棉花品質(zhì)育種

1、第四節(jié)、棉花育種第四節(jié)、棉花育種主要內(nèi)容主要內(nèi)容:4.1 產(chǎn)量育種產(chǎn)量育種4.2 棉花品質(zhì)育種棉花品質(zhì)育種4.3 低酚棉育種低酚棉育種4.4 短季棉育種短季棉育種4.5 棉花枯、黃萎病抗病育種棉花枯、黃萎病抗病育種4.6 抗蟲育種抗蟲育種4.7 高新技術(shù)育種高新技術(shù)育種 4.2 棉花品質(zhì)育種棉花品質(zhì)育種4.2.0 概述概述4.2.1 纖維品質(zhì)性狀纖維品質(zhì)性狀 4.2.2 纖維品質(zhì)的現(xiàn)狀與改良纖維品質(zhì)的現(xiàn)狀與改良 4.2.3 纖維品質(zhì)的育種技術(shù)纖維品質(zhì)的育種技術(shù) 4.2.0 概述概述 棉花纖維是重要的紡織原料，它的品質(zhì)棉花纖維是重要的紡織原料，它的品質(zhì)(長度、細(xì)度、強(qiáng)度等長度、細(xì)度、強(qiáng)度等)直接

2、和棉紗的品質(zhì)有關(guān)。直接和棉紗的品質(zhì)有關(guān)。 如何提高棉纖維的品質(zhì)，尤其是纖維強(qiáng)度，并能克服產(chǎn)量和如何提高棉纖維的品質(zhì)，尤其是纖維強(qiáng)度，并能克服產(chǎn)量和品質(zhì)間的矛盾，使高品質(zhì)的品種仍能維持一定的產(chǎn)量水平，品質(zhì)間的矛盾，使高品質(zhì)的品種仍能維持一定的產(chǎn)量水平，是棉花育種上一個(gè)亟待解決的問題。是棉花育種上一個(gè)亟待解決的問題。 4.2.1 纖維品質(zhì)性狀纖維品質(zhì)性狀 在棉花育種上與纖維品質(zhì)有關(guān)的主要性狀：在棉花育種上與纖維品質(zhì)有關(guān)的主要性狀： 纖維長度纖維長度、強(qiáng)度強(qiáng)度和和細(xì)度細(xì)度。 4.2.1.1 纖維長度纖維長度種間差異：種間差異：海島棉的纖維最長，一般在海島棉的纖維最長，一般在3450mm；陸地棉纖維其

3、次，陸地棉纖維其次，25-33mm；中棉及草棉纖維最短，中棉及草棉纖維最短，15-25mm。 同一棉種內(nèi)，纖維長度因不同品種而異，同一棉種內(nèi)，纖維長度因不同品種而異，纖維長度主要是由棉種和品種的遺傳性所決定的，纖維長度主要是由棉種和品種的遺傳性所決定的，環(huán)境條件的影響也可引起纖維長度產(chǎn)生一定程度的變異。環(huán)境條件的影響也可引起纖維長度產(chǎn)生一定程度的變異。 纖維的形成：纖維的形成：在所有影響纖維長度的環(huán)境因素中，要以在所有影響纖維長度的環(huán)境因素中，要以纖維發(fā)育初期水分纖維發(fā)育初期水分的影響最為明顯。的影響最為明顯。棉花開花受精以后，纖維開始進(jìn)行緩慢地生長，開花后棉花開花受精以后，纖維開始進(jìn)行緩慢地

4、生長，開花后15d左右，生長速率左右，生長速率最大，纖維整個(gè)成熟期的前半最大，纖維整個(gè)成熟期的前半(大約開花后大約開花后25d左右左右)纖維細(xì)胞生長達(dá)到全長，纖維細(xì)胞生長達(dá)到全長，在這一時(shí)期如果加以適量的灌溉，或者土壤條件比較濕潤，纖維細(xì)胞能得到在這一時(shí)期如果加以適量的灌溉，或者土壤條件比較濕潤，纖維細(xì)胞能得到充足的水分供應(yīng)，對(duì)纖維細(xì)胞的發(fā)育可以產(chǎn)生最好的效果。充足的水分供應(yīng)，對(duì)纖維細(xì)胞的發(fā)育可以產(chǎn)生最好的效果。 同籽差、異籽差、異鈴差同籽差、異籽差、異鈴差同籽差：同一粒棉籽，近尖端同籽差：同一粒棉籽，近尖端(珠孔珠孔)部分的纖維比基部部分的纖維比基部(合點(diǎn)合點(diǎn))的常常要短些，的常常要短些，

