棉花果枝夹角研究现状

棉花是世界上最重要的天然纤维作物,也是我国重要的经济作物和纺织工业原料。果枝夹角是构成棉花株型结构的重要性状之一,果枝夹角的变化直接或间接影响冠层结构、光能时空分布、成铃结构和机采性状。从栽培学和分子生物学的角度对棉花果枝夹角的研究现状进行评述,总结前人的研究成果,探讨棉花果枝夹角研究的趋势,以期为棉花株型育种改良提供参考,进而促进棉花育种工作。

陆地棉果枝夹角与机采农艺性状鉴定评价

【目的】分析不同陆地棉种质的果枝夹角与机采农艺性状相关性,研究产量高、适合机采的果枝夹角范围,筛选出适合机采的棉花品种。【方法】对300份陆地棉种质的果枝夹角及相关农艺性状进行描述统计、相关性、聚类和主成分分析。【结果】除果枝数、衣分、单铃重、果枝夹角等性状变异系数小于10%,其余7个性状均大于10%,其中单株铃数变异系数最大,为25.28%。果枝夹角与单铃重、皮棉质量、有效果枝数等产量性状呈极显著正相关。在欧式距离为4时,300份陆地棉种质可根据果枝夹角大小可以分成5个类群,分别是47.5°~50.1°、50.9°~55.5°、55.7°~58.5°、58.6°~62.8°、63.2°~66.5°。第Ⅰ类群的果枝夹角最小,植株矮小,产量潜力低。第Ⅱ、Ⅲ类群果枝夹角大小适宜,株高适合,植株较紧凑,株型多为塔型、筒型,便于机采且产量较高。第IV、V类群,果枝夹角偏大,株型多为塔型和倒塔型,产量高,丰产潜力大。共提取出4个主成分,累计贡献率达74.87%,解释了300份陆地棉资源农艺性状大部分信息,主成分因子分别为果枝始节高度、有效果枝数、单铃重。【结论】陆地棉果枝夹角与产量性状呈极显著正相关,在果枝夹角范围在47.5°~65.5°时,果枝夹角越大,产量性状越高。当果枝夹角角度范围在50.9°~58.5°时,棉花的植株紧凑,株型多为塔型、筒型且产量较高,对该区间的棉花品种进行综合得分评价,筛选出10个适宜机采的棉花品种作为优良育种材料。

陆地棉果枝夹角性状的主基因+多基因混合遗传模型分析

棉花株型结构与栽培模式、机采效率和产量紧密相关,而果枝夹角(fruit branch angle,FBA)是决定棉花株型结构的关键因子之一。探明陆地棉果枝夹角的遗传规律,可为棉花株型遗传育种提供重要指导。本研究以418份不同来源的陆地棉种质资源组成的自然群体为研究对象,利用数显量角器测定果枝夹角大小,开展棉株不同部位果枝夹角的变异度、相关性分析,以及自然群体在不同生态环境下果枝夹角的表型描述统计分析。并以筛选出的果枝夹角极端差异亲本构建的四世代联合群体(P_(1)、P_(2)、F_(1)、F_(2))为研究对象,采用植物数量性状主基因+多基因混合遗传模型方法,对4个世代群体的果枝夹角表型性状进行多世代联合遗传分析,并估测主基因遗传效应与遗传率。表型鉴定分析结果表明,陆地棉自然群体果枝夹角变异系数相对较小,4个环境下的平均变异系数为5.63%,中部果枝(基部起第4-6台)夹角最能够代表陆地棉整株的果枝夹角水平。主基因+多基因混合遗传模型分析表明,控制果枝夹角性状的最佳模型为2对等加性主基因模型,主基因的加性效应值为3.65,遗传率为90.22%。这说明陆地棉果枝夹角性状主要受主基因控制,且主基因遗传率较高。上述研究结果有助于阐明陆地棉果枝夹角性状的遗传规律,对于陆地棉果枝夹角的分子遗传解析及株型遗传育种具有重要现实意义。