陳全求++藍家樣++韓光明++黃云++董建輝

摘要：棉花具有明顯的雜種優(yōu)勢，三系雜交棉降低了制種的勞動強度和用工量，制種程序簡便，純度高，適合大面積制種，所以具有廣闊的推廣應用前景。本文對三系雜交棉的品種、纖維品質和制種技術現狀進行了概述，并針對三系雜交棉的現狀提出了相應的發(fā)展建議。

關鍵詞：三系雜交棉；品種；現狀；發(fā)展建議

中圖分類號：S562.035 文獻標識碼：A 文章編號：2095-3143（2017）05-0002-05

DOI：10.3969/j.issn.2095-3143.2017.05.001

0 引言

棉花具有明顯的雜種優(yōu)勢，各主要產棉國都非常重視棉花雜種優(yōu)勢的應用與研究。但是，隨著勞動力成本不斷提高，大規(guī)模人工雜交制種生產棉花雜交種難以為繼，現已成為制約棉花雜交種大面積推廣利用的“瓶頸”[1]。 為解決棉花雜交種生產難題，利用棉花細胞質雄性不育系，選育集優(yōu)質、高產、簡化制種于一體的棉花三系雜交種已成為棉花育種的重點方向之一[2]。2000年以來，各育種單位在三系棉花品種取得了一些進展，開始陸續(xù)有三系雜交棉品種通過審定并在生產上推廣應用。

1 三系雜交棉品種的現狀

1.1 三系雜交棉品種審定的現狀

自20世紀80年代末，相繼有新疆生產建設兵團第一師農業(yè)科學研究所、河北省邯鄲市農業(yè)科學研究所、湖北省農業(yè)科學院經濟作物研究所和山西省農業(yè)科學院棉花研究所開始報道已實現棉花三系配套。但是，很長的一段時間內未見有成功的三系配套品種審定。三系雜交棉的產量水平與人工制種雜交棉有一定差距，原因可能是由于胞質對產量等因素有負作用，所以三系雜交種在生產上的利用長期以來受到一定的限制[3-4]。直到2000年后才有較多的三系雜交棉品種審定，從表1可以看出，2004年河南省審定了豫雜棉1號，2005年黃河流域審定了邯雜98-1和銀棉2號、浙江省審定了浙雜2號，2006年新疆審定了新彩棉9號和新雜棉2號、河北省審定了邯雜 429，且邯雜 429于2007年通過國審，2008年黃河流域審定了銀棉8號，2009年黃河流域審定了邯雜 301、新疆審定了新陸中43號，2010年河北省審定了冀FRH 3018，2011年山西省審定了中棉所83，2016年黃河流域審定了中棉所99。三系雜交棉品種的審定在2004年左右才開始取得突破。尤其是2005年和2006年，審定的品種較多。從審定的地點看。黃河流域三系雜交棉走在前列，黃河流域審定的三系雜交棉品種最多，有9個品種，新疆有3個品種，而長江流域只有1個品種通過審定。

上述系列品種的育成，說明三系雜交棉能夠達到普通人工制種雜交種的產量水平，同時由于三系雜交棉降低了制種的勞動強度和用工量，制種程序簡便，純度高，適合大面積制種，所以相對于人工制種雜交種具有廣闊的推廣應用前景。

1.2 三系雜交棉品種產量相關性狀的現狀

從表1可以看出，審定的三系雜交棉，黃河流域的品種生育期較短，一般都在120天左右，其中邯雜 301生育期為119天，中棉所99為118天。新疆的3個品種中有2個品種的生育期在125天左右，新陸中43號生育期較長，為133天，這是因為新疆的品種中含有海島棉血統(tǒng)，海島棉生育期一般較長。長江流域的浙雜2號的生育期也較長，為133天。從單鈴重上看新疆品種都是陸海雜交種，單鈴重較輕，一般在4 g左右，其他三系品種都是陸地棉，單鈴重均大于5 g，其中冀FRH3018和中棉所 99最高，單鈴重為6.5 g。在衣分性狀上，新疆棉花的衣分較低，沒有超過40%，其主要原因是新疆棉花是海陸雜種。其他三系雜交棉的衣分在40%以上，以中棉所83衣分最高，為43%，其次是銀棉2號和邯雜 301，分別為42.6%和42.3%。

