全 文 :Vol. 30 , No. 10
pp. 1026 - 1030 Oct. , 2004
作 物 学 报
ACTA AGRONOMICA SINICA
第 30 卷 第 10 期
2004 年 10 月 1026~1030 页
海岛棉不同果枝品种间杂交产量性状的遗传及 F1 和 F2 群体优势分析
梅拥军1 ,2 张改生2 叶子弘3 曹新川1 张文英4 Ξ
(1 塔里木农垦大学植物科技学院 , 新疆阿拉尔 843300 ; 2 西北农林科技大学农学院 , 陕西杨凌 712100 ; 3 浙江大学农学系 , 浙江杭州 310029 ;
4 湖北农学院农学系 , 湖北荆州 434025)
摘 要 采用MINQUE(1)统计方法及 AD 模型对 9 个海岛棉品种 (系)及其 20 个 F1 组合 9 个产量性状的 2 年资料进行了
遗传分析。结果表明 ,海岛棉长果枝与零式果枝品种间杂交 ,各产量性状均存在极显著的加性效应方差比例 ;衣分、铃
重、霜后铃数、总铃数和皮棉产量存在极显著的显性效应 ;均存在显性与环境的互作。品种 3836 具有霜前铃数和霜前皮
棉产量等性状高的加性效应。F1 和 F2 产量性状平均遗传表现为无正向超亲优势 ,其皮棉产量有 20 %以上的正向群体平
均优势 ,霜前皮棉产量无正向平均优势。
关键词 海岛棉 ;零式果枝与长果枝 ;产量性状 ;遗传分析 ;群体优势
中图分类号 : S562
Genetic Analysis of Yield Traits and Population Heterosis for F1 and F2 between Dif2
ferent Fruit2Branch Type Cultivars in Island Cotton
MEI Yong2Jun1 ,2 , ZHANG Gai2Sheng2 , YE Zi2Hong3 , CAO Xin2Chuan1 , ZHANG Wen2Ying4
(1 Institute of Plant Science and Technology , Tarim University of Agricultural Reclamation , Alar 843300 , Xinjiang; 2 Department of Agronomy , Science2Technology
University of North2Western of Agriculture2Forest , Yangling 712100 , Shaanxi ; 3 Department of Agronomy , Zhejiang University , Hangzhou 310029 , Zhejiang ;
4 Department of Agronomy , Hubei Agricultural College , Jingzhou 434025 , Hubei , China)
Abstract 9 yield traits of 9 parents of hybridization between“O”and“Long2Fruit2branch”plant type cultivars and their
20 F1 crosses of Island Cotton for two years were analyzed for their additive and dominance effects by MINQUE(1) ap2
proaches1 The results indicated that all 9 yield traits of F1 had highly significant additive effects in Island Cotton1 Lint per2
centage , boll weight , boll number at post2frost , total boll number and total lint yield were showed highly significant domi2
nance effects1 The interactions between dominance effects and environment were wholly significant1 Cultivar“3836”had
high additive effects on boll number at pre2frost and lint yield at pre2frost1 The heterosis of yield traits were analyzed by the
genetic model of additive2dominance by MINQUE(1) approaches for predicting the genotypic value and heterosis1 On the
