花铃期干旱胁迫对陆地棉农艺性状的影响及其抗旱等级划分

为了探索花铃期干旱胁迫对不同棉花品种重要农艺性状的影响,并对品种进行等级划分,以前期鉴定的30份陆地棉品种进行试验,测定不同品种干旱胁迫组和对照组的农艺性状和品质指标等。通过含水量的差异性分析、农艺性状相关性分析、抗旱系数分析、3种综合评价值(D、CDC、WDC)相关性分析,证明3种评价值的评价结果一致。通过各性状与D值和WDC值的关联度分析,明确伸长率、单株产量、比强度和整齐度4个指标可作为品种抗旱性鉴定的重要指标。以D值进行聚类分析,对30份品种进行了抗旱等级分类,共分为4大类。第I大类,共有DG219、DG168、DG186等3份材料,属于强抗旱类别;第Ⅱ大类,共有DG270、DG228等12份材料,属于抗旱类别;第Ⅲ大类,仅有1份材料(DG248),属于较敏感类别;第Ⅳ大类,共有DG43、DG42等14份材料,属于敏旱类别。研究结果为品种的鉴定和利用提供了参考依据。

3种微生物菌剂对源棉8号生长发育及产量的影响

为研究不同微生物菌剂对源棉8号生长发育及产量的影响,2021―2022年设计了随机区组对比试验。对照(CK)为当地常规施肥处理;T1:在对照基础上,每次滴施微生物菌剂“菌临天下”;T2:在对照基础上,每次滴施微生物菌剂“双澡菌露200”;T3:在对照基础上,每次滴施微生物菌剂“酶力康”。通过2年调查数据分析不同微生物菌剂对棉花生育期、农艺性状、干物质积累、产量及产量构成因素的影响。结果发现,不同微生物菌肥均可在一定程度上促进源棉8号的生长,提升整齐度、株高、果节数、花位和铃位,其中以T1处理促进棉花生长效果最为明显;不同微生物菌剂处理下,源棉8号的小区株数、单株结铃数、666.7 m^(2)皮棉和籽棉产量较对照均有不同程度的提高,整体表现为T1>T3>T2>CK,其中T1处理下棉花皮棉及籽棉产量较CK分别显著提高16.32%、19.60%。说明施用这些微生物菌剂可在一定程度上促进源棉8号植株生长,缩短生育期,还能协调其产量构成因素,提高皮棉和籽棉单产,其中以施用微生物菌剂“菌临天下”效果最为明显。

棉花陆海渐渗杂交群体纤维品质性状的QTL定位

【目的】有效发掘利用海岛棉优异性状基因,拓宽陆地棉栽培种遗传基础。【方法】采用新疆主栽早中熟陆地棉品种新陆中60号为母本,与优质海岛棉品种新海41号为父本杂交,并以新陆中60号为轮回亲本构建出由151个BC 1 F 1单株组成的回交群体,利用SSR分子标记和Join Map4.0软件构建遗传连锁图谱,采用复合区间作图法(CIM)对BC 1 F 2纤维品质性状的进行QTL定位。【结果】构建的遗传连锁图谱包含52个多态性标记、14个连锁群,该图谱总长824 cM,覆盖棉花基因组的18.5%;最长的连锁群为150.3 cM,包含6个标记,最短的为0.3 cM,包含2个标记。检测到1个与纤维上半部平均长度相关的QTL,qFL-Chr14-1,定位在第14号染色体上,解释表型变异8.59%。【结论】筛选的与优质QTL位点相关SSR标记可应用于棉花优质分子标记辅助选择。

2022年新疆棉花生产概况及存在问题与对策

对2022年新疆棉花生产、籽棉销售、加工销售、皮棉价格、棉花补贴等情况进行了汇总,归纳和分析了2022年度新疆棉花产业突出问题,并提出了相应建议,助力新疆棉花产业发展。