5、兩者間的差異可達(dá)兩者間的差異可達(dá)6mm左右。左右。 異籽差：同一棉囊的不同棉籽間纖維長度的差異可達(dá)異籽差：同一棉囊的不同棉籽間纖維長度的差異可達(dá)5mm左右，左右，異鈴差：同一棉株上兩個(gè)相當(dāng)靠近的棉鈴，纖維長度的差異可達(dá)異鈴差：同一棉株上兩個(gè)相當(dāng)靠近的棉鈴，纖維長度的差異可達(dá)10mm左右。左右。 在育種試驗(yàn)上測定纖維長度時(shí)，應(yīng)該注意取樣的代表性，所有考種的材料一律采在育種試驗(yàn)上測定纖維長度時(shí)，應(yīng)該注意取樣的代表性，所有考種的材料一律采用同級(jí)部位的棉籽，盡可能減少由于株內(nèi)變異所引起的誤差。用同級(jí)部位的棉籽，盡可能減少由于株內(nèi)變異所引起的誤差。 4.2.1.2 纖維強(qiáng)度纖維強(qiáng)度單根纖維的強(qiáng)度和棉紗強(qiáng)

6、度的關(guān)系最密切。單根纖維的強(qiáng)度和棉紗強(qiáng)度的關(guān)系最密切。 纖維強(qiáng)度主要決定于纖維強(qiáng)度主要決定于纖維細(xì)胞壁的斷面積纖維細(xì)胞壁的斷面積，而胞壁的斷，而胞壁的斷面積和面積和纖維細(xì)胞的直徑纖維細(xì)胞的直徑及及胞壁的厚度胞壁的厚度成比例。成比例。 纖維強(qiáng)度和纖維在種子上著生的部位有關(guān)，近合點(diǎn)端纖纖維強(qiáng)度和纖維在種子上著生的部位有關(guān)，近合點(diǎn)端纖維的強(qiáng)度比近尖端纖維的強(qiáng)度要弱一些。維的強(qiáng)度比近尖端纖維的強(qiáng)度要弱一些。纖維強(qiáng)度和纖維長度也有一定關(guān)系纖維強(qiáng)度和纖維長度也有一定關(guān)系(用皮棉分析器將樣本用皮棉分析器將樣本分為不同長度的等級(jí)，隨著長度等級(jí)的遞增，纖維強(qiáng)度分為不同長度的等級(jí)，隨著長度等級(jí)的遞增，纖維強(qiáng)度相應(yīng)

7、地遞減相應(yīng)地遞減)。 因此，新品種的選育，必須密切注意這因此，新品種的選育，必須密切注意這兩項(xiàng)纖維性狀的相互關(guān)系。兩項(xiàng)纖維性狀的相互關(guān)系。4.2.1.3 纖維細(xì)度纖維細(xì)度棉花纖維的細(xì)度是遺傳性狀（粗纖維對(duì)細(xì)纖維是顯性）。棉花纖維的細(xì)度是遺傳性狀（粗纖維對(duì)細(xì)纖維是顯性）。 細(xì)度在某種程度上由細(xì)度在某種程度上由纖維細(xì)胞的直徑纖維細(xì)胞的直徑所決定，而更重要的是和所決定，而更重要的是和胞壁厚度胞壁厚度有關(guān)。有關(guān)。直徑小而胞壁正常加厚的纖維品質(zhì)比由于胞壁加厚不充分而細(xì)的纖直徑小而胞壁正常加厚的纖維品質(zhì)比由于胞壁加厚不充分而細(xì)的纖維品質(zhì)要好得多，所以，一般所謂好的細(xì)纖維總意味著細(xì)軟而發(fā)育維品質(zhì)要好得多，所

