彩色陸地棉h44與海島棉海濱1號雜交后代遺傳分析

彩色陸地棉h44與海島棉海濱1號雜交后代遺傳分析

彩色棉纖維含有天然色素，不需要添加化學(xué)染料。因此，caiocon具有“綠色、生態(tài)、環(huán)?！钡奶攸c(diǎn)。近些年,隨著人們生活水平的提高,彩色棉及其制品備受人們青睞。但由于彩色棉育種起步較晚,品質(zhì)性狀和產(chǎn)量性狀都不盡人意,尤其是品質(zhì)性狀,其表現(xiàn)為纖維長度短,比強(qiáng)度差,麥克隆值過低。如常規(guī)棕色棉品種纖維長度一般在27mm左右,比強(qiáng)度一般在20cN/tex(HVICC),麥克隆值在3.0左右,不能滿足紡織工業(yè)的需要。李紅等對棕色棉與長絨陸地棉雜交后代主要性狀的遺傳效應(yīng)進(jìn)行了研究,為彩色棉育種提供了理論依據(jù)。海島棉具有優(yōu)良的纖維品質(zhì),一般纖維長度在35mm以上,比強(qiáng)度在40cN/tex(HVICC)以上,麥克隆值多數(shù)為A級(3.7～4.0),是紡織高支紗和精梳紗及特種織物不可缺少的原料。同時,海島棉還具有抗黃萎病的基因,很適合作為改良彩色陸地棉遺傳組成的親本材料,將彩色陸地棉和海島棉進(jìn)行種間雜交,不但能提高彩色棉的品質(zhì),且可以提高其抗黃萎病的能力。但多數(shù)育種者的實(shí)踐證明,要使彩色陸地棉和海島棉雜交重組,往往收效甚微,究其原因,主要是對彩色陸地棉和海島棉種間雜交后代基因重組的遺傳規(guī)律了解不夠,不能采取有效的育種措施所致。鑒此,采用回交類型分析法的遺傳試驗(yàn)設(shè)計(jì),通過彩色陸地棉和海島棉雜交,對種間雜交后代主要經(jīng)濟(jì)性狀的基因作用形式進(jìn)行了研究,分析其雜交后代的性狀表現(xiàn)和遺傳規(guī)律,旨在為實(shí)現(xiàn)彩色陸地棉和海島棉優(yōu)良基因的重組提供理論依據(jù)。1材料和方法1.1料h49的雜交以海島棉品種新海1號做父本(P1),彩色陸地棉種質(zhì)資源材料H44做母本(P2),雜交后得F1代;F1代分別和兩親本P1、P2回交,得B1、B2代;F1代自交得F2代,得到本試驗(yàn)所用的6個世代群體:P1、P2、F1、B1、B2、F2。1.2方法1.2.1不同性別群體的小區(qū)類型試驗(yàn)于2007年在河南科技學(xué)院棉花育種試驗(yàn)田進(jìn)行。將6個世代群體在同一條件下,種植成6個小區(qū),行距1.2m,株距0.4m,行長6m,行數(shù)依不同世代而定;親本、F1代各種3行,B1、B2代各種6行,F2代種8行。1.2.2生長情況調(diào)查在吐絮盛期,選擇生長正常和吐絮正常的植株調(diào)查、取樣。P1、P2、F1代選擇典型植株調(diào)查,B1、B2、F2代生長正常的植株全部調(diào)查。調(diào)查株高、果枝數(shù)、果節(jié)數(shù)、第一果枝節(jié)位、第一果枝第一果節(jié)長度、單株結(jié)鈴數(shù)等形態(tài)性狀和產(chǎn)量性狀指標(biāo)。1.2.3家庭研究棉鈴采摘以后,進(jìn)行室內(nèi)考種,測得鈴重、衣分、單株皮棉理論產(chǎn)量、絨長、整齊度等產(chǎn)量性狀和品質(zhì)性狀指標(biāo)。