張西英，劉江娜，張庭軍，趙戰(zhàn)勝

(新疆第六師農(nóng)業(yè)科學研究所，新疆 五家渠 831300)

海島棉是世界上重要的栽培棉種之一，是紡織高檔紡織品和特種織物不可缺少的原料。隨著經(jīng)濟發(fā)展和紡織工業(yè)技術(shù)進步，人們對高檔紡織品的需求日益增長[1-2]。海島棉的許多重要農(nóng)藝性狀和經(jīng)濟性狀如產(chǎn)量、早熟性、抗逆性等都是數(shù)量性狀，受多基因控制，遺傳基礎(chǔ)復雜，表現(xiàn)型與基因型之間沒有明確的對應關(guān)系，易受環(huán)境等因素的影響。前人對棉花產(chǎn)量和早熟性狀的相關(guān)研究多集中于陸地棉，對海島棉的相關(guān)研究較少[3]。承泓良等[4]研究認為早熟性與產(chǎn)量之間的相關(guān)關(guān)系同早熟性與品質(zhì)性狀之間的相關(guān)關(guān)系相似，用物候期性狀表示的早熟性與產(chǎn)量之間呈正相關(guān)關(guān)系，即生育期越長，產(chǎn)量越高，反之產(chǎn)量越低。孔杰等[5]研究表明，海島棉品系的F1、F2在出苗、現(xiàn)蕾期和初絮期早熟性狀均比中親值提前，產(chǎn)量及其組分均有一定中親優(yōu)勢，籽棉產(chǎn)量優(yōu)勢最高，單鈴重、衣分、衣指與現(xiàn)蕾期和初絮期均呈顯著或極顯著正相關(guān)，初絮期對霜前皮棉產(chǎn)量影響顯著，單鈴重、衣分等與初絮期均呈顯著或極顯著正相關(guān)。龔平等[6]研究表明，海島棉衣分與始花期、盛花期、吐絮期呈極顯著正相關(guān)，單株有效鈴除始蕾期外均與生育期性狀呈極顯著負相關(guān)，鈴重與各生育期性狀相關(guān)系數(shù)不顯著。本文以產(chǎn)量和早熟性狀相差較大的2個海島棉品種新海3號和吉扎82雜交的F2∶3家系為試驗材料，通過典型相關(guān)和通徑分析，對海島棉纖維產(chǎn)量和早熟性狀間的相關(guān)性進行研究，以期為海島棉早熟優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)新品種選育提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

利用早熟性和產(chǎn)量性狀相差較大的海島棉品種新海3號與吉扎82雜交獲得F0代種子。到海南南繁加代，收獲F1植株的自交種子；第2年種植得F2群體，從中隨機抽取181株構(gòu)成作圖群體；第3年種植獲得181個F2∶3家系。以181個F2∶3家系為材料，進行早熟與產(chǎn)量性狀的測定。

1.2 實驗設(shè)計

試驗于2016年在庫爾勒石河子大學育種試驗站進行。每個家系播種2行，行長3 m，株距10 cm，重復2次，栽培管理同大田。

1.3 調(diào)查項目及方法

出苗后調(diào)查親本及各家系的出苗期、開花期、吐絮期和生育期，打頂后調(diào)查果枝始節(jié)。收獲時每個家系選取中部有代表性的10個單株，考察單株鈴數(shù)。脫絨后計算單株籽棉產(chǎn)量和皮棉產(chǎn)量，室內(nèi)考種測定單鈴重、衣分、籽指、衣指等產(chǎn)量性狀[7-8]。

早熟性狀：果枝始節(jié)(x1)、苗蕾期(x2)、花鈴期(x3)、吐絮期(x4)、生育期(x5)。

產(chǎn)量性狀：霜前單株籽棉產(chǎn)量(y1)、霜前單株皮棉產(chǎn)量(y2)、衣分(y3)、單鈴重(y4)、籽指(y5)、衣指(y6)、單株鈴數(shù)(y7)。

