南疆自育陆地棉品种遗传多样性研究.pdf

Cot t o n Sc i e nc e 棉 花 学报 C o tt o n S c i e n c e 2 0 1 0 ， 2 2 ( 6 ) ： 6 0 3 - 6 1 0 南疆 自育陆地棉品种遗传 多样性研究 艾先 涛 ， 李 雪源 ， 沙 红 ， 王 俊铎 ， 郑 巨云 ， 莫 明 ， 吐尔逊 江 ， 多 力坤 ( 新疆农业科学院经济作物研 究所 ， 乌鲁木 齐 8 3 0 0 9 1 ) 摘要 ： 以 3 0年来南疆 自育的 3 3个新陆 中品种为研 究对象 ． 通过聚类研 究发现 ： 3 3个 自育 品种通过聚类被 明显 地划分 为两大类． 第 2类群 自育 品种遗传基础较 第 1类群品种有所拓 展和丰 富． 基础遗传 组分呈现逐渐拓 宽 的趋势 同一个 育种 单位选育 的品种均聚为 同一类， 说 明不 同育种单位在 常年选 育过程 中积累形成 了本单位 的优势和各 自育种方 向特 点。通过遗传多样性研 究发现 ： 随着新疆栽培模 式的变化 ， 自育品种株 型由紧凑 型向 松 散 型 转 变 ， 果 枝 由短 果 枝 向 I型 和 I I型 中长 果 枝 类 型 转 变 ， 蕾铃 分 布 由 内 围铃 向外 围扩 展 ， 蕾 铃 空 间结 构 更 加合理。自育 品种在产量性状上仍有很大的提 升空间， 单株 铃数呈现递增趋势 ， 铃重从大铃逐 步向适 中的铃重 范 围靠近， 衣分提高 的潜力 巨大。早熟性状选择进一步加强， 这为产量 的持续提高奠定 了基础 。自育 品种 的纤 维 品质 性状在 育种 演变进程 中继续得到保持和加强， 品质优势较为明显。 关键词 ： 陆地棉 ： 遗传 多样性 ： 聚类分析 ： 新疆 中 图分 类 号 ： $ 5 6 2 ． 0 3 2 文 献 标 识 码 ： A 文 章 编 号 ： l 0 0 2 — 7 8 0 7( 2 0 1 0 ) 0 6 — 0 6 0 3 — 0 8 G e n e t ic D iv e r s it i e s o f U p l a n d C o t t o n V a r i e t ie s i n S o u t h X i n j i a n g A I Xi a n — t a o ， L I X u e — y u a n ， S HA Ho n g ， WA NG J u n — d u o ， Z HE NG J u — y u n ， MO Mi n g ， T Ue r x u n j i a n g ， D UO Li — k un ( E c o n o mi c C r o p R e s e a r c h I n s t i t u t e , Xi n j i a n g Ac a d e my o f A g r i c u l tu r a l S c i e n c e s ， U r u mq i 8 3 0 0 9 1 ， C h i n a ) Ab s t r a c t ：T h e e v a l u a t i o n o f g e n e t i c d i v e r s i ty o f c r o p p l a n t s i s a n i mp o r t a n t c o mp o n e n t o f b r e e d i n g p r o g r a m．T o a s s e s s t h e g e n e t i c d i v e r s i t y o f l o c a l b r e d c o m me r c i a l c u l t i v a r s o f u p l a n d c o tt o n o f s o u t h Xi ~i a n g i n t h e p a s t 3 0 y e a r s ， 3 3 c u l t i v a r s w e r e s e l e c t e d t o c o n d u c t a c l u s t e r a n a l y s i s ．