新疆农业科学 ›› 2022, Vol. 59 ›› Issue (2): 310-319.DOI: 10.6048/j.issn.1001-4330.2022.02.006
• 作物遗传育种·分子遗传学·耕作栽培·种质资源 • 上一篇 下一篇
收稿日期:
2021-05-12
出版日期:
2022-02-20
发布日期:
2022-03-22
通信作者:
师维军
作者简介:
杨延龙(1989-),男,甘肃永昌人,助理研究员,硕士,研究方向为棉花种质资源,(E-mail) yangyl0629@163.com
基金资助:
YANG Yanlong(), MA Jun, SHI Weijun()
Received:
2021-05-12
Online:
2022-02-20
Published:
2022-03-22
Correspondence author:
SHI Weijun
Supported by:
摘要:
【目的】 研究我国新疆棉花种质资源遗传基础,丰富棉花种质资源多样性。【方法】 采用田间性状观测、室内考种方法,分析及综合评价来源于塔吉克斯坦和吉尔吉斯斯坦的92份陆地棉种质资源进行表型性状的遗传多样性。【结果】 92份陆地棉种质在质量性状和数量性状上均表现出不同程度的遗传多样性,质量性状遗传多样性在植株、主茎、叶、花、铃等不同部位表现不同。25个质量性状中有13 个性状的变异系数和多样性指数均为 0,其余12个质量性状的平均变异系数为18.28%,平均遗传多样性指数为0.45;6个数量性状的变异系数为2.94%~10.44%,平均为6.80%,多样性指数为2.58~4.52,平均为3.86。在遗传距离为2.5处,所有材料被分成6个类群,各类群性状特征差异明显。各性状间表现出较为复杂的相关关系,反映了同步改良棉花关键性状指标的难度;主成分分析将 6个性状简化为4个主成分,累计贡献率达85.79%,各主成分反映生育期、株高等生物学特征与单铃重、衣分等产量相关的经济性状之间的相互关系,各性状协同配合有利于各性状的同步提高。【结论】 92份陆地棉种质遗传多样性丰富,数量性状的多样性指数大于质量性状,材料的聚类结果与其来源地和原产地没有必然的联系。
中图分类号:
杨延龙, 马君, 师维军. 引进陆地棉种质资源表型性状遗传多样性分析[J]. 新疆农业科学, 2022, 59(2): 310-319.
YANG Yanlong, MA Jun, SHI Weijun. Analysis of Genetic Diversity of Phenotypic Characters of Upland Cotton Germplasm Resources Imported[J]. Xinjiang Agricultural Sciences, 2022, 59(2): 310-319.
收集地 Collection place | 材料名称 Material name | 原产地 Place of origin |
---|---|---|
塔吉克斯坦 Tajikistan | 13TJ171、13TJ174、13TJ175、13TJ176、13TJ177、13TJ178、13TJ180、13TJ181、13TJ183、13TJ189、13TJ190、13TJ191、13TJ194、13TJ195、13TJ196、13TJ197、13TJ201、13TJ202、13TJ203、13TJ226、13TJ229、13TJ230、13TJ231、13TJ234、13TJ235、13TJ236、13TJ237、13TJ238、13TJ239、13TJ240、13TJ242、13TJ243、13TJ244、13TJ246、13TJ247、13TJ248、13TJ249、13TJ250、13TJ251、13TJ252、13TJ253、13TJ254、13TJ255、13TJ257、13TJ259、13TJ261、13TJ262、13TJ263、13TJ265、13TJ266、13TJ267、13TJ269、13TJ270、13TJ271、12TJ24、12TJ1、12TJ2、12TJ3、12TJ4、12TJ13、12TJ14、12TJ15、12TJ18、12TJ19、12TJ20、12TJ21、12TJ25、 | 塔吉克斯坦 |
12TJ11 | 巴西 | |
12TJ6 | 波兰 | |
12TJ9 | 美国 | |
吉尔吉斯斯坦 Kyrgyzstan | срлор、караш、караш3、караш5、караш6、13吉引-1、13吉引-2、13吉引-3、13吉引-4、13吉引-5、13吉引-6、13吉引-7、13吉引-8、13吉引-9、吉引抗逆棉-1、吉引抗逆棉-2、吉引抗逆棉-3、吉引奥什州棉 | 吉尔吉斯斯坦 |
乌兹别克棉 | 乌兹别克斯坦 | |
塔吉克棉-1、塔吉克棉-2、 | 塔吉克斯坦 | |
土耳其棉 | 土耳其 |
表1 材料及来源
Table 1 The materials and their sources
收集地 Collection place | 材料名称 Material name | 原产地 Place of origin |
---|---|---|
