棉花杂种优势利用

1棉花杂种优势的表现

棉花杂种优势表现是多方面的，通常主要表现在生殖生长、营养生长和抗逆性等方面，而不同的组合受其选配的亲本影响，杂交种优势表现方式也不尽相同。

1.1生殖生长优势

棉花生殖生长优势通常用产量优势和品质优势加以体现。多年研究结果表明，杂交种产量优势非常明显，绝大多数组合具有正向超亲优势，产量优势主要得益于铃数和铃重的增加，品质优势受杂交亲本影响较大，多数杂交组合品质介于两亲之间，略高于中亲值。棉花杂种优势利用是提高棉花产量的重要途径之一。

1.2营养生长优势

棉花杂交种常呈现显著的营养生长优势，表现为叶大、苗壮、株高和根系发达。多数研究表明，棉花杂交种的营养生长优势要强于生殖生长优势，种间杂种营养生长优势更为突出。

1.3抗逆性优势

抗逆性强是杂交棉具有广泛适应性的主要原因，通常表现为耐高温、耐湿、耐旱、耐瘠，耐病、虫等。杂交棉抗逆性增强主要是通过健壮的植株、发达的根系对逆境具有较强忍耐性以及抗性亲本遗传等因素所导致。抗虫性是近年杂交棉选育中一个重要目标，目前抗虫亲本均为转基因抗虫棉，其遗传受一对显性基因控制，亲本之一为抗虫棉，杂交种一代也具有抗虫性，表现抗虫优势，近年国内外在棉花转基因技术及其应用上已经取得重大进展，培育转基因抗虫棉杂交种成为杂交棉育种的重要方向。

2棉花杂种优势的利用途径

2.1人工去雄授粉

人工去雄授粉制种法是目前世界上最常用的杂交棉种子生产方法。这一方法，最大优点就是杂交一代不存在育性恢复问题，父母本选配范围广，中选强优势组合的机率高，组合筛选周期短，而且它不仅可以利用杂种一代，还可以利用杂种二代。其缺点是杂交种子生产完全依靠人工操作，工作强度大，种子生产成本高，一代种子不能满足杂交棉产业化发展，二代种遗传纯度下降，优势远不如一代，经济效益不高。棉花开花时间长，不能像玉米杂交种制种一样进行机械化操作，在劳动力成本高的地区如美国，就不适用。印度和我国目前大规模种植的杂交种都是人工去雄授粉法生产的。在制种技术上，我国先后提出了不去雄提前授粉套管隔离法、不去雄开花前强制授粉法、雌雄蕊麦杆隔离吸管授粉杂交法、剥花去雄互盖授粉法和工具去雄法等提高效率的方法。但是由于杂种的纯度难于控制等问题，还有待于深入的研究。目前，我国杂交棉的种植面积为全国棉田面积的20％左右，长江流域棉区达到了80％。在当前和今后一段时间，培育高产、抗(耐)病虫、优质杂交种是棉花育种主要目标。

2.2化学杀雄

化学杀雄是指选用某种化学药剂，在作物生长发育的一定时期喷洒于母本上，直接杀死或抑制雄性器官，造成雄蕊生理不育而不损伤子房和柱头。棉花上曾试用过2，3-二氯异丁酸钠(又称FW-450)、2，2-二氯丙酸钠(又称茅草枯)、顺丁烯二酸联氨(又称MH或青鲜素)、三氯乙酸等杀雄配子药剂，但由于这些化学药剂杀雄不够稳定，用药量难于掌握，都有药害作用。理想的化学杀雄技术可替代人工去雄技术，减少人工投入，降低制种成本。但目前的

棉花生产实践表明，该项技术的应用也具有一定的局限性。棉花自身特性的限制，主要表现在花铃期长、生长繁茂，花朵分散，不利施药；化学杀雄剂对棉花的生长发育也有药害作用，且效果受环境和气候条件的影响较大。因此，目前化学杀雄技术在生产上很少推广应用。

2.3雄性不育系的利用

棉花利用雄性不育系制种可以减少人工去雄，节约制种成本，提高制种效率，便于生产上大规模示范推广。

2.3.1细胞质不育系的利用

Meyer育成DES—HAMS277和DES—HAMSl6两个雄性小育系，用一般陆地棉和海岛棉品种可保持其不育性，从而第一次实现了三系配套。而后我国引进美国的哈克尼西棉胞质不育系，并作了大量研究，发现其Fl代出现大量不育株，且经济和农艺性状差，优势不明显，不能直接利用。利用细胞质不育系存在的主要问题是：其一，缺少理想的恢复系；其二，具有恢复能力的原始材料，经研究不具有稳定的遗传基因；其三，哈克尼西野生胞质不育系对产量影响较大。

2.3.2棉花单隐性核雄性不育系的利用

单隐性核不育由一对隐性基因控制，不育系既可用作杂交制种田的母本，又可当作自身繁殖的保持系，一系两用，不再需要专门的保持系。我国研究和应用最多的是“洞A”（由岱字棉15的系选品种洞庭l号突变产生的天然雄性不育株。）单隐性核雄性不育系和芽黄“81A”。“洞A”的发现为核不育“一系两用”和“两系法”利用杂种优势提供坚实的基础。在制种过程中“洞A”是一系两用，与杂合可育株杂交，其后代可产生50％不育株和50％可育株，以此保持不育系。与恢复系杂交产生强优势杂交种。利用隐性核不育系生产杂交种具有恢复系广泛，且不育系来自生产上的品种，不带对产量不利的因子，易于筛选出强优势组合等优点。但“洞A”不育性的稳定性易受温度、光照等外界环境的影响。

2.3.3棉花双隐性核雄性不育系的利用

棉花双隐性核不育系ms5ms6基因的最大特点是：它具有丰产、无蜜腺、不育性稳定、综合农艺性状好等特点。可育株和不育株都生长良好，不含对产量不利的因子；由隐性核不育基因控制，不育性由分离出来的可育株保持；恢复系品种广泛，较易筛选出强优势组合；是由两个隐性基因控制的不育性状，F2代群体中的不育株出现概率为1／16，条件合适可利用其优势。ms5ms6基因的表现为完全不育系是因为该类不育系的花粉败育彻底，不能产生成熟的花粉，无论是拴花自交还是用手捻破花药自交都不能结实，环境条件对它没有影响。不育株在温室里冬夏两季都能表现雄性不育，说明它的不育性稳定，而且用这种不育系制种可生产出100％的杂种棉群体。

2.4杂种二代利用法

人工去雄授粉法制种生产交棉种子费工费时，是其主要限制因素，若能利用杂种二代，将大大提高生产上杂种优势利用的经济效益。由于棉花是异源四倍体，二代分离不严重;另外，棉花收获期长、株型和熟性分离对产量不构成直接影响，所以棉花杂种二代仍具有一定的杂种优势，据研究棉花杂种二代一般比对照增产8% -10 % 。从育种角度看，只要在亲本选配上注意双亲的品质一致性，杂种二代仍保持较好的品质。国内外大多数研究已表明，陆地棉