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我国短季棉遗传改良成效评价及其早熟不早衰的生化遗传机制研究

喻树迅  
【摘要】:1、通过对198份短季棉品种系谱分析,我国短季棉三大生态区品种来源分别是:辽宁主要来源于金字棉,新疆主要来源于原苏联,长江棉区主要来源于岱子棉、斯字棉、乌干达棉,黄河生态区来源金字棉后代变异早熟高产系中棉所10号。由于来源不同、基因差异和环境差别形成各生态区独特类型,为三个生态区划分提供了基因与环境差别的科学依据。 2、短季棉早熟种质来源金字棉占64.7%、岱字棉13.6%、原苏联19.8%,所以金字棉是我国短季棉“早熟基因源”,同时说明短季棉种质资源狭窄、遗传多样性差。利用RAPD和SSR两种DNA分子标记技术对29个主栽品种遗传多样性评价结果与系谱分析结果一致,我国短季棉育种要取得新突破,必须注重优良种质资源收集与创新。 3、采用朱军教授统计分析软件,将我国50年各生态区通过审定大面积推广的主栽品种28个,按排多年多点试验,数据按不同年代品种的基因型值进行分析,代表性、可靠性较强,国内外未见同类分析研究方法。研究结果为: ①50年皮棉产量遗传改良成效巨大,90年代品种皮棉亩产78.9kg比50年代52.5kg增产50.29%,比60年代增产51.44%,比70年代增产26.65%,比80年代增产20.8%。诸多产量相关性状对产量贡献大小由不同育种技术路线形成,一是以增加铃重为主要增产因素,一是以提高衣分为主要增产因素,提高抗病性也是共同要素之一。 ②生育期遗传改良成效,对198份品种原有信息分析,生育期缩短9~14天。本试验将不同年代品种生育期平均值比较提早2.5天。对缩短生育期方法有的缩短前期营养生长期,有的缩短后期生殖生长期。前者没有充足光合产物积累,往往伴有早熟早衰,后者注重前、后期光合产物积累,形成早熟不早衰。 ③纤维品质中,长度、强度、麦克隆值从50年代至60年代提高较快,之后变化不大。主要由当时人们消费需求多为32~42支纱、纺织机械仅纺此范围纱和棉花收购政策等因素导向所订育种目标有关。 ④辽棉和中棉所系列品种,采用两条不同育种技术路线,提高产量、改善早熟性和纤维品质。辽棉以缩短前期营养生长期提高早熟性,以延长铃期提高铃重增产和纤维品质。中棉系列采用生化育种缩短生殖生长期提高早熟性,适当延长前期营养生长期,克服后期早衰,通过提高衣分来提高产量、品质。两种路线各有所长、可互为借鉴、取长补短。 4、对产量、品质、早熟三个主要性状进行遗传分析结果:相关主要性状遗传率高,也有环境因素影响,产量、早熟性状遗传、表型相关分析有三个特点:1、产量性状之间极显著或显著遗传、表型正相关,与早熟性状之间呈显著遗传、表型负相 l! 关;2、早熟性状之间呈极显著或显著遗传、表型正相关;3、果枝始节与产量、早 熟性状均为遗传、表型正相关。可根据其遗传率与遗传表型相关对各性状综合考虑, 协调发展。果枝始节选择4一5节为宜,过高晚熟,高产,但如后期遇低温棉铃不成 熟也低产,过低则早熟低产质差。 5、50年短季棉育种技术进展大,对品种成效贡献大。生化遗传育种对培育早 熟不早衰青枝绿叶吐白絮的早熟、优质、高产、多抗品种行之有效,其理论基础有 待于深人研究。 6、本试验研究生化遗传在无前人研究资料借鉴情况下,进行大量探索并取得初 步结果。 (1)通过对子叶离体暗处理衰老和大田真叶自然衰老过程生化机理研究,早熟 不早衰类型品种SOD、POD、CAT酶活强,能及时清除有害自由基对核酸、蛋白 质、细胞器的损坏,延长光合时间,后期平稳下降使之早熟不早衰,反之早熟早衰。 后期活性强下降缓慢则晚熟,可将此用于选育早熟不早衰的品种育种亲本与后代选 择。 (2)生化遗传研究结果:①CAT、POD、SOD酶活和ABA含量的细胞质母体 效应极显著,表现细胞质遗传特征。②叶绿素a十b,IAA含量有极显著加性效应, 表现细胞核遗传特征。③SOD酶活与CAT、POD酶活及ABA、IAA含量有极显著 遗传正相关,SOD通过调控上述酶类协调作用。④SOD、CAT、POD酶活、ABA、 IAA含量的遗传率高,可稳定遗传。


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