微生物菌剂对土壤理化性质及棉花生长的影响

于2021—2023年,在新疆农业科学院经济作物陆地棉试验基地,采用随机区组对比试验,调查分析微生物菌剂对棉花生育期、土壤理化性质、农艺性状、干物质积累、产量及产量构成因素的影响。结果得出,T微生物菌剂处理能够有效改善土壤理化性质,降低土壤盐渍化风险。与对照相比,两年间T菌剂处理棉花的土壤pH值减少了3.75%,土壤全氮、有机质、水解性氮、有效磷和速效钾分别增加了14.65%、12.46%、14.35%、33.30%和13.98%。T微生物菌剂处理能够有效促进棉花生长、干物质积累和增产。与对照相比,两年间T菌剂处理的棉花株高、果节、花位等均得有所增加;棉花鲜重和干物质积累量均增加34.52%以上;棉花小区株数、单株成铃数和单铃重分别增加了5.16%、25.54%和7.76%。T微生物菌剂处理皮棉和籽棉产量平均为349.20 kg/667 m^(2)和739.54 kg/667 m^(2),较对照增加16.56%和18.85%。

不同微生物菌剂对棉花土壤理化性质及生长的影响

2021—2023年,在新疆农科院经济作物陆地棉试验基地,采用随机区组对比试验,调查分析不同微生物菌剂对土壤理化性质、棉花生育期、农艺性状、干物质积累量、产量及产量构成因素的影响,结果表明:T_(1)微生物菌剂(“菌临天下”)可促进棉花的生长势和整齐度,并能够有效改善土壤理化性质,降低土壤盐渍化风险。2021—2023年,与其他处理相比,T_(1)菌剂处理的土壤pH减少了5.63%以上,土壤全氮、有机质、水解性氮、有效磷和速效钾分别增加8.08%、5.76%、17.06%、11.65%和13.06%以上。此外,微生物菌剂能够有效促进棉花的生长发育、增加干物质积累量和产量。与其他处理相比,T_(1)菌剂处理的棉花农艺性状均有所提升;棉花鲜重和干物质积累量均增加8.42%以上;单株成铃数增加17.45%以上;棉花皮棉和籽棉产量分别为245.85 kg/667 m^(2)和579.2 kg/667 m^(2),较其它处理分别增加3.23%和9.73%以上。T_(1)处理(“菌临天下”微生物菌剂)能够有效改善土壤理化性质,增加土壤肥力,从而促进棉花的生长发育、增加干物质积累、协调产量构成因素,增加产量。“菌临天下”微生物菌剂在棉花生产中值得推广应用。

不同陆地棉种质资源机采性状分析

【目的】研究分析273份陆地棉种质资源机采性状,筛选出其中表现好的材料,为机采棉新品种选育提供理论参考。【方法】利用变异分析、相关性分析、主成分分析、聚类分析等方法,综合研究15个陆地棉机采性状。【结果】各性状变异系数差异较大,变异范围在3.93%~20.68%。单株铃数与株高、始节高、果枝数、果节数衣分、比强度呈极显著或显著正相关;始节位与果枝数、果节数、果枝夹角、单株铃数显著负相关(P<0.05);比强度与叶面积、单株铃数、绒长呈显著正相关(P<0.05);马克隆值与衣分呈极显著正相关(P<0.01),与绒长、比强度呈极显著负相关(P<0.01)。5个主成分累计贡献率为63.932%。材料分为5类,第Ⅰ类76份材料,属于大铃高衣分材料;第Ⅱ类164份材料、第Ⅲ类7份材料,都属于品质较好的材料;第Ⅳ类24份材料,整体表现最好;第Ⅴ类有2份材料,整体表现较差。【结论】273份陆地棉种质资源共分成5类,第Ⅰ类76份材料,第Ⅱ类164份材料,第Ⅲ类7份材料,第Ⅳ类24份材料,第Ⅴ类2份材料。其中第Ⅳ类共24份材料表现最好,可用于新品种选育的亲本。