在籽棉和皮棉產量上，13個審定的三系品種均比各自的對照增產，有些增產幅度非常明顯，新彩棉9號是第一個三系彩色雜交棉，籽棉產量比對照增產35.7%，皮棉產量增產25.3%；豫棉雜1號、邯雜98-1、銀棉2號和邯雜 429的籽棉、皮棉產量均比對照增產20%左右。這也說明三系雜交棉達到人工制種雜交棉的產量水平。新疆地區(qū)的籽棉產量明顯高于其他地區(qū)，得益于新疆的氣候和高密度栽培，其一般密度在10萬株/hm2以上。2006年育成的新彩棉9號和新雜棉2號的籽棉產量分別為4653.5 kg/hm2和4882.5 kg/hm2，尤其是2009年育成的新陸中43號，籽棉產量達到6035 kg/hm2。雖然在衣分上明顯低于其他地方的品種，但是新疆三系品種的皮棉產量相對也較高，新雜棉2號皮棉產量為1897.7 kg/hm2，新陸中43號皮棉產量為2217.9 kg/hm2。從審定的品種看，各個流域隨著年份的增加，三系棉花品種的籽棉產量、皮棉產量一直在增加，這說明在三系育種上，不斷對三系棉花進行改良取得了成效，三系棉花品種能夠滿足市場需求，為進一步的推廣打下良好的基礎。

1.3 三系雜交棉品種纖維品質的現狀

從表2可以看出，在纖維長度上，長度和比強度超過雙30的品種有4個，其中新疆品種占3個，另外一個為中棉所 99。尤以新疆的海陸三系品種的品質較好，新陸中43號達到了長絨棉的標準，長度為35 mm、比強度為36.5 cN/tex、馬克隆值為3.5、伸長率6.1%、整齊度為84.8%；新雜棉2號達到了中長絨棉的標準，長度為34.3 mm、比強度為37.4 cN/tex、馬克隆值為3.6、伸長率7.2%、整齊度為84.3%；新彩棉9號作為唯一的彩色棉品種，其長度為30.7 mm，比強度為33.9 cN/tex，馬克隆值為3.6，該品種的選育克服了彩色棉產量低、品質差的缺點，豐富了彩色棉的纖維類型。有6個品種的纖維長度超過30 mm，分別為豫棉雜1號、新彩棉9號、新雜棉2號、新陸中43號、冀FRH3018、中棉所 99，有7個品種的比強度超過30 cN/tex，分別為浙雜2號、新彩棉9號、新雜棉2號、新陸中43號、邯雜 429、中棉所83、中棉所 99。中棉所99是唯一一個纖維品質達到雙30的陸地棉品種，在所有陸地棉品種中，纖維品質最優(yōu)，長度為30.4 mm、比強度為31.3 cN/tex、馬克隆值為5.1、伸長率5.2%、整齊度為84.6%。endprint

2 三系雜交棉制種技術研究現狀

三系雜交棉[5]采用不育系、恢復系和保持系進行雜交制種，省去了去雄過程，能夠降低制種成本。自實現三系配套后三系雜交棉的制種技術受到越來越多的人研究。楊亞東，等1995年報道攻克陸海三系雜交棉制種技術難關，使得其繁種及制種產量得到顯著的提高，按1993年實收種子以定額用工計算，平均每個雜交人工完成生產種子為2.14 kg，若按實際用工計算，三系制種法則每個雜交人工生產種子已達到3 kg[6]。蔣梅巧，等從1999年開始在金華市多年試驗表明， 在放養(yǎng)30桶/hm2蜜蜂條件下，不育系單株結鈴數基本達到常規(guī)水平。2001年，金華石門農場三系制種產量為1230 kg/hm2，蘭溪墩頭三系制種產量為1575 kg/hm2，高于用“人工去雄授粉法”制種的產量（1050 kg/hm2） [7]。趙向前，等[8-9]于2002年以彩色棉纖維的顏色作為指示性狀，用于三系雜交棉制種，將帶有指示性狀的棕色棉恢復系或綠色棉恢復系按1∶ 2的比例與白色棉不育系混合種植（混播制種方式），利用天然媒介傳粉提高雜交種子產量，試驗以常規(guī)的條播制種方式為對照，發(fā)現混播制種方式可有效地提高不育系的結鈴率和降低其棉鈴的不孕籽率，制種產量比對照增加14%以上。陳建燦，等2004年根據試驗研究，提出了“三系”雜交棉制種技術操作規(guī)程，總結出“隔離、傳媒、誘殺、栽培”的制種技術。利用該制種技術可替代人工去雄授粉法制種。這種系統(tǒng)的制種技術突破傳統(tǒng)人工去雄授粉法的難題，達到既省工，又節(jié)本，其制種成本僅為人工去雄制種的八分之一[10]。

