全 文 ：© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
文章编号 :100028551 (2000) 042212206
陆地棉优质新种质主要经济性状配合力分析
高国强　孙永堂　苏学合　时香玉　曾昭海　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 :两个陆地棉型优质新种质 —95422 系和 95178 系同鲁棉 14 号、中棉所 16 号
和 Acala4242 共 5 个亲本配成 5 ×5 = 25 个杂交组合 ,按 Criffing 方法 1、模式 Ⅰ设计
分析了 F1 纤维长度、纤维强度、马克隆值、皮棉产量、衣分率、单株铃数、单铃重和籽
指共 8 个主要经济性状的配合力、遗传力。经分析 ,3 个纤维品质性状的遗传主要受
加性效应控制。纤维长度的加性效应远比非加性效应的作用重要 ,并估算出较高的
广义遗传力 (9418 %) 。加性效应为控制马克隆值遗传最主要的成份 ,非加性效应虽
占比重小 ,但特殊配合力仍达极显著水平 ,马克隆值的广义遗传力较高 (84115 %) 。
纤维强度为加性效应所控制 ,非加性效应作用微小。5 个产量性状的广义遗传力中
等偏下 ,其中以皮棉产量最高 (65131 %) ,一般配合力和特殊配合力效应方差均达到
极显著水平。
关键词 :陆地棉 ;纤维品质 ;遗传
收稿日期 :199208231
基金项目 :九五国家攻关项目 (962B12202201201)
作者简介 :高国强 (1960 —) ,男 ,北京人 ,硕士 ,山东省农业科学院原子能农业应用所副研究员。从事棉花核诱变育种与
远缘杂交技术相结合研究
　　陆地棉品种主要经济性状 (尤其是纤维品质)的提高和改善在很大程度上依赖于新型种质
资源的收集和创造。另一方面 ,针对这些性状遗传特性的研究国内外虽然已经有了许多报道 ,
但因所用材料的差异 ,结果尚难统一[1～3 ] 。因此 ,研究新育成特殊种质材料的性状遗传规律 ,
就显得尤为必要。山东省农业科学院原子能农业应用研究所借助核技术选育出一批较好地结
合了海岛棉品质特点和陆地棉生态适应性的陆地棉型优质种质材料[4 ] ,虽然已经初步探讨过
其主要纤维品质性状的遗传特性[5 ] ,鉴于测定样本量有限 ,继续加强遗传规律的研究仍然很
重要。本研究将纤维品质优良的品系同推广陆地棉品种配成双列杂交设计 ,分析各组合 8 个
纤维品质和产量性状的一般配合力、特殊配合力和广义遗传力。
1 　材料与方法
从新型陆地棉型优质纤维种质材料中选出两个遗传稳定系 ———95422 系和 95178 系 ,同 3
个陆地棉品种 ———Acala4242、中棉所 16 号和鲁棉 14 号共 5 个亲本 ,配成 5 ×5 共 25 个杂交组
合 ,即 Griffing 方法 1、模式 Ⅰ设计[6～8 ] 。
1996 年春将 F1 及亲本点播于山东省农业科学院试验农场 ,单行区 ,行长 5m ,行距
212 　核 农 学 报　2000 ,14 (4) :212～217Acta A gricult urae N ucleatae Sinica
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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/ 株) ,并单独摘取 1 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 (g/ 株) 、衣分率 ( %) 、籽指 (g)和单铃籽棉重
量 (g) 。纤维长度 (mm)手扯测定 ,马克隆值用 GJ C201 型便携式气流仪测定 ,最后将棉样送到
山东棉花研究中心用 HV I900 棉纤维测试系统分析纤维强度 (比强度 ,g/ tex) 。
统计分析方法 :11 按双向分组有重复观察值模式进行随机区组方差分析 ,检验组合间各
性状差异的显著性。21 用 Griffing 法分解各性状一般配合力 ( G. C. A. ) 、特殊配合力 ( S. C.