T h e r e s u l t s s h o we d t h a t 3 3 c u l t i v a r s we r e g r o u p e d i n t o 2 c l u s t e r s ，a n d t h e d i v e r s i ty o f c l u s t e r 2 wa s hi gh e r t ha n c l u s t e r 1 ， a nd c u l t i v a r s b r e d b y t h e s a me un i t ha d a l mos t b e e n gr o u pe d i nt o s a me c l us t e r ． Th es e r e s u l t s s u g g e s t e d t h a t a s t h e c u l t i v a t i n g mo d e c h a n g e d ， t h e a gro n o mi c t r a i t s o f t h e c u l t i v a r s i n s o u t h Xi n j i a n g h a d a l t e r e d w i t h t h e c on ve rti ng o f pl a nt type f r om t i g ht t o l o os e ，t he c ha nge o f b ol l nu mbe r pe r p l a n t f r om l o w t o h i g h a nd t he a l t e r a t i o n of bo l l s i z e f r o m l a r ge t o me d i um．And l i nt pe r c e nt a ge i s t o be i mp r ov e d wi t h a hi g h po t e n t i a 1 ．The s e c u l t i va r s s t i l l h a ve a dv a n t a g e i n fi be r q u a l i ty tr a i t s ． E mp h a s i s o n e a r l y — ma tu r i ty i s t h e b a s e o f c o t t o n s u s t a i n i n g d e v e l o p me n t i n Xi n j i a n g ． F i b e r q u a l i t i e s o f l o c a l b r e d c o mme r c i a l c u l t i v a r s h a v e b e e n d e v e l o p e d i n c o t t o n b r e e d i n g p r o g r a m． Th e a d v a n t a g e o f fi b e r q u a l i ty i s o b v i o u s ． K e y wo r d s ： u p l a n d c o tt o n ； g e n e t i c d i v e r s i ty； c l u s t e r a n a l y s i s ； Xi n j i a n g 南 疆 是新 疆 最 主要 的 棉花 生 产 亚 区之 一 ． 回 顾 南疆 棉 花 育种 3 0年历 程 ，品种 选 育 工作 取 得 了很 大进 步 。但 究 竟 白育 品种 的选 育效 果 如何 ， 遗传 背景 的演 变 规 律如 何 ， 一 直 以来 对 这方 面 做 全 面 、 系统 的研究 还很 少 。因此 ， 加强 对 自育 品种 的遗 传 多 样 性 评 价 ，充 分 挖 掘 品 种 遗 传 背 景 信 息 ， 对促进种质资源创新 ， 选育综 合性 状更 为优 良的棉花新 品 种极 为重 要 。为 此 ， 通 过对 南疆 3 3 个 自育新 陆 中 系列 棉 花 品种 进 行 遗传 多样 性 研 究分析 ， 以期为南疆棉花品种选育提供经验借鉴 和理论 指导 ， 促 进棉 花育 种工 作 的进 一步提 升 。 1 材料和方 法 1 ． 1 试验 材料 研 究材 料 3 3份 ( 表 1 ) ， 均 为 南疆 本 土选 育 的 陆地棉 品种 ， 代表了陆地棉整体育种水平。由巴 州农 业科学研究所种质资源保存 中心和各品种 育种 单位 提供 。 