棉花光溫敏核不育系396A育性特征及雜種優勢分析

牛金生　韓光明　藍家樣　于新國　張擁軍　陳全求　宇文小剛　房健　翟東亞

摘要：棉花光溫敏核雄性不育系396A是從海陸雜種后代中發現的具有芽黃標記性狀的新型核雄性不育系。為探明該不育系在不同溫度和光照條件下的育性表現及其雜種優勢表現，分別在新疆博樂和三亞海棠灣進行試驗，研究了該不育系的育性變化及其雜交種的產量性狀、抗病性、纖維品質。結果表明：棉花光溫敏核雄性不育系在三亞種植可正常恢復育性，且花粉量大，自交成鈴率高，能夠自然繁殖；在博樂表現為雄性不育，沒有花粉，自交成鈴率為0，不育度100%，且配合力好，恢復源廣闊，恢復能力強，可作為母本進行雜交制種；其雜交種F₁代育性恢復好，花粉量大，全部能夠自然成鈴且雜種優勢明顯，其中，部分雜交種產量高、抗病性好、纖維品質優良，表現出較強的雜種優勢。

關鍵詞：棉花；光溫敏核雄性不育系；育性；雜種優勢

中圖分類號：S562.035 文獻標識碼：A 文章編號：2095—3143（2016）06—0007—06

DOI：10.3969/j.issn.2095-3143.2016.06.002

0引言

雜種優勢強是棉花增產顯著的主要原因，但利用人工去雄授粉的雜交方式又帶來很多問題，比如用工多、成本增加等等，這也制約了棉花雜交制種的快速發展，使得棉花雜交種的應用推廣受到了極大的限制，光溫敏雄性不育系的一系兩用的雜交種制種方法可以有效地解決上述問題。光溫敏雄性不育系在水稻等農作物中已有應用，進行了大面積推廣且效果明顯。但在棉花上的應用較少。

利用棉花雜種優勢是大幅度提高產量、改善品質、增強抗性的有效途徑。特別是利用不育系進行制種，大大簡化了雜交制種程序和成本，提高制種效率和雜交種純度，有效地解決了母本自交成鈴的問題，對提高我國棉花產業水平起到無法替代的重要作用。目前雜交棉制種主要通過人工去雄配制雜交種，其工作量大，需要人工多，勞動強度大，造成雜交制種成本和用種成本較高，且種子生產量難以大幅度地提高，質量難以把控，從而制約了雜交棉F₁代種子大面積生產應用的步伐。

棉花光溫敏雄性核不育系396A是海陸雜交后代中發現的新型不育系，苗期具有明顯的芽黃標記。在北疆常溫條件下，表現為完全不育，在三亞高溫短日照條件下可自然授粉成鈴繁殖不育系親本。為了進一步選擇該不育系配置的最佳組合在生產上的應用，作者在新疆博州地區對其雜種優勢進行了研究。

1材料與方法

1.1供試材料

參試品種（品系）共計27個，其中有從光溫敏核雄性不育系芽黃396A中經系統選育出性狀已穩定的不育系A1、A2、A3，遺傳背景廣且穩定的雜交組合T2369、T2102、T2103、HT1015、HT1017、HT1019、HT1020、HT1025、HT1140、HT2243等24個，分別以C1～C24表示。對照品種為新陸早43。

1.2試驗方法

試驗分別在海南三亞海棠灣和新疆生產建設兵團第五師金博種業中心試驗基地進行。于2013年11月10日在三亞海棠灣播種繁殖不育系，觀察不育系396A三個品系的育性表現，并進行自交，調查成鈴株數和成鈴率。于2014年4月20日在新疆生產建設兵團第五師金博種業中心試驗基地播種進行雜交配組試驗，以綜合性狀優良的不育系A3為母本，以優良品系為父本進行不完全雙裂雜交，配制雜交組合，并觀察不育系396A三個品系的育性表現。于2015年在新疆生產建設兵團第五師金博種業中心試驗基地對雜交組合進行配合力分析。

2結果與分析

2.1不育系的育性表現

在位于新疆博樂的金博種業中心試驗基地，棉花光溫敏雄性不育系花鈴期完全沒有花粉（表1），成鈴率為0，全部表現為敗育，不育株率為100%，不育度100%；在三亞海棠灣試驗基地，不育系恢復性好，前期花粉量大，但在1月份溫度最低時花粉量減少，出現少量不育花，可育花率98.2%，自交成鈴率94.5%，可育株率100%。

