棉花品種改良成果探討范文

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棉花品種的遺傳改良對(duì)棉花產(chǎn)量與品質(zhì)提高具有重要的促進(jìn)作用［1］。安徽省是產(chǎn)棉大省，生產(chǎn)上種植的棉花品種長(zhǎng)期依賴引進(jìn)［2］，直到1986年才首次審定棉花品種。截至2010年，安徽省農(nóng)作物品種審定委員會(huì)共審定了103個(gè)棉花品種（雜交種），審定的品種適應(yīng)性強(qiáng)、豐產(chǎn)性好，較好地滿足了棉花生產(chǎn)對(duì)優(yōu)良品種的需求。本文通過對(duì)安徽省審定棉花品種的產(chǎn)量、品質(zhì)和抗病性進(jìn)行分析，總結(jié)安徽省棉花品種遺傳改良的主要成效，為明確棉花品種遺傳改良的主攻方向和制定育種目標(biāo)提供依據(jù)。

1材料與方法

1．1材料收集、整理了從1986年到2010年安徽省農(nóng)作物品種審定委員會(huì)審定的103個(gè)棉花品種（雜交種。以下未特別說明，品種數(shù)據(jù)均包含雜交種）的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。品種性狀均以安徽省農(nóng)業(yè)委員會(huì)的品種審定公告描述的數(shù)據(jù)為準(zhǔn)［3］；對(duì)于品種審定公告未涉及的性狀指標(biāo)，采用安徽省棉花品種區(qū)域試驗(yàn)匯總數(shù)據(jù)和文獻(xiàn)［2］記載的數(shù)據(jù)。

1．2研究方法對(duì)品種性狀進(jìn)行分析時(shí)，均不統(tǒng)計(jì)短季棉和彩色棉等特殊類型品種，僅對(duì)其中96個(gè)中熟春棉品種的性狀進(jìn)行分析。品種抗病性分析采用1997—2010年審定的具備完整抗性鑒定結(jié)果的82個(gè)品種的抗病性數(shù)據(jù)。纖維品質(zhì)指標(biāo)統(tǒng)一轉(zhuǎn)換成HVICC校準(zhǔn)值，品質(zhì)分級(jí)按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB1103－1999《棉花（細(xì)絨棉）》劃分；對(duì)枯萎病和黃萎病的抗性，根據(jù)相對(duì)病情指數(shù)，參照文獻(xiàn)［4］的方法劃分抗性類型。采用Excel整理棉花品種性狀數(shù)據(jù)，并作統(tǒng)計(jì)圖，采用SAS軟件GLM模塊進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2結(jié)果與分析

2．1產(chǎn)量性狀的遺傳改良

2．1．1育成品種產(chǎn)量分析。1986—2010年安徽省審定棉花新品種103個(gè)，其中常規(guī)品種33個(gè)，雜交種（組合）70個(gè)。25年平均每年審定棉花新品種4．1個(gè)，“七五”（1986—1990年）期間年均審定新品種0．8個(gè)，“十一五”（2006—2010年）期間增加到10．8個(gè)。育成的96個(gè)中熟春棉品種的皮棉產(chǎn)量主要分布在1300～1700kg•hm－2，其中皮棉產(chǎn)量在1500～1600kg•hm－2的品種占31．82％，總體平均皮棉產(chǎn)量為1341．03kg•hm－2。新育成品種的產(chǎn)量水平不斷提高，但產(chǎn)量提高的速度有所減緩，呈對(duì)數(shù)型增長(zhǎng)趨勢(shì)（圖1）。對(duì)不同時(shí)間段（x）育成品•18•種的平均皮棉產(chǎn)量（y）進(jìn)行對(duì)數(shù)型回歸擬合，得到回歸方程式為：y＝300．2127ln（x）＋1053．5748回歸方程決定系數(shù)r2＝0．9857，擬合程度好。“七五”期間育成品種的平均皮棉產(chǎn)量為1050．60kg•hm－2，到“十一五”期間育成品種平均皮棉產(chǎn)量增加到1559．96kg•hm－2。25年平均每年增產(chǎn)皮棉20．37kg•hm－2；不同時(shí)期審定品種在區(qū)域試驗(yàn)中皮棉產(chǎn)量平均比對(duì)照增產(chǎn)幅度在4．45％～11．31％，平均增產(chǎn)7．87％。根據(jù)回歸方程式（1）進(jìn)行預(yù)測(cè)，“十二五”期間（2011—2015年）安徽省育成棉花品種平均皮棉產(chǎn)量為1591．48kg•hm－2，將達(dá)到“七五”期間平均產(chǎn)量的1．5倍。

