海陆杂交长绒棉棉铃、纤维品质性状及相关性分析.pdf

陈旭升，赵亮，狄佳春.海陆杂交长绒棉棉铃、纤维品质性状及相关性分析 J.北方农业学报，2 0 2 4,52(1）：10-15.北方农业学报2 0 2 4,52(1）：10-15JOURNALOFNORTHERNAGRICULTURED0I:10.12190/j.issn.2096-1197.2024.01.02海陆杂交长绒棉棉铃、纤维品质性状及相关性分析陈旭升，赵亮，狄佳春（江苏省农业科学院经济作物研究所，江苏南京2 10 0 14）摘要：【目的】明确海陆杂交长绒棉的棉铃、纤维品质性状及相关性，为选育高产海陆杂交长绒棉提供参考依据。【方法】以自主选育的抗虫陆地棉种质系为母本、生产上推广应用的新疆长绒海岛棉品种为父本，配制海陆杂交棉新组合，分析23个海陆杂交棉组合F代的棉铃、纤维品质性状以及相关性。【结果)2 3 个海陆杂交棉组合Fi代单铃重变幅为3.7 5.0 g，单铃重超过4.2 g的组合有12 个，变异系数为9.0%；衣分变幅为2 0.1%3 6.7%，衣分超过3 0.0%的组合有5个，变异系数为10.7%。不同组合F代纤维长度变幅为3 4.5 3 8.5mm，纤维长度在3 5.0 mm以上的组合有2 2 个，变异系数为2.6%；纤维比强度变幅为3 4.8 41.8 cN/tex，纤维比强度超过3 9.0 cN/tex的组合有9 个，变异系数为5.3%；马克隆值变幅为2.8 4.2，马克隆值A级的组合有10 个，变异系数为11.8%。海陆杂交棉的单铃重与不孕籽率呈极显著负相关（r=-0.6 8 3*）与每囊粒数呈极显著正相关（r=0.660*）、与每铃囊数呈显著正相关（r=0.495*)；海陆杂交棉的纤维整齐度与纤维长度、纤维比强度呈极显著正相关（r=0.578*、r=0.6 3 9*），与伸长率呈显著正相关（r=0.506*）；衣分与纤维长度呈显著负相关（r=-0.475*）。在2 3 个海陆杂交棉组合中，W042x新海53 号、W046x新海54号、W047x新海54号的棉铃性状与纤维品质性状已呈现同步改良。【结论】利用陆地棉与长绒海岛棉的杂交互补优势，可以实现长绒棉产量性状与纤维品质性状的同步改良。关键词：海陆杂交长绒棉；棉铃重；衣分；纤维品质；相关性中图分类号：S562文献标识码：A文章编号：2 0 9 6-119 7(2 0 2 4)0 1-0 0 10-0 6Island-upland hybrid long-staple cotton boll traits,fiber quality traits and correlation analysisCHEN Xusheng,ZHAO Liang,DI Jiachun(Institute of Industrial Crops,Jiangsu Academy of Agricultural Sciences,Nanjing 210014,China)Abstract:ObjectiveJUnderstand the cotton boll and fiber quality traits and their correlation of island-upland hybrid long-staple cotton to provide references for breeding high yield island-upland hybrid long-staple cotton.Methods New hybridcombinations of island-upland coton were developed using self-selected insect-resistant upland cotton germplasm line asfemale parent,and production promoted and applied Xinjiang long-staple island cotton variety as male parent.The cotton bolltraits,fiber quality traits and the correlations of the F,of the 23 island-upland hybrid cotton combinations were analyzed.Results JIn the 23 island-upland hybrid cotton combinations,the variation range of F,single boll weight was 3.7-5.0 g.12combinations had single boll weight over 4.2 g,with a 9.0%coefficient of variation.The variation range of lint percentage was20.1%-36.7%.5 combinations had lint percentage over 30.0%,with a 10.7%coefficient of