轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)雜交棉產(chǎn)量構(gòu)成因素的相關(guān)分析*

賀鄧敏++葉泗洪++王俊奧++徐毅++顧海藍(lán)++吳德祥

摘要：本文根據(jù)5個(gè)不同的品種在不同生態(tài)區(qū)的試驗(yàn)結(jié)果，分析表明，轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉的單株鈴數(shù)、單鈴重和衣分三個(gè)產(chǎn)量構(gòu)成因素受到不同生態(tài)區(qū)氣候條件的影響。不同的栽培方式對(duì)于皮棉產(chǎn)量的構(gòu)成也存在一定的影響。在安徽省范圍從低緯度到高緯度，各個(gè)參加試點(diǎn)的單株成鈴數(shù)與皮棉產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)越來(lái)越大，也就是說(shuō)在北方棉區(qū)，提高棉花的產(chǎn)量主要是從提高單株鈴數(shù)，從而獲得高產(chǎn)的轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉皮棉，試驗(yàn)還表明，單株鈴數(shù)與皮棉產(chǎn)量的相關(guān)是線(xiàn)性正相關(guān)的關(guān)系，即單株鈴數(shù)越多，其皮棉產(chǎn)量越高。合理的處理好三因素之間的優(yōu)化組合和不同配比，對(duì)于提高轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉的皮棉產(chǎn)量具有積極意義。

關(guān)鍵詞：棉花；轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉；育種；產(chǎn)量；構(gòu)成因素

中圖分類(lèi)號(hào)：S562. 037 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-3143（2017）04-0007-06

DOI：10.3969/j.issn.2095-3143.2017.04.002

0 引言

棉花是中國(guó)重要的經(jīng)濟(jì)作物和紡織原料，也是重要的戰(zhàn)略物資。中國(guó)位于世界4大棉區(qū)中的第一產(chǎn)棉區(qū)之中，而第一產(chǎn)棉區(qū)產(chǎn)量約占世界棉花總產(chǎn)量的50%以上。中國(guó)是棉花生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)，在整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中，棉花產(chǎn)量占有非常重要的地位[1-2]。在轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉推廣之前，棉花生產(chǎn)生育過(guò)程往往遭受各種蟲(chóng)害，特別是棉鈴蟲(chóng)在中國(guó)的各個(gè)棉區(qū)頻繁爆發(fā)，對(duì)棉花產(chǎn)量和品質(zhì)造成了巨大的危害。加之針對(duì)棉花蟲(chóng)害（特別棉鈴蟲(chóng)）的大量化學(xué)農(nóng)藥的使用，雖然減緩了棉鈴蟲(chóng)對(duì)棉花產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[3-4]，但綠色生態(tài)和生態(tài)安全愈來(lái)愈受到化學(xué)農(nóng)藥的挑戰(zhàn)，因而轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉的推廣越來(lái)越受到學(xué)者和百姓的關(guān)注。棉花作為世界重要的經(jīng)濟(jì)作物，其皮棉產(chǎn)量往往是權(quán)衡棉花整體性狀的重要指標(biāo)。據(jù)研究表明，畝總鈴數(shù)，單株鈴數(shù)，鈴重和衣分這四者之間的關(guān)系，往往是皮棉產(chǎn)量增加的控制因素[5-6]。盡管前人對(duì)其上四者產(chǎn)量構(gòu)成因素研究較多，但其所用試驗(yàn)材料，試驗(yàn)地點(diǎn)，試驗(yàn)設(shè)計(jì)不相同，結(jié)論也不盡相同。多數(shù)的研究學(xué)者認(rèn)為，在以增加棉花產(chǎn)量的設(shè)計(jì)方案中，重點(diǎn)應(yīng)提高畝總鈴數(shù)和單株鈴數(shù)，同時(shí)適當(dāng)?shù)目紤]鈴重和衣分[7-8]。但也有學(xué)者認(rèn)為應(yīng)以提高鈴重和衣分，作為棉花產(chǎn)量增加的主攻方向。隨著生物科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，利用生物科學(xué)技術(shù)將外源基因?qū)肫胀藁ǎ怪瓜x(chóng)棉作為重要技術(shù)得以大力推廣。因而迫切的需要研究轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉產(chǎn)量構(gòu)成因素與轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉皮棉產(chǎn)量之間的關(guān)系。