2．1．2育成品種性狀分析。安徽省1986—2010年育成棉花品種的鈴重分布范圍在4．5～6．6g，其中鈴重5．0～6．0g的品種占育成品種數(shù)的71．88％，鈴重在6．0g以上的大鈴品種占11．46％。衣分變化范圍在36．75％～43．39％，呈單峰曲線分布，主體集中在40．0％～42．0％，占育成品種數(shù)的61．46％。育成品種的產(chǎn)量性狀及生育性狀變化趨勢(shì)分析表明（表1），從“七五”到“十一五”期間，育成品種的子指和株高性狀變化不顯著；鈴重顯著增大，衣分、衣指提高，生育期顯著縮短，霜前花率顯著增加，早熟性得到改善。對(duì)不同類型品種的綜合比較中可以看出（表2），安徽省育成棉花品種中雜交種的產(chǎn)量及其與對(duì)照相比的增產(chǎn)率均顯著高于常規(guī)種，雜交種的鈴重、衣分等產(chǎn)量構(gòu)成因素也顯著優(yōu)于常規(guī)種；雜交種的株高大于常規(guī)種，生育期短于常規(guī)種，說明雜交種具有長(zhǎng)勢(shì)強(qiáng)、早熟性好、成鈴集中等優(yōu)勢(shì)。

2．2品質(zhì)性狀的遺傳改良1986—2010年安徽省育成品種的纖維上半部平均長(zhǎng)度平均值為29．98mm，其主體分布在29．0～31．0mm，占育成品種數(shù)的72．04％。斷裂比強(qiáng)度平均值為30．08cN•tex－1，主體分布在29．0～31．0cN•tex－1，占育成品種數(shù)的60．87％；比強(qiáng)度≥33．0cN•tex－1的品種僅占6．52％。麥克隆值平均值為4．9，主體分布在4．7～5．1，占育成品種數(shù)的64．89％；麥克隆值≤4．9的品種占育成品種數(shù)的51．06％。不同時(shí)期安徽省育成的棉花品種纖維品質(zhì)基本穩(wěn)定，各項(xiàng)主要品質(zhì)指標(biāo)平均值變化幅度較小，但纖維品質(zhì)單項(xiàng)指標(biāo)間同步和協(xié)調(diào)性變化較大（圖2，3）。“七五”期間育成的品種平均纖維比強(qiáng)度較高，麥克隆值較低，但纖維長(zhǎng)度偏低；“八五”（1991—1995年）和“九五”（1996—2000年）期間育成的品種平均纖維長(zhǎng)度較高，但纖維比強(qiáng)度下降，麥克隆值也逐步提高。直到“十五”（2001—2005年），新育成品種的纖維長(zhǎng)度和強(qiáng)度的協(xié)調(diào)性得到改善，但纖維麥克隆值偏高的問題也日顯突出。進(jìn)一步分析表明，安徽省育成的棉花雜交種平均纖維上半部平均長(zhǎng)度29．92mm、斷裂比強(qiáng)度30．14cN•tex－1，常規(guī)種纖維平均長(zhǎng)度30．15mm、斷裂比強(qiáng)度29．92cN•tex－1，兩項(xiàng)指標(biāo)差異不顯著；但雜交種平均麥克隆值為4．95，顯著高于常規(guī)種的4．79。棉纖維偏短、偏粗，不能滿足棉紡織工業(yè)對(duì)原棉的需求等問題，成為影響雜交棉大面積推廣的潛在限制因素。

2．3抗性性狀的遺傳改良通過1997—2010年審定的82個(gè)棉花品種對(duì)枯萎病和黃萎病的抗性分析可以看出（表3），安徽省育成的棉花品種對(duì)枯萎病具有較好的抗（耐）性，“九五”期間育成的品種對(duì)枯萎病反應(yīng)型達(dá)到抗級(jí)以上的占61．54％，到“十五”、“十一五”期間分別下降到58．82％和34．61％；相應(yīng)地，耐枯萎病的品種所占的比例從“九五”期間的23．08％增加到“十一五”期間的61．54％。新育成品種對(duì)枯萎病的抗性呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)，值得育種工作者重視。對(duì)黃萎病的抗性水平集中在耐病的范圍（占71．95％），感黃萎病的占21．95％，缺乏高抗黃萎病類型的品種。另外，對(duì)枯萎病和黃萎病的抗性水平都達(dá)到抗或抗以上級(jí)別的兼抗型品種僅占4．88％。因此加強(qiáng)對(duì)枯萎病和黃萎病的抗性改良是棉花新品種選育需要解決的主要問題。