average , the average heredity was that the yield traits were highly significantly negative for the population better2parental
heterosis of crosses between“Long2Fruit2Branch”and“O”type fruit branch in Island Cotton1 The positive mean heterosis
on total lint yield for F1 and F2 were above 20 % , lint yield at pre2frost had no positive mean heterosis1
Key words Island Cotton ;“Zero”type and Long2Fruit2Branch plant type ; Yield traits ; Genetic analysis ; Population
heterosis
关于陆地棉产量性状的遗传研究 ,国内外已有
很多报道[1~9 ] 。陆地棉产量性状存在着显著的加性
效应[1~3 ] 。郭介华[3 ]估计了 8 个产量性状的基因效
应主要是加性效应。Vadane N N 等[4 ]也研究了基因
型与环境的互作。Meredith W R[5 ]指出 ,在陆地棉产
量性状中 ,衣分和衣指的加性效应远大于显性效应。
陆地棉产量性状存在着杂种优势[5~9 ] 。新疆地处我
国内陆腹地 ,干旱少雨 ,日照充足 ,昼夜温差大 ,土壤
肥力瘠薄 ,农作物用水最主要来源于灌溉 ,而海岛棉
对光照的要求较高 ,独特的环境条件使新疆成了我
国惟一的海岛棉产区。海岛棉作为棉花的一个栽培
种 ,其产量性状的遗传特点可能完全不同于陆地棉 ;Ξ基金项目 :塔里木农垦大学校长基金项目 (2004201) 。
作者简介 :梅拥军 (1968 - ) ,男 ,西北农林科技大学在职研究生 ,新疆阿拉尔塔里木农垦大学植科院副教授 ,从事作物育种教学和海岛棉育
种工作。E2mail : xnmeiyj @yahoo1com1cn
Received(收稿日期) :2003201209 , Accepted (接受日期) : 20032102281
关于海岛棉产量性状的遗传特点研究尚未见报道 ,
因此有必要对海岛棉产量性状的遗传及杂种优势的
一般表现特点进行研究。矮、密、早是新疆棉花栽培
的最主要特点 ,完全不同于其他植棉区的栽培。海
岛棉品质优于陆地棉 ,成铃数高 ,但衣分低 (30 %左
右) 、铃重小 (约 3 g) 、尤其皮棉单产低于陆地棉 ,拾
花工效较低 ,从而限制了海岛棉的大面积推广。为
了提高海岛棉的单产和进行性状的改良 ,也很有必
要对海岛棉产量性状的遗传进行研究。本文采用朱
军提出的 AD 模型及其与环境的互作模型[10~14 ]对
海岛棉长果枝与零式果枝品种间杂交 F1 两年产量
性状的资料进行分析 ,为海岛棉育种提供理论依据。
1 材料与方法
111 材料与考查性状
试验在新疆阿拉尔塔里木农垦大学农业试验站
进行。选用新疆自育的零式果枝品种 (系) : (1) 新海
10 号、(2) 3836、(3)新海 8 号、(4) 新海 7 号、(5) 新海
11 为母本 ,外引长果枝品种 (系) (6) AG75、(7) A 杂
交铃、(8) 云南 2 号、(9) G81 为父本 ,按不完全双列
杂交 (5 ×4)遗传设计配制组合 ,于 1992、1993 年的 4
月 23 日分别种植 9 个亲本及其 20 个 F1 组合。田间
亲本及其 F1 随机区组设计 ,1992 年 3 次重复 ,1993
年 2 次重复 ,每小区 4 行区 ,行长 210 m , (016 m +
013 m)地膜覆盖种植 ,株距 0113 m ,田间管理同大
田。1993 年气温偏低。枯霜后一周内 (10 月 20 日
左右) ,每小区收获 20 株籽棉。测定性状有 :衣分
( %) 、铃重 (g) 、霜前铃数 (个) 、霜后铃数 (个) 、霜前
籽棉产量 (g) 、总铃数 (霜前铃数 + 霜后铃数) (个) 、
霜前铃数 %(霜前铃数/ 总铃数 ×%) 、霜前皮棉产量
(g)和皮棉总产 (霜前皮棉 + 霜后皮棉产量) (g) 。
112 遗传模型与统计分析方法
以小区平均值为单位采用包括基因型 ×环境互
作的加性2显性遗传模型分析方法 ,数据采用朱军的
软件及统计方法[10~14 ]进行计算 , 运用 MINQUE(1)
法估算方差分量 ,用 Jackknife 抽样方法计算各遗传
参数的估计值及其标准误 , t 测验法对遗传参数做
统计检验。
2 结果与分析
211 亲本及其 F1 各产量性状表现型的平均值
从表 1 来看 ,亲本 1、2、3、4、5 的霜前产量性状
多优于亲本 6、7、8、9 ,霜后产量性状则相反。这主
要是由于亲本 1、2、3、4、5 为新疆自育的零式果枝品
种 (系) ,早熟性较好 ,霜前花产量高。而亲本 6、7、
8、9 为长果枝品种 (系) ,一般晚熟 ,霜后铃数多 ,与
