第五章 棉花品质育种

1. 第五章 棉花品质育种

2. 本章主要内容 • 第一节 棉纤维的形成 • 第二节 棉纤维品质性状 • 第三节 纺纱线质量与纤维指标的关系 • 第四节 我国棉花品质存在的问题 • 第五节 棉花纤维品质性状的遗传 • 第六节 纤维品质育种方法

3. 第一节 棉纤维的形成

4. 一、棉纤维的形态 • （一）棉纤维的形成棉纤维是棉属植物种子表面生成的绒毛——种子纤维，它是胚珠表皮细胞经伸长加厚而成的，一根棉纤维就是一个植物单细胞。它的生长特点是：先伸长长度，然后充实加厚细胞壁。整个棉纤维的形成过程可分为三个时期。1、伸长期： 2、加厚期：3、转曲期：

5. （二）形态特征 • 1、纵向：具有天然转曲，可见中腔。成熟度不同，形态和可纺性不同。2、截面：棉纤维沿长度方向截面的形状和面积都有很大变化。纤维截面形状随成熟程度不同而不同，正常成熟的棉纤维横截面呈腰园形，并可见中腔，未成熟的纤维横截面呈扁环状，胞壁薄，中腔长，过成熟的纤维截面呈近圆形，中腔园而小。

7. （三）结构由于棉纤维生长过程中，纤维素每天淀积一层，所以，纤维由外向内许多同心层组成。大体可分为三个部分。1、初生层：棉纤的外层，即在伸长期所长成的初生胞壁和外表皮。外表皮是一层蜡质与果胶。初生层胞壁呈原纤网状螺旋结构。厚约0.1-0.2μm。2、次生层：位于初生层的下面，占棉纤维的绝大部分，是棉纤维的主体。呈原纤变向螺旋结构（三）结构由于棉纤维生长过程中，纤维素每天淀积一层，所以，纤维由外向内许多同心层组成。大体可分为三个部分。1、初生层：棉纤的外层，即在伸长期所长成的初生胞壁和外表皮。外表皮是一层蜡质与果胶。初生层胞壁呈原纤网状螺旋结构。厚约0.1-0.2μm。2、次生层：位于初生层的下面，占棉纤维的绝大部分，是棉纤维的主体。呈原纤变向螺旋结构

8. 3、中腔：棉纤维停止生长后遗贸下来的空隙。在壁内面了附有原生质干燥后的固整残留物。在棉纤维横截面上，次生胞壁在各部位处的结构显著不同，主要表现为堆砌密度的差异。如下图所示：3、中腔：棉纤维停止生长后遗贸下来的空隙。在壁内面了附有原生质干燥后的固整残留物。在棉纤维横截面上，次生胞壁在各部位处的结构显著不同，主要表现为堆砌密度的差异。如下图所示： A区最密，B区比C区密

9. 这种结构上的纤维素对称型密度不匀堆砌状态称之为：双边结构，即两个最密点连成的直线两边密度是一大一小。这种结构上的纤维素对称型密度不匀堆砌状态称之为：双边结构，即两个最密点连成的直线两边密度是一大一小。

10. 二、棉纤维的化学组成 • 纤维素：90-97％ • 蛋白质、多缩戊糖、果胶质、脂肪与蜡质、灰分及部分水溶性物质 • 纤维素是D－葡萄糖的聚合物 • 光照和酸能使苷键断裂，纤维素大分子降解、聚合度下降。

11. 三、棉纤维的超分子结构 • 1.结晶度：结晶区和无定形区 • 2.晶粒尺寸 • 3.晶区取向性

12. 第二节 棉纤维品质性状

13. 一、棉纤维品质指标 • 纤维长度 • 纤维长度整齐度 • 纤维细度 • 纤维强度和强力 • 断裂长度 • 纤维成熟度 • 纤维转曲

14. 纤维长度 • 纤维伸长后两端之间的长度。mm表示。 • 主体长度：又称为众数长度，指棉纤维长度分布中，纤维根数最多或重量最大的一组纤维的平均长度。 • 品质长度：又称为主体平均长度，指棉样中主体长度以上各组纤维的重量加权平均长度

15. 纤维长度 • 平均长度：指棉束从长到短各组纤维长度的重量或根数的加权平均长度 • 手扯长度：用手扯及尺量方法测得的纤维长度 • 跨距长度：指用数字纤维长度照影仪测定的一定范围的纤维长度

16. 纤维长度整齐度 • 整齐度是纤维长度的集中性指标。 • 1.基数 • 2.均匀度 • 3.整齐度指数或相对整齐度 • 4.整齐度 • 5.短绒率

17. 纤维细度 • 1.麦克隆值：指一定重量的试样在特定条件下的透气性测定。指一定长度纤维的重量。3.5-4.9。 • 2.特克斯：纤维1000米长度的重量 • 3.公制支数：一定重量纤维的总长度 • 4.纤维细胞的宽度

18. 断裂长度 • 表示纤维强力细度的综合指标 • 断裂长度＝单纤维强力×公制支数×0.001 • 国际上用断裂比强度或比强度表示纤维强力和细度的综合指标。

19. 纤维成熟度 • 指纤维细胞壁加厚及纤维素在细胞中沉积的程度 • 1.中腔胞壁对比法 • 2.偏振光法

20. 纤维转曲 • 成熟纤维上有许多螺旋状扭转。称为转曲或扭曲。一般以纤维1cm长度中扭转180的个数表示。

21. 二、棉花纤维品质的测定 • 感官鉴定 • 仪器测定 • 试纺试验

22. 长度测定 • Y111型罗拉式长度仪 • Y121型梳片或长度分析仪 • Y146型光度仪 • 数字式纤维长度照影仪 • HVI900大容量测试Y111型测试仪