8、以，一般所謂好的細(xì)纖維總意味著細(xì)軟而發(fā)育完善、強(qiáng)度好的纖維。完善、強(qiáng)度好的纖維。 纖維細(xì)胞的直徑主要由遺傳因子所決定，不同栽培棉種之間，可以有很纖維細(xì)胞的直徑主要由遺傳因子所決定，不同栽培棉種之間，可以有很大的差異。大的差異。海島棉纖維細(xì)胞的直徑最小，大約海島棉纖維細(xì)胞的直徑最小，大約15m，中棉的最大，達(dá)中棉的最大，達(dá)27m；陸地棉的纖維細(xì)度介乎兩者之間。陸地棉的纖維細(xì)度介乎兩者之間。同一棉種的不同品種間，也可以有一定程度的差異。同一棉種的不同品種間，也可以有一定程度的差異。 纖維細(xì)胞壁的厚度，在較大程度上受氣候及其他生長條件的影響。纖維細(xì)胞壁的厚度，在較大程度上受氣候及其他生長條件的影響。

9、 4.2.2 纖維品質(zhì)的現(xiàn)狀與改良纖維品質(zhì)的現(xiàn)狀與改良 4.2.2.1 現(xiàn)狀（存在的問題）現(xiàn)狀（存在的問題）1纖維的斷裂長度低、成熟度低；纖維的斷裂長度低、成熟度低；斷裂長度是纖維細(xì)度與強(qiáng)度的綜合指標(biāo)。斷裂長度是纖維細(xì)度與強(qiáng)度的綜合指標(biāo)。 2纖維品質(zhì)類型結(jié)構(gòu)不合理纖維品質(zhì)類型結(jié)構(gòu)不合理 。4.2.2.2 改良改良世界棉纖維品質(zhì)育種是先從世界棉纖維品質(zhì)育種是先從改進(jìn)改進(jìn)纖維長度纖維長度開始的，開始的，20世紀(jì)，棉花品質(zhì)還世紀(jì)，棉花品質(zhì)還是主要與是主要與 長纖維相聯(lián)系。長纖維相聯(lián)系。 遺傳上纖維長度和皮棉產(chǎn)量之間往往表現(xiàn)為明顯的負(fù)相關(guān)。遺傳上纖維長度和皮棉產(chǎn)量之間往往表現(xiàn)為明顯的負(fù)相關(guān)。 上個(gè)世紀(jì)

10、上個(gè)世紀(jì)80年代以來，棉纖維品質(zhì)育種的重點(diǎn)是放在提高棉年代以來，棉纖維品質(zhì)育種的重點(diǎn)是放在提高棉纖維的強(qiáng)度纖維的強(qiáng)度上。上。 對(duì)棉纖維品質(zhì)育種，僅把目標(biāo)放在纖維強(qiáng)度的改進(jìn)上，是不全面的。必對(duì)棉纖維品質(zhì)育種，僅把目標(biāo)放在纖維強(qiáng)度的改進(jìn)上，是不全面的。必須全面考慮纖維品質(zhì)，并且把它同皮棉產(chǎn)量、抗須全面考慮纖維品質(zhì)，并且把它同皮棉產(chǎn)量、抗(耐耐)枯、黃萎病性等幾項(xiàng)枯、黃萎病性等幾項(xiàng)基礎(chǔ)育種目標(biāo)結(jié)合起來，做到同步改進(jìn)，選育棉花綜合品種。這實(shí)際上基礎(chǔ)育種目標(biāo)結(jié)合起來，做到同步改進(jìn)，選育棉花綜合品種。這實(shí)際上涉及到對(duì)優(yōu)質(zhì)棉的認(rèn)識(shí)問題。涉及到對(duì)優(yōu)質(zhì)棉的認(rèn)識(shí)問題。優(yōu)質(zhì)棉：優(yōu)質(zhì)棉：汪若海汪若海(1987)綜合多