羅程，等2008年在前人研究的基礎上，已初步形成了一套適合新疆氣候和生產特點、行之有效的以“摘花授粉，花藥冷藏，整株雜交，集中成鈴”為核心的陸?！叭怠碧烊徊噬s交棉制種技術體系[11]。任愛民，等2008年根據抗病蟲三系雜交棉邯雜98-1的制種特點，總結出一套較為完整的邯雜98-1的高效雜交制種技術[12]。戚廷香，等[13]于2011～2013年對三系雜交棉制種方法進行了一些探索，三系法制種省去了人工去雄工序，用恢復系授粉即可獲得雜交種且不會損傷柱頭，減少了蕾鈴的脫落，制種成本比常規(guī)雜交棉降低。三系制種父母本可以分開種植，保證了雜交種的純度，可實現棉花雜交種生產的標準化、規(guī)?；彤a業(yè)化。研究發(fā)現，在只考慮制種環(huán)節(jié)時，三系雜交制種在海南的成本為28.8～34.6 元/kg，在安陽的成本是 14.2～17.0 元/kg，而人工雜交制種的成本為49.5～55.0 元/kg。因此，三系雜交制種比人工雜交制種效益提高了3 倍 ，主要體現在勞動力成本的降低，解決了當前棉花常規(guī)雜交制種用工難的困境[13]。朱永紅，等2017年通過對意蜂在網室內為三系雜交棉制種的試驗研究，并結合晉南氣候條件，總結出一套利用蜜蜂為網室內三系雜交棉授粉制種的配套技術[14]。

3 對三系雜交棉育種的發(fā)展建議

3.1 加強棉花細胞質雄性不育系的創(chuàng)制

棉花細胞質雄性不育的產生雖然有很多途徑但多數是通過棉花間的遠緣雜交、栽培棉品種的自發(fā)突變和利用現有不育系的回交轉育等途徑產生。棉花細胞質雄性不育材料的創(chuàng)制是培育三系雜交棉的關鍵。目前棉花中最有利用價值的細胞質雄性不育系是哈克尼西棉細胞質雄性不育系?，F在選育的三系雜交棉品種基本都含有哈克尼西棉細胞質雄性不育系。我國棉花質核互作雄性不育系研究起步較晚?，F在的三系雜交棉品種利用的細胞質雄性不育系比較單一，因此最重要的就是創(chuàng)制更多新的細胞質雄性不育系，為選育更好三系雜交棉品種提供保障。

3.2 加強棉花三系材料的共享和新品種的選育

我國在20世紀80年代末期才實現棉花三系配套，直到2000年以后才陸續(xù)有三系雜交棉品種審定。雖然我國棉花質核互作雄性不育系研究起步較晚，但是在棉花三系雜交種選育方面已取得較大進展。尤其是在2006年前后，審定的三系雜交棉品種最多，達到了研究的高峰，但是2011年后審定的品種又很少，只有2016年審定了中棉所99，該品種品質達到了“雙30”，籽棉和皮棉產量也超過對照，具有明顯的優(yōu)勢，為三系棉花育種發(fā)展堅定了信心。棉花育種者應加強交流，加強三系材料的交換和共享，拓寬恢復基因的來源，通過遠緣雜交及回交等手段實現多種恢復基因和育性加強基因的聚合，培育出對不育系具有強恢復力且穩(wěn)定的新型恢復系，培育強優(yōu)勢雜交棉新品種。

3.3 加快棉花質核互作雄性不育及其恢復的分子機理研究

許多學者對棉花質核互作雄性不育及其恢復的分子機理進行了研究，棉花細胞質雄性不育研究與應用已展現出良好的前景，但是棉花與玉米、水稻等作物相比，棉花染色體數目多，基因組較大，因此關于棉花雄性不育和育性恢復機理的研究還遠遠落后。隨著棉花基因組測序計劃的完成，棉花質核互作雄性不育及其恢復的調控機理必將進一步明朗，進而促進棉花三系雜種優(yōu)勢的利用研究邁上一個新的臺階[15]。相信隨著分子生物學新技術的發(fā)展，對棉花雄性不育和育性恢復機理的研究一定會取得重大突破。

3.4 加大三系雜交棉制種技術新途徑的研究

隨著棉區(qū)經濟的發(fā)展，勞動力成本逐年上升，靠手工制種的雜交棉發(fā)展模式已經無法滿足現階段棉花產業(yè)發(fā)展的需求，雜交棉的發(fā)展迫切需要在制種技術上有新的突破。棉花質核互作雄性不育系雜交制種，是實現這一目標的有效途徑之。從目前的研究看，主要還是以人工授粉為主，雖然三系雜交棉相對于人工雜交棉省工，但是由于機械化的發(fā)展，直播用種量的增加對雜交棉制種提出了更高的要求。研究及優(yōu)化以蜜蜂等昆蟲為媒介的高效傳粉體系，簡化制種流程，增加產量，降低制種成本是三系雜交棉推廣應用的前提。

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