引进陆地棉种质资源表型性状遗传多样性分析

doi:10.6048/j.issn.1001-4330.2022.02.006

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

引进陆地棉种质资源表型性状遗传多样性分析

杨延龙(), 马君, 师维军()

新疆农业科学院经济作物研究所,乌鲁木齐 830091

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(1963-),男,甘肃临洮人,研究员,研究方向为棉花种质资源,(E-mail) swjun@xaas.ac.cn
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:
新疆维吾尔自治区重大专项“机采棉新品种培育及技术示范”(2021A02001-4);新疆维吾尔自治区区域协同创新专项(上海合作组织科技伙伴计划及国际科技合作计划)“中塔农业联合研究中心建设”(2018E01001)

Analysis of Genetic Diversity of Phenotypic Characters of Upland Cotton Germplasm Resources Imported

YANG Yanlong(), MA Jun, SHI Weijun()

Research Institute of Economic Crops, Xinjiang Academy of Agricultural Sciences, Urumqi 830091, China

Received:2021-05-12 Published:2022-02-20 Online:2022-03-22
Supported by:
Xinjiang Uygur Autonomous Region "Cultivation and Technology Demonstration of New Varieties of Machine-picked Cotton"(2021A02001-4);Xinjiang Uygur Autonomous Region Regional Collaborative Innovation Project(Shanghai Cooperation Organization Science and Technology Partnership Program and International Science and Technology Cooperation Program )"China-Tajikistan Joint Agricultural Research Center Construction"(2018E01001)

摘要/Abstract

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。

关键词: 陆地棉; 种质资源; 表型性状; 遗传多样性; 聚类分析

Abstract:

【Objective】 To broaden the genetic basis of Xinjiang cotton germplasm resources and enrich its diversity. 【Method】 The phenotypic characteristics of genetic diversity of 92 upland cotton germplasm resources from Tajikistan and Kyrgyzstan were analyzed and evaluated synthetically through field character observation and indoor seed-baking. 【Result】 The results showed that 92 upland cotton germplasms had different degrees of genetic diversity in qualitative and quantitative traits.The genetic diversity of qualitative traits was different in plant, main stem, leaf, flower, boll and other parts.The coefficient of variation and diversity index in 13 traits of the 25 qualitative traits were 0, the average coefficient of variation of the remaining 12 qualitative traits was 18.28%, and the average genetic diversity index was 0.45; the coefficient of variation of 6 quantitative traits was 2.94%-10.44%, its average was 6.80%, the diversity index was 2.58-4.52, the average was 3.86.Using phenotypic identification data for cluster analysis, all materials were divided into 6 groups at a genetic distance of 2.5.The traits of each group had obvious differences.Further correlation analysis and principal component analysis to quantitative traits showed that more complex correlations between each trait reflected the difficulty of simultaneously improving key traits of cotton.Principal component analysis simplified the 6 traits into 4 principal components, and the cumulative contribution rate reached 85.79%.Each principal component reflecting the growth period, plant height and other biological characteristics was related to yield, boll weight and lint and other the economic traits.The synergistic cooperation of each trait was beneficial to the simultaneous improvement of each trait. 【Conclusion】 92 upland cotton germplasms resources have rich genetic diversity in qualitative and quantitative traits, which indicate that the diversity index of quantitative traits is greater than that of qualitative traits.The clustering results are not necessarily related to the source and place of origin of the materials.

Key words: upland cotton; germplasm resources; phenotypic characters; genetic diversity; cluster analysis

中图分类号:

S562

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.

图/表 7

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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

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

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

引进陆地棉种质资源表型性状遗传多样性分析

Analysis of Genetic Diversity of Phenotypic Characters of Upland Cotton Germplasm Resources Imported

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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

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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