棉鈴黑果病與農(nóng)藝性狀的關(guān)系研究

雷亞柯，賈朝陽，劉德征，馬威，張景峰，莊秋麗，穆相華

（周口市農(nóng)業(yè)科學(xué)院/河南省作物分子育種與生物反應(yīng)器重點實驗室，河南周口466001）

棉鈴黑果病與農(nóng)藝性狀的關(guān)系研究

雷亞柯，賈朝陽*，劉德征，馬威，張景峰，莊秋麗，穆相華

（周口市農(nóng)業(yè)科學(xué)院/河南省作物分子育種與生物反應(yīng)器重點實驗室，河南周口466001）

以39份黃河流域棉區(qū)品種（品系）為材料，對黃萎病病指、鈴重和單株鈴數(shù)等12個農(nóng)藝性狀與棉鈴黑果病的3個病害指標（單株黑果鈴數(shù)、病株率和單株黑果鈴率）的關(guān)系進行研究。結(jié)果表明：單株黑果鈴數(shù)是棉鈴黑果病的核心指標；每個指標的決定性因子均有6個，育種家可利用所建立的該病害3個指標的回歸方程在正常年份對其發(fā)生情況進行有效預(yù)測；多數(shù)農(nóng)藝性狀對該病指標的影響以直接效應(yīng)為主，其中黃萎病發(fā)病率、鈴重、單株鈴數(shù)、株高、單株果枝數(shù)和霜后花率的影響較大，且同一農(nóng)藝性狀對該病3個指標的效應(yīng)正負相同。在棉鈴黑果病抗性育種中，可在保持原有株高和霜后花率基本不變情況下，適當提高棉花黃萎病抗性、鈴重、單株鈴數(shù)和果枝數(shù)。

棉花；棉鈴黑果病；相關(guān)性分析；通徑分析

棉鈴病害有20多種，棉鈴黑果病是1種常見且危害嚴重的棉鈴病害，其致病菌是1種半知菌亞門的真菌——棉色二孢（Diplodia gossypina）。該病會使棉鈴變黑、僵化，直至霉爛脫落，失去經(jīng)濟利用價值；在長江流域年均發(fā)病率在20%左右，嚴重影響棉花產(chǎn)量和品質(zhì)[1-2]。近些年，黃河流域棉區(qū)在9―10月份收花時節(jié)時常遇到連陰雨，棉鈴黑果病危害嚴重，所以有必要從育種角度對棉鈴黑果病進行研究。棉鈴黑果病誘發(fā)因素和致病性等方面的研究報道[2-8]很多，但對棉鈴黑果病發(fā)病率與農(nóng)藝性狀的關(guān)系報道甚少。本研究以39份棉花材料為基礎(chǔ)，分別分析棉鈴黑果病3個指標 (單株黑果鈴數(shù)、病株率和單株黑果鈴率)與株高、單株鈴數(shù)等12個農(nóng)藝性狀的關(guān)系，希望對棉花育種工作者有所幫助。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

39份材料均為黃河流域棉區(qū)種植的品種 （品系），其中12份為審定品種：冀豐103、圣豐1號、國欣棉11號、冀棉169、冀1516、中植棉 936、魯創(chuàng)棉107、冀棉 228、豫棉 668、魯棉研 21、周棉 6號和周棉8號，其余材料為自育品系。

1.2 試驗方法

試驗于2010年進行，采用營養(yǎng)缽育苗移栽方式種植，4月20日播種，5月15日移栽，行長6.5 m，株距 0.3 m，行距 0.97 m，密度 3.6萬株·hm－2，4行區(qū)，3重復(fù)。

調(diào)查的農(nóng)藝性狀指標有12個：黃萎病發(fā)病率（x1）、黃萎病病指（x2）、始果枝節(jié)位（x3）、盛花期歷時（x4，d）、鈴重（x5，g）、衣分（x6）、籽指（x7，g）、單株鈴數(shù)（x8）、株高（x9，cm）、單株果枝數(shù)（x10）、霜后花率（x11）、籽棉單產(chǎn)（x12，kg·hm－2）；棉鈴黑果病的調(diào)查指標為單株黑果鈴數(shù)（y1）、病株率（y2）和單株黑果鈴率（y3）。于9月18日調(diào)查單株黑果鈴數(shù)、黑果鈴病株率和單株黑果鈴率，每個重復(fù)調(diào)查20株，分別記錄每個單株的黑果鈴數(shù)和健鈴數(shù)（青鈴和吐絮鈴）。單株黑果鈴數(shù)均值占單株鈴數(shù)均值（黑果鈴和健鈴數(shù)之和）的百分比即為單株黑果鈴率，棉鈴黑果病發(fā)病株數(shù)占調(diào)查株數(shù)的百分比即為病株率。黃萎病發(fā)病率和黃萎病病指調(diào)查依照程凱等[9]的方法，霜后花率為10月25日后收獲的籽棉產(chǎn)量占總產(chǎn)量的百分比。