11、方面意見，對(duì)如何正確理解優(yōu)質(zhì)棉概念提出如下考慮。綜合多方面意見，對(duì)如何正確理解優(yōu)質(zhì)棉概念提出如下考慮。優(yōu)質(zhì)棉并不是指只有某一項(xiàng)纖維品質(zhì)突出，而是指配套的綜合品質(zhì)性狀良好優(yōu)質(zhì)棉并不是指只有某一項(xiàng)纖維品質(zhì)突出，而是指配套的綜合品質(zhì)性狀良好 ；優(yōu)質(zhì)棉不能只是一個(gè)統(tǒng)一的規(guī)格；優(yōu)質(zhì)棉不能只是一個(gè)統(tǒng)一的規(guī)格；優(yōu)質(zhì)棉并非只要纖維品質(zhì)優(yōu)良，而必須兼顧其他各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)性狀。優(yōu)質(zhì)棉并非只要纖維品質(zhì)優(yōu)良，而必須兼顧其他各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)性狀。除優(yōu)良的纖維品質(zhì)外，還要有較好的豐產(chǎn)性、早熟性和適應(yīng)性，有的地方除優(yōu)良的纖維品質(zhì)外，還要有較好的豐產(chǎn)性、早熟性和適應(yīng)性，有的地方必須有抗病性，這樣才能適應(yīng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的要求。必須有抗病性，這樣才

12、能適應(yīng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的要求。從事棉花育種工作，應(yīng)該將纖維品質(zhì)、產(chǎn)量和抗病等性狀結(jié)合起來考慮，從事棉花育種工作，應(yīng)該將纖維品質(zhì)、產(chǎn)量和抗病等性狀結(jié)合起來考慮，要注意這些經(jīng)濟(jì)性狀間的負(fù)聯(lián)系。也要注意要求上的差別，例如，對(duì)纖維要注意這些經(jīng)濟(jì)性狀間的負(fù)聯(lián)系。也要注意要求上的差別，例如，對(duì)纖維品質(zhì)要求不同，對(duì)產(chǎn)量等要求也有所差別，盡可能達(dá)到經(jīng)濟(jì)性狀間的綜合品質(zhì)要求不同，對(duì)產(chǎn)量等要求也有所差別，盡可能達(dá)到經(jīng)濟(jì)性狀間的綜合平衡。平衡。 4.2.3 纖維品質(zhì)的育種技術(shù)纖維品質(zhì)的育種技術(shù) 1、系統(tǒng)選擇、系統(tǒng)選擇 棉花是常異交作物，天然雜交率一般有棉花是常異交作物，天然雜交率一般有510，在傳粉昆蟲多的地區(qū)和棉花生長后

13、期雜交率可達(dá)在傳粉昆蟲多的地區(qū)和棉花生長后期雜交率可達(dá)50。天然雜交后代發(fā)生分離重組，產(chǎn)生各種變異類型，從中選天然雜交后代發(fā)生分離重組，產(chǎn)生各種變異類型，從中選優(yōu)育成優(yōu)質(zhì)豐產(chǎn)抗病品種。優(yōu)育成優(yōu)質(zhì)豐產(chǎn)抗病品種。 2、陸地棉品種間雜交選擇、陸地棉品種間雜交選擇(1)選好親本是優(yōu)質(zhì)育種成敗的關(guān)鍵：選好親本是優(yōu)質(zhì)育種成敗的關(guān)鍵： 雜交的兩個(gè)親本必須是綜合性狀都較好，缺點(diǎn)較少而缺點(diǎn)可以互相彌補(bǔ)的品種。雜交的兩個(gè)親本必須是綜合性狀都較好，缺點(diǎn)較少而缺點(diǎn)可以互相彌補(bǔ)的品種。選用不同的生態(tài)類型作雜交兩親本。選用不同的生態(tài)類型作雜交兩親本。親本性狀的配合力要高。親本性狀的配合力要高。 (2)雜交后代處理：雜交后

