遗传参数在棉花育种实践意义的剖析范文

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摘要：遗传型方差σg2、环境方差σe2、遗传率h2、遗传变异系数（GCV）等是棉花数量性状的主要遗传参数。对其进行估算和分析，能够对棉花数量性状的主要遗传特点进行较好的诠释，而且对棉花育种实践也具有重要的指导意义。在此，对主要遗传参数在棉花育种实践上的意义进行简要剖析，以供参考。

关键词：主要遗传参数；育种实践意义；简要剖析；棉花数量性状

棉花育种的主要目标，如产量、纤维品质、早熟性等均为受微效多基因控制的数量性状。其遗传方式与叶形、叶色等质量性状有所不同。具有呈连续性表现性状，不可能根据性状的不同而明显地分为几类；易受环境条件影响，难以肯定性状变异是由环境条件影响，还是由遗传原因引起等特点。育种过程中，不易鉴别出比较突出优异的育种材料，不易从育种材料的表现型鉴定它的基因型（遗传型），选择的把握性不大。尽管如此，育种家借助数理统计和数量遗传学的原理和方法，通过对棉花数量性状的遗传型方差σg2、环境方差σe2、遗传率h2、遗传变异系数（GCV）等主要遗传参数的估算和分析，对棉花数量性状的主要遗传特点进行了较好的诠释，而且对棉花育种实践也具有重要的指导意义。在此，对主要遗传参数在棉花育种实践上的意义进行简要剖析，以供参考。

1了解所要选择的棉花群体各性状遗传变异的潜力，以提高选择的预见性

为使育种工作者提高育种选择的预见性，了解育种材料有关性状的遗传变异潜力是非常必要的。一般情况下，从性状的表现型差异计算标准差或变异系，所了解的变异包含遗传变异和环境变异两部分。而且，对于真正遗传引起的变异情况和环境条件影响引起的变异情况是无法测定和区分的。所以，依此进行选择预见性不高、盲目性较大。如果按遗传方差的分析进行研究，从群体中估算出遗传型方差σg2、环境方差σe2、遗传率h2、遗传变异系数（GCV）等主要遗传参数。这样就可以了解要进行选择的群体各性状的遗传变异程度；了解能够遗传下去的部分有多少，环境对这一性状的影响有多大。从而，对在这个群体中进行选择，就有了一定的预见性。

2了解棉花主要经济性状遗传的复杂性，以加强育种实践并不断总结经验，才能收到较好的选育效果

国内外对棉花主要经济性状的主要遗传参数已做过大量研究。Meredith（1984）和周有耀（1988）的研究结果表明，不同性状的遗传率是不一样的。棉花的产量、单株铃数、纤维细度、早熟性等性状的遗传率较低，分别为41.6%、51.2%、42.0%和43.7%，表明环境条件对这些性状的表现有较大影响，从亲代传给子代的可能性较小，不易从表现型识别其遗传型，选择的把握性不大；棉花的单铃重、衣分、衣指、籽指、纤维长度、纤维强度等性状的遗传率较大，分别为55.1%、60.9%、73.3%、63.1%、60.3%和64.7%，说明环境条件对这些性状表现的影响相对较小，从亲代传给子代的可能性较大，比较容易从表现型识别其遗传型，选择的把握性也相对较大。承泓良等（1986），对4个杂交组合杂种群体的单株铃数、单铃重和衣分的主要遗传参数的研究结果表明，同一性状因研究材料（组合）、时间、地点等不同而不同。如4个组合单株铃数的遗传率分别为组合Ⅰ20.6%、组合Ⅱ22.3%、组合Ⅲ17.0%、组合Ⅳ24.5%；4个组合单铃重的遗传率分别为组合Ⅰ30.9%、组合Ⅱ30.4%、组合Ⅲ25.2%、组合Ⅳ21.3%等。而且，发现遗传型方差高的，遗传率并不一定高。这可能由于供试材料和复杂环境双重影响所导致的结果。童一中（1978），在其编著的《作物育种常用的统计分析法》中也认为，凡对环境反应不敏感的性状，所估算得到的遗传率一般较高；遗传率高低与性状的变异系数大小成反比；杂种双亲性状差异较大，估算得到的遗传率一般也较高；遗传率并不是一个固定值，有随着世代的推移而逐渐升高的趋势等等。可见，通过估算性状的主要遗传参数，即可发现棉花主要经济性状的遗传是较复杂的。仅根据一年或少数材料遗传参数的研究结果指导复杂的育种工作是不妥的，必须要广泛而深入地进行研究，并不断总结经验，才可收到较好的选育效果。

