80份棉花种质资源的育种应用价值评价

doi:10.11923/j.issn.2095-4050.cjas2020-0186

农学学报 ›› 2021, Vol. 11 ›› Issue (11): 11-18.doi: 10.11923/j.issn.2095-4050.cjas2020-0186

所属专题：资源与环境；棉花

80份棉花种质资源的育种应用价值评价

李兴河¹(), 王海涛¹, 刘存敬¹, 唐丽媛¹, 张素君¹, 蔡肖¹, 熊永斌²(), 张香云¹()

¹河北省农林科学院棉花研究所/农业农村部黄淮海半干旱区棉花生物学与遗传育种重点实验室/国家棉花改良中心河北分中心,石家庄 050051
²河北省农林科学院,石家庄 050051

收稿日期:2020-08-26 修回日期:2020-11-26 出版日期:2021-11-20 发布日期:2021-12-09
通讯作者: 熊永斌,张香云 E-mail:xingheli111@126.com;Marrying2006@163.com;jimianzhang@qq.com
作者简介:李兴河,男,1989年出生,山东德州人,助理研究员,硕士研究生,主要从事棉花分子育种研究。通信地址：050051 河北省石家庄市新华区和平西路598号河北省农林科学院棉花研究所,Tel：0311-87652088,E-mail： xingheli111@126.com。
基金资助:
棉花生物学国家重点实验室开放课题“陆海导入系纤维长度QTLs精细定位与基因挖掘”(CB2021A31);河北省农林科学院创新工程项目(2019-3-7-1,2019-3-7-4);第二师科技攻关项目“适宜机采棉花种质资源创新与新品种(系)选育”(2019NYGG03)

80 Cotton Germplasm Resources: Utilization Value Evaluation

Li Xinghe¹(), Wang Haitao¹, Liu Cunjing¹, Tang Liyuan¹, Zhang Sujun¹, Cai Xiao¹, Xiong Yongbin²(), Zhang Xiangyun¹()

¹Institute of Cotton, Hebei Academy of Agriculture and Forestry Sciences/Key Laboratory Biology and Genetic Improvement of Cotton in Huanghuaihai Semiarid Area, Ministry of Agriculture/National Cotton Improvement Center Hebei Branch, Shijiazhuang 050051, Hebei, China
²Hebei Academy of Agriculture and Forestry Sciences, Shijiazhuang 050051, Hebei, China

Received:2020-08-26 Revised:2020-11-26 Online:2021-11-20 Published:2021-12-09
Contact: Xiong Yongbin,Zhang Xiangyun E-mail:xingheli111@126.com;Marrying2006@163.com;jimianzhang@qq.com

摘要/Abstract

摘要：

旨在客观、准确评价引种棉花种质资源的应用价值,为棉花新品种培育提供优异亲本,本研究以80份新引进种质资源为材料,以产量、纤维品质、抗病性3方面的10个性状为指标,进行主成分分析和系统聚类分析。结果表明：前4个主成分特征值均大于1,累积贡献率达到76.893%,第1主成分主要与纤维品质有关,第2主成分主要与棉花产量有关,第3主成分主要与抗病性有关,第4主成分主要与纤维伸长率有关。卡方距离为2.15时,供试材料可分为6类,第I、第Ⅱ类群综合性状优良,与主成分分析散点图的第I类群特点相同,均属于相对高产、优质类群。最终,将聚类分析的第I、第Ⅱ类群和主成分分析散点图的第I类群取交集,获得25份高产、优质资源材料,扩充了河北省农林科学院棉花研究所的育种资源圃。

关键词: 棉花, 种质资源, 育种, 性状, 主成分分析, 聚类分析

Abstract:

To objectively and accurately evaluate the utilization value of introduced cotton germplasm resources and provide excellent parents for new cotton varieties breeding, a total of 80 cotton germplasm resources were used in this study. Principal component analysis (PCA) and systematic cluster analysis were carried out based on 10 representative traits relating with yield, fiber quality and disease resistance. The results show that the values of the first four principal component features are all greater than 1, and the cumulative contribution rate reaches 76.893%. The first principal component is corresponding with fiber quality, the second principal component is corresponding with cotton yield, the third principal component is corresponding with disease resistance, and the fourth principal component is corresponding with fiber elongation. The 80 germplasm resources are divided into 6 major groups at the chi-square distance D = 2.15. The comprehensive characters of group I and group II are excellent, which are the same as those of group I in PCA scatter diagram, and they belong to high yield and good quality groups. Finally, 25 high-yield and high-quality resource materials are obtained by aggregating the same results of systematic cluster analysis group I, group II and PCA scatter diagram group I, which can expand breeding resources of the Institute of Cotton of Hebei Academy of Agriculture and Forestry Sciences.

Key words: Cotton, Germplasm Resources, Breeding, Traits, Principal Component Analysis, Systematic Cluster Analysis

中图分类号:

S326

李兴河, 王海涛, 刘存敬, 唐丽媛, 张素君, 蔡肖, 熊永斌, 张香云. 80份棉花种质资源的育种应用价值评价[J]. 农学学报, 2021, 11(11): 11-18.

