中国农业科学 ›› 2023, Vol. 56 ›› Issue (1): 1-16.doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2023.01.001
王彩香1(),袁文敏1(),刘娟娟1,谢晓宇1,马麒2,巨吉生1,陈炟1,王宁3,冯克云3,宿俊吉1()
收稿日期:
2022-07-21
接受日期:
2022-08-29
出版日期:
2023-01-01
发布日期:
2023-01-17
通讯作者:
宿俊吉
作者简介:
王彩香,E-mail:基金资助:
WANG CaiXiang1(),YUAN WenMin1(),LIU JuanJuan1,XIE XiaoYu1,MA Qi2,JU JiSheng1,CHEN Da1,WANG Ning3,FENG KeYun3,SU JunJi1()
Received:
2022-07-21
Accepted:
2022-08-29
Online:
2023-01-01
Published:
2023-01-17
Contact:
JunJi SU
摘要:
【目的】综合评价近30年西北内陆棉区审定的早熟陆地棉品种,阐述该区域育成品种主要性状的育种演变规律,为西北内陆棉花新品种选育和主栽品种推荐提供参考依据。【方法】2020年和2021年分别在甘肃敦煌和新疆石河子对110个1988—2021年西北内陆棉区审定的早熟陆地棉品种与早熟、产量、纤维品质和株型相关的12个主要性状的表型进行鉴定;利用聚类分析、相关性分析和主成分分析等方法,对品种表型特征进行综合评分,筛选优良品种,并对其主要性状进行育种演化分析。【结果】110个早熟陆地棉参试品种的12个主要性状表型值分布范围较大,变异系数由大到小依次为:果枝长度>单株结铃数>吐絮率>单铃重>马克隆值>纤维强度>衣分>纤维长度>开花时间>果枝夹角>伸长率>整齐度。通过聚类分析将110个早熟陆地棉品种分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ 4个类群,它们分别为优良纤维品质、早熟、松散株型和高产的品种类群。相关性分析表明,早熟性与产量和纤维品质相关性状均呈负相关,产量构成性状与纤维品质性状呈正相关,且多数性状之间达显著或极显著水平。利用主成分分析将12个主要性状简化为4个主成分,其累积贡献率达66.92%;并对110份早熟陆地棉品种进行综合评分,评分排名第一的品种为中棉113(0.67),该品种具有早熟、高产、纤维品质优良和株型相对松散等特征。进一步分析发现,甘肃审定品种的早熟性显著优于西北内陆和新疆审定品种,产量和纤维品质相关性状显著低于西北内陆和新疆审定品种。西北内陆早熟陆地棉品种在30多年的演化过程中,多数产量和纤维品质相关性状呈显著上升的变化趋势,株型向更为紧凑的趋势演变;早期育成品种的单株结铃数与单铃重、衣分、纤维长度和强度呈负相关,而近期育成品种单株结铃数与单铃重、衣分、纤维长度和强度呈正相关。【结论】西北内陆早熟陆地棉品种在育种改良过程中,与产量和纤维品质相关的主要性状指标分布广泛,逐年呈显著提升的演变趋势;近期育成品种已实现了单株结铃数与纤维长度和强度的协同提高。
王彩香,袁文敏,刘娟娟,谢晓宇,马麒,巨吉生,陈炟,王宁,冯克云,宿俊吉. 西北内陆早熟陆地棉品种的综合评价及育种演化[J]. 中国农业科学, 2023, 56(1): 1-16.
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表1
早熟陆地棉品种12个主要性状的统计"
性状 Trait | 环境 Env. | 最小值 Min | 最大值 Max | 平均值 Mean | 标准差 SD | 变异系数 CV (%) |
---|---|---|---|---|---|---|
开花时间 FT (d) | 敦煌DH | 64.00 | 84.33 | 75.74 | 3.10 | 4.09 |
石河子SHZ | 64.33 | 81.33 | 74.90 | 2.98 | 3.98 | |
平均Mean | 67.00 | 80.83 | 75.31 | 3.02 | 4.01 | |
吐絮率 BOR (%) | 敦煌DH | 43.28 | 100.00 | 82.31 | 10.36 | 12.59 |
石河子SHZ | 32.91 | 98.99 | 74.18 | 12.23 | 16.48 | |
平均Mean | 43.13 | 98.85 | 78.25 | 11.08 | 14.17 | |
单株结铃数 BN | 敦煌DH | 2.10 | 12.60 | 6.81 | 1.26 | 18.46 |
石河子SHZ | 3.40 | 9.50 | 5.90 | 1.26 | 21.44 | |
平均Mean | 3.58 | 9.57 | 6.35 | 1.23 | 19.32 | |
单铃重 BW (g) | 敦煌DH | 3.72 | 6.99 | 5.73 | 0.62 | 10.75 |
石河子SHZ | 4.19 | 6.60 | 5.37 | 0.41 | 7.58 | |
平均Mean | 4.20 | 6.72 | 5.55 | 0.47 | 8.45 | |
衣分 LP (%) | 敦煌DH | 29.72 | 48.49 | 41.23 | 2.69 | 6.52 |
石河子SHZ | 32.99 | 50.08 | 42.60 | 2.65 | 6.21 | |
平均Mean | 31.35 | 48.94 | 41.91 | 2.64 | 6.3 | |
纤维长度 FL (mm) | 敦煌DH | 24.93 | 32.70 | 29.58 | 1.45 | 4.90 |
石河子SHZ | 25.29 | 33.58 | 29.67 | 1.42 | 4.80 | |
平均Mean | 25.11 | 33.14 | 29.62 | 1.44 | 4.85 | |