1.2.4最小基因?qū)?shù)k的估算采用回交類型分析法估算各性狀的遺傳率(h2),分析控制各性狀基因的遺傳效應(yīng),利用雙親和F1代的平均值估算各世代性狀的平均顯性度(ˉd)、相對優(yōu)勢率(H)、利用Castle—Wright公式估算最少基因?qū)?shù)(K),所采用的主要公式如下:①平均顯性度ˉd=ˉF1-12(ˉΡ1+ˉΡ2)12(ˉΡ1-ˉΡ2)②相對優(yōu)勢率Η=ˉF1-12(ˉΡ1+ˉΡ2)12(ˉΡ1+ˉΡ2)×100%③廣義遺傳率h2B=VF2-VeVF2×100%④狹義遺傳率h2Ν=VAVF2×100%其中,VA、Ve和VF2分別表示加性方差、環(huán)境方差和表型方差。⑤最少基因?qū)?shù)估計(jì)采用Castle—Wright公式:Κ=(ˉΡ1-ˉΡ2)28(σF22-σΡ2),σΡ2=12(VΡ1+VΡ2)2結(jié)果與分析2.1性狀間的性狀從表1可以看出:株高、果枝數(shù)、果節(jié)數(shù)、單株結(jié)鈴數(shù)等性狀的平均顯性度均遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于1,說明這4個性狀除了受加性效應(yīng)和顯性效應(yīng)的影響外,還可能有超顯性作用及基因位點(diǎn)間互作效應(yīng)。第一果枝第一果節(jié)長度的平均顯性度稍大于1,說明該性狀受加性效應(yīng)和顯性效應(yīng)的影響外,也存在著一定的超顯性作用和基因互作效應(yīng)。衣分、單株理論產(chǎn)量、絨長等性狀的平均顯性度大于0而小于1,說明這3個性狀主要受加性效應(yīng)和不完全顯性效應(yīng)的影響。第一果枝節(jié)位、整齊度等性狀的平均顯性度為負(fù),絕對值大于0小于1,說明這2個性狀除受加性效應(yīng)影響以外,還存在部分顯性效應(yīng)影響,負(fù)數(shù)說明該性狀偏向于小值親本。鈴重的平均顯性度的絕對值大于1,說明該性狀受加性效應(yīng)和顯性效應(yīng)的影響外,還可能受基因互作效應(yīng)的影響,負(fù)數(shù)說明該性狀偏向于小值的親本。平均顯性度越大,雜種優(yōu)勢就越大。從表1可以看出:在新海1號和H44雜交組合中,株高、果枝數(shù)、果節(jié)數(shù)、單株結(jié)鈴數(shù)等性狀的雜種優(yōu)勢均非常明顯;第一果枝第一果節(jié)長度的雜種優(yōu)勢也較明顯;衣分、單株皮棉理論產(chǎn)量、絨長等性狀有較小的雜種優(yōu)勢;第一果枝節(jié)位、鈴重、整齊度等性狀的雜種優(yōu)勢為負(fù)向效應(yīng),且F1代性狀偏向于小值親本,與文獻(xiàn)的研究是一致的。2.2高節(jié)位、小鈴各參數(shù)對大鈴的影響從表1的相對優(yōu)勢率(H)值可以看出:第一果枝節(jié)位、鈴重的相對優(yōu)勢率遠(yuǎn)小于0,說明低節(jié)位對高節(jié)位、小鈴對大鈴是顯性,雜種優(yōu)勢為負(fù)向效應(yīng)。衣分、絨長的相對優(yōu)勢率較小,說明顯性作用非常小,幾乎不存在,主要是加性效應(yīng)的影響,雜種優(yōu)勢的表現(xiàn)不明顯。株高、果枝數(shù)、果節(jié)數(shù)、第一果枝第一果節(jié)長度、單株結(jié)鈴數(shù)、單株理論產(chǎn)量、整齊度等性狀的相對優(yōu)勢率較大,說明具有較高的雜種優(yōu)勢。2.3利用性狀在雜交深入的情況下進(jìn)行選擇從表2可以看出:鈴重、衣分、絨長等性狀的廣義遺傳率(h2B)較高,狹義遺傳率(h2Ν)也較高,說明這些性狀的表現(xiàn)型變異大部分是遺傳分量所致,所以,這些性狀在雜交后代的早期世代進(jìn)行選擇,可以有較好的選擇效果。單株結(jié)鈴數(shù)、單株理論產(chǎn)量、整齊度等性狀的廣義遺傳率較高,狹義遺傳率則相對較低,說明這些性狀的變異主要受顯性效應(yīng)的影響,因此,這些性狀應(yīng)在雜交后代的晚期世代進(jìn)行選擇,才可能有較好的選擇效果。