Li Xinghe, Wang Haitao, Liu Cunjing, Tang Liyuan, Zhang Sujun, Cai Xiao, Xiong Yongbin, Zhang Xiangyun. 80 Cotton Germplasm Resources: Utilization Value Evaluation[J]. Journal of Agriculture, 2021, 11(11): 11-18.

图/表 7

参考文献 30

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编号	名称	来源	编号	名称	来源	编号	名称	来源	编号	名称	来源
1	浙江白籽	浙江	21	帝国棉	国家库	41	省区-7	山东	61	邯8901	河北
2	鸡脚中棉（绿茎）	国家库	22	陕2059	陕西	42	省区-11	山东	62	太原02-21	山西
3	南通中棉	江苏	23	Vered171	国家库	43	甘肃洋花12	甘肃	63	苏远04-114	江苏
4	鸡脚中棉（红茎）	国家库	24	原4401	山东	44	PD0113	美国	64	中棉所12	河南
5	绍兴绿树	浙江	25	Acala1517BR	美国	45	高密86121	山东	65	冀棉17	河北
6	遗引479	北京	26	SP21松	国家库	46	97系	山东	66	军棉1号	新疆
7	ISAGL7	国家库	27	GP295	国家库	47	定陶96-1	山东	67	新陆中8号	新疆
8	遗引112	北京	28	望江长绒棉	安徽	48	冀252	河北	68	库车T-22	新疆
9	SA1064B1	国家库	29	中1138E24	河南	49	脱字棉	美国	69	陕2021	陕西
10	ASJ-5	美国	30	FJA	国家库	50	鲁棉9号	山东	70	鸭棚棉	国家库
11	陕1155	陕西	31	遗引61	北京	51	鲁棉研28号	山东	71	NC-150COMPATIBLE	国家库
12	冀3早熟系	河北	32	A93-11	国家库	52	冀棉958	河北	72	朝阳棉1号	辽宁
13	土库曼陆地棉	土库曼斯坦	33	省试：8784	山东	53	SD252YH37	山东	73	辽棉9号(6496)	辽宁
14	UK-55	英国	34	未奴非70	国家库	54	鲁9554	山东	74	中棉所27	河南
15	苏丹棉	苏丹	35	DPL90	美国	55	新陆早25	新疆	75	百棉2号	河南
16	泥泊尔棉	尼泊尔	36	484-19	山东	56	新陆早50	新疆	76	冀邯171	河北
17	克利夫兰抗毒4	国家库	37	219（乌3×岱16）F₁₀	山东	57	BM995	河南	77	晋91-1154	山西
18	Acala1517SR2	美国	38	山农大86-4	山东	58	邯棉3006	河北	78	O8	北京
19	DeltapineSR383	美国	39	H144(735选)	山东	59	邯棉3007	河北	79	遗引474	北京
20	土耳其棉	土耳其	40	省区-23	山东	60	晋棉38	山西	80	遗引476	北京

编号	名称	来源	编号	名称	来源	编号	名称	来源	编号	名称	来源
1	浙江白籽	浙江	21	帝国棉	国家库	41	省区-7	山东	61	邯8901	河北
2	鸡脚中棉（绿茎）	国家库	22	陕2059	陕西	42	省区-11	山东	62	太原02-21	山西
3	南通中棉	江苏	23	Vered171	国家库	43	甘肃洋花12	甘肃	63	苏远04-114	江苏
4	鸡脚中棉（红茎）	国家库	24	原4401	山东	44	PD0113	美国	64	中棉所12	河南
5	绍兴绿树	浙江	25	Acala1517BR	美国	45	高密86121	山东	65	冀棉17	河北
6	遗引479	北京	26	SP21松	国家库	46	97系	山东	66	军棉1号	新疆
7	ISAGL7	国家库	27	GP295	国家库	47	定陶96-1	山东	67	新陆中8号	新疆
8	遗引112	北京	28	望江长绒棉	安徽	48	冀252	河北	68	库车T-22	新疆
9	SA1064B1	国家库	29	中1138E24	河南	49	脱字棉	美国	69	陕2021	陕西
10	ASJ-5	美国	30	FJA	国家库	50	鲁棉9号	山东	70	鸭棚棉	国家库
11	陕1155	陕西	31	遗引61	北京	51	鲁棉研28号	山东	71	NC-150COMPATIBLE	国家库
12	冀3早熟系	河北	32	A93-11	国家库	52	冀棉958	河北	72	朝阳棉1号	辽宁
13	土库曼陆地棉	土库曼斯坦	33	省试：8784	山东	53	SD252YH37	山东	73	辽棉9号(6496)	辽宁
14	UK-55	英国	34	未奴非70	国家库	54	鲁9554	山东	74	中棉所27	河南
15	苏丹棉	苏丹	35	DPL90	美国	55	新陆早25	新疆	75	百棉2号	河南
16	泥泊尔棉	尼泊尔	36	484-19	山东	56	新陆早50	新疆	76	冀邯171	河北
17	克利夫兰抗毒4	国家库	37	219（乌3×岱16）F₁₀	山东	57	BM995	河南	77	晋91-1154	山西
18	Acala1517SR2	美国	38	山农大86-4	山东	58	邯棉3006	河北	78	O8	北京
19	DeltapineSR383	美国	39	H144(735选)	山东	59	邯棉3007	河北	79	遗引474	北京
20	土耳其棉	土耳其	40	省区-23	山东	60	晋棉38	山西	80	遗引476	北京

