不同生态区陆地棉基础种质表型性状遗传多样性分析.docxVIP

不同生态区陆地棉基础种质表型性状遗传多样性分析 中国不是棉花的起源地。棉花的生产和繁殖在美国、前苏联和其他国家进行了。在长期的繁殖实践中，它逐渐成为棉花育种的基本种子。这些基础种质(又称骨干种质或基础亲本)遗传性状稳定,在一定条件下表现出较强的配合力和优良的适应性、丰产性,经育种实践证明是用作亲本次数最多,培育品种较多的优良品种或优异种质。 长期以来关于基础种质报道较少,黄滋康曾将陆地棉分36个基础种质,其中国外25个、国内8个、低酚棉3个。杜雄明等在考虑其亲缘系谱的同时,重点依据衍生(系选或杂交育种)品种数量,对陆地棉基础种质重新进行了界定和划分,认为陆地棉基础种质派生品种不能少于20个推广品种,并依据此标准,共评选出47个陆地棉基础种质(国外16个、国内29个、低酚棉2个)。 陆地棉基础种质的遗传多样性是改良品种的基础,对陆地棉基础种质及其主要衍生品种遗传多样性进行研究,有利于了解现有种质的遗传背景和遗传多样性的状况,可以从育种起源上揭示我国棉花的遗传基础,为育种家高效发掘种质资源优良基因打下基础,为高效利用优异种质提供理论依据,对明确种质创新的方向等具有重要意义。 1 材料和方法 1.1 代前引进的优良树种 本实验选用43份陆地棉基础种质为研究材料(表1),按照基础种质育成年限和引进的时间将基础种质分为3个时期:第1期基础种质是指20世纪50年代前引进的美国、前苏联等国的11个优良品种;第2期基础种质则是从20世纪50~60年代从国内外推广品种中评选出来的25个优良品种或优异种质;第3期基础种质指的是20世纪70~80年代新产生或衍生的基础种质,共有7个。这些基础种质按地理来源地还可以分为:长江流域、黄河流域、北部早熟区、美国引进等4种类型的基础种质。按照育种来源可以分为国外引进和国内自育2种基础种质。这些材料都由中国农业科学院棉花研究所的棉花中期库提供。 1.2 方法 1.2.1 研究对象及标准 2004年在中国农业科学院棉花研究所试验田,对43份材料随机区组排列种植2行,行长8 m,行距0.8 m,3次重复,田间管理与大田种植相同。田间性状调查和测定按照国家科技基础条件平台建设项目确定的“棉花种质资源描述规范和数据标准”进行,每小区随机抽取10株,调查果枝数、铃数、株高等性状,室内考种测衣分、铃重、叶面积(cm2)、叶重量等。纤维品质指标采用第一次收花的棉样由农业部棉花品质监督检测中心纤维测试系统测试,包括2.5%纤维跨长、长度整齐度、纤维比强度、伸长率、麦克隆值等性状;从棉花种质资源数据库中获取果枝始节、主茎粗细,叶茸毛,花芯色,花药色,花柱长,铃形,铃柄长,短绒色,耐旱性,耐盐性,枯萎病等共12项质量和数量性状。将质量性状的代码进行数值化处理。 1.2.2 表型性状聚类分析 (1) 采用SAS 8.0统计分析软件对表型性状数据分别进行方差、变异系数(CV%)分析。(2) 表型性状多样性采用Shannon-Wiener多样性指数H′来计算: H′=?∑j=1mPjlnPjΗ′=-∑j=1mΡjlnΡj 式中Pj表示第j种变异类型出现频率,用所有相应的各个性状多样性指数的平均值表示一组或所有种质的遗传多样性程度。(3)遗传丰富度指全部性状级别的总数或相对值,计算公式为: R=∑j=1mj/∑mR=∑j=1mj/∑m 式中,∑m为全部种质某性状的级别总数,∑j为本组该性状级别总数。(4)聚类分析:表型性状数值标准化处理,计算欧氏遗传距离(Euclidean distance),采用类平均法(UPGMA)对遗传距阵进行聚类。数据分析采用NTSYS 2.1软件。 2 结果与分析 2.1 表型育种分析 2.1.1 基因型性状的变异性 43份基础种质的株高、衣分、纤维品质等数量性状统计分析(表2)表明各基础种质的2.5%跨长、强度、伸长率、麦克隆值、衣分、铃重、果枝始节、营养枝数、叶面积、叶重量等性状都有极显著差异。株高、长度整齐度差异也显著,仅仅在果枝数、铃数及叶片厚度上差异不显著;营养枝数、铃数、叶重量的变异系数大,均超过20%;株高、果枝数、铃重、伸长率、麦克隆值、叶面积、叶厚度等变异系数均超过10%;2.5%跨长、比强度、长度整齐度等品质性状的变异系数均小于7%。基础种质间大部分表型性状存在显著差异,说明所选基础种质的表型性状差异明显、变异范围大、具有有较大的遗传代表性。 2.1.2 基础树种生长、生长和幼果期20世纪7080年代 按照引进或育成年份,所选43份基础种质材料可分为3个时期(表1)。第1期包括20世纪50年代前引进和育成的11份品种;第2期包括20世纪50~60年代引进或育成的品种25份;第3期是20世纪70~80年代品种7份。 从表型性状上的差异分析看,各期基础种质仅在比强度和铃重上有显著差异。第2期