全 文 ：© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
文章编号 :100028551 (2003) 042259205
陆地型长绒棉主要经济性状遗传模式分析
高国强　苏学合　吕铁信　孙永堂　朱斗北
(山东省农业科学院原子能农业应用研究所 ,山东 济南　250100)
摘 　要 :选取两个遗传稳定的陆地型长绒种质系与 3 个陆地棉品种按 Griffing 方法 Ⅰ、
模式 Ⅰ全互交设计配成 5 ×5 共 25 个杂交组合。对 9 个经济性状进行调查 ,并建立
Wr 对于 Vr 的回归方程 ,测验“加性 + 显性”模式的符合 ,制 Wr 对于 Vr 回归图 ,并估
算各遗传参数。结果表明 ,纤维长度、纤维强度、马克隆值、籽棉产量、皮棉产量、单株
铃数和单铃重遗传符合 Hayman 的“加性 + 显性”模式 ,非等位基因间相互作用影响不
显著。无论图解分析或平均显性度均表明纤维长度、纤维强度、马克隆值 F1 代为部
分显性 ,加性效应方差在这 3 个性状总遗传方差中占据相当重要的作用。分析性状
中 ,与纤维长度、马克隆值和皮棉产量有关的增效基因 ,既有隐性也有显性 ,位点不同
而有差异。纤维长度、纤维强度和马克隆值广义和狭义遗传力均较高。
关键词 : 棉花 ; 品质 ; 遗传
收稿日期 :2001210227
作者简介 :高国强 (1960～) ,男 ,副研究员 ,主要从事棉花远缘杂交材料及创造长绒棉新种质研究。
辐射诱变作为一种提高突变频率、促进基因重组、创造新类型的有效手段 ,在棉花育种中
占有重要地位。我们利用60 Coγ射线辐射海陆杂交后代选育出一批较好地结合埃及棉与陆地
棉双亲优点的优质种质材料[1 ,2 ] 。大量研究表明 ,棉花主要经济性状大多为数量性状 ,而遗传
特性分析的结果常随材料类型的不同而变化[3～5 ] 。针对此类新型陆地棉长绒优质种质与推广
陆地棉品种杂交组合各性状配合力表现已进行了一些研究[6 ,7 ] ,而其遗传模式的研究资料较欠
缺。本文主要分析其各主要经济性状遗传控制模式 ,为杂交改良高产陆地棉品种纤维品质育
种中后代选择策略的制定提供参考。
1 　材料与方法
选取两个遗传稳定的陆地型长绒种质系 ———95422 系 (亲本 4) 和 95178 系 (亲本 5) 与 3 个
陆地棉品种 ———Acala4242 (美国陆地棉品种 ,亲本 1) 、中棉所 16 号 (短季棉品种 ,亲本 2) 和鲁
棉 14 号 (高产品种 ,亲本 3)共 5 个亲本 ,按 Griffing 方法 Ⅰ、模式 Ⅰ全互交设计[8 ,9 ]配成 5 ×5 共
25 个杂交组合。各组合 F1 精细点播于济南市郊山东省农科院试验农场 ,单行区 ,行长 5m ,行
距 0187m ,株距 0133m ,随机区组 ,3 次重复。枯霜前 ,每小区选收 5 个样株 ,统计正常吐絮铃数
(铃Π株) ,并单独摘取一个中部铃供纤维长度、单铃重测定用。室内考种测定单株皮棉产量、单
株籽棉产量 (gΠ株) 、衣分率 ( %) 、籽指 (g)单铃籽棉重量 (g) 。纤维长度 (mm) 手扯测定 ,马克隆
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值用 GJC201 型便携式气流仪测定 ,最后将棉样委托山东棉花研究中心用 HVI900 棉纤测试系
统分析强度 (比强度 ,gΠtex) 。
进行随机区组方差分析 ,检验基因型间差异显著性。根据 Hayman[10 ] 方法利用各 F1 性状
数据分别计算 Vr 和 Wr ,建立 Wr 对于 Vr 的回归方程 ,测验“加性 + 显性”模式的符合 ,制 Wr 对
于 Vr 回归图 ,进行图解。估算以下各遗传参数 :D、H1 、 H1ΠD、h2N 和 h2B 。按 Griffing 法分析一
般配合力、特殊配合力部分另文总结[7 ] 。
2 　结果与分析
211 　方差分析
纤维长度、纤维强度、马克隆值、籽棉产量、皮棉产量、衣分率、单株铃数、单铃重和籽指共
9 个性状在基因型间远达到了极显著水平 (表略) 。
212 　Wr 对于 Vr 回归方程的建立
9 个分析性状 Wr 对于 Vr 回归方程估算结果列于表 1 ,并分别对其方程斜率 b 与 0 差异和
与 1 差异的显著性进行检验。根据 Hayman ,b 与 0 差异显著 ,同时与 1 无显著差异 ,则方程成
立 ,其遗传控制符合“加性 + 显性”模式 ,此时非等位基因间互作效应可以忽略。衣分率 b 与 0
差异达不到显著 ,回归方程不成立 ;籽指虽然回归方程成立 ,但 b 与 1 有极显著差异 ,说明除显
性与加性效应外 ,还受非等位基因间互作效应的影响。纤维长度、纤维强度、马克隆值、籽棉产
量、皮棉产量、单株铃数和单铃重的分析结果均符合“加性 + 显性”遗传模式。据此对 7 个性状
