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摘 要：近年来新疆棉区杂交棉F2代在生产上的应用呈上升趋势，通过对杂交棉F2代产量、纤维品质已有的研究，分析新疆棉区杂交棉F2代应用的可行性，并从知识产权保护和杂交棉F2代育种思路上提供出一些建议。
关键词：新疆棉区;杂交棉F2代;产量;纤维品质;知识产权
中图分类号 S562 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2019）21-0054-03
棉花是我国重要的经济作物之一，棉花产业的发展对中国经济发展具有十分重要的作用。新疆是我国优质棉基地，也是我国最大的植棉生态区。新疆地处欧亚大陆腹地，属典型的大陆性干旱气候，干燥少雨，光照充足，为棉花生产提供了优越的自然生态条件，新疆棉田地块集中连片种植，为机械化采收提供了便利条件。新疆棉花种植面积常年稳定在200万hm2左右，现阶段超过全国种植面积的70%以上，种植面积和总产居全国第1位，是新疆农业的主导产业之一，已成为新疆农业经济的重要支柱和植棉区农民收入的主要来源。
随着内地植棉产业的衰退，大量从业人员涌入新疆，加快了新疆棉区杂交棉的推广步伐。目前新疆推广种植的杂交棉F1代种子主要采用人工去雄授粉获得，制种成本高，种子价格过高，生产上单位面积用种量大，制约了杂交棉F1代的大规模推广种植，而杂交棉F2代在生产上的应用越来越得到棉农的认可。
1 杂交棉后代的产量与品质性状
1.1 产量 有研究[1-9]表明，杂交棉F2代仍存在着产量优势，能在长江、黄河流域棉区生产上应用，产量优势已经得到业内的认可。近年来，新疆棉区对杂交棉F2代进行了大量的研究，探讨杂交棉F2代利用的可行性。柯艳等[10]对阿克苏地区中棉所48号、鲁棉研15号、鑫杂0836等3个杂交棉品种的F1代、F2代进行比较试验，并对各品种生育期进行调查，3个品种F1代、F2代和对照中棉43号生育期差别不大，都可在阿克苏地区正常采收;杂交棉F2代产量均高于对照中棉43号，略低于相应的杂交棉F1代;3个品种F1代、F2代衣份差异不显著。吴中强等[11]在石河子市对14个特早熟杂交组合F1代、F2代进行了比较试验，杂交棉 F2代产量较杂交棉F1代都有所降低，但F2代有9个组合比对照增产，增产幅度为3.98%～21.6%;部分杂交棉F2代较F1代产量优势降低明顯，但与常规棉对照相比的增产显著。郑新疆等[12]对7个优势杂交棉组合的F1代、F2代的分析，试验中4个组合的F2代均比对照增产9%以上，2个组合F2代与对照品种相比增产达到极显著水平。通过近几年新疆棉区科研人员的研究得出，杂交棉F2代在株高和果枝数上相比常规棉存在较强的竞争优势，籽、皮棉产量均较常规棉品种增产达显著水平，说明杂交棉F2代的产量优势在新疆棉区同样存在。
1.2 纤维品质 对杂交棉F2代对纤维品质，研究结果不尽相同。Dever[13]对杂交棉F1代、F2代亲本的品质性状进行了研究，发现当亲本变异度较小，且纤维品质性状较一致时，杂交棉F2代纤维品质性状与杂交棉F1代无显著差异。靖深蓉等[14]提出，在杂交组合的选配上选择纤维品质性状一致的亲本材料，杂交棉F2代仍可获得较好的纤维品质。陈金湘等[15]等研究认为，杂交棉F2代虽然不可避免的出现品质性状的分离，但这种分离与变异可以忽略。周仲华等[16]对8个杂交棉组合的研究认为杂交棉F1代、F2代纤维品质指标差异较小，甚至不存在统计学上的差异，但从F1代、F2代植株个体间的差异及其频数分布来看，F2代纤维品质性状变异范围增大，劣质纤维植株比例增加，优良纤维植株比例减少，导致杂交棉F2代纤维品质较杂交棉F1代下降。喻碧霞等[17]对4个杂交组合的F2代的研究分析，指出F2代产量和品质因素等优势有较明显衰退。王武等[18]研究则认为，杂交棉F2代的纤维品质性状不能从群体总平均数上考虑，用小样本数的统计量来预测整个F2代大群体的参数，用总体平均数来比较F2代与F1代纤维品质的优劣不科学。通过逐株考察杂交棉F2代的纤维品质性状，马克隆值不符合纺织工业要求的有20%～30%;比强度不符合纺织工业要求的有17.6%;在纤维品质的主要指标中马克隆值的变异系数最大为12.91%，比强度为7.80%，2.5%跨长为5.49%，整齐度为4.86%，因此杂交棉F2代的利用应采取谨慎的态度。
