本文摘要：摘要杂交育种技术仍是目前棉花育种采用的主要手段。河北省自20世纪30年代开展杂交育种以来，截止到2017年，共育成63个杂交棉品种，其中河北省审定杂交棉品种50个，占河北省审定所有棉花品种的24.9%。对河北省审定的杂交棉品种分析表明，产量得到了逐步提高并
摘要杂交育种技术仍是目前棉花育种采用的主要手段。河北省自20世纪30年代开展杂交育种以来，截止到2017年，共育成63个杂交棉品种，其中河北省审定杂交棉品种50个，占河北省审定所有棉花品种的24.9%。对河北省审定的杂交棉品种分析表明，产量得到了逐步提高并趋于稳定，纤维品质中断裂比强度和马克隆值是阻碍棉花品级提高的主要原因;枯萎病抗性问题基本解决，但黄萎病抗性急需提高。同时还分析了河北省杂交棉存在的主要问题，提出了河北省杂交棉培育的发展建议。
关键词河北省,杂交棉,现状,趋势
杂种优势利用是棉花育种发展的必然。杂种优势是指杂种在产量、纤维品质、抗逆性等方面优于双亲均值或优于双亲中较好的亲本的现象。与常规棉相比，杂交棉具有出苗快、苗健壮、植株高、开花早、铃大而多、适应性广、高产等特点[1]。由于劳动力成本不断提高，降低棉花生产成本成为必然趋势，这给河北省杂交棉育种及杂种优势利用研究提出新的挑战。对河北省杂交棉的研究进展作一些初步探讨，为河北省杂交棉培育提供参考。
1河北省杂交棉研究概况
1.1河北省杂交棉的培育
河北省20世纪30年代初开始进行棉花杂交育种研究，研究之初主要用于教学实践。新中国成立后，河北省农林科学院开始有针对性地进行棉花杂交育种，至1959年共配制100多个杂交组合，并总结了杂交育种的经验，但此时一直没有育成好的品种。1959年以后，河北省杂交棉选育研究的方向发生变化，主要是在生产上应用F2，所配组合F1较对照品种增产20%以上，F2增产幅度在10%左右，并对部分增产的F2在生产上进行大面积示范[2]。
1993年4月，河北省农林科学院棉花研究所培育的第一个F2品种“杂29”通过河北省审定，定名为“冀棉18”。该品种也是河北省第一个品种间杂交棉品种，在生产上实现了大面积推广[3]。河北省第一个国审杂交棉品种是邯郸市农业科学院2005年通过审定的“银棉2号”，为双价转基因抗虫三系杂交棉[4]。至2017年，河北省共审定杂交棉品种63个，全国三大棉区共审定杂交棉品种593个[5-6]，河北省占10.6%，说明河北省杂交棉培育处在全国前列，占有非常重要的地位。
63个品种包括省审品种50个，国审品种20个，既通过国审又通过省审品种7个。其中，河北省农林科学院棉花研究所省审品种13个，国审品种5个;邯郸市农业科学院省审品种9个，国审品种7个;河北省农林科学院粮油作物研究所省审品种5个，国审1个;河北农业大学省审品种4个;石家庄市农业科学研究院省审品种3个，国审品种1个;河间市国欣农村技术服务总会省审品种3个，国审品种4个;其他单位或个人省审品种13个，国审品种2个。
1.2制种技术
河北省棉花杂种优势利用中，至今仍无令人满意的高效率、低成本的生产杂交种种子的方法，现阶段主要的制种方法有以下2种。
1.2.1人工去雄授粉
人工去雄授粉制种是河北省乃至全国最普遍的杂交制种方式。这种方法主要是人工除去母本花朵中雄蕊，授以父本花粉，以产生杂种种子。其主要优点是选配亲本容易，只要亲本选配得当，易选出高优势组合，缺点是制种工作量大，持续时间长，造成制种成本较高，适用于劳动力较多的地区。河北省重视杂交制种技术研究，河北省农林科学院棉花研究所研制的“棉花去雄授粉简易器械”，其去雄授粉速度是手工的2倍;“一种棉花区位杂交制种方法”获国家发明专利，杂交制种产量增加10%~13%。
国家实用新型专利“一种棉花去雄器”[7-8]大大提高了制种效率，进行杂交棉制种时，制种产量显著提高，降低了制种成本和劳动强度。以河北省农林科学院棉花研究所2017年在行唐县南郤凹制种为例，制种田可得净收入90000~120000元/hm2，在农民利益充分满足的情况下，棉花杂交制种工作顺利进行。因此，在我国农村劳动力充裕的地方，建立棉花杂交制种基地，为棉花杂交种推广奠定基础。
河北省杂交棉制种田父母本比例及母本种植密度是决定制种产量高低的重要因素。根据多年杂交棉育种经验，父母本均为抗虫材料时，父母本最佳种植比例为1∶10，母本种植密度为33000~40000株/hm2;当父本为不抗虫材料时，父母本最佳种植比例为1∶8，母本种植密度为30000~38000株/hm2。
为了免去人工去雄环节，在不损坏雌配子正常受精结铃的情况下，可以用化学药剂杀死雄配子。在棉株上尝试过的α，β-二氯异丁酸钠酯、二氯丙酸钠等药剂，均有不同程度杀死雄配子的效果[9]。但由于化学杀雄剂在大面积使用时效果不够稳定、用药量较难掌握、可能引起药害，且易受地区和气候影响，因此目前在生产上运用较少。
1.2.2三系法
