两个棉花雄性核不育系材料的配合力分析

李永旗　陈俊英　张丽娟　李直兴　谢业涛　高红兵　夏绍南

摘要：本研究利用不完全双列杂交法，分析了两个棉花雄性核不育系材料及四个棉花优良骨干亲本的配合力，以期为棉花核不育系杂交育种提供理论支持。研究结果表明，不育系S1的产量及品质性状一般配合均较高，是配制杂交组合的理想母本；四个优良骨干亲本中H3品质性状一般配合力较高、产量性状一般配合力中等，适合作为杂交配组的父本材料利用。

关键词：细胞核不育系；棉花；配合力

中图分类号：S562.037 文献标识码：A 文章编号：2095-3143（2017）06-0006-04

DOI：10.3969/j.issn.2095-3143.2017.06.002

0 引言

杂种优势是生物界普遍存在的现象，是增强作物抗逆性、改良作物品质、提高作物产量的重要途径之一[1]。利用棉花雄性核不育系制种，可以省去人工去雄、降低制种成本，在进行杂交制种方面具有较大的应用潜力，是棉花杂交育种的一个重要研究方向[2-4]。20世纪70年代，黄观武，等[5]首次研究了棉花隐形核不育基因在杂交制种中的应用。毛正轩，等[6]以 “洞A”棉花雄性核不育系材料为基础，创立了“一系两用”的杂交育种法。目前国内在两系杂交棉的选育方面已取得了较大的进展[7]。但仍存在一些技术难题亟待解决，主要是制种中可育株的识别费时费工及不育系的一般配合力较差[8]。因此本研究运用不完全双列杂交的方法，分析了两个不育系材料及4个骨干亲本的配合力，以期为筛选出优良的棉花雄性核不育系及后期的杂交育种提供理论支持。

1 材料和方法

1.1 试验设计

试验于2016年在江西省棉花研究所科研基地进行，单畦双行种植，密度24000株/hm2，随机区组设计，3次重复，共24个小区，小区长10 m，宽2 m。栽培管理措施同当地大田生产。

试验材料为江西省棉花研究杂交育种课题组于2015年利用棉花雄性核不育系配制的8个杂交组合，其母本S1、S2是从四川省农业科学院引进的棉花雄性核不育系材料，经过三年的生态试验性试验及连续的株行选择，现已成为高产优质的棉花两系骨干亲本，父本H1、H2、H3、H4均为江西省棉花研究所通过回交转育、单株选择获得的高产优质材料。

1.2 测定内容与方法

1.2.1 生育期

调查每个材料的出苗期、现蕾期、开花期及吐絮期，计算生育期的天数。

1.2.2 农艺性状

每个小区选择10株棉花挂牌标记，于7月15日调查其始果枝节位和高度及单株铃数，8月15 日调查单株铃数，9月15 日调查果枝数、株高、成铃数等。

1.2.3 铃重与籽棉产量

于吐絮期每小区收取50朵棉株中部具有代表性的吐絮铃，进行室内考种，测定其单铃重、衣分；按小区实收计产。

1.2.4 纤维品质

小区百铃花皮棉随机取样送农业部棉花品质监督检验测试中心（安阳）检测纤维品质。

1.3 数据统计

采用Excel进行数据整理，DPS统计软件进行配合力分析。

2 结果与分析

2.1 配合力方差分析

对8个组合F1的籽棉产量（kg/hm2）、皮棉产量（kg/hm2）、纤维长度（mm）、整齐度（%）、比强度（cN/tex）、马克隆值、生育期（d）、始果枝节位、始果枝高度（cm）、果枝数（个）、单铃重（g）、单株成铃（个）共11个性状进行了配合力方差分析（表1）。

