棉花产量性状的相关及通径分析

王芳 马军 郭玉平 郭显 刘圆圆 孙学振 宋宪亮

摘要：以棉花染色体片段代换系(CSSLs)为材料，对棉花农艺性状及产量性状进行相关与通径分析。结果表明：产量与单株铃数、单铃重、株高、果枝数的相关系数分别为0.937、0.327、0.275、0.265，均达极显著正相关，这表明增加铃数、果枝数，提高铃重、株高是获得较高产量的基础。通径分析表明单株铃数对皮棉产量有最高的直接效应(通径系数为0.8960)，其次为铃重(通径系数为0.3729)。因而，棉花高产育种中应注重植株中等偏高、果枝始节低、果枝数多、铃多铃大性状的选择。

关键词：CSSLs；棉花；产量性状；相关分析；通径分析

中图分类号：Sll⁺7；S562文献标识号：A文章编号：1001-4942(2012)01-0021-04

染色体片段代换系(Chromosome segmentsubstution lities，CssLs)，又称导人系，是在相同的遗传背景中导入供体亲本的染色体片段。其优点是置换片段具有稳定性和可分割性。置换片段可以通过回交、重组，再分割成长度更短的片段。利用单片段代换系还可以在相同的遗传背景下有目的地聚合目标染色体片段，从而在排除非目标区段干扰的条件下研究目标基因的复杂互作效应，是QTL鉴定、精细定位、互作分析、图位克隆、性状改良及杂种优势利用和基因表达分析的理想试验材料。

李定国曾用杂种F₁代对主要经济性状进行通径分析；崔瑞敏、李煦远等用陆地棉品种间杂种F₂代对主要经济性状进行通径分析；秦素平用部分转Bt基因棉与常规棉品种进行产量的通径分析；高国强用陆地型长绒棉新种质F₂代主要经济性状进行相关与通径分析。而用染色体片段代换系对棉花产量性状进行通径分析研究还未见报道。用染色体片段代换系对棉花产量性状进行通径分析可以把通径分析的结果与杂交育种的亲本选配、QTL鉴定、精细定位、互作分析等结合起来，进行更有效的品种改良。

为了进一步探讨产量构成因素对产量的决定作用，本研究选用164个棉花染色体片段代换系，对棉花产量构成因素的多个性状进行相关与通径分析，探讨了它们之间的量化关系。以期为棉花高产优质育种中相关性状的选择提供依据。

1.材料与方法

1.1供试材料与试验设计

试验材料：以陆地棉遗传标准系TM-1为受体亲本、海岛棉海7124为供体亲本、在BC₅S₁代借助分子标记辅助选择(Marker-assisted selec-tion，MAS)培育的一套染色体片段代换系。这套代换系由164个株系构成。置换片段的平均长度为10.9cM，总长度为5271.9cM，是棉花基因组总长度3514.6cM的1.5倍。每个株系内染色体片段长度最短为3.5cM，最长为23.2cM。

试验于2009～2010年在山东德州进行，完全随机区组排列，重复3次，单行区，行长5.0m，行距0.85m，株距0.33m。田间管理除全程喷药防治虫害外，其余管理措施同大田。

每处理选取中间有代表1生的5株调查单株铃数、株高、果枝数、果枝始节位，并分次收取全部籽棉获得皮棉产量。每处理收取中喷花30个，其籽棉用于考查单铃重、衣分和籽指。每个性状取平均值进行分析。

1.2分析方法

通径分析：将各因素与产量的相关系数分解为直接通径系数和间接通径系数。直接通径系数反映各性状对产量在遗传上的直接效应，间接通径系数为一性状的直接通径系数与它同另一性状的相关系数的乘积，用以表明某一性状对产量影响在遗传上的间接效应。试验数据用SPSS 17.0和DPS7.5软件进行统计分析。

2.结果与分析

2.1 CSSLs及双亲产量性状的基本统计分析

对CSSLs的164个株系的表型性状进行初步统计。从性状的平均值(表1)来看，群体的表型值与对照陆地棉TM-1的各性状结果接近，差异不大，一定水平上说明群体的遗传背景基本上恢复到了受体亲本陆地棉TM-1的背景。

但群体内部个体间差异较大(表2)，含有丰富的遗传变异。其中，个体间产量差异最大，极差为99.5，其次为株高和单株铃数，个体间铃重差异最小，极差仅为2.79。

由表2可知，各产量性状分布为偏正态分布，单株铃数、铃重、籽指、衣分、株高、果枝数的峰度都>O，表明这6个性状的分布比较陡峭，均为尖顶峰；而果枝始节的峰度

通过偏度比较可知，单株铃数、铃重、衣分、果枝数、果枝始节的偏度都>0，说明在CSSLs中，上述性状高于其平均值的系比较多，呈倾高亲遗传，超高亲优势比较明显，利于其在后代家系中的选择；而籽指、株高的偏度<0，反映CSSLs系中籽指和株高低于其平均值的系比较多。