variation.The variation range forfiber length was 34.5-38.5 mm.22 combinations had fiber length over 35.0 mm,with a 2.6%coefficient of variation.Thevariation range of fiber specific strength was 34.8-41.8 cN/tex.9 combinations had fiber specific strength over 39.0 cN/tex,收稿日期:2 0 2 3-11-15基金项目：国家转基因特色专用棉新品种培育子课题项目（2 0 2 0 ZX08005-005）作者简介：陈旭升（19 6 5一）,男,研究员，博士，主要从事棉花遗传育种方面的研究工作。1期陈旭升等：海陆杂交长绒棉棉铃、纤维品质性状及相关性分析11with a 5.3%coefficient of variation.The variation range of micronaire value was 2.8-4.2.There were 10 combinations withA-level micronaire value and a coefficient of variation of 11.8%.The single boll weight of the island-upland hybrid cottonwas extremely significantly(r=-0.683*)negatively correlated with the sterile seed rate,extremely significantly(r=0.660*)positively correlated with seed numbers per capsule and significantly(r=0.495*)positively correlated with capsule numbersper boll.The fiber uniformity of the island-upland hybrid cotton was extremely significantly(r=0.578*,r=0.639*)positivelycorrelated with fiber length and fiber specific strength,and significantly(r=0.506*)positively correlated with elongation rate.Lint percentage was significantly(r=-0.475*)negatively correlated with fiber length.Among 23 island-upland hybrid cottoncombinations,W042 Xinhai No.53,W046 Xinhai No.54 and W047 Xinhai No.54 showed simultaneous improvementof cotton boll traits and fiber quality traits.ConclusionJThe simultaneous improvement of yield and fiber quality traits of long-staple cotton can be realized by utilizing the complementary heterosis crossing upland cotton with long-staple island cotton.Keywords:Island-upland hybrid long-staple cotton;Cotton boll weight;Lint percentage;Fiber quality;Correlation长绒棉是生产高端棉纺品的关键材料，被誉为棉中极品。埃及Giza系列海岛棉因其生产的长绒棉纤维品质特别优异而闻名遐迩。自2 0 世纪50 年代以来，国内外有较多关于海陆杂交棉在产量性状、纤维品质性状以及抗逆性等方面具有优势表达的报道2 4;海海杂交棉的杂种优势也有一些研究论述 5-。然而,海陆杂交棉因营养体生长过旺，往往表现贪青迟熟，生育期偏长，霜前籽、皮棉产量低，难以在生产上推广应用；海海杂交棉则因制种产量低、制种成本高，其应用价值也受到限制8。随着海岛棉与抗虫陆地棉新种质的创制与早熟特性的不断改良，海陆杂交棉因强大的种间互补杂种优势，其应用价值重新进入人们的视野19-11。对于海陆杂交棉有关经济性状的相关性分析也有一些报道 2 。在品种选育方面,美国Hazera公司利用海岛棉与陆地棉杂交培育的HA系列海陆杂交棉，产量水平较高、棉纤维的马克隆值表现良好，在美国长绒棉市场占比为4%以上。