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摘要 大量的研究和生产上的实践均已证明，一些组合杂种F2代具有一定的利用价值。但是在应用上也存在一些问题，如纤维品质的分离问题、F2的自交衰退、抗虫性分离问题、不能根据F1的产量来判断F2的优势等。对棉花杂种F2利用现状进行了概述，提出棉花杂种F2利用的发展思路，包括优化制种技术及降低种子成本、发展棉花杂种F2代的产量优势、避免纤维品质和抗性的分离、增强棉花杂种F2适应性等，以促进棉花杂种2代的利用。
关键词 棉花；杂种F2代；问题；利用现状；发展思路
中图分类号 S562 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2014）23-0065-03
Abstract A lot of research and practice have proved that some combination of hybrid F2 generation have a certain use value. But there are some problems in the application. For example，the separation of the fibre quality，selfing recession of F2，insect resistance separation，F2 advantage can not be judged by the output of F1.The utilization status of hybrid cotton F2 was summarized，and the development reflection in cotton hybrid F2 was concluded，including optimization of breeding techniques and decreasing the cost of seed，developing production advantages of cotton hybrid F2，avoiding the separation of fiber quality and resistancing，enhancing the adaptability of cotton hybrid F2.
Key words cotton；hybrid F2；problems；utilization status；development reflection
在我国，棉花是主要的经济作物之一，棉花产业的发展对提高我国人民生活水平意义重大。20世纪90年代以来，我国杂交棉品种的种植面积迅速增加。1990年全国杂交棉总的种植面积为1.47万hm2，在全国棉花种植面积中所占的比例仅为0.3%；1999年我国杂交棉的种植面积就增加至39.93万hm2，在全国总棉花种植面积中所占比例达到10.8%；到2004年长江中游棉区的杂交棉在总种植面积中的比例为70%左右；2010年杂交棉品种种植面积约占棉花种植面积90%。根据杂交棉的发展，可知其已经成为我国棉花生产的主导品种，取得了显著的社会效益、经济效益及生态效益[1]。但是近几年来由于棉花价格连年下滑，生产杂交种费工费时，棉花种植成本上涨，棉花种植面积逐渐下降。2014年全国杂交棉花制种落实面积3 000 hm2，预计2015年全国杂交棉花种植面积将减少至86.67万hm2左右。
如何打破用种成本和产量的负相关是目前杂交棉种子生产需要解决的问题。杂交种F2的利用首要工作是积极建立和完善相应的F2利用的相关制度，建立棉花杂交种F2审定标准，加速棉花杂交种F2的推广。许多学者对棉花杂种F2代的利用进行了研究，结果表明，棉花杂种F2的利用存在一定的优势，棉花杂种F2充分利用意义重大，有利于解决用种子成本和棉花产量的矛盾。
1 杂种F2利用存在的问题
虽然杂种F2在生产上具有很多优势，但是在实际应用上还存在一些问题，主要包括以下几个方面。
1.1 纤维品质的分离
目前，有关棉花杂种F2纤维品质的研究有很多，得出的结论也有所不同。1992年Dever等[2]研究比较了杂种F1、F2以及亲本的纤维品质性状，结果表明，若亲本变异较小，且双亲间的纤维品质性状表现出来的差异不大时，则杂种F2纤维性状表现出来的差异与亲本或杂种F1不显著。Baker等对F2的自交衰退率进行比较分析，结果表明，在2.5%的跨长上，F2相对于F1的下降幅度达到1.2%，但F2的纤维整齐度和比强度相对于F1分别提高了0.2%、2.0%，该研究结果与Meredith、吴吉祥、袁有禄等[3-5]的研究结果基本一致。但王 武等[6]经过研究，认为不能根据群体的平均数角度对F2代的纤维品质进行考虑，仅根据总体的平均数预测F2代与F1是相当不合理的；根据单株逐株地对F2群体的纤维品质性状进行考察，有20%～30%的麦克隆值与纺织工业的要求不相符；17.6%单株纤维的比强度与纺织工业的要求不符合；在纤维品质的主要指标中，变异最大的为麦克隆值，变异系数达到12.91%，2.5%跨长、比强度、整齐度分别为5.49%、7.80%、4.86%。
