新疆哈克尼西棉新不育系和恢复系主要性状配合力分析

赵晓雁 ，何良荣 ，戴翠荣 ，谷洪波 ，周曙霞 *

（1.新疆生产建设兵团第一师农业科学研究所，新疆阿拉尔843300，2.塔里木大学植物科学学院，新疆阿拉尔843300）

新疆哈克尼西棉新不育系和恢复系主要性状配合力分析

赵晓雁 1，何良荣 2，戴翠荣 1，谷洪波 1，周曙霞 1*

（1.新疆生产建设兵团第一师农业科学研究所，新疆阿拉尔843300，2.塔里木大学植物科学学院，新疆阿拉尔843300）

棉花优质、高产、抗性等多目标育种难度大，利用杂种优势实现多性状的同步改良，是棉花育种的重要发展方向。利用棉花“三系”（不育系、保持系和恢复系）配套是解决人工去雄杂交成本高的有效途径，是杂交制种的必然趋势。“三系”配套育种中，亲本配合力分析尤为必要，明晰育种材料的优缺点，在组配中有的放矢地加以利用，是“三系”育种的关键环节。景忆莲等[1]、周曙霞等[2]研究表明哈克尼西棉的胞质效应广泛存在，对衣分、籽指、皮棉产量、纤维长度等有显著影响。王斌等[3]研究表明皮棉产量、衣分、衣指、籽指、纤维长度、断裂比强度主要受加性基因控制，籽棉产量主要受非加性基因控制。刘丽等[4-5]研究表明产量性状主要受亲本一般配合力和特殊配合力的共同影响，但一般配合力效应略大，纤维长度和整齐度主要受加性效应的影响，马克隆值、伸长率、断裂比强度和籽棉产量同时受加性和非加性效应的影响。以往的研究因地域、材料的不同，对新疆的适应性不尽相同。本研究选择新疆本地的优质、高产早中熟品种通过多代回交，选育出综合性状较好的哈克尼西棉新不育系材料，新不育系与新恢复系采用不完全双列杂交设计配置组合，对品质、产量性状等配合力进行分析，为后续选育配合力高的哈克尼西棉不育系、恢复系提供依据和参考，为实现新疆早中熟陆陆“三系”杂交棉育种更具有指导意义。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验所用材料：7个新哈克尼西棉胞质雄性不育系来自新疆生产建设兵团第一师农业科学研究所，以优质、高产、抗病性好的早中熟材料中棉所49、新陆中48、X11006、锦科255、科林2号、新陆中28、新陆中37为父本经过多代回交核置换，转育获得7个同型新不育系（A1-A7），不育率达 100%。3个新恢复系 1082R（R1）、1097R（R2）、1099R（R3）来自新疆生产建设兵团第一师农业科学研究所，经多代自交、测交筛选，这3个恢复系对哈克尼西棉不育系恢复率均在90%以上。

1.2 试验方法

2015年7月用7个不育系和3个恢复系，采用不完全双列杂交设计配制21个组合，获得21个组合的杂交棉种子。2016年种植杂交种子，随机区组设计，3次重复，单行区，行长5 m，行距66 cm＋10 cm，株距12 cm，栽培措施同大田。试验在新疆生产建设兵团第一师农业科学研究所2号试验地进行。收获前取中部4～6果枝的15个棉铃考种，测定铃重、衣分，在新疆生产建设兵团第一师农业科学研究所采用HVI1000棉花纤维测试仪测定纤维上半部平均长度、整齐度、马克隆值、断裂比强度、伸长率、短纤维率、黄度、反射率。吐絮后实收计产，由籽棉产量和衣分计算出皮棉产量。