继续进行以下分析 ,而衣分率和籽指的以后分析推测仅作参考。
表 1 　棉花 9 个经济性状 Wr 对于 Vr 的回归方程及显著性检验
Table 1 　WrΠVr regression formulae and their adequacy tests of the 9 cotton characters
性状
character
回归方程
regression formulae
b 显著性检验
b2test
t (b = 0) t (b = 1)
纤维长度 fibre length Wr = 313057 + 110747Vr 91752 33 01678
纤维强度 fibre strength Wr = 110548 + 017914Vr 71917 33 21087
马克隆值 Micron Wr = 011306 + 016145Vr 41779 3 21998
籽棉产量 unginned cotton yield Wr = - 14516543 + 111469Vr 41003 3 01513
皮棉产量 ginned cotton yield Wr = - 317722 + 018621Vr 51942 33 01951
衣分率 ginned rate Wr = - 212781 + 113784Vr 11469 01403
单株铃数 bollsΠplant Wr = - 010049 + 018461Vr 31947 3 01718
单铃重 boll weight Wr = - 010767 + 110600Vr 91152 33 01518
籽指 1002seed weight Wr = 010720 + 012147Vr 41371 3 15199 33
213 　Wr 对 Vr 的回归图解分析
21311 　纤维长度 　回归线与 Wr 轴相交于正值 ,表现为部分显性。亲本 1 远离原点 ,表明含有
隐性基因 ,亲本 2 接近原点 ,证明含有显型基因 ,而亲本 1 和亲本 2 同是短绒亲本 ,由此推断 ,
控制绒长的基因既有显性也有隐性 ,而在不同的亲本间分布不同。亲本 4 含有较多的隐性长
绒基因 ,而亲本 5 却含有较多的显性长绒基因 (图 1) 。
21312 　纤维强度 　同绒长一样表现为部分显性。高纤维强度的亲本 4 位于平均值的下方 ,表
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明高纤维强度为显性基因所控制 (图 2) 。
图 1 　5 个亲本纤维长度 Wr 对于 Vr 的回归关系
Fig. 1 　WrΠVr regression of the fibre length
of 5 parents
图 2 　5 个亲本纤维强度 Wr 对于 Vr 的回归关系
Fig. 2 　WrΠVr regression of the fibre strength
of 5 parents
21313 　马克隆值和籽棉产量 　马克隆值部分显性。高马克隆值基因也可表现为显性 ,也可表
现为隐性 ,且在亲本间分布不平衡 (图 3) 。籽棉产量回归线截距为负值 ,表明超显性作用。以
各亲本在图中分布看 ,高籽棉产量为显性 ,低籽棉产量为隐性 (图 4) 。
图 3 　5 个亲本马克隆值 Wr 对于 Vr 的回归关系
Fig. 3 　WrΠVr regression of the Micron
of 5 parents
图 4 　5 个亲本籽棉产量 Wr 对于 Vr 的回归关系
Fig. 4 　WrΠVr regression of the unginned cotton
yield of 5 parents
图 5 　5 个亲本皮棉产量 Wr 对于 Vr 的回归关系
Fig. 5 　WrΠVr regression of the ginned cotton
yield of 5 parents
21314 　皮棉产量 　回归线与 Wr 轴相交点接近原点 ,为完全显性到略微超显性。亲本 1、2、3
在图上的位置相同于籽棉产量图上的位置 ,即高皮棉产量为显性。但亲本 4 和亲本 5 的位置
与籽棉产量图中不同 (图 5) 。
21315 　单株铃数 　完全显性。高单株铃数的基因更多地表现为显性 (图 6) 。
21316 　单铃重 　略有超显性表现。高单铃重基因趋向于显性 (图 7) 。
21317 　衣分率和籽指 　超显性表现。控制高衣分率的基因即有显性 ,也有隐性表现 (图 8) 。
籽指完全显性表现。亲本 3 含有较多隐性的低籽指基因。亲本 2 和 4 含有较多的显性高籽指
基因 (图 9) 。
214 　遗传参数分析
D、H1 、 H1ΠD 　D 表示由于加性基因效应产
生的方差组分 ,H1 表示显性基因效应产生的方差
组分 ,而 H1ΠD可以理解为每一个基因位点平均
的显性程度 ,小于 1 为部分显性 ,等于 1 为完全显