王玉杰[7]研究纤维性状在F2代中的表现，对每个品种各取20株进行分析，棉花绒长的变化幅度较大，一般在23.8～33.5 mm，而在27～29 mm范围内的比例仅约为65%。由此可见，绒长分离是影响棉花F2利用的一个重要原因。周仲华等[8]于2003年对包括对照中29在内8个组合的F1、F2代共计16个材料进行纤维品质的比较研究结果表明，抗虫杂交棉F1和F2代间除纤维长度达到显著差异外，其他7项指标均无显著性的差异，但F2代纤维品质的变异范围增大，优良纤维的比例降低，导致了纤维品质的衰退。因此，对F2代的利用应采取谨慎的态度。 1.2 F2的自交衰退
杂交棉F2世代发生性状的分离，导致了某些优良性状的衰退。国内外学者有关F2衰退情况的研究结果表明，与理论预期值50%相比，F2的衰退率要小的多，其中衰退最大的为产量优势，而在构成产量的因素中，下降最大的为铃数。Baker等对F2的自交衰退情况进行研究分析后，认为单株皮棉产量与F1相比，其自交衰退率为7.7%，衣分0.80%，早熟性62%[9]。王学德[10]经过研究，结果表明，单株结铃数、单株皮棉产量、单铃重及衣分的自交衰退率虽差异显著或极显著，但与中亲值相比，F2的单铃重和产量仍具有一定的优势。崔瑞敏等[11]的研究结果表明，除了子指性状外，F2主要性状的杂种优势均表现出不同程度的下降，其中，以霜前皮棉产量、籽棉总产、霜前花率、单株铃数等性状的下降幅度较大，分别为15.6%、15.87%、10.87%、8.81%；铃重虽有一定程度的下降，但其表现出来的正向优势仍较明显。杨芳荃等[12]经过研究，结果表明，与泅棉2号相比，湘杂棉1号F1产量增加幅度为13.8%，F2为6.8%，优势衰退了50.7%，但增产的效果仍然比较显著。综合国内外的研究，结果表明，尽管与50%的预计值相比，杂种F2的产量表现要好很多，某些组合的产量优势还很明显，但与F1相比，还是不同程度地存在衰退率，对F2产量产生了一定的影响。
1.3 抗虫性分离
马丽华等[13]的研究认为，F2代抗虫性虽然有分离，但仍然具有一定抗性。抗性的分离给用药等也带来一系列问题。王兆晓等[14]认为在棉花杂交种的不同代中，Bt基因的分配不同，导致F1和F2在抗虫性上出现较大的差异，在F2的表现中，由于Bt基因的分离，致使部分植株丧失抗虫性，F2的平均抗虫性下降，活虫残留量大，虫害加重，顶尖被害率高，果枝减少，蕾铃脱落增加，最终导致减产。因此，在利用抗虫性上人们也应引起重视。
1.4 不能根据F1的产量来判断F2的优势
经过对F2和F1产量杂种优势的比较发现，F2的籽棉、皮棉、霜前籽棉和霜前皮棉产量均低于F1，其中籽棉减产的幅度大于皮棉。另外，对F2减产率与F1产量进行相关性分析发现，F1产量越高，F2较F1的减产率越大。因此，F2产量的杂种优势不能简单地根据F1的产量杂种优势推测。
2 棉花杂种F2利用现状
2.1 F2纤维品质性状利用研究
纤维品质的分离情况是杂交棉F2能否利用的关键，许多学者通过相关试验研究了杂交棉F2的纤维品质的分离情况。Dever等[2]通过1992年的相关试验，结果表明，当亲本本身具有较小的变异，且双亲间的纤维品质性状具有较小的差异时，与亲本或者杂种F1相比，杂种F2纤维性状的变异表现的差异不显著。Baker等在对F2的自交衰退率进行研究后，认为在2.5%的跨长上，相对于F1，F2下降了1.2%，但F2的比强度及纤维整齐度均较F1增加2.0%、0.2%[8]。该结果与其他学者的研究结果基本一致，但王 武等[6]2002年的研究结果表明，F2的5个纤维品质性状的均值全都介于双亲之间，且二者非常相近。陈金湘等[15]2004年检测了杂交棉农杂62 F1、F2的主要纤维品质指标，结果分析表明，F1、F2的纤维品质性状均为分离世代，F1、F2麦克隆值、纤维长度、比强度、伸长率、整齐度等品质指标的群体平均数趋于一致，群体内个体纤维指标变异均呈正态分布，但峰值和偏斜度具有明显的差异，具有优良品质的F1群体数量明显比F2多。F2纤维的整体品质比F1差。郭衍龙等[16]2012年对华杂棉H318正交F2籽棉、皮棉产量比正交F1分别下降了4.2%和7.6%，表现的差异均为不显著。华杂棉H318正交F2除比强度小于正交F1（差异达到显著水平外）及其他4项指标相近，与对照鄂杂棉10号相比，纤维品质各项指标的差异不显著。
2.2 F2产量性状利用研究
中外学者对F2产量优势进行了大量的研究，但不同的学者在不同的环境下，试验所得出的结论有所差异。美国学者的研究表明，F2代竞争优势为8.0%～10.7%，中国学者也对F2代的杂种优势在10%～15%。