3了解棉花性状变异传递给下一代的可能性，为性状选择提供依据

通过棉花群体性状的主要遗传参数，可估测有关经济性状的变异传递给下一代的可能性，为性状选择提供依据。承泓良等（1986），对4个杂交组合杂种群体的单株铃数、单铃重和衣分的主要遗传参数进行研究的结果表明，广义遗传率和狭义遗传率，同一组合不同性状相差较大，总的变化趋势是：衣分＞单铃重＞单株铃数；而且，同一性状不同组合也存在差异。遗传率高，说明该性状表现型变异大部分是遗传型变异的结果，性状变异传递给下一代的可能性就大。反之，遗传率低，说明该性状表现型变异大部分是环境条件影响的结果，性状变异传递给下一代的可能性就小。因此，可把遗传率作为性状选择的依据来运用。除此之外，在育种上，根据性状的遗传型方差和遗传率可以估算出不同选择强度下的预期遗传进度（GS）。预期遗传进度表示，通过选择子代比亲代所能增加的量。这从另一个角度，也为性状选择提供了依据。承泓良等（1986），通过对单株铃数和单铃重在1%和5%两种选择强度下的预期遗传进度的估算结果表明，单株铃数的选择效率高于单铃重；对以提高棉花产量为主要育种目标的育种，应把选择压力放在单株铃数上。同时，需要指出的是，在棉花育种上应用预期遗传进度估值时，要考虑到亲代群体的平均表现水平。只有亲代群体的平均表现水平较高，再加上较高的预期遗传进度，子代才会有较高的期望均值，才可取得较好的选育效果。反之，如果亲代群体的平均表现水平较低，即使有相对较高的预期遗传进度，子代也较难有较高的期望均值，也较难取得较好的选育效果。

4根据棉花性状主要遗传参数研究的启示，为提高选择效率提供技术途径

根据棉花群体性状主要遗传参数研究的启示，为提高选择效率可从以下方面着手改进。①增加选择群体的遗传变异，也就是说提高选择群体的遗传变异系数（GCV）。一般说来，从范围很小又没有什么遗传变异的群体中去选择，是不会收到多大效果的，必须通过各种途径丰富从事选择的群体的遗传变异。例如，尽可能扩大从事选择的群体，以增加遗传变异出现的机率；品种间杂交采用性状差异较明显的亲本，以扩大遗传变异，并能得到性状遗传率较高的后代等。②提高性状的遗传率。如有些性状易受环境因素影响，遗传率较低，较难从表现型鉴别其遗传型，选择的把握性不大，应加强试验设计和田间技术的调控，以减少环境变异，来提高其遗传率，从而提高选择的效率。或者，有些性状受较多基因控制，早期世代显性遗传方差较大，加性遗传方差较小，狭义遗传率较低，对其选择效果不大；到了后期世代，杂种群体遗传组成纯合化程度较高、狭义遗传率较高时再进行选择，可提高选择的效率。

5根据性状遗传力大小，来确定棉花育种的方法和途径

国内外大多数试验结果表明，棉花产量性状中，衣分、衣指以及纤维强力的主要遗传方式是，加性效应远大于显性效应，以加性效应为主。这些性状早期世代遗传率已较高，不易受环境影响，能比较稳定地遗传给后代，采用常规杂交育种效果较好，而利用杂种优势的潜力不大，应在早期世代选择。单株铃数和纤维细度的主要遗传方式是，显性效应占较大比例；尤其是产量，显性效应远大于加性效应。说明这些性状，以显性效应为主，可产生较大的杂种优势，利用杂种优势是其最有效的育种途径之一。如采用常规杂交育种，也可取得不错的育种效果。只是由于这些性状早期世代狭义遗传率较低，应在后期世代选择。单铃重、籽指、纤维长度等性状的主要遗传方式是，加性效应和显性效应相当。说明加性效应和显性效应对这些性状都是重要的。采用常规杂交育种或杂种优势利用，均可取得一定的育种效果。这些性状早期世代狭义遗传率中等，早期世代选择的可靠性也没有那么大，也应在后期世代选择。

作者：张忠波 刘贞贞 平文超 李洪民 王安录 李洪芹 柴卫东 单位：沧州市农林科学院