陆地棉杂交F1代主要铃部性状与产量性状相关性研究

孙长法，王巧玲，田土星，李 哲

（1.新乡市锦科棉花研究所，河南 新乡 453731；2.河南科技学院，河南 新乡 453000）

棉花是大棵作物，不同部位的棉铃其性状表现也不同，这种差异是由株内的生理差异和棉花本身的遗传异质性决定的。马致民等研究表明，铃部性状的表现具有一定的时空分布，不同部位、不同时期着生的棉铃，铃重、衣分、绒长、籽指以及整齐度等性状都会有差别。有关棉花铃部性状的株内差异与单株皮棉产量关系迄今为止未见报道。目前在黄河流域和长江流域棉区棉花杂交种的选育已成为众多育种单位的主要育种目标，试验通过21个比对照品种有不同增产幅度的棉花F1代杂交种，研究了铃部性状株内变异与单株皮棉产量遗传关系，将此作为选育棉花F1代杂交种的间接选择指标，对提高棉花杂交种的选择效果具有一定的实际意义。

1 材料与方法

1.1 材料

试验在新乡市锦科棉花研究所棉花育种试验地进行，以豫杂35为对照，选用了21个上年比对照品种有不同增产幅度的棉花F1代杂交种。

1.2 方法

采用稀植栽培，行距1.2 m，株距0.4 m，行长6 m，单行区，让个体充分发育，试验地周围种植保护行。吐絮盛期，每个小区选择生长正常和吐絮正常的3个植株进行调查，调查求得每个植株的节位、株高、果枝数、果节数、株铃数等形态性状，以及铃重、衣分、株铃数等产量性状。对调查的每个植株田间取样，分别收取下部第一果枝各个铃位的棉絮作为测定横向变异的样本材料，再至下而上收取各个果枝第一个果节的棉絮作为测定纵向变异的样本材料，以不缺位为主或平均之。

棉铃采摘以后，在室内进行考种，以单铃为单位测得铃重、绒长、衣分、籽指等性状的平均数，并计算得理论单株皮棉产量。以每相邻铃位之间的考种数据求得铃重、衣分的级差变异量，级差变异量D2=（上位铃重-下位铃重）2

铃重、衣分的计算方法相同，纵向变异量和横向变异量的计算方法相同。

1.4 统计分析

1.4.1 对各性状间进行相关分析和通径分析 从相关阵出发建立以下方程组：

计算通径系数P：由矩阵R=（rij），P=（pi）T，Y=（yi）T即 R×P=Y，则 P=R-1×Y

1.3.2 典型相关分析 将株内变异组的横向变异铃重的变异量为x1，衣分的变异量为x2，纵向变异的铃重的变异量为x3，衣分的变异量为x4；产量性状组单株结铃数为y1，铃重为y2，衣分为y3，单株皮棉产量为y4，然后从相关阵出发求得两组变量间特征根和特征向量，将单个相关转变为两组性状间的相关，以求得其最佳线性组合，而又不抛弃原变量的相关信息，并使这两个线性组合成为最大相关的新变量，求得两组性状间的典型相关系数。

全部计算过程在Sas9.0和Microsoft Excel完成。

2 结果与分析

2.1 各产量性状对单株皮棉产量的通径

在分析各主要产量性状株内变异与产量性状的关系之前，首先弄清F1代杂交种构成单株皮棉产量的三大性状对皮棉产量的作用，求得产量性状间的相关系数，结果如表1。

从相关阵出发，以单株皮棉产量y4为依变量，以株铃数（y1）、铃重（y2）、衣分（y3）为自变量进行通径分析，求得各产量性状对单株皮棉产量的直接通径和间接通径，结果见表2。

从表2可以看出，各产量性状对皮棉产量的直接贡献大小依次为：株铃数（p=0.9875）、铃重（p=0.3538）、衣分（p=0.1410）。它们对皮棉产量的直接贡献均为正值，在这里株铃数对单株皮棉产量的贡献最大，直接作用通径系数为0.9875，通过铃重（X2）的间接作用为负，通过衣分（X3）的间接作用为正，但作用值较小，其综合作用为0.9413。铃重（X2）对皮棉产量有较高的直接作用为0.3538，但通过株铃数（X1）、衣分（X3）的间接作用均为负，综合作用较小为0.0842，说明铃重对于单株皮棉产量的提高效果并不明显。衣分（X3）对皮棉产量的直接作用为0.1410，通过铃重的间接作用为负，通过株铃数的间接作用为0.2210，综合作用为0.2320，直接作用较小，综合作用大于铃重。