收稿 日期 ： 2 0 0 9 — 1 2 — 0 2 作者简 介 ： 艾先涛( 1 9 7 9 一 ) 男 ， 助研 ； 通讯作者 ， y i x i a n t a o @s i n a ．c o rn 基金项 目： 新疆农业科学院青年基金项 目( 2 0 0 7 Q 0 1 ) 棉 花学 报 Co t t o n Sc i e nc e 2 2卷 表 1 南 疆 陆 地 棉 自育 品种 名 称 、 选 育 单位 及 审 定 年 份 T a b le 1 L o c a l b r e d v a r i e t i e s ， b r e e d i n g d e p a ~ me n t a n d a u t h o r i z e d y e a r s o f l o c a l b r e d v a r ie t i e s i n s o u t h X i n j i a n g 1 ． 2试验 方法 1 ． 2 ． 1 田问 试验 设计 。 2 0 0 7 --2 0 0 8年在 新疆 农科 院库车育种基地无病 田种植。种植模式为一膜四 行 ． 行 长 5 m， 2次重 复 ， 理 论 密 度 2 1万 株 · h m～ 。 栽培管 理措 施与 大 田相 同 。 1 ． 2 ． 2性状 凋查及 方 法。田间表 型性 状调查 包括 质量 性 状 和 数 量 性 状 。质 量 性 状 调 查按 照 棉 花 DUS( Di s t i n c t n e s s ， Un i f o r mi t y a n d S t a b i l i t y) 测 试 指标进行数据采集 ， 包括主茎茸 毛 、 茎秆色 素腺 体 、 株型 、 果枝与主茎夹角 、 花铃期 叶片颜色 、 叶 片 裂 缺 、 花冠 大 小 、 花 冠 基 部 红 斑 、 柱 头 高 度 、 铃 型 、 铃大小 、 铃柄长度等 1 2个性状。数量性状调 查包括生育期 、 株高 、 果枝始节 、 果枝数 、 单 株铃 数 、 铃重 、 衣分 、 子指和纤维品质等 ， 每个品种分 内外 行各取 5株 进行调 查 。随机收取 棉株 中部 正 常发育的 2 0个吐絮铃进行室内考种 ， 测定铃重 、 衣分、 子指等指标 ， 并计算平均值。收取 2 0个铃 的皮棉 混 合棉 样 1 0 g送农 业 部 棉 花 品质 监 督 检 验 测试 中心 检测纤 维 品质 ( H VI 9 0 0 ) ， 包括 5项 指 标 ： 纤 维 上 半 部平 均 长 度 、 整 齐 度 、 比强度 、 伸 长 率和麦克隆值。 1 ． 2 _ 3 数据处理。对 2年所有数据进行平均值处 理 。并采 用 S P S S 1 3 ． 0统 计分 析 软件对 表 型性 状 数据进行统计描述分析 ， 获取方差 、 标准差 、 变异 系数( C V ％) 等参 数 。 对 表 型性状 按 1 个 标准 差 进行 分级 ， 并 利 用 P O P G E N 3 2分析软件计算表型性状的遗传多样 性指数等参数。 利 用 D P S V e r s i o n 6 ． 5软 件 ， 采用 离 差平 方 和 法 进行 聚类分 析 。 6期 艾先涛等 ： 南疆 自育陆地棉品种遗传多样性研究 6 0 5 2 结果 与分析 2 ． 1 南疆 自育 品种 表型 性状 分析 2 ． 1 ． 1 南疆 自 品种质 量 性状 分析 。对 南疆 自育 品种 l 2个质量性状进行 了遗传多样性指数分析 ( 表 2 ) 。 结 果表 明 ： 各性 状在 不 同 的 自育 品种 中存 在较大差异 ， 表现出不同程度的多样性 。其 中， 棉 铃大小遗传多样性指数最高为 1 ． 5 2 7 9 ， 其次为主 茎 茸 毛 、铃 型 、叶 片 裂 缺 和花 冠 大 小 ，分别 为 1 ． 4 1 2 9 、 1 ． 1 9 3 3 、 1 ． 1 6 9 7和 1 ． 0 4 8 9 。遗 传 多样 性 指 数最低 的为茎秆色素腺体 ， 仅为 0 ． 6 0 1 9 。 表 2南 疆 自育 品种 质 量 性 状 表 现 型及 遗传 多样 性 指 数 T a b l e 2 T h e p h e n o t y p e o f q u a l i t y t r a i t s a n d g e n e t ic d iv e r s i t y i n d e x e s o f lo c a l b r e d v a r i e t i e s i n s o u t h X i n j ia n g 2 ． 