棉花正反交产量和品质性状差异研究

以泗棉3号、30074和99668的正反交杂交种为材料,对棉花正反交之间产量性状和品质性状的差异进行比较分析,结果表明:正交和反交组合的产量性状多数差别不大,说明细胞核遗传占主导地位;而品质性状则多有差异,说明品质性状在遗传过程中受细胞质遗传影响较大。

棉花不同节位叶片的光合特性研究

对4个棉花品种不同节位叶片的光合特性的研究结果表明,倒1叶的光合速率最高,但受环境影响较大,尤其是水分和气孔开闭的影响更明显;而倒4叶虽然光合速率略低,但受气孔和水分的影响并不显著;倒7叶和倒9叶由于冠层和光照的关系,光合速率太低,不能作为测量的对象。

4个棉花栽培品种的光合特性研究

通过对百棉1号、中棉所41、新棉99B和鲁棉研21共4个棉花栽培品种的光合速率、气孔限制值、水分利用率、光响应曲线及相关参数研究,得出结论:棉花的光合作用没有午休现象,具有较高的光合速率、光饱和点,较低的光补偿点和暗呼吸速率,且光合速率不受气孔因素的影响,从而为棉花提供较多的物质积累而高产稳产。

棉花株型性状的遗传分析

探讨棉花株型性状的遗传规律,为通过株型育种提高棉花产量提供理论依据,该研究应用主基因+多基因混合遗传模型和分析方法,对以短季棉品种百棉2号和中晚熟材料TM-1形成的P1、P2、F1、B1、B2、F2 6个群体,进行了棉花株型性状的遗传研究。结果显示:总果枝数、株高/果枝长度和主茎节间长度受2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性-上位性多基因控制(E-0);有效果枝数受2对加性-显性-上位性主基因控制(B-1);株高受1对加性-显性主基因+加性-显性-上位性多基因控制(D-0);果枝长度受1对加性主基因+加性-显性多基因控制(D-2);果枝节间长度受加性-显性-上位性多基因控制(C-0);总果节数受2对加性主基因+加性-显性多基因控制(E-3);果枝夹角受1对完全显性主基因+加性-显性多基因控制(D-3)。总果枝数、株高、主茎节间长度和总果节数以主基因遗传为主;果枝夹角以多基因遗传为主;有效果枝数属于典型的主基因遗传;果枝节间长度属于典型的多基因遗传;果枝长度、株高/果枝长度以主基因和多基因遗传并重。表明:对以主基因遗传或以主基因遗传为主的性状可采用单交重组或简单回交转育的方法;对以多基因遗传或以多基因遗传为主的性状可采用聚合回交或轮回选择累积增效基因的方法;对以主基因和多基因遗传并重的性状要根据其主基因和多基因的相对效应大小分别考虑,最终达到主基因、多基因同时得到改良的育种效果。

不同生态环境下陆地棉生育期及产量性状的遗传研究

以陆地棉早熟品种百棉2号和遗传标准系TM-1形成的P1、P2、F1、B1、B2和F2 6个世代群体为材料,分别在我国的黄河流域棉区(环境Ⅰ)和北疆早熟棉区(环境Ⅱ)2个生态环境下,研究了陆地棉生育期及产量性状的主基因+多基因遗传规律。结果表明,除衣分在环境Ⅱ中未检测到主基因外,其他性状在2个环境中均检测到主基因的存在。生育期、皮棉产量、铃重和衣指在2个环境中的最适模型均相同,分别为E-0、D-2、E-3和B-1;籽棉产量、衣分、单株铃数和籽指在2个环境中的最适模型不同。各性状在2个环境中的遗传方式不完全一致,生育期、单株铃数、衣指和籽指均以主基因遗传为主或属典型的主基因遗传;籽棉产量、皮棉产量、铃重、衣分分别以主基因遗传为主或以多基因遗传为主。

不同生态环境下短季棉早熟及相关性状的混合遗传

分别在河南新乡和新疆石河子2个生态环境下,对短季棉早熟及相关性状进行了主基因-多基因混合遗传分析。结果表明,除花铃期和衣分外,其它性状在2个环境中均检测到主基因。2个环境生育期的最适模型相同且主基因与多基因分量趋势一致,果枝始节、铃重虽最适模型相同,但主基因与多基因分量趋势相反,苗期、蕾期、花铃期、衣分、果枝始节高度2个环境最适模型不同。生育期在不同生态环境早代选择有效,果枝始节高度和果枝始节可作为鉴定早熟性的可靠形态指标。2个环境生育期、蕾期和果枝始节高度均以主基因遗传为主,其它性状均分别以主基因遗传为主或以多基因遗传为主,针对各性状的遗传模式提出了具体的育种策略。

