篩選高光效棉花種質(zhì)研究范文

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棉花光合能力強(qiáng)則光效高,而光合能力又依賴于葉片的含氮狀況。葉片的含氮水平最終反映在葉綠素的含量上[1]。可以利用SPAD葉綠素測(cè)定儀(SCMR)測(cè)定不同基因型的葉綠素含量或單個(gè)植株的葉綠素含量。葉綠素計(jì)值能預(yù)測(cè)水稻、玉米、棉花及許多園藝作物葉片單位面積的葉綠素含量,已廣泛應(yīng)用于作物葉片的葉綠素含量測(cè)定[2-3]。本文通過對(duì)22個(gè)株系和一個(gè)對(duì)照品種(原95-1)的主要性狀表現(xiàn)與葉綠素含量的關(guān)系進(jìn)行綜合評(píng)定,為篩選高光效棉花新種質(zhì)奠定基礎(chǔ)。

1材料和方法

1.1供試材料試驗(yàn)于2010年在新疆兵團(tuán)農(nóng)三師農(nóng)科所試驗(yàn)地進(jìn)行,供試品系數(shù)22個(gè):3-041、3-042、3-043、3-044、3-046、3-048、3-049、3-050、3-051、3-053、3-054、3-055、3-056、3-057、3-058、3-059、3-060、3-061、3-062、3-063、3-064和3-065,以原95-1為對(duì)照(均來自農(nóng)三師農(nóng)科所)。采用間比法順序排列設(shè)計(jì),排列的第一個(gè)小區(qū)和末尾的小區(qū)各設(shè)1個(gè)對(duì)照。處理小區(qū)為4行區(qū),行長(zhǎng)7.5m,行距37.5cm,株距15cm,小區(qū)面積22.5m2,公頃密度17.79萬株。試驗(yàn)總面積540.0m2。

1.2方法

1.2.1葉綠素值的測(cè)定。采用SPAD一502型葉綠素計(jì)測(cè)定[2],棉花打頂前倒1展開葉中部,避開葉脈,每株測(cè)定一片葉,每材料(即每株行)測(cè)定10株,10株的平均值即為該株行的值。在棉花生育期(花鈴盛期和吐絮盛期)各測(cè)定一次。

1.2.2高光效組合評(píng)價(jià)指標(biāo)[3]。計(jì)算試驗(yàn)點(diǎn)每個(gè)株行的平均值,分析每個(gè)株行平均值分布,采用DPS處理軟件分析,以葉綠素計(jì)測(cè)定值為指標(biāo)篩選出平均值較高的株行為高光效種質(zhì)。

1.2.3高光效近等基因系篩選標(biāo)準(zhǔn)。參見文獻(xiàn)[3]。

2結(jié)果與分析

2.1不同品系的SPAD值供試品系SPAD平均值列于表1。由表1可知,不論在花鈴盛期,還是在吐絮盛期,每個(gè)株系SPAD平均值都比較穩(wěn)定,花鈴盛期與吐絮盛期SPAD平均值分別是54.18和65.43,利用DPS軟件對(duì)花鈴盛期和吐絮盛期2處理進(jìn)行方差齊性,由表2均值差異檢驗(yàn)得t(20.6182)>t0.05(2.014),有顯著性差異,吐絮盛期的SPAD平均值大于花鈴盛期。說明棉花葉綠素含量與棉花的生育時(shí)期有關(guān),不同的生育時(shí)期棉花吸收的N素水平不同,葉片的含氮水平最終反映在葉綠素的含量上[4-5]。

2.2以花鈴盛期SPAD平均值為指標(biāo)篩選耐低氮種質(zhì)2010年農(nóng)三師農(nóng)科所試驗(yàn)點(diǎn)篩選出的22個(gè)株系中,花鈴盛期3-042株系的SPAD值變幅最大(57.0~41.8),方差達(dá)到24.01;說明3-042供體種質(zhì)中可能不含有耐低氮基因。株系3-062的SPAD值57.81是所有篩選出的材料中最高的,株行內(nèi)單株間SPAD值比較穩(wěn)定,說明3-062株系可能含有耐低氮基因。

2.3吐絮盛期SPAD平均值為指標(biāo)篩選耐低氮種質(zhì)2010年農(nóng)三師農(nóng)科所試驗(yàn)點(diǎn)篩選出的22株系中,吐絮盛期3-046株系的SPAD值變幅最大(72.3~56.2),方差達(dá)到22.18,說明3-042種質(zhì)中可能不含有耐低氮基因;株系3-044的SPAD值68.96是所有篩選出的材料中最高的,株行內(nèi)單株間SPAD值比較穩(wěn)定,說明3-044株系可能含有耐低氮基因。

2.4耐低氮準(zhǔn)近等基因系材料根據(jù)耐低氮基因系材料篩選標(biāo)準(zhǔn)以同品系在不同生育時(shí)期均方差變幅較小,株行間差異較小,株行內(nèi)單株間SPAD值比較穩(wěn)定作為耐低氮準(zhǔn)近等基因系的篩選標(biāo)準(zhǔn)[3],上述結(jié)果中花鈴盛期株行內(nèi)方差較小的株行編號(hào)是3-044、3-055、3-056、3-058、3-059、3-060,其方差變化在1.06~3.50,株行間差異較小,株行內(nèi)單株間SPAD值較穩(wěn)定,是較好的近等基因系材料;吐絮盛期株行內(nèi)方差較小的株行編號(hào)是3-044、3-048、3-058、3-061、3-063、3-064和CK,其方差變化在3.61~6.55,品系間差異較小,品系內(nèi)單株間SPAD值較穩(wěn)定,是較好的近等基因系材料,可以作為耐低氮育種材料加以利用。

2.5耐低氮種質(zhì)與耐低氮基因系材料綜合花鈴盛期SPAD平均值為指標(biāo)篩選出的耐低氮種質(zhì)和吐絮盛期SPAD平均值為指標(biāo)篩選出的耐低氮種質(zhì)以及篩選的耐低氮準(zhǔn)近等基因系材料,結(jié)合產(chǎn)量、絨長(zhǎng)等考種資料(表3),最終篩選出3-044含有耐低氮基因和較好的近等基因系材料。較好的近等基因系材料還有3-056、3-058、3-059、3-060、3-064。

3討論

試驗(yàn)結(jié)果表明,3-044、3-056、3-058、3-059、3-060和3-064種質(zhì)中含有耐低氮種質(zhì)資源,可以利用。棉花不同基因型間氮素吸收量在花鈴期至吐絮期差異顯著,棉花生育后期葉綠素含量的高低能較好地反應(yīng)植株的氮素營(yíng)養(yǎng)狀況。雖然還沒有充分的證據(jù)來證明棉株花鈴期和吐絮期葉綠素含量越高越耐氮,但是可以認(rèn)為在低氮限制條件下,生育后期葉綠素含量越高,氮素營(yíng)養(yǎng)狀況相對(duì)越好,這樣的種質(zhì)越耐低氮。本試驗(yàn)以棉花生長(zhǎng)期反映氮素營(yíng)養(yǎng)狀況的相關(guān)指標(biāo)葉綠素SPAD值進(jìn)行耐低氮種質(zhì)的篩選,在初步篩選出的耐低氮種質(zhì),可作為耐低氮進(jìn)一步研究的種質(zhì)和材料。雖然有的株系最終沒有被篩選出,并不是其中就沒有耐低氮種質(zhì),可能含有耐低氮效應(yīng)更大的基因,今后可根據(jù)耐低氮基因系材料篩選標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步深入研究。