新疆自育的零式果枝品种在开花成铃的时间、空间
上存在很大差异 ,长果枝品种在成铃总数上并不少
于新疆自育的零式果枝品种。亲本的产量性状在年
份间的差异不很明显。1992 年 F1 在霜前铃数、霜前
籽棉产量、单株总铃数、霜前铃数 %、霜前皮棉产量
明显高于 1993 年 ,1993 年 F1 的铃重高于 1992 年 F1
的铃重。两年的 F1 皮棉产量均高于其相应亲本的
皮棉产量 (除 9 号亲本在 1993 年表现相反外) ,表明
皮棉产量的杂种优势很强。亲本间的差异比 F1 间
的差异大。由此看来 ,海岛棉产量性状的基因型与
环境间有可能还存在互作。
212 遗传方差比率分析
总的说来 (表 2 所示) ,各性状不同遗传组分在
总遗传方差中所占的比例相差很大。其中 ,加性和
显性 ×环境互作所占比例较大 ,显性方差所占比例
较小 ,而加性 ×环境互作只有衣分存在较小而显著
的比例 ,其他性状的加性 ×环境互作均为 0。从表 2
进一步可以看出 ,所测定 9 个性状加性效应的比例
均达到极显著水平。其中 ,霜前铃数 % 所占比例最
大 ,为 63 % ,其次衣分为 43 % ,而单株总铃数最小。
衣分、铃重、霜后铃数、总铃数和皮棉总产存在极显
著的显性效应比例 ,均未检测到其余 4 个性状的显
性效应。其中 ,皮棉总产的显性效应方差所占比例
最大 (32 %) 。9 个性状均存在极显著的显性与环境
互作 ,其中以霜前皮棉产量的显性与环境互作所占
比例最大 (63 %) ,其次为霜前籽棉产量 (59 %) ,最小
的是衣分 (占 15 %) ,皮棉产量为中等 (占 37 %) 。各
性状的机误方差比率均达极显著水平 ,但数值较小 ,
说明海岛棉产量性状以遗传为主 ,但改善栽培措施、
肥力水平等因素也具有一定作用。各性状的普通广
义遗传率和互作广义遗传率均达到极显著水平 ,特
别是衣分和霜前铃数 % ,以及霜前籽棉产量的普通
广义遗传率达 60 %以上 ,皮棉产量的普通广义遗传
率最低。因此 ,对于海岛棉杂种后代产量性状 ,衣分
和霜前铃数 %宜早代选择 ,而其他性状 ,尤其是皮棉
产量宜晚代选择 ,其可靠性高。铃重、衣分、总铃数
和皮棉产量存在着一定的显性效应 ,对其杂种优势
的表现可能具有显著的作用。
7201 10 期 梅拥军等 :海岛棉不同果枝品种间杂交产量性状的遗传及 F1 和 F2 群体优势分析
表 1 9 个海岛棉亲本及其 F1 产量性状表现型的平均值
Table 1 Average value of yield traits of 9 parents and their F1 in Island Cotton
亲本和 F1
Parents
and F1
衣分
Lint
Percentage
( %)
铃重
Boll
weight
(g)
霜前铃数 (个)
Boll number
pre2frost 霜后铃数 (个)Boll numberpost2frost 霜前籽棉产量Seed cottonYield
pre2frost (g) 总铃数 (个)Total bollnumber 霜前铃数Boll numberpre2frost %( %) 霜前皮棉产量Lint yieldpre2frost(g) 皮棉产量Lint yieldpre2frost(g)
1992 1993 1992 1993 1992 1993 1992 1993 1992 1993 1992 1993 1992 1993 1992 1993 1992 1993
Xinhai 10 (1) 35192 36156 2186 2135 14186 11165 3109 6124 42147 27137 17195 17189 83100 65125 15128 10101 18140 15136
3836 (2) 32181 33110 3150 2170 12142 15156 5117 4109 43162 41180 17160 19165 70155 79139 14132 13175 20127 17152
Xinhai 8 (3) 29187 30159 2168 2166 14136 12172 3152 6136 38156 33182 17189 19107 80144 66198 11152 10132 14100 15150
Xinhai 7 (4) 36144 36114 2173 2149 12147 11180 7103 5100 34109 29131 19150 16180 63194 70128 12143 10160 19140 15109
Xinhai 11 (5) 33117 34122 2128 2163 12121 12122 5184 9187 27183 32102 18106 22108 67189 55193 9123 10196 13165 19188
AG75 (6) 37102 35188 3159 3148 1158 2120 23152 19155 5177 7159 25110 21175 6126 10143 2115 2172 33169 26137