數(shù)據(jù)整理采用MS Office 2010，統(tǒng)計分析軟件采用DPS 16.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同品種之間棉鈴黑果病指標的差異性比較

從表1可以看出，棉鈴黑果病3個指標在不同品種之間均存在顯著差異（0.01＜P≤0.05，下同），尤其病株率存在極顯著差異（P≤0.01，下同），表明不同材料對該病的抗性確實存在差異，也說明試驗所選材料有效。

2.2 棉鈴黑果病3個指標之間的相關(guān)性分析

由表2可以看出，單株黑果鈴數(shù)、病株率和單株黑果鈴率兩兩之間均為正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)性極顯著。單株黑果鈴數(shù)與病株率、單株黑果鈴率的相關(guān)系數(shù)均大于病株率與單株黑果鈴率的相關(guān)系數(shù)，說明單株黑果鈴數(shù)在3個指標中起主要作用。

表1 不同品種棉鈴黑果病3個指標的方差分析結(jié)果

表2 棉鈴黑果病3個指標之間的相關(guān)性分析

2.3 棉鈴黑果病3個指標的主要影響因子

利用逐步回歸分析分別擬合了棉鈴黑果病3個指標的回歸方程，經(jīng)檢驗均已達極顯著水平，結(jié)果見表3。

從表3可以看出，每個棉鈴黑果病指標均有6個主要影響因子，其中對單株黑果鈴數(shù)（y1）和單株黑果鈴率（y3）影響較大的農(nóng)藝性狀相同，分別是黃萎 病發(fā) 病 率 （x1）、鈴 重 （x5）、衣 分 （x6）、單 株 鈴 數(shù)（x8）、株高（x9）和霜后花率（x11）；而對單株黑果鈴率影響較大的6個農(nóng)藝性狀是黃萎病病指（x2）、盛花期歷時（x4）、鈴重（x5）、單株鈴數(shù)（x8）、株高（x9）和單株果枝數(shù)（x10）；3 個回歸方程中，都存在鈴重（x5）、單株鈴數(shù)（x8）和株高（x9），說明這 3 個指標的改良對降低棉鈴黑果病3個指標具有重要意義；同時，3個回歸方程中均沒有果枝始節(jié)位（x3）和籽指（x7），說明這2個指標對棉鈴黑果病影響相對較小。

表3 棉鈴黑果病3個指標與12個農(nóng)藝性狀指標的回歸分析

2.4 農(nóng)藝性狀與棉鈴黑果病3個指標的通徑分析

在逐步回歸分析基礎(chǔ)上，對棉鈴黑果病不同指標的主要影響因子進行通徑分析，結(jié)果見表4。

由表4可知，在效應(yīng)值大小方面，僅個別農(nóng)藝性狀對該病某個指標的間接效應(yīng)大于或接近它的直接效應(yīng)，說明這些農(nóng)藝性狀對該病的影響主要是依靠直接效應(yīng)。直接效應(yīng)因子中，鈴重（x5）和單株鈴數(shù)（x8）對該病3個指標均為負向效應(yīng)，而株高（x9）均為正向效應(yīng)；對于單株黑果鈴數(shù)（y1）與單株黑果鈴率（y3），6個因子效應(yīng)的正負表現(xiàn)一致，大小也比較接近，說明在育種中只需關(guān)注兩者之一進行改良即可。另外，同一農(nóng)藝性狀對該病3個指標的直接效應(yīng)，盡管大小不同，但正負表現(xiàn)一致，這為該病抗性的同時改良提供了可行性依據(jù)。

