四节棉花育种教案资料

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1、第四节、棉花育种,主要内容: 4.1 产量育种 4.2 棉花品质育种 4.3 低酚棉育种 4.4 棉花枯、黄萎病抗病育种 4.5 抗虫育种 4.6 高新技术育种,4.1 产量育种,4.1.1 概述 4.1.2 与棉花产量有关的性状 4.1.3 产量育种的生理学和遗传学基础 4.1.4 提高产量遗传潜力的可能性及其技术途径,提高单位面积皮棉产量，增加总产量是整个国民经济建设发展的需要。 从技术角度看，主要是从选育高产新品种和改革栽培技术入手。 由于影响选育高产棉花新品种成效的因素十分复杂： 遗传因素、生理因素、生态因素、环境因素及其之间的相互作用； 组成棉花产量结构的诸因素间的相关性以及这些因素

2、同棉花本身其他性状间的相互关系 因此要选育出比现有大面积推广品种增产潜力更大的高产新品种，必须从这些复杂的因素中找出影响较大的主要因素，以促进棉花育种工作取得更大成效。,4.1.1 概述,育种目标: 随着生产、科技和社会的发展，棉花育种目标也在发展。结果是育种目标愈来愈多，要求育种更趋向于综合。马家璋(1992)将众多的育种目标划分成三类： 主目标：高产和优质。 在任何情况下，生产棉花要求高产总是第一位的(除非有极优惠的价格保证，其它育种目标才有可能超乎高产而排列在前)。但棉花产品主要是提供棉纺工业原料，工业生产对原料品质有其自身特殊要求，所以，原棉必须强调品质。 保证目标：包括早熟、抗病、抗

3、虫、抗旱、抗渍、抗盐碱，以及其它地区性对环境胁迫的抗性等，是保证更好地实现主目标必须具备的一些目标性状。 附加目标：指的是一些对实现主目标并不直接有关，而是从棉花生产发展的特定要求，例如机械化或获得更高经济效益出发提出的目标性状。机械化栽培管理的适应性、光子、无腺机、棉子营养、雄性不育、短季棉等都属附加目标一类。,品种间株型差异很大 正常的陆地棉株型：棉株呈塔形，比较松散 每一果枝上有若干个果节，每一节上着生一个棉铃。果枝由下向上而逐渐缩短 短果枝棉铃丛生的类型：果枝相对较短，大部分棉铃丛生，株型较紧凑。 遗传控制：陆地棉短果枝丛生型在遗传上是单基因隐性遗传(Cl1Cl1) 短果枝丛生型的特征

4、: 株型较紧凑，叶较厚，叶色较深，棉铃发育常有大小不匀现象，而且受病虫危害较正常型严重。 适应高度密植和机械收花的需要；短果枝品种的经济产量系数高；单位吸收氮量的籽棉产量较高。,4.1.2.1 株型和叶型单位面积株数,品种间叶型差异很大: 研究表明，无论在稀植(行距90cm)或密植(行距45cm)条件下，与普通叶型的品种相比： 鸡脚叶型株体较矮，营养体较小，单株叶面积较小，铃数较多，经济产量指标高，烂铃较少，早熟，衣分增高，而对纤维长度、强度和整齐度无影响。 改变株型和叶型是突破限制产量的主要途径之一。 着眼于改进叶冠（改变叶形、叶大小、厚度以及叶在棉株上的排列分配和倾斜度等），以达到叶的总面

5、积能截取日光的95。,4.1.2.2 出苗、立苗有关的性状单位面积株数,产量首先和单位面积株数有关，能否根据栽培计划留定苗数与品种的苗期性状有一定联系。 苗期对低温和病害的抵抗力、种壳外面有无茸毛(毛籽或光籽)等都与出苗及立苗的好坏有关。 苗期耐低温和抗病力强的品种，容易立苗，苗全苗壮；反之则容易缺苗，而且苗弱。 一般认为光籽出苗比毛籽迅速，但在连续低温、阴雨的气候条件下，光籽烂种的情况比较严重。,4.1.2.3 单株结铃数,单株结铃数主是决定于单株花数和脱落率。 单株花数品种特性 单株结铃数 遗传因素品种特性 (中、大铃品种小铃品种） 脱落率 环境因素 一般认为，选择高产类型不应该根据蕾数、

