黃河流域棉區(qū)雜交種F1、F2 性狀調(diào)查與分析

馬寶玲 柴莉英 張珂珂 郭建強(qiáng) 郭志軍,2 陳微林 魏月平 李 慧 周關(guān)印,2

（1.中棉種業(yè)科技股份有限公司 河南鄭州450001;2.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所 河南安陽(yáng) 455001；3.九圣禾種業(yè)股份有限公司 新疆昌吉 831100）

利用棉花雜種優(yōu)勢(shì)是提高棉花產(chǎn)量、 品質(zhì)和抗逆性的有效途徑之一。 雜交棉品種與常規(guī)棉品種在產(chǎn)量上有很大優(yōu)勢(shì)， 通常比常規(guī)棉增產(chǎn)10%～30%?，F(xiàn)在雜交棉育種中普遍存在的問(wèn)題有： 雜交棉制種工作勞動(dòng)力需求量大與農(nóng)村勞動(dòng)力減少相矛盾，制種成本高與制種產(chǎn)量低相矛盾， 嚴(yán)重影響抗蟲雜交棉制種技術(shù)的推廣應(yīng)用。 因此很多學(xué)者提出利用F2的觀點(diǎn)[1-4]。在F2雜種優(yōu)勢(shì)的研究上，我國(guó)不少學(xué)者認(rèn)為F2有10%～15%的雜種優(yōu)勢(shì)，F(xiàn)2仍具有較高的雜種優(yōu)勢(shì)。 吳夫安等[5]對(duì)轉(zhuǎn)基因雙抗雜交棉F1和F2的研究表明，F(xiàn)1比對(duì)照中棉所29 的增產(chǎn)幅度為12.2%～31.4%，平均增產(chǎn)幅度為19.9%。 F2比對(duì)照的增產(chǎn)幅度為3.6%～20.4%，平均增產(chǎn)幅度為9.6%。邢以華等[6]的研究表明，F(xiàn)1比對(duì)照增產(chǎn)幅度為13.4%～39.0%，F(xiàn)2比對(duì)照增產(chǎn)幅度為7%～15%。 但不同的學(xué)者在不同的環(huán)境下，試驗(yàn)所得出的結(jié)論稍有不同。

Dever 等[7]比較分析了雜種F1、F2及親本的纖維品質(zhì)性狀， 發(fā)現(xiàn)當(dāng)雙親本身纖維品質(zhì)性狀變異小且差異不大時(shí)，F(xiàn)2與親本和F1的纖維性狀無(wú)顯著差異。邢以華等[6]和吳征彬等[8]對(duì)棉花F2的纖維品質(zhì)進(jìn)行了深入的研究。 靖深蓉等[9]提出在親本選配上需注意考慮雙親的品質(zhì)接近一致性， 雜種F2代仍可保持較好的纖維品質(zhì)。 葉武威[10]研究發(fā)現(xiàn)，棉纖維在土壤含鹽量為0.42%的脅迫下能提高棉纖維長(zhǎng)度和降低馬克隆值及細(xì)度，有利于纖維增長(zhǎng)而不增粗。 這些在一定的鹽脅迫下纖維品質(zhì)性狀的變異研究結(jié)果，可在育種實(shí)踐中為利用雜種優(yōu)勢(shì)改良棉纖維品質(zhì)提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料

5 組棉花雜交種（親本、F1、F2）是黃河流域具有代表性的供試材料，具體見表1。

表1 5 組陸地棉雜交種（親本、F1、F2）供試材料及來(lái)源

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)于2021 年在中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所農(nóng)場(chǎng)試驗(yàn)地進(jìn)行，采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3 次重復(fù)， 親本及F1每小區(qū)種植4 行， F2每小區(qū)種植10 行， 每行播種100 粒均勻健壯的種子， 機(jī)械開溝， 人工擺播，行長(zhǎng)8 m，行距80 cm，種植密度為3 000 株/畝。 同當(dāng)?shù)卮筇锷a(chǎn)管理。

