雜交棉新陸早70號(hào)F1·F2代不同果枝層位纖維品質(zhì)分析研究

郭景紅，李玉國(guó)，趙 海，姚炎帝

(新疆石河子農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，新疆石河子832000)

?

雜交棉新陸早70號(hào)F1·F2代不同果枝層位纖維品質(zhì)分析研究

郭景紅，李玉國(guó)*，趙 海，姚炎帝

(新疆石河子農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，新疆石河子832000)

[目的]探索雜交棉新陸早70號(hào)F1、F2代纖維品質(zhì)之間的差異性，為新陸早70號(hào)F2代的推廣應(yīng)用提供依據(jù)和參考。[方法]以自育早熟雜交棉新陸早70號(hào)為試驗(yàn)材料，通過田間小區(qū)試驗(yàn)，研究其F1、F2代不同果枝層位的纖維品質(zhì)表現(xiàn)。[結(jié)果]新陸早70號(hào)F1、F2代不同果枝層位的棉纖維均以棉株中部4～6層第1果枝節(jié)位纖維品質(zhì)最優(yōu)。在各個(gè)組內(nèi)、組間F1、F2代纖維品質(zhì)差異表現(xiàn)均不顯著。[結(jié)論]若僅從纖維品質(zhì)角度考慮，在大田生產(chǎn)上推廣種植新陸早70號(hào)的F2代還是可行的。

雜交棉；F1、F2代；果枝層位；纖維品質(zhì)

雜交棉高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗逆性強(qiáng)，目前在新疆種植已得到植棉單位和廣大棉農(nóng)的認(rèn)可，其具有較強(qiáng)的增產(chǎn)優(yōu)勢(shì)，可促使新疆地區(qū)棉花單產(chǎn)不斷創(chuàng)新高。目前新疆地區(qū)推廣種植的雜交種多為陸陸雜交種，F(xiàn)1代種子主要采用人工去雄授粉獲得，制種成本高，1代種子價(jià)格過高，制約了雜交棉的大規(guī)模推廣種植。若生產(chǎn)上可以利用F2代，且F2代在產(chǎn)量、品質(zhì)等方面較F1代無顯著差異，則從經(jīng)濟(jì)且有效的角度來看生產(chǎn)上也可以推廣使用F2代。王國(guó)印等[1]報(bào)道國(guó)內(nèi)外學(xué)者已育成了一些產(chǎn)量?jī)?yōu)勢(shì)明顯的雜交品種。Bing等[2]發(fā)現(xiàn)當(dāng)雙親自身變異及纖維品質(zhì)性狀相差不大時(shí)，雜種2代品質(zhì)性狀與親本或雜種1代無顯著差異。邢以華等[3]研究認(rèn)為，雜交配合力與雜種優(yōu)勢(shì)密切相關(guān)。張正圣等[4]研究結(jié)果表明纖維品質(zhì)具有極顯著的一般配合力方差。胡德玉等[5]指出棉花纖維品質(zhì)與氣候及采摘部位有關(guān)。喻碧霞等[6]、王武等[7]建議生產(chǎn)上使用F2代應(yīng)慎重。吳夫安等[8]、邢以華等[9]、吳征彬等[10]對(duì)棉花雜種2代的纖維品質(zhì)進(jìn)行了深入地研究。南翠梅等[11]認(rèn)為好的F2代在生產(chǎn)上有應(yīng)用價(jià)值。靖深蓉等[12]提出在親本的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)。陳仲方[13]、楊芳荃[14]、李寶軍[15]、陳金湘等[16]對(duì)棉花雜種F2代在生產(chǎn)應(yīng)用及纖維品質(zhì)上進(jìn)行了研究。新陸早70號(hào)是新疆石河子農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院自主選育的早熟、高產(chǎn)、豐產(chǎn)性能較好的雜交棉新品種，生產(chǎn)上若能大面積推廣利用其F2代，將可大大提高雜種優(yōu)勢(shì)的利用率。為了進(jìn)一步明確新陸早70號(hào)雜種F2代與F1代在纖維品質(zhì)方面的差異性，筆者展開試驗(yàn)研究，旨在從纖維品質(zhì)角度為新陸早70號(hào)F2代的推廣利用提供理論依據(jù)和參考。