塔吉克斯坦 Tajikistan | 13TJ171、13TJ174、13TJ175、13TJ176、13TJ177、13TJ178、13TJ180、13TJ181、13TJ183、13TJ189、13TJ190、13TJ191、13TJ194、13TJ195、13TJ196、13TJ197、13TJ201、13TJ202、13TJ203、13TJ226、13TJ229、13TJ230、13TJ231、13TJ234、13TJ235、13TJ236、13TJ237、13TJ238、13TJ239、13TJ240、13TJ242、13TJ243、13TJ244、13TJ246、13TJ247、13TJ248、13TJ249、13TJ250、13TJ251、13TJ252、13TJ253、13TJ254、13TJ255、13TJ257、13TJ259、13TJ261、13TJ262、13TJ263、13TJ265、13TJ266、13TJ267、13TJ269、13TJ270、13TJ271、12TJ24、12TJ1、12TJ2、12TJ3、12TJ4、12TJ13、12TJ14、12TJ15、12TJ18、12TJ19、12TJ20、12TJ21、12TJ25、 | 塔吉克斯坦 |
12TJ11 | 巴西 | |
12TJ6 | 波兰 | |
12TJ9 | 美国 | |
吉尔吉斯斯坦 Kyrgyzstan | срлор、караш、караш3、караш5、караш6、13吉引-1、13吉引-2、13吉引-3、13吉引-4、13吉引-5、13吉引-6、13吉引-7、13吉引-8、13吉引-9、吉引抗逆棉-1、吉引抗逆棉-2、吉引抗逆棉-3、吉引奥什州棉 | 吉尔吉斯斯坦 |
乌兹别克棉 | 乌兹别克斯坦 | |
塔吉克棉-1、塔吉克棉-2、 | 塔吉克斯坦 | |
土耳其棉 | 土耳其 |
质量形状 Qualitative traits | 平均值 Mean | 最大值 Maximum | 最小值 Maximum | 极差 Range | 标准差 SD | 变异系数 CV(%) | 多样性指数 H |
---|---|---|---|---|---|---|---|
株型Plant type | 1.07 | 2 | 1 | 1 | 0.25 | 23.31 | 0.24 |
植株色素腺体Plant pigment gland | 9 | 9 | 9 | 0 | 0 | 0 | 0 |
果枝类型Fruit branch type | 4.13 | 5 | 3 | 2 | 1 | 24.14 | 0.68 |
茎色Stem color | 2 | 2 | 2 | 0 | 0 | 0 | 0 |
主茎硬度Stem hardness | 2.11 | 3 | 2 | 1 | 0.31 | 14.84 | 0.34 |
茎毛多少Stem pubescence amount | 5.76 | 7 | 3 | 4 | 1.06 | 18.44 | 0.77 |
叶片形状Leaf shape | 2 | 2 | 2 | 0 | 0 | 0 | 0 |
叶片颜色Leaf color | 3.08 | 4 | 2 | 2 | 0.54 | 17.53 | 0.80 |
叶蜜腺Leaf nectary | 9 | 9 | 9 | 0 | 0 | 0 | 0 |
叶基斑Leaf base spot | 9 | 9 | 9 | 0 | 0 | 0 | 0 |
苞叶形状Bract shape | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 |
苞外蜜腺Nectary outside bract | 9 | 9 | 9 | 0 | 0 | 0 | 0 |
花冠色Corolla color | 1.01 | 2 | 1 | 1 | 0.1 | 10.31 | 0.06 |
花粉色Pollen color | 1.05 | 2 | 1 | 1 | 0.23 | 21.62 | 0.21 |
花基斑Flower base spot | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 |
柱头高度Stigma height | 3.11 | 5 | 1 | 4 | 0.75 | 24.06 | 0.49 |
铃着生方式Boll growth pattern | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 |
铃色Boll color | 2 | 2 | 2 | 0 | 0 | 0 | 0 |
铃形Boll shape | 2.13 | 4 | 1 | 3 | 0.42 | 19.95 | 0.55 |
吐絮程度Degree of spitting | 6.09 | 7 | 5 | 2 | 1 | 16.46 | 0.69 |
短绒着生情况Seed lint growth | 6.98 | 7 | 5 | 2 | 0.21 | 2.99 | 0.06 |
短绒颜色Seed lint color | 2.15 | 6 | 1 | 5 | 0.55 | 25.71 | 0.55 |
种仁色素腺体Seed pigment gland | 9 | 9 | 9 | 0 | 0 | 0 | 0 |
纤维有无Fiber | 9 | 9 | 9 | 0 | 0 | 0 | 0 |
纤维颜色Fiber color | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 |
表2 质量性状遗传多样性