转HaNAC基因棉花的分子鉴定及遗传稳定性分析

棉花是世界上重要的经济作物之一。为创制和改良棉花抗旱新品种提供种质资源及遗传育种研究提供理论依据,通过染色体步移技术明确外源基因在棉花染色体上的插入位点、序列及染色体信息,研究了转梭梭HaNAC基因的棉花材料对干旱胁迫的响应能力,确定了HaNAC基因的物理位置,鉴定了其遗传稳定性。研究结果如下:(1)本研究对转HaNAC38转录因子基因棉花材料进行了分子鉴定,通过PCR扩增、电泳检测及测序证实了转基因植株中分别存在标记基因和目的基因序列。应用半定量PCR,证明了HaNAC38基因在棉花受干旱胁迫后表达量上调。这些结果说明转HaNAC38基因T6代棉花植株的遗传稳定性。(2)通过标记基因的初步筛选获得阳性植株后,对转基因棉花进行外源基因的检测鉴定,利用获得的序列设计染色体步移引物,通过巢式PCR方法获得转HaNAC38基因棉花的T-DNA序列在基因组中的插入位置,结果定位到棉花基因组A11染色体第26202323 bp处。根据已知的棉花基因组信息,通过鉴定,共筛选转HaNAC38基因的棉花材料5个株系,为创制和改良棉花抗旱新品种提供了亲本材料。

陆地棉产量与纤维品质性状的遗传相关分析

【目的】通过陆地棉的产量与纤维品质性状的遗传相关分析,为选择育种与杂种优势利用提供理论支持。【方法】采用4×4完全双列杂交分析法,对四个陆地棉品种(系)的产量因素和纤维品质性状遗传效应及遗传相关进行分析,并将遗传相关分解为加性相关和显性相关。【结果】在产量因素中,铃重与衣分的遗传分别以加性效应和显性效应为主,加性效应对衣分与铃重贡献高于显性效应,衣分受环境变异的影响最小,而单铃重、籽棉产量、有效铃则反之;在纤维品质性状中,纤维长度、比强度和马克隆值的遗传以加性效应为主,显性效应不明显,其中纤维长度与比强度的加性效应达到极显著,纤维性状均受环境影响变异较大;棉花产量因素与品质性状之间的相关普遍表现为遗传相关大于表型相关,各性状之间的表型相关、遗传相关及加性相关类似,而显性相关则不同。不仅在陆地棉产量因素和纤维品质性状内部各自存在加性或显性相关性,而且在产量因素与纤维品质性状之间存在加显性相关性,不同性状之间的正负效应不同。【结论】棉花产量因素与纤维品质遗传相关,特别是加性相关可以指导选择育种,而在杂种优势的利用中可以重点考虑显性相关。

新疆4500kg/hm^2超高产棉田光合特性与冠层研究

【目的】研究超高产棉田的光合生理特性及冠层结构,提出超高产光合生理指标,为新疆棉花的超高产栽培提供理论支持。【方法】以陆地棉品系10-108-3为研究对象,以陆地棉品系华棉1号(3 000 kg/hm2)、杂交种07-16(3 300 kg/hm2)高产棉田为对照,对比研究分析蕾期、花期、花铃期等主要生育期超高产棉田的叶面积指数、单叶净光合速率、群体光合速率、呼吸速率、叶绿素含量、平均叶倾角、光合物质积累与分配的变化情况。【结果】与华棉1号、07-16高产棉田相比,10-108-3单叶光合速率在花期、花铃期高于对照,花铃期后光合速率下降趋势较平缓,群体光合速率峰值高于对照,叶面积指数较高且持续期长,主要生育期平均叶倾角明显高于对照,叶绿素SPAD值较高,初絮期仍能保持较高的叶绿素含量;群体呼吸速率占总光合的比例在中后期低于对照,超高产棉田干物质积累速度快、积累量大、后期积累速度下降缓慢。【结论】新疆4 500 kg/hm2超高产棉田光合特性与冠层各项指标皆优于高产棉田,干物质积累多,且分配合理。