本研究選取5個(gè)轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉品種為研究對(duì)象在安徽省不同地域進(jìn)行布點(diǎn)試驗(yàn)，分別對(duì)其三個(gè)產(chǎn)量構(gòu)成因素進(jìn)行分段研究，探求構(gòu)成因素（單株鈴數(shù)，鈴重和衣分）與棉花產(chǎn)量之間的動(dòng)態(tài)平衡的關(guān)系，為轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉花的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)培育提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)共有5個(gè)品種轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉品種參試，分別是：MQ1011、MQ1012、MQ1013、MQ1014和 MQ1015。

1.2 研究方法

2015年在安徽省內(nèi)共安排試點(diǎn)6個(gè)，包括安慶、望江、銅陵、繁昌、全椒和合肥，6個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)全部參加匯總。試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組排列，重復(fù)3次，小區(qū)面積20 m2，其他管理方式按照大田高產(chǎn)方式進(jìn)行。

皮棉產(chǎn)量與各分段因素的相關(guān)系數(shù)r=SP/（SSX·SSY）1/2 ，其它相關(guān)統(tǒng)計(jì)分析方法見(jiàn)參考文獻(xiàn)[9～10]。

1.3 轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉生育期間的氣候特點(diǎn)及栽培管理

1.3.1 氣候特點(diǎn)

2015年試驗(yàn)期間總的氣候特點(diǎn)是：苗期偏旱，天氣晴好，氣溫偏高，有利于棉苗早發(fā)，苗病較輕。蕾期溫光充足，棉花生育進(jìn)程較常年偏快、病情較輕，地膜棉伏前桃成鈴較多。開(kāi)花結(jié)鈴前期高溫干旱，影響伏桃成鈴；8月上旬末強(qiáng)臺(tái)風(fēng)以及暴雨影響，造成蕾鈴脫落嚴(yán)重，對(duì)秋桃成鈴影響較大。吐絮前期低溫少日照且潮濕，棉花大多倒伏和早衰，并出現(xiàn)二次生長(zhǎng)；后期天氣晴好，部分棉田有較多無(wú)效結(jié)鈴。

1.3.2 栽培管理

在參試的6個(gè)試點(diǎn)內(nèi)都能及時(shí)做好查苗補(bǔ)苗、防澇排澇和防治病害和蟲(chóng)害等工作，確保了栽培措施能夠按照在參試地點(diǎn)中等以上的栽培水平實(shí)施，成功了完成了參試任務(wù)。土壤類(lèi)型有馬肝土、湖積泥炭土、潮土、黃白土等，土壤質(zhì)地有沙性、壤性和黏性。種植密度為25995～30300 株/hm2。前茬為油菜或冬閑地。播種方式全部采用營(yíng)養(yǎng)缽育苗移栽。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同地點(diǎn)間皮棉產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成因素的相關(guān)性分析

在安徽省的6個(gè)試點(diǎn)分別種植參加試驗(yàn)的5個(gè)轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)雜交棉品種，因?yàn)樘幱诓煌木暥鹊貐^(qū)，不同試點(diǎn)的外界環(huán)境是不相同的。由表1分析可知，2015年各試點(diǎn)內(nèi)皮棉產(chǎn)量以望江試點(diǎn)和合肥試點(diǎn)較高，而繁昌和全椒試點(diǎn)較低。說(shuō)明轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉處于不同緯度的生長(zhǎng)環(huán)境，其皮棉產(chǎn)量也受到一定的影響。再者不同的品種其皮棉產(chǎn)量存在很大的差異。如合肥試點(diǎn)，品種MQ1011和品種MQ1012的皮棉產(chǎn)量顯著地高于其它三個(gè)品種。因而在綜合分析抗蟲(chóng)棉的皮棉產(chǎn)量構(gòu)成因素的時(shí)候，要充分地考慮不同地區(qū)間的環(huán)境差異及不同品種間的內(nèi)在差異，這些影響因素在對(duì)于抗蟲(chóng)棉皮棉產(chǎn)量的構(gòu)成中都有著較大的影響。