6、花数和幼铃数，而成熟的棉铃数是更可靠的产量指标，因为它与花数和脱落数都有关。,4.1.2.4 单铃重量,单铃重量直接和产量有关： 大铃品种收花容易，但成熟较晚，铃壳较厚，特别在铃期雨水较充足的地区，容易引起吐絮不畅，僵瓣、烂铃等不良现象。 大的棉铃不一定就是籽棉重的棉铃，因为不同品种间铃壳的厚度有一定差异。 棉花的单铃重量在不同环境条件下，可以有相当大的变异。 据研究，水分在这方面起着特殊重要的作用。开花日期不同的棉铃，重量也有不同。 田间取样应注意： 当研究不同品种的单铃重时，应该采用较多数量的棉铃，以便减少由于环境影响所引起的试验误差。,4.1.2.5 衣分、籽指和衣指,纤维和种子重量的相

7、对比率，直接影响到产量。 衣分、籽指和衣指这三个指标直接或间接与这一比率有关。 衣分： 衣分是一定重量籽棉中皮棉所占的比率。 衣分(%)=100*皮棉/(种子+皮棉) 籽指： 籽指是100粒种子的重量。 衣指： 衣指是100粒籽棉的皮棉的绝对重量。 衣指=衣分*籽指/(100-衣分) 衣分是相对数据，不是选择高产品种的完全可靠的指标 衣分高：(1)皮棉产量的确比较高（这当然是理想的）， (2)种子重量减轻，是品种退化的表现。 只有衣分和籽指这两项指标都比较高，选择的高产品种才是比较可靠的。,形成产量的物质生产模式 单位面积皮棉产量 = 单位面积生物学产量经济系数衣分 光合产物的总量呼吸消耗 光

8、合面积光合速率光合时间 经济系数=籽棉产量/生物学产量 “源”、“库”关系,4.1.3 产量育种的生理学和遗传学基础,从品种的生产性能来看： 现代育成品种和过时品种主要的差别在于同化产物的分配比例不同。 同化产物分配上的差别有时是以牺牲其他经济性状为代价的。 高衣分是以小籽指为代价的， 铃重的增加是以减少铃数来实现的， 高的产量是以低的纤维品质来补偿的。 表明：在育种上把注意力集中在有关产量性状上的分析方法，已经不能适应于进一步提高产量的要求。 育种家应当考虑的问题： 如何从光合积累、呼吸作用、运输分配及代谢积累的整体上去寻找新的突破口。,4.1.3.1生理学基础,、提高光合效率 叶是光合作用

9、的主要场所 叶片大小 影响产量 叶片数量 叶片的空间分布 增高群体光合效能，来提高干物质产量 增大进行有效光合作用的叶面积 延长功能叶的叶龄期,2、提高光合产物的利用,“源”：提高光合效率，来增加干物量生产(“开源”)。 “库”：植物的储藏器官是利用光合产物最多的场所，库强最高。 就棉株而言，棉铃是棉株一生中最强的库。 棉株个体发育的不同阶段，利用养料的主库是不同的。 苗 期：根 蕾、花期：主茎、分枝的顶芽和根 结铃以后：铃 苗、蕾、花期的根、茎、枝、叶生长，为后期多结铃打基础的。,3、调节光合产物的装运和分配,“流”棉花叶肉细胞制造的光合产物的装运与分配： 叶肉细胞叶脉扩散主动吸入韧皮部沿着

10、浓差梯度，在叶柄、茎、枝内流动 源 韧皮部横切面积大小 库 棉茎的韧皮部横切面积较小(与其他作物比较)，养料运送速度较慢，而且还可能限制运送的距离。,4.1.3.2 遗传学基础,任何一个作物的改良决定于该群体中存在遗传变异性的大小和性质。 1天然杂交： 棉花的异花授粉率一般为510。 2突变： 自然突变频率，高等生物一般为10-510-6。 3继续分离与重组： 棉花品种的稳定性是相对的，或多或少会继续分离。而品种群体内有分离，就会有重组。,4.1.4 提高产量遗传潜力的可能性及其技术途径,1、提高产量遗传潜力的可能性,植物的干物重的95来源于光合产物。 目前棉花品种的光能利用率很低，已成为提高

11、产量的“瓶颈”因子(限制因子)。 对光合有效光(可见光)的利用率 高产的形成，是总叶面积大(叶面积指数大)、叶面积比高、净CO2交换率高、运输效率高和其他有关因子等的综合平衡的效果。,李登海 -掖单13 夏玉米,Nasyror等(1978),2、育种技术,提高高产育种的效率： 有效地区分棉花产量性状的遗传变异与环境变异。 (1)系统育种简而易行 系统育种途径培育高产品种的基础： 剩余变异， 天然杂交棉花为常异花授粉作物 实例：通过系统育种已经培育过不少产量显著地超过原始材料的品种。,斯字棉2B 徐州209 徐州1214、徐州1818,岱字棉15 洞庭1号 沪棉204 泗棉1号 中棉所2号,福字