陆地棉品种资源萌发期耐盐性的隶属函数法评价

【目的】研究萌发期盐胁迫条件下,不同陆地棉品种资源之间耐盐性状差异,分析盐胁迫对棉花萌发期相关性状的影响,筛选耐盐能力强品种,为陆地棉耐盐遗传改良提供理论支持。【方法】以188份国内外棉花品种资源为材料,150. 0 mmol/L NaCl为胁迫浓度,测定在盐胁迫及对照条件下,188份品种资源的发芽势、发芽率、芽长、芽鲜重等4个指标,利用4个指标相对值分析棉花的耐盐性,采用模糊数学的隶属函数法综合评价188份棉花品种资源。【结果】在150. 0 mmol/L(0. 8%) NaCl盐浓度下,188份品种资源的发芽势、发芽率、芽长、芽鲜重的相对值存在显著差异。经隶属函数综合评价,筛选出1份高耐盐材料(新陆中22号)、45份耐盐材料(新陆早1号、新陆早21号、苏棉12号等)、120份中耐材料(新陆中21号、新陆中54号、辽棉17号等)、22份敏感材料(春矮早、新陆中42号、云151075等)。【结论】188份陆地棉品种资源材料大部分耐盐性为中耐(占63. 8%),筛选得到新陆中22号、新陆早1号、新陆早21号等45份耐盐较强材料为陆地棉耐盐遗传改良的亲本材料。

新疆南疆机采棉品种株型结构与产量性状的相关性

【目的】分析不同类型陆地棉品种的株型结构及产量性状,研究高产优质机采棉品种的株型结构与产量结构的特点,为棉花结构育种提供理论参考。【方法】测试不同机采棉品种的株型结构性状及产量结构相关指标,利用差异显著性分析、相关分析等统计方法,研究几种机采棉品种的株型性状、产量结构性状及其相关性特点。【结果】籽棉产量与株高、主茎节间长、果枝数、果节数存在正相关但不显著,与果枝始节高度呈负相关;株高与果枝始节高存在显著正相关,与主茎节间长度呈极显著相关;17N11株型为塔型结构,其底部主茎叶片保留完整、籽棉产量、株高最高,而17N13主茎叶片数最多,17N5则具有最小的叶片脱落率;在棉花株型结构的共性方面,棉花果枝角度具有由上至下呈增大趋势,而变异能力则呈现与之相反的趋势(上部>中部>下部)。棉花主茎叶大小具有由上部至下部减小的趋势,变异能力亦呈现与之相反的趋势(下部>中部>上部)。【结论】株型结构具备中、上部果枝夹角较小(上部<32.0°,中部<50.0°),主茎叶总面积高于320 cm 2,下部主茎叶片脱落率低于20%的机采棉品种产量优势显著,中上部果枝夹角、主茎叶总面积、下部主茎叶片脱落率可作为株型育种后代材料选择依据。

棉花品种资源花铃期抗旱性鉴定与评价

以272份国内外棉花品种资源为试验材料,设置干旱胁迫与正常灌水2个处理,于花铃期测定不同处理各品种资源的株高、果枝数、有效结铃数等15个农艺性状及叶绿素含量(Chl)、丙二醛含量(MDA)、脯氨酸含量(PRO)等4个生理指标,以抗旱指数(DI)为基本评价指标,利用综合抗旱指数(CDI)、抗旱综合度量值(D)、加权抗旱指数(WDI)3种评价方法,结合灰色关联度及聚类分析,对272份品种资源进行抗旱性综合评价。根据D值聚类分析结果,将272份品种资源划分为5级:强抗旱级别包含关农1号、渝棉1号、辽棉9号、辽棉16号共4份品种资源;抗旱级别包含银棉2、岱字棉16、新陆中10等24份品种资源;耐旱级别包括18N3、司6524、新陆中82等134份品种资源;较敏旱级别包括鄂抗棉8、新陆中65、新陆中22等100份品种资源;敏旱级别包括150030、鄂抗棉10、晋棉12等10份品种资源。CDI值、D值、WDI值存在极显著正相关(相关系数0.958以上),评价结果基本一致,以D值为主,结合CDI、WDI值可有效、准确评价棉花花铃期抗旱特性。筛选的关农1号、渝棉1号、辽棉9号等抗旱品种资源可为棉花抗旱遗传改良提供特异资源。整齐度、比强度、叶绿素含量、果节数、结铃数、单铃重可以作为花铃期抗旱性鉴定的主要指标。

