Comparative performance of hybrid generations reveals the potential application of F2 hybrids in upland cotton
Creators
- 1. Cotton Research Institute
- 2. Chinese Academy of Agricultural Sciences
- 3. Ministry of Agriculture and Rural Affairs
Description
Abstract Background The utilization of heterosis has greatly improved the productivity of cotton worldwide. However, a major constraint for the large-scale promotion of F 1 hybrid cotton is artificial emasculation and pollination. This study proposed the potential utilization of F 2 hybrids to improve upland cotton production through a comparative evaluation of hybrid generations. Results Eight upland cotton varieties were analyzed and crosses were made according to NCII incomplete diallel cross-breeding design in two cotton belts of China. Variance analysis revealed significant differences in agronomic, yield, and fiber quality in both generations and environments. The broad-sense heritability of agronomic and yield traits was relatively higher than quality traits. Furthermore, the narrow-sense heritability of some traits was higher in F 2 than in the F 1 generation in both cotton belts. Overall, parental lines Zhong901, ZB, L28, and Z98 were observed with maximum combining ability while combinations with strong special combining ability were ZB × DT, L28 × Z98, and ZB × 851. The yield traits heterosis was predominant in both generations. However, the level of heterosis was altered with trait, hybrid combination, generation, and environment. Interestingly, L28 × Z98 performed outstandingly in Anyang. Its lint yield (LY) was 24.2% higher in F 1 and 11.6% in F 2 than that of the control Ruiza 816. The performance of SJ48 × Z98 was excellent in Aral which showed 36.5% higher LY in F 1 and 10.9% in F 2 than control CCRI 49. Further results revealed most hybrid combinations had shown a low level of heterosis for agronomic and fiber quality traits in both generations. Comparatively, ZB × DT and L28 × Z98 showed hybrid vigor for multiple traits in both generations and cotton belts. It is feasible to screen strong heterosis hybrid combinations with fine fiber in early generations. In the two environments, the correlation of some traits showed the same trend, and the correlation degree of Anyang site was higher than that of Aral site, and the correlation of some traits showed the opposite trend. According to the performance of strong heterosis hybrid combinations in different environments, the plant type, yield and fiber traits associated with them can be improved according to the correlation. Conclusions Through comparative analysis of variance, combining ability, and heterosis in F 1 and F 2 hybrids in different cotton belts, this study proposed the potential utilization of F 2 hybrids to improve upland cotton productivity in China.
Translated Descriptions
Translated Description (Arabic)
خلفية مجردة أدى استخدام التغاير إلى تحسن كبير في إنتاجية القطن في جميع أنحاء العالم. ومع ذلك، فإن القيد الرئيسي للترويج على نطاق واسع للقطن الهجين F 1 هو الإخصاء الاصطناعي والتلقيح. اقترحت هذه الدراسة الاستخدام المحتمل للهجين F 2 لتحسين إنتاج القطن في المرتفعات من خلال تقييم مقارن للأجيال الهجينة. النتائج تم تحليل ثمانية أصناف من القطن المرتفع وتم صنع الصلبان وفقًا لتصميم التهجين غير المكتمل لـ NCII في حزامين من القطن في الصين. كشف تحليل التباين عن اختلافات كبيرة في جودة الزراعة والإنتاجية والألياف في كل من الأجيال والبيئات. كانت الوراثة واسعة النطاق للسمات الزراعية والمحصولية أعلى نسبيًا من سمات الجودة. علاوة على ذلك، كانت قابلية التوريث الضيقة لبعض السمات أعلى في F 2 منها في الجيل F 1 في كلا الحزامين القطنيين. بشكل عام، لوحظت الخطوط الأبوية Zhong901 و ZB و L28 و Z98 بأقصى قدر من القدرة على الجمع بينما كانت المجموعات ذات القدرة القوية على الجمع الخاصة هي ZB × DT و L28 × Z98 و ZB × 851. كانت سمات المحصول غير المتجانسة سائدة في كلا الجيلين. ومع ذلك، تم تغيير مستوى التغاير مع السمة، والجمع الهجين، والتوليد، والبيئة. ومن المثير للاهتمام أن أداء L28 × Z98 كان رائعًا في أنيانغ. كان ناتج النسالة (LY) أعلى بنسبة 24.2 ٪ في F 1 و 11.6 ٪ في F 2 من ناتج التحكم Ruiza 816. كان أداء SJ48 × Z98 ممتازًا في آرال والذي أظهر 36.5 ٪ أعلى من LY في F 1 و 