黃河流域棉區雜交種F1、F2 性狀調查與分析

馬寶玲 柴莉英 張珂珂 郭建強 郭志軍,2 陳微林 魏月平 李 慧 周關印,2

（1.中棉種業科技股份有限公司 河南鄭州450001;2.中國農業科學院棉花研究所 河南安陽 455001；3.九圣禾種業股份有限公司 新疆昌吉 831100）

利用棉花雜種優勢是提高棉花產量、 品質和抗逆性的有效途徑之一。 雜交棉品種與常規棉品種在產量上有很大優勢， 通常比常規棉增產10%～30%。現在雜交棉育種中普遍存在的問題有： 雜交棉制種工作勞動力需求量大與農村勞動力減少相矛盾，制種成本高與制種產量低相矛盾， 嚴重影響抗蟲雜交棉制種技術的推廣應用。 因此很多學者提出利用F2的觀點[1-4]。在F2雜種優勢的研究上，我國不少學者認為F2有10%～15%的雜種優勢，F2仍具有較高的雜種優勢。 吳夫安等[5]對轉基因雙抗雜交棉F1和F2的研究表明，F1比對照中棉所29 的增產幅度為12.2%～31.4%，平均增產幅度為19.9%。 F2比對照的增產幅度為3.6%～20.4%，平均增產幅度為9.6%。邢以華等[6]的研究表明，F1比對照增產幅度為13.4%～39.0%，F2比對照增產幅度為7%～15%。 但不同的學者在不同的環境下，試驗所得出的結論稍有不同。

Dever 等[7]比較分析了雜種F1、F2及親本的纖維品質性狀， 發現當雙親本身纖維品質性狀變異小且差異不大時，F2與親本和F1的纖維性狀無顯著差異。邢以華等[6]和吳征彬等[8]對棉花F2的纖維品質進行了深入的研究。 靖深蓉等[9]提出在親本選配上需注意考慮雙親的品質接近一致性， 雜種F2代仍可保持較好的纖維品質。 葉武威[10]研究發現，棉纖維在土壤含鹽量為0.42%的脅迫下能提高棉纖維長度和降低馬克隆值及細度，有利于纖維增長而不增粗。 這些在一定的鹽脅迫下纖維品質性狀的變異研究結果，可在育種實踐中為利用雜種優勢改良棉纖維品質提供參考。

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）供試材料及來源

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗設計 試驗于2021 年在中國農業科學院棉花研究所農場試驗地進行，采用隨機區組設計，3 次重復， 親本及F1每小區種植4 行， F2每小區種植10 行， 每行播種100 粒均勻健壯的種子， 機械開溝， 人工擺播，行長8 m，行距80 cm，種植密度為3 000 株/畝。 同當地大田生產管理。

1.2.2 田間出苗率 播種后10 d 調查田間出苗率，3 次重復，3 次平均為平均出苗率。

出苗率＝（實際出苗數/播種種子數）×l00%

1.2.3 農藝性狀調查 農藝性狀調查了株高（cm）、單株果枝數和單株鈴數。

1.2.4 產量測定 小區試驗產量按實收產量統計，每個試驗材料（品種）親本和F1各連續收取15 株單株產量，F2群體連續收取150 株單株產量。 在吐絮期9 月25 日左右調查每個試驗小區的單株成鈴數和摘收棉花單株中部吐絮50 個鈴，經室內考種，計算產量構成因素總鈴數、單鈴重、衣分及籽棉產量、皮棉產量等。