新疆陆地棉遗传连锁图谱构建及叶绿素含量和光合速率的QTL定位

【目的】研究新疆陆地棉叶绿素含量和光合速率的QTL定位,为陆地棉高光效分子标记辅助选择育种提供理论指导。【方法】以高光效的陆地棉品系ZX1789和低光效陆地棉品系E563号组配衍生的(ZX1789×E563)F2和F2∶3家系为材料,应用复合区间作图法,对F2∶3家系的叶绿素含量、光合速率进行QTL定位。【结果】构建了包括9个连锁群、标记间平均距离14.7 cM、全长为587.3 cM的遗传连锁图谱,约占棉花基因组的11.6%。检测到1个与叶绿素含量相关的QTL,位于第19号染色体,可解释表型变异的21.25%,检测到2个与单叶光合速率相关的QTLs,分别位于第9、20号染色体,可解释表型变异的8.39%、14.52%。【结论】检测到与陆地棉叶绿素含量、光合速率性状相关的QTL标记位点,有利于新疆陆地棉高光效辅助选择育种,为进一步提高育种效率打下基础。

毛棉苗期抗旱性状的QTL定位

【目的】通过分析毛棉苗期抗旱相关性状的数量性状位点(Quantitative trait locus,QTL),以期检测稳定的主效QTL,促进栽培品种抗旱性状遗传改良及提高抗旱育种效率。【方法】以四倍体野生种毛棉(Gossypium tomentosum)和陆地棉品种中棉所12(CCRI 12)的种间杂种F2及其F2:3家系为研究材料,用于基因型分型的F2有188个系,用于表型分型的F2:3家系有149个株系。分别在干旱胁迫和正常灌水2个环境下调查表型数据。采用复合区间作图法对F2:3家系苗期相关性状抗旱系数进行QTL定位。【结果】对苗期相关性状抗旱系数的QTL定位分析,共得到16个QTL,其中与株高、叶片数、叶绿素含量、脯氨酸含量、丙二醛含量抗旱系数相关的QTL分别有5个、1个、3个、3个、4个,分布在13条染色体上。来自毛棉的5个加性QTL分别为qSHDC-19-1、qSHDC-19-2、qSLNDC-5-1、qMDADC-24-1、qMDADC-24-2,其加性效应值为0.10~0.22,解释变异9.4%~25.8%。【结论】这些与抗旱相关的QTL有助于棉花抗旱分子标记辅助选择。

花铃期干旱胁迫对不同棉花品种光合作用影响

【目的】研究干旱胁迫条件及对照下不同棉花品种之间光合性状差异,明确干旱胁迫对棉花光合性状的影响,筛选抗旱能力强的品种,为抗旱育种提供理论支持。【方法】以16N2、16N3、16N4、16N5、源棉6号共5个自育品种系为试验材料,在干旱胁迫与正常灌水两个环境下对棉花花铃期净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、光合水分利用率等光合性状指标进行测量,研究其差异性及相关性。【结果】与正常灌水条件下相比,5份材料在干旱胁迫下除光合水分利用率,其它光合生理指标均呈下降趋势,不同品种抗旱系数存在不同差异,其中16N2光合速率、气孔导度、蒸腾速率、水分利用率抗旱系数均较高,16N2具有较强耐旱性。【结论】干旱胁迫处理会降低蒸腾速率、气孔导度及光合速率等光合生理指标,但可以提高光合水分利用率。16N2花铃期光合性状抗旱系数最高,抗旱能力较强,可以作为抗旱育种的中间材料,为抗旱聚合育种奠定基础。

