Abstract
To obtain fundamental informations on cotton breeding efficiences for Korea, individual genetic relationships and interrelationships between the agronomic characteristics of Upland cotton were investigated. These experiments were couducted at the Mokpo Branch Station $(34^{\circ}48'N, $ $126^{\circ}23'E$ and altitude of 10m above sea level) from 1969 through 1972. Heterosis, combining ability, dominance and recessive gene action, genetic variance, and phenotypic and genotypic correlation were investigated by $F_1'S$ from an 11-parent partial diallel cross and the segregating $F_2$ and $F_3$ populations of the cross Paymaster times Heujueusseo Trice. The following points resulted from this study, 1. Heteroses for number of bolls per plant and lint yield were significant at 27, 84% and 37.26%, respectively. No other character had significant heteroses. 2. The GCA estimates for all studied characteristics were higher than the SCA estimates. Varieties with high GCA effects were Suwon 1 for earliness, Paymaster and Arijona for high lint percent, and Arijona for long fiber, etc, 3. SCA estimates for lint yield varied widely in crosses with Mokpo 4, Mokpo 6 and Heujueusseo Trice. Those crosses with the highest SCA effects were combinations with large characteristics differences, Example of these crosses are Mokpo 4 times Acala 1517W, Mokpo 4 times D. P. L. and Heujueusseo Trice aud Paymaster. 4. Early-maturing varieties were completely dominant to late-maturing varieties in some combinations while other crosses gave intermediate phenotypes. These results suggest additive genetic action by multi-genes. Heujueusseo Trice, Mokpo 6, and Suwon 1 showed highest degree of dominance for earliness. 5. There were no significant trends for inheritance of weight of boll and 100 seeds weight. 6. Long staple was partially to completely dominant to short staple. Though there were single gene ratios the rate of dominance decreased in the $F_2$ and $F_3$ populations in the cross between the long staple variety Paymaster and the short staple variety Heujueusseo Trice. Diallel cross $F_1$ hybrids showed complicated allelic gene action for staple length. Various dominance degree were shown by varieties. 7. Number of bolls per plant indicated strong over-dominance and small non-allelic additive gene action. 8. Lint Yield was characterized by over-dominance and by multiple non-allelic-gene action. High-yielding varieties were dominant to low-yielding ones. However, the low-yielding variety Heujueusseo Trice showed over-dominance, indicating different reactions according to the varieties and combinations. 9. Broad sense heritability for days to flowering was 34-39% while narrow sense heritability was 11%. Large variations of individual plants caused by Korean climatic conditions cause this situation. Heritability estimates for weight of boll was 30% for broad sense and 22% for narrow sense. 10. Heritability estimates for staple length and lint percent were very high suggesting strong selection effects. 11. Narrow sense heritability estimates for number of bolls per plant was 30% in the diallel cross $F_1$ hybrids and 36% in the $F_2$ population of the special cross. Broad sense heritability was estimated at 67% suggesting that. 12. Heritability estimates for lint yield was low due to high over-dominance in the diallel cross $F_1$ hybrids. Heritability estimates for yield was low in the $F_1$ hybrids but high in the $F_2$ and $F_3$ populations. 13. Phenotypic and genotypic correlations between lint percent and days to flowering and between staple length and days to flowering were high in the $F_1, $ $F_2$ and $F_3$ populations. Late-maturing varieties and individuals had long staple and high lint percent in general. As the correlation between days to flowering and lint yield was extremely low, the two traits were considered independent of each other. Days to flowering and number of bolls per plant were negatively correlated in the $F_3$ population, indicating early-maturing individual plants with many bolls may be readily selected. 14. Phenotypic and genotypic correlations between lint percent and staple length were high in $F_1, $ $F_2$ and $F_3$ populations. Accordingly, long staple varieties were high in lint percent. It was recognized that lint yield and lint percent were positively correlated in the diallel cross $F_1$ hybrids, and lint percent and staple length were positively correlated in the $F_2$ population, indicating that lint percent and staple length affect lint yield. 15. Lint yield was significantly and positively phenotypically correlated with number of bolls per plant in $F_1, $ $F_2$ and $F_3$ populations. A high genotypic correlation was also noted indicating a close genetic relationship. The selection efficiencies for a high-yielding variety can be increased when individual plants with many bolls are selected in later generations. The selection efficiencies for good fiber quality can be enhanced when individuals with long staple and high lint percent are selected in early generations.