1.2.2 田間出苗率 播種后10 d 調(diào)查田間出苗率，3 次重復(fù)，3 次平均為平均出苗率。

出苗率＝（實(shí)際出苗數(shù)/播種種子數(shù)）×l00%

1.2.3 農(nóng)藝性狀調(diào)查 農(nóng)藝性狀調(diào)查了株高（cm）、單株果枝數(shù)和單株鈴數(shù)。

1.2.4 產(chǎn)量測(cè)定 小區(qū)試驗(yàn)產(chǎn)量按實(shí)收產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)，每個(gè)試驗(yàn)材料（品種）親本和F1各連續(xù)收取15 株單株產(chǎn)量，F(xiàn)2群體連續(xù)收取150 株單株產(chǎn)量。 在吐絮期9 月25 日左右調(diào)查每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)的單株成鈴數(shù)和摘收棉花單株中部吐絮50 個(gè)鈴，經(jīng)室內(nèi)考種，計(jì)算產(chǎn)量構(gòu)成因素總鈴數(shù)、單鈴重、衣分及籽棉產(chǎn)量、皮棉產(chǎn)量等。

1.3 數(shù)據(jù)分析方法

用Excel 2010、SPSS 24.0 等進(jìn)行數(shù)據(jù)相關(guān)分析和相關(guān)顯著性測(cè)驗(yàn)。

5 個(gè)組合親本、F1、F2耐鹽結(jié)果中親優(yōu)勢(shì)和超親優(yōu)勢(shì)的計(jì)算：

中親優(yōu)勢(shì)：Hm＝（F1或F2均值/MP－1）×100%

超親優(yōu)勢(shì)：Hb＝（F1或F2均值/BP－1）×100%

式中，MP 為中親值（P1+P2）/2，BP 為優(yōu)親值。

2 結(jié)果與分析

2.1 農(nóng)藝性狀調(diào)查結(jié)果

由表2 可知，部分材料間差異極顯著，說(shuō)明在相同處理?xiàng)l件下，不同品種在農(nóng)藝性狀上存在差異。

表2 5 組雜交種（親本、F1、F2）農(nóng)藝性狀及方差分析

1 號(hào)組合、2 號(hào)組合、4 號(hào)組合、5 號(hào)組合在田間出苗率值上雜交一代高于雙親值，1 號(hào)組合、3 號(hào)組合、4 號(hào)組合在田間出苗率值上雜交二代高于雙親值；2 號(hào)組合在株高值上雜交一代、 雜交二代高于雙親值；1 號(hào)組合、2 號(hào)組合、5 號(hào)組合在平均果枝數(shù)值上雜交一代高于雙親值，2 號(hào)組合在平均果枝數(shù)值上雜交二代高于雙親值；1 號(hào)組合、2 號(hào)組合、4 號(hào)組合、5 號(hào)組合在平均單株結(jié)鈴數(shù)值上雜交一代高于雙親值，5 號(hào)組合在平均單株結(jié)鈴數(shù)值上雜交二代高于雙親值。 在農(nóng)藝性狀田間出苗率、平均果枝數(shù)、平均單株結(jié)鈴數(shù)上，雜交一代表現(xiàn)出超親現(xiàn)象，具有雜種優(yōu)勢(shì)。

2.2 產(chǎn)量結(jié)果分析

由表3、 表4 可知，1 號(hào)組合、2 號(hào)組合、3 號(hào)組合、 5 號(hào)組合在產(chǎn)量性狀上雜交一代表現(xiàn)出雜種優(yōu)勢(shì)。 其中雜交一代皮棉產(chǎn)量?jī)?yōu)勢(shì)最高的是5 號(hào)組合， 中親優(yōu)勢(shì)和超親優(yōu)勢(shì)分別為30.30%、 12.90%，雜交二代皮棉產(chǎn)量?jī)?yōu)勢(shì)最高的是1 號(hào)組合， 中親優(yōu)勢(shì)為3.16%。

表3 5 組雜交種（親本、F1、F2）產(chǎn)量及方差分析

表4 5 組雜交種F1、F2 產(chǎn)量結(jié)果的中親優(yōu)勢(shì)和超親優(yōu)勢(shì)

2.3 纖維品質(zhì)結(jié)果分析

由表5 可知， 雜交一代不同雜交組合在纖維上半部平均長(zhǎng)度、整齊度、斷裂比強(qiáng)度、麥克隆值表現(xiàn)出雜種優(yōu)勢(shì)。 1 號(hào)組合、2 號(hào)組合在上半部平均長(zhǎng)度值上表現(xiàn)出雜種優(yōu)勢(shì)；2 號(hào)組合、5 號(hào)組合在整齊度值上表現(xiàn)出雜種優(yōu)勢(shì)；1 號(hào)組合、2 號(hào)組合在斷裂比強(qiáng)度值上表現(xiàn)出雜種優(yōu)勢(shì)，1 號(hào)組合在麥克隆值上表現(xiàn)出雜種優(yōu)勢(shì)。