12、棉 彭泽l号,金字棉 关农1号,（2）杂交育种 系统育种：难以克服产量或产量因素和纤维品质性状之间的矛盾 自上个世纪60年代以来，普遍采用杂交育种培育高产品种。 单交育种的不足之处： 第一，育种材料及当选品系的遗传基础的贫乏； 第二，经济性状间的负相关难以打破。 改进杂交育种的技术途径： 杂种品系间互交法（相当于系统育种改良法纯系品种间的互交）: 更有利于打破基因的不利连锁，培育具有综合优良性状的新类型。,中棉所2号岱字棉15 (选系1195) 鲁棉1号,中棉所7号墨西哥910 (乌干达3号) 徐棉6号(徐棉76-36),泗阳4373 墨西哥910 泗棉2号,第四节、棉花育种,主要内容: 4.

13、1 产量育种 4.2 棉花品质育种 4.3 低酚棉育种 4.4 棉花枯、黄萎病抗病育种 4.5 抗虫育种 4.6 高新技术育种,4.2 棉花品质育种,4.2.0 概述 4.2.1 纤维品质性状 4.2.2 纤维品质的现状与改良 4.2.3 纤维品质的育种技术,4.2.0 概述,棉花纤维是重要的纺织原料，它的品质(长度、细度、强度等)直接和棉纱的品质有关。 如何提高棉纤维的品质，尤其是纤维强度，并能克服产量和品质间的矛盾，使高品质的品种仍能维持一定的产量水平，是棉花育种上一个亟待解决的问题。,4.2.1 纤维品质性状,在棉花育种上与纤维品质有关的主要性状： 纤维长度、强度和细度。,4.2.1.1

14、 纤维长度,种间差异： 海岛棉的纤维最长，一般在3450mm； 陆地棉纤维其次，25-33mm； 中棉及草棉纤维最短，15-25mm。 同一棉种内，纤维长度因不同品种而异， 纤维长度主要是由棉种和品种的遗传性所决定的， 环境条件的影响也可引起纤维长度产生一定程度的变异。,纤维的形成： 在所有影响纤维长度的环境因素中，要以纤维发育初期水分的影响最为明显。 棉花开花受精以后，纤维开始进行缓慢地生长，开花后15d左右，生长速率最大，纤维整个成熟期的前半(大约开花后25d左右)纤维细胞生长达到全长，在这一时期如果加以适量的灌溉，或者土壤条件比较湿润，纤维细胞能得到充足的水分供应，对纤维细胞的发育可以产

15、生最好的效果。 同籽差、异籽差、异铃差 同籽差：同一粒棉籽，近尖端(珠孔)部分的纤维比基部(合点)的常常要短些， 两者间的差异可达6mm左右。 异籽差：同一棉囊的不同棉籽间纤维长度的差异可达5mm左右， 异铃差：同一棉株上两个相当靠近的棉铃，纤维长度的差异可达10mm左右。 在育种试验上测定纤维长度时，应该注意取样的代表性，所有考种的材料一律采用同级部位的棉籽，尽可能减少由于株内变异所引起的误差。,4.2.1.2 纤维强度,单根纤维的强度和棉纱强度的关系最密切。 纤维强度主要决定于纤维细胞壁的断面积，而胞壁的断面积和纤维细胞的直径及胞壁的厚度成比例。 纤维强度和纤维在种子上着生的部位有关，近合

16、点端纤维的强度比近尖端纤维的强度要弱一些。 纤维强度和纤维长度也有一定关系(用皮棉分析器将样本分为不同长度的等级，随着长度等级的递增，纤维强度相应地递减)。 因此，新品种的选育，必须密切注意这两项纤维性状的相互关系。,4.2.1.3 纤维细度,棉花纤维的细度是遗传性状（粗纤维对细纤维是显性）。 细度在某种程度上由纤维细胞的直径所决定，而更重要的是和胞壁厚度有关。 直径小而胞壁正常加厚的纤维品质比由于胞壁加厚不充分而细的纤维品质要好得多，所以，一般所谓好的细纤维总意味着细软而发育完善、强度好的纤维。 纤维细胞的直径主要由遗传因子所决定，不同栽培棉种之间，可以有很大的差异。 海岛棉纤维细胞的直径最小，大约15m， 中棉的最大，达