陸地棉種子品質(zhì)性狀的遺傳分析.pdf

1、棉花是世界性的重要經(jīng)濟(jì)作物。棉花生產(chǎn)目的主要是為了產(chǎn)生優(yōu)質(zhì)的棉纖維，而棉子僅僅是作為一種副產(chǎn)品被用作反芻動物(如牛、羊等)的飼料或肥料。棉種子具有極高的營養(yǎng)價值。陸地棉棉仁中含有30％～45％蛋白質(zhì)，25％～40％油分，是一種油脂和蛋白質(zhì)的潛在來源。另一方面，由于棉纖維是由棉種子的表層細(xì)胞突起發(fā)育而成的，其優(yōu)劣很大程度上依賴于棉子的營養(yǎng)供給，研究棉子的營養(yǎng)品質(zhì)將為纖維品質(zhì)的研究提供有益的資料。此外，棉子是棉花遺傳信息的攜帶者，其播種品質(zhì)

2、的好壞關(guān)系到棉花植株生長及其產(chǎn)量品質(zhì)。因此，開展棉子的遺傳基礎(chǔ)研究具有科學(xué)研究的理論和實踐應(yīng)用的雙重意義。本實驗采用包含種子基因、細(xì)胞質(zhì)基因和母體基因的三套遺傳體系的雙子葉種子模型，分析10個親本和其配制的32個F1和33個F2雜交組合的種子物理性狀和營養(yǎng)品質(zhì)性狀的3個世代的資料，估算了陸地棉棉子各項遺傳方差和成對性狀間的相關(guān)性，并分析了棉子品質(zhì)性狀的雜種優(yōu)勢表現(xiàn)，主要研究結(jié)果如下： (1)用近紅外光譜法建立了用于蛋白質(zhì)含量分析

3、的回歸方程，其決定系數(shù)(RSQ)和交叉檢驗系數(shù)(1-VR)分別達(dá)0.933和0.929，校正標(biāo)準(zhǔn)誤SEC和交叉檢驗標(biāo)準(zhǔn)誤SECV分別0.623和0.638，其較高決定系數(shù)，較低的標(biāo)準(zhǔn)誤，反映出其有較好的相關(guān)性。 (2)陸地棉種子物理性狀中除種仁率以外的其它4個性狀只受到種子直接遺傳體系和母體遺傳體系的影響，而種仁率則受到種子、母體、細(xì)胞質(zhì)3套遺傳體系的影響。5個物理性狀的種子加性效應(yīng)都不顯著，而其種子顯性效應(yīng)都顯著。只有種仁率的

4、細(xì)胞質(zhì)效應(yīng)顯著，仁/殼、種仁率的母體加性效應(yīng)顯著，毛子指、光子指的母體顯性效應(yīng)顯著。毛子指、光子指主要受母體效應(yīng)的影響。仁/殼的母體效應(yīng)和種子效應(yīng)同樣重要。種仁率的機(jī)誤效應(yīng)非常高，說明抽樣和環(huán)境對種仁率的影響較大。從總體上看母體基因型對物理性狀均有較大影響。物理性狀的廣義遺傳率高，但狹義遺傳率低，其育種價值較低。 (3)陸地棉種子營養(yǎng)品質(zhì)性狀的方差分析結(jié)果表明，所研究的6個營養(yǎng)品質(zhì)性狀的細(xì)胞質(zhì)效應(yīng)均為0，只受到種子和母體基因型效

5、應(yīng)的影響。這6個營養(yǎng)性狀的加性效應(yīng)和顯性效應(yīng)均顯著，但以顯性效應(yīng)為主，母體總效應(yīng)大于種子總效應(yīng)。種子營養(yǎng)品質(zhì)性狀的顯性效應(yīng)和加性效應(yīng)值均較高，且廣義遺傳率和狹義遺傳率值也高，說明棉子營養(yǎng)品質(zhì)性狀具有較好的育種價值，經(jīng)過多代選擇能選擇到種子營養(yǎng)品質(zhì)較好的棉花新品種。 (4)棉子物理性狀的相關(guān)性研究結(jié)果表明，毛子指與光子指、毛子指與仁指、仁/殼與種仁率、仁值與種仁率為顯著正相關(guān)。棉子營養(yǎng)品質(zhì)性狀的相關(guān)性研究結(jié)果表明，棉酚含量與棉酚指

