筛选高光效棉花种质研究范文

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棉花光合能力强则光效高,而光合能力又依赖于叶片的含氮状况。叶片的含氮水平最终反映在叶绿素的含量上[1]。可以利用SPAD叶绿素测定仪(SCMR)测定不同基因型的叶绿素含量或单个植株的叶绿素含量。叶绿素计值能预测水稻、玉米、棉花及许多园艺作物叶片单位面积的叶绿素含量,已广泛应用于作物叶片的叶绿素含量测定[2-3]。本文通过对22个株系和一个对照品种(原95-1)的主要性状表现与叶绿素含量的关系进行综合评定,为筛选高光效棉花新种质奠定基础。

1材料和方法

1.1供试材料试验于2010年在新疆兵团农三师农科所试验地进行,供试品系数22个: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为对照(均来自农三师农科所)。采用间比法顺序排列设计,排列的第一个小区和末尾的小区各设1个对照。处理小区为4行区,行长7.5m,行距37.5cm,株距15cm,小区面积22.5m2,公顷密度17.79万株。试验总面积540.0m2。

1.2方法

1.2.1叶绿素值的测定。采用SPAD一502型叶绿素计测定[2],棉花打顶前倒1展开叶中部,避开叶脉,每株测定一片叶,每材料(即每株行)测定10株,10株的平均值即为该株行的值。在棉花生育期(花铃盛期和吐絮盛期)各测定一次。

1.2.2高光效组合评价指标[3]。计算试验点每个株行的平均值,分析每个株行平均值分布,采用DPS处理软件分析,以叶绿素计测定值为指标筛选出平均值较高的株行为高光效种质。

1.2.3高光效近等基因系筛选标准。参见文献[3]。

2结果与分析

2.1不同品系的SPAD值供试品系SPAD平均值列于表1。由表1可知,不论在花铃盛期,还是在吐絮盛期,每个株系SPAD平均值都比较稳定,花铃盛期与吐絮盛期SPAD平均值分别是54.18和65.43,利用DPS软件对花铃盛期和吐絮盛期2处理进行方差齐性,由表2均值差异检验得t(20.6182)>t0.05(2.014),有显著性差异,吐絮盛期的SPAD平均值大于花铃盛期。说明棉花叶绿素含量与棉花的生育时期有关,不同的生育时期棉花吸收的N素水平不同,叶片的含氮水平最终反映在叶绿素的含量上[4-5]。

2.2以花铃盛期SPAD平均值为指标筛选耐低氮种质2010年农三师农科所试验点筛选出的22个株系中,花铃盛期3-042株系的SPAD值变幅最大(57.0~41.8),方差达到24.01;说明3-042供体种质中可能不含有耐低氮基因。株系3-062的SPAD值57.81是所有筛选出的材料中最高的,株行内单株间SPAD值比较稳定,说明3-062株系可能含有耐低氮基因。

2.3吐絮盛期SPAD平均值为指标筛选耐低氮种质2010年农三师农科所试验点筛选出的22株系中,吐絮盛期3-046株系的SPAD值变幅最大(72.3~56.2),方差达到22.18,说明3-042种质中可能不含有耐低氮基因;株系3-044的SPAD值68.96是所有筛选出的材料中最高的,株行内单株间SPAD值比较稳定,说明3-044株系可能含有耐低氮基因。

2.4耐低氮准近等基因系材料根据耐低氮基因系材料筛选标准以同品系在不同生育时期均方差变幅较小,株行间差异较小,株行内单株间SPAD值比较稳定作为耐低氮准近等基因系的筛选标准[3],上述结果中花铃盛期株行内方差较小的株行编号是3-044、3-055、3-056、3-058、3-059、3-060,其方差变化在1.06~3.50,株行间差异较小,株行内单株间SPAD值较稳定,是较好的近等基因系材料;吐絮盛期株行内方差较小的株行编号是3-044、3-048、3-058、3-061、3-063、3-064和CK,其方差变化在3.61~6.55,品系间差异较小,品系内单株间SPAD值较稳定,是较好的近等基因系材料,可以作为耐低氮育种材料加以利用。

2.5耐低氮种质与耐低氮基因系材料综合花铃盛期SPAD平均值为指标筛选出的耐低氮种质和吐絮盛期SPAD平均值为指标筛选出的耐低氮种质以及筛选的耐低氮准近等基因系材料,结合产量、绒长等考种资料(表3),最终筛选出3-044含有耐低氮基因和较好的近等基因系材料。较好的近等基因系材料还有3-056、3-058、3-059、3-060、3-064。

3讨论

试验结果表明,3-044、3-056、3-058、3-059、3-060和3-064种质中含有耐低氮种质资源,可以利用。棉花不同基因型间氮素吸收量在花铃期至吐絮期差异显著,棉花生育后期叶绿素含量的高低能较好地反应植株的氮素营养状况。虽然还没有充分的证据来证明棉株花铃期和吐絮期叶绿素含量越高越耐氮,但是可以认为在低氮限制条件下,生育后期叶绿素含量越高,氮素营养状况相对越好,这样的种质越耐低氮。本试验以棉花生长期反映氮素营养状况的相关指标叶绿素SPAD值进行耐低氮种质的筛选,在初步筛选出的耐低氮种质,可作为耐低氮进一步研究的种质和材料。虽然有的株系最终没有被筛选出,并不是其中就没有耐低氮种质,可能含有耐低氮效应更大的基因,今后可根据耐低氮基因系材料筛选标准进一步深入研究。