但HA海陆杂交棉的棉纤维长度与比强度有待进一步提高，如海陆杂交棉HA211的纤维长度仅为3 4.0 3 4.3 mm、比强度为34.637.8cN/tex,HA222的纤维长度为3 4.5 3 5.3 mm、比强度为 3 6.7 3 8.8 cN/texl13。本试验以自主选育的抗虫陆地棉种质系为母本，在生产上推广应用的新疆长绒海岛棉品种为父本，配制了2 3 个海陆杂交棉新组合，分析种间杂种F,代的棉铃、纤维品质性状表现及相关性,旨在为高产海陆杂交长绒棉的培育提供参考。1材料和方法1.1试验材料以自主选育的抗虫陆地棉种质系为母本，在生产上推广应用的新疆长绒海岛棉品种为父本配制的23个海陆杂交棉组合为试验材料。组合编号分别为W041新海53 号、W042新海53 号、W043新海53号、W044新海19 号、W044新海53 号、W045新海19 号、W045新海53 号、W046新海9 号、W046x新海19 号、W046新海53 号、W046新海54号、W046x新海6 1号、W047新海9 号、W047新海19 号、W047新海53 号、W047新海54号、W047新海6 1号、W048新海9 号、W048新海53号、W048x新海54号、W048新海6 1号、SV051x新海51号、SV051x新海6 3 号。1.2试验方法2020年在江苏省农业科学院南京试验地种植抗虫陆地棉亲本W041、W0 42、W0 43、W0 44、W0 45、W046、W0 47、W0 48、SV0 51，新疆长绒海岛棉亲本新海9 号、新海19 号、新海51号、新海53 号、新海54号、新海6 1号、新海6 3 号。在开花期以陆地棉为母本、新疆长绒海岛棉为父本进行杂交组配，收获具有足量杂交种子的海陆杂交棉组合2 3 个。2 0 2 1年种植2 3 个杂交组合，在生长发育期观察棉铃性状的表现，以新疆长绒海岛棉亲本作对照。在吐絮盛期，各材料采收正常吐絮棉铃40 个，考查单铃重、衣分、籽指、每囊粒数、不孕籽率、每铃囊数。而后棉铃轧12北方农业学报52卷花，取皮棉样品2 0 g，送农业农村部纤维品质检测中心检测纤维品质。利用Excel2016软件统计有关性状的平均值、极大值、极小值以及变异系数,并分析各主要性状的相关性。2结果与分析2.1海陆杂交棉棉铃性状及其相关性由表1可知,海陆杂交棉的平均单铃重为4.2 g，比海岛棉亲本高0.7 g；不同组合单铃重的变幅为3.75.0g，其中单铃重超过4.2 g的组合有12 个，变异系数为9.0%。海陆杂交棉的平均衣分为2 8.5%，比海岛棉亲本高1.5个百分点；不同组合衣分的变Table 1Boll traits of F,island-upland hybrid cotton and the island cotton parent性状Trait单铃重/g Boll weight衣分/%Lint percentage籽指/g Seed index不孕籽率/%Rate of sterile seed每囊粒数 Seed number per capsule每铃囊数 Capsule number per boll由表2 可知，单铃重与不孕籽率呈极显著负相关（r=-0.683*），与每囊粒数呈极显著正相关（r=0.6 6 0*），与每铃囊数呈显著正相关（r=0.495*）。性状衣分TraitBoll weight衣分Lint percentage0.202籽指 Seed index-0.124不孕籽率 Rate of sterile seed-0.683*每囊粒数 Seed number per capsule0.660*每铃囊数 Capsule number per boll0.495*注：*表示相关性在0.0 5水平上显著；*表示相关性在0.0 1水平上极显著。表4、表5同。Note:*means significant correlation at the 0.05 level;*means extremely significant correlation at the 0.01 level.The same asTable 4 and Table 5.幅为2 0.1%3 6.7%，其中衣分超过3 0.0%的组合有5个，变异系数为10.7%。海陆杂交棉的平均籽指为14.4g，比海岛棉亲本高0.6 g；不同组合籽指的变幅为11.6 16.4g，变异系数为10.3%。海陆杂交棉的平均不孕籽率为17.1%，比海岛棉亲本的高9.9 个百分点；不同组合不孕籽率的变幅为5.3%2 9.6%，变异系数高达3 4.1%。海陆杂交棉的平均每囊粒数为6.8粒，与海岛棉亲本的粒数相同；不同组合每囊粒数的变幅为5.7 8.1粒，变异系数为8.9%。海陆杂交棉Fi代多为4囊铃，平均每铃囊数为3.8 囊，明显高于海岛棉亲本的3.1囊；不同组合每铃囊数的变幅为3.6 4.1囊，变异系数为3.0%。表1海陆杂交棉Fi代及海岛棉亲本的棉铃性状F平均值F极小值FimeanF;minimalvaluevalue4.20.43.728.53.120.114.41.511.617.15.85.36.80.65.73.80.13.6表2 海陆杂交棉棉铃性状的相关性Table 2 Boll traits correlation of island-upland hybrid cotton单铃重不孕籽率Lint percentageSeed index-0.396-0.1750.354-0.371F极大值F,maximumvalue5.036.716.429.68.14.1籽指与不孕籽率呈显著正相关（r=0.415*），与每囊粒数呈显著负相关(r=-0.520*）。