1 ． 2 南疆 自 育品种 数 量 性状分 析 。根 据性 状 调 查 结果 ，对 3 3份 南疆 自育 品种 1 3个 表 型性 状 的 变 异 情况 进 行 统计 ( 表 3 ) ： 8个 主要 农 艺性 状 中 ， 品种的单株铃数变异系数最大 ，达到 3 1 ． 7 1 ％： 其 次 为 铃 重 、果 枝 数 和 株 高 ，分 别 为 l 3 ． 3 0 ％ 、 1 2 - 3 8 ％和 1 2 ． 1 2 ％，变 异 系数 最 小 的 性状 是 生 育 期 。 仅 为 4 _ 3 9 ％。 变 异 系数 的大小 与性 状 的变异 范 围呈正相关l l l ， 说 明南疆历史上 自育的品种在产 量性 状方 面 的变异 较 大 。 分 析研 究 5个 纤 维 品 质性 状 发 现 ． 比强度 变 异 系 数 最 大 ．为 8 ． 8 4 ％ ．变 异 范 围 在 2 7 ． 3 ～ 3 8 ． 9 c N· t e x 。 之间 ； 其次为麦克隆值和纤维长度 ， 变异 范 围分 别 在 3 ． 6 ～ 4 ． 7和 2 8 - 3 ～ 3 6 ． 8 l I l m 之 间。变 异 系数 最小 的 是整齐 度指 数 和伸 长率 ，仅 为 1 ． 1 6 ％ 和 1 ． 8 4 ％ 表 3南疆 自育品种表型 性状 变异参数及遗传多样性 比较 T a b l e 3 C o mp a r i s o n o f t h e p h e n o typ e p a r a me t e r s a n d g e n e t i c d i v e r s i t y i n d ic e s o f l o c a l b r e d v a r i e t ie s i n s o u t h X i n j i a n g 2 ． 1 - 3 南 疆 自 育品 种 不 同 时期 表 型 性 状 差 异 分 析 。为 了解南疆 自育 品种在 不 同时期 表型 性状 差 异 ， 根 据 自育 品种育 成 年 份 ， 将 所 选 3 3份 A育 品 种划分为三个时期 ( 表 4 ) 。 第一时期包括 1 9 9 1 年 以前育成 的 4份品种 ， 占育成品种总数的 1 2 ． 1 ％； 第二 时期包括 2 0 0 1年 以前育成 的 9份 品种 ． 占 总数 的 2 7 ． 3 ％ ； 第 j时期 包括 2 0 0 1 年 以后 育 成 的 2 0份 品种 ， 占总数 的 6 0 ． 6 ％。 从 表 型 性状 变 化 来看 ， 三个 时 期育 成 品 种 的 生育期( 1 4 4 、 1 3 7 、 1 3 6 d )和果枝数 ( 9 ． 2 、 8 ． 4 、 7 ． 8 6 0 6 棉 花 学报 Cot t o n Sc i e nc e 2 2卷 个) 明显降低 ， 子叶节高( 5 ． 8 、 6 ． 0 、 6 ． 2 c m) 、 株高性 状总体有增加趋势。这些变化与 目前新疆高密度 栽 培 种植模 式 的不 断变 化 有很 大关 系 ， 导 致 了育 种 者在熟 性 、 株 高等性 状选 择策 略上 的变化 。 从 产量 性状 变 化来 看 ， 三个 时期 产 量 变化 最 为明显 ， 育成品种铃重( 7 ． 8 、 6 ． 6 、 6 ． 3 g ) 明显降低 ， 第 一时期铃 重最大 ，平 均达 到 7 ． 8 g ，变 幅在 6 ． 1 - 8 ． 6 g之 问 ，第 三时期 铃 重最小 。 子指 ( 1 2 ． 6 、 1 2 ． 1 、 l 1 ． 0 g ) 随铃重变化也呈下降趋势。 单株铃数 ( 4 ． 7 、 5 ． 2 、 7 ． 0个 ) 和 衣分 ( 3 5 ． 1 ％、 3 5 ． 6 ％、 3 8 ． 9 ％) 两 个性 状均 明显递增 。 从 品质性 状 变化 来看 ， 个 时期 育成 的品种 在 纤 维 长 度 ( 3 1 ． 0 、 3 1 ． 6 、 3 1 ． 9 mm) 、 比强 度 ( 3 0 ． 6 、 3 0 ． 9 、 3 1 ． 7 c N· t e x 。 ) 品质性状稳步提高 ， 麦克隆值 平 均值 ( 4 _ 3 、 4 ． 0 、 4 ． 2 ) 变 化不 大 ， 从 变 幅 可 以看 出 麦克隆值总体变化逐渐趋于合理。