Table 2 The basic statistical analysis of genetic diversity of qualitative traits
质量形状 Qualitative traits | 平均值 Mean | 最大值 Maximum | 最小值 Maximum | 极差 Range | 标准差 SD | 变异系数 CV(%) | 多样性指数 H |
---|---|---|---|---|---|---|---|
株型Plant type | 1.07 | 2 | 1 | 1 | 0.25 | 23.31 | 0.24 |
植株色素腺体Plant pigment gland | 9 | 9 | 9 | 0 | 0 | 0 | 0 |
果枝类型Fruit branch type | 4.13 | 5 | 3 | 2 | 1 | 24.14 | 0.68 |
茎色Stem color | 2 | 2 | 2 | 0 | 0 | 0 | 0 |
主茎硬度Stem hardness | 2.11 | 3 | 2 | 1 | 0.31 | 14.84 | 0.34 |
茎毛多少Stem pubescence amount | 5.76 | 7 | 3 | 4 | 1.06 | 18.44 | 0.77 |
叶片形状Leaf shape | 2 | 2 | 2 | 0 | 0 | 0 | 0 |
叶片颜色Leaf color | 3.08 | 4 | 2 | 2 | 0.54 | 17.53 | 0.80 |
叶蜜腺Leaf nectary | 9 | 9 | 9 | 0 | 0 | 0 | 0 |
叶基斑Leaf base spot | 9 | 9 | 9 | 0 | 0 | 0 | 0 |
苞叶形状Bract shape | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 |
苞外蜜腺Nectary outside bract | 9 | 9 | 9 | 0 | 0 | 0 | 0 |
花冠色Corolla color | 1.01 | 2 | 1 | 1 | 0.1 | 10.31 | 0.06 |
花粉色Pollen color | 1.05 | 2 | 1 | 1 | 0.23 | 21.62 | 0.21 |
花基斑Flower base spot | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 |
柱头高度Stigma height | 3.11 | 5 | 1 | 4 | 0.75 | 24.06 | 0.49 |
铃着生方式Boll growth pattern | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 |
铃色Boll color | 2 | 2 | 2 | 0 | 0 | 0 | 0 |
铃形Boll shape | 2.13 | 4 | 1 | 3 | 0.42 | 19.95 | 0.55 |
吐絮程度Degree of spitting | 6.09 | 7 | 5 | 2 | 1 | 16.46 | 0.69 |
短绒着生情况Seed lint growth | 6.98 | 7 | 5 | 2 | 0.21 | 2.99 | 0.06 |
短绒颜色Seed lint color | 2.15 | 6 | 1 | 5 | 0.55 | 25.71 | 0.55 |
种仁色素腺体Seed pigment gland | 9 | 9 | 9 | 0 | 0 | 0 | 0 |
纤维有无Fiber | 9 | 9 | 9 | 0 | 0 | 0 | 0 |
纤维颜色Fiber color | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 |
数量形状 Quantitative traits | 平均值 Mean | 最大值 Maximum | 最小值 Maximum | 极差 Range | 标准差 SD | 变异系数 CV(%) | 多样性指数 H |
---|---|---|---|---|---|---|---|
生育期Growing Period | 127.40 | 136.00 | 119.00 | 17.00 | 3.75 | 2.94 | 2.58 |
株高Plant height | 60.71 | 75.35 | 44.30 | 31.05 | 6.34 | 10.44 | 4.43 |
第一果枝节位Node of first fruit branch | 4.80 | 5.60 | 3.80 | 1.80 | 0.37 | 7.64 | 3.15 |
单铃重Boll weight | 6.28 | 7.30 | 5.01 | 2.29 | 0.49 | 7.78 | 4.52 |
衣分Lint percentage | 38.75 | 46.66 | 35.62 | 11.04 | 2.22 | 5.72 | 4.52 |
籽指 Seed index | 10.75 | 12.53 | 9.08 | 3.45 | 0.67 | 6.26 | 3.94 |
表3 数量性状遗传多样性
Table 3 The basic statistical analysis of genetic diversity of quantitative traits