1.4 統(tǒng)計分析

根據(jù)產(chǎn)量和早熟性狀的測定結(jié)果，對產(chǎn)量性狀組和早熟性狀組進行典型相關(guān)和通徑分析，試驗數(shù)據(jù)為各性狀的平均數(shù)據(jù)。采用SPSS 19.0軟件對F2∶3家系的各早熟性相關(guān)性狀和產(chǎn)量性狀進行統(tǒng)計分析，將各性狀數(shù)據(jù)用頻數(shù)分布進行分組，制作頻率分布直方圖，并進行性狀間的相關(guān)分析，闡明各性狀間的相關(guān)關(guān)系。

2 結(jié)果與分析

2.1 F2∶3家系早熟性和產(chǎn)量性狀的表型分析

用SPSS對F2∶3家系的早熟性狀及產(chǎn)量性狀進行方差分析，結(jié)果見表1。變異系數(shù)(Coefficient of variation，CV)為2.04%～28.01%，平均12.92%。變異系數(shù)最低的性狀是生育期，最高的是果枝始節(jié)。單株鈴數(shù)、單株籽棉產(chǎn)量、單株皮棉產(chǎn)量、果枝始節(jié)等性狀的變異系數(shù)較大，表現(xiàn)不穩(wěn)定；F2∶3家系單株鈴數(shù)為5.8～16.9，平均10.5個；單株籽棉產(chǎn)量為10.1～38.7 g，平均22.1 g；果枝始節(jié)為1.3～6.3節(jié)，平均3.8節(jié)；衣分、苗蕾期、花鈴期、生育期等性狀的變異系數(shù)較小，相對較穩(wěn)定。衣分為33.0%～41.0%，平均值37.0%；苗蕾期為52.0～64.0 d，平均值為56.0 d；花鈴期為65.0～80.0 d，平均值為73.0 d；生育期為123.0～137.0 d，平均值128.2 d。

F2∶3家系的早熟性相關(guān)性狀中，花鈴期、生育期偏離正態(tài)分布，P=(Wa

BN，單株鈴數(shù)；LP，衣分；BW，單鈴重；SI，籽指；LI，衣指；SYPP，單株籽棉產(chǎn)量；LYPP，單株皮棉產(chǎn)量；NFFB，果枝始節(jié)；MLP，苗蕾期；DFF，花鈴期；BOS，吐絮期；GD，生育期。表3、表4和表8同。
BN， Boll number per plant; LP， Lint percent; BW， Weight of single boll; SI， Seed index; LI， Lint index; SYPP， Seed yield per plant; LYPP， Lint yield per plant. NFFB， The nod of first fruiting branch; MLP， Miaolei period; DFF， The days of flowering; BOS， The days of open boll; GD， Growth durations. The same as table 3， 4 and 8.

2.2 海島棉產(chǎn)量性狀的相關(guān)性

利用SPSS 19.0統(tǒng)計軟件分析了海島棉各產(chǎn)量性狀之間的相關(guān)關(guān)系。結(jié)果顯示：單株籽棉產(chǎn)量與單株鈴數(shù)呈極顯著正相關(guān)，與單鈴重呈顯著正相關(guān)；單株皮棉產(chǎn)量與單株籽棉產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)達0.987，與衣分、單株鈴數(shù)均呈極顯著正相關(guān)，與單鈴重呈顯著正相關(guān)；衣分與衣指呈極顯著正相關(guān)，與籽指呈極顯著負相關(guān)；單株鈴數(shù)和單鈴重與衣指分別呈顯著和極顯著正相關(guān)，與籽指均呈顯著正相關(guān)；籽指與衣指呈極顯著正相關(guān)。

從產(chǎn)量性狀間的相關(guān)系數(shù)可以看出，大多數(shù)產(chǎn)量性狀間均存在不同程度的正相關(guān)。但衣分與籽指呈極顯著負相關(guān)，單純地增加衣分可能會導致種子變小，從而影響棉花出苗及前期的生長。而增加衣指有助于提高衣分而不降低籽指。因此，為了提高皮棉產(chǎn)量，育種中應加強對單株鈴數(shù)、單鈴重、衣分和衣指的選擇，單株鈴數(shù)與單鈴重呈不顯著負相關(guān)，這對于海島棉產(chǎn)量性狀的選擇較為有利。