纤维整齐度指 数和伸长率变化最小。总体来看 ， 第三时期品质 性 状 优 于第二 时 期 ， 第 二 时期 品质 性 状优 于第 一 时期 表 4不 同 时期 南 疆 自育 品种 表 型 性状 差 异 T a b l e 4 T h e d i f f e r e n c e s o f p h e n o t y p e t r a i t s o f l o c a l b r e d v a r i e t i e s i n s o u t h X in j i a n g 2 ． 1 ． 4 南 疆 自商 品种 主 要 性 状 的 数 量 分 布 差 异 分析 。为进一 步 明确 自育 品种 主要表 型性状 的差 异 ， 在上 述分 析 的基 础上 ， 将 自育 品种 单 株铃 数 、 铃重 、 衣分 、 纤维长度等主要性状划分为 I、 I I 、 I I I 、 Ⅳ 、 V个性 状 区 间 ， 并 统计 自育 品种 在 各 区间 的数量分布情况( 表 5 ) 。 从 自育 品种 的产 量 性状 来看 ， 5 1 ． 5 ％的单 株 铃数分 布在 4 ． 9 ～ 6 ． 7个 之间 ． 有 2 1 ． 2 ％的品种单 株 铃数在 3 ～ 4 ． 8 个 ， 明显 偏低 。 这说 明 自育 品种 单株 成 铃依 然 较 低 ， 脱 落 较 高 ， 在 产 量 性 状 上还 有 很 大 的提升 空 间 。铃 重 也是 重要 的产量 因子 之一 ， 从 分布 来看 ， 7 2 ． 8 ％的品种铃 重在 5 ． 4 ～ 7 ． 1 g之 间 ， 尤其是 2 0 0 1 年 以后育成的品种大都集 中在这个 区间， 从变化趋势看 ， 第三时期 自育品种 的铃重 较第一、 第二时期 自育 品种有所降低。衣分变幅 较大 ，从 最 低 3 2 ． 3 ％提升 到 4 3 ． 2 ％ ， 2 0 0 1 年 以后 育成的品种衣分提高明显 。但高衣分品种的数量 仍然 较低 ， 不 足 1 0个 品种 。子指 变化 较 为 明显 ， 3 3个 品种 中有 1 3个 品种 子指 在 1 0 ． 9 ～ 1 1 ． 7 g之 间 ， 占总 数 的 3 9 ． 4 ％ ， 2 7 ． 3 ％的 品 种 子 指 在 1 0 ～ 1 0 ． 8 g之 间 从 自育 品种 的 品质性 状来 看 ， 早 期育 成 的 大 部 分 品 种 的纤 维 长 度 超 过 了 3 0 mm， 7 2 ． 8 ％的 品 种纤 维长度 在 3 0 ． 1 ～ 3 3 ． 6 mm 之 间 ． 甚 至还有 高 品 质的中长绒棉 ，绒长范围在 3 3 ． 7 ～ 3 5 ．4 mm 之间。 例 如 ， 新疆农 科 院经 作所 选 育 的新 陆 中 9号 就 是 一 个 优 质 中长绒 棉 品种 。这 表 明 ， 新 疆 育种 者一 直很 重 视 品质 育种 ， 品质 育 种优 势 较为 明显 。从 分布来看 ， 4 2 ． 4 ％的品种麦克隆值集 中在 3 ． 9 ~ 4 ． 1 之间，符合麦克隆值 A级指标范围 ( 3 ． 7 ～ 4 ． 2 ) 之 间 ， 说明南疆育成品种整体麦克隆值指标较为合 理 比强度 变化 范围较 大 ，在 2 7 ． 3 ～ 3 9 ． 2 c N· t e x 。 之 间 ， 变异 系数 8 ． 8 ％。 综 合来看 ， 新疆 南疆历 史上 育成 的品种纤维 品质性状整体较为协调 ． 能够满 足纺织工业要求 。 但仍有一定的提升空间。 6期 艾先涛等 ： 南疆 自育陆地棉品种遗 传多样性研究 6 0 7 数值区间 ／ 个 品种数 目／ 个 铃所 占比例 ／ ％ 数品种名称 数值区间 儋 腓 品 种 数 目 ／ 个 雷所 占比 例 ／ ％ 品 种 名 称 数值区间 ／ ％ 衣品种数 目／ 个 分所 占比例 ／ ％ 品 种 名称 数值区间 儋 z 品种 数 目 ／个 指所 占比例 ／ ％ 品 种 名称 上数值 区间 ／ mm 磊 品 种数目／ 修好 于 所占比例 刊 誉 品 种名称 数值 区间 品种数 目／ 个 莲所 占 比 例 ／ ％ 值品种名称 数值 区间 ／ ( c N· t e x 比品 种 数 目 ／ 个 强所 占比例 ／ ％ J芰 品种 名称 3． 0 ～4． 8 4． 9 ～6． 7 6． 8 ～8． 6 8． 