14、代處理：一般有系譜法和混合法。一般有系譜法和混合法。 (3)雜交方法：雜交方法： 單交：單交：6078（鄂棉（鄂棉11號(hào)號(hào) 愛字棉愛字棉 ）三交：中三交：中521 (徐州徐州209910依依)F1陜陜401) 多親本復(fù)合雜交：多親本復(fù)合雜交： 553 (中中7岱岱16) (徐州徐州142山農(nóng)山農(nóng)250) 邢臺(tái)邢臺(tái)6871 3、回交育種、回交育種 纖維強(qiáng)度受環(huán)境影響小，遺傳力高，通過回交可較快地轉(zhuǎn)入高纖維強(qiáng)度受環(huán)境影響小，遺傳力高，通過回交可較快地轉(zhuǎn)入高強(qiáng)特性。強(qiáng)特性。 用本地豐產(chǎn)品種作回交親本；高強(qiáng)纖維品種作非回交親本用本地豐產(chǎn)品種作回交親本；高強(qiáng)纖維品種作非回交親本雜交，每輪回交都選擇纖維強(qiáng)

15、度高的單株進(jìn)行，使控制強(qiáng)雜交，每輪回交都選擇纖維強(qiáng)度高的單株進(jìn)行，使控制強(qiáng)度的基因，通過選擇保留下來，育成豐產(chǎn)而纖維強(qiáng)度高的度的基因，通過選擇保留下來，育成豐產(chǎn)而纖維強(qiáng)度高的品種。品種。 關(guān)于回交次數(shù)，一般認(rèn)為關(guān)于回交次數(shù)，一般認(rèn)為23次即可。次即可。 纖維品質(zhì)性狀都是受多基因控制，因此要提高強(qiáng)力的回交，每纖維品質(zhì)性狀都是受多基因控制，因此要提高強(qiáng)力的回交，每次選百株左右作回交。次選百株左右作回交。4、用修飾回交和互交法打破不利遺傳連鎖、用修飾回交和互交法打破不利遺傳連鎖 皮棉產(chǎn)量與纖維品質(zhì)性狀存在負(fù)相關(guān)，是基因連鎖原因。皮棉產(chǎn)量與纖維品質(zhì)性狀存在負(fù)相關(guān)，是基因連鎖原因。纖維強(qiáng)度和纖維細(xì)度也表

16、現(xiàn)有負(fù)相關(guān)。纖維強(qiáng)度和纖維細(xì)度也表現(xiàn)有負(fù)相關(guān)。要選育豐產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)，或強(qiáng)度、細(xì)度都高的新品種，就要打要選育豐產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)，或強(qiáng)度、細(xì)度都高的新品種，就要打破它們的連鎖。打破連鎖的方法有：修飾回交和互交等。破它們的連鎖。打破連鎖的方法有：修飾回交和互交等。 (1)修飾回交：修飾回交： (2)姐妹系間互交或株間互交：姐妹系間互交或株間互交： 5、棉花種間和半野生類型間雜交育種、棉花種間和半野生類型間雜交育種 隨著遺傳科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代棉花優(yōu)質(zhì)抗性育種已由品種雜隨著遺傳科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代棉花優(yōu)質(zhì)抗性育種已由品種雜交選擇擴(kuò)大到交選擇擴(kuò)大到種間雜交種間雜交。 陸地棉和海島棉雜交，互相漸滲某些有益基因，能擴(kuò)大各自的遺傳變異范圍，陸地棉和海島棉雜交，互相漸滲某些有益基因，能擴(kuò)大各自的遺傳變異范圍，通過選擇育成突出的新品種。特別是利用海島棉的優(yōu)質(zhì)種性來提高陸地棉的纖維通過選擇育成突出的新品種。特別是利用海島棉的優(yōu)質(zhì)種性來提高陸地棉的纖維品質(zhì)是很有效的。利用陸地棉的早熟性提高海島棉的熟性也是有效的。品質(zhì)是很有效的。利用陸地棉的早熟性提高海島棉的熟性也是有效的。 利用基因漸滲現(xiàn)象，豐富了栽培棉種的遺傳變異性，并已取得利用基因漸滲現(xiàn)象，豐富了栽培棉種的遺傳變異性，并已取得一些成果一些成果.（美國）利用野生種瑟伯氏棉與亞洲棉和陸地棉雜交，育成了愛字棉（美國