杂交棉新陆早70号F1·F2代不同果枝层位纤维品质分析研究

郭景红，李玉国，赵 海，姚炎帝

(新疆石河子农业科学研究院，新疆石河子832000)



杂交棉新陆早70号F1·F2代不同果枝层位纤维品质分析研究

郭景红，李玉国*，赵 海，姚炎帝

(新疆石河子农业科学研究院，新疆石河子832000)

[目的]探索杂交棉新陆早70号F1、F2代纤维品质之间的差异性，为新陆早70号F2代的推广应用提供依据和参考。[方法]以自育早熟杂交棉新陆早70号为试验材料，通过田间小区试验，研究其F1、F2代不同果枝层位的纤维品质表现。[结果]新陆早70号F1、F2代不同果枝层位的棉纤维均以棉株中部4～6层第1果枝节位纤维品质最优。在各个组内、组间F1、F2代纤维品质差异表现均不显著。[结论]若仅从纤维品质角度考虑，在大田生产上推广种植新陆早70号的F2代还是可行的。

杂交棉；F1、F2代；果枝层位；纤维品质

杂交棉高产、优质、抗逆性强，目前在新疆种植已得到植棉单位和广大棉农的认可，其具有较强的增产优势，可促使新疆地区棉花单产不断创新高。目前新疆地区推广种植的杂交种多为陆陆杂交种，F1代种子主要采用人工去雄授粉获得，制种成本高，1代种子价格过高，制约了杂交棉的大规模推广种植。若生产上可以利用F2代，且F2代在产量、品质等方面较F1代无显著差异，则从经济且有效的角度来看生产上也可以推广使用F2代。王国印等[1]报道国内外学者已育成了一些产量优势明显的杂交品种。Bing等[2]发现当双亲自身变异及纤维品质性状相差不大时，杂种2代品质性状与亲本或杂种1代无显著差异。邢以华等[3]研究认为，杂交配合力与杂种优势密切相关。张正圣等[4]研究结果表明纤维品质具有极显著的一般配合力方差。胡德玉等[5]指出棉花纤维品质与气候及采摘部位有关。喻碧霞等[6]、王武等[7]建议生产上使用F2代应慎重。吴夫安等[8]、邢以华等[9]、吴征彬等[10]对棉花杂种2代的纤维品质进行了深入地研究。南翠梅等[11]认为好的F2代在生产上有应用价值。靖深蓉等[12]提出在亲本的选配上需注意考虑双亲的品质接近一致性，杂种F2代仍可保持较好的纤维品质。陈仲方[13]、杨芳荃[14]、李宝军[15]、陈金湘等[16]对棉花杂种F2代在生产应用及纤维品质上进行了研究。新陆早70号是新疆石河子农业科学研究院自主选育的早熟、高产、丰产性能较好的杂交棉新品种，生产上若能大面积推广利用其F2代，将可大大提高杂种优势的利用率。为了进一步明确新陆早70号杂种F2代与F1代在纤维品质方面的差异性，笔者展开试验研究，旨在从纤维品质角度为新陆早70号F2代的推广利用提供理论依据和参考。

1　材料与方法

1.1试验地概况试验于2015年在新疆石河子农业科学研究院西1号试验田进行。土壤质地为沙壤土，前茬作物为棉花，平均产量5 250 kg/hm2，试验地整个地块平整、均匀，肥力中等偏上。

1.2试验材料供试品种选用新疆石河子农业科学研究院棉花所自育非转基因棉花新品种新陆早70号的F1、F2代，对照品种为新陆早36号。

1.3试验设计试验设3次重复，随机区组排列，小区面积20 m2，行距配置采用宽窄行(30+60 cm)模式，1膜2管4行，株距13.5 cm，密度178 890株/hm2，试验净面积为180 m2，井水滴灌，4月21日人工膜上点播，全层施肥，田间管理按杂交棉高产栽培要求进行。

1.4测定项目与方法分果枝层位、节位取样。选定30株在棉铃吐絮5～7 d后各处理分别取样调查，采收第1～第8果枝第1果节位的吐絮棉铃，每小区每果枝第1果节采收30个棉铃，以上棉样经过室内考种编号送农业部棉花品质监督检验测试中心测定，测定项目为2.5%跨距长度、比强度、麦克隆值、长度整齐度、伸长率和纺纱均匀指数共6个指标，以各项纤维指标平均值进行分析比较。