性状	极差	极小值	极大值	均值	标准差	变异系数/%	遗传多样性指数
单株铃数/个	14.00	8.20	22.20	13.65	3.34	24.44	2.05
衣分/%	18.07	28.47	46.54	38.63	4.04	10.45	2.03
铃重/g	5.90	2.55	8.00	5.69	1.16	20.44	1.90
子棉产量/(kg/hm²)	5783.40	401.60	6185.00	4154.60	1286.55	30.97	1.96
上半部平均长度/mm	13.97	20.27	34.24	28.43	2.56	8.99	1.87
整齐度/%	11.30	76.40	87.70	82.94	2.15	2.59	1.68
断裂比强度/(cN/tex)	14.60	22.20	36.80	29.62	3.21	10.83	2.00
马克隆值	3.30	3.58	6.88	5.19	0.56	10.81	1.92
伸长率/%	2.70	6.70	9.40	7.98	0.59	7.41	2.04
黄萎病病指	97.50	0.00	97.50	69.50	17.81	25.63	1.93

性状	极差	极小值	极大值	均值	标准差	变异系数/%	遗传多样性指数
单株铃数/个	14.00	8.20	22.20	13.65	3.34	24.44	2.05
衣分/%	18.07	28.47	46.54	38.63	4.04	10.45	2.03
铃重/g	5.90	2.55	8.00	5.69	1.16	20.44	1.90
子棉产量/(kg/hm²)	5783.40	401.60	6185.00	4154.60	1286.55	30.97	1.96
上半部平均长度/mm	13.97	20.27	34.24	28.43	2.56	8.99	1.87
整齐度/%	11.30	76.40	87.70	82.94	2.15	2.59	1.68
断裂比强度/(cN/tex)	14.60	22.20	36.80	29.62	3.21	10.83	2.00
马克隆值	3.30	3.58	6.88	5.19	0.56	10.81	1.92
伸长率/%	2.70	6.70	9.40	7.98	0.59	7.41	2.04
黄萎病病指	97.50	0.00	97.50	69.50	17.81	25.63	1.93

性状	单株铃数	衣分	铃重	子棉产量	上半部平均长度	整齐度	断裂比强度	马克隆值	伸长率
衣分	0.320^**
铃重	-0.057	0.193
子棉产量	0.815^**	0.440^**	0.296^**
上半部平均长度	0.085	0.279^*	0.394^**	0.354^**
整齐度	0.124	0.301^**	0.365^**	0.362^**	0.786^**
断裂比强度	-0.092	0.006	0.280^*	0.076	0.598^**	0.596^**
马克隆值	-0.054	0.073	-0.274^*	-0.255^*	-0.738^**	-0.522^**	-0.332^**
伸长率	0.086	0.066	0.110	0.029	0.006	0.101	0.144	-0.021
黄萎病病指	0.211	-0.146	0.069	0.232^*	-0.043	-0.072	-0.199	-0.305^**	0.100

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80 Cotton Germplasm Resources: Utilization Value Evaluation

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性状	因子1	因子2	因子3	因子4
单株铃数	0.184	0.604	0.022	-0.043
衣分	0.218	0.296	0.517	0.043
铃重	0.297	-0.082	-0.010	0.218
子棉产量	0.341	0.508	0.020	-0.081
上半部平均长度	0.488	-0.189	-0.005	-0.161
整齐度	0.465	-0.151	0.107	-0.023
断裂比强度	0.333	-0.363	0.120	0.122
马克隆值	-0.376	0.149	0.457	0.176
伸长率	0.077	0.034	-0.048	0.928
黄萎病病指	0.046	0.263	-0.703	0.095
特征值	3.369	1.932	1.344	1.044
贡献率/%	33.693	19.317	13.444	10.439
累计贡献率/%	33.693	53.010	66.454	76.893

资源类群	单株铃数/ 个	衣分/ %	铃重/g	子棉产量/ (kg/hm²)	上半部平均长度/mm	整齐度/ %	断裂比强度/ (cN/tex)	马克隆值	伸长率/ %	黄萎病病指
Ⅰ	17.30	41.24	5.71	5316.53	28.80	83.02	28.48	5.29	8.05	69.43
Ⅱ	12.76	38.80	5.97	4123.85	29.90	84.32	32.43	4.88	8.20	71.92
Ⅲ	12.00	35.57	6.14	3814.95	26.53	81.72	26.86	5.26	8.26	79.44
Ⅳ	11.90	39.01	6.11	3718.43	27.98	82.43	27.95	5.29	7.10	66.67
Ⅴ	10.00	32.06	3.85	2452.27	31.64	84.10	31.25	4.20	7.60	41.25
Ⅵ	11.64	33.36	2.84	1565.77	21.15	77.28	26.10	6.56	8.04	55.50

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