表5 5組雜交種（親本、F1、F2）纖維品質(zhì)及方差分析

雜交二代不同雜交組合在上半部平均長(zhǎng)度、整齊度、斷裂比強(qiáng)度、麥克隆值表現(xiàn)出雜種優(yōu)勢(shì)。1 號(hào)組合、3 號(hào)組合、5 號(hào)組合在上半部平均長(zhǎng)度值上表現(xiàn)出雜種優(yōu)勢(shì)；2 號(hào)組合在整齊度值上表現(xiàn)出雜種優(yōu)勢(shì)；1 號(hào)組合、3 號(hào)組合、5 號(hào)組合在斷裂比強(qiáng)度值上雜交二代表現(xiàn)出雜種優(yōu)勢(shì)；3 號(hào)組合在麥克隆值上表現(xiàn)出雜種優(yōu)勢(shì)。3 號(hào)組合雜交二代上半部平均長(zhǎng)度比雜交一代平均增加1.5 mm， 斷裂比強(qiáng)度比雜交一代增加2.1 cN/tex，麥克隆值比雜交一代下降0.9。 5 號(hào)組合雜交二代群體纖維上半部平均長(zhǎng)度比雜交一代平均長(zhǎng)度增加1.5 mm， 斷裂比強(qiáng)度比雜交一代增加2.9 cN/tex。 3 號(hào)和5 號(hào)組合雜交二代的纖維品質(zhì)，要優(yōu)于雜種一代，且具有超親優(yōu)勢(shì)。

3 討論與結(jié)論

本研究結(jié)果表明，在農(nóng)藝性狀（出苗率、平均果枝數(shù)、單株平均鈴數(shù)）和產(chǎn)量性狀上，雜交一代表現(xiàn)出超親現(xiàn)象，具有雜種優(yōu)勢(shì)。 雜交二代的平均中親優(yōu)勢(shì)和超親優(yōu)勢(shì)很低。

在產(chǎn)量性狀上，1 號(hào)組合、2 號(hào)組合、3 號(hào)組合、5 號(hào)組合的雜交一代表現(xiàn)出雜種優(yōu)勢(shì)。其中雜交一代皮棉產(chǎn)量?jī)?yōu)勢(shì)最高的是5 號(hào)組合， 中親優(yōu)勢(shì)和超親優(yōu)勢(shì)分別為30.30%、12.90%，雜交二代皮棉產(chǎn)量?jī)?yōu)勢(shì)最高的是1 號(hào)組合，中親優(yōu)勢(shì)為3.16%。

在纖維品質(zhì)上，1 號(hào)組合、2 號(hào)組合的雜交一代在上半部平均長(zhǎng)度值上表現(xiàn)出雜種優(yōu)勢(shì)；2 號(hào)組合、5 號(hào)組合在整齊度值上表現(xiàn)出雜種優(yōu)勢(shì)；1 號(hào)組合、2 號(hào)組合在斷裂比強(qiáng)度值上表現(xiàn)出雜種優(yōu)勢(shì)；1 號(hào)組合在麥克隆值上表現(xiàn)出雜種優(yōu)勢(shì)。 雜交二代3 號(hào)和5 號(hào)雜交二代的纖維品質(zhì)要優(yōu)于雜種一代。

組合雜交一代80%具有雜種優(yōu)勢(shì)， 表現(xiàn)出超親現(xiàn)象。 5 號(hào)組合雜交一代皮棉產(chǎn)量競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)為30.30%，1 號(hào)組合雜交二代皮棉產(chǎn)量競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)為3.16%，雜交二代種子在產(chǎn)量上優(yōu)勢(shì)不明顯，有部分組合雜交二代在產(chǎn)量上出現(xiàn)衰退現(xiàn)象。 雜交二代種子雖然種子成本低， 部分組合的雜交二代種子具有一定的雜種優(yōu)勢(shì)， 而且雜交二代種子利用問(wèn)題最近幾年也一直受到一些企業(yè)的重視， 但是盲目利用雜交二代種子勢(shì)必造成種子市場(chǎng)的“多、亂、雜”現(xiàn)象。部分組合的雜交二代纖維品質(zhì)在上半部平均長(zhǎng)度、斷裂比強(qiáng)度、麥克隆值上表現(xiàn)優(yōu)于雜交一代，但是產(chǎn)量減產(chǎn)極顯著。 因此，應(yīng)謹(jǐn)慎利用雜交二代種子，不能盲目大面積推廣應(yīng)用。