棉花抗枯、黄萎病育种研究

棉花抗枯、黄萎病育种研究

自20世纪50年代以来，中国的棉花育种取得了巨大的成就。品种产量水平不断提高，主要农艺性状、品质性状及生育期等发生了相应的变化。一些研究或基于区试资料或在同一条件下进行种植比较，对不同时期的棉花品种产量、农艺性状及品质性状进行了分析，阐明了中国棉花品种改良的一些遗传进展状况。但尚未见在相同条件下对建国以来自育的抗枯、黄萎病品种进行系统研究的报道。笔者在同一条件下对建国以来自育的110个抗枯、黄萎病品种进行比较试验，对其产量性状、抗病性、生育期等性状进行调查和分析，以期明确这些性状的遗传改良进展和存在的问题，探讨建国50年来棉花抗枯、黄萎病品种的遗传改良进展，为当前和今后棉花的抗病、高产、优质育种提供借鉴和参考依据。1材料和方法1.1研究品种和试验材料1999年和2000年课题组从中国农业科学院国家棉花中期种质库和河北农业大学棉花遗传育种研究室搜集抗枯、黄萎病材料162份。根据品种推广面积、地理来源和育成年代选取中国自20世纪50年代开展棉花抗病育种以来、在生产上先后推广的110个棉花抗枯、黄萎病品种(系)作为试验材料。其中20世纪50年代品种(系)2个，60年代品种(系)15个，70年代品种(系)23个，80年代品种(系)40个，90年代品种(系)30个，分别来自黄河流域棉区、长江流域棉区、西北内陆棉区和北部特早熟棉区等，遍布16个省(市、自治区)(表1)。1.2发病情况调查2001年将110个品种种植于河北农业大学棉花遗传育种试验田枯、黄萎混生病圃中，6月25日调查枯萎病发病情况，8月20日调查黄萎病发病情况，调查方法和记载标准参照文献进行；9月15日调查品种的第一果枝节位、第一果枝高度、株高、单株结铃数；收获期每个材料采集50铃进行室内考种，考查单铃重、衣分、籽指、衣指；轧花后取样测定纤维品质，纤维品质由中国农业科学院棉花研究所农业部棉花品质监督检验测试中心测定。2结果与分析2.1枯涣病发病指数比较各年代抗病品种在6月25日的枯萎病病指发现，20世纪50年代到70年代品种枯萎病病指逐年下降，80年代略有升高，90年代最低(见图1)，变幅为8.52～6.81。90年代品种的枯萎病发病指数较50年代、60年代、70年代、80年代品种分别下降了20.1%、13.6%、2.3%、9.6%，表明中国棉花抗枯萎病育种成效稳步提高。50年代到70年代品种的黄萎病病指呈逐年下降趋势，但80年代和90年代品种的黄萎病病指又有所上升。50年代品种的黄萎病病指最高，70年代品种的病指最低，变幅为19.72～27.23。由此可知，棉花抗黄萎病育种进展缓慢。2.2抗病品种生产力分析不同年代中国棉花抗枯、黄萎病品种的产量及构成因素可知，单株产量总体呈逐渐增长的趋势(图2)；单株结铃数平均值年代间变化不大，但20世纪80年代和90年代的品种间单株结铃数变化较大(图3)，50～90年代变异系数分别为3.47%、4.84%、3.48%、9.72%和15.58%；不同年代品种衣分平均值变幅为35.98%～38.47%，年份间差异较大，50～90年代衣分变化呈“V”型趋势；单铃重平均值变幅为5.27～5.29g，年代间变化不显著；除60年代的品种的籽指稍大外，基本呈下降趋势，年代间平均值变幅为9.72～11.39g。50年代是中国抗枯、黄萎病棉花品种选育及生产利用的起步阶段，单株生产力较低，但单株结铃数与其他年份相比并非最低，品种间单株结铃数变幅为15.88～20.13个；衣分平均值较高，达38.2℅,这主要与两个50年代品种之一的川57-618有关，其衣分高达43%；但单铃重平均值较低，这可能是单株生产力较低的原因。60年代品种的单株生产力比50年代品种有显著提高，增加了10.4%。产量构成因素中单株结铃数平均值较50年代略有提高，品种间变幅为13.75～27个，单株结铃数最大值与其他年份的品种比较高，单铃重与其它年份相比也表现最大，衣分较50年代有所下降。70年代品种的单株生产力有所下降，较60年代品种下降约6%。因单株结铃数平均值较60年代减少1.3个，单株结铃数最大值也较60年代品种减少2.37个。衣分从60年代到70年代呈降低趋势，为不同年份中的最低值。70年代品种的衣指最低，平均值为6.25g，较60年代的品种降低。80年代单株生产力有较大提高，产量比70年代增加6.8%。单株结铃数也较70年代略有提高，品种间单株结铃数变异较70年代增大，为12.5～26.63个；80年代有高衣分材料出现，衣分的平均值、最小值、最大值均较70年代有较大的提高；但比70年代品种的单铃重有所下降。90年代抗病品种单株生产力最高，从70年代至90年代育成的品种无论单株产量平均值还是最大值均呈上升趋势。单株结铃数平均值较80年代有所下降，品种间变异最大，差值达14.6个；品种的衣分稳步上升，平均值最高，衣分平均值比50年代、60年代、70年代和80年代抗病品种分别增长了2.9%、6.6%、8.9%和3.1%，说明中国育种工作者对衣分的选择取得了良好的效果；单铃重有所回升，籽指最低，衣指大幅增加，90年代品种衣指最高，平均值达6.94g。2.3代品种节位分析20世纪50年代品种第一果枝与子叶距离最小,第一果枝节位平均水平也最低。60年代品种株高平均值高于其它年代品种,为82.28cm,变幅为69～98.3cm;第一果枝与子叶距离最大,平均值为17.57cm,变幅为15.17～19.33cm。60年代、70年代品种第一果枝节位相近,比其它年份高,80年代、90年代品种第一果枝节位介于中间。70～90年代品种第一果枝距子叶距离平均数介于50年代与60年代之间,且相差很小。3抗黄涣病品种的筛选、研究建立与产量增长机制通过对建国以来各年代抗病品种的抗病性鉴定结果分析表明，抗枯萎病育种成效显著，而抗黄萎病育种工作进展缓慢，80年代到90年代抗黄萎病品种黄萎病病指有升高趋势。对110个抗病品种抗性鉴定结果分析，未发现对黄萎病高抗的材料。从研究结果看出，抗黄萎病育种工作中存在的问题主要是抗黄萎病资源缺乏。在陆地棉栽培品种中对黄萎病高抗材料很少。由于黄萎病菌生理小种不断变化，从而出现许多新的致病类型，早期鉴定的抗性种质材料，随时间的推移抗性可能丧失。因此，筛选、创造、利用高抗抗源应为陆地棉抗黄萎病育种的重要内容。但总体来说,除60年代品种外株高平均值变化不大,但品种间变幅较大,为48～107cm,株高呈降低趋势(图6),各年代品种的第一果枝与子叶距离、第一果枝节位演变趋势与株高演变趋势基本一致,呈下降趋势。除50年代品种生育期较短外,其他年份生育期平均天数呈缩短趋势,由60年代的118d到90年代的115.9d。通过对建国50年来自育抗