1　材料與方法

1.1試驗(yàn)地概況試驗(yàn)于2015年在新疆石河子農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院西1號(hào)試驗(yàn)田進(jìn)行。土壤質(zhì)地為沙壤土，前茬作物為棉花，平均產(chǎn)量5 250 kg/hm2，試驗(yàn)地整個(gè)地塊平整、均勻，肥力中等偏上。

1.2試驗(yàn)材料供試品種選用新疆石河子農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院棉花所自育非轉(zhuǎn)基因棉花新品種新陸早70號(hào)的F1、F2代，對(duì)照品種為新陸早36號(hào)。

1.3試驗(yàn)設(shè)計(jì)試驗(yàn)設(shè)3次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列，小區(qū)面積20 m2，行距配置采用寬窄行(30+60 cm)模式，1膜2管4行，株距13.5 cm，密度178 890株/hm2，試驗(yàn)凈面積為180 m2，井水滴灌，4月21日人工膜上點(diǎn)播，全層施肥，田間管理按雜交棉高產(chǎn)栽培要求進(jìn)行。

1.4測(cè)定項(xiàng)目與方法分果枝層位、節(jié)位取樣。選定30株在棉鈴?fù)滦?～7 d后各處理分別取樣調(diào)查，采收第1～第8果枝第1果節(jié)位的吐絮棉鈴，每小區(qū)每果枝第1果節(jié)采收30個(gè)棉鈴，以上棉樣經(jīng)過室內(nèi)考種編號(hào)送農(nóng)業(yè)部棉花品質(zhì)監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心測(cè)定，測(cè)定項(xiàng)目為2.5%跨距長(zhǎng)度、比強(qiáng)度、麥克隆值、長(zhǎng)度整齊度、伸長(zhǎng)率和紡紗均勻指數(shù)共6個(gè)指標(biāo)，以各項(xiàng)纖維指標(biāo)平均值進(jìn)行分析比較。

2　結(jié)果與分析

2.1纖維品質(zhì)差異顯著性檢驗(yàn)對(duì)新陸早70號(hào)F1、F2代采用SPSS軟件進(jìn)行了配對(duì)樣本的t檢驗(yàn)。檢驗(yàn)結(jié)果表明，新陸早70號(hào)F1代纖維的麥克隆值、長(zhǎng)度整齊度、比強(qiáng)度、紡紗均勻指數(shù)、伸長(zhǎng)率比F2代略高，2.5%跨距長(zhǎng)度F2略好于F1代，但F1、F2代間各纖維品質(zhì)指標(biāo)差異均不顯著。

2.2不同果枝層位纖維品質(zhì)變化由表1可以看出，2.5%跨距長(zhǎng)度、比強(qiáng)度、長(zhǎng)度整齊度F1、F2代均以中部4～6層果枝臺(tái)位最好，2.5%跨距長(zhǎng)度F1、F2代分別為29.8、29.9 mm，比強(qiáng)度F1、F2代分別為30.6、30.5 cN/tex，長(zhǎng)度整齊度F1、F2代分別為85.5%、85.2%；其次是上部7～8層果枝臺(tái)位；F1、F2代下部1～3層棉纖維長(zhǎng)度最短，比強(qiáng)度最低，長(zhǎng)度整齊度也最低；F1、F2代伸長(zhǎng)率、麥克隆值和紡紗均勻性指數(shù)在各果枝臺(tái)位間無顯著性差異。