1.3 數據分析方法

用Excel 2010、SPSS 24.0 等進行數據相關分析和相關顯著性測驗。

5 個組合親本、F1、F2耐鹽結果中親優勢和超親優勢的計算：

中親優勢：Hm＝（F1或F2均值/MP－1）×100%

超親優勢：Hb＝（F1或F2均值/BP－1）×100%

式中，MP 為中親值（P1+P2）/2，BP 為優親值。

2 結果與分析

2.1 農藝性狀調查結果

由表2 可知，部分材料間差異極顯著，說明在相同處理條件下，不同品種在農藝性狀上存在差異。

表2 5 組雜交種（親本、F1、F2）農藝性狀及方差分析

1 號組合、2 號組合、4 號組合、5 號組合在田間出苗率值上雜交一代高于雙親值，1 號組合、3 號組合、4 號組合在田間出苗率值上雜交二代高于雙親值；2 號組合在株高值上雜交一代、 雜交二代高于雙親值；1 號組合、2 號組合、5 號組合在平均果枝數值上雜交一代高于雙親值，2 號組合在平均果枝數值上雜交二代高于雙親值；1 號組合、2 號組合、4 號組合、5 號組合在平均單株結鈴數值上雜交一代高于雙親值，5 號組合在平均單株結鈴數值上雜交二代高于雙親值。 在農藝性狀田間出苗率、平均果枝數、平均單株結鈴數上，雜交一代表現出超親現象，具有雜種優勢。

2.2 產量結果分析

由表3、 表4 可知，1 號組合、2 號組合、3 號組合、 5 號組合在產量性狀上雜交一代表現出雜種優勢。 其中雜交一代皮棉產量優勢最高的是5 號組合， 中親優勢和超親優勢分別為30.30%、 12.90%，雜交二代皮棉產量優勢最高的是1 號組合， 中親優勢為3.16%。

表3 5 組雜交種（親本、F1、F2）產量及方差分析

表4 5 組雜交種F1、F2 產量結果的中親優勢和超親優勢

2.3 纖維品質結果分析

由表5 可知， 雜交一代不同雜交組合在纖維上半部平均長度、整齊度、斷裂比強度、麥克隆值表現出雜種優勢。 1 號組合、2 號組合在上半部平均長度值上表現出雜種優勢；2 號組合、5 號組合在整齊度值上表現出雜種優勢；1 號組合、2 號組合在斷裂比強度值上表現出雜種優勢，1 號組合在麥克隆值上表現出雜種優勢。

表5 5組雜交種（親本、F1、F2）纖維品質及方差分析

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

3 討論與結論

本研究結果表明，在農藝性狀（出苗率、平均果枝數、單株平均鈴數）和產量性狀上，雜交一代表現出超親現象，具有雜種優勢。 雜交二代的平均中親優勢和超親優勢很低。

在產量性狀上，1 號組合、2 號組合、3 號組合、5 號組合的雜交一代表現出雜種優勢。其中雜交一代皮棉產量優勢最高的是5 號組合， 中親優勢和超親優勢分別為30.30%、12.90%，雜交二代皮棉產量優勢最高的是1 號組合，中親優勢為3.16%。

在纖維品質上，1 號組合、2 號組合的雜交一代在上半部平均長度值上表現出雜種優勢；2 號組合、5 號組合在整齊度值上表現出雜種優勢；1 號組合、2 號組合在斷裂比強度值上表現出雜種優勢；1 號組合在麥克隆值上表現出雜種優勢。 雜交二代3 號和5 號雜交二代的纖維品質要優于雜種一代。

組合雜交一代80%具有雜種優勢， 表現出超親現象。 5 號組合雜交一代皮棉產量競爭優勢為30.30%，1 號組合雜交二代皮棉產量競爭優勢為3.16%，雜交二代種子在產量上優勢不明顯，有部分組合雜交二代在產量上出現衰退現象。 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勢， 而且雜交二代種子利用問題最近幾年也一直受到一些企業的重視， 但是盲目利用雜交二代種子勢必造成種子市場的“多、亂、雜”現象。部分組合的雜交二代纖維品質在上半部平均長度、斷裂比強度、麥克隆值上表現優于雜交一代，但是產量減產極顯著。 因此，應謹慎利用雜交二代種子，不能盲目大面積推廣應用。