면화의 유용형질의 개별적 유전관계를 조기에 검정하고 이들의 상호관련성을 육종사업에 효율적으로 이용할 수 있는 기초자료를 얻고저 1969년부터 1972년까지 작물시험장목포지장실험포장(북위 $34^{\circ}47',$ 동경 $126^{\circ}20',$ 표고 1.5m)에서 육지면품종간의 Partial Diallel Cross $F_1$ 및 Paymaster$\times$Heujueusseo Trice의, 분리집단을 공시하여 Hetesosis, Combining Ability, 품종별우열성, 유전분산의 분할, 표현형 및 유전상관등을 조사한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. Heterosis는 주당삭수와 소면수량에서 양친평균 보다 각각 27.84%, 37.26%의 증가경향을 보였고 기타 형질에서는 유의성이 없었다. 2. GCA에 있어서는 모든 형질에서 유의성이 있었고, SCA보다 GCA 효과가 컸으며, 품종별 GCA효과푸 Suwon＃ 1이 조숙으로, Paymaster 및 Arijona는 고소면로, Arijona는 장섬유의 방향으로 했다. 3. 소면수량의 SCA는 Mokpo ＃4, Mokpo ＃6, Heujueusseo Trice등을 편친으로 한 조합이 변이가 컷고, 기중 SCA효과가 가장 큰 조합은 Mokpo＃ 4$\times$Acala 1517W, Mokpo＃$\times$D.P.L, Heujoeusseo Trice$\times$Paymaster 조합등으로서 비교적 대립형질이 많은 조합이었다. 4. 조만성의 유전은 조숙이 만숙에 대하여 완전우성조합 또는 조숙과 만숙의 상호간의 우성을 나타내지 못하는 중간성조합이 있었음에 따라 이것은 상가적 유전성분이 큰 Multi gene의 지배를 받는 것으로 추찰되였다. 조숙성의 우성강도가 가장 큰 품종으로서는 Heujueusseo Trice. Mokpo＃6, Suwon＃1 등이였다. 5. 삭중 및 종자 100립중의 유전은 뚜렸한 경향이 없었다. 6. 장섬유성인 Paymaster와 단섬유성인 Heujueusseo Trice간의 교잡조합의 $F_2,$ $F_3에$ 있어서의 섬유장분리는 장섬유가 단섬유에 대하여 완전 또는 부분우성의 단인자지배에 의하여 분리되였으며 세대가 진전됨에 따라 우성개체발현율이 감소되는 경향이였다. 또한 Diallel Cross $F_1으로$ 동시에 수개품종을 비교할 경우는 각품종의 섬유장의 폭이 다르고 우성의 정도가 다르기 때문에 다소 복잡한 대립인자작용으로 나타났다. 7. 주당삭수는 대체로 초월우성이 강하게 나타났으며 따라서 상가적부분이 적게 표현되여 비대립유전자의 작용도 존재하는 것으로 였다. 8. 소면수량도 초월우성이 강하게 나타내여 비대립유전자의 작용도 존재하는 Multi gene에 의하여 지배되는 것으로 보였으며 대체로 다수성품종이 소수성품종에 비하여 우성이였다. 그러나 Heujeusseo Trice는 소수성품종으로서 초월우성을 나타내여 품종 및 조합에 따라서 상리한 반응을보였다. 9. 개화소요일수의 유전력은 39~34%였으나 협의 11%로 낮은 것은 우리 나라에서는 개체변이가 심하여 유전력이 다소 낮게 표현되는 것으로 사료된다. 또한 삭중의 유전력은 광의 30%, 협의 22%로 낮은 경향이였으나 Diallel Cross $F_1$ 에서는 다소 높게 나타났다. 10. 섬유장 및 소면비율의 유전력은 어느 경우에서도 높았으므로 선발효율이 클것으로 기대된다. 11. 주당삭수의 유전력 Diallel Cross 에서 30%, $F_2에서$ 협의 36%로 낮은 경향을 보였으나 광의 67%로 높았으므로 $F_2,$ $F_3에서는$ 양친의 특성을 어느정도 나타낼것으로 기대된다. 12. 소면수량의 유전력은 Diallel Cross 에서는 초월우성이 강하게 작용했기 때문에 낮은 우전력을 보였으나, $F_2,$ $F_3에서는$ 광의 38%, 협의 50%로서 비교적 높았다. 따라서 수량의 유전력은 $F_1에서는$ 극히 낮았으나, $F_2,$ $F_3세대에서는$ 높아가는 경향이였다. 13. 개화소요일수, 소면비율 및 섬유장의 상호간에는 $F_1,$ $F_2,$ F3에서 모두 표현형상관이 높았으므로 만숙품종 및 개체가 대체로 장섬유 및 고소면의 경향이였고 이들의 유전상관도 높기때문에 유전적관계가 컸었다. 개화소요일수와 소면수량과의 상관관계가 극히 낮았으므로 이들은 서로 독립형질로 사료되지만 주당 삭수와는 $F_3에서$ 부의 상관이 있으므로 조숙개체가 다삭성인 경향을 많이 보였다. 14. 소면비율과 섬유장과의 표현형 및 유전상관은 $F_1,$ $F_2,$ $F_3$ 모두 높았으므로 이 두 형질은 대체로 흡사한 형질이라고 인정할 수 있음에 따라 장섬유품종이 대체로 고소면성이였다. 또한 소면수량과 소면비율과는 Diallel Cross $F_1에서$ 정의 상관, $F_2에서는$ 섬유장과의 정의 상관을 보여 소면비율 및 섬유장도 소면수량에 다소 관여하는 것으로 나타났다. 15. 소면수량은 주당삭수와의 표현형상관이 $F_1,$ $F_2,$ $F_3$ 모두 고도의 전상관을 나타냈고, 유전상관도 높음에 따라 유전적인 관련성이 크다고 인정되였다. 따라서 다수성을 선발하려면 주당삭수가 많은 개체를 후기세대에서 선발하는 것이 선발효율이 크다고 사료된다. 또한 양질계통을 선발하기 위해서는 장섬유 및 고소면개체를 초기세대부터 선발해도 선발효율은 클것으로 기대되지만 이러한 개체는 동시에 만숙성을 내포할 가능성이 있었다.