2.1.1 不同地點(diǎn)間單株鈴數(shù)與皮棉產(chǎn)量的相關(guān)性分析

從表2并結(jié)合表1可知，望江地區(qū)單株鈴數(shù)34.4個(gè)，為參試點(diǎn)里面最高，且望江地區(qū)的皮棉產(chǎn)量為2004.0 kg/hm2，也是試點(diǎn)里面最高。從望江試點(diǎn)的皮棉產(chǎn)量與單株鈴數(shù)都高于其它5個(gè)試點(diǎn)可以得出：造成此種高產(chǎn)的現(xiàn)象主要是因?yàn)橥貐^(qū)適宜的棉花栽培環(huán)境。但是需要指出的是，望江試點(diǎn)的單株鈴數(shù)與皮棉產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)幾乎為0（r=0.008），在該區(qū)種植時(shí)，在影響皮棉產(chǎn)量的構(gòu)成因素中，該試點(diǎn)參試品種的單株鈴數(shù)都較高，品種間產(chǎn)量的差異主要是因衣分和鈴重的差異。主要以提高鈴重和衣分為皮棉產(chǎn)量的主攻方向。而在全椒試點(diǎn)的單株鈴數(shù)平均值為24.5個(gè)，且其皮棉產(chǎn)量平均值為1282.8 kg/hm2，在該試點(diǎn)的參試的各個(gè)抗蟲(chóng)棉品種皮棉產(chǎn)量均表現(xiàn)較低。在表2中，全椒試點(diǎn)的抗蟲(chóng)棉單株鈴數(shù)與皮棉的產(chǎn)量呈顯著的相關(guān)性（r=0.5173），在該試點(diǎn)種植抗蟲(chóng)棉，以提高單株鈴數(shù)作為抗蟲(chóng)棉皮棉產(chǎn)量的主攻方向。從表中還可以看出，其他四個(gè)試點(diǎn)的產(chǎn)量和單株鈴數(shù)的相關(guān)系數(shù)分別為：安慶0.0401、繁昌0.1105、銅陵0.1908、合肥0.2609，從南向北，從低緯度到高緯度，各個(gè)參加試點(diǎn)的單株成鈴數(shù)與皮棉產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)越來(lái)越大，也就是說(shuō)在安徽省的北方棉區(qū)，提高棉花的產(chǎn)量主要是從提高單株鈴數(shù)為主攻方向。在安徽省南方棉區(qū)，主要從提高鈴重和衣分作為提高皮棉產(chǎn)量的主攻方向。

2.1.2 不同地點(diǎn)間單鈴重與皮棉產(chǎn)量間的相關(guān)性分析

從表3可以看出，在單鈴重與抗蟲(chóng)棉皮棉產(chǎn)量的相關(guān)分析中，繁昌試點(diǎn)的相關(guān)性（r=0.5227）較之于其他的5個(gè)試點(diǎn)都顯著，再?gòu)谋?可知，繁昌試點(diǎn)的皮棉產(chǎn)量為1426.5 kg/hm2，其皮棉產(chǎn)量也較低。說(shuō)明單鈴重偏低是其影響該試點(diǎn)皮棉產(chǎn)量的主要因素，在該地區(qū)種植抗蟲(chóng)棉，以提高抗蟲(chóng)棉的單鈴重作為提升雜交抗蟲(chóng)棉皮棉產(chǎn)量的重要措施之一。

從表3還可以看出，銅陵、合肥、望江三個(gè)試點(diǎn)中，單鈴重與抗蟲(chóng)雜交棉皮棉產(chǎn)量相關(guān)性較小，分別為：0.0013、0.0035、0.0281，從單鈴重上來(lái)看，銅陵、合肥和望江3試點(diǎn)的參試品種的單鈴重分別為：5.42 g、5.97 g和5.90 g。單鈴重較其他試點(diǎn)表現(xiàn)良好，因此可以得出，在該三個(gè)試點(diǎn)種植抗蟲(chóng)棉花，應(yīng)以提高衣分作為皮棉增加的主攻方向。由表3還可以看出，處于安徽北部的全椒和合肥兩試點(diǎn)的單鈴重較之其他的四個(gè)試點(diǎn)單鈴重都偏高，究其原因是北部的晝夜溫差較之南部試點(diǎn)更大，有利于干物質(zhì)的累積增加，使得單鈴重較高，在該兩個(gè)試點(diǎn)種植抗蟲(chóng)棉應(yīng)以增加單株鈴數(shù)與衣分作為皮棉產(chǎn)量增加的主攻方向。