数量形状 Quantitative traits | 平均值 Mean | 最大值 Maximum | 最小值 Maximum | 极差 Range | 标准差 SD | 变异系数 CV(%) | 多样性指数 H |
---|---|---|---|---|---|---|---|
生育期Growing Period | 127.40 | 136.00 | 119.00 | 17.00 | 3.75 | 2.94 | 2.58 |
株高Plant height | 60.71 | 75.35 | 44.30 | 31.05 | 6.34 | 10.44 | 4.43 |
第一果枝节位Node of first fruit branch | 4.80 | 5.60 | 3.80 | 1.80 | 0.37 | 7.64 | 3.15 |
单铃重Boll weight | 6.28 | 7.30 | 5.01 | 2.29 | 0.49 | 7.78 | 4.52 |
衣分Lint percentage | 38.75 | 46.66 | 35.62 | 11.04 | 2.22 | 5.72 | 4.52 |
籽指 Seed index | 10.75 | 12.53 | 9.08 | 3.45 | 0.67 | 6.26 | 3.94 |
类群Group | Ⅰ | Ⅱ | Ⅲ | Ⅳ | Ⅴ | Ⅵ |
---|---|---|---|---|---|---|
株型Plant type | 1 | 1 | 1.83 | 1 | 1 | 1.07 |
茎毛多少Stem pubescence amount | 6.09 | 5.24 | 4.67 | 5.88 | 5.67 | 6 |
叶片颜色Leaf color | 3 | 2.65 | 3.67 | 3.44 | 3 | 3.14 |
柱头高度Stigma height | 3.24 | 3.12 | 2.33 | 3.13 | 3.33 | 3 |
果枝类型Fruit branch type | 3.97 | 4.41 | 5 | 3.88 | 4.67 | 3.86 |
吐絮程度Degree of spitting | 6.15 | 5.59 | 6.33 | 6.5 | 5.67 | 6.14 |
生育期Growing Period(d) | 127.58 | 131.24 | 123.83 | 123.63 | 131.83 | 126.29 |
株高Plant height(cm) | 62.88 | 69.56 | 60.57 | 56.98 | 55.34 | 51.5 |
第一果枝节位(节)Node of first fruit branch | 4.69 | 4.83 | 5.27 | 4.77 | 5 | 4.79 |
单铃重Boll weight(g) | 6.29 | 6.57 | 5.94 | 5.9 | 6.69 | 6.33 |
衣分Lint percentage(%) | 37.92 | 37.71 | 44.97 | 39.43 | 39.99 | 38.01 |
籽指Seed index(g) | 10.93 | 10.99 | 10.27 | 10.35 | 10.53 | 10.79 |
表4 不同类群表型性状的平均表现
Table 4 The average performance of phenotypic traits to each group
类群Group | Ⅰ | Ⅱ | Ⅲ | Ⅳ | Ⅴ | Ⅵ |
---|---|---|---|---|---|---|
株型Plant type | 1 | 1 | 1.83 | 1 | 1 | 1.07 |
茎毛多少Stem pubescence amount | 6.09 | 5.24 | 4.67 | 5.88 | 5.67 | 6 |
叶片颜色Leaf color | 3 | 2.65 | 3.67 | 3.44 | 3 | 3.14 |
柱头高度Stigma height | 3.24 | 3.12 | 2.33 | 3.13 | 3.33 | 3 |
果枝类型Fruit branch type | 3.97 | 4.41 | 5 | 3.88 | 4.67 | 3.86 |
吐絮程度Degree of spitting | 6.15 | 5.59 | 6.33 | 6.5 | 5.67 | 6.14 |
生育期Growing Period(d) | 127.58 | 131.24 | 123.83 | 123.63 | 131.83 | 126.29 |
株高Plant height(cm) | 62.88 | 69.56 | 60.57 | 56.98 | 55.34 | 51.5 |
第一果枝节位(节)Node of first fruit branch | 4.69 | 4.83 | 5.27 | 4.77 | 5 | 4.79 |
单铃重Boll weight(g) | 6.29 | 6.57 | 5.94 | 5.9 | 6.69 | 6.33 |
衣分Lint percentage(%) | 37.92 | 37.71 | 44.97 | 39.43 | 39.99 | 38.01 |
籽指Seed index(g) | 10.93 | 10.99 | 10.27 | 10.35 | 10.53 | 10.79 |