棉花光溫敏不育系在海南三亞表現為完全可育，自交成鈴率也很高，可以通過自交自行繁殖；在新疆博樂表現為完全不育，自交也不能成鈴，可以作為母本，不用去雄，開展雜交制種工作。

2.2不育系的育性恢復能力檢測和恢復系篩選

以棉花光溫敏不育系A3為母本，以24個穩定的品種（系）為父本進行人工雜交，田問觀察發現，父本無論是陸地棉還是海島棉，其F₁代都能恢復正常可育，且花粉量較大，沒有不育株，全部可自交成鈴，雜交成鈴率高，纖維品質好，抗病性和抗逆性都較強，說明該不育系恢復源廣，恢復能力好，配合力強。

2.3不育系的雜種優勢分析

2.3.1主要產量性狀 參試的24個不育系雜交種中，衣分除C22低于ck外，其他的均高于ck；單鈴重均高于ck；皮棉產量除C14和C19低于ck外，其他均高于ck，以C6最高，比ck增產23.2%；單株果枝數和鈴數大部分與ck相當，部分材料多于或少于ck（見表2）。從中可以看出，棉花光溫敏雄性不育系雜交種的衣分、單鈴重和皮棉產量等性狀雜種優勢明顯，配合力高。

2.3.2抗病性 在24個不育系雜交種中，有3個雜交種（C3、C6和c9）表現為高抗枯萎病。17個雜交種表現為抗枯萎病，4個雜交種表現為耐枯萎病；有7個雜交種（C1、C3、C4、C6、C9、C10和C21）表現為抗黃萎病，10個雜交種表現為耐黃萎病，7個雜交種表現為感黃萎病（見表3）。而對照品種新陸早43表現為耐枯萎病，感黃萎病。從抗病性上可以看到，棉花光溫敏不育系雜交種比常規品種具有更高的抗病性。

2.3.3纖維品質 從產量性狀上篩選出皮棉產量增產10%以上的雜交種組合進行品質測定，結果發現這10個雜交種纖維長度均>29 mm，其中有7個雜交種（C1、C4、C6、C9、C10、C12和C18）的纖維長度大于ck（29.85 Bin），且有5個雜交種（C1、C4、C6、C9和C10）纖維長度>30 mm；比強度均>28 cN/tex，其中有7個雜交種（C4、C5、C6、C9、C10、C12和C18）的比強度>ck（29.12 cN/tex），這其中有1個雜交種（C6）的比強度>31 cN/tex、有3個雜交種（C4、C9和C12）的比強度在30.0～30.1 cN/tex、3個雜交種（C5、C10和C18）的比強度在29.78～29.9 cN/tex；馬克隆值（4.42～5.20）均<5.5，且均

3結論與討論

棉花光溫敏核不育系在海南三亞海棠灣地區全部表現為可育，自交結實率高，可進行自然繁殖；在新疆博樂地區則表現為完全不育，且配合力好、恢復能力強、恢復源也非常廣泛，可作為母本進行雜交制種。

常規的棉花人工去雄授粉需要的勞動力多，且勞動強度大，生產效率較低，制種成本非常高。近些年，農村青壯年大量轉移至城市務工，農業用工費用暴漲，且雇工越來越困難，棉花制種技術急劇下滑，致使棉花雜交制種面積急速下降。棉花光溫敏不育系恢復源廣，可以較容易的選出高優勢雜交種，且不育系繁殖和雜交制種簡單、便捷，可以有效地降低制種成本、擴大制種規模，在當前勞動力成本較高且趨于緊張的情況下，勢必成為雜交棉育種優勢利用的一種有效途徑。

該不育系的不育機理、遺傳規律及基因定位等基礎性工作有待進一步研究。本課題曾經在大田通過遮光和套桶試驗，實時監測田間溫度，研究該不育系的育性恢復條件（數據另文發表），也得到了育性恢復的初步數據，但要確切的掌握該不育系育性轉換的具體光照時長和溫度條件需要通過人工氣候箱或溫室進一步研究。在其他地區的育性表現尚未試驗，適宜雜交制種的區域也尚未確定，配套的雜交制種技術體系需進一步明確，棉花光溫敏不育系利用研究還需加強。