邢以华等[9]对70个组合的杂种F2产量优势测产分析，皮棉增产的组合有64个，占比为91.4%。对21个组合的杂种2代产量优势测产分析，有17个组合皮棉增产，占比为80.9%。一般在生产上的增产幅度：杂种F1为13.4%～39.0%，F2为7.0%～15.0%。1985年，Yasin Mirza经过研究，结果认为，与商用棉花品种MNH93和B557相比，巴基斯坦杂种棉H302 F1的增产幅度达到33%～50%，F2增产幅度在 16%。Merdeith[3]通过1987年及1988年的研究，结果表明，与F2及其亲本相比，F1的产量较高，增产幅度分别为11.8%和7.6%。王玉杰[7]1989年通过对冀4×中7、冀4×中12、冀12×中7等3个F2群体及其亲本的观察、计产，发现F2产量均大于其亲本，同时比当前推广种冀棉12分别增产15.6%、7.1%、10.0%。经其测验，差异达显著水平。William R等1991年研究表明：杂种F1的产量明显高于F2及其亲本，F1和F2第1次收花量分别比亲本平均值高15.8%和7.6%，最终产量分别高11.8%和7.6%。王学德[10]1991年认为单株皮棉产量的中亲优势达13.46%。聂以春等[17]1993年利用具有棉属野生种和半野生种族系血统的种质系与陆地棉品种杂交的5个组合F1和6个组合F2为材料，分析了F1和F2的皮棉产量、产量构成因素和纤维品质的竞争优势等，结果表明，F1和F2的皮棉产量竞争优势分别为12.4%和5.2%。袁有禄等[18]1999年利用4个隐性低酚棉品系为母本，5个显性无腺体品系为父本，按不完全双列杂交（NCⅡ）设计配制20个组合，籽棉产量、皮棉产量及产量构成因素的表现型值均为F1>F2>亲本。吴夫安等[19]2002年的研究结果表明，与对照品种相比，转基因双抗杂交棉F1代增产幅度在12.2%～31.4%，平均为19.9%。其中，W-1407和W-1408等2个组合较对照品种的增产幅度分别为20.4%和19.1%。杨 桦等[20]2005年通过对14个组合杂种F2产量性状的优势分析，杂种F1竞争优势越高的，F2优势下降的幅度越大。试验证明，虽然F2优势衰退明显，但有些高优势杂交组合仍然有显著的增产优势，增产幅度高于常规品种，在生产上应用杂种F2来降低人工制种成本是可行的。郭衍龙等[16]2012年对华杂棉H318正交F2籽棉、皮棉产量比正交F1分别下降4.2%和7.6%，均差异不显著。华杂棉H318正交F2同正交F1及对照相比子棉产量虽然有不同程度的降低，但差异未达到显著水平，表明该组合仍有一定的产量优势存在。 2.3 F2抗病性状利用研究
对于杂交棉F2的抗病性研究不多，邢以华等[9]1987年研究表明：只要双亲之一是抗病品种，其杂种F1的抗病性即为显性，F2的抗病性仍好。在同一年种植的62个组合杂种F1、F2中，有48个组合的F2与F1的发病株率相似或低于F1，占 比未77%，有14个组合的F2病株率高于F1，其中病株率高于3%～7%的组合有12个；高于9%～10%的组合有2个。说明F2比F1病株率高的组合占比较少，且F2株率高于F1的数值也很有限，因此，杂种F2仍保持有较好的抗病性。王玉杰[7]1989年通过对冀4×中7、冀4×中12、冀12×中7等3个F2群体及其亲本的观察、计产，发现F2杂交组合中，亲本中只要有1个表现为抗病，其杂种1代即表现出抗病性，杂种F2表现出来的抗病性仍较强，如以上几个组合的发病株率仅为4%～6%。
2.4 F2抗虫性状利用研究
随着转基因棉花的大力推广，许多学者对杂交棉F2代的转Bt基因杂交棉的抗虫性进行了一系列研究。F1代的抗性与抗虫亲本无明显差异，F2代的抗性显著下降。马丽华等[13]转Bt基因抗虫杂交棉F1、F2代对棉铃虫的抗性效应。田间抗虫性鉴定、室内生物测定及产量试验结果表明，抗虫杂交棉F1对棉铃虫具有良好的抗性，F2棉铃虫发生高峰期，虫口减退率为67.75%（田间结果）和77.92%（室内结果）。F2代对棉铃虫仍具有一定的抗性。肖松华等[21]于2001年通过相关研究，结果表明，33B和GK-12顶端的嫩叶可以对初孵的幼虫有致死作用，其造成的幼虫死亡率分别为86.8%和75.1%。据湖北省临澄县棉科所于2001年的研究，结果为3个抗虫棉（中抗杂1号、农杂62及湘K-5）蕾铃棉铃虫的累计为害率分别达到4.17%、3.98%、3.01%，与对照品种湘杂棉2号相比，分别降低17.55、17.74、18.71个百分点。大量试验结果表明，对于3代以前棉铃虫，转Bt基因棉具有较强的抗性及控制作用，但是随着棉株的生长，抗性逐渐下降，特别在棉铃虫4代期间，转基因抗虫棉的抗性及控制能力下降幅度很大，导致了幼虫的大量发生。陈旭升等[22]于2013年进行的相关试验研究结果表明，利用等位点 Bt抗虫亲本WJ-30、WJ24进行 杂交，因亲本的Bt抗虫基因具有相同的插入位点，F2群体抗虫基因的非等位性分离现象未发生，因此植株的抗虫率仍维持在100%，但经过与F1的比较，F2群体的生物学抗虫性出现一定的衰退，杂交F1综合抗性值3.50，为高抗，杂交F2综合抗性值2.42，为低抗。