纤维强度 FS (cN·tex-1) | 敦煌DH | 22.47 | 35.39 | 29.30 | 2.19 | 7.46 |
石河子SHZ | 22.95 | 35.35 | 30.05 | 2.23 | 7.42 | |
平均Mean | 22.71 | 34.91 | 29.67 | 2.22 | 7.48 | |
马克隆值 FM | 敦煌DH | 3.56 | 5.59 | 4.55 | 0.36 | 7.95 |
石河子SHZ | 3.44 | 5.66 | 4.42 | 0.35 | 7.97 | |
平均Mean | 3.5 | 5.5 | 4.48 | 0.35 | 7.90 | |
整齐度 FU (%) | 敦煌DH | 79.30 | 87.35 | 84.71 | 1.18 | 1.40 |
石河子SHZ | 82.20 | 87.53 | 85.07 | 1.06 | 1.25 | |
平均Mean | 80.9 | 86.9 | 84.88 | 1.07 | 1.26 | |
伸长率 FE (%) | 敦煌DH | 6.37 | 7.13 | 6.83 | 0.13 | 1.92 |
石河子SHZ | 6.30 | 7.23 | 6.90 | 0.15 | 2.17 | |
平均Mean | 6.33 | 7.18 | 6.86 | 0.14 | 2.00 | |
果枝夹角 FBA (°) | 敦煌DH | 48.33 | 60.60 | 53.04 | 2.02 | 3.81 |
石河子SHZ | 39.16 | 56.76 | 51.30 | 1.61 | 3.13 | |
平均Mean | 45.29 | 57.72 | 52.16 | 1.81 | 3.47 | |
果枝长度 FBL (cm) | 敦煌DH | 3.94 | 33.70 | 10.16 | 3.66 | 36.02 |
石河子SHZ | 3.27 | 14.99 | 7.64 | 2.63 | 34.41 | |
平均Mean | 3.67 | 19.4 | 8.9 | 3.05 | 34.22 |
表2
早熟陆地棉品种12个主要性状的主成分分析"
性状 Trait | 主成分Principal component | |||
---|---|---|---|---|
PC1 | PC2 | PC3 | PC4 | |
开花时间FT | 0.562 | -0.506 | 0.103 | -0.411 |
吐絮率BOR | -0.599 | 0.544 | -0.215 | 0.173 |
单株结铃数BN | 0.138 | 0.16 | 0.468 | 0.139 |
单铃重BW | 0.423 | -0.068 | -0.069 | -0.489 |
衣分LP | 0.127 | 0.39 | 0.492 | -0.201 |
纤维长度FL | 0.902 | 0.064 | -0.135 | 0.207 |
整齐度FU | 0.802 | 0.274 | 0.214 | 0.19 |
马克隆值FM | -0.365 | 0.317 | 0.672 | 0.026 |
纤维强度FS | 0.799 | 0.212 | -0.319 | 0.271 |
伸长率FE | 0.797 | 0.191 | 0.185 | 0.174 |
果枝长度FBL | 0.044 | -0.647 | 0.5 | 0.184 |
果枝夹角FBA | -0.224 | -0.499 | 0.02 | 0.649 |
特征值Eigenvalue | 3.805 | 1.664 | 1.424 | 1.137 |
贡献率Contribution rate (%) | 31.71 | 13.864 | 11.867 | 9.476 |
累积贡献率Cumulative contribution rate (%) | 31.71 | 45.574 | 57.44 | 66.916 |
贡献率权重Contribution rate weight | 0.474 | 0.207 | 0.178 | 0.142 |
表3
排名前十位早熟陆地棉品种9个关键性状的比较分析"
品种 <BOLD>V</BOLD>ariety | 评分 Score | 开花时间 FT (d) | 吐絮率 BOR (%) | 单株铃数 BN | 单铃重 BW (g) | 衣分 LP (%) | 纤维长度 FL (mm) | 纤维强度 FS (cN·tex-1) | 果枝长度 FBL (cm) | 果枝夹角FBA (°) |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
中棉113 Zhongmian113 | 0.67 | 68b | 88.01ab | 7.39ab | 5.29cd | 48.95a | 30.34b | 30.71cd | 8.79ab | 55.35a |
金垦1565 Jinken1565 | 0.66 | 75a | 74.45bc | 7.07abc | 5.33cd | 40.00e | 31.16ab | 33.15ab | 9.30a | 52.35bc |
Y21 | 0.63 | 74ab | 77.61bc | 7.18abc | 5.43cd | 40.76e | 30.91ab | 29.64de | 6.36de | 50.67de |
金科20 Jinke20 | 0.62 | 76a | 53.47d | 8.35a | 5.86abc | 43.40cd | 32.16a | 31.20bcd | 5.68e | 51.03de |
Z11-46 | 0.61 | 78a | 64.54cd | 6.65bcd | 5.38cd | 41.54de | 31.12ab | 31.29bcd | 7.04cd | 51.53cd |