2.1.3 不同地點(diǎn)間衣分與皮棉產(chǎn)量的相關(guān)性分析

衣分對(duì)皮棉產(chǎn)量的影響較之單株鈴數(shù)與鈴重是比較穩(wěn)定的。不同的年份之間差別較大，同一年份之間的差別變化較小。由表4可以看出，不同的品種變化的趨勢(shì)是相同的，在6個(gè)試點(diǎn)內(nèi)，抗蟲(chóng)棉的衣分與抗蟲(chóng)棉皮棉產(chǎn)量之間的關(guān)系都呈正相關(guān)的關(guān)系，其中合肥試點(diǎn)衣分與皮棉產(chǎn)量的關(guān)系顯著（r=0.7783），且皮棉產(chǎn)量為1690.5 kg/hm2，仍有增加的潛力，在該區(qū)種植抗蟲(chóng)棉，應(yīng)以提高抗蟲(chóng)棉的衣分作為提高皮棉產(chǎn)量的主攻方向，也就是說(shuō)，選擇高衣分的抗蟲(chóng)棉品種在該區(qū)種植，以便獲得更好的抗蟲(chóng)棉皮棉的產(chǎn)量。從表4還可以看出，繁昌試點(diǎn)抗蟲(chóng)棉的衣分與皮棉產(chǎn)量之間的相關(guān)性較?。╮=0.0009），且該試點(diǎn)的皮棉產(chǎn)量為1380.3 kg/hm2，也有增產(chǎn)的潛力，在該試點(diǎn)區(qū)域種植抗蟲(chóng)棉時(shí)，應(yīng)以提高單株鈴數(shù)和單鈴重作為提高抗蟲(chóng)棉皮棉產(chǎn)量的主攻方向。其他試點(diǎn)抗蟲(chóng)棉衣分與皮棉產(chǎn)量的相關(guān)性分別為：0.2125、0.2573、0.3068、0.3611。均呈現(xiàn)出一定的正相關(guān)性，在該四個(gè)試點(diǎn)區(qū)域種植抗蟲(chóng)棉時(shí)，都可以以提高自身衣分，即選擇較高的衣分抗蟲(chóng)棉品種，來(lái)實(shí)現(xiàn)抗蟲(chóng)棉皮棉產(chǎn)量的增加。

2.2 轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成因素的動(dòng)態(tài)相關(guān)分析

2.2.1 單株鈴數(shù)分段模型中各因素與皮棉產(chǎn)量的相關(guān)性

將5個(gè)抗蟲(chóng)棉品種在6個(gè)試點(diǎn)的單株結(jié)鈴數(shù)的分布情況，人為地分為4個(gè)模型，如表5所示。分析表5可知，各個(gè)分段模型中，單株鈴數(shù)與皮棉產(chǎn)量的相關(guān)是線(xiàn)性正相關(guān)關(guān)系，即單株鈴數(shù)越多，其皮棉產(chǎn)量越高。因此，可以得出，在以提高抗蟲(chóng)棉皮棉產(chǎn)量的種植過(guò)程中，可以提高單株鈴數(shù)來(lái)達(dá)到抗蟲(chóng)棉皮棉產(chǎn)量增加的目的。模型Ⅰ（<29.5）的單株鈴數(shù)與皮棉產(chǎn)量之間呈現(xiàn)顯著的正相關(guān)關(guān)系，而衣分與皮棉產(chǎn)量的相關(guān)性（r=0.1125）和鈴重與皮棉產(chǎn)量的相關(guān)性（r=0.0978）都較小，說(shuō)明單株鈴數(shù)在此區(qū)段模型內(nèi)起著最主要的作用，改善種植方式，提高單株鈴數(shù)是首要舉措。模型Ⅲ（31.5～33.5）的衣分與皮棉產(chǎn)量和鈴重與皮棉產(chǎn)量的相關(guān)性均達(dá)到顯著水平（r=0.5426，r=0.5470），而單株鈴數(shù)對(duì)皮棉產(chǎn)量的相關(guān)性較?。╮=0.1505），在此區(qū)段模型內(nèi)應(yīng)以提高衣分和鈴重，即選擇衣分較高的品種和改善栽培管理增加鈴重的方式來(lái)提高皮棉產(chǎn)量。模型Ⅳ（>33.5）的單株鈴數(shù)為34.4個(gè)，是四個(gè)模型中的最大值，與皮棉產(chǎn)量的相關(guān)性（r=0.008）較小，此外，模型內(nèi)鈴重為5.90 g，與皮棉產(chǎn)量的（相關(guān)系數(shù)為0.0281）相關(guān)性較小，而模型Ⅳ內(nèi)皮棉產(chǎn)量為2004.0 kg/hm2，處于四個(gè)模型中的最大值。在此模型內(nèi)，單株鈴數(shù)與單鈴重都較高，應(yīng)選擇衣分較高的品種，采取高產(chǎn)栽培與管理措施，保持合理的單株鈴數(shù)與單鈴重。總而言之，在一定范圍的單株鈴數(shù)內(nèi)，衣分和鈴重對(duì)皮棉產(chǎn)量仍存在相互聯(lián)系，合理地協(xié)調(diào)三因素之間的互作，對(duì)提高抗蟲(chóng)棉皮棉產(chǎn)量有著十分重要的意義。