陆地棉杂交F_2代主要农艺性状与皮棉产量的关系分析

分别对2个陆地棉组合百棉1号×TM-1和百棉1号×中棉所12的杂交F2代进行了主要农艺性状与皮棉产量的关系分析。结果表明:除主茎节间长度与皮棉产量在不同组合中表现出正负相关的明显差异外,其他性状与皮棉产量均呈显著或极显著正相关。2个组合中,株高、总果节数、有效果枝数、单株铃数、铃重、衣分与皮棉产量的相关系数、偏相关系数、直接通径系数均为正值,对这些性状直接选择是有效的;总果枝数、主茎节间长度与皮棉产量的偏相关系数和直接通径系数虽均为负值,但总果枝数可通过单株铃数对皮棉产量起较大促进作用,主茎节间长度可通过单株铃数或株高对皮棉产量起较大促进作用。经回归分析,不同组合单株铃数、铃重和衣分均对皮棉产量有正向显著影响,主茎节间长度、总果节数和总果枝数对皮棉产量的正向影响因不同组合存在差异,进一步明确了棉花产量育种的主攻方向。

高产陆地棉百棉1号产量性状的主基因+多基因遗传分析

利用高产陆地棉百棉1号为核心亲本分别构建了2个组合的P1、P2、F1、B1、B2和F2群体,应用主基因+多基因遗传模型,研究了陆地棉产量性状的遗传规律。结果表明,2个组合除籽棉产量的最适模型均为D-4(1对负向完全显性主基因+加性-显性多基因模型)外,其他性状最适模型不同,衣分和单株铃数的主基因数目2个组合相同。各产量性状在2个组合中的主基因+多基因遗传方式不尽一致,其中,皮棉产量以主基因遗传为主或以主基因、多基因遗传并重;籽棉产量和籽指以多基因遗传为主或以主基因、多基因遗传并重;衣分、单株铃数、铃重和衣指均以多基因遗传为主;单株生殖量均以主基因遗传为主。2个组合主基因遗传率均为皮棉产量最高,籽棉产量次之,其他性状大小顺序变化差异不大;各产量性状的多基因遗传率在2个组合中的大小顺序变化差异较大。

短季棉早熟及相关性状的QTL定位

短季棉育种是缓解我国当前粮棉争地矛盾、实现粮棉双丰收的有效途径。研究短季棉早熟及相关性状的遗传,寻找与其相关基因紧密连锁的分子标记对于短季棉育种具有重要意义。以百棉2号×TM-1组合构建的F2为作图群体,利用SSR标记构建遗传连锁图,采用复合区间作图法对短季棉早熟及相关性状在F2群体中进行QTL定位,构建了一张含152个SSR标记、40个连锁群、总长1010.3cM、覆盖棉花基因组的22.6%、标记间平均距离为5.91cM的短季棉分子标记遗传连锁图谱,得到的40个连锁群已定位到相应的21条染色体上,为短季棉分子遗传图谱进一步饱和奠定了良好的基础;检测出22个控制早熟及相关性状的QTL,其中检测到的主效QTL可用于短季棉标记辅助选择育种。

利用mRNA差异显示技术筛选棉纤维发育相关基因

优良品种的选育对棉花生产有着其他技术不可替代的作用。研究细胞分化的内在机理,可为通过遗传工程途径人为控制棉纤维生长发育,选育优良农艺性状的新种质提供依据[1]。生物对各种环境因子的响应,主要是差异基因表达的结果[2]。

双价转基因抗虫棉新品种百棉5号

随着我国棉花生产的发展和棉农的需求，目前生产上推广应用的中熟棉品种存在的主要问题：一是生育期偏长，早熟性不够或产量偏低；二是转基因抗虫棉品种类型、数量仍然偏少。在此背景下确定育种目标，育成适合河南省及黄河流域生态条件相似棉区，适合多熟制种植的高产、优质、早熟、抗病虫双价转基因抗虫棉品种百棉5号。