2.3 海島棉早熟性狀的相關(guān)性

用簡單相關(guān)分析了海島棉各早熟性狀之間的相關(guān)關(guān)系。結(jié)果顯示：果枝始節(jié)與苗蕾期、生育期的天數(shù)均呈極顯著正相關(guān)，表明隨著品種果枝始節(jié)的降低，苗蕾期的時間縮短，導致生育期縮短，早熟性表現(xiàn)好。因此，果枝始節(jié)可作為判斷品種早熟性的一個指標，但在早熟棉的選育中，果枝節(jié)位不宜過低，否則會使現(xiàn)蕾、開花過早，往往后期早衰，造成產(chǎn)量和品質(zhì)降低；果枝始節(jié)的選擇不宜過低或過高，這樣才有助于早熟和高產(chǎn)的協(xié)調(diào)。生育期與果枝始節(jié)、苗蕾期、花鈴期均呈極顯著正相關(guān)，與吐絮期呈極顯著負相關(guān)。

棉花早熟性是復合性狀，海島棉的早熟性可以從現(xiàn)蕾、開花期的早晚來判斷?，F(xiàn)蕾、開花越早，表明品種的早熟性越好。果枝始節(jié)、果枝高度在品種間的變幅較大，在相關(guān)研究中，它們與生育期呈極顯著正相關(guān)，表明降低果枝始節(jié)和果枝高度可提高早熟性， 可以指導早熟性目標性狀更加明確地選擇， 提高育種效率。

2.4 海島棉早熟與產(chǎn)量性狀之間的典型相關(guān)性

A，果枝始節(jié)；B，苗蕾期；C，花鈴期；D，吐絮期；E，生育期。A， The nod of first fruiting branch; B， Miaolei period; C， The days of flowering; D， The days of open boll; E， Growth durations.

早熟性狀組的典型變量U1=0.170x1-0.335x2-0.405x3-0.578x4+0.673x5，產(chǎn)量性狀組的典型變量V1=4.251y1-5.646y2+1.082y3+0.369y4+0.275y5-0.205y6+0.564y7，U1與V1的相關(guān)系數(shù)為0.548，達極顯著水平，能解釋這兩組性狀相關(guān)信息總量的79.5%，主要反映了吐絮期、生育期與單株籽棉產(chǎn)量、單株皮棉產(chǎn)量、單株鈴數(shù)、衣分之間的相關(guān)信息。進一步分析可知：早熟性狀指標的典型變量x5(生育期)的系數(shù)(0.673)絕對值最大，表明早熟性狀的典型變量主要由x5(生育期)決定；產(chǎn)量性狀指標的第一典型變量y2(單株皮棉產(chǎn)量)的系數(shù)(-5.646)絕對值最大，說明產(chǎn)量性狀的典型變量主要由單株皮棉產(chǎn)量決定。果枝始節(jié)(x1)、苗蕾期(x2)、花鈴期(x3)、吐絮期(x4)、生育期(x5)與早熟組典型變量間的相關(guān)系數(shù)分別為-0.404、-0.506、-0.235、0.961、-0.951，霜前單株籽棉產(chǎn)量(y1)、霜前單株皮棉產(chǎn)量(y2)、衣分(y3)、單鈴重(y4)、籽指(y5)、衣指(y6)、單株鈴數(shù)(y7)與產(chǎn)量組典型變量間的相關(guān)系數(shù)分別為0.793、0.782、0.096、-0.200、-0.314、-0.107、0.141。由此可知，生育期縮短，會造成單鈴重、籽指、衣指的下降，而且過短的生育期會造成營養(yǎng)生長不足、光合產(chǎn)量下降，導致棉花早衰，對后期的產(chǎn)量和品質(zhì)產(chǎn)生負面的影響。因此在育種實踐中，應協(xié)調(diào)好早熟和產(chǎn)量的關(guān)系，適當縮短生育期，提高海島棉早熟性，增加霜前花產(chǎn)量，同時防止早衰，以獲得海島棉的早熟與高產(chǎn)。

A， 單株鈴數(shù)；B， 單株皮棉產(chǎn)量；C， 單株籽棉產(chǎn)量；D， 單鈴重；E， 衣分；F， 籽指；G， 衣指。A， Boll number per plant; B， Lint yield per plant; C， Seed yield per plant; D， Weight of single boll; E， Lint percent; F， Seed index; G， Lint index.