南疆机采棉品种光合特性与产量性状相关性分析

【目的】分析不同机采棉品种单叶、群体光合性状与产量性状的关系,研究高产采棉品种单叶、群体光合特性,筛选个体及群体高光效品种,为机采棉产量遗传改良提供种质资源及理论支持。【方法】利用Li6400便携式光合仪、先驰st-303二氧化碳分析仪,分别测试5个不同类型机采棉品种花铃期的群体光合、单叶光合性状指标以及产量性状相关指标,进行显著性及相关性分析。【结果】群体光合、单叶光合性状均与产量性状指标呈正相关,但群体光合性状与产量性状相关性强于单叶光合性状;群体光合有两个峰值,分别在12:00~14:00及16:00~18:00两个时间段,最大值出现在12:00~14:00;上、中、下部单叶光合性状指指标存在差异,中、下部位叶片与产量相关性强于上部叶片与产量相关性,其中中部叶片单叶净光合速率与气孔导度与产量性状存在显著相关;17N11号群体光合速率、单叶净光合速率均是最高,分别为3.64 gCO 2/(m 2·h)和36.8μmol/(m 2·s),17N6号次之,为34.5μmol/(m 2·s)。【结论】群体光合速率与产量光合性状具有较强相关性,中部叶片单叶光合性状指标与产量性状相关性强于上部及下部,17N11号与17N6号单叶及群体光合性状各指标合理,产量也相对较高,可作为高光效高产机采棉品种资源,为高光效、高产机采棉育种提供核心亲本。

棉花品种抗旱性相关指标分析与综合评价

为揭示与陆地棉抗旱性紧密关联的农艺性状及生理生化指标,筛选出抗旱能力强的品种资源,以国内外203份陆地棉品种资源为试验材料,设置干旱胁迫和正常灌溉2个处理,测定不同棉花品种在2个处理下农艺性状及生理生化指标的差异,利用灰色关联度、抗旱综合度量值、综合抗旱系数、加权综合抗旱系数等方法,对203份陆地棉材料的抗旱性进行综合评价。结果表明,各性状指标与抗旱综合度量值(D值)间的紧密关系依次为:叶绿素含量>单铃重>衣分>株高>果枝数>始节位>叶面积>始节高>脯氨酸含量>果节数>有效结铃数>单株产量>丙二醛含量>超氧化物歧化酶活性;叶绿素含量、单铃重、衣分、株高、果枝数、始节位、叶面积、始节高与加权综合抗旱系数的关联度较大,可作为棉花抗旱性鉴定的重要指标。聚类分析表明,203份种质资源被划分为5个类群:第Ⅰ类为高抗旱型,包含鄂抗棉10、赣棉10、土库曼陆地棉等共12份品种,占5.9%;第Ⅱ类为抗旱型,包含KK-1543、豫棉15、皖棉8407等共62份品种,占30.5%;第Ⅲ类为中等耐旱型,包含晋棉6、新陆中48、鲁棉28等共80份品种,占39.4%;第Ⅳ类为敏旱型,包含豫棉17、17N8、农垦5等共35份品种,占17.3%;第Ⅴ类为高度敏旱型,包含新陆早24、新陆早29、冀棉12等共14份品种,占6.9%。研究成果为棉花抗旱育种提供了理论依据及材料支持。

新疆机采棉品种选育评价指标

棉花品种直接关系到机采棉高质量发展。确定品种选育评价指标对机采棉品种选育具有重要意义。从生育进程指标、株型结构性状、集中成熟性状、叶片及脱叶催熟性状、采净率相关性状、产量性状、纤维品质性状和抗逆性状等方面对新疆机采棉品种选育的评价指标进行了分析,为新疆机采棉品种选育提供指导。

新疆棉花种业现状及展望

回顾了新疆棉花种子企业“十三五”的发展成就,分析未来面临的挑战与机遇,提出新疆棉花种子企业发展的总体思路,明确重点任务、规划发展布局,为新疆棉花种子企业可持续高质量发展提供了指导。