2　结果与分析

2.1纤维品质差异显著性检验对新陆早70号F1、F2代采用SPSS软件进行了配对样本的t检验。检验结果表明，新陆早70号F1代纤维的麦克隆值、长度整齐度、比强度、纺纱均匀指数、伸长率比F2代略高，2.5%跨距长度F2略好于F1代，但F1、F2代间各纤维品质指标差异均不显著。

2.2不同果枝层位纤维品质变化由表1可以看出，2.5%跨距长度、比强度、长度整齐度F1、F2代均以中部4～6层果枝台位最好，2.5%跨距长度F1、F2代分别为29.8、29.9 mm，比强度F1、F2代分别为30.6、30.5 cN/tex，长度整齐度F1、F2代分别为85.5%、85.2%；其次是上部7～8层果枝台位；F1、F2代下部1～3层棉纤维长度最短，比强度最低，长度整齐度也最低；F1、F2代伸长率、麦克隆值和纺纱均匀性指数在各果枝台位间无显著性差异。

表1　不同果枝层位棉纤维品质比较

2.3F1、F2代纤维品质综合比较

2.3.12.5%跨距长度比较。根据试验数据中2.5%跨距长度的变幅将纤维长度数据按1 mm间距分为3组统计次数分布(图1)。由图1可以看出，2.5%跨距长度在28～30 mm时，F2代频次明显高于F1代，2.5%跨距长度﹥30 mm时，F1代频次高于F2代。可见，与F1代相比，F2代纤维长度略有降低，长纤维比例明显减少，而短纤维数量明显增加。

图1　2.5%跨距长度次数分布Fig.1　Distribution of 2.5% span length times

2.3.2断裂比强度比较。根据试验数据中纤维比强度的变化将数据分为4组统计次数分布(图2)。由图2可以看出，新陆早70号的比强度在31～32 cN/tex时F1、F2代的频次相同，比强度在29～31 cN/tex时F1代的频次明显高于F2代，而比强度为28～29 cN/tex时F2代频次高于F1代。可见，虽然F1、F2代群体平均数基本相等，但F2代比强度出现向减弱方向的分离。

图2　比强度次数分布Fig.2　Distribution of specific strength times

2.3.3麦克隆值比较。将麦克隆值数据分为3组进行次数统计(图3)。由图3可以看出，麦克隆值﹥4.5的F2代频次高于F1代，F1、F2代麦克隆值大都集中在4.1～4.5，麦克隆值在3.7～4.1时F1、F2代频次差异较小，表明F2代个体间纤维品质差异较大，粗棉纤维比例增加，而优良棉纤维比例减少。

图3　麦克隆值次数分布Fig.3　Distribution of Micronaire times

2.3.4纤维长度整齐度比较。根据新疆维吾尔自治区品种审定量化指标标准，以整齐度85%为基准将试验数据按5组进行次数统计(图4)。由图4可以看出，F1、F2代纤维长度整齐度在每个区间范围差异均不大；F1代纤维长度整齐度大都集中在﹥85.0%，而F2代纤维长度整齐度在84.5%～85.0%居多；纤维长度整齐度﹥86.0%以上的F1代个体较F2代多。

图4　纤维长度整齐度次数分布Fig.4　Distribution of length uniformity ratio times

2.3.5纤维伸长率比较。将纤维伸长率试验数据按4组进行次数分布统计(图5)。由图5可以看出，F1、F2代纤维伸长率大多集中在6.2%～6.3%；F1、F2代在纤维伸长率为6.2%～6.3%时频次相当，说明F1、F2代间纤维伸长率无显著性差异。

图5　纤维伸长率次数分布Fig.5　Distribution of elongation times

2.3.6纺纱均匀指数比较。根据试验数据中纺纱均匀指数的变幅，将纺纱指数数据分为4组统计次数分布(图6)。由图6可知，纤维纺纱均匀指数﹥150时F1代频次高于F2代，说明F1代纺高支纱的潜力要比F2代大。二者群体品质的构成差异不大。

图6　纺纱均匀性指数次数分布Fig.6　Distribution of SCI times

3　结论与讨论

棉花是世界上重要的经济作物，棉花杂种优势利用可以有效提高产量、改善纤维品质、增强抗逆性。杂交棉F2代在田间种植中存在着各种分离表现形式，F1、F2代在植株的外观形态特征、棉花纤维品质上均存在一定差异，这也导致了纺织厂生产原棉品质的不同。有学者对纤维品质性状进行研究，结果表明陆地棉纤维上半部平均长度和纤维的粗细度等主要品质性状从遗传学角度研究表现为加性效应，纤维的粗细度上表现出超亲优势，纤维长度整齐度2代也表现得较为一致，2代较1代的短纤维比例增加，纤维向两极分化的趋势较为明显。