H216 | 0.61 | 76a | 75.36bc | 6.23bcd | 6.40a | 44.04bc | 31.56ab | 33.68a | 6.04de | 48.70f |
庄稼汉902 Zhuangjiahan902 | 0.60 | 76a | 63.97cd | 6.70bcd | 5.57bcd | 43.74bc | 30.98ab | 31.22bcd | 7.68bc | 50.48de |
Z1112 | 0.59 | 77a | 68.51c | 6.03cde | 6.16ab | 43.21cd | 30.62ab | 32.24abc | 8.70ab | 53.35bc |
新陆早40号Xinluzao40 | 0.59 | 74ab | 86.00ab | 5.40e | 5.05d | 45.43b | 30.98ab | 33.72a | 4.29f | 50.27e |
新陆早53号Xinluzao53 | 0.59 | 76a | 92.84a | 5.50de | 5.60bcd | 42.62cd | 28.39c | 28.38e | 8.17abc | 51.00de |
表4
早期和近期育成品种12个主要性状间相关性分析"
性状 Trait | 育成时期Approved period | 开花 时间 FT | 吐絮率 BOR | 单株 铃数 BN | 单铃重 BW | 衣分 LP | 纤维 长度 FL | 纤维 强度 FS | 马克 隆值 FM | 整齐度 FU | 伸长率 FE | 果枝 长度 FBL | 果枝 夹角 FBA |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
开花时间 FT | 早期 Early | 1 | |||||||||||
近期Recently | 1 | ||||||||||||
吐絮率 BOR | 早期Early | -0.68** | 1 | ||||||||||
近期Recently | -0.59** | 1 | |||||||||||
单株铃数 BN | 早期Early | -0.20 | -0.04 | 1 | |||||||||
近期Recently | 0.06 | -0.15 | 1 | ||||||||||
单铃重 BW | 早期Early | 0.27 | -0.16 | -0.20 | 1 | ||||||||
近期Recently | 0.25 | -0.24 | 0.12 | 1 | |||||||||
衣分 LP | 早期Early | -0.13 | 0.10 | -0.01 | 0.03 | 1 | |||||||
近期Recently | 0.15 | 0.03 | 0.05 | 0.09 | 1 | ||||||||
纤维长度 FL | 早期Early | 0.24 | -0.32* | -0.27 | 0.40** | 0.06 | 1 | ||||||
近期Recently | 0.51** | -0.64** | 0.20 | 0.15 | 0.11 | 1 | |||||||
纤维强度 FS | 早期Early | 0.05 | -0.06 | -0.31* | 0.35* | 0.11 | 0.87** | 1 | |||||
近期Recently | 0.37** | -0.50** | 0.06 | 0.20 | 0.11 | 0.70** | 1 | ||||||
马克隆值 FM | 早期Early | -0.16 | 0.17 | 0.30* | -0.20 | 0.33* | -0.39** | -0.39** | 1 | ||||
近期Recently | -0.46** | 0.31* | -0.05 | -0.11 | -0.02 | -0.57** | -0.53** | 1 | |||||
整齐度 FU | 早期Early | 0.19 | -0.30* | -0.10 | -0.29* | 0.25 | 0.73** | 0.66** | 0.05 | 1 | |||
近期Recently | 0.55** | -0.36** | -0.03 | 0.13 | 0.19 | 0.49** | 0.43** | -0.08 | 1 | ||||
伸长率 FE | 早期Early | 0.24 | -0.29* | -0.09 | 0.33* | 0.17 | 0.61** | 0.50** | 0.06 | 0.73** | 1 | ||
近期Recently | 0.36** | -0.61** | 0.01 | 0.20 | 0.06 | 0.59** | 0.56** | -0.11 | 0.58** | 1 | |||
果枝长度 FBL | 早期Early | 0.46** | -0.60** | 0.06 | -0.12 | -0.19 | -0.11 | -0.32* | 0.09 | -0.10 | 0.01 | 1 | |
近期Recently | 0.01 | -0.01 | 0.01 | 0.27* | 0.18 | 0.06 | 0.09 | 0.02 | 0.08 | -0.03 | 1 | ||
果枝夹角 FBL | 早期Early | 0.05 | -0.13 | -0.08 | -0.04 | -0.25 | -0.14 | -0.15 | -0.310* | -0.39** | -0.30* | 0.34* | 1 |
近期Recently | -0.27 | 0.19 | -0.21 | -0.33** | -0.10 | -0.18 | -0.08 | 0.282* | -0.18 | -0.02 | 0.27* | 1 |
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