10.9 ٪ في F 2 من كونترول CCRI 49. كشفت نتائج أخرى أن معظم التوليفات الهجينة أظهرت مستوى منخفضًا من التغاير لسمات الجودة الزراعية والألياف في كلا الجيلين. وبالمقارنة، أظهر كل من ZB × DT و L28 × Z98 قوة هجينة لسمات متعددة في كل من الأجيال والأحزمة القطنية. من الممكن فحص مجموعات هجينة قوية من التغاير مع الألياف الدقيقة في الأجيال المبكرة. في البيئتين، أظهر ارتباط بعض السمات نفس الاتجاه، وكانت درجة ارتباط موقع أنيانغ أعلى من موقع آرال، وأظهر ارتباط بعض السمات الاتجاه المعاكس. وفقًا لأداء التوليفات الهجينة القوية غير المتجانسة في بيئات مختلفة، يمكن تحسين نوع النبات والمحصول وسمات الألياف المرتبطة بها وفقًا للارتباط. الاستنتاجات من خلال التحليل المقارن للتباين، والجمع بين القدرة، والتغاير في F 1 و F 2 الهجينة في أحزمة القطن المختلفة، اقترحت هذه الدراسة الاستخدام المحتمل لـ F 2 الهجينة لتحسين إنتاجية القطن المرتفع في الصين.Translated Description (French)
Résumé Contexte L'utilisation de l'hétérosis a grandement amélioré la productivité du coton dans le monde. Cependant, une contrainte majeure pour la promotion à grande échelle du coton hybride F1 est l'émasculation artificielle et la pollinisation. Cette étude a proposé l'utilisation potentielle d'hybrides F 2 pour améliorer la production de coton des hautes terres grâce à une évaluation comparative des générations d'hybrides. Résultats Huit variétés de coton de montagne ont été analysées et des croisements ont été réalisés selon le modèle de croisement diallèle incomplet NCII dans deux ceintures de coton de Chine. L'analyse de variance a révélé des différences significatives dans l'agronomie, le rendement et la qualité des fibres à la fois dans les générations et les environnements. L'héritabilité au sens large des caractères agronomiques et de rendement était relativement plus élevée que les caractères de qualité. De plus, l'héritabilité au sens étroit de certains traits était plus élevée chez F 2 que chez la génération F 1 dans les deux ceintures de coton. Dans l'ensemble, les lignées parentales Zhong901, ZB, L28 et Z98 ont été observées avec une capacité de combinaison maximale, tandis que les combinaisons avec une forte capacité de combinaison spéciale étaient ZB × DT, L28 × Z98 et ZB × 851. L'hétérosis des traits de rendement était prédominante chez les deux générations. Cependant, le niveau d'hétérosis a été modifié avec le trait, la combinaison hybride, la génération et l'environnement. Fait intéressant, L28 × Z98 a réalisé des performances exceptionnelles à Anyang. Son rendement en charpie (LY) est supérieur de 24,2% en F1 et de 11,6% en F2 à celui du témoin Ruiza 816. La performance de SJ48 × Z98 a été excellente à Aral qui a montré un LY 36,5% plus élevé en F1 et 10,9% en F2 que le contrôle CCRI 49. D'autres résultats ont révélé que la plupart des combinaisons hybrides avaient montré un faible niveau d'hétérosis pour les traits agronomiques et de qualité des fibres dans les deux générations. Comparativement, ZB × DT et L28 × Z98 ont montré une vigueur hybride pour de multiples traits à la fois dans les générations et les ceintures de coton. Il est possible de cribler des combinaisons hybrides à forte hétérosis avec des fibres fines au cours des premières générations. Dans les deux environnements, la corrélation de certains traits a montré la même tendance, et le degré de corrélation du site Anyang était supérieur à celui du site Aral, et la corrélation de certains traits a montré la tendance opposée. Selon la performance des combinaisons hybrides à forte hétérosis dans différents environnements, le type de plante, le rendement et les traits fibreux qui leur sont associés peuvent être améliorés en fonction de la corrélation. Conclusions Grâce à une analyse comparative de la variance, de la capacité de combinaison et de l'hétérosis chez les hybrides F 1 et F 2 dans différentes ceintures de coton, cette étude a proposé l'utilisation potentielle des hybrides F 2 pour améliorer la productivité du coton des hautes terres en Chine.Translated Description (Spanish)
