棉花核不育系9個雜交組合的雜種優(yōu)勢比較

陳全求　藍家樣　黃云等

摘要：以3個核不育陸地棉為母本、3個常規(guī)品系為父本配制的雜交一代，對其產(chǎn)量和品質(zhì)等性狀進行雜種優(yōu)勢分析。結(jié)果表明：供試F1代中，在產(chǎn)量性狀上，單鈴重表現(xiàn)出較高的超親優(yōu)勢，衣分在競爭優(yōu)勢上較為明顯，普遍高于對照鄂雜棉10號，籽棉產(chǎn)量有8個組合具有超親優(yōu)勢，皮棉超親優(yōu)勢產(chǎn)量也存在著部分的超親優(yōu)勢，但籽棉產(chǎn)量和皮棉產(chǎn)量競爭優(yōu)勢不明顯，籽棉產(chǎn)量的競爭優(yōu)勢全部為負值，只有組合HN10×中41的皮棉產(chǎn)量超過對照，競爭優(yōu)勢為2.68%。在纖維品質(zhì)性狀上，馬克隆值的超親優(yōu)勢比較明顯，7個組合表現(xiàn)為負值，馬克隆值低于雙親，纖維長度和斷裂比強度的中親優(yōu)勢較為明顯，7個組合的纖維長度存在中親優(yōu)勢，8個組合的斷裂比強度存在中親優(yōu)勢，而整齊度和伸長率的雜種優(yōu)勢不明顯。

關(guān)鍵詞：棉花；核不育；雜交種；產(chǎn)量性狀，品質(zhì)性狀

中圖分類號： S562.0351 文獻標識碼： A文章編號：2095-3143（2015）05-0013-06

DOI：10.3969/j.issn.2095-3143.2015.05.003

Abstract：3 nuclear sterile lines were employed as female parents， while 3 conventional varieties were employed as male parents，？yield and fiber quality traits were analyzed，results showed that， F1 generation，in yield traits，boll weight showed over parent advantage ， competitive advantage of lint percentage was more obvious， generally higher than the Ganmianza10， 8 combinations of seed cotton yield showed over parent heterosis， several combinations of lint yield existed over parent heterosis，but seed yield and lint yield competitive parent heterosis were not obvious， the seed cotton yield competitive parent heterosis all were negative， only the combination of HN10×Zhong41 in lint yield was 2.68% higher than CK. In fiber quality， micronaire value showed over parent heterosis， 7 combinations were negative， micronaire value lower than the parents， heterosis for the fiber length and tenacity was more obvious， the 7 combinations of the fiber length and 8 combinations of tenacity existed middle parent heterosis ，but the heterosis of the uniformity and elongation rate were not obvious.

Key words：Cotton；GMS；Hybrid seed； Yield traits；Fiber Quality traits

0 引言

棉花雜種優(yōu)勢的利用是棉花科技發(fā)展的一場革命[1]，但是近幾年來由于棉花價格連年下滑，生產(chǎn)雜交種費工費時，棉花種植成本上漲，棉花種植面積下降。2014年全國雜交棉花制種落實面積3000 hm2，預(yù)計2015年全國雜交棉花種植面積將進一步減少，尤其是長江流域[2]。

目前，在棉花雜種優(yōu)勢利用的實踐中，大多采用人工去雄制種。人工去雄制種費時費工，機械損傷重，制種產(chǎn)量低，成本較高，導(dǎo)致用工多，種子成本較高。雜交棉種子生產(chǎn)雖然成本高效率低，但是在產(chǎn)量上存在著巨大的優(yōu)勢，如何打破用種成本和產(chǎn)量的負相關(guān)是目前需要解決的問題。核雄性不育雜交種的利用不僅可以降低制種的成本，還可以有效地防止在經(jīng)營中以F2代充當F1代、常規(guī)種充當雜交種的不良現(xiàn)象[3]。本研究分析了3個核不育系及其配制的雜交組合（F1）的雜種優(yōu)勢情況，為選育新的核不育雜交種以及為核不育系雜交種的利用提供參考。