A. )方差 ,进行 F 值显著性检验 ;估算一般配合力、特殊配合力值。31 利用方差分析估算各性
状的广义遗传力[7 ] 。
2 　结果与分析
方差分析结果表明纤维长度、纤维强度、马克隆值、皮棉产量、衣分率、单株铃数、单铃重和
籽指基因型间的差异均达到了极显著水平 ,为各项分析提供了依据。
211 　配合力及正反交效应方差分析
表 1 　棉花双列杂交试验一般配合力、特殊配合力及广义遗传力方差分析 F值显著性检验
Table 1. 　F tests of the variance analysis on general and special combining
abilities and broad heritabilities in the cotton diallels
项目
item
性状　character
纤维长度
fibre length
纤维强度
fibre
strength
马克隆值
micron
皮棉产量
ginned
cotton yield
衣分率
ginned
rate
单株铃数
bolls/ plant
单铃重
boll
weight
籽指
1002seed
weight
G. C. A. 312. 66 3 3 19. 307 3 3 88. 080 3 3 19. 530 3 3 9. 152 3 3 16. 057 3 3 9. 072 3 3 5. 189 3 3
S. C. A. 3. 443 3 3 0. 584 3. 101 3 3 5. 054 3 3 2. 187 3 3 2. 809 3 3 4. 556 3 3 3. 049 3 3
广义遗传力
broad
heritability
9418 % 47183 % 84115 % 65131 % 39176 % 55199 % 51189 % 32149 %
经 8 个性状的一般配合力方差、特殊配合力方差分解计算 ,其 F 值检验结果列入表 1。所有
8 个性状的一般配合力方差的 F 检验均达到极显著水平。一般配合力来源于基因的加性效应 ,
由此证明加性效应在这些性状的遗传模式中起着非常重要的作用 ,它控制着可以固定的变异。
除纤维强度外 ,其余 7 个性状的特殊配合力方差 F 值均达到极显著。特殊配合力与基因
间的非加性效应相关联 ,非加性效应是产生杂种优势的来源。纤维强度以加性效应占主导地
位 ,后代出现杂种优势的机会很少。马藩之等[2 ]在研究鲁棉 1 号与具有远缘种质的亲本杂交
后代的断裂长度遗传性时也得到相同结果。纤维长度、马克隆值和单株铃数 3 个性状一般配
合力方差远大于特殊配合力方差 ,显示它们的遗传变异中的可固定部分较大 ,在育种实践中来
自非加性效应对选择的干扰较少。
212 　一般配合力、特殊配合力估算
21211 　一般配合力估算 　5 个亲本 8 个性状一般配合力估算值见表 2 ,95422 和 95178 纤维
312　4 期 陆地棉优质新种质主要经济性状配合力分析
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长度一般配合力较大 ,通过杂交提高后代纤维长度的效果非常明显 ,而其它 3 个亲本纤维长度
一般配合力均为较大的负值。95422 提高后代纤维强度的作用显著 ,其一般配合力达 21443 ,
95178 提高后代纤维强度就不明显 ,Acala4242 和鲁棉 14 号纤维强度的一般配合力是负值。比
较马克隆值一般配合力发现 ,95422 和 95178 降低后代马克隆值 ,即增加纤维的细度 ,而 3 个
推广陆地棉品种作亲本会使后代纤维变粗。95422 具明显的早熟性 ,中下部铃较集中 ,而试验
年份夏季多雨 ,烂铃增加 ,导致与其有关组合的 F1 代植株霜前正常叶絮铃数下降 ,因此 95422
皮棉产量一般配合力估算为较大的负值 ,与短季棉品种中棉所 16 皮棉产量一般配合力结果类
似。长绒的 85178 系降低后代皮棉产量的作用微弱 ,而鲁棉 14 号是较有价值的高产亲本。
95422 系衣分率的一般配合力为负值 ,虽然 95178 衣分率不高 ,但对后代衣分率表现影响不
大 ,鲁棉 14 号提高后代衣分率的作用较大。就单株铃数讲 ,95178 和鲁 14 一般配合力较高 ,
而与 95422 和中棉所 16 两个早熟棉亲本有关后代的收获铃数下降 ,一般配合力呈负值。中棉
所 16 一般可提高铃重 ,95178 明显降低铃重。95422 籽指的一般配合力 01492 ,使有关后代种
子变大 ,从而减少衣分率 ,95178 增加后代籽指的作用不大。
表 2 　棉花双列杂交试验 5 个亲本 8 个性状一般配合力估算值
Table 2 　General combining abilities of the 8 characters of the 5 parents
亲本
parent
性状　character
纤维长度
fibre length
纤维强度
fibre
strength
马克隆值
micron
皮棉产量
ginned
cotton yield
衣分率
ginned
rate
单株铃数
bolls/ plant
单铃重
boll
weight
籽指
1002seed
weight
Acala4242
- 1. 292 3 3 - 1. 444 3 3 0. 368 3 3 0. 244 0. 073 - 0. 053 0. 106 - 0. 310 3
中棉所 16 号
Zhongmiansuo 16 - 1. 901
3 3
- 0. 034 0. 060 3 3 - 2. 213 3 3 - 0. 196 - 1. 727 3 3 0. 224 3 3 - 0. 076
鲁棉 14 号
Lumian 14 - 0. 716
3 3
- 0. 967 3 3 0. 185 3 3 6. 820 3 3 1. 949 3 3 2. 360 3 3 0. 025 - 0. 385 3 3
95422 系
Line 95422 1. 777
3 3 2. 443 3 3 - 0. 326 3 3 - 4. 144 3 3 - 1. 326 3 3 - 1. 720 3 3 - 0. 053 0. 492 3 3
95178 系