表1 主要产量性状相关系数

表2 主要产量性状对单株皮棉产量的通径

2.2 株内变异与各农艺性状的相关分析

直接构成产量的三大性状，除了受到自身的作用外，还受到其他性状的影响，为进一步弄清株内变异量对其他性状的影响，以铃重，衣分的株内变异量（D2）为一组性状，以形态性状和产量性状为另一组性状，求得两组性状间的相关系数，结果见表3。

从表3中可以看出，铃重的横向变异，与形态性状具有较大相关性，与节位有较高的负相关，其相关系数达到-0.8833。与株高、主茎节长具有较高的正相关，相关系数分别为0.5654、0.5214，节位、株高、主茎节长均是构成产量的间接性状；与衣分、株铃数、结铃率、单株皮棉产量有一定的负相关，说明株内变异量大的产量性状值往往较低；与铃重有一定的正相关，说明大铃类型具有较大的株内变异。衣分的纵向变异与主茎节长具有较高的负相关，为-0.9411，与单株皮棉产量具有一定的负相关，主茎节较长的类型衣分的株内纵向变异量较小。

表3 株内变异与各农艺性状的相关系数

2.3 主要农艺性状株内变异与产量性状的典型相关分析

以株内变异量为一组性状（V）：横向变异量铃重（X1）、衣分（X2）;纵向变异量铃重（X3）、衣分（X4）；产量性状为另一组性状（W）：株铃数（y1）、衣分（y2）、铃重（y3）、皮棉产量（y4），对株内变异和产量性状两组性状进行典型相关分析，求得4个典型相关系数及对应的典型变量线性组合。现仅对典型相关系数达到显著水平的第一对典型变量V1、W1进行分析，结果如表4所示。

表4 株内差异与产量性状组的典型相关分析

从第一组典型变量的线性组合来看，铃重的横向变异x1的载荷量为-1.0901，绝对值最大。另一组性状y4的载荷量绝对值最大，为6.6965，二者方向不同，其次为株铃数，说明铃重的横向变异对单株皮棉产量有较大的负向影响，这种现象主要是通过株铃数的作用，株铃数也有较大的载荷量，为6.3890，方向和单株皮棉产量相同。说明铃重的横向变异量大的类型单株皮棉产量较低，不利于综合产量的提高，在选育杂交棉品种时，要选不同铃位间的铃重差异较小的类型，可获得较好的品种。衣分的纵向变异也有较大的载荷量，为-0.9662，且和单株皮棉产量作用的方向相同，说明单株皮棉产量高的类型，株内衣分的纵向变异量会较大，这种现象和主茎节长有一定的关系。从其相关系数可以看出，衣分的纵向变异（X4）和主茎节长的相关系数为-0.9411，衣分的纵向变异量较大的，主茎节长较短，有利于提高果枝数，因此衣分的纵向变异量大可间接较高皮棉产量。铃重的纵向变异量载荷量为0.5921，与衣分的纵向变异量表现趋势相同。

从V1的性状组合来看，横向变异量均为负值，不利于产量的形成，纵向变异量均为正值，可以有较高的产量性状，但这种关系绝对不会是直接关系，株高、果枝数、结铃数与衣分的纵向变异都有关系，纵向变异量大的类型，往往具有较高的植株，较多的果枝，较多铃数，因此也就会有较高的单株皮棉产量。

3 讨 论

3.1 产量性状对皮棉产量的影响

通径分析结果表明：在直接构成单株皮棉产量的各性状中，株铃数对单株皮棉产量的影响最大（这种情况大多数的研究是一致的），说明单株皮棉产量的形成主要是通过株铃数的提高来实现的，铃重和衣分在各产量形成中的作用较小。因此在育种和实践中，要采取相应的措施，把增加单株铃数列为首要目标，在此基础上适当提高单铃重和衣分。在产量性状中，居第二位是单铃重还是衣分，各研究所得出的意见并不统一，还有待进一步研究。

3.2 农艺性状株内变异量对各农艺性状的影响

棉花农艺性状的株内生理变异对各农艺性状都存在着一定的影响，从变异量来看，横向变异与产量的相关性大于纵向变异，铃重的变异与单株皮棉产量的相关大于衣分与单株皮棉产量的相关，因此，在选育杂交种时，可把株内铃重的变异作为衡量杂种优势和判断综合产量的一个重要指标，选择不同铃位差异小的类型，可具有较优的产量性状组合。

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