抗虫杂交棉F1与F2的经济性状相关特性分析

陈旭升,狄佳春,赵 亮

(江苏省农业科学院 经济作物研究所/农业部 长江下游棉花与油菜重点实验室,江苏 南京 210014)

抗虫杂交棉F1与F2的经济性状相关特性分析

陈旭升,狄佳春,赵 亮

(江苏省农业科学院 经济作物研究所/农业部 长江下游棉花与油菜重点实验室,江苏 南京 210014)

分析了7个抗虫杂交棉组合F1与F2代间经济性状的相关性。结果显示:在抗虫杂交棉F1与F2代间，籽棉产量、皮棉产量、衣分、籽指、比强度、马克隆值及伸长率均存在极显著的正相关，单铃重、不孕籽率、纤维长度均呈显著正相关，株高、果枝数、结铃数、烂铃率、脱落率均不存在显著相关性；F1的籽棉、皮棉产量的竞争优势与其F2优势的衰退率之间仅存在弱的正相关。上述结果表明：要想获得产量具有竞争优势的抗虫杂交棉F2，首先必须获得产量具有竞争优势的F1组合。

抗虫杂交棉；杂种F1；杂种F2；经济性状；相关性

杂交棉在生产上的大面积推广应用,人工去雄杂交制种成为瓶颈。随着农村青壮年劳动力进城务工,农村的劳动力资源日益短缺,导致以劳动力密集型为特征的杂交棉人工制种成本不断上涨。近年来,长江流域杂交棉种植面积与杂交棉人工制种面积急剧下滑,这既有棉花产业本身不景气的原因,也有杂交棉种子价格过高的原因。开辟棉花杂种优势利用新途径,降低杂交棉种子的生产成本乃棉花产业的当务之急。国内外已有许多研究表明,棉花杂种F2代仍具有可利用的产量优势[1-6];而且杂种棉F2群体的综合抗逆性也优于陆地常规棉[5-6]。在转基因抗虫杂交棉F2代利用方面,陈旭升等(2003)[7]研究指出:利用抗虫棉亲本,配制父母本皆为抗虫棉的杂交组合,如果父母本抗虫基因插入位点不同,则双抗虫亲本杂交棉F2代将分离出6%左右的感虫株,但在棉铃虫发生不是特别严重的年份,这并不会明显影响棉花群体的抗虫性质量。陈旭升等(2007)[8]分析了非等位点双抗虫亲本杂交棉F2的有关农艺性状及生产应用的潜在价值。陈旭升等(2013)[9]进一步对一个双亲本等位点抗虫杂交棉F1、F2的农艺性状进行了比较,显示获得F1、F2均具有竞争优势,且F2群体抗虫性达100%的杂交棉组合在育种实践上是可行的。

本研究分析了7个抗虫杂交组合F1与F2的产量与纤维品质等经济性状,旨在明确抗虫杂交棉组合F1经济性状优势与F2经济性状优势表达的相关性，从而为在育种上快速筛选具有竞争优势的抗虫杂交棉F2组合提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

配置7个双抗虫亲本杂交棉F1组合R086×R012、R086×R059、R086×R107、R086×R109、R086×R110、SR038×SR028、SR039×SR002。F1自交得7个F2组合。

1.2 试验方法

2016年,在睢宁王集试验地种植7个F1组合、7个F2组合,以抗虫杂交棉“苏杂6号”为对照,共计15个材料。随机区组排列,3次重复。在9月初调查大田植株性状。在吐絮盛期,3个重复各收中部棉铃20个。试验分次收吐絮籽棉,共收花5次,将各期收获的籽棉晒干称重，并轧花得大样衣分,计算籽棉、皮棉单位面积产量。室内考种20个棉铃,得单铃重、籽指、每囊粒数。各材料取皮棉样品15 g,委托农业部纤维品质检测中心进行纤维品质测定。利用Excel统计软件,统计F1、F2有关经济性状的平均表现,并计算相关系数。相关计算公式为:F1竞争优势(%)=(F1籽皮棉产量-对照籽皮棉产量)/对照籽皮棉产量×100%；F2衰退率(%)=(F2籽皮棉产量-F1籽皮棉产量)/F1籽皮棉产量×100%。

2 结果与分析

2.1 杂交棉F1与F2植株农艺性状的相关性

将7个抗虫杂交棉组合F1与F2的大田农艺性状的平均表现及其相关性列于表1。由表1可见:杂交棉的株高、果枝数、结铃数、烂铃率4个农艺性状在F1与F2之间均存在正向关联,但都未达到显著水平；只有杂交棉的脱落率在F1与F2之间存在负向关联,但也未达到显著水平。

表1 杂交棉F1与F2的大田农艺性状平均表现及2代间的相关性

注:R0.01(5)=0.874；R0.05(5)=0.754。下同。

2.2 杂交棉F1与F2籽皮棉产量及棉铃性状的相关性

由表2可见:杂交棉F1与F2的籽棉、皮棉产量存在极显著的正相关(相关系数R分别为0.9513、0.9444)；F1籽棉产量竞争优势与其F2优势衰退率之间存在极弱的正相关(R=0.0707)，F1皮棉产量竞争优势与其F2优势衰退率之间也存在弱的正相关(R=0.1878),但两者均未达到显著水平。以上结果表明:一个杂交组合只有具有较高的F1籽棉、皮棉产量，其F2才有可能也具有较高的籽棉、皮棉产量;F1的产量竞争优势与其F2优势的衰退率之间并不存在显著的相关性。