單株黑果鈴數(shù)（y1）的直接效應(yīng)因子中，負向效應(yīng)的有 4個，其中鈴重（x5）和霜后花率（x11）的影響較大，正向效應(yīng)的是黃萎病發(fā)病率（x1）和株高（x9），其效應(yīng)都較大；而間接效應(yīng)因子中，衣分(x6)和單株鈴數(shù)（x8）通過霜后花率（x11）的效應(yīng)相對較高，且均為正向效應(yīng)。病株率（y2）主要影響因子中，正、負效應(yīng)各有 3個，其中鈴重（x5）和單株果枝數(shù)（x10）的負向效應(yīng)較大，株高（x9）的正向效應(yīng)相對較大；而間接效應(yīng)因子中，盛花期歷時（x4）和單株果枝數(shù)（x10）通過株高（x9）的效應(yīng)相對較高，均高于各自的直接效應(yīng)，且效應(yīng)正負與各自直接效應(yīng)相反。各因子對單株黑果鈴率（y3）的效應(yīng)與在單株黑果鈴數(shù)（y1）中的類似，僅單株鈴數(shù)（x8）的效應(yīng)變大，成為負向效應(yīng)中影響最大的因子。

表4 棉鈴黑果病3個指標與12個農(nóng)藝性狀指標的通徑分析結(jié)果

3 討論與結(jié)論

本試驗中的棉鈴黑果病3個指標在品種間均存在顯著差異，這說明通過品種遺傳改良來提高棉花對棉鈴黑果病的抗性是可行的。

棉鈴黑果病單株黑果鈴數(shù)、病株率和單株黑果鈴率3個指標兩兩之間存在很顯著的正相關(guān)關(guān)系，且單株黑果鈴數(shù)與其他2個病害指標的相關(guān)性很高，所以在育種改良時，從單株黑果鈴數(shù)著手可能會起到較好的效果。

在逐步回歸分析和通徑分析中，發(fā)現(xiàn)除始果枝節(jié)位和籽指外，其他10個農(nóng)藝性狀對棉黑果鈴病均有重要影響，其中黃萎病發(fā)病率、鈴重、單株鈴數(shù)、株高、單株果枝數(shù)和霜后花率對該病影響較大，且同一農(nóng)藝性狀對該病的3個指標的效應(yīng)正負相同，因此育種上可以協(xié)同降低這3個指標。

從對棉鈴黑果病影響較大的6個農(nóng)藝性狀的直接效應(yīng)看，在育種改良中要在降低黃萎病發(fā)病率和株高的同時，適當提高鈴重、單株鈴數(shù)、單株果枝數(shù)和霜后花率。這不僅可提高棉花品種對棉鈴黑果病的抗性，而且可提高黃萎病抗性和改良產(chǎn)量性狀。但是，在一定范圍內(nèi)，棉花株高與產(chǎn)量成正相關(guān)[10]，降低株高會減少產(chǎn)量，并且降低株高的同時提高單株果枝數(shù)必然會使棉株通風透光性變差，這將有可能加重棉鈴黑果病的發(fā)生[3]；因此，不推薦從降低株高方面來提高棉鈴黑果病抗性。另外，增加霜后花率不能保證產(chǎn)量增加[11]，且一般霜后花的纖維品質(zhì)不佳，同時還導(dǎo)致后茬作物無法及時耕種，所以，通過提高霜后花率來提高棉鈴黑果病抗性的途徑也是不可取的。因此，為了提高棉鈴黑果病抗性，育種改良時可在原有株高和霜后花率保持基本不變的情況下，適當提高棉花黃萎病抗性、鈴重、單株鈴數(shù)和果枝數(shù)。

[1]田坤發(fā).棉花鈴病的發(fā)生與防治[J].湖北植保，1999(3)：9-10.

[2]中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所.中國棉花栽培學(xué)[M].上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2013：985-988.

[3]中國農(nóng)作物病蟲害編輯委員會.中國農(nóng)作物病蟲害 (上冊)[M].北京：農(nóng)業(yè)出版社，1979：600-602.

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Relationship among Cotton Diplodia Boll Rot and Agronomic Traits of Cotton

Lei Yake,Jia Chaoyang*,Liu Dezheng,Ma Wei,Zhang Jingfeng,Zhuang Qiuli,Mu Xianghua

S435.621

A

1000-632X（2017）10-0012-04

10.11963/1000-632X.lykjcy.20170930

2017-07-07

*通信作者：jcy2309@163.com

周口市重大科技攻關(guān)計劃（13030101）