7 ～1 0． 5 1 0I o ～1 2． 4 7 1 7 5 3 1 21-2 51 ． 5 1 5 ． 2 9． 1 3 ． 0 1 、 3 , 6 , 8 、 军棉l1 ； 2 1 。 ； 2 ； 、、、、 1 4 、 2 4 、1 “7 5 , 7 , 1 1 0 1 6 1 8 3 0 3 5 3 1 2 09 1 9 2 、 、 1 1 5、 1 7、 2 2、 23、 26、 2 7、 28、 3 3、 3 4 、 、 、 、 ?? 4． 5 -5． 3 5．4-6 ． 2 6． 3 -7． 1 7．2-8．0 8 ． 1 -8 ． 9 1 1 2 1 2 6 2 3．0 36． 4 3 6． 4 1 8． 2 6 ． 1 2 4 , 4, 7 7, 、 1 2 、 ,1 3 、 ,2l 2、 ． 8 、 ．1 0 、 ．1 1、 3 0． 1 5、 3 3, 1 7 、 ．3l 6、 , 62 , 9 2 8 3 1 3 4 1 8 1 9 2 3 3 5 0 J4、 军 棉 1 一 26 、2 7、 、、 、、、 3 0、 3 3、1 6、 2 0 ～ ?、 3 2． 3～ 34 ， 4 3 4． 5 — 36 ． 6 36 ． 7～ 38 ． 8 38 ． 9 -41 ． 0 41 ． 1 ～4 3． 2 6 6 1 0 7 4 1 8 ． 2 18 ． 2 3 03 21 ． 2 1 2． 1 、 1 3 1、 4、 7、 l o、 1 6、 21 , 6, 3 8、 2 4, 1 1、 3 3, 1 5、 、 4, 1 0、 3 7, 1 9 1 。’ 2 6、 2 8、 32 8 4 、3 5 1 0 -0． 8 1 0． 9 -1 1 ． 7 11 ． 8 ～l 2． 6 1 2． 7 ～1 3 ． 5 1 3． 6 ～1 4． 4 9 1 3 6 4 1 27． 3 39． 4 1 8． 2 1 2． 1 3． O 、 2 2 、 2 3 、 2、 4、 5 。 7 ， 、 ,1 2 。 1 ． i 5 、 “ 、 3 、 8 、 1 1 、 l 4 、 1 6 、 3 3 1 、 6 ,9 、 1 0 军 棉1 号3 4 1 8 2 4 2 6 、2 7、 2 8、 、、3 0、 31 、 3 5 、、 ?、 、 、 一 ～ 28． 3 -3 0． 0 30． 1 ～31 ． 8 31 ． 9 -3 3． 6 33． 7 -3 5． 4 35 ． 5 ~37．2 5 1 5 9 3 1 I 5 ． 2 45 ． 5 27 ． 3 9． 1 3． 0 2、 4、 1 2、 27、 28 0, 5 、 2 , 7l、, 21 3 0, 、2 1 4 6、, 31 0 6 、 , 3 1 4 7, 、3 1 95、 军 11, 棉 1 3、 5 8 l2 、 9 、2 4 、3 3 3 1 3． 6 -3． 8 3． 9 ~4． I 4． 2 -4．4 4． 5 -4． 7 4 ． 8 -5 ． 0 5 1 4 9 5 0 1 5 ． 2 4 2 ． 4 2 7 ． 3 1 5 ． 2 O 7 l o 、2 4 、3 3 ： 2 、 15 、 ． 13 3, 1、2 64 ,1、3 46 , 2 、5 、9 、 18 、2 0 ) 27 ． 3 -29．6 2 9． 7 -3 2．0 3 2． 1 -3 4．4 3 4． 5 -36 ． 8 3 6． 9 -3 9． 2 9 1 4 5 2 3 2 7- 3 4 2． 4 1 5． 2 6 ． 1 9． 1 ,4 ， , Q 1 2 1 , n 1 8 1 ,2 0 、 军棉 1 号 1“ 7 、3、 、 ， 7 , 8 1 , 1 1 、 I 、1 0、 1 5、 21 、 3 4 9、 1 3 2 4、 3 1 、 3 31 4 1 6 1 7 1 9 2 6 、28、 30、 3 5 、 、 、 、 2 2、 23、 2 7 、 、 、 一 、 、 注 ： 品种名称各栏 目中的数字代号均代表新陆中× 号 。 2 ． 2 南 疆 自育品 种表 型性 状聚 类分 析 采 用 离 差平 方 和法 对 欧 氏距 离进 行 聚类 ， 建 立聚类树状图( 图 1 ) 。 从 图 1中可以看出， 在阈值 为 4 ． 8 1时 ， 南疆 历 史上 自育 的品种 可 以 明显地 划 分 为两 大类 ， 即 1 和 2 。 