A Zajiaoling (7) 30150 27179 2195 2170 1165 1156 10130 16150 4188 4119 11195 18106 13197 8171 1168 1117 12114 13154
Yunan 2 (8) 29195 32196 3147 2167 2135 4136 16182 25122 8108 9119 19117 29157 12129 14171 2142 3180 19194 20153
G81 (9) 38140 40100 2187 3148 1150 4115 20116 27101 4130 14105 21166 31115 7106 14142 1165 5161 23194 44104
F1 (1) 36115 36169 3117 3187 14193 4164 21143 21141 47105 18170 36136 26104 40199 18121 17101 6189 41163 37135
F1 (2) 36130 35164 3134 3167 21109 5134 13171 18184 70122 19179 34179 24118 60183 21132 25168 7109 42113 31166
F1 (3) 34112 34118 3102 3137 13104 7149 10110 18174 39141 24133 23114 26123 56189 28117 13144 8134 23169 30111
F1 (4) 35134 35106 3109 3140 14193 6199 18198 17166 46120 24102 33190 24165 44199 27138 16129 8155 36179 29197
F1 (5) 36112 34196 3113 3157 14173 4134 23186 19174 46127 15153 38159 24108 41107 19168 16186 5142 43128 30144
F1 (6) 36149 36100 3120 3181 15196 6182 16147 24176 51136 25145 32143 31158 49190 22122 18186 9125 38127 43179
F1 (7) 34198 34119 3111 3140 16101 3109 19151 17191 49162 10152 35152 21100 47103 14141 17138 3159 38141 24149
F1 (8) 33132 33160 3111 3164 14196 6198 18194 16199 46161 24194 33190 23197 45100 29111 15157 8137 35141 28194
F1 (9) 37164 37143 3117 3145 16105 6117 15153 17144 51173 20198 31158 23161 53189 26106 19162 7182 37193 30140
注 : ( )中的数字表示代号为亲本代号。F1 ( )表示由括号中的亲本参与杂交的 F1 所有组合的平均值。
Notes :The number in the“( )”was the code of parents in the table1 F1 ( ) indicated the average of all F1 crosses from the parents in“( )”1
表 2 海岛棉 F1 产量性状的遗传方差分量比例的估计
Table 2 Estimated proportions of variance components and heritability for F1 yield traits in Island Cotton
参数
Parameter
衣分
Lint
percentage
( %)
铃重
Boll
weight
(g)
霜前铃数
(个)
Boll number
at pre2frost 霜后铃数(个)Boll numberat post2frost 霜前籽棉产量Seed cottonyield atpre2frost (g) 总铃数(个)Total bollnumber 霜前铃数Boll numberat pre2frost% ( %) 霜前皮棉产量Lint cottonyield atpre2frost (g) 皮棉产量Total Lintyield(g)
加性方差比率 VA/ V P 0143 3 3 0120 3 3 0131 3 3 0129 3 3 0125 3 3 0103 3 3 0163 3 3 0121 3 3 0114 3 3
显性方差比率 VD/ V P 0118 3 3 0119 3 3 0100 0119 3 3 0100 0123 3 3 0100 0100 0132 3 3
