优质高产抗病棉花新品种冀863的性状分析

优质、高产、抗病棉花新品种冀863的性状分析-农学论文优质、高产、抗病棉花新品种冀863的性状分析 崔淑芳1，刘祎1，钱玉源1，师树新2，马虎成3，张玉松4，赵瑞英5，骆冬洁6，李俊兰1 （1河北省农林科学院棉花研究所/农业部黄淮海半干旱区棉花生物学与遗传育种重点实验室，石家庄050051；2河北冀棉经作科技有限公司，石家庄050051；3邢台市农业技术推广站，河北邢台054001；4沧州市种子监督检验站，河北沧州061001；5邯郸市种子管理站，河北邯郸056001；6衡水市农牧局，河北衡水053000） 摘要：针对棉花生产上普遍存在的枯、黄萎病发生严重，纤维比强度偏低，马克隆值偏高以及缺乏早熟性较好的品种等问题，广泛搜集遗传背景丰富、筛选综合性状优良的种质资源作为亲本，利用杂交创造广泛变异，实现目的基因的重组，选择多个优良目标性状集于一体的后代材料，结合南繁北育，在重病圃进行全生育期抗病性鉴定、多点适应性鉴定等，培育出优质、高产、抗病、早熟性较好的抗虫棉花新品种冀863。2006 年参加冀中南春播棉花品种区域试验，2010 年通过河北省农作物品种审定委员会审定。冀863高产、抗病、早熟性好，符合纺织工业需要的AA型优质棉标准，各项纤维品质指标匹配合理，符合国家棉花品种审定规范型品质标准。与同期和近5 年河北省审定的春播常规棉品种比较，具有整齐度指数高、断裂比强度强、马克隆值适宜、反射率高、纺纱均匀性指数高等优良纤维品质性状和早熟性好的特点。冀863是适宜生产需要的综合性状优良的棉花品种，亦可作为培育新品种的优异种质资源材料。 关键词：冀863；优质；高产；抗病；早熟性 中图分类号：S562 文献标志码：A 论文编号：cjas15060025 基金项目：河北省现代农业科技奖励性后补助项目“棉花品种冀863”。 第一作者简介：崔淑芳，女，1965 年出生，河北平山人，研究员，本科，主要从事棉花优质棉遗传育种研究。通信地址：050051 石家庄市和平西路598号河北省农林科学院棉花研究所，TelE-mail：emailprotected。 通讯作者：李俊兰，女，1963 年出生，河北清河人，研究员，硕士，研究生，主要从事棉花优质棉遗传育种研究。通信地址：050051 石家庄市和平西路598 号河北省农林科学院棉花研究所，TelE-mail：emailprotected。 收稿日期：2015-06-29，修回日期：2015-09-06。 0 引言 中国棉花生产举世瞩目，总产和单产均已跃居世界前列，其中种质资源创新、品种改良发挥了重要作用。原棉是纺织工业的重要原料，一个优良品种不仅需具备高产潜力，还需具备适合纺织工业发展所需的纤维品质。随着纺织工业的发展，优质棉1的市场空间越来越大，这就要求加大优质棉品种的选育和推广2-9。棉花枯萎病和黄萎病是通过土壤传播的维管束病害，目前，种植抗病品种是最直接、有效的防治途径。随着农业用地日益减少，积极发展粮棉两熟栽培，保证粮棉双丰收，选育早熟性较好的品种，具有战略意义。因此，创造、培育优质、高产、抗病、早熟的棉花新种质、新品种是当前品种改良的迫切任务2,4,7-10。 1 材料与方法 1.1 亲本材料 母本：转基因棉599系，高产、抗棉铃虫。铃重6.3 g，衣分42.1%，纤维上半部平均长度30.0 mm，断裂比强度28.5 cN/tex，马克隆值5.1。 父本：1086 系，抗枯、黄萎病，纤维上半部平均长度30.5 mm，断裂比强度33.1 cN/tex，马克隆值3.9。 