3結(jié)論與討論

3．1品種遺傳改良成效品種是棉花增產(chǎn)的內(nèi)因，我國(guó)每次大規(guī)模的品種換代，都使棉花單產(chǎn)提高10％以上［1，5－6］。Bridge等分析了美國(guó)密西西比州棉花品種遺傳改良的效果［7－8］，得出密西西比州在1922—1962年間棉花品種遺傳改良的年增產(chǎn)潛勢(shì)為10．2kg•hm－2；1910—1978年間為9．46kg•hm－2，美國(guó)棉花產(chǎn)量的年平均遺傳改良速度為7．0～10．4kg•hm－2。張金發(fā)等根據(jù)1950—1994年湖北省棉花品種區(qū)域試驗(yàn)資料，研究得出湖北省棉花產(chǎn)量潛力以每年7．5kg•hm－2的速度增長(zhǎng)［9］。孔繁玲、姜保功等分析認(rèn)為，1950—1994年期間我國(guó)黃淮棉區(qū)棉花品種產(chǎn)量遺傳改良的年增長(zhǎng)率為6．4kg•hm－2，纖維品質(zhì)特別是纖維強(qiáng)度性狀得到了提高，農(nóng)藝性狀也得到改善［10－12］。本研究得出安徽省新育成棉花品種平均產(chǎn)量1341．03kg•hm－2，位居全國(guó)中上等水平［2］；產(chǎn)量比對(duì)照平均增產(chǎn)7．87％，產(chǎn)量潛力以每年20．37kg•hm－2的速度增長(zhǎng)，新品種的育成對(duì)促進(jìn)全省棉花單產(chǎn)和總產(chǎn)提高有重要作用。在產(chǎn)量逐年提高的同時(shí)，品種早熟性得到改善，鈴重、衣分等產(chǎn)量構(gòu)成因素有逐年提高的趨勢(shì)。纖維品質(zhì)總體較好，各項(xiàng)主要品質(zhì)指標(biāo)變化幅度較小，品質(zhì)一致性好。纖維品質(zhì)指標(biāo)中，纖維上半部平均長(zhǎng)度和比強(qiáng)度的協(xié)調(diào)性逐步提高，但纖維比強(qiáng)度處于中等水平，缺少高強(qiáng)度的優(yōu)質(zhì)棉品種；雜交種麥克隆值偏高、纖維偏粗。新品種對(duì)枯萎病具有較好的抗（耐）性，但抗性水平呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)；對(duì)黃萎病的抗性水平集中在耐病的范圍，缺乏高抗黃萎病和對(duì)枯、黃萎病兼抗型品種。

3．2品種遺傳改良展望通過對(duì)安徽省育成棉花品種的性狀分析，根據(jù)安徽省的自然生態(tài)條件，結(jié)合棉紡織工業(yè)的現(xiàn)實(shí)需求［13］，提出安徽省棉花品種遺傳改良的主攻目標(biāo)。一是培育超高產(chǎn)棉花新品種。在品種資源創(chuàng)新的基礎(chǔ)上，同步改進(jìn)產(chǎn)量構(gòu)成要素，在選擇鈴重的基礎(chǔ)上，將單株結(jié)鈴數(shù)和衣分保持在較高的水平，以實(shí)現(xiàn)皮棉單產(chǎn)的突破。其次是培育優(yōu)質(zhì)品種。改良品質(zhì)指標(biāo)協(xié)調(diào)性，逐步解決產(chǎn)量與纖維品質(zhì)的矛盾，提高纖維比強(qiáng)度、降低麥克隆值、解決纖維偏粗等問題是安徽省棉花品種品質(zhì)遺傳改良的主要目標(biāo)。三是培育抗病品種。加強(qiáng)棉花枯、黃萎病致病機(jī)理研究，并嘗試通過生物技術(shù)，結(jié)合病圃選擇、修飾回交和輪回選擇等傳統(tǒng)方法，逐步提高新品種的抗病性，培育多抗性品種。另外，要拓展棉花育種研究領(lǐng)域，培育高品質(zhì)棉、短季棉、超短纖維棉以及彩色棉等專用（特用）型棉花新品種，以適應(yīng)棉花生產(chǎn)和棉紡織工業(yè)發(fā)展的多元化需求。