陆地棉种质资源材料的耐热性评价及指标筛选.pdf
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1、新疆农业科学():./.陆地棉种质资源材料的耐热性评价及指标筛选王 朋郑 凯赵杰银高文举龙遗磊陈全家曲延英(新疆农业大学农学院/棉花教育部工程研究中心乌鲁木齐)摘 要:【目的】评价陆地棉种质资源材料的耐热性及筛选指标为选育耐热性棉花品种及研究耐热性机理提供参考依据【方法】基于 年试验选用 份棉花种质资源随机区组设计测定相关指标综合评价 份陆地棉种质资源材料的耐热性【结果】份陆地棉资源材料可分为 类 其中第一类为耐热材料第二类为中间型材料第三类为敏热型材料建立陆地棉耐热性的评价模型:()建立的最优回归方程可以预测陆地棉材料的耐热性 籽棉产量、单铃重和皮棉产量可作为棉花大田耐热的评价指标而株高和衣
2、分与耐热性无关【结论】筛选出 份耐热陆地棉资源材料建立了以籽棉产量、单铃重和皮棉产量作为陆地棉大田耐热性的评价指标以过氧化物酶、丙二醛和叶绿素含量作为室内耐热性的评价指标关键词:陆地棉 耐热性评价 聚类分析 相关性 耐热指标中图分类号:文献标志码:文章编号:()收稿日期():基金项目:新疆维吾尔自治区重大专项()作者简介:王朋()男新疆乌鲁木齐人硕士研究生研究方向为作物遗传育种().通信作者:曲延英()女新疆乌鲁木齐人教授博士硕士生/博士生导师研究方向为作物遗传育种().引 言【研究意义】高温影响棉花纤维的产量和品质 新疆经常周期性在 月出现不同程度的高温胁迫 高温胁迫会严重影响棉花花粉发育过
3、程并阻碍棉花生殖生长引起棉花花铃期蕾铃脱落产量和纤维品质下降 采用田间和室内鉴定相结合的方法鉴定耐热种质资源对提高棉花热胁迫的耐受性品种选择有重要意义【前人研究进展】目前鉴定棉花高温耐性主要有花粉离体培养、人工模拟高温和田间自然遭遇高温的方法 可通过果枝着生高度、早熟性等指标直接选择通过生理指标(如细胞膜热稳定性、叶绿素含量等)以及红外、遥感手段进行间接选择 耐性分析评价主要有单指标鉴定和多指标综合评价等方法【本研究切入点】前人鉴定方法多是单指标或者几个指标的方式衡量棉花的耐热性采用多指标综合分析方法的研究较少难以全面地反映不同品种的耐热性 且多为国内材料至今尚未形成统一的棉花耐热性鉴定和评价
4、标准 需筛选评价陆地棉种质资源材料的耐热性指标【拟解决的关键问题】基于国内外具有代表性的 份陆地棉种质资源其中巴基斯坦材料 份中国材料 份 人工模拟高温条件调查田间性状指标采用多元统计分析方法建立棉花耐热性综合评价指标选取极端材料筛选室内生理指标为快速选育耐热性棉花品种及研究棉花耐热性机理提供参考依据 材料与方法 材 料采用 年和 年中国新疆沙湾(:/)和巴基斯坦费萨拉巴德(:/)的气象数据在棉花生育期内试验地区气候条件新新疆疆农农业业科科学学第 卷除温度外其它并无明显的差异 其中 年在巴基斯坦费萨拉巴德地区 月月平均气温均在 属于热应激环境 份棉花种质资源均由新疆农业大学棉花遗传育种团队收集
