棉花是世界性的重要经济作物。棉花生产目的主要是为了产生优质的棉纤维，而棉子仅仅是作为一种副产品被用作反刍动物(如牛、羊等)的饲料或肥料。棉种子具有极高的营养价值。陆地棉棉仁中含有30％～45％蛋白质，25％～40％油分，是一种油脂和蛋白质的潜在来源。另一方面，由于棉纤维是由棉种子的表层细胞突起发育而成的，其优劣很大程度上依赖于棉子的营养供给，研究棉子的营养品质将为纤维品质的研究提供有益的资料。此外，棉子是棉花遗传信息的携带者，其播种品质的好坏关系到棉花植株生长及其产量品质。因此，开展棉子的遗传基础研究具有科学研究的理论和实践应用的双重意义。本实验采用包含种子基因、细胞质基因和母体基因的三套遗传体系的双子叶种子模型，分析10个亲本和其配制的32个F1和33个F2杂交组合的种子物理性状和营养品质性状的3个世代的资料，估算了陆地棉棉子各项遗传方差和成对性状间的相关性，并分析了棉子品质性状的杂种优势表现，主要研究结果如下： (1)用近红外光谱法建立了用于蛋白质含量分析的回归方程，其决定系数(RSQ)和交叉检验系数(1-VR)分别达0.933和0.929，校正标准误SEC和交叉检验标准误SECV分别0.623和0.638，其较高决定系数，较低的标准误，反映出其有较好的相关性。 (2)陆地棉种子物理性状中除种仁率以外的其它4个性状只受到种子直接遗传体系和母体遗传体系的影响，而种仁率则受到种子、母体、细胞质3套遗传体系的影响。5个物理性状的种子加性效应都不显著，而其种子显性效应都显著。只有种仁率的细胞质效应显著，仁/壳、种仁率的母体加性效应显著，毛子指、光子指的母体显性效应显著。毛子指、光子指主要受母体效应的影响。仁/壳的母体效应和种子效应同样重要。种仁率的机误效应非常高，说明抽样和环境对种仁率的影响较大。从总体上看母体基因型对物理性状均有较大影响。物理性状的广义遗传率高，但狭义遗传率低，其育种价值较低。 (3)陆地棉种子营养品质性状的方差分析结果表明，所研究的6个营养品质性状的细胞质效应均为0，只受到种子和母体基因型效应的影响。这6个营养性状的加性效应和显性效应均显著，但以显性效应为主，母体总效应大于种子总效应。种子营养品质性状的显性效应和加性效应值均较高，且广义遗传率和狭义遗传率值也高，说明棉子营养品质性状具有较好的育种价值，经过多代选择能选择到种子营养品质较好的棉花新品种。 (4)棉子物理性状的相关性研究结果表明，毛子指与光子指、毛子指与仁指、仁/壳与种仁率、仁值与种仁率为显著正相关。棉子营养品质性状的相关性研究结果表明，棉酚含量与棉酚指数、油分含量与油分指数、蛋白质含量与蛋白质指数之间呈显著正相关；棉酚含量与油分含量、棉酚含量与油分指数、棉酚指数与油分含量、棉酚指数与油分指数之间呈显著正相关；棉酚含量与蛋白质含量、棉酚含量与蛋白质指数、棉酚指数与蛋白质含量、棉酚指数与蛋白质指数之间呈显著负相关；油分含量与蛋白质含量、油分含量与蛋白质指数、油分指数与蛋白质含量、油分指数与蛋白质指数之间呈显著负相关。这些结果说明同步提高棉酚和油分含量是可行的，但同步提高棉酚和蛋白质含量或蛋白质和油分含量的难度较大。 (5)棉子物理性状与营养品种性状之间的相关性研究结果表明，光子指、仁指与营养性状之间的相关性基本一致。这些性状与棉酚含量、棉酚指数和油分含量的表型和基因型负相关主要是母体显性负相关，但种子的直接显性正相关在一定程度上抵消这种负相关。光子指、仁指与蛋白质含量呈正相关，主要受两者的母体显性正相关作用。光子指、仁指与蛋白质指数的正相关是种子显性和母体显性正相关的结果。这些结果说明光子指和仁指高的品种，其棉酚含量、油分含量、棉酚指数较低，但可以通过对单粒种子进行选择而加以改良。棉子物理性状与蛋白质含量和蛋白质指数的母体效应均较高，在育种改良时应注意对母体植株的选择。毛子指与蛋白质指数之间呈显著正相关，但是毛子指与蛋白质含量之间的相关性不显著，可用毛子指对棉子蛋白质指数进行间接选择。 (6)通过对棉子物理性状和营养品质性状的F2群体平均优势(预测值)分析发现，棉酚含量有正向的杂种优势，主要是母体杂种优势值较高。油分含量、棉酚指数的杂种优势虽然是正向的，但是值较小，蛋白质含量、油分指数有负向杂种优势，但是值小。蛋白质指数为负向杂种优势，33个组合中32个为负向杂种优势，且平均值较大(高达-16％)，主要表现为母体负向杂种优势，但是种子基因型的杂种优势为正向，因此可以在一定程度上提高种子蛋白质指数。毛子指、光子指、仁指、仁/壳均没有F2群体平均优势，主要是其母体杂种优势为负值，光子指的胚效应杂种优势为正值，在一定程度上提高这两个性状的杂种优势。种仁率的F2群体平均优势为正值，其胚效应、细胞质效应和母体效应的杂种优势均为正值，但是值都比较小。 (7)物理性状中毛子指F1、F2的中亲优势和超亲优势均为负向的，说明其没有杂种优势。但是光子指、仁指和仁/壳F1群体具有中亲优势。种仁率F2群体具有中亲优势和群体超亲优势，F1群体具有中亲优势，但优势值均较小。营养性状中蛋白质含量和蛋白质指数具有F1群体的中亲优势和群体超亲优势，但不具有F2的群体中亲优势和群体超亲优势，利用价值较低。棉酚含量不具有F1的群体中亲优势和群体超亲优势，负向值大，但是具有F2的群体中亲优势和群体超亲优势。油分含量和棉酚指数只有F2中亲优势，但其值较小，不能有效地加以利用。油分指数没有杂种优势。
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