1 包 括 1 2份 品种 2包 括 2 1 份 品种 在遗传距离为 2 ． 5时 ．第 l 大类可 以划分为 2个亚 类 ， 第 1 个 亚类 ( 1 一 1 ) 包 括 1 0个 自育 品种 ， 第 2个亚类( 1 ． 2 ) 包括 2个 自育品种 。 在遗传距离 为 2 ． 4时， 第 2大类又可以划分为 2个亚类 ， 第 1 个 亚类( 2 — 1 )包 括 9个 自育 品种 ，第 2个 亚类 ( 2 ． 2 ) 包括 l 2个 自育品种。从各类群 的主要表型 性 状 统 计 结果 ( 表 6 ) 可 以看 出 ， 各 类 群 的 田间 性 状 差 异 很 大 ， 各 具 代 表 性 ， 很 好 地 反 映 出 了 不 同 育成 品种 的特点 。 从 第 1 类 群整 体 遗传 基础 背 景来 看 ： l 2个 品 种遗传基础相似， 大都含有原 苏棉 C 4 5 0 、 C1 4 7 0 、 9 1 2 2依系统的遗传背景 ， 尤其是军棉 1 号和新陆 中 9号均具备 了 C 4 5 0的遗传组分 ，聚类在同一 个 分枝 ； 新 陆 中 1 号 和 新 陆 中 3号 聚类 在一 个 分 枝 ， 共同拥有 C1 4 7 0的遗传背景 。南同一个单位 选 育 的不 同 品种 也 聚类 在 同一 个 分 支 ， 如新 陆 中 6号 和 新 陆 中 1 1 号 由 巴州 农 科 所选 育 ，新 陆 中 1 3号 和 新 陆 中 1 5号 由新 疆 农 业 大 学 农 学 院 选 6 0 8 棉 花学报 Co t t o n Sc i e nc e 2 2卷 军棉1 号 新陆 中9 号 新陆 中1 号 疆 新陆中l 6 7 雾 睡 ； 新陆中3 3 号 新 陆 中2 4 号 新 陆 中3 1 号 新 陆中2 号 新 陆 中1 ： 号 蝇 瓤 陆 中7 号 新陆 中8 号 新 陆 中2 3 号 翥 藩 丰 艚 新陆 中5 号 雾 睡 { 新陆 中1 4 号 雾 藩 新陆 中1 6 号 新陆 中2 7 号 新陆 中3 5号 蓊 匪 靶； 新陆 中2 8 号 0． 0 0 0 9 6 l 9 2 2 ． 8 9 3 8 5 4 ． 8l 图 1 南 疆 自育 品 种 主要 农 艺 性 状 聚类 图 F i g ．1 Cl u s t e r i n g t r e e o f ma i n a g r o n o mic t r a it s o f x i n l u z h o n g s e r i e s v a r ie t ie s i n s o u t h X i n j i a n g 育 ， 均 被聚在 一起 ； 另外 两个 低 酚棉 品种新 陆 中 1 号 和新 陆 中 6号 也 聚类 在 第 1个 聚 群 的 第一 个 亚群 ( 1 ． 1 ) 里 。这 充分说 明 了聚类 结果 的准确 性 ， 不仅将相 同遗传背景的品种聚在一起 ， 而且同育 种 单位 和相 同类型 的 品种 也 聚类 在一 起 。 从 第 1 类 群 品种 的 田间表 型性 状来 看 ． 大部 分 品种 田间 表现 较为 一致 ， 均 表 现 出铃 大 、 早熟 、 衣分 低 、 子指 大 、 品质 性 状 较好 、 果 枝 短 、 单 株 结 铃较低 、 脱落率高等特点。 从第 1 类群的两个亚群划分来看 ： 第二个亚 群( 1 — 2 ) 与第一个亚群( 1 - 1 ) 遗传背景相似 ， 都含 有前苏联棉花遗传背景 ， 因此在同一类群里。不 同的是 这 两 个 品 种新 陆 中 2 4号 和新 陆 中 3 1 号 均为陆海杂交棉 ， 又区别于第一亚群 ， 它们都具 备相 同的原苏棉 9 1 2 2依海岛棉 的遗传基础 ． 因 此 被聚类 为第 1 类群 的另 一个分 支 。从 表 6可 以 看 出 ， 两个 品种表现 出陆海 杂交棉 的特性 ， 均 表现 为熟性 偏晚 、 单株成铃 多 、 铃 重低 、 品质优的特点 。 从第 2类群整体遗传基础背景来看 ， 尽管不 少品种仍含有苏棉遗传基础 ． 但与第 1 类群遗传 背 景相 比 ， 第 2类 群遗 传基 础 相对 丰 富并有 所 拓 展 。大都 含有美 棉生态 类型 和黄 河生态 型遗传 组 分 ， 如具 有 贝尔斯 诺 、 岱字 棉 、 中棉所 4 、 1 2 、 1 7 、 1 9 号等遗传组分 。