加性×环境比率 VAE/ V P 0112 3 3 0100 0100 0100 0100 0100 0100 0100 0100
显性×环境比率 VDE/ V P 0115 3 3 0143 3 3 0157 3 3 0129 3 3 0159 3 3 0150 3 3 0126 3 3 0163 3 3 0137 3 3
机误方差比率 V E/ V P 0112 3 3 0119 3 3 0112 3 3 0122 3 3 0116 3 3 0124 3 3 0110 3 3 0116 3 3 0118 3 3
普通广义遗传率 h2B % 0161 3 3 0139 3 3 0131 3 3 0148 3 3 0125 3 3 0126 3 3 0163 3 3 0121 3 3 0114 3 3
互作广义遗传率 h2BE % 0127 3 3 0143 3 3 0157 3 3 0129 3 3 0159 3 3 0150 3 3 0126 3 3 0163 3 3 0137 3 3
注 : 3 3表示达到 0101 概率显著水平。Note : 3 3 denoted significance at 0101 levels1
213 参试亲本产量性状的遗传效应分析
通过对参试亲本产量性状遗传效应的分析能明
确各亲本产量性状的利用价值。表 3 列出了 9 个参
试亲本产量性状的加性效应 ( A ii) 和显性效应 ( Dii)
的估计值。由表 3 可知 ,同一性状不同参试亲本的
加性效应相差较大 ,并且多数都达到了显著或极显
著水平 ,而各亲本总铃数的加性效应均不显著。参
试亲本霜前铃数、霜前籽棉产量、霜前铃数 %和霜前
皮棉产量均没有检测到显性效应 ,这与方差分析的
结果基本一致。从表 3 可进一步看出 ,霜前铃数、霜
前铃数 %和霜前皮棉产量的加性效应均以 3836 最
高 ,新海 8 号次之 ,A 杂交铃最小 ;对 G81 的衣分具
有最大且极显著的提高作用 ,显性效应不显著。而
新海 7 号的衣分有一定的正向加性效应 ,正向显性
效应极显著 ,自交后会使后代的衣分降低 ;AG75 的
铃重具有最大的加性作用 ,显性作用不显著 ,用它作
亲本有望获得铃重大的后代。皮棉总产以 AG75 的
加性效应最高 ,负向显性效应很大 ,自交会使后代的
皮棉产量提高 , G81 在皮棉总产上具有比较高的加
性效应 ,而自交后代皮棉总产无明显变化。其他亲
本的加性效应和显性效应表现各异 ,如表 3 所示。
线性对比 (以 5 个零式果枝品种设为 1 与 4 个长果
枝品种设为 - 1 进行比较) 结果表明 ,零式果枝海岛
棉品种比长果枝海岛棉品种在后代霜前铃数、霜前
铃数 %和霜前皮棉产量上有极显著的正向加性作
用 ,而长果枝海岛棉品种的衣分、铃重和霜后铃数有
极显著的正向加性作用 ,两种果枝类型品种在总铃
数和皮棉总产上的加性效应无明显差异。
8201 作 物 学 报 30 卷
表 3 参试亲本产量性状的加性效应和显性效应估计值
Table 3 Estimate values of additive and dominance effects of yield traits for parents
亲本
Parent
衣分
Lint
Percentage
( %)
铃重
Boll weight
(g)
霜前铃数
(个)
Boll number
at pre2frost 霜后铃数(个)Boll numberat post2frost 霜前籽棉产量Seed cottonyield atpre2frost (g) 总铃数(个)Total bollnumber 霜前铃数Boll numberat pre2frost( %) 霜前皮棉产量Lint yieldat pre2frost(g) 皮棉产量Lint yield(g)
A ii Dii A ii Dii A ii A ii Dii A ii A ii Dii A ii A ii A ii Dii
1 Xinhai 10 0183 3 3 - 0135 - 0108 - 0133 2101 3 3 - 2115 3 3 - 8113 3 3 4168 3 3 - 0107 5194 3 3 11137 3 3 1179 3 3 0121 - 13182 3 3
2 3836 - 0121 1194 3 3 0105 - 0115 3156 3 3 - 4141 3 3 - 3131 3 11152 3 3 - 0131 - 4136 3 16115 3 3 3187 3 3 - 0158 - 10124 3 3
3 Xinhai 8 - 1174 3 3 - 1189 3 3 - 0121 3 3 - 0112 2128 3 3 - 5135 3 3 - 1158 + 4140 3 3 - 1133 - 1132 + 17146 3 3 0176 - 6121 3 3 - 3158 3 3