2.2CSSLs产量性状与其皮棉产量的相关分析

相关分析(表3)表明，皮棉产量与单株铃数、铃重、株高、果枝数的相关系数分别为0.937、0.327、0.275、0.265，均达极显著正相关，这说明增加单株铃数、果枝数，提高铃重、株高是获得较高皮棉产量的基础。进而分析几个产量性状间的相关性发现：单株铃数与株高、果枝数间的相关系数分别为0.314、0.274，这说明增加株高和果枝数可极显著地增加单株铃数。

果枝始节与单株铃数(-0.136)、衣分(0.183)、果枝数(-0.337)、皮棉产量(-0.164)都呈负相关，说明选择果枝始节低的性状有利于增加单株铃数，显著提高衣分和皮棉产量，极显著增加果枝数。

铃重与籽指(0.412)极显著正相关，而与衣分(-0.457)极显著负相关，与果枝数(-0.063)呈负相关，说明铃重与衣分两性状的选择应两者兼顾，不能顾此失彼。

7个产量性状相互之间的关系比较复杂，要实现棉花的高产高效栽培，必需格外注意各产量性状之间的制约和协调关系，以充分发挥各性状对皮棉产量的综合正向效应。

2.3CSSLs产量性状对皮棉产量的通径分析

为了进一步明确CSSLs各产量性状对皮棉产量的影响，需对CSSLs产量性状对皮棉产量进行通径分析。

由表4可知，产量性状对其皮棉产量的直接通径系数依次为：单株铃数>铃重>衣分>果枝始节>籽指>果枝数。

单株铃数对产量的直接通径系数高达0.8960，在各产量因素中排第1位，通过其他各性状对产量的通径系数除通过籽指产生较弱的负向作用外，其他皆表现为正向作用，说明只有在达到一定单株铃数的基础上，才能获得较理想的产量。

铃重对产量的直接通径系数为0.3729，在高产育种中，应十分重视提高铃重。通过单株铃数的间接通径系数为0.0564，通过其他各性状的间接通径系数均为负值，说明铃重不能通过籽指、果

枝数、果枝始节等性状的增加实现产量的增加。

衣分对皮棉产量的直接通径系数为0.2053，除通过铃重对皮棉产量有负向作用外，通过其他性状对皮棉产量的间接通径系数皆为正值，说明提高衣分是增加皮棉产量的一个途径。

果枝数不仅对皮棉产量的直接通径系数为正值(0.0123)，且其通过单株铃数对皮棉产量的间接通径系数为0.2455，远远超出其直接效应，足见果枝数是影响单株铃数的重要因素，育种实践中宜选取果枝数较多的植株。

果枝始节对皮棉产量的直接通径系数为-0.0231，且通过单株铃数、籽指、衣分、果枝数等性状对皮棉产量的问接作用均为负向，说明果枝始节越低，对提高皮棉产量的作用越大。齐子杰等(2009)认为果枝始节低，主要是通过提高衣分使皮棉增产。

株高由于与果枝数存在高度的相互依赖性，存在着多重共线性关系导致其在回归分析中对皮棉产量的影响不显著而被淘汰。

3.小结与讨论

CSSLs及双亲产量性状的基本统计分析表明：群体遗传背景基本恢复到轮回亲本陆地棉TM-1的背景。群体中，单株铃数、铃重、衣分、果枝数、果枝始节等性状的偏度均>0，说明其呈倾高亲遗传，超亲优势比较明显。

相关分析表明：CSSLs产量性状与其皮棉产量的相关系数依次为单株铃数>铃重>株高>果枝数>果枝始节>籽指>衣分。与单株铃数、铃重、株高、果枝数达极显著正相关，与果枝始节负相关。选择果枝始节低的性状有利于增加单株铃数，显著提高衣分和皮棉产量，极显著地增加果枝数。

产量性状对皮棉产量的直接通径系数依次为：单株铃数>铃重>衣分>果枝始节>籽指>果枝数，对皮棉产量直接正效应最大的是单株铃数，其次是铃重、衣分。这与以往的报道不同，李定国、刘英欣、韩寿沧等认为衣分对皮棉产量的贡献最大，其次是单株铃数、铃重。这可能是由于非轮回亲本海7124的基因转移到轮回亲本，使控制单株铃数和衣分的基因座位发生了互作或上位效应所致。由此得出，CSSLs改变了亲本的连锁关系，丰富了种质资源。这也为杂交育种的亲本选配，QTL鉴定、精细定位、互作分析提供依据。

综上，在杂交育种过程中，宜加强对单株铃数多、铃重大、植株中等偏高、果枝数多、果枝始节低的后代单株的选择，选择过程中还应注意基因片段间比较复杂的互作或加性关系，以免顾此失彼。

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