随着杂交棉F2代在新疆棉区的示范推广，近几年新疆棉区研究人员对杂交棉F2代开展了大量的纤维品质分析。郭景红等[19]对新陆早56号F1代和F2代的研究表明，杂交棉F2代纤维品质指标中纤维长度差异显著，其他各指标差异均不显著。但F1代和F2代个体间纤维品质性状的差异较为明显，表现为杂交棉F2代纤维品质的变异范围增大，不符合纺织工业要求的劣质纤维比例增加，从而导致纤维品质性状衰退。徐鹏等[20]对阿拉尔垦区的杂交棉F2代与常规棉的比较试验得出，杂交棉F2代纤维品质衰退的原因是28～29mm的纤维长度植株比例增加，而大于32mm纤维长度的植株比例减少，2.5%跨长指标衰退明显，杂交棉F2代群体平均数基本相等，但存在断裂比强度的衰减，纤维长度整齐度在常规棉与杂交棉F2代之间无显著差异，马克隆值在抽样检测中被群体平均数所掩盖，粗纤维比例增大对纺织工业有一定的影响，杂交棉F2代纤维伸长率存在向两极分化的趋势。总体而言，虽然杂交棉F2代纤维品质性状存在一定程度的衰减，但与常规棉相比并不严重。郭景红等[21]研究发现，新陆早70号F1代、F2代纤维品质指标平均数间没有显著差异，总体表现为F2代品质范围出现向2端次数增加的趋势，这与前人研究相吻合，表明F2代纤维品质指标出现了衰退，但在各个组内、组间F1代、F2代纤维品质差异表现均不显著。通过已有的研究可以看出，虽然杂交棉F2代存在个体间纤维品质性状的分离，但通过优良亲本的选配可以得到和常规棉相当的纤维品质性状，杂交棉F2代在生产上有应用价值。 2 知识产权保护的影响
随着市场经济的发展，棉花品种多乱杂的现象突出，其内因并不是棉花品种的种性出现问题，而是“作坊式”种子公司盛行，无视知识产权的存在，采收大田籽棉仅通过简单的人工去杂就作为原种繁殖推广;大型种子企业因难以有效的保护知识产权，在原种生产上也不愿加大投入;生产上棉农选用价格较低、棉种纯度差的棉种，是造成棉花产量低、纤维品质下降的主要原因之一。由于现有的技术手段很难检测常规棉的品种特异性，难以有效保护知识产权。杂交棉F1代可以通过SSR分子标记等实验室方法进行准确鉴定，同理也可以作为杂交棉F2的鉴定依据。曾任先锋公司的首席科学家Duvick博士指出现阶段杂种优势主要作为一种技术壁垒，可有效的保护知识产权。种子管理部门可制定杂交棉F2代应用的相应标准及法律法规，为种子企业提供有效的法律维权依据，保护其知识产权，大型种子企业通过对亲本的控制也可以有效的保护自己的知识产权。
3 育种方法的探讨
高产、抗病性、纤维品质等3个棉花品种主要数量遗传性状之间存在负相关性，以往在长江流域棉区杂交棉组合的选配中，经常遵循的一个原则是高产亲本与优良纤维品质或抗病亲本杂交，杂交棉F1代达到双亲性状的互补，实现高产优质高抗逆性杂交棉品种的选育。高产亲本往往伴随纤维品质性状较差，可能是导致杂交棉F2代的纤维品质分离严重的主要原因之一。现阶段制约利用杂交棉F2代的主要難点在于纤维品质性状的衰退，在利用杂交棉F2的组合选配中要遵循父母本纤维品质优且指标相近的原则，然而优良纤维品质的父母本的一般配合力在产量性状并不突出，配置杂交组合在产量性状上更多体现出中亲优势，杂交棉F2代产量相比常规棉更是没有太多优势。如果筛选特殊配合力强的组合，需要育种者大量选配组合，需要大量人力物力。杂交棉F2代育种上可以借鉴玉米育种中的NS、SS杂种优势群体概念，搭建棉花杂交棉F2利用的育种平台。
现阶段杂交棉F2代能否在生产上获得认可，需要棉花育种者与种业公司、棉纺企业达成共识，这也是杂交棉F2代利用值得探讨的一个方向。
参考文献
[1]朱乾浩，俞碧霞，许馥华.陆地棉品种间杂种优势利用进展[J].棉花学报1995，7（1）：8-11.