4 Xinhai 7 0127 + 0189 3 3 0120 3 3 - 0115 2118 3 3 - 3148 3 3 - 3184 3 4162 3 3 - 0127 4109 3 12140 3 3 1161 3 3 - 2163 3 - 7126 3 3
5 Xinhai 11 - 0124 - 1113 3 - 0119 3 3 - 0128 1147 3 3 - 0192 - 6124 3 3 2111 0116 - 4193 3 7154 3 3 0164 - 0188 - 11117 3 3
6 AG75 1110 3 3 0145 0131 3 3 - 0111 - 2161 3 3 5176 3 3 - 3141 - 5124 3 3 1100 - 5155 3 - 16179 3 3 - 1142 3 3 6198 3 - 11148 3
7 A Zajiaoling - 0195 3 3 0108 3 3 0102 - 0124 - 3172 3 3 2169 3 3 - 6199 3 3 - 10111 3 3 - 0133 7127 3 3 - 18198 3 3 - 3152 3 3 - 1177 + - 13166 3 3
8 Yun an 2 - 1150 3 3 0171 + 0113 + - 0123 - 2160 3 3 4100 3 3 - 1179 - 6151 3 3 0150 - 3139 3 - 15117 3 3 - 2152 3 3 0119 - 9149 3 3
9 G81 2143 3 3 - 0114 0116 3 - 0110 - 2156 3 3 3182 3 3 2172 - 5145 3 3 0166 - 0172 - 13196 3 3 - 1120 + 4168 3 - 1159
Linear contrast - 2141 3 - 9121 3 3 12102 3 3 - 11125 3 3 10171 3 3 - 4110 12125 3 3 10120 3 3 - 7136
注 : + 、3 、3 3 分别表示达到 0110、0105、0101 概率显著水平。Aii和 Dii分别表示加性效应和显性效应。
Notes : + , 3 , 3 3 denoted significance at 0110 , 0105 , 0101 levels , respectively1 Aii and Dii indicated additive and dominance effects , respectively1
214 产量性状的平均杂种优势分析
用朱军的AD 模型对 20 个组合 9 个性状的基因
型和环境互作效应的预测值及 F1 和 F2 杂种优势的
平均值列于表 4。从表 4 看出 ,基因型与环境的互
作除 F2 的铃重、霜后铃数和霜前皮棉产量不显著
外 ,其他性状在 F1 和 F2 分别达到了 011 以上的显著
水平 ,表明海岛棉产量性状基因型易受环境条件的
影响。9 个产量性状除 F1 铃重和皮棉产量的群体
超亲优势不显著外 ,其他性状在 F1 和 F2 均具有显
著或极显著的负向群体超亲优势 ; F1 和 F2 的衣分、
霜后铃数、总铃数和皮棉总产有极显著的正向超中
亲优势 ,并且 F1 皮棉总产的正向超中亲优势达到
4211 % ,F2 为 2110 %。而其他性状无显著的群体平
均优势 ,有些性状显著的超中亲优势也不能提高霜
前皮棉产量。
表 4 20 个海岛棉组合 F1 和 F2 产量性状的平均遗传表现
Table 4 Average genetic performances of F1 and F2 for yield traits in 20 crosses of Island Cotton
参数
Parameters
衣分
Lint
percentage
( %)
铃重
Boll
weight
(g)
霜前铃数
(个)
Boll number
at pre2frost 霜后铃数 (个) Boll number at post2frost 霜前籽棉产量Seed cottonyield atpre2frost (g) 总铃数 (个) Total boll number 霜前铃数 Boll number at pre2frost ( %) 霜前皮棉产量Lint cottonyield atpre2frost (g) 皮棉产量Lintyield(g)
GE预测值 Pre (F1) 351516 3 3 31298 + 101114 3 3 181578 3 3 321003 3 3 281209 + 371133 3 3 111052 3 341998 3 3
Forecast G E Pre (F2) 341900 3 31174 101114 3 3 161124 321003 3 3 251260 3 3 371133 3 3 111586 281578 3 3
群体平均优势 Hpm(F1) 01035 3 3 01078 01000 01302 3 3 01000 01220 3 01000 - 01091 01421 3 3