Resumen Antecedentes La utilización de la heterosis ha mejorado en gran medida la productividad del algodón en todo el mundo. Sin embargo, una limitación importante para la promoción a gran escala del algodón híbrido F1 es la emasculación artificial y la polinización. Este estudio propuso la utilización potencial de híbridos F 2 para mejorar la producción de algodón de tierras altas a través de una evaluación comparativa de generaciones híbridas. Resultados Se analizaron ocho variedades de algodón de tierras altas y se realizaron cruces de acuerdo con el diseño de cruzamiento dialelo incompleto NCII en dos cinturones de algodón de China. El análisis de varianza reveló diferencias significativas en la calidad agronómica, de rendimiento y de fibra tanto en generaciones como en entornos. La heredabilidad de sentido amplio de los rasgos agronómicos y de rendimiento fue relativamente mayor que los rasgos de calidad. Además, la heredabilidad de sentido estrecho de algunos rasgos fue mayor en F 2 que en la generación F 1 en ambos cinturones de algodón. En general, las líneas parentales Zhong901, ZB, L28 y Z98 se observaron con una capacidad de combinación máxima, mientras que las combinaciones con una fuerte capacidad de combinación especial fueron ZB × DT, L28 × Z98 y ZB × 851. La heterosis de los rasgos de rendimiento fue predominante en ambas generaciones. Sin embargo, el nivel de heterosis se alteró con el rasgo, la combinación híbrida, la generación y el entorno. Curiosamente, L28 × Z98 tuvo un rendimiento sobresaliente en Anyang. Su rendimiento de pelusa (LY) fue 24.2% mayor en F 1 y 11.6% en F 2 que el del control Ruiza 816. El rendimiento de SJ48 × Z98 fue excelente en Aral, que mostró un 36,5% más de LY en F 1 y un 10,9% en F 2 que el control CCRI 49. Otros resultados revelaron que la mayoría de las combinaciones híbridas habían mostrado un bajo nivel de heterosis para los rasgos agronómicos y de calidad de la fibra en ambas generaciones. Comparativamente, ZB × DT y L28 × Z98 mostraron vigor híbrido para múltiples rasgos en ambas generaciones y cinturones de algodón. Es factible detectar combinaciones híbridas de heterosis fuerte con fibra fina en las primeras generaciones. En los dos entornos, la correlación de algunos rasgos mostró la misma tendencia, y el grado de correlación del sitio Anyang fue mayor que el del sitio Aral, y la correlación de algunos rasgos mostró la tendencia opuesta. De acuerdo con el rendimiento de las combinaciones híbridas de heterosis fuerte en diferentes entornos, el tipo de planta, el rendimiento y los rasgos de fibra asociados con ellos se pueden mejorar de acuerdo con la correlación. Conclusiones A través del análisis comparativo de la varianza, la capacidad de combinación y la heterosis en híbridos F 1 y F 2 en diferentes cinturones de algodón, este estudio propuso la posible utilización de híbridos F 2 para mejorar la productividad del algodón de tierras altas en China.Files
s42397-022-00125-8.pdf
Files
(1.9 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:fecf714e719d76959f5b96e34658d336
|
1.9 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- يكشف الأداء المقارن للأجيال الهجينة عن التطبيق المحتمل لهجائن F2 في القطن المرتفع
- Translated title (French)
- La performance comparée des générations hybrides révèle l'application potentielle des hybrides F2 dans le coton des hautes terres
- Translated title (Spanish)
- El rendimiento comparativo de las generaciones híbridas revela la aplicación potencial de los híbridos F2 en el algodón de tierras altas
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4283028813
- DOI
- 10.1186/s42397-022-00125-8
References
- https://openalex.org/W1970938641
- https://openalex.org/W1974043577
- https://openalex.org/W1984437763
- https://openalex.org/W2023076903
- https://openalex.org/W2057595793
- https://openalex.org/W2059989261
- https://openalex.org/W2083047609
- https://openalex.org/W2086661487
- https://openalex.org/W2166930407
- https://openalex.org/W2521251345
- https://openalex.org/W2621699315
- https://openalex.org/W2905425867
- https://openalex.org/W2969635563
- https://openalex.org/W2971864824
- https://openalex.org/W2971876676
- https://openalex.org/W3008462487
- https://openalex.org/W3030167634
- https://openalex.org/W3164924437