1材料與方法

1.1 試驗材料

利用3個核不育系GA18、RA1和HN10為母本，其中RA1和HN10是自育核不育系，另以常規(guī)棉優(yōu)選系FXX、晉棉38和中41為父本，采用人工授粉的方法配制雜交種。組合配制見表1。

1.2 試驗設(shè)計

試驗采用隨機區(qū)組設(shè)計，重復(fù)3次，4行區(qū)。以鄂雜棉10號作對照。2014年4月中旬播種，5月2日移栽。

1.3 考察項目

產(chǎn)量實收計產(chǎn)；第二次收花前每小區(qū)收棉鈴50個，室內(nèi)考種，測定籽指、衣分、單鈴重等性狀；纖維統(tǒng)一抽樣送農(nóng)業(yè)部棉花纖維品質(zhì)監(jiān)督檢驗測試中心測定。雜種優(yōu)勢按如下計算方法：中親優(yōu)勢={[F1-（P1+P2）/2] /（P1+P2）/2}×100%；超親優(yōu)勢=[（F1-HP）/HP]×100%；競爭優(yōu)勢=[（F1-CK）/CK]×100%，F(xiàn)1為雜交組合值，P1、P2為雙親值，HP為高親值。

2 結(jié)果分析

2.1 核不育系組合雜種優(yōu)勢分析

由表2可知，9個雜交組合中，單鈴重有7個組合存在著超親優(yōu)勢，其中超親優(yōu)勢大于6%的組合有4個，以HN10×FXX組合的單鈴重超親優(yōu)勢最高，達到21.54%，其次是HN10×中41組合，達到11.30%。其他在單鈴重的競爭優(yōu)勢上全部為負值，其中小于-10%有6個組合。

各組合在衣分性狀超親優(yōu)勢上，除了RA1×FXX組合的超親優(yōu)勢為0外，其他8個雜交組合的超親優(yōu)勢為負值，分別在-7.14%和-2.57%之間，可見各組合衣分的超親優(yōu)勢不明顯；而各組合衣分在競爭優(yōu)勢上較為明顯，普遍高于對照鄂雜棉10號，在0%和5.72%之間，最高為GA18×中41組合，達到5.72%，因此在配制核不育系雜交種時，衣分上要選擇雙親衣分較好的品系。

在籽棉產(chǎn)量上，9個組合中有8個組合具有超親優(yōu)勢，只有組合GA18×FXX為負值，為-8.73%，其中超親優(yōu)勢最高為HN10×中41，達到21.29%，其次為HN10×?xí)x棉38，達到12.70%，其余5個組合在0%和6%之間。由此可見核不育系雜交組合存在著一定的雜種優(yōu)勢，通過核不育系的改良和配組能夠選擇出具有較高產(chǎn)量優(yōu)勢的雜交棉核不育系品種；各組合在籽棉產(chǎn)量的競爭優(yōu)勢上全部為負值，只有HN10×中41的競爭優(yōu)勢為-0.02%，與對照差別不明顯，籽棉產(chǎn)量基本與常規(guī)雜交棉相當。

在皮棉產(chǎn)量上，具有超親優(yōu)勢的組合有4個，分別為GA18×?xí)x棉38、HN10×?xí)x棉38、N10×中41、RA1×FXX，其中超親優(yōu)勢最高為HN10×中41組合，達到12.97%，其次為HN10×?xí)x棉38組合，達到8.44%，其余5個組合為負值，在-13.16%～-1.10%之間。另外，在皮棉產(chǎn)量的競爭優(yōu)勢上只有HN10×中41組合超過對照，競爭優(yōu)勢為2.68%，其余的8個組合都低于對照。

