應值的偏離，特殊配合力高的組合，雜種優勢也高，可以依據特殊配合力的高低選配最佳的組合[11]。 由表3 可得，60 個雜交組合不同性狀的特殊配合力存在較大差異。衣分特殊配合力較高的組合為A1×B6（石大棉192×早74）、A6×B1（新M606×121 團雜）、A5×B2（新農早131 號×18-45李）， 籽棉產量特殊配合力較高的組合為A9×B6（新 苗3 號×早74）、A10×B3 （新 石K38×JS15-27）、A1×B3（石大棉192×JS15-27），鈴重特殊配合力較高的組合為A1×B1（石大棉192×121團雜）、A2×B2（五師1629×18-45 李）、A1×B3（石大棉192×JS15-27）， 纖維長度特殊配合力較高的組合為A2×B2 （五師1629×18-45 李）、A6×B6（新M606×早74）、A8×B4（中8008×WN1020），斷裂比強度特殊配合力較高的組合為A7×B2（華棉702×18-45 李）、A5×B5（新農早131 號×金墾1645）、A3×B5（H5281×金墾1645）。 從產量和品質綜合來看，A10×B5（新石K38×金墾1645）、A10×B4（新石K38×WN1020）、A4×B2（九棉104×18-45 李）、A2×B6（五師1629×早74）、A3×B5（H5281×金墾1645）等組合的特殊配合力表現突出，有效地將高產優質結合在一起，具有較大的利用潛力。

表3 試驗所用親本材料農藝、產量和纖維品質性狀的特殊配合力分析

3 結論

本研究分析了16 個陸地棉材料的一般配合力， 其中產量性狀一般配合力表現最好的為新M606，品質性狀表現最好的為18-45 李。

通過對親本和雜交組合各性狀的一般配合力和特殊配合力分析發現，雙親一般配合力和組合特殊配合力相互獨立，組合特殊配合力與其親本一般配合力效應并不相關： 親本一般配合力高的性狀，組合特殊配合力不一定高，例如A1×B2（石大棉192×18-45 李）的鈴重；親本一般配合力低的性狀，組合特殊配合力并不一定低，例如A1×B4（石大棉192×WN1020）的籽棉產量。本研究通過對材料的特殊配合力分析，得到了5 個特殊配合力綜合表現較好的組合，分別為A10×B5（新石K38×金墾1645）、A10×B4 （新石K38×WN1020）、A4×B2（九棉104×18-45 李）、A2×B6 （五師1629×早74）、A3×B5（H5281×金墾1645），這5 個組合的特殊配合力較好， 具有較大的雜種優勢利用潛力。本試驗對親本材料的配合力進行研究，為篩選強優勢組合提供了依據。