[2]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宄[J].中国农业科学，2002，35（12） ：1450-1455.
[3]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.
[4]钱大顺，朱烨，张桂香，等.陆地棉F2代杂种优势的研究与利用[J].江苏农业科学，1990（5）：10-11.
[5]王学德.陆地棉杂种优势及自交衰退的遗传分析[J].作物学报，1991，7（增）：17-21.
[6]孙志栋，朱军，裘尧军，等.陆地棉品种间杂种F2代产量性状表现分析[J].中国棉花，1999，26（2）：22-24.
[7]李熙远，吴红星，董彩虹.陆地棉品种间杂种F2代优势研究及经济农艺性状的通径分析[J].棉花学报，1996，8（3）：131-137.
[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]李玉芳，杨春安.陆地棉杂交组F2代的筛选研究[J].湖南农业科学，2016（7）：9-11.
[10]柯艳，龙朝宇.不同杂交棉二代种子产量对比试验[J].种子科技，2011（07）：27-28.
[11]吴中强，刘建喜，侯东升.特早熟杂交棉F2代产量及形状表现分析[J].新疆农业科技，2009，（2）：34-35.
[12]郑新疆，徐宇强，陶志柱，等.杂交棉F2竞争优势及在生产上的应用价值分析[J].安徽农业科学，2013，41（8）：3357-3358，3365.
[13]Dever J K，Gannawy J R. Relative fiber uniformity between parent and F1 and F2 generations in cotton[J].Crop Sci，1992，32：1402-1408.
[14]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.
[15]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.
[16]周仲华，王仁祥，陈金湘.抗虫杂交棉F1、F2代纤维品质的比较研究[J].江西农业大学学报，2006，28（1）：16-20.
[17]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，1981.4：195-201，16-1.
[18]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.
[19]郭景红，赵海，姚炎帝，等.新陆早56号F1、F2代纤维品质性状比较研究[J].新疆农垦科技，2013，（10）：2-5.
[20]徐鹏，万素梅，张勇，等.阿拉尔垦区常规棉与F2杂交棉产量纤维品质性状比较研究[J].种子，2019，38（7）：66-70.