性 ,大于 1 则为超显性。表 2 中纤维长度、纤维强
度和马克隆值的平均显性度小于 1 ,表明 D 大于
H1 的作用 ,为部分显性 ;单株铃数和衣分率趋向
162　4 期 陆地型长绒棉主要经济性状遗传模式分析
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于完全显性 ;籽棉产量、皮棉产量、单铃重和籽指平均显性度大于 1 ,即表现为超显性 ,均与图
解分析结论相吻合。
图 6 　5 个亲本单株铃数 Wr 对于 Vr 的回归关系
Fig. 6 　WrΠVr regression of the bolls per plant
of 5 parents
图 7 　5 个亲本单铃重 Wr 对于 Vr 的回归关系
Fig. 7 　WrΠVr regression of the boll weight
of 5 parents
图 8 　5 个亲本衣分率 Wr 对于 Vr 的回归关系
Fig. 8 　WrΠVr regression of the ginned rate
of 5 parents
图 9 　5 个亲本籽指 Wr 对于 Vr 的回归关系
Fig. 9 　WrΠVr regression of the 1002seed
weight of 5 parents
表 2 　棉花 9 个经济性状各遗传参数估算值
Table 2 　Inheritance parameters of the 9 characters in cotton
遗传参数
inheritance
parameter
性状
character
纤维长度
fibre length
(mm)
纤维强度
fibre strength
(gΠtex) 马克隆值Micron 籽棉产量unginnedcotton yield(gΠplant) 皮棉产量ginnedcotton yield 单株铃数No. of bollsΠplant 单铃重boll weight(gΠplant) 衣分率ginned rate( %) 籽指1002seedweight(g)
D 1611504 319374 01393 47012561 9511552 1514253 013572 910419 011808
H1 115645 017455 010756 77411458 12212966 1618784 015505 919693 115681
H1ΠD 013112 014351 014387 112831 111337 11046 112415 1105 219451
h2N 88189 % 59137 % 60175 % 30185 % 35187 % 62194 % 23167 % 59127 % 23147 %
h2B 98151 % 79117 % 95115 % 84161 % 87192 % 83155 % 81142 % 74120 % 69106 %
h2N 和 h2B 　本试验估算了 h2N 狭义遗传力和 h2B 广义遗传力 ,3 个品质性状不但有高的广义
遗传力 ,而且狭义遗传力也较高 ,这主要来源于加性效应的方差成分较高。6 个产量性状虽有
较高的广义遗传力 ,但只有单株铃数和衣分率的狭义遗传力较高 ,籽棉产量、皮棉产量、单铃重
和籽指的狭义遗传力低 ,这主要原于不可固定的显性效应的方差成分较大。
3 　结论
本试验中纤维长度、纤维强度、马克隆值、籽棉产量、皮棉产量、单株铃数和单铃重遗传均
符合 Hayman 的“加性 + 显性”模式。衣分率与籽指遗传与此模式不符 ,其中籽指遗传中显示出
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明显的非等位基因间相互作用影响。无论图解分析或平均显性度均表明纤维长度、纤维强度、
马克隆值 F1 代为部分显性 ,单株铃数和衣分率完全显性 ,其它 4 个分析产量性状为超显性。
有的分析性状如纤维长度、马克隆值、皮棉产量和衣分率有关的增效基因 ,既有隐性也有显性 ,
位点不同而有差异。纤维长度、纤维强度和马克隆值广义和狭义遗传力均较高 ;籽棉产量、皮
棉产量、单铃重和籽指虽有较高的广义遗传力 ,但狭义遗传力较低。
参考文献 :
[ 1 ] 　苏学合 ,朱斗北 ,王增贵. 辐照埃及棉选育陆地棉性状的长绒棉突变体的研究. 核农学报 ,1994 ,8 (1) :7～13
[ 2 ] 　苏学合 ,高国强 ,时香玉 ,朱斗北. 陆地型长绒棉鲁原 343 系的选育. 核农学报 ,2000 ,14 (3) :180～183
[ 3 ] 　韩寿沧 ,郭香墨. 陆地棉纤维品质和产量性状遗伟效应及配合力的研究. 中国棉花 ,1986 ,13 (1) :12～15
[ 4 ] 　马潘之 ,周有耀 ,王瑞婷 ,刘占国. 陆地棉品种间杂交后代性状的遗传分析. 北京农业大学学报 ,1983 ,9 (4) :27～34