1.3 数据处理

按照刘来福[6]的固定模型进行分析，采用Excel 2010、DPS 7.05软件[7]进行数据整理和统计分析。

2 结果与分析

2.1 配合力方差分析

对21个组合的12个与产量、纤维品质相关性状进行方差分析（表1）表明，各性状在组合间的差异均达极显著水平，说明组合间存在遗传差异，各亲本、组合可进行配合力分析。母本不育系的纤维断裂比强度、伸长率的一般配合力差异达到极显著水平，籽棉产量、皮棉产量、上半部平均长度、整齐度、马克隆值、黄度的一般配合力差异达到显著水平。父本恢复系的衣分、上半部平均长度、伸长率的一般配合力分析差异达到显著水平。组合间除籽棉产量、断裂比强度的特殊配合力方差分析未达到显著水平，其他10个性状的特殊配合力均达到显著或极显著水平。大部分性状的父本、母本的一般配合力方差较大，表明这些性状均受加性效应影响且加性效应起主要作用。

表1 12个性状的配合力方差分析

2.2 亲本主要性状一般配合力效应分析

一般配合力主要是由基因的加性效应决定的，是可遗传的，对后代的表现具有一定的影响，是评判亲本优劣的依据[6]。由表2可以看出，不同亲本的同一性状、同一亲本的不同性状的一般配合力效应有较大差异。不育系A1、A2的籽棉产量、皮棉产量的一般配合力效应大，纤维品质性状综合表现也较好，上半部平均长度、断裂比强度、马克隆值为正效应。恢复系R3的产量性状一般配合力好，R2的综合品质性状较好。

2.3 特殊配合力效应分析

特殊配合力是基因间、基因与环境互作的综合表现，表现为非加性效应。不同组合间、不同性状间的特殊配合力各不相同，且特殊配合力效应差异很大（表3）。A3×R3组合的铃重特殊配合力效应最大，A5×R3最小；A2×R3组合皮棉产量特殊配合力最大，A5×R1最小；A5×R2纤维上半部平均长度特殊配合力效应最大，A3×R3最小；A1×R3断裂比强度特殊配合力最大，A6×R1最小；A7×R1马克隆值特殊配合力最大，A4×R1 最小。 A1×R1、A1×R3、A2×R2 不同性状的特殊配合力效应高，是较好的候选组合。

表2 亲本产量和品质性状的一般配合力效应

表3 21个组合的12个性状的特殊配合力

2.4 群体配合力贡献率及遗传力估算

从表4看出，衣分、籽棉产量、皮棉产量、断裂比强度、上半部平均长度、整齐度、马克隆值、伸长率、黄度的一般配合力基因型方差占总方差的比重均大于50%，说明杂种F1的这些性状主要受加性效应影响。铃重、短纤维率、反射率的特殊配合力基因型方差占总方差的比重均大于50%，说明这些性状亲本的互作效应对F1起重要作用。在不同性状间亲本一般配合力方差各异，籽棉产量、皮棉产量、上半部平均长度、断裂比强度、整齐度、马克隆值、伸长率、黄度中母本一般配合力贡献率达到50%，占主导作用；衣分性状中父本的所占比重大，贡献率高。

表4 父、母本基因型及其互作对F1各性状的贡献率

从各组合性状的广义遗传力和狭义遗传力估算结果（表5）看出，铃重、短纤维率的广义、狭义遗传力相差大，表明受环境影响较大，各性状的广义遗传力较大，表明加性遗传和非加性遗传均较强。狭义遗传力的大小顺序为伸长率＞断裂比强度＞上半部平均长度＞整齐度＞黄度＞马克隆值＞皮棉产量＞籽棉产量＞衣分＞短纤维率＞反射率＞铃重。

