不育雜交棉發展與研究范文

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近幾年來，我國雜交棉發展迅速，生產上大面積應用的主要有人工去雄雜交種和核不育雜交種。我國在棉花人工去雄和核雄性不育系統上都進行了廣泛而深入地研究和利用，推動了雜交棉的產業化發展，為發展我國棉花生產發揮了巨大的作用。四川開展棉花核不育雜種優勢利用達40年，審定了一系列核不育雜交棉雜交種，在四川得到大面積推廣應用，并逐步推廣到其他棉區。

1四川核不育雜交棉的研究與推廣

1．1早期核不育雜交棉的研究與推廣四川對以核雄性不育系生產棉花雜交種的方法開展了深入研究和應用［1］。1972年，四川省雜交棉協作組在四川省儀隴縣國營棉花原種場洞庭1號原種田中發現一株天然雄性不育株［1］，由此，四川農科院經濟作物研究所在國內率先開展棉花核雄性不育性及雜種優勢的利用研究，相繼培育出了“洞A”型系列核不育兩用系洞A、473A、751A、岱A、抗A1、抗A2，完全核不育系MA和核不育保持系MB等，建立了核不育“一系兩用法”和以核不育保持系為橋梁的“二級法”雜交種生產技術體系，先后育成通過審定的核不育雜交種川雜3號、川雜4號、川雜9號、川優一號、川雜11等，并應用于生產［2］。20世紀90年代末，四川核不育雜交棉的推廣應用面積超過棉花總面積的50％，在全國乃至世界上首次使核不育性在雜交棉上得到大面積應用。

1．2近期核不育雜交棉的研究與推廣近幾年，四川省農科院經濟作物研究所成功將Bt抗蟲基因轉入核不育系，培育出了轉基因抗蟲核不育兩用系GA18、抗A4、SA01，抗蟲完全核不育系MAr和抗蟲核不育保持系MBr等，利用這些轉基因抗蟲不育系先后培育出川雜棉13、川雜棉14、川雜棉16、川雜棉17、川雜棉19、川雜棉21、川雜棉23、川雜棉25等10多個轉基因抗蟲核不育雜交種。這些雜交種在四川、湖北、湖南等相應區域得到推廣應用。

1．3新育成幾個轉基因抗蟲核不育系的主要特點

1．3．1轉基因抗蟲骨干核不育系GA18。以抗病核不育兩用系GA作不育親本，與轉基因抗蟲品系GK19雜交，采用核不育選擇技術、抗蟲育種技術、抗病育種技術培育而成，2009年獲得國家轉基因生物生產應用安全證書。GA18特點為優質、育性穩定，花藥敗育徹底，在整個生育期沒有微粉現象出現。GA18生育期133d，植株塔形，緊湊；葉片中等大小，葉色深綠色；結鈴性強，鈴重5．9g，吐絮暢；衣分40．5％～43．4％；高抗紅鈴蟲、抗棉鈴蟲，抗枯萎病、耐黃萎??；纖維上半部平均長度31．2～32．1mm，比強度32．6～34．5cN•tex－1，麥克隆值4．5；不育株率46％～47％，不育度100％。GA18遺傳配合力高，利用其作母本測配的組合具有產量高、抗逆性強、品質優等特點，以其為母本配制出轉基因抗蟲高優勢的審定雜交種8個（川雜棉16、川雜棉19、川雜棉21、川雜棉22、川雜棉25、川雜棉26、川雜棉27、川雜棉33），待審定和區試在試組合15個。GA18已成為骨干核不育系［3］。

1．3．2轉基因抗蟲核不育系抗A4?？笰4于2008年獲得國家轉基因生物生產應用安全證書〔農基安證字（2008）第（204）號〕，是利用核不育雜交種川雜棉15優株自交，后代優株對株兄妹交，經過多代選擇鑒定，培育的抗蟲兩用系，2009年8月通過四川省農作物品種審定委員會組織的鑒定。該不育系不育性穩定，田間不育株率近50％，不育度100％；鈴卵圓形，吐絮暢，鈴重5．5～6．0g，衣分40％～42％，衣指7．0g，子指10g；枯萎病指12．6，黃萎病指18．9，抗枯萎病、抗黃萎病；高抗棉鈴蟲和紅鈴蟲；纖維上半部平均長度29～31mm，比強度29～33cN•tex－1，麥克隆值4．5～5．0。利用抗A4培育已審定轉基因雜交種1個，待審定和區試在試組合5個。

1．3．3抗蟲完全核不育系MAr。利用新近培育的轉基因抗蟲優質抗病核不育兩用系（如GA18等）和轉基因抗蟲完全核不育保持系MBr組配而成，高抗棉鈴蟲、紅鈴蟲，不育株率100％，不育度98％以上，抗枯萎病、耐黃萎病。利用MAr制種，除具有原有的完全核不育系MA制種程序簡化、制種產量高、恢復源廣泛等優點以外，更重要的是由于MAr高抗棉鈴蟲、紅鈴蟲，因此制種時母本田全生育期不治或少治棉鈴蟲和紅鈴蟲，每公頃節約農藥款900～1050元，減少勞動用工45～60個，節約1125～1500元，進一步降低了種子生產成本。1．3．4轉基因抗蟲不育系SA01。SA01系從抗蟲核不育兩用系GA18與HB雜交后代，經連續兄妹交對株選擇，結合抗病蟲性、品質、育性等性狀綜合選擇培育而成的核不育兩用系，2010年通過四川省農作物品種審定委員會田間鑒定。SA01不育株率46％～48％，不育株的不育度100％，平均鈴重6．5g，衣分40．9％，子指10．2g；抗枯萎病、耐黃萎病，枯萎病病指9．3，黃萎病病指29．9；抗棉鈴蟲，棉鈴蟲蕾鈴被害減退率80．3％；纖維上半部平均長度31．4～32．3mm，比強度30．6～32．5cN•tex－1，麥克隆值4．4～4．6。利用核不育系SA01作母本與SR06雜交培育出的新組合SH1，通過了2008－2009年四川省區試和2010年四川生產試驗，已申報四川省審定。