23. 强度测定 • 单纤维强力 • Y161水压式单纤维强力机 • YG-001、YG-002、YG-003电子式单纤维强力机 • Instron单纤维强力机

24. 强度测定 • 比强度 • 卜氏强力仪 • 斯特洛强度仪

25. 断裂长度

26. 三、纤维品质性状间的相关 • 纤维长度、细度与比强度间有高度正相关 • 长度整齐度与成熟度、麦克隆值有显著正相关，与其它品质指标无显著相关 • 不同强度指标间的相关 • 细度支数、成熟度与麦克隆值的相关

27. 第三节 纺纱线质量与纤维指标的关系 • 纤维长度与纱线质量的关系 • 纤维细度与成纱品质的关系 • 纤维成熟度与成纱质量 • 不同质量原棉的类型、品质和主要用途

28. 一、纤维长度与纱线质量的关系 • 其它品质指标相同时，纤维愈长，纺纱支数愈高，棉纱强度愈大 • 原棉长度与可纺支数的关系

29. 几种棉纱对纤维长度的要求

30. 二、纤维细度与成纱品质的关系 • 成熟的陆地棉纤维细度一般5000-6500m/g，麦克隆值3.5-4.9 • 纺同样粗细的纱，用细度较细的成熟纤维时，因纱线内所含的纤维根数较多，纤维间接触面较大，抱合较紧，其成纱强度就高。

31. 纤维成熟度与成纱质量 • 成熟度好的纤维能承受初加工和清棉机械的打击，杂质易清除，不易产生棉结，吸湿性好，弹性较好。 • 加工过程中飞花落地棉比较少，成品制成率高。 • 成熟度高又较细，则成纱强力高，条干均匀，吸色性能好，织物染色较均匀。

32. 四、不同质量原棉的类型、品质和主要用途 • 我国棉纤维分类 • 1.细绒棉 • 2.长绒棉 • 3.粗绒棉

33. 纺织用棉各种长度及其相应品质指标

34. 第四节 我国棉花品质存在的问题 • 我国棉花品种纤维品质特点及存在问题 • 品质育种目标 • 纺织工业发展对棉纤维品质的要求

35. 一、我国棉花品种纤维品质特点及存在问题 • 1.品质差，特别是强力较差，难以适应纺织工业对棉花纤维品质的要求

36. 2.成熟度差 • 3.品质类型单调 • 4.不同生态棉区的棉花品种纤维品质存在一定的差异

37. 二、品质育种目标 • 国家攻关目标 • 汪若海对优质棉提出如下要求 • 1.优质棉必须综合品质性状优良，不是某一项纤维品质突出 • 2.优质棉是多规格的 • 3.优质棉的其他性状必须优良

38. 三、纺织工业发展对棉纤维品质的要求 • 环锭纺纱，纤维长度最重要，其次是强力和细度。 • 气流纺纱要求性状强、细、长、成熟度号、洁净度高，强度和细度最重要。对整齐度要求较突出。

39. 第五节 棉花纤维品质的遗传 • 棉花纤维长度、强度（强力）、细度、成熟度、长度整齐度等性状，由微效多基因控制

40. 一、纤维品质性状的基因效应 • 多数试验结果表明，纤维长度、细度和强度以基因的加性效应为主 • 部分试验结果发现，纤维品质的某些品质性状的显性和上位性效应占主导或重要作用

41. 二、纤维品质性状的遗传率 • 各性状遗传率变异幅度大 • 众多研究结果表明，纤维强度、绒长的遗传率较高，一般达60％以上；细度的遗传率较低，在40％左右。

42. 三、纤维品质性状与产量性状间的相关 • 众多研究结果表明： • 皮棉产量与绒长、强度间为负相关 • 铃数与绒长、强度、细度等纤维品质性状间均为负相关 • 铃重与品质性状为弱的正相关 • 衣分与三个品质性状间均为负相关 • 三个品质性状间为弱正相关。

43. 第六节 纤维品质育种方法 • 大量基因的积累与重组 • 与皮棉产量为遗传负相关（尤其是强度）

44. 皮棉产量和纤维品质间的负相关原因 • 1.基因的连锁 • 2.基因的多效性 • 3.基因连锁与多效的联合作用

45. 一、高强度种质创新 • 亚洲棉φ、ψ角角小 • 海岛棉超分子结构与纤维素沉积配合性好 • 杂交转移 • 分子生物学技术，克隆控制基因

46. 二、亲本杂交及杂种后代处理方法 • 缺点： • 1.杂交次数少 • 2.难以打破皮棉产量和纤维品质性状存在的负相关

47. 杂种品系间互交育种法 • 杂种产量和纤维强力间相关系数的变化（-0.928→0.448） • 杂种群体中产量和纤维强力较好植株的频率提高

48. 修饰回交法 • 即回交品系间杂交法。将各具不同优良性状的杂交组合分别和同一轮回亲本进行回交，获得各具特点的回交品系，再把不同回交品系进行杂交，继续加以选择。

49. 分裂交配 • 即在杂种分离后代中选择表现型极端个体进行相互杂交辅之以后代选择的方法

50. 轮回选择法 • 在一个遗传基因丰富的杂种后代群体中，选择优良的个体进行杂交构成新的群体，连续进行选择和杂交。