江蘇省雜交棉花品種性狀研究及育種思路

蔡立旺等

摘 要：研究2001—2013年江蘇省農作物品種審定委員會審定通過的雜交棉花品種的性狀表現，為雜交棉育種提供參考。根據區域試驗數據，采用Excel等統計方法分析雜交棉花品種的親本來源、產量表現、纖維品質及抗性等性狀。結果表明：雜交棉品種親本多為蘇審常規棉與‘GK19；不同階段育成品種產量穩步提高，但增產幅度有降低趨勢；單株鈴數有漸近增加的趨勢；30個白色雜交棉品種中，衣分均高于39.5%，鈴重5.9 g以上的品種占60%；纖維品質達Ⅲ型以上品種占93.5%；近50%品種對枯、黃萎病的抗性達耐病級別；抗蟲性有待提高。近期雜交棉育種以改進纖維品質與抗性為主，穩步提高產量；思路上注重種質資源創新，充分利用生物技術，研究“三系”雜交棉；重點開展病蟲抗性和品質研究。

關鍵詞：江蘇省；雜交棉花品種；性狀；育種思路

中圖分類號：S562 文獻標志碼：A 論文編號：2014-0221

Abstract： Research on characteristics of hybrid cotton varieties authorized by crop variety approval committee of Jiangsu Province during 2001 to 2013， providing a reference for hybrid cotton breeding. Based on the data of regional tests of hybrid cotton varieties， analyzed their parental origin， yield， fiber quality and resistance level by Excel and other statistical methods. The results showed that most parents of hybrid cotton varieties were ‘GK19 and conventional cotton varieties approved by Jiangsu Province； the yield of hybrid cotton varieties increased steadily at different stages， but yield increase rate tended to decrease； boll number per plant was gradually increasing； all varieties of lint were higher than 39.5% among thirty hybrid cotton varieties， outside colored cotton； 60% of the varieties of bell weight exceeded 5.9 g； 93.5% of the varieties fiber qualities reached national standard III and above； nearly 50% of the varieties resistance to cotton Verticillium wilt and Fusarium wilt； insect resistance remained to be improved. Breeding direction of hybrid cotton varieties should be based on the improvement of fiber quality and resistance， steadily improve yield in the recent years. Breeding methods should strengthen cotton germplasm innovation； sufficiently research CMS （cytoplasmic male sterility）-based hybrid cotton by utilizing biotechnology； mainly research on disease and insect resistance.

Key words： Jiangsu Province； Hybrid Cotton Varieties； Characteristics； Breeding Strategy

0 引言

棉花是中國主要的經濟作物。作為戰略物資，棉花纖維在國民經濟中的地位舉足輕重。棉花既是一種重要的天然紡織纖維作物，又是重要的種子油料作物，同時棉花種子也是一種重要的食品和飼料資源[1]。20世紀90年代以來，中國雜交棉品種在生產上的應用面積迅速擴大。1990年全國雜交棉種植面積為1.47萬hm2，占全國棉花種植面積的0.3%；到1999年全國雜交棉種植面積達39.93萬hm2，占全國棉花種植面積的10.8%；到2004年長江中游棉區雜交棉種植面積占本流域植棉面積的70.0%左右，成為棉花生產的主導品種；2010年雜交棉種植面積約占棉花種植面積的90.0%左右[2]。棉花育種上的分散性、重復性、滯后性、落后性、短期性和低效益限制了育種水平的提高，積極主動地面對挑戰和機遇，采取相應對策和措施，棉花育種工作會上一個新的臺階[3]。優良品種在棉花生產上發揮著不可替代的作用[4]。2001年以來，江蘇省雜交棉品種的應用比例提高，隨著經濟的發展，全省棉花生產的面積逐步下降，但絕大部分仍為雜交抗蟲棉。近3年在20萬hm2左右，2012年僅為17.1萬hm2[5-6]。為了進一下選育雜交棉花新品種，發揮品種的雜種優勢，穩定發展棉花生產，有必要對歷年審定的品種性狀進行研究。本研究通過對2001—2013年江蘇省農作物品種審定委員會審定通過的31個雜交棉花品種的親本來源、產量水平、品質表現及病、蟲抗性等性狀進行分析，提出今后雜交棉品種的工作方向及育種思路。

1 材料與方法

1.1 材料

以2001—2013年江蘇省農業委員會公告附件中品種審定通過的雜交棉花品種區域試驗數據為基礎，數據來源為參考文獻[7]～[17]中。這些數據為全省2年各6～7個試點隨機區組試驗3次重復結果的平均值，小區面積20 m2。枯萎病、黃萎病及棉鈴蟲的抗性鑒定由江蘇省農業科學院植保所進行；各試點提供50鈴考種皮棉樣品，由農業部棉花纖維品質檢驗測試中心測試品種纖維品質。試驗結果由江蘇省種子站匯總。

