新疆棉區(qū)雜交棉F2代在生產(chǎn)上的應(yīng)用前景分析

孟慶忠 易先達(dá) 張濤

摘 要：近年來新疆棉區(qū)雜交棉F2代在生產(chǎn)上的應(yīng)用呈上升趨勢，通過對雜交棉F2代產(chǎn)量、纖維品質(zhì)已有的研究，分析新疆棉區(qū)雜交棉F2代應(yīng)用的可行性，并從知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)和雜交棉F2代育種思路上提供出一些建議。

關(guān)鍵詞：新疆棉區(qū);雜交棉F2代;產(chǎn)量;纖維品質(zhì);知識產(chǎn)權(quán)

中圖分類號 S562文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A文章編號 1007-7731（2019）21-0054-03

棉花是我國重要的經(jīng)濟(jì)作物之一，棉花產(chǎn)業(yè)的發(fā)展對中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有十分重要的作用。新疆是我國優(yōu)質(zhì)棉基地，也是我國最大的植棉生態(tài)區(qū)。新疆地處歐亞大陸腹地，屬典型的大陸性干旱氣候，干燥少雨，光照充足，為棉花生產(chǎn)提供了優(yōu)越的自然生態(tài)條件，新疆棉田地塊集中連片種植，為機(jī)械化采收提供了便利條件。新疆棉花種植面積常年穩(wěn)定在200萬hm2左右，現(xiàn)階段超過全國種植面積的70%以上，種植面積和總產(chǎn)居全國第1位，是新疆農(nóng)業(yè)的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)之一，已成為新疆農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的重要支柱和植棉區(qū)農(nóng)民收入的主要來源。

隨著內(nèi)地植棉產(chǎn)業(yè)的衰退，大量從業(yè)人員涌入新疆，加快了新疆棉區(qū)雜交棉的推廣步伐。目前新疆推廣種植的雜交棉F1代種子主要采用人工去雄授粉獲得，制種成本高，種子價(jià)格過高，生產(chǎn)上單位面積用種量大，制約了雜交棉F1代的大規(guī)模推廣種植，而雜交棉F2代在生產(chǎn)上的應(yīng)用越來越得到棉農(nóng)的認(rèn)可。

1 雜交棉后代的產(chǎn)量與品質(zhì)性狀

1.1 產(chǎn)量 有研究[1-9]表明，雜交棉F2代仍存在著產(chǎn)量優(yōu)勢，能在長江、黃河流域棉區(qū)生產(chǎn)上應(yīng)用，產(chǎn)量優(yōu)勢已經(jīng)得到業(yè)內(nèi)的認(rèn)可。近年來，新疆棉區(qū)對雜交棉F2代進(jìn)行了大量的研究，探討雜交棉F2代利用的可行性?？缕G等[10]對阿克蘇地區(qū)中棉所48號、魯棉研15號、鑫雜0836等3個(gè)雜交棉品種的F1代、F2代進(jìn)行比較試驗(yàn)，并對各品種生育期進(jìn)行調(diào)查，3個(gè)品種F1代、F2代和對照中棉43號生育期差別不大，都可在阿克蘇地區(qū)正常采收;雜交棉F2代產(chǎn)量均高于對照中棉43號，略低于相應(yīng)的雜交棉F1代;3個(gè)品種F1代、F2代衣份差異不顯著。吳中強(qiáng)等[11]在石河子市對14個(gè)特早熟雜交組合F1代、F2代進(jìn)行了比較試驗(yàn)，雜交棉 F2代產(chǎn)量較雜交棉F1代都有所降低，但F2代有9個(gè)組合比對照增產(chǎn)，增產(chǎn)幅度為3.98%～21.6%;部分雜交棉F2代較F1代產(chǎn)量優(yōu)勢降低明顯，但與常規(guī)棉對照相比的增產(chǎn)顯著。鄭新疆等[12]對7個(gè)優(yōu)勢雜交棉組合的F1代、F2代的分析，試驗(yàn)中4個(gè)組合的F2代均比對照增產(chǎn)9%以上，2個(gè)組合F2代與對照品種相比增產(chǎn)達(dá)到極顯著水平。通過近幾年新疆棉區(qū)科研人員的研究得出，雜交棉F2代在株高和果枝數(shù)上相比常規(guī)棉存在較強(qiáng)的競爭優(yōu)勢，籽、皮棉產(chǎn)量均較常規(guī)棉品種增產(chǎn)達(dá)顯著水平，說明雜交棉F2代的產(chǎn)量優(yōu)勢在新疆棉區(qū)同樣存在。