三系法是利用雄性不育系、保持系和恢复系“三系配套”生产棉花杂交种的一种方法。不育系是受核质互作遗传控制的细胞质雄性不育(cytoplasmicmalesterility，CMS)，可有效抑制花粉的产生。CMS一般不影响雄性不育性，用保持系的花粉给不育系授粉能保持后代不育;授以恢复系的花粉，恢复系中的恢复基因可抑制胞质不育系的不育性，使育性恢复[10]。
三系法操作简单规范，提高了所制杂交种的纯度;不用人工去雄，只需人工授粉，省时省工。如果蜜蜂传粉问题完全解决，将彻底省去人工授粉环节，大幅度降低制种成本;选择合适配套的不育系和恢复系，能够进行大规模制种。因此，三系法制种是实现棉花杂种优势利用最为有效的途径。河北省通过审定的第一个“三系”杂交种为“银棉2号”，是邯郸市农业科学院和中国农业科学院生物技术研究所合作选育的高产、抗虫、抗病三系杂交棉品种。
“银棉2号”为我国第一个双价转基因抗虫三系杂交棉，解决了棉花常规杂交制种中存在的用工大、成本高、耗时长、假“杂种”等问题。此后，河北省先后审定“邯杂98-1”[11]、“邯杂429”[12]、“邯杂301”[13]、“冀FRH3018”[14]等“三系”杂交棉品种。
1.3河北省培育的杂交棉品种主要性状分析
1.3.1皮棉产量分析
河北省培育的第一个杂交棉品种“冀棉18(杂29)”的皮棉产量为1255kg/hm2，第二个审定品种“杂66F1”的皮棉产量为1278kg/hm2，产量均未超过1400kg/hm2。2003年后，通过审定的杂交棉品种逐渐增多，尤其是2005年以后，每年平均审定近4个品种。
河北省杂交棉品种皮棉产量2003年最高，主要因为2003年气候条件适宜棉花生长，棉花产量普遍较高，因而审定的杂交棉品种皮棉产量较高，达到1950kg/hm2。由于苗期低温及生育中后期低温多雨天气频发，致使2006-2007年审定杂交棉品种的产量低于2005年审定品种[15]。2007年以后，河北省杂交棉品种的皮棉产量逐渐提高，并趋于稳定，2008-2015年，皮棉产量维持在1500~1650kg/hm2，2016-2017年皮棉产量有所提高。
2河北省杂交棉育种中存在的问题
2.1种子纯度难保证
杂交种的纯度和真实性是制约杂交棉发展的重要因素。目前，河北省杂交棉基本是人工杂交制种，即人工去雄授粉制种。亲本纯度、制种环节、收购环节、加工环节等都可能影响到杂交棉种子的纯度，即使制种单位监管到位，如若制种田空间隔离不到位，也难以保证种子的纯度[18]。另外，制种单位重视制种环节、忽视收购环节，允许农户自由收摘、晾晒的现象普遍存在;由于棉花杂交种子市场价格较高，用常规棉种冒充杂交棉种或用F2杂交种冒充F1杂交种现象也时有发生。
2.2重产量轻品质
由于杂交棉育种本身特点，育成品种一般高产，品质不好。由前文可知，河北省培育的杂交棉品种，皮棉产量普遍较高，但纤维品质普遍为Ⅱ型和Ⅲ型，Ⅲ型较多，优质杂交棉品种较少。通过河北省审定的50个杂交棉品种中，在不考虑“冀棉18”的情况下，Ⅰ型品种没有，Ⅱ型品种较少，只有14个，大部分是Ⅲ型品种，达到35个，占比71.4%。通过国家审定的杂交棉品种，也没有Ⅰ型品种，Ⅱ型品种7个，占35%，Ⅲ型品种13个，占65%。
3河北省杂交棉的发展建议
3.1简化制种方式
制种方式繁杂是制约杂交棉发展的一个重要因素，因此简化制种方式，提高制种效率是实现利用棉花杂交种的一个关键[23]。马维军尝试进行蜜蜂传粉三系制种(网室棉花)研究，但进展不大，未能进行大面积推广[19]。宇文钢发明“光温敏核不育系杂交制种技术”，这种方法显著降低杂交制种成本，提高制种效率[20-21]。化学杀雄可以省去人工去雄，节省制种用工，何六奇等[24]、华兴鼐[25]、张传忍等[26]、张学贤[27]开展了相关研究，但效果不佳，未能解决大面积使用药剂时杀雄效果不稳定和用药量难掌握的问题。
另外，研制更加简便适合的去雄、花粉采集及授粉器械也是快速有效提高制种效率的方法。高优势三系杂交棉的育成，不仅可以确保种子质量，避免“假杂种”，而且可以减少用人工数量，降低制种成本，有效缓解杂交棉制种用人工需求和劳动力短缺的矛盾[28]。据陈全求等[29]研究发现，三系杂交种制种的效益是人工制种的3倍。根据河北省的实际情况，要加大“三系”杂交棉育种，在优化育种方法的同时，利用现代生物技术与常规育种方法结合，创造新型“不育系”和“恢复系”，不断推出强优势的三系杂交组合，争取进行商业化生产[30]。
参考文献
[1]王晓辉.杂交棉的发展历史及应用前景研究.北京：中国农业科学院，2012.[2]王恒铨.河北棉花.石家庄：河北科学技术出版社，1992.
[3]张香云，崔瑞敏，付会期.棉花杂交种冀棉18号的选育及其应用.北京农业大学学报，1993，19(增刊)：100-103.
[4]王远，张锐，祖茂堂，等.双价转基因抗虫三系杂交棉银棉2号.中国棉花，2005，32(9)：20.
[5]杜雄明，刘国强.中国棉花品种志(1978-2007).北京：中国农业科学技术出版社，2009.
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