1.2 选择方法 1.2.1 纤维品质田间初选后，送农业部棉花品质监督检验测试中心检测，依据国家标准11-13选择纤维上半部平均长度28 mm、整齐度指数85.0%、断裂比强度30 cN/tex、马克隆值3.45.1的材料。 1.2.2 丰产性注重铃重和结铃性的协调选择，选择单株成铃15个，铃重6.0 g，衣分39.0%，子棉产量高产对照的品系。 1.2.3 抗病性在枯、黄萎病混生病圃，对枯萎病和黄萎病抗性进行全程鉴定。按照中国枯萎病和黄萎病5 级划分标准和时间14进行病情调查，选择枯萎病病情指数5.0，黄萎病病情指数20.0的材料。 1.2.4 早熟性第一果枝节位、霜前花率、全生育期和现蕾、开花、吐絮的横向期与纵向期是棉花早熟性的主要标志性状15-17。通常第一果枝节位低、全生育期短、霜前花率高的品种表现早熟，加之多年的选育经验，确定第一果枝节位67 节、生育期130 天左右、霜前花率90%，作为早熟材料性状指标。进一步用棉花早熟性综合标准分数对候选材料的早熟性进行衡量。 棉花品种早熟性的综合标准分数为公式(1)。 1.3 选育过程 19961998 年从新陆中8 号（原91-19）GK12 的杂交后代选育出转基因抗虫棉品系“599 系”。1999 年在陆地棉优质系89-127（中117 选系）与海岛棉杂交后，经过12 代连续选择，育成优质棉品系“1086 系”，冬季在海南省三亚市南滨农场（简称南滨农场）配制组合599 系1086 系。2000 年杂交铃种植于河北省农林科学院棉花研究所石家庄市小安舍试验站（简称石家庄市小安舍试验站），收获F1代种子种植于南滨农场，冬季将F2代种子全部收回，2001 年种植于石家庄市小安舍试验站枯、黄萎病病圃中，在不防治棉铃虫的自然条件下，结合田间观察、室内考种、纤维品质测试，选择优良单株混收；F3F6代注重纤维品质、产量（衣分、单铃重）、抗病性、早熟性等性状的综合选择，至2004 年历经4年7个世代的连续定向选择，选出综合性状表现较好的冀863，品系比较试验，冀863纤维品质优良，长、强、细指标配套，抗虫性、抗病性均表现较好，霜前皮棉较对照DP99B 增产21.2%；2005 年在河北省衡水、邯郸和沧州对冀863的高产、抗病等性状进行了适应性和稳定性鉴定；2006 年参加冀中南春播棉花品种区域试验（图1）。 2 选育结果 冀863在2006 年、2007 年2 年冀中南春播棉花品种区域试验和2009 年生产试验中表现突出，于2010年通过河北省农作物品种审定委员会审定。 2.1 纤维优质 2009 年农业部棉花品质监督检验测试中心检测结果：上半部平均长度30.0 mm，断裂比强度30.0 cN/tex，马克隆值4.9，整齐度指数85.2%，符合纺织工业需要各项纤维品质指标匹配合理的AA型优质棉1,10,13；符合国家棉花品种审定规范型品质标准1（2 表1）。 2.2 高产稳产 2006 年、2007 年2 年冀中南春播棉花品种区域试验和2009 年生产试验中，18 个试点全部增产。其中，2007 年霜前皮棉产量居12 个参试品种第1 位。2009年子棉、霜前子棉均居9个参试品种第1位（表2）。 2.3 抗病性强 河北省棉花品种区域试验指定单位河北省农林科学院植物保护研究所，2006、2007、2009 年3 年鉴定均属高抗枯萎病、耐黄萎病类型。11 个试验点大田调查结果，枯萎病病情指数和黄萎病病情指数低，分别为0.8和18.6（表3）。 