表1　不同果枝層位棉纖維品質(zhì)比較

2.3F1、F2代纖維品質(zhì)綜合比較

2.3.12.5%跨距長(zhǎng)度比較。根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)中2.5%跨距長(zhǎng)度的變幅將纖維長(zhǎng)度數(shù)據(jù)按1 mm間距分為3組統(tǒng)計(jì)次數(shù)分布(圖1)。由圖1可以看出，2.5%跨距長(zhǎng)度在28～30 mm時(shí)，F(xiàn)2代頻次明顯高于F1代，2.5%跨距長(zhǎng)度﹥30 mm時(shí)，F(xiàn)1代頻次高于F2代?？梢姡cF1代相比，F(xiàn)2代纖維長(zhǎng)度略有降低，長(zhǎng)纖維比例明顯減少，而短纖維數(shù)量明顯增加。

圖1　2.5%跨距長(zhǎng)度次數(shù)分布Fig.1　Distribution of 2.5% span length times

2.3.2斷裂比強(qiáng)度比較。根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)中纖維比強(qiáng)度的變化將數(shù)據(jù)分為4組統(tǒng)計(jì)次數(shù)分布(圖2)。由圖2可以看出，新陸早70號(hào)的比強(qiáng)度在31～32 cN/tex時(shí)F1、F2代的頻次相同，比強(qiáng)度在29～31 cN/tex時(shí)F1代的頻次明顯高于F2代，而比強(qiáng)度為28～29 cN/tex時(shí)F2代頻次高于F1代?？梢姡m然F1、F2代群體平均數(shù)基本相等，但F2代比強(qiáng)度出現(xiàn)向減弱方向的分離。

圖2　比強(qiáng)度次數(shù)分布Fig.2　Distribution of specific strength times

2.3.3麥克隆值比較。將麥克隆值數(shù)據(jù)分為3組進(jìn)行次數(shù)統(tǒng)計(jì)(圖3)。由圖3可以看出，麥克隆值﹥4.5的F2代頻次高于F1代，F(xiàn)1、F2代麥克隆值大都集中在4.1～4.5，麥克隆值在3.7～4.1時(shí)F1、F2代頻次差異較小，表明F2代個(gè)體間纖維品質(zhì)差異較大，粗棉纖維比例增加，而優(yōu)良棉纖維比例減少。

圖3　麥克隆值次數(shù)分布Fig.3　Distribution of Micronaire times

2.3.4纖維長(zhǎng)度整齊度比較。根據(jù)新疆維吾爾自治區(qū)品種審定量化指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，以整齊度85%為基準(zhǔn)將試驗(yàn)數(shù)據(jù)按5組進(jìn)行次數(shù)統(tǒng)計(jì)(圖4)。由圖4可以看出，F(xiàn)1、F2代纖維長(zhǎng)度整齊度在每個(gè)區(qū)間范圍差異均不大；F1代纖維長(zhǎng)度整齊度大都集中在﹥85.0%，而F2代纖維長(zhǎng)度整齊度在84.5%～85.0%居多；纖維長(zhǎng)度整齊度﹥86.0%以上的F1代個(gè)體較F2代多。

圖4　纖維長(zhǎng)度整齊度次數(shù)分布Fig.4　Distribution of length uniformity ratio times

2.3.5纖維伸長(zhǎng)率比較。將纖維伸長(zhǎng)率試驗(yàn)數(shù)據(jù)按4組進(jìn)行次數(shù)分布統(tǒng)計(jì)(圖5)。由圖5可以看出，F(xiàn)1、F2代纖維伸長(zhǎng)率大多集中在6.2%～6.3%；F1、F2代在纖維伸長(zhǎng)率為6.2%～6.3%時(shí)頻次相當(dāng)，說明F1、F2代間纖維伸長(zhǎng)率無顯著性差異。

圖5　纖維伸長(zhǎng)率次數(shù)分布Fig.5　Distribution of elongation times

2.3.6紡紗均勻指數(shù)比較。根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)中紡紗均勻指數(shù)的變幅，將紡紗指數(shù)數(shù)據(jù)分為4組統(tǒng)計(jì)次數(shù)分布(圖6)。由圖6可知，纖維紡紗均勻指數(shù)﹥150時(shí)F1代頻次高于F2代，說明F1代紡高支紗的潛力要比F2代大。二者群體品質(zhì)的構(gòu)成差異不大。