不孕籽率与每囊粒数呈极显著负相关(r=-0.948*)。籽指Rate of sterile seed0.415*-0.520*0.029变异系数/%Coefficient ofvariation9.010.710.334.18.93.0-0.948*-0.275海岛棉亲本平均值Mean value of islandcotton parent3.50.227.04.713.80.17.21.36.80.13.1 0.1每囊粒数Seed number per capsule0.1311期陈旭升等：海陆杂交长绒棉棉铃、纤维品质性状及相关性分析132.2海海陆杂交棉F代的纤维品质及其相关性由表3 可知，海陆杂交棉的平均纤维长度为36.9mm，与海岛棉亲本的3 7.0 mm相当；不同组合纤维长度的变幅为3 4.5 3 8.5mm，变异系数为2.6%；纤维长度在3 5.0 mm以上的组合有2 2 个，占比高达9 5.6%。海陆杂交棉的平均整齐度为84.1%，与海岛棉亲本的8 4.0%相当；不同组合整齐度的变幅为8 2.5%8 5.7%，变异系数为0.9%。海陆杂交棉的平均纤维比强度为3 8.2 cN/tex，低于海岛棉亲本的42.5cN/tex；不同组合纤维比强度的变Table 3 Fiber quality traits of island-upland hybrid cotton and the island cotton parentF极小值性状F;meanTraitvalue长度/mm Length36.91.0整齐度/%Uniformity84.10.8比强度/(cN/tex）St r e n g t h38.22.0马克隆值Micronairevalue3.60.4伸长率/%Elongation6.80.0由表4可知,纤维整齐度与纤维长度、纤维比强度呈极显著正相关（r=0.578*、r=0.6 3 9*），与伸长率呈显著正相关（r=0.506*)；伸长率与比强度呈极性状Trait整齐度Uniformity比强度Strength马克隆值Micronairevalue伸长率Elongation2.3棉铃性状与纤维品质性状的相关性由表5可知，只有衣分与纤维长度呈显著负相关（r=-0.475*），其他性状之间均不存在显著相关性，表明利用海陆杂种优势，可以实现产量性状与纤维品质性状的同步改良。幅为3 4.8 41.8 cN/tex，变异系数为5.3%；在2 3 个组合中，有9 个组合的纤维比强度超过3 9.0 cN/tex。海陆杂交棉的平均马克隆值为3.6，低于海岛棉亲本的4.3，表明海陆杂交棉的纤维细度趋向优化；23个组合的马克隆值变幅为2.8 4.2,变异系数为11.8%；马克隆值在A级（3.7 4.2)的组合有10 个。海陆杂交棉的平均伸长率为6.8%，与海岛棉亲本相同；不同组合纤维伸长率的变幅为6.7%6.8%，变异系数为0.6%。表3 海陆杂交棉F代及海岛棉亲本的纤维品质性状F平均值F,;minimal value34.582.534.82.86.7表4海陆杂交棉纤维品质性状的相关性Table 4Fiber quality traits correlation of island-upland hybrid cotton长度Length0.578*0.258-0.3830.176F极大值F;maximumvalue38.585.741.84.26.8显著正相关（r=0.598*）,与马克隆值呈显著正相关（r=0.48 9*)。以上相关结果表明,在长绒棉育种中需要特别关注棉纤维整齐度指标的选择。整齐度比强度UniformityStrength0.639*0.0520.506*2.43个海陆杂交棉的综合表现在2 3 个海陆杂交棉组合中，已有3 个组合的产量性状与纤维品质性状呈现同步改良（表6),分别为组合W042x新海53 号，其单铃重为4.5g、衣分达36.7%，纤维长度为3 7.5mm、比强度为3 9.7 cN/tex、变异系数/%Coefficient ofvariation2.60.95.311.80.60.0930.598*海岛棉亲本平均值Mean value of islandcotton parent37.00.584.00.142.52.44.3 0.46.80.0马克隆值Micronaire value0.489*14北方农业学报52卷表5海陆杂交棉的棉铃性状与纤维品质性状的相关性Table 5 Correlation between boll traits and fiber quality traits of island-upland hybrid cotton性状Trait长度 Length整齐度Uniformity比强度 