表5 12个性状的遗传力分析

3 讨论

亲本配合力和遗传特性的研究对棉花杂交育种具有重要的指导意义，配合力的高低是预测杂种优势的1个关键指标，但亲本材料、地域的不同，其研究结果不尽相同[3-5,8-12]。本研究表明，籽棉产量、断裂比强度主要受加性效应影响，铃重主要受非加性效应影响。衣分、皮棉产量、纤维上半部平均长度、整齐度、马克隆值、伸长率、黄度受加性和非加性效应共同影响，以加性效应为主。不育系多数性状一般配合力方差贡献率高于恢复系的贡献率，在基因加性效应中母本贡献率高，这与石玉真等[13]、韩祥铭等[14]、朱华国等[15]的研究结果一致。不育系对籽棉产量、皮棉产量、上半部平均长度、断裂比强度、整齐度、马克隆值、伸长率、黄度的贡献率较大，父本对衣分的贡献率较高，铃重的特殊配合力方差贡献率在60%以上，说明铃重受环境影响较大。在品种选育过程中应加强对不育系纤维品质和铃重、衣分的选择，而恢复系主要考察纤维品质尤其是断裂比强度、马克隆值、整齐度、伸长率，进行优势互补，才能达到预期的育种目标。

产量性状与品质性状间存在相互制约的关系[8,16]，哈克尼西棉不育系的遗传受细胞质基因和细胞核基因共同调控，产量和品质、品质性状间的相互制约更加明显[1-2,17-18]。本研究中A1×R3的产量和品质性状特殊配合力效应好，尤其是纤维断裂比强度高，短纤维率、反射率负效应较小，产量性状表现突出，亲本A1、R3大多数性状一般配合力效应好，组配后负效应小，在杂种优势利用上更有价值。

4 结论

本研究利用优质、适应性强的新疆早中熟优良品种在连续多代杂交、回交、自交选择，转育哈克尼西棉不育系、恢复系作为研究对象，具有较强的指导意义。不育系的加性效应影响大、基因型贡献率高，应从衣分、纤维品质着手充分利用母体效应。恢复系应主要从提高纤维品质、抗性上入手，扩大基因来源，与性状互补性强的不育系配制组合，降低胞质对杂交种的负效应，才能在哈克尼西棉“三系”育种中育成优质、高产杂交种。

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[3]王斌，费德友，杨洪理，等.棉花不育系与恢复系配合力分析[J].中国棉花，1998，25(8)：8-9.

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[5]刘丽，孔宪辉，王旭文，等.9个早熟陆地棉新不育系主要性状配合力分析[J].西北农业学报，2012，21(11)：90-95.

[6]刘来福，毛盛贤，黄远樟.作物数量遗传[M].北京：农业出版社，1984：150-284.

[7]唐启义.DPS数据处理系统[M].2版.北京：科学出版社，2010：606-629.

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Analysis of Combining Ability of Main Characters in New Sterile and Restorer Lines fromGossypium Harknessiiin Xinjiang

Zhao Xiaoyan,He Liangrong,Dai Cuirong,Gu Hongbo,Zhou Shuxia*

本文采用7×3不完全双列杂交分析法，对新转育的哈克尼西棉不育系、恢复系的纤维品质性状和产量配合力及遗传力进行分析。结果表明：籽棉产量、断裂比强度主要受加性效应影响，铃重主要受非加性效应影响，衣分、皮棉产量、纤维上半部平均长度、整齐度、马克隆值、伸长率、黄度受加性和非加性效应共同影响，以加性效应为主；籽棉产量、皮棉产量、纤维上半部平均长度、断裂比强度、整齐度、马克隆值、伸长率、黄度中母本基因型贡献率高。不育系选育应从提高衣分、品质性状着手合理配组，实现育种目标。亲本A1、R3的多数性状一般配合力效应高，A1×R3的组配品质性状特殊配合力效应较好，产量性状表现突出。

哈克尼西棉；不育系；品质性状；配合力；不完全双列杂交

S562.035.1

A

1000-632X(2017)12-0020-05

10.11963/1000-632X.zxyzsx.20171120

2017-07-07 *通信作者：mianhua3x@163.com

新疆生产建设兵团育种攻关项目“优质、机采杂交棉新品种选育”（2016AC027）；新疆生产建设兵团师域发展创新支持计划 “第一师机采棉纤维品质提升关键技术示范与推广”（2015AF001）