3 棉花杂种F2代利用的发展思路
3.1 优化制种技术，降低种子成本
近几年来，杂交棉F1的种植面积越来越大，丰产、稳产性突出，但是，由于杂交抗虫棉制种投工多、劳动强度大、种子成本高，而且很多利用F2种子充当杂交F1，严重损害了棉农利益。杂交F2的利用不仅可以提高棉花产量，还可以降低种子成本，大大提高棉农的积极性。在杂交F1制种上，要严格把关，保证杂交1代种子纯度。人工制种后的杂交F1可直接交给农户种植，并与农户签订协议按市场价回收，不仅降低了成本，还提高了农户的收入。为适应纺织工艺发展对棉花品质等要求的不断变化，随时改配组合，推广速度快。尤其是新疆棉区，是我国最主要的棉区，单产相对于其他地区较高，但由于用种量较高，在种子成本上杂种F2低于F1，在产量上F2高于普遍种植常规棉，棉花杂种F2代的利用可有效解决种植成本，提高产量。
3.2 发展棉花杂种F2代的产量优势
从整体产量来看，F1具有超强杂种优势，F2保持了增产潜力，但单株水平的产量性状存在大幅度的分离，但是F2群体单株品质性状均值与F1各项指标差异不显著，从F2群体具体组成上分析各项指标变异较大，因此在利用F2上要慎重。虽然高优势F1组合不一定产生高优势的F2杂种，但高优势的F2杂种，必定有高优势的F1作基础，而F1的高优势取决于亲本的选择。前述分析认为：高优势F1的亲本皮棉产量主要决定因素是单株铃数、衣分、子指，而F1自交后的F2的皮棉产量却是由单株铃数、铃重等决定。优势分析认为：衣分、2.5%跨长在F2的衰退率并不高，单株铃数变幅最大，因此，以利用F2代为目的的杂交种选育，亲本组配时要选结铃性强、衣分高、符合育种目的的品种。同时，对配置好的杂交2代进行测产和考种，选择产量高，品质差异小的组合。
3.3 避免纤维品质和抗性的分离
纤维品质的衰减程度及产量是棉花杂种F2能否被利用的关键，一些形态学上性状（叶形、株高、铃形）等分离不会明显降低对2代产生影响，况且F2还具有一定的产量优势。有关F2的品质和抗性的分歧较多，国内外的很多研究结果认为，在纤维品质性状上，与F1相比较，虽然有些组合的F2表现稍差，但与对照无显著差异。在抗虫性方面，抗性分离的规律虽然与遗传学规律相符合，但与非抗虫杂交棉相比，抗虫棉还是可以起到降低成本、增加收入的作用[22]。因此，可采取一定的措施，对杂种 F2进行合理的利用，以适应棉花生产的需要。
3.4 增强棉花杂种F2适应性
杂种F2仅为F1杂合性的50%，因而构成的是一个非常异质的群体，同其亲本或F2相比，这一异质性可能使F2的适应范围更广。在产量、品质及抗性方面，F2仍表现出较大的优势，只是在对高优势的杂交组合进行选育的过程中，侧重点应放在对纤维强力高、单株结铃数多及双亲绒长之间具有较小差异的亲本的选择上，可能会取得更好的效果；具体组合的选用上，应综合考虑实际情况进行选择[23]。
4 参考文献
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Abstract A lot of research and practice have proved that some combination of hybrid F2 generation have a certain use value. But there are some problems in the application. For example，the separation of the fibre quality，selfing recession of F2，insect resistance separation，F2 advantage can not be judged by the output of F1.The utilization status of hybrid cotton F2 was summarized，and the development reflection in cotton hybrid F2 was concluded，including optimization of breeding techniques and decreasing the cost of seed，developing production advantages of cotton hybrid F2，avoiding the separation of fiber quality and resistancing，enhancing the adaptability of cotton hybrid F2.