在育種工作中,不同的雜交組合以及不同的性狀,所采用的試驗(yàn)方法不同,遺傳率的估測結(jié)果都可能有一定的差異,這就需要通過多次試驗(yàn),總結(jié)規(guī)律,才能更好的提高選擇效果。2.4功能性狀的最小基因?qū)?shù)在海陸雜交后代的選擇和利用中,產(chǎn)量性狀和纖維長度是主要指標(biāo),現(xiàn)根據(jù)公式,估算鈴重、衣分、單株結(jié)鈴數(shù)和絨長等重要性狀的最少基因?qū)?shù)值為:(1)鈴重的最少基因?qū)?shù):Κ=(4.19-3.87)28[0.62-0.5×(0.631+0.605)]=6.4≈7(2)衣分的最少基因?qū)?shù):Κ=(35.28-22.66)28[38.58-0.5×(39.86+32.526)]=8.34≈9(3)單株結(jié)鈴數(shù)的最少基因?qū)?shù):Κ=(23-22)28[95.11-0.5×(105.24+84.91)]=3.57≈4(4)絨長的最少基因?qū)?shù):Κ=(54.26-82.5)28[47.98-0.5×(44.41+42.85)]=6.95≈7最少基因?qū)?shù)為雙親控制某一性狀相差的可能最少基因?qū)?shù)。由以上結(jié)果可以看出:鈴重、衣分、絨長的K值分別為7、9、7,說明雙親控制這些性狀的基因?qū)?shù)相差較大。這些多基因控制的性狀,多基因之間及多基因與其他性狀的基因之間,都會存在著不同程度的連鎖,這就給海陸雜交的利用帶來較大的困難。在育種實(shí)踐中,必須通過擴(kuò)大群體,以解決后代某些性狀連鎖和重組的問題。單株結(jié)鈴數(shù)的K值為4,說明雙親控制該性狀的基因?qū)?shù)相差較小,后代則比較容易出現(xiàn)重組類型。3利用雜交育種的ssc1)從本試驗(yàn)結(jié)果可以看出:采用彩色陸地棉種質(zhì)資源材料H44作母本與海島棉品種雜交,F1代的部分性狀如鈴重,偏向于數(shù)值較小的親本,小鈴對大鈴具有部分顯性效應(yīng),因此,在利用海島棉品種與彩色陸地棉品種雜交后代選育彩色棉品種時,需要選擇起點(diǎn)比較高的彩色陸地棉品種做親本,逐步改良和提高彩色陸地棉品種的性狀才能達(dá)到較好的效果。2)株高、果枝數(shù)、果節(jié)數(shù)、單株結(jié)鈴數(shù)等性狀的平均顯性度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于1,其后代的雜種優(yōu)勢非常明顯,表現(xiàn)植株高大、多枝、多節(jié)、多鈴,在利用雜種優(yōu)勢時應(yīng)注意F1代株形的表現(xiàn);第一果枝第一果節(jié)長度的平均顯性度稍大于1,其后代的雜種優(yōu)勢也較大,只要選擇適當(dāng)?shù)挠H本即可控制F1代表現(xiàn);衣分、單株理論產(chǎn)量、絨長等性狀的平均顯性度大于0而小于1,其F1代具有一定的雜種優(yōu)勢,但表現(xiàn)不明顯;第一果枝節(jié)位、鈴重、整齊度等性狀的平均顯性度為負(fù)值,其后代的雜種優(yōu)勢為負(fù)向效應(yīng),偏向于數(shù)值較小的親本。3)鈴重、衣分、絨長等性狀的廣義遺傳率(h2B)較高,狹義遺傳率(h2Ν)也較高,對這些性狀可在雜交后代的早期世代開始連續(xù)進(jìn)行選擇,會有較好的選擇效果;而單株結(jié)鈴數(shù)、單株理論產(chǎn)量、整齊度等性狀的廣義遺傳率較高,狹義遺傳率相對較低,這些性狀則要在