[21]郭景红，李玉国，赵海，等.早熟、机采杂交棉F1、F2不同果枝层位纤维品质分析研究[J].中国农学通报2016，32（36）：91-95
（责编：杨 林）
关键词：新疆棉区;杂交棉F2代;产量;纤维品质;知识产权
中图分类号 S562 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2019）21-0054-03
棉花是我国重要的经济作物之一，棉花产业的发展对中国经济发展具有十分重要的作用。新疆是我国优质棉基地，也是我国最大的植棉生态区。新疆地处欧亚大陆腹地，属典型的大陆性干旱气候，干燥少雨，光照充足，为棉花生产提供了优越的自然生态条件，新疆棉田地块集中连片种植，为机械化采收提供了便利条件。新疆棉花种植面积常年稳定在200万hm2左右，现阶段超过全国种植面积的70%以上，种植面积和总产居全国第1位，是新疆农业的主导产业之一，已成为新疆农业经济的重要支柱和植棉区农民收入的主要来源。
随着内地植棉产业的衰退，大量从业人员涌入新疆，加快了新疆棉区杂交棉的推广步伐。目前新疆推广种植的杂交棉F1代种子主要采用人工去雄授粉获得，制种成本高，种子价格过高，生产上单位面积用种量大，制约了杂交棉F1代的大规模推广种植，而杂交棉F2代在生产上的应用越来越得到棉农的认可。
1 杂交棉后代的产量与品质性状
1.1 产量 有研究[1-9]表明，杂交棉F2代仍存在着产量优势，能在长江、黄河流域棉区生产上应用，产量优势已经得到业内的认可。近年来，新疆棉区对杂交棉F2代进行了大量的研究，探讨杂交棉F2代利用的可行性。柯艳等[10]对阿克苏地区中棉所48号、鲁棉研15号、鑫杂0836等3个杂交棉品种的F1代、F2代进行比较试验，并对各品种生育期进行调查，3个品种F1代、F2代和对照中棉43号生育期差别不大，都可在阿克苏地区正常采收;杂交棉F2代产量均高于对照中棉43号，略低于相应的杂交棉F1代;3个品种F1代、F2代衣份差异不显著。吴中强等[11]在石河子市对14个特早熟杂交组合F1代、F2代进行了比较试验，杂交棉 F2代产量较杂交棉F1代都有所降低，但F2代有9个组合比对照增产，增产幅度为3.98%～21.6%;部分杂交棉F2代较F1代产量优势降低明顯，但与常规棉对照相比的增产显著。郑新疆等[12]对7个优势杂交棉组合的F1代、F2代的分析，试验中4个组合的F2代均比对照增产9%以上，2个组合F2代与对照品种相比增产达到极显著水平。通过近几年新疆棉区科研人员的研究得出，杂交棉F2代在株高和果枝数上相比常规棉存在较强的竞争优势，籽、皮棉产量均较常规棉品种增产达显著水平，说明杂交棉F2代的产量优势在新疆棉区同样存在。
1.2 纤维品质 对杂交棉F2代对纤维品质，研究结果不尽相同。Dever[13]对杂交棉F1代、F2代亲本的品质性状进行了研究，发现当亲本变异度较小，且纤维品质性状较一致时，杂交棉F2代纤维品质性状与杂交棉F1代无显著差异。靖深蓉等[14]提出，在杂交组合的选配上选择纤维品质性状一致的亲本材料，杂交棉F2代仍可获得较好的纤维品质。陈金湘等[15]等研究认为，杂交棉F2代虽然不可避免的出现品质性状的分离，但这种分离与变异可以忽略。周仲华等[16]对8个杂交棉组合的研究认为杂交棉F1代、F2代纤维品质指标差异较小，甚至不存在统计学上的差异，但从F1代、F2代植株个体间的差异及其频数分布来看，F2代纤维品质性状变异范围增大，劣质纤维植株比例增加，优良纤维植株比例减少，导致杂交棉F2代纤维品质较杂交棉F1代下降。喻碧霞等[17]对4个杂交组合的F2代的研究分析，指出F2代产量和品质因素等优势有较明显衰退。王武等[18]研究则认为，杂交棉F2代的纤维品质性状不能从群体总平均数上考虑，用小样本数的统计量来预测整个F2代大群体的参数，用总体平均数来比较F2代与F1代纤维品质的优劣不科学。通过逐株考察杂交棉F2代的纤维品质性状，马克隆值不符合纺织工业要求的有20%～30%;比强度不符合纺织工业要求的有17.6%;在纤维品质的主要指标中马克隆值的变异系数最大为12.91%，比强度为7.80%，2.5%跨长为5.49%，整齐度为4.86%，因此杂交棉F2代的利用应采取谨慎的态度。