Key words cotton；hybrid F2；problems；utilization status；development reflection
在我国，棉花是主要的经济作物之一，棉花产业的发展对提高我国人民生活水平意义重大。20世纪90年代以来，我国杂交棉品种的种植面积迅速增加。1990年全国杂交棉总的种植面积为1.47万hm2，在全国棉花种植面积中所占的比例仅为0.3%；1999年我国杂交棉的种植面积就增加至39.93万hm2，在全国总棉花种植面积中所占比例达到10.8%；到2004年长江中游棉区的杂交棉在总种植面积中的比例为70%左右；2010年杂交棉品种种植面积约占棉花种植面积90%。根据杂交棉的发展，可知其已经成为我国棉花生产的主导品种，取得了显著的社会效益、经济效益及生态效益[1]。但是近几年来由于棉花价格连年下滑，生产杂交种费工费时，棉花种植成本上涨，棉花种植面积逐渐下降。2014年全国杂交棉花制种落实面积3 000 hm2，预计2015年全国杂交棉花种植面积将减少至86.67万hm2左右。
如何打破用种成本和产量的负相关是目前杂交棉种子生产需要解决的问题。杂交种F2的利用首要工作是积极建立和完善相应的F2利用的相关制度，建立棉花杂交种F2审定标准，加速棉花杂交种F2的推广。许多学者对棉花杂种F2代的利用进行了研究，结果表明，棉花杂种F2的利用存在一定的优势，棉花杂种F2充分利用意义重大，有利于解决用种子成本和棉花产量的矛盾。
1 杂种F2利用存在的问题
虽然杂种F2在生产上具有很多优势，但是在实际应用上还存在一些问题，主要包括以下几个方面。
1.1 纤维品质的分离
目前，有关棉花杂种F2纤维品质的研究有很多，得出的结论也有所不同。1992年Dever等[2]研究比较了杂种F1、F2以及亲本的纤维品质性状，结果表明，若亲本变异较小，且双亲间的纤维品质性状表现出来的差异不大时，则杂种F2纤维性状表现出来的差异与亲本或杂种F1不显著。Baker等对F2的自交衰退率进行比较分析，结果表明，在2.5%的跨长上，F2相对于F1的下降幅度达到1.2%，但F2的纤维整齐度和比强度相对于F1分别提高了0.2%、2.0%，该研究结果与Meredith、吴吉祥、袁有禄等[3-5]的研究结果基本一致。但王 武等[6]经过研究，认为不能根据群体的平均数角度对F2代的纤维品质进行考虑，仅根据总体的平均数预测F2代与F1是相当不合理的；根据单株逐株地对F2群体的纤维品质性状进行考察，有20%～30%的麦克隆值与纺织工业的要求不相符；17.6%单株纤维的比强度与纺织工业的要求不符合；在纤维品质的主要指标中，变异最大的为麦克隆值，变异系数达到12.91%，2.5%跨长、比强度、整齐度分别为5.49%、7.80%、4.86%。
王玉杰[7]研究纤维性状在F2代中的表现，对每个品种各取20株进行分析，棉花绒长的变化幅度较大，一般在23.8～33.5 mm，而在27～29 mm范围内的比例仅约为65%。由此可见，绒长分离是影响棉花F2利用的一个重要原因。周仲华等[8]于2003年对包括对照中29在内8个组合的F1、F2代共计16个材料进行纤维品质的比较研究结果表明，抗虫杂交棉F1和F2代间除纤维长度达到显著差异外，其他7项指标均无显著性的差异，但F2代纤维品质的变异范围增大，优良纤维的比例降低，导致了纤维品质的衰退。因此，对F2代的利用应采取谨慎的态度。 1.2 F2的自交衰退