因此区别于第 1 类群 ， 2 1 个品种 被 聚类 在第 2类 群 中 。 从第 2类群品种的田间表型性状来看 ， 大部 分 品 种 比第 1类 群 品 种 的子 叶节 、 株 高 、 果 枝 数 均 有 所增 高 ， 铃 重较 前 一 类 群 有 所 降 低 。 衣 分 提 高 ， 品质 性 状 有 所 降低 ， 表 现 为 铃 重 适 中 ， 衣 分 高 、 子指 较小 、 株 型松 散 、 单 株结铃 较强 等特 点 。 从第 2类群 的两个 亚群 划分 来看 ，在 2 ． 1 亚 群里 ， 包含 9个 自育 品种 ， 其更多的含有美棉 贝 尔 斯 诺 、岱字 棉 等遗 传 背 景 ．如新 陆 中 2 、 4 、 1 9 等 。遗 传 背景 相似 的新 陆 中 8号 和新 陆 中 2 2号 也 被聚 类在 2 ． 1 亚 群里 ，新 陆 中 1 7和新 陆 中 1 9 号遗传距离最短 。 而 2 ． 2亚群里 ， 包含 1 2个品种， 大都含有黄河流域棉区的中棉所系列 、 冀棉系列 表 6南 疆 自育 品种 不 同聚 类 类群 的 性 状 均值 T a b l e 6 Me a n v a l u e o f t r a it s a n a l y z e d i n d i f f e r e n t c l u s t e r i n g g r o u p s o f l o c a l b r e d v a r i e t i e s i n s o u t h X i n j i a n g Co t t o n Sc i e nc e 6期 艾先涛等 ： 南疆 自育陆地棉 品种遗传多样性研究 6 0 9 的遗传背景 ， 因此有所区别而被划分成两个亚区。 综 上 所述 ，从 聚类 图和统 计 表 可 以看 出 ， 聚 类分析结果较为符合品种本身的真实特性 ， 具有 相 近 表 型 性 状 和 相 同遗 传 基 础 背 景 的历 史 自育 品种材料聚在同一分枝 ， 符合 自育材料本身遗传 背 景 的演变趋 势 。 2 - 3南疆 自育品种 系谱 遗传 演 变分析 从 自育品种遗传系谱分析发现 ， 南疆 自育品 种遗传系谱 中涉及 的亲本 和历经 的育种世代数 较 内地 品 种少 ， 特 别 是 涉 及 不 同生 态 型 、 不 同遗 传组 分 的亲本 及有 性杂 交 世代数 较少 。每 个 品种 遗传系谱平均涉及不 同亲本 5个左右 ， 有性杂交 世代 4代左右 ( 包括 回交世代 ) ， 涉及的亲本又大 多为同一基础遗传组分、 生态型差异小的品种 l2 ] 。 一 些 品 种 又 直接 从 自 育出 的 品 种 中 系 选 或将 其 作 为 亲本 选 育 而 成 ， 表 现 遗 传 系 谱 简 单 ， 品 种 间 亲缘关系较近 ， 遗传基础较为狭窄 。自育品种遗 传 系谱 中 涉 及 的 亲本 大 多 为前 苏棉 生 态 型 的 品 种 ． 且 所 用 亲本 有 限 ： 不 少 品种 的亲本 相 同 ， 集 中 在几个品种资源 。 如军棉 1 号及新陆中系列 1 ～ 9号 大都 含有 苏棉 C ． 1 4 7 0 、 1 0 8夫 、 K KI 5 4 3等 血缘 一 ( 表 7 ) 有些 品种 的 回交 亲本 也为 前苏 联生 态型 ， 表 明新 疆 自育 品种 的遗 传 组 分 具 有 较 强前 苏 联 生态系统 的特征 ， 遗传 组分结构表现单一 ， 选育 出的品种问遗传组分差异极小 ， 形态上 明显表现 为铃大 ( 普遍 在 6 g以上 ) 、 衣 分低 、 子 指大 、 早 熟 、 个 体小 、 株 型 紧凑 、 果 枝短 、 蕾 铃 脱 落率 高 。这 些 特点有其优势也有其不足 ， 特别是随着生产 的发 展 ， 衣分低 、 蕾铃脱落率高 ， 蕾铃空间分布过于狭 窄 的遗传组分特点不适应棉花产量进一步提高 的问题 明显暴 露 出来 。这些 都反 映 了新疆 棉花 自 育品种遗传基础明显的时代特点 ， 这一特点也逐 渐 被 育 种 者所 认 同 ， 并 逐 步 加 以改 善 ， 但 目前 南 疆 自育品种遗传基础狭窄的问题仍未彻底改变。 表 7南 疆 自育 品种 遗 传 组分 状 况 T a b l e 7 Ge n e t i c c o mp o n e n t s o f lo c a