2.4 早熟性好 全生育期126 天，第1 果枝节位7.2 节，霜前花率94.7%。在12 个参加区域试验品种中，全生育期较短、霜前花率高（表4）。 3 优良性状分析 冀863在同期河北省审定的7个（包括冀863）春播常规棉品种和近5 年即20112015 年审定的20个同类型品种中，纤维品质和早熟性等性状表现突出。 3.1 纤维品质性状优良 3.1.1 上半部平均长度较长上半部平均长度是指在照影仪曲线上50%纤维量的位置，对曲线作一条切线，切点延长线对应点距离14。纤维长度越长，在棉纱中相互重合的部分越长，就会增加纤维相互间的摩擦力和抱合力使其不易滑脱，增加了成纱强力，纺纱的质量就越好11,18-19。根据2012 年国家细绒棉标准，冀863属于30 mm级11，在同期7 个品种中居第4 位，在近5 年20个品种中居第5位（表5）。 3.1.2 整齐度指数较高长度整齐度指数为棉纤维的平均长度和上半部平均长度的比值。该值越高，纤维一致性越好。冀863属于“高”档11。在同期7 个品种中居第6位，在近5年20个品种中居第5位。 3.1.3 断裂比强度强断裂比强度是指一束纤维受到拉伸直至断裂时，所显示出来的每单位线密度所受的力。该值高成纱强度高，织成的纱布质量好、牢固耐用；反之，在加工过程容易形成棉结索丝，短纤维含量和落棉量增多，纱布强度降低18-19。冀863属于“强”档11，在同期7 个品种中居第2 位，在近5 年20 个品种中居第9位（表5）。 3.1.4 马克隆值较低适宜纺纱马克隆值是纤维细度与成熟度的综合指标。马克隆值高，耐机械打击，易清除杂质，成纱条干均匀，外观光洁疵点少，成品率高。过高或过低，均会影响成纱品质。通常纱厂希望得到马克隆值3.54.9 之间的棉花进行配棉18-21。冀863马克隆值较低为4.9，属于B级11，在同期7 个品种中居第2位，在近5年20个品种中居第6位（表5）。 3.1.5 反射率高反射率是表示棉花对白色光的反射程度，显示棉花样品明亮或暗淡的程度，是评定棉花等级的重要依据。反射率越高，纤维成熟度好，色泽好等级高，制成的纱布牢固美观11,18。冀863反射率高，在同期7个品种中居第1位，在近5年20个品种中居第6位（表5）。 3.1.6 纺纱均匀指数较高纺纱均匀指数(SCI)是预测纤维纺纱能力的综合指标，对纺纱强力影响很大，通常作为育种单位育种材料优化和纺织部门配线的统用指标，以保证棉花品种选育目标与其实际纺织使用价值达到高度一致22。SCI 分3 个等级：140 为较差，140150 为中等，155 为优质23，冀863的SCI 为143，在同期7 个品种中居第3 位，在近5 年20 个品种中居第7位（表5）。 3.2 早熟性好 冀863在同期7 个品种中，全生育期最短，霜前花率最高，早熟性综合标准分数Tj最高居第1 位，早熟性最好15；在近5 年20 个品种中，综合标准分数Tj居第12位，早熟性较好（表5、表6）。 4 结论与讨论 冀863的育成不仅实现了纤维上半部平均长度、断裂比强度与马克隆值等纤维品质性状之间的协调配套，而且实现了优质、抗病、早熟、高产的协同提高：（1）纤维优质配套档次高。纤维品质优良，指标配套，符合河北省棉花品种型纤维品质标准和国家优质棉AA档次。冀863纤维上半部平均长度、整齐度指数、断裂比强度、马克隆值、反射率和纺纱均匀指数，在同期7 个品种中，分别居第4 位、第6 位、第2 位、第2位、第1 位和第3 位；在近5 年20 个品种中，分别居第5位、第5 位、第9 位、第6 位、第6 位和第7 位。