2.2.2 單鈴重分段模型中各因素與皮棉產(chǎn)量的相關(guān)性

將5個(gè)抗蟲(chóng)棉品種在6個(gè)試點(diǎn)的鈴重分布情況人為地劃分為5個(gè)模型，分析不同品種的鈴重與皮棉產(chǎn)量的關(guān)系。由表6可知，鈴重與衣分之間呈線(xiàn)性負(fù)相關(guān)的關(guān)系，即隨著模型間鈴重的增加，模型間的衣分逐漸減少。在模型Ⅳ（5.8～6.0）中的皮棉產(chǎn)量為1848.0 kg/hm2，高于其他四個(gè)模型，由于此模型內(nèi)單株鈴數(shù)為33.8個(gè)，也是最高的；尤其模型內(nèi)衣分（40.62%）與皮棉產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)為0.5178，具較顯著的相關(guān)性，說(shuō)明在此模型內(nèi)主要以提高衣分，即以選擇有較高衣分的品種作為栽培品種，達(dá)到皮棉增產(chǎn)的目的。在模型Ⅰ（<5.4）中，鈴重?cái)?shù)為5.37 g，其鈴重與皮棉產(chǎn)量之間呈顯著的相關(guān)性；在此模型內(nèi)，應(yīng)以提高鈴重作為皮棉產(chǎn)量增加的主攻方向。根據(jù)單鈴重與皮棉產(chǎn)量分段模型的相關(guān)性可知，在保持鈴重的同時(shí)注意選擇衣分較高的品種，同時(shí)保證單株鈴數(shù)，以達(dá)到獲得高產(chǎn)的目的。

2.2.3 衣分分段模型中各因素與皮棉產(chǎn)量的相關(guān)性

將5個(gè)抗蟲(chóng)棉品種在6個(gè)試點(diǎn)中的衣分值的分布情況人為的分為4個(gè)模型（見(jiàn)表7）。由表7分析可知，在模型Ⅰ（<39.0%）內(nèi)，其衣分和單株鈴數(shù)與皮棉產(chǎn)量之間的相關(guān)性都表現(xiàn)為顯著相關(guān)，且其皮棉產(chǎn)量為1282.8 kg/hm2，具備較高的增產(chǎn)潛力，而鈴重與皮棉產(chǎn)量的相關(guān)性較弱（r=0.0320），表明該模型主要以提高衣分和單株鈴數(shù)作為提高皮棉產(chǎn)量的主攻方向。在模型Ⅳ（>42.0%）中，單株鈴數(shù)與皮棉產(chǎn)量之間呈顯著的相關(guān)性，又可知該段模型的皮棉產(chǎn)量為1716.0 kg/hm2，也具備增產(chǎn)的潛力，表明此模型應(yīng)主要以提高單株鈴數(shù)作為提高皮棉產(chǎn)量的主攻方向。

3 結(jié)論

在對(duì)5個(gè)參試品種在6個(gè)不同緯度試點(diǎn)的結(jié)果研究表明，轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉產(chǎn)量構(gòu)成因素的單株鈴數(shù)、單鈴重和衣分受到不同緯度地區(qū)氣候條件的影響，不同的栽培方式對(duì)于皮棉產(chǎn)量構(gòu)成因素也存在一定的影響。安徽省從南向北各個(gè)參加試點(diǎn)的單株成鈴數(shù)與皮棉產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)越來(lái)越大，也就是說(shuō)在安徽省的北部植棉區(qū)，提高棉花產(chǎn)量主要是從提高單株鈴數(shù)入手；在安徽省南部植棉區(qū)，主要從提高鈴重和衣分作為提高皮棉產(chǎn)量的主攻方向。本研究還表明，單株鈴數(shù)與皮棉產(chǎn)量的相關(guān)是線(xiàn)性正相關(guān)的關(guān)系，即單株鈴數(shù)越多，其皮棉產(chǎn)量越高。合理處理好單株鈴數(shù)、單鈴重和衣分三因素之間的優(yōu)化組合和不同配比，對(duì)于提高轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉的皮棉產(chǎn)量具有積極意義。

在單株鈴數(shù)、單鈴重和衣分三個(gè)因素的分段研究中發(fā)現(xiàn)，皮棉產(chǎn)量構(gòu)成往往受到多因素之間的互相影響，如品種間衣分的差異，栽培和管理措施的不同導(dǎo)致單株鈴數(shù)的差異，因而要針對(duì)不同的差異類(lèi)型，結(jié)合種植地點(diǎn)和方式的不同進(jìn)行具體的安排和具體的分析，對(duì)產(chǎn)量構(gòu)成因素進(jìn)一步研究。

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