圖6　紡紗均勻性指數(shù)次數(shù)分布Fig.6　Distribution of SCI times

3　結(jié)論與討論

棉花是世界上重要的經(jīng)濟(jì)作物，棉花雜種優(yōu)勢(shì)利用可以有效提高產(chǎn)量、改善纖維品質(zhì)、增強(qiáng)抗逆性。雜交棉F2代在田間種植中存在著各種分離表現(xiàn)形式，F(xiàn)1、F2代在植株的外觀形態(tài)特征、棉花纖維品質(zhì)上均存在一定差異，這也導(dǎo)致了紡織廠生產(chǎn)原棉品質(zhì)的不同。有學(xué)者對(duì)纖維品質(zhì)性狀進(jìn)行研究，結(jié)果表明陸地棉纖維上半部平均長(zhǎng)度和纖維的粗細(xì)度等主要品質(zhì)性狀從遺傳學(xué)角度研究表現(xiàn)為加性效應(yīng)，纖維的粗細(xì)度上表現(xiàn)出超親優(yōu)勢(shì)，纖維長(zhǎng)度整齊度2代也表現(xiàn)得較為一致，2代較1代的短纖維比例增加，纖維向兩極分化的趨勢(shì)較為明顯。

該試驗(yàn)初步分析了新陸早70號(hào)F1、F2代不同果枝層位棉花纖維物理性能指標(biāo)的變化，結(jié)果表明：新陸早70號(hào)F1、F2代不同果枝層位的棉纖維均以中部4～6層第1果枝節(jié)位棉纖維品質(zhì)表現(xiàn)最優(yōu)。2.5%跨距長(zhǎng)度在28～30 mm時(shí)，F(xiàn)2代頻次要明顯高于F1代，F(xiàn)2代略好于F1代，這可能是由于F2代在此范圍間出現(xiàn)次數(shù)較F1多，從而提高了整體平均數(shù)，還有待進(jìn)一步研究。從各指標(biāo)次數(shù)分布圖來看，總體表現(xiàn)為F2代品質(zhì)范圍出現(xiàn)向兩端次數(shù)加大的趨勢(shì)，這與前人研究基本吻合，表明F2代纖維品質(zhì)指標(biāo)出現(xiàn)了不穩(wěn)定性，可能是由于雜交2代分離造成了品質(zhì)下降趨勢(shì)，但在各個(gè)組內(nèi)、組間F1、F2代纖維品質(zhì)差異表現(xiàn)均不顯著。因此，若僅從纖維物理性能指標(biāo)角度考慮，在大田生產(chǎn)上推廣種植新陸早70號(hào)F2代是可以的。然而，由于該試驗(yàn)是小區(qū)定點(diǎn)取樣檢測(cè)，群體數(shù)目少，掩蓋了個(gè)體的差異性，新陸早70號(hào)F1、F2代不同果枝層位棉花纖維品質(zhì)的變化還有待更進(jìn)一步研究。

[1] 王國(guó)印，李妙，萬艷霞．轉(zhuǎn)基因抗蟲雜交棉選育研究[C]//中國(guó)棉花學(xué)會(huì)2008年年會(huì)論文匯編.中國(guó)棉花雜志社，2008：168-170．

[2] BING D J K，GANNAWY J R．Relative fiber uni-formity between parent and F1and F2generations in cotton[J].Crop Sci，1992，32：1402-1408.

[3] 邢以華，靖深蓉.棉花雜種優(yōu)勢(shì)預(yù)測(cè)初步研究[J].中國(guó)棉花，1984(4)：11-13.

[4] 張正圣，李先碧，劉大軍，等.陸地棉高強(qiáng)纖維品系和BT基因抗蟲棉的配合力與雜種優(yōu)勢(shì)研究[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2002，35(12)：1450-1455.

[5] 胡德玉，成云峰，孫玉平，等.不同部位不同采摘期棉花纖維品質(zhì)的變化[J].作物雜志，2008(3)：104-105.

[6] 喻碧霞，邱玉琨，馮祝鈞，等.陸地棉品種間雜種優(yōu)勢(shì)的初步分析[J].浙江農(nóng)業(yè)科學(xué)，1981(4)：195-201，161.