1.2 方法

數據采用Excel分析，研究雜交棉花品種親本來源與籽、皮棉產量，生育期、株高、果枝等農藝性狀，單株結鈴數、鈴重和衣分等產量性狀，以及纖維品質、病蟲抗性的性狀表現。

2 結果與分析

2.1 親本來源

31個雜交棉花品種，其親本都是陸地棉，僅很少材料在親本選育時采用了海島棉種質資源（表1）；50%以上雜交品種的親本中有1個或2個為江蘇省審定的常規陸地棉品種，或是從它們中系統選擇育成的及通過其為親本雜交配組選育成的，如‘蘇棉6號、‘蘇棉9號、‘蘇棉12號、‘泗棉3號等，說明20世紀90年代江蘇省審定的常規棉花品種具有好的豐產性與配合力；而抗蟲親本中，‘GK19或從‘GK19系統選擇及與之雜交育成的占到50%以上，同樣說明‘GK19是一個抗性、配合力及豐產性等綜合性狀較好的品種。

2.2 產量及產量性狀

2.2.1 產量 表2列出了31個雜交棉花品種的籽、皮產量和對照品種名稱。由于棕色雜交棉‘蘇彩雜1號為類型較為特殊的品種，其余30個均為白色棉品種。根據參加區試時的對照品種，可以將30個雜交棉分成4類：對照品種為‘泗棉3號的10個雜交棉，平均籽、皮棉產量3695.6、1537.0 kg/hm2，較對照分別增產14.3%、7.6%，以‘南農8號和‘泗雜3號增產幅度較大，皮棉產量較對照增產19%左右；對照品種第1年為‘泗棉3號、第2年為‘蘇棉9號的4個雜交棉，平均籽、皮棉產量3763.5、1501.5 kg/hm2，分別較對照增產16.4%、9.4%，以‘鹽雜2號和‘蘇雜201增產幅度較大，皮棉產量均較對照增產10%以上；對照品種為‘蘇棉9號的7個雜交棉，平均籽、皮棉產量3669.6、1480.1 kg/hm2，較對照分別增產9.6%、8.4%，4個品種的皮棉產量較對照增產10%左右；對照品種為‘泗雜3號的9個雜交棉，平均籽、皮棉產量3629.2、1511.7 kg/hm2，較對照分別增產2.8%、1.9%，以‘國華棉1號和‘蘇棉29增產幅度較大，皮棉產量分別較對照增產6.2%、8.5%。

2.2.2 產量及農藝性狀 生育期在134～146天之間，大部分在138天左右，‘南農8號較長，為146天，‘泗陽698、‘蘇棉28較短，僅為135天；株高平均在110 cm左右，‘南抗3號較矮，僅為93.7 cm，‘蘇棉29最高，達120 cm；果枝數平均18臺左右，基本上2006年前審定的品種果枝數少些，2006年以后審定的品種多些，在18～19臺之間；霜前花率均在85%左右；子指在10 g左右，‘泗雜3號最低，為9.2 g，‘蘇棉29最高，達11.0 g。

圖1、圖2、圖3按照表1中的品種序號描繪了2001—2013年江蘇省審定雜交棉花品種的單株結鈴數、鈴重和衣分的表現。圖1可以看出，單株鈴數有漸近增加的趨勢，一方面與雜交棉試驗密度有所下降有關，一方面也從側面證明品種創新的成效；近年來審定的雜交棉品種單鈴重均在5.9 g以上，而在30個白色雜交棉品種中，鈴重≥5.9 g以上的品種數占60%（圖2）；除‘蘇彩雜1號衣分較低為34.4%外，30個雜交棉品種的衣分均≥39.5%，而衣分≥41.0%的品種達15個，‘蘇棉24號和‘泗雜3號衣分較高，達43%以上（圖3）。

2.3 纖維品質

31個雜交棉品種的纖維品質數據均為HVICC結果。對照NY/T 1297——2007標準[18]，從纖維長度分析，31個品種中有7個達Ⅰ型標準，其余品種均達Ⅱ型標準；比強度結果，31個品種中2個品種達Ⅰ型標準，15個品種達Ⅱ型標準，12個品種達Ⅲ型標準；馬克隆值分析，31個品種全部達Ⅱ型標準。綜合分析，31個品種中，17個品種達Ⅱ型標準，占審定品種的54.8%，12個品種達Ⅲ型標準，為審定品種的38.7%（表3）。從品質結果分析可以看出，高品質的品種有所欠缺，沒有品種達Ⅰ型標準，纖維品質的育種將是長期的努力目標，特別要注重纖維強度和馬克隆值的選擇。