杂交棉F2世代发生性状的分离，导致了某些优良性状的衰退。国内外学者有关F2衰退情况的研究结果表明，与理论预期值50%相比，F2的衰退率要小的多，其中衰退最大的为产量优势，而在构成产量的因素中，下降最大的为铃数。Baker等对F2的自交衰退情况进行研究分析后，认为单株皮棉产量与F1相比，其自交衰退率为7.7%，衣分0.80%，早熟性62%[9]。王学德[10]经过研究，结果表明，单株结铃数、单株皮棉产量、单铃重及衣分的自交衰退率虽差异显著或极显著，但与中亲值相比，F2的单铃重和产量仍具有一定的优势。崔瑞敏等[11]的研究结果表明，除了子指性状外，F2主要性状的杂种优势均表现出不同程度的下降，其中，以霜前皮棉产量、籽棉总产、霜前花率、单株铃数等性状的下降幅度较大，分别为15.6%、15.87%、10.87%、8.81%；铃重虽有一定程度的下降，但其表现出来的正向优势仍较明显。杨芳荃等[12]经过研究，结果表明，与泅棉2号相比，湘杂棉1号F1产量增加幅度为13.8%，F2为6.8%，优势衰退了50.7%，但增产的效果仍然比较显著。综合国内外的研究，结果表明，尽管与50%的预计值相比，杂种F2的产量表现要好很多，某些组合的产量优势还很明显，但与F1相比，还是不同程度地存在衰退率，对F2产量产生了一定的影响。
1.3 抗虫性分离
马丽华等[13]的研究认为，F2代抗虫性虽然有分离，但仍然具有一定抗性。抗性的分离给用药等也带来一系列问题。王兆晓等[14]认为在棉花杂交种的不同代中，Bt基因的分配不同，导致F1和F2在抗虫性上出现较大的差异，在F2的表现中，由于Bt基因的分离，致使部分植株丧失抗虫性，F2的平均抗虫性下降，活虫残留量大，虫害加重，顶尖被害率高，果枝减少，蕾铃脱落增加，最终导致减产。因此，在利用抗虫性上人们也应引起重视。
1.4 不能根据F1的产量来判断F2的优势
经过对F2和F1产量杂种优势的比较发现，F2的籽棉、皮棉、霜前籽棉和霜前皮棉产量均低于F1，其中籽棉减产的幅度大于皮棉。另外，对F2减产率与F1产量进行相关性分析发现，F1产量越高，F2较F1的减产率越大。因此，F2产量的杂种优势不能简单地根据F1的产量杂种优势推测。
2 棉花杂种F2利用现状
2.1 F2纤维品质性状利用研究
纤维品质的分离情况是杂交棉F2能否利用的关键，许多学者通过相关试验研究了杂交棉F2的纤维品质的分离情况。Dever等[2]通过1992年的相关试验，结果表明，当亲本本身具有较小的变异，且双亲间的纤维品质性状具有较小的差异时，与亲本或者杂种F1相比，杂种F2纤维性状的变异表现的差异不显著。Baker等在对F2的自交衰退率进行研究后，认为在2.5%的跨长上，相对于F1，F2下降了1.2%，但F2的比强度及纤维整齐度均较F1增加2.0%、0.2%[8]。该结果与其他学者的研究结果基本一致，但王 武等[6]2002年的研究结果表明，F2的5个纤维品质性状的均值全都介于双亲之间，且二者非常相近。陈金湘等[15]2004年检测了杂交棉农杂62 F1、F2的主要纤维品质指标，结果分析表明，F1、F2的纤维品质性状均为分离世代，F1、F2麦克隆值、纤维长度、比强度、伸长率、整齐度等品质指标的群体平均数趋于一致，群体内个体纤维指标变异均呈正态分布，但峰值和偏斜度具有明显的差异，具有优良品质的F1群体数量明显比F2多。F2纤维的整体品质比F1差。郭衍龙等[16]2012年对华杂棉H318正交F2籽棉、皮棉产量比正交F1分别下降了4.2%和7.6%，表现的差异均为不显著。华杂棉H318正交F2除比强度小于正交F1（差异达到显著水平外）及其他4项指标相近，与对照鄂杂棉10号相比，纤维品质各项指标的差异不显著。
2.2 F2产量性状利用研究
中外学者对F2产量优势进行了大量的研究，但不同的学者在不同的环境下，试验所得出的结论有所差异。美国学者的研究表明，F2代竞争优势为8.0%～10.7%，中国学者也对F2代的杂种优势在10%～15%。