该试验初步分析了新陆早70号F1、F2代不同果枝层位棉花纤维物理性能指标的变化，结果表明：新陆早70号F1、F2代不同果枝层位的棉纤维均以中部4～6层第1果枝节位棉纤维品质表现最优。2.5%跨距长度在28～30 mm时，F2代频次要明显高于F1代，F2代略好于F1代，这可能是由于F2代在此范围间出现次数较F1多，从而提高了整体平均数，还有待进一步研究。从各指标次数分布图来看，总体表现为F2代品质范围出现向两端次数加大的趋势，这与前人研究基本吻合，表明F2代纤维品质指标出现了不稳定性，可能是由于杂交2代分离造成了品质下降趋势，但在各个组内、组间F1、F2代纤维品质差异表现均不显著。因此，若仅从纤维物理性能指标角度考虑，在大田生产上推广种植新陆早70号F2代是可以的。然而，由于该试验是小区定点取样检测，群体数目少，掩盖了个体的差异性，新陆早70号F1、F2代不同果枝层位棉花纤维品质的变化还有待更进一步研究。

[1] 王国印，李妙，万艳霞．转基因抗虫杂交棉选育研究[C]//中国棉花学会2008年年会论文汇编.中国棉花杂志社，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] 邢以华，靖深蓉.棉花杂种优势预测初步研究[J].中国棉花，1984(4)：11-13.

[4] 张正圣，李先碧，刘大军，等.陆地棉高强纤维品系和BT基因抗虫棉的配合力与杂种优势研究[J].中国农业科学，2002，35(12)：1450-1455.

[5] 胡德玉，成云峰，孙玉平，等.不同部位不同采摘期棉花纤维品质的变化[J].作物杂志，2008(3)：104-105.

[6] 喻碧霞，邱玉琨，冯祝钧，等.陆地棉品种间杂种优势的初步分析[J].浙江农业科学，1981(4)：195-201，161.

[7] 王武，张献龙，聂以春.转基因抗虫组合F2代群体农艺性状变异及其利用价值评估[J].棉花学报，2002，14(1)：8-12.

[8] 吴夫安，韩长胜，李泽田，等.转基因双抗杂交棉F1、F2代高产优质研究进展[J].中国棉花，2002，29(7)：16-17.

[9] 邢以华，靖深蓉，占先合，等.棉花杂种二代利用价值的研究[J].中国棉花，1987，14(2)：12-14.

[10] 吴征彬，陈鹏，杨业华.转基因抗虫棉对棉花纤维品质的影响[J].农业生物技术学报，2004，12(5)：509-514.

[11] 南翠梅，白利明，赵素兰.棉花杂交种F2在生产上的应用价值[J].安徽农业科学，2005，33(3)：382.

[12] 靖深蓉，邢朝柱，袁有禄，等.抗虫杂交棉的选育与利用研究[J].中国棉花，1997，24(7)：15-17.

[13] 陈仲方．杂种棉研究及其应用[J]．江苏农业学报，1991(7)：13-45 ．

[14] 杨芳荃.湖南省杂交棉的研究与应用[J].棉花学报，1995，7(4)：206-208.

[15] 李宝军.棉花F2杂种优势及F1正反交差异研究[J].河北农业科学，2010，14(10)：84-86.

[16] 陈金湘，李瑞莲，陈步阳，等.棉花杂交种F1、F2纤维品质性状比较研究[J].棉花学报，2004，16(6)：338-342.

[17] 黄志勇，郭长佐，顾克余，等.杂交棉产量构成因素分析及高产栽培途径探讨[J].江西棉花，2000，22(1)：81-83.

[18] 李伶俐，林同保，房卫平，等.杂交棉叶片衰老特点及高产生理机制研究[J].河南农业大学学报，2006，40(4)：341-345.

[19] 崔爱花，田绍仁，孙亮庆，等.2009年棉花F2代优势测定[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

郭景红(1972-)，女，湖北鄂州人，副研究员，硕士，从事棉花新品种选育及示范推广工作。*通讯作者，副研究员，从事棉花高产栽培及新品种推广工作。

2016-06-12

S 562

A

0517-6611(2016)19-018-03