2.2 核不育系組合纖維品質(zhì)性狀的優(yōu)勢分析

由表3可知，對于纖維長度這一性狀，9個組合中具有超親親優(yōu)勢的有4個，分別為HN10×FXX、RA1×FXX、RA1×?xí)x棉38和RA1×中41；9個組合中具有中親優(yōu)勢的有7個；但是在競爭優(yōu)勢上只有1個組合超過對照，該組合為RA1×中41，競爭優(yōu)勢為1.57%，競爭優(yōu)勢較小。由此可見，纖維長度性狀上，部分組合具有超親優(yōu)勢，大部分組合具有中親優(yōu)勢，因此，在纖維性狀利用上具有一定的優(yōu)勢，但是與對照相比，核不育系配制的雜交組合在纖維長度上還存在一些問題，需要選育在纖維長度上具有一定優(yōu)勢的核不育系。

在斷裂比強度性狀上，9個組合中有5個組合具有超親優(yōu)勢，分別為GA18×FXX、HN10×FXX、RA1×FXX、RA1×?xí)x棉38及RA1×中41，其中有3個組合超親優(yōu)勢大于5%，RA1×中41為8.72%，HN10×FXX為6.13%，RA1×?xí)x棉38為5.61%。9個組合中具有中親優(yōu)勢的組合有8個，超過5%的組合有3個，RA1×?xí)x棉38為12.01%、RA1×中41為11.86%，HN10×FXX為6.80%。在競爭優(yōu)勢上，有8個組合具有正向競爭優(yōu)勢，超過對照5%的組合有4個，RA1×中41為13.57%，HN10×FXX為9.83%，RA1×?xí)x棉38為8.25%，RA1×FXX為6.52%。結(jié)果表明在斷裂比強度性狀上，核不育系配制的雜交組合的斷裂比強度在超親優(yōu)勢、中親優(yōu)勢和競爭優(yōu)勢上都比較明顯，可以有效的提高雜交棉的斷裂比強度，提高棉花的品質(zhì)。

在馬克隆值性狀上，由于湖北省的生態(tài)條件導(dǎo)致馬克隆值普遍偏高，如何降低馬克隆值是湖北省育種的一個重點，核不育系配制的9個雜交組合中，存在超親優(yōu)勢的有2個，存在中親優(yōu)勢的有7個，存在競爭優(yōu)勢的有3個。相對于對照而言，這些雜交組合的馬克隆值偏向于高值，但是在競爭優(yōu)勢上，雜交組合的馬克隆值普遍低于對照品種。

在整齊度性狀上，4個組合有超親優(yōu)勢；8個組合具有中親優(yōu)勢，但是超親優(yōu)勢和中親優(yōu)勢均不明顯；在整齊度競爭優(yōu)勢上，8個組合存在優(yōu)勢，但優(yōu)勢均不明顯。可見，核不育系纖維整齊度性狀的雜種優(yōu)勢不明顯。

在纖維伸長率性狀上，9個組合中有5個組合存在超親優(yōu)勢，但優(yōu)勢不明顯，均小于2.5%；8個組合具有中親優(yōu)勢，其中組合RA1×?xí)x棉38的中親優(yōu)勢為7.5%，其他組合的中親優(yōu)勢小于5%。在競爭優(yōu)勢上只有2個組合為正值，且都為1%，競爭優(yōu)勢不明顯。

3 結(jié)論與討論

在對9個核不育系組合的產(chǎn)量性狀雜種優(yōu)勢中發(fā)現(xiàn)，在單鈴重性狀上雜種優(yōu)勢最強，有7個組合存在著超親優(yōu)勢，且超親優(yōu)勢大于6%的組合有4個，這與張超等、Meredith等以及張正圣等人[4-6]的研究結(jié)果基本一致。9個組合在衣分性狀沒有超親優(yōu)勢，但基本上有競爭優(yōu)勢，因此在衣分性狀上，只要選擇衣分高的父本就可以提高雜交一代的衣分。各組合在籽棉產(chǎn)量上也存在著較高的超親優(yōu)勢，其中8個組合存在超親優(yōu)勢，這說明核不育系所配制的雜交組合存在著較高的雜種優(yōu)勢；但是在競爭優(yōu)勢上，全部為負值，說明在核不育系產(chǎn)量性狀改良上要加大力度。在皮棉產(chǎn)量性狀上，有4個組合存在超親優(yōu)勢，只有組合HN10×中41的競爭優(yōu)勢超過對照，為2.68%，雖然優(yōu)勢不是很明顯，但是通過改良，可以選育出在產(chǎn)量性狀上超過對照的核不育系雜交組合。