Line 95178 2. 133
3 3 0. 003
- 0. 287 3 3 - 0. 706 - 0. 499 1. 140 3 3 - 0. 302 3 3 0. 279
21212 　特殊配合力估算 　在纤维品质性状方面 ,95422/ Acala4242 组合纤维长度有显著的正
向特殊配合力 (表 3) ;95422 分别杂交 Acala4242、中棉所 16 和鲁棉 14 的 F1 代在马克隆值上均
有明显的特殊配合力 ,不同的是前者为正值 ,后两者为负值。在产量性状方面 ,95178 分别同
Acala4242 和中棉所 16 的 F1 代皮棉产量表现出显著的特殊配合力 ;此外 ,95178 与中棉所 16
在衣分率、与 Acala4242 在单株铃数、与鲁棉 14 在单铃重和籽指上均估算出明显的正向特殊配
合力 ,95178/ 中棉所 16 和 95178/ Acala4242 后代籽指有负向特殊配合力。95178/ 95422F1 代
在 8 个性状表现上均无显著的特殊配合力。
213 　广义遗传力分析
各性状广义遗传力见表 1 ,最大的是纤维长度和马克隆值 ,可见在杂交育种中可在较早世
代对二者进行筛选 ,并且会有较好的选择效果。在产量性状中 ,以皮棉产量最高 ,单株铃数和
单铃重居中 ,以衣分率和籽指广义遗传力最低。根据皮棉产量杂种优势较为明显 ,建议皮棉产
412 核　农　学　报 14 卷
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表 3 　棉花双列杂交试验各组合 8 个性状特殊配合力估算值
Table 3 　Special combining abilities of the 8 characters in the cotton diallels
母本
female
性状1
character Acala42422 中棉所 16 号2Zhongmi2
ansuo 16
鲁棉 14 号2
Lumian 14
95422 系2
Line 95422
95178 系2
Lin 96178
Acala4242
中棉所 16 号
Zhongmiansuo
16
鲁棉 14 号
Lumian 14
95422 系
Line 95422
95178 系
Line 95178
a
- 0. 927 3 3 0. 375 0. 273 0. 391 3 - 0. 112
b 0. 691 - 0. 803 - 0. 453 0. 787 - 0. 223
c - 0. 011 - 0. 096 - 0. 094 0. 117 3 0. 084
d
- 5. 290 3 1. 034 - 2. 182 2. 091 4. 347 3
e 1. 882 - 1. 335 - 0. 407 - 0. 285 0. 145
f
- 2. 560 3 0. 513 - 0. 240 0. 373 1. 913 3
g 0. 221 - 0. 134
- 0. 415 3 0. 213 0. 115
h 1. 308 3 3 - 0. 079 - 0. 747 0. 349 - 0. 831 3
a - 0. 510 0. 592 3 - 0. 111 - 0. 347
b - 0. 063 0. 154 0. 694 0. 017
c 0. 045 0. 207 3 - 0. 148 3 - 0. 008
d - 11. 903 3 3 4. 318 3 1. 754 4. 797 3
e
- 2. 860 3 3 1. 693 3 0. 791 1. 657 3
f
- 4. 347 3 3 2. 000 3 0. 313 1. 520
g
- 0. 376 3 0. 003 0. 388 3 0. 120
h 0. 607 - 0. 165 0. 315
- 0. 678 3
a
- 0. 759 3 3 - 0. 235 0. 129
b - 2. 933 0. 094 0. 234
c 0. 002
- 0. 146 3 0. 031
d - 4. 122 1. 585 0. 401
e - 1. 729 0. 029 0. 413
f - 1. 587 0. 593 - 0. 767
g - 0. 031 0. 034 0. 409 3
h 0. 104 - 0. 099 0. 907 3
a - 0. 238 0. 193
b - 1. 449 - 0. 126
c 0. 085 0. 092
d
- 4. 968 3 - 0. 462
e - 1. 459 0. 924
f - 0. 560 - 0. 720
g
- 0. 535 3 3 - 0. 100
h - 0. 549 - 0. 016
a 0. 137
b 0. 097
c
- 0. 200 3
d
- 9. 083 3 3
e
- 3. 139 3 3
f - 1. 947
g
- 0. 544 3 3
h 0. 617
注 :1. a —纤维长度 (mm) ,b —纤维强度 (g/ tex) ,c —马克隆值 ,d —皮棉产量 (g/ 株) ,e —衣分率 ( %) ,f —单株铃数 ,g —单
铃重 (g) ,h —籽指 (g) ;21 父本
Note :1. a —fibre length (mm) ,b —fibre strength (g/ tex) ,c —micron , d —ginned cotton yield ( g/ plant) ,e —ginned rate ( %) ,
f —bolls/ plant , g —boll weight (g) ,h —100 seed weight (g) ;2 :male
512　4 期 陆地棉优质新种质主要经济性状配合力分析
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量同单株铃数和单铃重一样 ,在早代只能粗选 ,决选应在较后世代进行。衣分率、籽指的选择
应该在高代进行 ,而且需多次鉴定。以往研究均认为纤维强度遗传以加性效应为主 ,非加性效
应不显著[1 ,5 ] ,本试验结果也同此推断一致。纤维强度广义遗传力估算值并不很高 ,可能是由