[7] 王武，張獻(xiàn)龍，聶以春.轉(zhuǎn)基因抗蟲組合F2代群體農(nóng)藝性狀變異及其利用價(jià)值評(píng)估[J].棉花學(xué)報(bào)，2002，14(1)：8-12.

[8] 吳夫安，韓長(zhǎng)勝，李澤田，等.轉(zhuǎn)基因雙抗雜交棉F1、F2代高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)研究進(jìn)展[J].中國(guó)棉花，2002，29(7)：16-17.

[9] 邢以華，靖深蓉，占先合，等.棉花雜種二代利用價(jià)值的研究[J].中國(guó)棉花，1987，14(2)：12-14.

[10] 吳征彬，陳鵬，楊業(yè)華.轉(zhuǎn)基因抗蟲棉對(duì)棉花纖維品質(zhì)的影響[J].農(nóng)業(yè)生物技術(shù)學(xué)報(bào)，2004，12(5)：509-514.

[11] 南翠梅，白利明，趙素蘭.棉花雜交種F2在生產(chǎn)上的應(yīng)用價(jià)值[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2005，33(3)：382.

[12] 靖深蓉，邢朝柱，袁有祿，等.抗蟲雜交棉的選育與利用研究[J].中國(guó)棉花，1997，24(7)：15-17.

[13] 陳仲方．雜種棉研究及其應(yīng)用[J]．江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，1991(7)：13-45 ．

[14] 楊芳荃.湖南省雜交棉的研究與應(yīng)用[J].棉花學(xué)報(bào)，1995，7(4)：206-208.

[15] 李寶軍.棉花F2雜種優(yōu)勢(shì)及F1正反交差異研究[J].河北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，14(10)：84-86.

[16] 陳金湘，李瑞蓮，陳步陽(yáng)，等.棉花雜交種F1、F2纖維品質(zhì)性狀比較研究[J].棉花學(xué)報(bào)，2004，16(6)：338-342.

[17] 黃志勇，郭長(zhǎng)佐，顧克余，等.雜交棉產(chǎn)量構(gòu)成因素分析及高產(chǎn)栽培途徑探討[J].江西棉花，2000，22(1)：81-83.

[18] 李伶俐，林同保，房衛(wèi)平，等.雜交棉葉片衰老特點(diǎn)及高產(chǎn)生理機(jī)制研究[J].河南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2006，40(4)：341-345.

[19] 崔愛花，田紹仁，孫亮慶，等.2009年棉花F2代優(yōu)勢(shì)測(cè)定[J].江西棉花，2010，32(4)：24-27.

Quality Analysis on Fiber at Different Fruiting Layers of Xinluzao 70 F1and F2Generation Hybrid Cotton

GUO Jing-hong, LI Yu-guo*, ZHAO Hai et al

(Shihezi Academy of Agricultural Sciences, Shihezi, Xinjiang 832000)

[Objective] To explore the difference between hybrid cotton Xinluzao 70 F1and F2, to provide basis and reference for extension and application of Xinluzao 70 F2. [Methods] Early mature hybrid cotton Xinluzao 70 was taken as experimental material. Field block experiment was carried to study fiber quality of different fruiting layers of Xinluzao 70 F1and F2. [Results] For cotton fiber of different fruiting layers of Xinluzao 70 F1and F2, the fourth to sixth layers of the first fruiting branches have the best quality. In each group, the difference between Xinluzao 70 F1and F2is not significant. [Conclusion] Only from the perspective of fiber quality, it is feasible to extend Xinluzao 70 F2generation in field production.

Hybrid cotton; F1and F2generation; Fruiting layer; Fiber quality

郭景紅(1972-)，女，湖北鄂州人，副研究員，碩士，從事棉花新品種選育及示范推廣工作。*通訊作者，副研究員，從事棉花高產(chǎn)栽培及新品種推廣工作。

2016-06-12

S 562

A

0517-6611(2016)19-018-03