5、提供 表 表 不同陆地棉来源品种(系)名称 ()编号中国棉花品种(系)()编号巴基斯坦棉花品种(系)()鲁棉 新陆早 号 新陆早 号 中棉 号 辽 中棉所 号新陆中 号晋棉 号 新陆早 号 方 法 大田试验设计试验于 年和 年的 月在中国新疆沙湾市新疆农业大学棉花育种试验田进行 年 月在巴基斯坦费萨拉巴德农业大学主校区试验田进行 均采用随机区组设计每份材料采用 行种植方式设置 个重复在棉花吐絮成熟期对小区中每份材料均一稳定具有代表性的 株测定株高每个材料选择长势均一的 个植株收取中下部 朵棉铃测量籽棉、皮棉、衣分 每份材料连续摘取下部、中部和上部各 朵铃计算单铃重 室内试验设计选择耐热极端 份
6、棉花资源材料选取大小均一籽粒饱满的棉花种子常规土壤培养 待棉花 叶 心时期放入人工气候培养箱温度相对湿度湿度 光照 于胁迫、和 取真叶用液氮冰冻并保存在 冰箱中 测定叶片含水量()、丙二醛()、相对电导率、叶绿素总含量、游离脯氨酸含量()、过氧化物酶()活性 数据处理利用 整理数据 语言进行分析和作图 耐热性综合评价 值计算:()隶属函数值()()/()其中 表示第 个综合指标和 分别表示每个主成分上各性状指标得分值的最小值和最大值 ()表示第 个主成分的权重表示提取的主成分所对应的特征值 ()值表示各陆地棉资源材料高温处理下所得的耐热性综合评价值 结果与分析 份陆地棉品种(系)性状描述研究表
7、明巴基斯坦费萨拉巴德的陆地棉变异系数明显大于中国新疆沙湾的陆地棉 且巴基斯坦费萨拉巴德种植区陆地棉各性状变异系数都大于 年中国新疆沙湾试验田中来自巴基斯坦陆地棉资源材料各指标的变异系数范围是 变异系数超过 的性状指标包括皮棉产量()与株高()来自中国的陆地棉种质资源材料各指标变异系数的范围是 所有农艺性状的变异系数均超过 中国的陆地棉材料更加适应是中国的环境 年在巴基斯坦费萨拉巴德试验田的 份陆地棉资源材料各农艺性状的变异系数范围是 各指标变异系数依次为皮棉产量()株高()籽棉产量()单 铃 重()衣 分()其中来自中国陆地棉资源材料各指标的变异系数为 变异系数最大的性状指标是单铃重()与籽棉
8、产量()所有性状的变异系数均接近 巴基斯坦陆地棉种质资源材料的变异系数明显大于中国陆地棉材料巴基斯坦陆地棉材料更适宜巴基斯坦的自然环境第 期王 朋等:陆地棉种质资源材料的耐热性评价及指标筛选 年在中国新疆沙湾试验田 份陆地棉资源材料各性状的变异系数范围是 各 指 标 变 异 系 数 依 次 为 皮 棉 产 量()株高()衣分()单铃重()籽棉产量()表 表 份陆地棉资源材料各性状描述 ()年份地点 性状平均值标准偏差最小值最大值偏度峰度变异系数 年中国新疆沙湾 株高 籽棉产量 单铃重 皮棉产量 衣分 年巴基斯坦费萨拉巴德 株高 籽棉产量 单铃重 皮棉产量 衣分 年中国新疆沙湾 株高 籽棉产量
9、单铃重 皮棉产量 衣分 耐热性综合评价及多元逐步回归研究表明 份陆地棉资源材料可明显聚为 类其中第一类为耐热材料第二类为中间型材料第三类为敏热材料 其中第一类巴基斯坦陆地棉材料主要包括 和 第三类主要包括中国陆地棉材料新陆早 号、新陆中 号、中棉所 号和中棉 号 巴基斯坦陆地棉材料相比于中国陆地棉材料其耐热性更好 图 以耐热性综合评价值()作因变量把各单项指标 年变化率的平均值作自变量采用逐步回归方法建立了最优回归方程:()个指标中 个指标对陆地棉耐热性有显著影响分别是籽棉产量()、单铃重()和皮棉产量()籽棉产量、单铃重和皮棉产量对棉花的耐热性有影响 耐热材料 和 皮棉产量仅仅下降了 和 籽
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