6、數(shù)、油分含量與油分指數(shù)、蛋白質(zhì)含量與蛋白質(zhì)指數(shù)之間呈顯著正相關(guān)；棉酚含量與油分含量、棉酚含量與油分指數(shù)、棉酚指數(shù)與油分含量、棉酚指數(shù)與油分指數(shù)之間呈顯著正相關(guān)；棉酚含量與蛋白質(zhì)含量、棉酚含量與蛋白質(zhì)指數(shù)、棉酚指數(shù)與蛋白質(zhì)含量、棉酚指數(shù)與蛋白質(zhì)指數(shù)之間呈顯著負(fù)相關(guān)；油分含量與蛋白質(zhì)含量、油分含量與蛋白質(zhì)指數(shù)、油分指數(shù)與蛋白質(zhì)含量、油分指數(shù)與蛋白質(zhì)指數(shù)之間呈顯著負(fù)相關(guān)。這些結(jié)果說明同步提高棉酚和油分含量是可行的，但同步提高棉酚和蛋白質(zhì)含量或

7、蛋白質(zhì)和油分含量的難度較大。 (5)棉子物理性狀與營養(yǎng)品種性狀之間的相關(guān)性研究結(jié)果表明，光子指、仁指與營養(yǎng)性狀之間的相關(guān)性基本一致。這些性狀與棉酚含量、棉酚指數(shù)和油分含量的表型和基因型負(fù)相關(guān)主要是母體顯性負(fù)相關(guān)，但種子的直接顯性正相關(guān)在一定程度上抵消這種負(fù)相關(guān)。光子指、仁指與蛋白質(zhì)含量呈正相關(guān)，主要受兩者的母體顯性正相關(guān)作用。光子指、仁指與蛋白質(zhì)指數(shù)的正相關(guān)是種子顯性和母體顯性正相關(guān)的結(jié)果。這些結(jié)果說明光子指和仁指高的品種，其棉

8、酚含量、油分含量、棉酚指數(shù)較低，但可以通過對單粒種子進(jìn)行選擇而加以改良。棉子物理性狀與蛋白質(zhì)含量和蛋白質(zhì)指數(shù)的母體效應(yīng)均較高，在育種改良時應(yīng)注意對母體植株的選擇。毛子指與蛋白質(zhì)指數(shù)之間呈顯著正相關(guān)，但是毛子指與蛋白質(zhì)含量之間的相關(guān)性不顯著，可用毛子指對棉子蛋白質(zhì)指數(shù)進(jìn)行間接選擇。 (6)通過對棉子物理性狀和營養(yǎng)品質(zhì)性狀的F2群體平均優(yōu)勢(預(yù)測值)分析發(fā)現(xiàn)，棉酚含量有正向的雜種優(yōu)勢，主要是母體雜種優(yōu)勢值較高。油分含量、棉酚指數(shù)的雜

9、種優(yōu)勢雖然是正向的，但是值較小，蛋白質(zhì)含量、油分指數(shù)有負(fù)向雜種優(yōu)勢，但是值小。蛋白質(zhì)指數(shù)為負(fù)向雜種優(yōu)勢，33個組合中32個為負(fù)向雜種優(yōu)勢，且平均值較大(高達(dá)-16％)，主要表現(xiàn)為母體負(fù)向雜種優(yōu)勢，但是種子基因型的雜種優(yōu)勢為正向，因此可以在一定程度上提高種子蛋白質(zhì)指數(shù)。毛子指、光子指、仁指、仁/殼均沒有F2群體平均優(yōu)勢，主要是其母體雜種優(yōu)勢為負(fù)值，光子指的胚效應(yīng)雜種優(yōu)勢為正值，在一定程度上提高這兩個性狀的雜種優(yōu)勢。種仁率的F2群體平均優(yōu)勢

10、為正值，其胚效應(yīng)、細(xì)胞質(zhì)效應(yīng)和母體效應(yīng)的雜種優(yōu)勢均為正值，但是值都比較小。 (7)物理性狀中毛子指F1、F2的中親優(yōu)勢和超親優(yōu)勢均為負(fù)向的，說明其沒有雜種優(yōu)勢。但是光子指、仁指和仁/殼F1群體具有中親優(yōu)勢。種仁率F2群體具有中親優(yōu)勢和群體超親優(yōu)勢，F(xiàn)1群體具有中親優(yōu)勢，但優(yōu)勢值均較小。營養(yǎng)性狀中蛋白質(zhì)含量和蛋白質(zhì)指數(shù)具有F1群體的中親優(yōu)勢和群體超親優(yōu)勢，但不具有F2的群體中親優(yōu)勢和群體超親優(yōu)勢，利用價值較低。棉酚含量不具有F1的