表2 杂交棉F1与F2的籽皮棉产量及2代间的相关性

再分析7个抗虫杂交棉组合F1与F2棉铃有关性状的相关性，结果(见表3)显示:F1与F2的衣分呈极显著正相关(R=0.8931)，单铃重呈显著正相关(R=0.8221)，籽指呈极显著正相关(R=0.9552)，不孕籽率呈显著正相关(R=0.8142)；F1与F2的每囊粒数也呈正相关,但未达显著水平(R=0.7452)。

2.3 杂交棉F1与F2纤维品质性状的相关性

在吐絮期,3个区组分别取样测定纤维品质,其平均结果(表4)显示：抗虫杂交棉F1与F2的纤维长度呈显著正相关(R=0.8736),比强度呈极显著正相关(R=0.9756)；马克隆值、伸长率在F1与F2之间也表现出极显著正相关性(R=0.9261,0.9664)；只有整齐度在F1与F2之间不存在显著的相关性(R=0.2867)。

表3 杂交棉F1与F2的棉铃性状及2代间的相关性

表4 杂交棉F1与F2的平均纤维品质表现及2代间的相关性

3 讨论

由于棉花是异源四倍体,其遗传基础复杂,很难有完全的纯合体，而且棉花的经济性状也大多是由多基因控制的数量性状,因此杂交棉F1处于纯杂合状态,F2基本上处于混杂合状态,这正是杂交棉F2具有可以利用优势的遗传基础。

传统作物杂种优势利用一般认为:杂种F1的优势愈大,其F2的衰退率愈甚。但棉花的情况比较复杂。吴夫安等(2002)[10]曾报道6个杂交棉组合,其中2个最佳杂交棉组合F1的籽棉、皮棉产量分别位列第1、第2位，而在这6个组合的F2代中,这两个杂交组合的籽棉、皮棉产量仍位列第1、第2位，这表明陆地杂交棉并不会因为其F1的优势表达而导致其F2代优势的明显衰退。本研究结果也显示:抗虫杂交棉的产量性状在F1与F2之间存在普遍的正向关联，且F1的籽棉、皮棉产量的竞争优势与其F2的优势衰退率之间并不存在显著的负向关联。言外之意,一个组合的F1具有明显的产量竞争优势,其F2就有可能继续拥有竞争优势。

另外,抗虫杂交棉F1与F2的这种正向相关性还表现在如下经济性状中:衣分、单铃重、籽指、不孕籽率等。杂交棉F1与F2的纤维品质性状也多呈现显著的正相关性。这表明抗虫杂交棉F1与F2之间经济性状的正向相关可能具有某种普遍性。

[1] 河北农科院棉花所.棉花一、二代杂种优势初探[J].棉花,1978,5(3):8-9.

[2] 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.

[3] 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.

[4] 钱大顺,许乃银,张香桂.陆地棉品种间F2杂种优势利用研究进展[J].江苏农业科学,1996(6):27-28.

[5] Meredith W R J. Yield and fiber quality potential for second generation cotton hybrids [J]. Crop Sci, 1999, 30: 1045-1048.

[6] Bing T, Jenkins J N, McCarty J C, et al. F2hybrids of host plant germplasm and cotton cultivars I: heterosis and combining ability for lint yield and yield components [J]. Crop Sci, 1993, 33: 700-705.

[7] 陈旭升,狄佳春,许乃银,等.双抗虫亲本杂交棉F1代的生物学抗虫性及有关经济性状分析[J].棉花学报,2003,15(5):284-287.

[8] 陈旭升,狄佳春,肖松华,等.双抗虫亲本杂交棉F2代的抗虫性及其经济性状分析[J].江苏农业科学,2007(5):47-49.

[9] 陈旭升,狄佳春,马晓杰.双亲等位点抗虫杂交棉F1、F2农艺性状比较[J].江苏农业科学,2013,41(8):79-81.

[10] 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.

(责任编辑:黄荣华)

Analysis of Economic Characters Correlation between F1and F2of Insect-resistant Hybrid Cotton

CHEN Xu-sheng, DI Jia-chun, ZHAO Liang

(Institute of Industrial Crops, Jiangsu Academy of Agricultural Sciences / Key Laboratory of Cotton and Rape in Lower Reaches of Yangtze River, Ministry of Agriculture, Nanjing 210014, China)

In this paper, the economic character correlations between F1and F2of seven insect-resistant hybrid cotton combinations were analyzed. The results showed that: between the F1and F2of insect-resistant hybrid cotton combinations, there was extremely significant positive correlation in seed cotton yield, lint yield, lint percent, seed index, specific strength, micronaire value, and elongation rate; there was significant positive correlation in single-boll weight, mote rate, and fiber length; there was no significant correlation in plant height, number of fruit branches, boll number, rotted boll rate and abscission rate; there was weak positive correlation between the competitiveness of seed cotton yield, lint yield in hybrid cotton F1and their decline rate in F2. It is concluded that obtaining hybrid F1combinations with yield competitive advantage is essential to the acquirement of insect-resistant hybrid cotton F2combinations with yield competitive advantage.

Insect-resistant hybrid cotton; Hybrid F1; Hybrid F2; Economic character; Correlation

2017-02-20

高产高效转基因棉花新品种培育科技重大专项子课题(2016ZX08005-001);转基因生物新品种培育科技重大专项子课题 (2016ZX08005-005)。

陈旭升(1965─),男,浙江乐清人,研究员,博士,主要从事棉花遗传育种工作。

S562.035.1

A

1001-8581(2017)06-0013-03