表3 F2∶3家系產(chǎn)量性狀間的相關(guān)分析Table 3 Correlation analysis of the yield traits in F2∶3 families

表4 F2∶3家系早熟性狀的相關(guān)性分析Table 4 Correlation analysis of the earliness traits in F2∶3 families

2.5 早熟性狀對單株皮棉產(chǎn)量的通徑分析

由通徑系數(shù)(表5)可看出，果枝始節(jié)、苗蕾期、花鈴期、吐絮期和生育期對單株皮棉產(chǎn)量的直接作用分別是0.059、0.440、0.189、0.506、0.255，直接通徑系數(shù)均為正值，表明5個早熟性狀對單株皮棉產(chǎn)量均有直接的正向作用，說明早熟性狀達到最優(yōu)化時可以提高產(chǎn)量。間接通徑系數(shù)分析表明(表5)：果枝始節(jié)對單株皮棉產(chǎn)量的直接正效應較弱，花鈴期、吐絮期對單株皮棉產(chǎn)量的間接通徑系數(shù)均為負值，但通過其他早熟性狀的間接正向作用，不僅抵消了其負向作用，還增加了正向效應，最終凈效應值大于直接通徑系數(shù)；苗蕾期對單株皮棉產(chǎn)量的直接正向效應較強，但花鈴期、吐絮期的負向效應減弱了其正向作用；花鈴期和吐絮期對單株皮棉產(chǎn)量均有直接的正向作用，但因為其他性狀對單株皮棉產(chǎn)量的間接負向作用，最終凈效應值為負；吐絮期對單株皮棉產(chǎn)量的間接負向作用導致生育期的直接正向作用大大減弱。從5個早熟性狀對單株皮棉產(chǎn)量的凈效應值可知，對單株皮棉產(chǎn)量的正向效應依次是苗蕾期、果枝始節(jié)和生育期。線性回歸方程為：

表5 早熟性狀對單株皮棉產(chǎn)量的通徑分析Table 5 Yield traits on path coefficient by lint yield

y=-23.911+0.060x1+0.151x2+0.061x3+0.172x4+0.098x5。

3 討論

早熟棉育種的目的是在一定生態(tài)與耕作條件下，獲得更高的產(chǎn)量。棉花早熟和產(chǎn)量之間往往存在顯著的負相關(guān)，究其原因，有基因間的連鎖，有一因多效，也有兩者的共同作用[7-8]。目前的育種手段難以完全克服這種負相關(guān)性，采用常規(guī)育種與分子輔助育種相結(jié)合，從根本上協(xié)調(diào)早熟與產(chǎn)量的負相關(guān)，是我國棉花育種的新途徑之一[9]。本研究通過對海島棉產(chǎn)量性狀與早熟性狀的典型相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)，若生育期過短，會造成單鈴重、籽指、衣指下降，對海島棉的產(chǎn)量和質(zhì)量產(chǎn)生一定的影響。因此，要找到最優(yōu)相關(guān)值，適當縮短生育期，提高海島棉早熟性，同時防止早衰，以獲得海島棉的早熟高產(chǎn)。

各性狀間的相關(guān)性說明其相互有制約和促進關(guān)系，對一個影響因子進行選擇時，應綜合考慮各因子內(nèi)的性狀，這樣可能會提高育種效果。在海島棉早熟、優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)育種中，應注意協(xié)調(diào)好生育期、吐絮期與單株籽棉產(chǎn)量、單株皮棉產(chǎn)量、單株鈴數(shù)、單鈴重等性狀之間的關(guān)系，協(xié)調(diào)好早熟性與產(chǎn)量性狀之間的關(guān)系，以達到海島棉早熟高產(chǎn)的協(xié)調(diào)改良，這是新疆海島棉育種的關(guān)鍵。研究表明，通過多品種互交、修飾性回交等方法可以打破性狀間的連鎖，使各性狀得到同步改良，并且取得了顯著成效[10-13]。由于基因連鎖和多效性等因素的影響，棉花產(chǎn)量性狀、生育期及各產(chǎn)量性狀與早熟性狀間均存在一定的相關(guān)性[14]。在育種過程中，對某一性狀的選擇會直接或間接地影響到其他性狀的表現(xiàn)。所以，近年來逐漸采用遠源雜交、誘變育種、航天育種、分子標記、基因工程等新興技術(shù)與常規(guī)育種相結(jié)合，利用分子育種技術(shù)來打破這種不利連鎖，為棉花育種開拓新的途徑。