Meanheterosis Hpm(F2) 01018 3 3 01039 01000 01151 3 3 01000 01110 3 01000 - 01045 01210 3 3
群体超亲优势 Hpb(F1) - 01044 3 3 - 01080 - 01605 3 3 - 01324 3 - 01535 3 3 - 01188 3 - 01773 3 3 - 01583 3 3 01065
Better2parent heterosis Hpb(F2) - 01062 3 3 - 01119 3 3 - 01605 3 3 - 01475 3 3 - 01535 3 3 - 01297 3 3 - 01773 3 3 - 01538 3 3 - 01145 3 3
注 : + 、3 、3 3分别表示达到 0110、0105、0101 显著概率水平。Note : + , 3 , 3 3 denoted significance at 0110 ,0105 ,0101 levels , respectively1
3 讨论
311 本研究结果表明 ,海岛棉衣分、霜前铃数、霜前
籽棉产量、霜前铃数 %和霜前皮棉产量的遗传以加
性效应为主 ;铃重的加性效应和显性效应同等重要 ,
总铃数和皮棉产量的显性效应大于加性效应 ,这与
前人[1~9 ]陆地棉上获得的结果不尽相同。在海岛棉
的杂交育种中对亲本衣分、霜前铃数、霜前籽棉产
量、霜前铃数 %和霜前皮棉产量加性效应的正向选
择可以提高后代的霜前花产量 ,有利于拾花工效的
提高 ;在杂种后代性状的选择上 ,衣分和霜前铃数 %
宜早代选择 ,霜前铃数、霜后铃数、霜前皮棉产量的
选择 ,而铃重、总铃数、霜前皮棉产量和皮棉总产宜
晚代选择。加性效应可以稳定地传递给后代 ,显性
效应会随着世代的递增而减弱 ,在杂交育种中主要
目标性状以加性效应好 ,显性效应不明显的品种做
亲本时 ,后代获得优良个体的频率增加 ,选育优良品
种的可能性增大。对参试亲本产量性状加性效应和
显性效应的预测表明 ,用 3836 作亲本可以提高杂种
后代的霜前铃数、霜前铃数 %、霜前籽棉产量和霜前
9201 10 期 梅拥军等 :海岛棉不同果枝品种间杂交产量性状的遗传及 F1 和 F2 群体优势分析
皮棉总产 ,用 G81 作亲本可以提高杂种后代的衣分
和铃重。对参试海岛棉长果枝品种与零式果枝品种
间的线性对比表明 ,零式果枝品种 (系) 株型具有提
高霜前产量性状的加性效应 ,对提高杂种后代的霜
前产量性状有利。长果枝类型可以提高杂种后代的
衣分和铃重。因此 ,在海岛棉育种中应根据不同的
育种目标选择不同的亲本类型配制组合。各性状
(衣分和霜前铃数除外)的显性 ×环境互作方差的比
例都大于其显性方差和加性方差的比例 ,说明这些
性状在特定的环境中 ,显性互作效应的表现对海岛
棉产量性状的杂种优势可能起着更为重要的作用。
312 利用 AD 模型预测海岛棉产量性状 F1 和 F2 的
表现看到 ,F1 和 F2 9 个产量性状的基因型的表现与
环境有关 ;群体超亲优势的预测值多为极显著负向
超亲优势 ;衣分、霜后铃数、总铃数和皮棉产量的正
向超中亲优势达到极显著水平 ,尤其皮棉总产的正
向超中亲优势 F1 达 4211 % , F2 达 21 %。表明海岛
棉长果枝品种与零式果枝品种间杂交 ,虽然杂种 F1
和 F2 霜前产量性状平均无杂种优势 ,但皮棉总产有
很强的优势 ,这可能是由于霜后铃主要位于棉株的
中上部 ,通风透光条件好 ,棉铃发育处于 7~8 月份 ,
南疆的气温比较高 ,光照充足 ,有利于中后期海岛棉
棉铃显性效应的充分表达 ,而霜前铃所处的环境条
件正好相反。在海岛棉产量性状的遗传中 ,霜前产
量性状存在显著的加性效应 ,而不存在显性效应 ,霜
后产量性状还存在显著的显性效应。因此 ,要选育
常规的高产海岛棉品种 ,将重点放在霜前产量性状
的选择上比较可靠。单株总铃数和皮棉产量的显性
效应比加性效应更为重要 ,霜后铃数存在极显著的
加性效应和显性效应。因此 ,在海岛棉产量性状的
杂优育种中 ,不但应选择加性效应高的亲本 ,更应注
重霜后产量性状显性效应的选择。长果枝品种与零
式果枝品种间杂交 ,杂种 F1 和 F2 具有很高的群体
平均优势 ,但后代的霜后花比例较高。F2 代分离出
的零式果枝类型单株具有早熟、霜前产量高的特点 ,
因此可在 F2 代选择零式果枝类型单株 ,有望选育出
早熟、丰产的零式果枝的常规品种。虽然测定 20 个
组合的霜前皮棉产量无显著的群体平均优势 ,但霜
前皮棉产量的显性互作效应比例很高 (6313 %) ,所
以可能在某些环境中存在着霜前皮棉产量很强的组
合。其他产量性状均存在极显著的显性互作效应。
因此 ,应根据当地的环境条件选育适应本地的海岛
棉杂交种。海岛棉零式果枝类型往往表现早熟和霜
前花产量高 ,而关于海岛棉零式果枝类型品种间的
杂交、杂种后代的遗传及各组合后代的优势均有待
进一步研究。
致 谢 :承蒙浙江大学朱军教授提供分析软件及指
导 ,特此致谢 !