于较大的试验系统误差或测试设备的机误所引起 ,考虑到早代纤维强度的遗传表现绝大部分
可在以后世代中得到固定 ,故能否在较早世代对其筛选主要取决于试验系统误差的控制、育种
者的经验和测试设备的准确程度。
3 　讨 　论
为了提高陆地棉品种纤维品质 ,满足纺织工业对优质棉纤维的需求 ,许多研究者对棉纤维
品质性状的遗传进行了探讨。一般认为绒长的遗传主要以加性效应所控制 ,同时也受非加性
效应的影响[3 ,10 ] 。本分析中 ,纤维长度的加性效应远比非加性效应重要 ,同高国强等[15 ]的结
果一致 ,并估算出了较高的广义遗传力 ,与王修山等所估算的陆海杂交种绒长遗传力相近。然
而 ,也有作者得出过纤维长度的遗传效应中显性效应很大 ,加性效应极小的结论[1 ] 。除了肯
定纤维细度遗传中的加性作用外 ,林毅等认为其控制遗传的成份较复杂 ;高国强等发现马克隆
值的控制模式不能用简单的“加性 + 显性效应”模式来描述 ,也有纤维细度为超显性表现的报
道[3 ] 。本研究中 ,加性效应为控制马克隆值遗传最为主要的成份 ,非加性效应虽占的比重较
小 ,但特殊配合力也达极显著水平 ,马克隆值的广义遗传力较高。对纤维强度的遗传 ,不同作
者的结果比较统一[2 ,11 ] ,即受加性效应决定 ,非加性效应小 ,本试验证实了此结论。经分析 ,
以上 3 个主要纤维品质性状的遗传主要受加性效应控制 ,推断其后代的变异中很大程度是可
固定的部分 ,因此较早世代选择即可奏效。同时 ,从优质种质亲本的品质性状一般配合力的方
向判断 ,可作为旨在改良陆地棉推广品种纤维综合品质最为难得的杂交亲本。本文所涉及的
5 个产量性状的估算广义遗传力属中等偏下 ,其中以皮棉产量为最高。它们一般配合力效应
和特殊配合力效应方差均达极显著水平 ,预示着有表现出较大杂种优势的可能。另外 ,从一般
配合力表现看 ,鲁棉 14 号是改造优质种质材料产量性状最有潜力的杂交亲本 ,对杂种后代除
单铃重以外的其它 4 个产量性状的表现均有较大的影响。
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COMBINING ABIL ITY ANALYSIS ON MAIN ECONOMICAL
CHARACTER OF FINE FIBRE COTTON IN G. hi rsutum L.
GAO Guo2qiang 　SUN Yong2tang 　SU Xue2he 　SHI Xiang2yu
ZEN G Zhao2hai 　ZHU Dou2bei
( Instit ute f or A pplication of A tomic Energy , S handong Academy of A gricult ural Sciences , Jinan , S handong prov . 　250100)
ABSTRACT :Two new f ine f ibre upland cotton l ines 95422 and 95178 were crossed with Lumin
14 , Zhongmiansuo 16 and Acala4242 in a 5 ×5 diallel design up to 25 crosses. General and spe2
cial combining abil ities , heritabil ities of the f ibre length , f ibre strength , micron , yield of
ginned cotton , weight per boll , ginned rate , bolls per plant , weight of 1002seeds were analyzed
by the Griff ing’s Model Ⅰ, Method Ⅰ. The results showed that the three f ibre qual ity charac2
ters were controlled mainly by additive effect. The additive effect of the f ibre length was more
important than its non2additive effect. And higher broad heritabil ity ( 9418 %) of the f ibre
length was estimated. The most important genetic component of the micron was the additive ef2
fect. Special combining abil ity of the micron was very signif icant , and its nonadditive effect was
in second position. Its broad heritabil ity( 84115 %) was high. The additive effect controlled the
f ibre strength , its non2additive effect was lower. Broad heritibil ities of the f ive yield characters
were at low of middle. The ginned cotton yield heritibil ity was the highest among them. Vari2
ances of general and special combining abil ities of the f ive yield characters were very signif icant ,
indicating the heterosis possibil ities.
Key words :cotton ( G. hi rsut um L . ) ; fibre quality ; genectics
712Acta A gricult urae N ucleatae Sinica
2000 ,14 (4) :212～217