1.2 纖維品質(zhì) 對雜交棉F2代對纖維品質(zhì)，研究結(jié)果不盡相同。Dever[13]對雜交棉F1代、F2代親本的品質(zhì)性狀進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)當(dāng)親本變異度較小，且纖維品質(zhì)性狀較一致時(shí)，雜交棉F2代纖維品質(zhì)性狀與雜交棉F1代無顯著差異。靖深蓉等[14]提出，在雜交組合的選配上選擇纖維品質(zhì)性狀一致的親本材料，雜交棉F2代仍可獲得較好的纖維品質(zhì)。陳金湘等[15]等研究認(rèn)為，雜交棉F2代雖然不可避免的出現(xiàn)品質(zhì)性狀的分離，但這種分離與變異可以忽略。周仲華等[16]對8個(gè)雜交棉組合的研究認(rèn)為雜交棉F1代、F2代纖維品質(zhì)指標(biāo)差異較小，甚至不存在統(tǒng)計(jì)學(xué)上的差異，但從F1代、F2代植株個(gè)體間的差異及其頻數(shù)分布來看，F(xiàn)2代纖維品質(zhì)性狀變異范圍增大，劣質(zhì)纖維植株比例增加，優(yōu)良纖維植株比例減少，導(dǎo)致雜交棉F2代纖維品質(zhì)較雜交棉F1代下降。喻碧霞等[17]對4個(gè)雜交組合的F2代的研究分析，指出F2代產(chǎn)量和品質(zhì)因素等優(yōu)勢有較明顯衰退。王武等[18]研究則認(rèn)為，雜交棉F2代的纖維品質(zhì)性狀不能從群體總平均數(shù)上考慮，用小樣本數(shù)的統(tǒng)計(jì)量來預(yù)測整個(gè)F2代大群體的參數(shù)，用總體平均數(shù)來比較F2代與F1代纖維品質(zhì)的優(yōu)劣不科學(xué)。通過逐株考察雜交棉F2代的纖維品質(zhì)性狀，馬克隆值不符合紡織工業(yè)要求的有20%～30%;比強(qiáng)度不符合紡織工業(yè)要求的有17.6%;在纖維品質(zhì)的主要指標(biāo)中馬克隆值的變異系數(shù)最大為12.91%，比強(qiáng)度為7.80%，2.5%跨長為5.49%，整齊度為4.86%，因此雜交棉F2代的利用應(yīng)采取謹(jǐn)慎的態(tài)度。

隨著雜交棉F2代在新疆棉區(qū)的示范推廣，近幾年新疆棉區(qū)研究人員對雜交棉F2代開展了大量的纖維品質(zhì)分析。郭景紅等[19]對新陸早56號F1代和F2代的研究表明，雜交棉F2代纖維品質(zhì)指標(biāo)中纖維長度差異顯著，其他各指標(biāo)差異均不顯著。但F1代和F2代個(gè)體間纖維品質(zhì)性狀的差異較為明顯，表現(xiàn)為雜交棉F2代纖維品質(zhì)的變異范圍增大，不符合紡織工業(yè)要求的劣質(zhì)纖維比例增加，從而導(dǎo)致纖維品質(zhì)性狀衰退。徐鵬等[20]對阿拉爾墾區(qū)的雜交棉F2代與常規(guī)棉的比較試驗(yàn)得出，雜交棉F2代纖維品質(zhì)衰退的原因是28～29mm的纖維長度植株比例增加，而大于32mm纖維長度的植株比例減少，2.5%跨長指標(biāo)衰退明顯，雜交棉F2代群體平均數(shù)基本相等，但存在斷裂比強(qiáng)度的衰減，纖維長度整齊度在常規(guī)棉與雜交棉F2代之間無顯著差異，馬克隆值在抽樣檢測中被群體平均數(shù)所掩蓋，粗纖維比例增大對紡織工業(yè)有一定的影響，雜交棉F2代纖維伸長率存在向兩極分化的趨勢?？傮w而言，雖然雜交棉F2代纖維品質(zhì)性狀存在一定程度的衰減，但與常規(guī)棉相比并不嚴(yán)重。郭景紅等[21]研究發(fā)現(xiàn)，新陸早70號F1代、F2代纖維品質(zhì)指標(biāo)平均數(shù)間沒有顯著差異，總體表現(xiàn)為F2代品質(zhì)范圍出現(xiàn)向2端次數(shù)增加的趨勢，這與前人研究相吻合，表明F2代纖維品質(zhì)指標(biāo)出現(xiàn)了衰退，但在各個(gè)組內(nèi)、組間F1代、F2代纖維品質(zhì)差異表現(xiàn)均不顯著。通過已有的研究可以看出，雖然雜交棉F2代存在個(gè)體間纖維品質(zhì)性狀的分離，但通過優(yōu)良親本的選配可以得到和常規(guī)棉相當(dāng)?shù)睦w維品質(zhì)性狀，雜交棉F2代在生產(chǎn)上有應(yīng)用價(jià)值。