邢以华等[9]对70个组合的杂种F2产量优势测产分析，皮棉增产的组合有64个，占比为91.4%。对21个组合的杂种2代产量优势测产分析，有17个组合皮棉增产，占比为80.9%。一般在生产上的增产幅度：杂种F1为13.4%～39.0%，F2为7.0%～15.0%。1985年，Yasin Mirza经过研究，结果认为，与商用棉花品种MNH93和B557相比，巴基斯坦杂种棉H302 F1的增产幅度达到33%～50%，F2增产幅度在 16%。Merdeith[3]通过1987年及1988年的研究，结果表明，与F2及其亲本相比，F1的产量较高，增产幅度分别为11.8%和7.6%。王玉杰[7]1989年通过对冀4×中7、冀4×中12、冀12×中7等3个F2群体及其亲本的观察、计产，发现F2产量均大于其亲本，同时比当前推广种冀棉12分别增产15.6%、7.1%、10.0%。经其测验，差异达显著水平。William R等1991年研究表明：杂种F1的产量明显高于F2及其亲本，F1和F2第1次收花量分别比亲本平均值高15.8%和7.6%，最终产量分别高11.8%和7.6%。王学德[10]1991年认为单株皮棉产量的中亲优势达13.46%。聂以春等[17]1993年利用具有棉属野生种和半野生种族系血统的种质系与陆地棉品种杂交的5个组合F1和6个组合F2为材料，分析了F1和F2的皮棉产量、产量构成因素和纤维品质的竞争优势等，结果表明，F1和F2的皮棉产量竞争优势分别为12.4%和5.2%。袁有禄等[18]1999年利用4个隐性低酚棉品系为母本，5个显性无腺体品系为父本，按不完全双列杂交（NCⅡ）设计配制20个组合，籽棉产量、皮棉产量及产量构成因素的表现型值均为F1>F2>亲本。吴夫安等[19]2002年的研究结果表明，与对照品种相比，转基因双抗杂交棉F1代增产幅度在12.2%～31.4%，平均为19.9%。其中，W-1407和W-1408等2个组合较对照品种的增产幅度分别为20.4%和19.1%。杨 桦等[20]2005年通过对14个组合杂种F2产量性状的优势分析，杂种F1竞争优势越高的，F2优势下降的幅度越大。试验证明，虽然F2优势衰退明显，但有些高优势杂交组合仍然有显著的增产优势，增产幅度高于常规品种，在生产上应用杂种F2来降低人工制种成本是可行的。郭衍龙等[16]2012年对华杂棉H318正交F2籽棉、皮棉产量比正交F1分别下降4.2%和7.6%，均差异不显著。华杂棉H318正交F2同正交F1及对照相比子棉产量虽然有不同程度的降低，但差异未达到显著水平，表明该组合仍有一定的产量优势存在。 2.3 F2抗病性状利用研究
对于杂交棉F2的抗病性研究不多，邢以华等[9]1987年研究表明：只要双亲之一是抗病品种，其杂种F1的抗病性即为显性，F2的抗病性仍好。在同一年种植的62个组合杂种F1、F2中，有48个组合的F2与F1的发病株率相似或低于F1，占 比未77%，有14个组合的F2病株率高于F1，其中病株率高于3%～7%的组合有12个；高于9%～10%的组合有2个。说明F2比F1病株率高的组合占比较少，且F2株率高于F1的数值也很有限，因此，杂种F2仍保持有较好的抗病性。王玉杰[7]1989年通过对冀4×中7、冀4×中12、冀12×中7等3个F2群体及其亲本的观察、计产，发现F2杂交组合中，亲本中只要有1个表现为抗病，其杂种1代即表现出抗病性，杂种F2表现出来的抗病性仍较强，如以上几个组合的发病株率仅为4%～6%。
2.4 F2抗虫性状利用研究
随着转基因棉花的大力推广，许多学者对杂交棉F2代的转Bt基因杂交棉的抗虫性进行了一系列研究。F1代的抗性与抗虫亲本无明显差异，F2代的抗性显著下降。马丽华等[13]转Bt基因抗虫杂交棉F1、F2代对棉铃虫的抗性效应。田间抗虫性鉴定、室内生物测定及产量试验结果表明，抗虫杂交棉F1对棉铃虫具有良好的抗性，F2棉铃虫发生高峰期，虫口减退率为67.75%（田间结果）和77.92%（室内结果）。F2代对棉铃虫仍具有一定的抗性。肖松华等[21]于2001年通过相关研究，结果表明，33B和GK-12顶端的嫩叶可以对初孵的幼虫有致死作用，其造成的幼虫死亡率分别为86.8%和75.1%。