随着杂交棉F2代在新疆棉区的示范推广，近几年新疆棉区研究人员对杂交棉F2代开展了大量的纤维品质分析。郭景红等[19]对新陆早56号F1代和F2代的研究表明，杂交棉F2代纤维品质指标中纤维长度差异显著，其他各指标差异均不显著。但F1代和F2代个体间纤维品质性状的差异较为明显，表现为杂交棉F2代纤维品质的变异范围增大，不符合纺织工业要求的劣质纤维比例增加，从而导致纤维品质性状衰退。徐鹏等[20]对阿拉尔垦区的杂交棉F2代与常规棉的比较试验得出，杂交棉F2代纤维品质衰退的原因是28～29mm的纤维长度植株比例增加，而大于32mm纤维长度的植株比例减少，2.5%跨长指标衰退明显，杂交棉F2代群体平均数基本相等，但存在断裂比强度的衰减，纤维长度整齐度在常规棉与杂交棉F2代之间无显著差异，马克隆值在抽样检测中被群体平均数所掩盖，粗纤维比例增大对纺织工业有一定的影响，杂交棉F2代纤维伸长率存在向两极分化的趋势。总体而言，虽然杂交棉F2代纤维品质性状存在一定程度的衰减，但与常规棉相比并不严重。郭景红等[21]研究发现，新陆早70号F1代、F2代纤维品质指标平均数间没有显著差异，总体表现为F2代品质范围出现向2端次数增加的趋势，这与前人研究相吻合，表明F2代纤维品质指标出现了衰退，但在各个组内、组间F1代、F2代纤维品质差异表现均不显著。通过已有的研究可以看出，虽然杂交棉F2代存在个体间纤维品质性状的分离，但通过优良亲本的选配可以得到和常规棉相当的纤维品质性状，杂交棉F2代在生产上有应用价值。 2 知识产权保护的影响
随着市场经济的发展，棉花品种多乱杂的现象突出，其内因并不是棉花品种的种性出现问题，而是“作坊式”种子公司盛行，无视知识产权的存在，采收大田籽棉仅通过简单的人工去杂就作为原种繁殖推广;大型种子企业因难以有效的保护知识产权，在原种生产上也不愿加大投入;生产上棉农选用价格较低、棉种纯度差的棉种，是造成棉花产量低、纤维品质下降的主要原因之一。由于现有的技术手段很难检测常规棉的品种特异性，难以有效保护知识产权。杂交棉F1代可以通过SSR分子标记等实验室方法进行准确鉴定，同理也可以作为杂交棉F2的鉴定依据。曾任先锋公司的首席科学家Duvick博士指出现阶段杂种优势主要作为一种技术壁垒，可有效的保护知识产权。种子管理部门可制定杂交棉F2代应用的相应标准及法律法规，为种子企业提供有效的法律维权依据，保护其知识产权，大型种子企业通过对亲本的控制也可以有效的保护自己的知识产权。
3 育种方法的探讨
高产、抗病性、纤维品质等3个棉花品种主要数量遗传性状之间存在负相关性，以往在长江流域棉区杂交棉组合的选配中，经常遵循的一个原则是高产亲本与优良纤维品质或抗病亲本杂交，杂交棉F1代达到双亲性状的互补，实现高产优质高抗逆性杂交棉品种的选育。高产亲本往往伴随纤维品质性状较差，可能是导致杂交棉F2代的纤维品质分离严重的主要原因之一。现阶段制约利用杂交棉F2代的主要難点在于纤维品质性状的衰退，在利用杂交棉F2的组合选配中要遵循父母本纤维品质优且指标相近的原则，然而优良纤维品质的父母本的一般配合力在产量性状并不突出，配置杂交组合在产量性状上更多体现出中亲优势，杂交棉F2代产量相比常规棉更是没有太多优势。如果筛选特殊配合力强的组合，需要育种者大量选配组合，需要大量人力物力。杂交棉F2代育种上可以借鉴玉米育种中的NS、SS杂种优势群体概念，搭建棉花杂交棉F2利用的育种平台。
现阶段杂交棉F2代能否在生产上获得认可，需要棉花育种者与种业公司、棉纺企业达成共识，这也是杂交棉F2代利用值得探讨的一个方向。
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（责编：杨 林）