Strength马克隆值Micronairevalue伸长率Elongation马克隆值为3.8；组合W046x新海54号，其单铃重为4.2 g衣分为3 1.1%，纤维长度为3 6.9 mm、比强度达41.8 cN/tex、马克隆值为3.8；组合W047Table 6 Comprehensive performance of main yield and fiber quality traits of three island-upland hybrid cottons组合CombinationW042x新海53 号W042xXinhaiNo.53W046x新海54号W046xXinhai No.54W047新海54号W047xXinhai No.543讨论本试验利用抗虫陆地棉种质系为母本，新疆长绒海岛棉品种为父本配制的海陆杂交棉组合作为试验材料,对其性状进行相关分析,结果表明,海陆杂交棉的纤维整齐度与纤维长度、纤维比强度呈极显著正相关,这与前人的研究结果一致2 。本试验结果表明,纤维整齐度与伸长率呈显著正相关,因此在海陆杂交长绒棉的育种中，可适当提高纤维整齐度的选择压，以利于棉纤维综合指标的协同改良。同步提高棉纤维品质与产量，一直是育种者不懈努力的方向。前人研究结果表明，棉花品种的纤维品质与皮棉产量，特别是纤维比强度与衣分存在极显著负相关 4-15,而本试验结果表明,海陆杂交棉的纤维比强度与衣分不存在显著相关性；单铃重与纤维长度、纤维比强度的负向相关性也不显著。因此，利用海陆杂种优势，可实现长绒棉产量与纤维品质的同步改良。根据2 3 个海陆杂交组合主要性单铃重Boll weight Lint percentage Seed index Rate of sterile seed Seed number per capsule Capsule number per boll-0.152-0.071-0.2470.2370.063表6 3 个海陆杂交棉主要产量性状与纤维品质性状的综合表现单铃重/gBoll weight4.54.24.6衣分-0.475*-0.0020.0520.378-0.016籽指0.2960.031-0.2830.2710.150衣分/%Lint percentage36.731.131.0状的综合表现，W042新海53 号、W046新海54号、W047新海54号的棉铃性状与纤维品质性状已呈现同步改良趋势。目前,新疆是我国唯一的长绒棉生产基地,其推广的长绒棉品种主要是零式果枝的海岛棉16-17 。这类海岛棉品种的纤维品质好，为省工节本，新疆长绒棉已开始小面积机采实践 18-19 。随着适于机采海岛棉品种的培育与配套栽培技术的成熟，未来有望实现大面积机采 2 0-2 1。与之相比,株型为塔形的海陆杂交棉更适于机械采收8 ;特别是以抗虫陆地棉为母本配制的海陆杂交棉在抗鳞翅目害虫方面独具优势叫,这将为发展机采抗虫长绒棉提供新的选择。由于海陆杂交棉长势强，在抗盐性方面也具有比较明显的优势 2。因此，在我国北方干旱或盐碱化比较重的地区，海陆杂交长绒棉具有不可忽视的应用发展潜力。4结论利用自主选育的抗虫陆地棉种质系为母本、生不孕籽率0.1180.1490.2420.1410.123新海54号，其单铃重高达4.6 g、衣分为3 1.0%，纤维长度为3 6.5mm、比强度为3 9.2 cN/tex、马克隆值为3.8。长度/mmLength37.536.936.5每囊粒数-0.247-0.217-0.1640.062-0.082比强度/(cN/tex)Strength39.741.839.2每铃囊数0.3970.083-0.175-0.298-0.248马克隆值Micronaire value3.83.83.81期陈旭升等：海陆杂交长绒棉棉铃、纤维品质性状及相关性分析15产上推广应用的新疆长绒海岛棉品种为父本，配制了2 3 个海陆杂交棉新组合，其产量性状与纤维品质性状表现为单铃重的变幅为3.7 5.0 g,其中单铃重超过4.2 g的组合有12 个；衣分的变幅为2 0.1%3 6.7%，其中衣分超过3 0.0%的组合有5个；纤维长度的变幅为3 4.5 3 8.5mm,其中纤维长度在3 5.0 mm以上的组合有2 2 个;纤维比强度的变幅为3 4.8 41.8 cN/tex，有9 个组合的纤维比强度超过3 9.0 cN/tex；马克隆值变幅为2.8 4.2,其中马克隆值A级的组合有10个。相关性分析表明,海陆杂交棉的单铃重与不孕籽率呈极显著负相关、与每囊粒数呈极显著正相关、与每铃囊数呈显著正相关；纤维整齐度与纤维长度、纤维比强度呈极显著正相关,与伸长率呈显著正相关；衣分与棉纤维长度呈显著负相关,其他性状之间均不存在显著相关性。在2 3 个海陆杂交棉组合中，已有3 个海陆杂交长绒棉组合的产量性状与纤维品质性状呈现同步改良。参考文献：1余飞.埃及，全球棉花的头把交椅 J.中国储运，2 0 2 1(6):32-33.2 LODEN H D,RICHMOND T R.Hybrid vigor in cotton:Cytogenelic aspects 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