2.4 抗性

2.4.1 抗病性 根據棉花枯、黃萎病抗性分級方法對枯萎病的抗性描述，31個品種中，5個品種達高抗水平，4個品種達抗級，20個品種為耐病水平，2個品種為感病級別；對黃萎病而言，沒有高抗品種，2個雜交品種達抗病級別，14個品種耐黃萎病。其余品種均感黃萎病。綜合來看，31個品種中達到耐枯、耐黃（含）以上的品種有15個，其中抗枯、抗黃的有1個，達到抗枯、耐黃的有4個，耐枯抗黃品種1個；感黃萎病品種達15個。因而，江蘇省雜交棉花品種選育中對枯萎病、黃萎病的抗性鑒定篩選是值得關注的一個重要方面。

2.4.2 抗蟲性 31個品種中，有7個品種對棉鈴蟲抗性鑒定達高抗水平，8個品種為抗級水平，2個為中抗。棉鈴蟲及其他害蟲發生與危害是制約江蘇省棉花生產發展的主要限制因子，注重選擇具不同抗蟲基因背景的抗蟲親本組配雜交組合，對解決棉鈴蟲抗性產生或延長抗蟲棉使用時間可能具有重要意義。

3 結論與討論

根據江蘇省棉花生產發展現狀和地域特點，通過2001—2013年江蘇省審定通過的雜交棉花品種性狀分析，近期內江蘇省雜交棉花育種的主攻方向應以提高纖維品質和病蟲抗性為主，穩步提高產量水平。選育的品種綜合性狀為：纖維品質達到審定標準Ⅲ級以上，抗枯萎病、耐黃萎病，抗棉鈴蟲，鈴重6.0 g以上，衣分40%～42%。

雜交棉育種理論研究是篩選高優勢雜交組合的重要基礎。在以前研究基礎上，今后應加強核心親本創新與鑒定篩選方面的研究工作，重點是轉基因材料（對已獲得的不同類型非轉基因常規育種親本材料進行基因轉育或轉化）、遠緣雜交后代材料（增加親本的遺傳多樣性）、具有典型質量性狀（如超雞腳葉、低酚、莖葉多毛、扭曲苞葉、紅葉、光子）的遺傳材料以及抗病、耐旱堿、高強纖維材料的創新與轉育。擴大資源的遺傳背景才能促進棉花育種的創新。篩選儲備一批遺傳穩定、綜合性狀優良的優異親本材料，并對其進行配合力測定，進一步研究雜種優勢表達與形成的機理[19]。

通過DNA標記技術對目標性狀QTL精細定位及遺傳效應分析，結合育種目標設計目標基因型[20]，對某些重要農藝性狀位點直接進行選擇改良[21]，用于高產品種改良抗病性或纖維品質，結合田間選擇，有利于縮短育種周期。隨著三系雜交棉‘邯雜98-1[22]、‘銀棉2號[23]、‘銀棉8號[24]及‘中棉所83[25]的育成，棉花三系配套從研究已走向應用，將大大減少雜交棉的制種成本，為雜交棉的進一步推廣增添后勁。將生物技術應用于三系雜交棉的育種，可以更好地促進江蘇省的雜交棉花生產發展。

近10年來，江蘇省棉花生產上的枯、黃萎病菌種發生了很大的變化.再加上沿海棉區常年連作，土壤含菌量不斷積累，枯、黃萎病發病逐漸呈加重的趨勢。10年中有6年黃萎病大爆發，給棉花生產造成了巨大損失[26]。高抗（抗）黃萎病抗源缺乏是當前抗黃萎育種進展不快的主要原因。因此應加速生物技術抗枯、黃萎病育種工作，從抗黃萎性能好的海島棉、亞洲棉、野生棉及棉屬植物中克隆抗黃萎基因，創造高抗黃萎病的抗源種質。這是目前抗黃萎病育種的重要研究課題[27]。隨著抗蟲棉的廣泛種植，棉鈴蟲、紅鈴蟲受到了抑制，但害蟲種類的分布發生了較大的變化，盲蝽蟓發生較重[28]。這些問題需引起育種者的足夠重視，從基本環節入手，通過生物技術、修飾性回交、輪回選擇等方法，控制并逐步解決病害問題。

棉纖維是世界上重要的天然紡織原料，纖維長度、纖維強度、纖維細度和整齊度是評價纖維品質的重要指標。江蘇省審定的雜交棉品種纖維品質集中表現在纖維長度、比強度和馬克隆值三者的不協調，較多品種因纖維強度未達到標準要求而成為Ⅲ型品種。因此在今后的品種篩選上，應強化纖維強度的選擇，穩步提高纖維長度與纖維細度。在育種材料的取舍上要特別注意結合品質測試結果[29]。

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