由表1可知，在一般配合力方面，母本（不育系）的籽棉产量、皮棉产量、始果枝节位、始果枝高度、单铃重、单株成铃数的差异均达到显著水平；父本（高产优质材料）的纤维长度、整齐度、生育期的差异达到显著水平，马克隆值的差异达到极显著。在特殊配合力方面，籽棉产量、皮棉产量、生育期、单株成铃数的差异达到显著水平。结果表明各组合间的所有性状均存在极显著差异，区组间只有果枝数存在极显著差异。这表明各组合间存在着显著的遗传差异。

2.2 亲本一般配合力的效应分析

一般配合力是评价杂交亲本的重要指标之一，其效应值大小反应亲本各性状基因加性效应的作用程度[9]。因而可知，纤维长度、整齐度、马克隆值受父本的加性效应影响较大，始果枝节位、始果枝高度、单铃重受核不育系的加性效应影响较大，籽棉产量、皮棉产量、生育期、单株成铃数受加性及非加性效应共同影响，但以加性效应起主导作用。这一结果与邓惠清，等[1]对质核互作不育系主要农艺性状的配合力分析结果相近。

由表2可知，不育系S1的籽棉产量、皮棉产量、纤维长度、整齐度、马克隆值、生育期、果枝数、单铃重的一般配合力均为正值且其值相对较高，表明不育系S1的产量及品质性状均受基因加性效应控制，S1是较好的不育系亲本材料。H2和 H4较多性状均存在负值，不适合作为杂交父本；H1虽然籽棉产量和皮棉产量均为正值且较大，但是纤维长度和比强度均为负值且较大，因此H1也不适合作为杂交父本；而H3虽然籽棉产量和皮棉产量为较小的负值，但是纤维长度和比强度均为较大的正值，因此H3适合作杂交父本。

2.3 杂交组合的特殊配合力效应值分析

特殊配合力是组合间非加性效应的体现。由表3可知，同一组合间的不同性状和不同组合间的同一性状差异较大。所有组合中以H2×S1籽棉产量、皮棉产量、纤维长度和比强度的特殊配合力均为最高，其他性状的特殊配合力较好，因此H2×S1是较好的杂交组合。

3 结论

综上所述，不育系S1的产量及品质性状的一般配合力均较高，是配制杂交组合的理想母本；四个优良骨干亲本中H3品质性状的一般配合力较高、产量性状的一般配合力中等，适合作为杂交配组的父本材料；H2×S1的权重大的性状特殊配合力较高，是较好的杂交组合。

参考文献

[1] 邓惠清， 唐灿明， 刘正銮，等. 棉花胞质不育系转育12个材料的配合力分析[J]. 棉花科学， 2017，39（3）：2-7.

[2] 谢业涛， 夏绍南， 吴爱民， 等. 8个棉花核不育系新组合主要性状的灰色关联度分析[J]. 棉花科学， 2017，39（5）：22-30.

[3] 岳福良， 张相琼， 张小军，等. 转基因抗虫核不育系及其杂交种研究进展[J]. 棉花科学， 2010， 32（2）：3-7.

[4] 吴元龙. 陆地棉隐性核不育系1355A败育机制转录组学与蛋白质组学研究[D]. 武汉：华中农业大学，2016.

[5] 黄观武， 苟云高， 张东铭，等. 棉花核不育保持系的选育[J]. 中国农业科学， 1989， 22 （6）：13-17.

[6] 毛正轩， 黄观武， 孙贞，等. 棉花核雄性不育性完全保持的遗传分析[J].中国科学， 1994（7）：724-729.

[7] 崔艳利. 不同生态区三系杂交棉遗传效应及恢复系恢复能力分析[D]. 北京：中国农业科学院， 2014.

[8] 于金花， 孫光荣， 张俊生，等. 棉花不育系杂交制种技术措施[J]. 中国种业，2002 （11）：24-24.

[9] 王利民， 张建平， 党照，等. 胡麻两系杂交亲本的配合力及杂种优势分析[J]. 中国农业科学， 2016， 49（6）：1047-1059.endprint