References
[1 ] Wu Z2H(吴振衡) 1 Genetic analysis on quantity traits in Upland Cot2
ton1 Ⅰ1 Estimation of genetic effects on 17 agronomic traits1 Acta Ge2
netica Sinica (遗传学报) , 1985 , 12 (5) : 344 - 349
[2 ] Ji J2H(纪家华) ,Wang E2D(王恩德) ,Shi X2Y(石秀英) 1 Analysis
on the heterosis and combining ability between Upland parents and
breeding lines with open2bud1 Acta Gossypii Sinica (棉花学报 ) ,
1996 , 8 (2) : 77 - 82
[3 ] Guo J2H(郭介华) , Zou L2P(邹礼平) 1 Estimation of genetic effects
on 12 agronomic characters in Upland Cotton ( Gossypium hirsutum
L1) 1 Acta Gossypii Sinica (棉花学报) , 1994 , 6 (3) : 160 - 162
[4 ] Vadane N N , Pleines S , Friedt W1 Gene action , heritability and geno2
type ×environment interactions in cotton (a review) 1 J Cott Res Dev ,
1990 , 4 :151 - 166
[5 ] Meredith W R1 Quantitative genetics1 In : Kohel R J , Lewis C F eds1
Cotton1 ASA , Inc1 , CSSA , Inc1 , and SSSA , Inc1 , Publishers ,
Madison , Wisconsin , USA , 1984 , 24 :132 - 150
[6 ] Wu J2X(吴吉祥) , Zhu J (朱军) , Xu F2H(许馥华) 1 Genetic analy2
sis and prediction of F2 yield traits in Upland Cotton1 Journey of Beijing
Agriculture University (北京农业大学学报) , 1993 , 19 (5) : 95 - 99
[7 ] Sun J2Z(孙济中) , Liu J2L (刘金兰) , Zhang J2F(张金发) 1 A re2
view on research and utilization of hybrid vigor of cotton1 Acta Gossypii
Sinica (棉花学报) , 1994 , 6 (3) : 135 - 139
[8 ] Zhu Q2H(朱乾浩) , Yu B2X(俞碧霞) , Xu F2H (许馥华) 1 Ad2
vances in research and utilization of intervarietal hybrid vigour in Upland
Cotton ( Gossypium hirsutum) 1 Acta Gossypii Sinica (棉花学报) ,
1995 , 7 (1) : 8 - 11
[9 ] Wang X2D(王学德) , Pan J2J (潘家驹) 1 The genetic analysis of hy2
brid heterosis in Upland Cotton1 Acta Agronmic Sinica (作物学报) ,
1991 , 17 (1) :18 - 23
[10 ] Zhu J (朱军) 1 Mixed model approaches for estimating genetic vari2
ances and covariances1 Journal of Biomathemetics (生物数学学报) ,
1992 , 7 (1) :1 - 11
[11 ] Zhu J (朱军) 1 Methods of predicting genotype value and heterosis for
offspring of hybrids1 Journal of Biomathematics (生物数学学报) ,
1993 , 8 (1) :32 - 44
[12 ] Zhu J (朱军) , Ji D2F(季道藩) ,Xu F2H(许馥华) 1 A genetic ap2
proach for analyzing inter2cultivar heterosis in crops1 Chinese Journal
of Genetics (遗传) ,1993 ,20 (3) : 183 - 191
[13 ] Zhu J (朱军) 1 General genetic models and new analysis methods for
quantitative traits1 J of Zhejiang Agricultural Univ (浙江农业大学学
报) ,1994 ,20 (6) : 551 - 559
[14 ] Zhu J (朱军) 1 Analysis Methods for Genetic Models(遗传模型分析
方法) 1 Beijing : Chinese Agriculture Press , 19971 56 - 87 , 175 -
191(in Chinese)
0301 作 物 学 报 30 卷