（2）增产幅度大稳产性好。2006、2007、2009 年3 年18 个试点全部增产，平均每公顷皮棉、霜前皮棉分别较对照冀棉958等增产15.5%和18.0%。（3）抗病性强且表现稳定。2006、2007 和2009 年河北省农林科学院植物保护研究所鉴定，冀863均属高抗枯萎病、耐黄萎病类型，平均枯萎病病指0.8，黄萎病相对病指27.7。（4）早熟性好。在同期7 个品种中，全生育期最短，霜前花率最高，早熟性综合标准分数最高，早熟性最好；在近5年20 个品种中，早熟性综合标准分数居第12 位，早熟性较好。 优质、高产、抗病及早熟性较好的棉花品种冀863的成功培育，取决于其亲本选择、后代处理以及重要性状的准确鉴定等关键环节：（1）亲本遗传基础丰富，双亲杂交后，后代变异类型多，性状变异幅度大，容易获得性状分离较大的群体及超亲类型，优良基因型个体出现的频率高14。（2）试验地土壤类型、肥力水平和土壤湿度等均匀一致，种植密度合理，管理措施适时，最大限度降低基因型与环境的互作效应，提高性状选择的准确性和效果24。（3）人工互交，可有效消弱或打破性状间的不利连锁，使重要性状得到快速、同步改良。（4）性状选择效果很大程度上取决于鉴定结果的可靠性。重要性状准确鉴定注意4 个方面：一是在材料稳定时进行选择；二是创造适宜性状表现的条件；三是在棉花生育期进行全程观察；四是严格按照行业标准进行筛选。 棉花新品种不断更替，推动了棉花生产的不断发展。但随着社会经济的发展，农村劳动力大量涌向第三产业和城市建设，劳动力成本越来越高，从事农业生产劳动的群体主要是老人和妇女。因此，迫切希望棉花新品种具有以下特征：（1）进一步提高棉花品种的抗旱、抗病、抗盐碱等抗逆性，优化棉花纤维品质性状，从而增加和稳定产量，提高附加值。（2）小面积种植，易种、易管、易收获；规模化种植，适宜全程机械化、半自动化管理。（3）挖掘对棉花产品的综合、全面利用，形成一条龙产业链，提高植棉效益，稳定和推动棉花生产发展。 参考文献 1 杨伟华,许红霞,王延琴,等. 优质棉的定义及其评价方法解读J.中国棉花,2008,35(10):2-4. 2 金卫平,崔淑芳,王广恩,等.对优质棉概念的理解及育种方法探讨J.中国棉花,2010,37(2):2-3. 3 杨伟华,项时康,唐淑荣,等.20 年来中国自育棉花品种纤维品质分析J.棉花学报,2001,13(6):377-384. 4 唐淑荣,彭振,褚平,侯爱玲,等. 2012 年中国生产领域棉花纤维品质抽检结果分析J.中国棉花,2013,40(7):9-13. 5 张凤鑫.发展高品质棉迎接加入WTO新挑战棉花纤维品质改良的进展J.安徽农学通报,2000,6(6):6-8. 6 张志刚,曾昭云,杨芳荃,等.对中国棉花纤维品质的探讨J.作物研究,2002(5)258-261. 7 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GB 1103.22012棉花第2 部分:皮辊加工细绒棉S.北京:中国纤维检验局,2012. 12 中华人民共和国农业部. NY/T 12972007农作物品种审定规范棉花S.北京:中国农业出版社,2007. 13 中华人民共和国农业部. NY/T 14262007 棉花纤维品质评价方法S.北京:中国农业出版社,2007. 14 中国农业科学院棉花研究所.中国棉花遗传育种学M.济南:山东科学技术出版社,2003. 15 杨中旭,高东玉,李秋芝,等.棉花早熟性综合标