据湖北省临澄县棉科所于2001年的研究，结果为3个抗虫棉（中抗杂1号、农杂62及湘K-5）蕾铃棉铃虫的累计为害率分别达到4.17%、3.98%、3.01%，与对照品种湘杂棉2号相比，分别降低17.55、17.74、18.71个百分点。大量试验结果表明，对于3代以前棉铃虫，转Bt基因棉具有较强的抗性及控制作用，但是随着棉株的生长，抗性逐渐下降，特别在棉铃虫4代期间，转基因抗虫棉的抗性及控制能力下降幅度很大，导致了幼虫的大量发生。陈旭升等[22]于2013年进行的相关试验研究结果表明，利用等位点 Bt抗虫亲本WJ-30、WJ24进行 杂交，因亲本的Bt抗虫基因具有相同的插入位点，F2群体抗虫基因的非等位性分离现象未发生，因此植株的抗虫率仍维持在100%，但经过与F1的比较，F2群体的生物学抗虫性出现一定的衰退，杂交F1综合抗性值3.50，为高抗，杂交F2综合抗性值2.42，为低抗。
3 棉花杂种F2代利用的发展思路
3.1 优化制种技术，降低种子成本
近几年来，杂交棉F1的种植面积越来越大，丰产、稳产性突出，但是，由于杂交抗虫棉制种投工多、劳动强度大、种子成本高，而且很多利用F2种子充当杂交F1，严重损害了棉农利益。杂交F2的利用不仅可以提高棉花产量，还可以降低种子成本，大大提高棉农的积极性。在杂交F1制种上，要严格把关，保证杂交1代种子纯度。人工制种后的杂交F1可直接交给农户种植，并与农户签订协议按市场价回收，不仅降低了成本，还提高了农户的收入。为适应纺织工艺发展对棉花品质等要求的不断变化，随时改配组合，推广速度快。尤其是新疆棉区，是我国最主要的棉区，单产相对于其他地区较高，但由于用种量较高，在种子成本上杂种F2低于F1，在产量上F2高于普遍种植常规棉，棉花杂种F2代的利用可有效解决种植成本，提高产量。
3.2 发展棉花杂种F2代的产量优势
从整体产量来看，F1具有超强杂种优势，F2保持了增产潜力，但单株水平的产量性状存在大幅度的分离，但是F2群体单株品质性状均值与F1各项指标差异不显著，从F2群体具体组成上分析各项指标变异较大，因此在利用F2上要慎重。虽然高优势F1组合不一定产生高优势的F2杂种，但高优势的F2杂种，必定有高优势的F1作基础，而F1的高优势取决于亲本的选择。前述分析认为：高优势F1的亲本皮棉产量主要决定因素是单株铃数、衣分、子指，而F1自交后的F2的皮棉产量却是由单株铃数、铃重等决定。优势分析认为：衣分、2.5%跨长在F2的衰退率并不高，单株铃数变幅最大，因此，以利用F2代为目的的杂交种选育，亲本组配时要选结铃性强、衣分高、符合育种目的的品种。同时，对配置好的杂交2代进行测产和考种，选择产量高，品质差异小的组合。
3.3 避免纤维品质和抗性的分离
纤维品质的衰减程度及产量是棉花杂种F2能否被利用的关键，一些形态学上性状（叶形、株高、铃形）等分离不会明显降低对2代产生影响，况且F2还具有一定的产量优势。有关F2的品质和抗性的分歧较多，国内外的很多研究结果认为，在纤维品质性状上，与F1相比较，虽然有些组合的F2表现稍差，但与对照无显著差异。在抗虫性方面，抗性分离的规律虽然与遗传学规律相符合，但与非抗虫杂交棉相比，抗虫棉还是可以起到降低成本、增加收入的作用[22]。因此，可采取一定的措施，对杂种 F2进行合理的利用，以适应棉花生产的需要。
3.4 增强棉花杂种F2适应性
杂种F2仅为F1杂合性的50%，因而构成的是一个非常异质的群体，同其亲本或F2相比，这一异质性可能使F2的适应范围更广。在产量、品质及抗性方面，F2仍表现出较大的优势，只是在对高优势的杂交组合进行选育的过程中，侧重点应放在对纤维强力高、单株结铃数多及双亲绒长之间具有较小差异的亲本的选择上，可能会取得更好的效果；具体组合的选用上，应综合考虑实际情况进行选择[23]。
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