2 知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)的影響

隨著市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，棉花品種多亂雜的現(xiàn)象突出，其內(nèi)因并不是棉花品種的種性出現(xiàn)問題，而是“作坊式”種子公司盛行，無視知識產(chǎn)權(quán)的存在，采收大田籽棉僅通過簡單的人工去雜就作為原種繁殖推廣;大型種子企業(yè)因難以有效的保護(hù)知識產(chǎn)權(quán)，在原種生產(chǎn)上也不愿加大投入;生產(chǎn)上棉農(nóng)選用價(jià)格較低、棉種純度差的棉種，是造成棉花產(chǎn)量低、纖維品質(zhì)下降的主要原因之一。由于現(xiàn)有的技術(shù)手段很難檢測常規(guī)棉的品種特異性，難以有效保護(hù)知識產(chǎn)權(quán)。雜交棉F1代可以通過SSR分子標(biāo)記等實(shí)驗(yàn)室方法進(jìn)行準(zhǔn)確鑒定，同理也可以作為雜交棉F2的鑒定依據(jù)。曾任先鋒公司的首席科學(xué)家Duvick博士指出現(xiàn)階段雜種優(yōu)勢主要作為一種技術(shù)壁壘，可有效的保護(hù)知識產(chǎn)權(quán)。種子管理部門可制定雜交棉F2代應(yīng)用的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)及法律法規(guī)，為種子企業(yè)提供有效的法律維權(quán)依據(jù)，保護(hù)其知識產(chǎn)權(quán)，大型種子企業(yè)通過對親本的控制也可以有效的保護(hù)自己的知識產(chǎn)權(quán)。

3 育種方法的探討

高產(chǎn)、抗病性、纖維品質(zhì)等3個(gè)棉花品種主要數(shù)量遺傳性狀之間存在負(fù)相關(guān)性，以往在長江流域棉區(qū)雜交棉組合的選配中，經(jīng)常遵循的一個(gè)原則是高產(chǎn)親本與優(yōu)良纖維品質(zhì)或抗病親本雜交，雜交棉F1代達(dá)到雙親性狀的互補(bǔ)，實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高抗逆性雜交棉品種的選育。高產(chǎn)親本往往伴隨纖維品質(zhì)性狀較差，可能是導(dǎo)致雜交棉F2代的纖維品質(zhì)分離嚴(yán)重的主要原因之一?，F(xiàn)階段制約利用雜交棉F2代的主要難點(diǎn)在于纖維品質(zhì)性狀的衰退，在利用雜交棉F2的組合選配中要遵循父母本纖維品質(zhì)優(yōu)且指標(biāo)相近的原則，然而優(yōu)良纖維品質(zhì)的父母本的一般配合力在產(chǎn)量性狀并不突出，配置雜交組合在產(chǎn)量性狀上更多體現(xiàn)出中親優(yōu)勢，雜交棉F2代產(chǎn)量相比常規(guī)棉更是沒有太多優(yōu)勢。如果篩選特殊配合力強(qiáng)的組合，需要育種者大量選配組合，需要大量人力物力。雜交棉F2代育種上可以借鑒玉米育種中的NS、SS雜種優(yōu)勢群體概念，搭建棉花雜交棉F2利用的育種平臺。

現(xiàn)階段雜交棉F2代能否在生產(chǎn)上獲得認(rèn)可，需要棉花育種者與種業(yè)公司、棉紡企業(yè)達(dá)成共識，這也是雜交棉F2代利用值得探討的一個(gè)方向。

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（責(zé)編：楊 林）