在纖維品質(zhì)性狀上，各組合馬克隆值的超親優(yōu)勢比較明顯，7個組合表現(xiàn)為負值，馬克隆值低于雙親；各組合纖維長度和斷裂比強度的中親優(yōu)勢較為明顯，其中7個組合的纖維長度存在中親優(yōu)勢，8個組合的斷裂比強度存在中親優(yōu)勢，而整齊度和伸長率的雜種優(yōu)勢不明顯。

在本研究中，GA18是從四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所引進，詹先進，等[7]對GA18研究結(jié)果表明：供試30個組合F1代表現(xiàn)出競爭優(yōu)勢，其優(yōu)勢因組合而異，相對于對照鄂雜棉1號， 3個組合的正向競爭優(yōu)勢達到極顯著。HN10和RA1是通過與當?shù)赜H本回交改良后的核不育系，從研究結(jié)果來看，HN10和RA1兩個核不育系的雜種優(yōu)勢優(yōu)于GA18。從HN10和RA1兩個核不育系的雜交一代的產(chǎn)量性狀來看核不育系的遺傳改良能夠提高核不育系的雜種優(yōu)勢，在產(chǎn)量性狀上，必須對核不育系的單鈴重、結(jié)鈴性和株型上進行改良。在纖維品質(zhì)上，選擇優(yōu)質(zhì)的父本可以提高雜交一代的品質(zhì)，核不育系能否利用關(guān)鍵是核不育系綜合性狀的提高。

現(xiàn)在生產(chǎn)上利用的雜交棉主要有三類：一是人工去雄制種的F1 ；二是人工去雄制種的雜交種F2，三是利用核不育系生產(chǎn)的雜交種F1。相對于其他雜交種，棉花核雄性不育雜交種應(yīng)用在雜交棉種植地區(qū)前景較好，技術(shù)關(guān)鍵是在核不育系的研究和創(chuàng)造方面取得突破，篩選出高優(yōu)勢高適應(yīng)性的核不育系。

用核不育系生產(chǎn)的雜種F1在產(chǎn)量和纖維品質(zhì)上有較大的優(yōu)勢，因而在湖北省生產(chǎn)上具有較好的應(yīng)用前景，值得進一步研究和利用。

參考文獻

[1] 詹先進， 藍家樣， 張興中，等. 湖北省棉花育種現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2005， （5）： 11-13.

[2] 陳全求，詹先進， 藍家樣， 等. 棉花雜種F2利用現(xiàn)狀與發(fā)展思路[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2014，（23）：65-67.

[3] 陳旭升，狄佳春，劉建光，等.棉花雜種優(yōu)勢應(yīng)用研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué)導(dǎo)報，2002（3）：43-46.

[4] 張超，黃文娟，牟方生，等.棉花核不育系GA18產(chǎn)量品質(zhì)性狀的[J].西南農(nóng)業(yè)學(xué)報，2010，23（4）：1043-1046.

[5] Meredith W T，Jr .Quantitative genetics in cotton[J]. Agronamy，1984（24L）：132-150.

[6] 張正圣，李先碧，劉大軍，等.陸地棉高品質(zhì)系的雜種優(yōu)勢利用研究[J].棉花學(xué)報，2002，14（5）：264-268.

[7] 詹先進，藍家樣，陳全求，等.棉花核不育系雜交組合（F1）的研究初報[J].湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2007，46（5）：708-711.