[ 5 ] 　William R. ,Meredith ,Jr. (钱克明译) . 棉花数量遗传学. 国外农学———棉花 ,1987 (4) :1～13
[ 6 ] 　高国强 ,苏学合 ,曾照海 ,时香玉 ,朱斗北. 陆地棉纤维品质和产量性状的遗传分析. 核农学报 ,1998 ,12 (4) :193～199
[ 7 ] 　高国强 ,孙永堂 ,苏学合 ,时香玉 ,曾照海 ,朱斗北. 陆地棉优质新种质主要经济性状配合力分析. 核农学报 ,2000 ,14
(4) :212～217
[ 8 ] 　高之仁. 数量遗传学. 成都 :四川大学出版社. 1986 ,126～442
[ 9 ] 　Mather K. ,Jinks J .L. Biometrical Genetics. Chapman and Hall ,London New York ,1982 ,255～279
[10 ] 　兰巨生. 作物遗传参数统计法. 石家庄 :河北人民出版社 ,1982 ,165～208
GENETICAL MODEL ANALYSIS ON MAIN ECONOMICAL CHARACTERS OF FINE
FIBRE COTTON G. Hirsutum L.
GAO Guo2qiang 　SU Xue2he 　LU¨ Tie2xin 　SUN Yong2tang 　ZHU Dou2bei
( Institute for Application of Atomic Energy , Shandong Academy of Agricultural Sciences ,Jinan , Shandong prov. 　250100)
Abstract :Two new fine fibre lines were crossed with three high2yield varieties ,Lumian 14 , Zhong2
miansuo 16 and Acala 4242 in G. hirsutum L . in 5 ×5 diallel design up to 25 crosses. WrΠVr re2
gression formulae were established according to F1 data of the 9 characters by Hayman′s method.
Adequacy of additive2dominance model was tested , and 5 inheritance parameters i. e. D , H1 ,
H1ΠD , h2N and h2B were estimated. The results showed that the additive2dominance model was ad2
equate for the fibre length ,f ibre strength ,Micron ,yield of unginned cotton ,yield of ginned cotton ,
boll weight and bolls per plant , in which interaction between non2allelic genes was not signif icant.
The additive effects were very important in genetical variations of the 3 fibre quality characters , i.
e. f ibre length , f ibre strength and micron , by the graphic solution. And , the average degrees of
dominance( H1ΠD) of the three fibre quality characters indicated incomplete dominance in their
F1 generation. Some increment genes concerned to the fibre length , micron and yield of ginned cot2
ton were dominant ,and others were recessive , which were different in different locus. Both h2N and
h2B of the 3 fibre quality characters were higher.
Key words :cotton( G. hirsutum L . ) ; fibre quality; genetics
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2003 ,17 (4) :259～263