数量性状 Quantitative traits | 生育期 Growing Period | 株高 Plant height | 第一果枝节位 Node of first fruit branch | 单铃重 Boll weight | 衣分 Lint percentage | 籽指 Seed index |
---|---|---|---|---|---|---|
生育期Growing Period | 1 | |||||
株高Plant height | 0.362 ** | 1 | ||||
第一果枝节位 Node of first fruit branch | -0.124 | -0.044 | 1 | |||
单铃重Boll weight | 0.626 ** | 0.131 | 0.043 | 1 | ||
衣分Lint percentage | -0.252 * | -0.13 | 0.276 ** | -0.288 ** | 1 | |
籽指 Seed index | 0.258 * | 0.171 | -0.009 | 0.355 ** | -0.353 ** | 1 |
表5 数量性状的相关性
Table 5 Correlation analysis of quantitative traits
数量性状 Quantitative traits | 生育期 Growing Period | 株高 Plant height | 第一果枝节位 Node of first fruit branch | 单铃重 Boll weight | 衣分 Lint percentage | 籽指 Seed index |
---|---|---|---|---|---|---|
生育期Growing Period | 1 | |||||
株高Plant height | 0.362 ** | 1 | ||||
第一果枝节位 Node of first fruit branch | -0.124 | -0.044 | 1 | |||
单铃重Boll weight | 0.626 ** | 0.131 | 0.043 | 1 | ||
衣分Lint percentage | -0.252 * | -0.13 | 0.276 ** | -0.288 ** | 1 | |
籽指 Seed index | 0.258 * | 0.171 | -0.009 | 0.355 ** | -0.353 ** | 1 |
数量性状 Quantitative traits | 因子1 Factor 1 | 因子2 Factor 2 | 因子3 Factor 3 | 因子4 Factor 4 |
---|---|---|---|---|
生育期 Growing Period | 0.53 | 0.18 | 0.26 | -0.4 |
株高 Plant height | 0.31 | 0.11 | 0.75 | 0.5 |
第一果枝节位 Node of first fruit branch | -0.14 | 0.81 | -0.23 | 0.26 |
单铃重 Boll weight | 0.51 | 0.30 | -0.2 | -0.42 |
衣分 Lint percentage | -0.41 | 0.46 | 0.29 | -0.19 |
籽指 Seed index | 0.42 | 0.04 | -0.43 | 0.55 |
特征值 Characteristic value | 2.24 | 1.14 | 0.95 | 0.82 |
贡献率 Contribution rate (%) | 37.37 | 18.97 | 15.86 | 13.59 |
累计百分率 Accumulative contribution rate (%) | 37.37 | 56.34 | 72.2 | 85.79 |
表6 数量性状的主成分
Table 6 Principal component analysis of quantitative traits
数量性状 Quantitative traits | 因子1 Factor 1 | 因子2 Factor 2 | 因子3 Factor 3 | 因子4 Factor 4 |
---|---|---|---|---|
生育期 Growing Period | 0.53 | 0.18 | 0.26 | -0.4 |
株高 Plant height | 0.31 | 0.11 | 0.75 | 0.5 |
第一果枝节位 Node of first fruit branch | -0.14 | 0.81 | -0.23 | 0.26 |
单铃重 Boll weight | 0.51 | 0.30 | -0.2 | -0.42 |
衣分 Lint percentage | -0.41 | 0.46 | 0.29 | -0.19 |
籽指 Seed index | 0.42 | 0.04 | -0.43 | 0.55 |
特征值 Characteristic value | 2.24 | 1.14 | 0.95 | 0.82 |
贡献率 Contribution rate (%) | 37.37 | 18.97 | 15.86 | 13.59 |
累计百分率 Accumulative contribution rate (%) | 37.37 | 56.34 | 72.2 | 85.79 |
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