1．4新育成的幾個轉基因抗蟲核不育雜交種的特點

1．4．1川雜棉17。川雜棉17為轉基因抗蟲核不育雜交種，是利用世界首創的轉基因抗蟲完全核不育系MAr為母本、采用“核不育二級法”配制而成，具有制種簡化、生產成本低的特點，2008年通過四川省審定，并獲國家轉基因生物生產應用安全證書。川雜棉17產量高，2005－2006年2年區試平均產子棉3480．00kg•hm－2，產皮棉1384．65kg•hm－2，分別比對照川棉56（四川審定品種，2008年以前區試對照，不抗蟲）增產34．76％和23．49％，抗棉鈴蟲高抗紅鈴蟲，纖維品質優，綜合農藝性狀優良［4］。2008－2010年，川雜棉17在四川省推廣6000～7000hm2，表現出較強的雜種優勢，增產增效顯著。川雜棉17母本為抗蟲完全不育系，其雜交種種子生產具有轉基因抗蟲、育性穩定、環保、制種簡便和產量高、遺傳純度好的特點，與原有的“二級法”相比，不育系的兩步繁殖和雜交種的生產均實現了抗蟲，種子生產成本大幅度降低，產量大幅度增加。這種方法是世界首創的。

1．4．2川雜棉19。川雜棉19為轉基因抗蟲優質核不育雜交種，是利用轉基因抗蟲核不育兩用系GA18作母本選育而成。2008年通過四川省審定，并獲國家轉基因生物生產應用安全證書。2005－2006年2年區試平均產子棉3466．20kg•hm－2，皮棉1367．55kg•hm－2，分別比對照川棉56增產39．93％和25．57％。該雜交種高抗棉鈴蟲、高抗紅鈴蟲，抗枯萎病、耐黃萎病，纖維上半部平均長度31．29mm，比強度35．14cN•tex－1，麥克隆值4．4，整齊度86．45％，紡紗均勻性指數171．7，達到國家優質棉標準［5］。川雜棉19特征特性：四川棉區生育期130d，中熟，植株塔形，生長穩健，植株較松散，株高88．2cm，果枝12．3個；結鈴性強，平均單株結鈴18．9個；鈴卵圓形偏長，鈴重5．37g，吐絮暢，纖維潔白；衣分39．40％，衣指6．5g，子指10．1g。

1．4．3川雜棉25號。川雜棉25號為轉基因抗蟲高產核不育雜交種，是利用轉基因抗蟲核不育兩用系GA18作母本選育而成。2008年通過湖南省審定，并獲國家轉基因生物生產應用安全證書。2006－2007年湖南省區試平均產皮棉2052．0kg•hm－2，比對照湘棉8號增產7．8％，增產顯著?？箍菸?、耐黃萎病，抗棉鈴蟲、高抗紅鈴蟲。纖維上半部平均長度28．9mm，整齊度85．2％，比強度28．3cN•tex－1，麥克隆值5．2，紡紗均勻性指數137。

1．4．4川雜棉23。川雜棉23為轉基因抗蟲核不育雜交種，是利用轉基因抗蟲核不育兩用系抗A4選育而成。2008年通過湖北省審定（湖北審定名為路棉6號），2009年通過四川省審定，并獲國家轉基因生物生產應用安全證書，2005－2007年四川省區域試驗3年平均，子棉產量為3567．3kg•hm－2，皮棉產量為1443．0kg•hm－2，分別比對照川棉56增產31．0％，23．08％，增產極顯著；抗枯萎病、耐黃萎病，枯萎病病指8．92，黃萎病病指34．42；抗棉鈴蟲和紅鈴蟲；纖維上半部平均長度31．60mm，比強度30．37cN•tex－1，麥克隆值4．7，整齊度87．33％，紡紗均勻性指數153．94。川雜棉23生育期133d左右。植株塔形，葉片中等大小。鈴卵圓形，單株平均結鈴21．1個，鈴重6．3g，衣分40．92％，衣指7．9g，子指10．8g。2008－2010年，川雜棉23在湖北省、四川省進行了大面積推廣應用。

2核不育雜交棉的產業化發展優勢

2．1人工去雄雜交棉的困境人工去雄雜交種組合選配自由，易篩選出高優勢雜交種，特別是抗蟲雜交一代增產顯著、適應性強、穩產性好，對發展我國棉花生產發揮了巨大的作用，推動了雜交棉的產業化。但人工去雄制種全靠手工操作，效率低，成本高，種子價格高，每公頃制種田雜交授粉至少需要1200個勞動力。隨著我國經濟的快速發展，農村勞動力逐漸減少，勞動力價格也越來越高，人工去雄雜交棉的制種成本將進一步提高，而生產的雜交F1種子量也有限。這些因素必將制約制種面積的進一步擴大，影響人工去雄雜交棉更大面積的推廣應用。

2．2核不育雜交棉的產業發展優勢利用核不育兩用系制種，在蕾期和初花期拔除可育株后，保留的不育株的花粉全部敗育，整個生育期不能自交結鈴，制種時不需要人工去雄；與人工去雄制種相比，生產程序大為簡化，制種用工大幅度減少，效率大為提高。四川棉區多年的制種情況表明，利用核不育兩用系每公頃制種田雜交授粉僅需要300個勞動力，雜交種子的生產成本比人工去雄法降低40％（表1），更容易為制種戶接受。同時種子純度也得到了有效保障，徹底杜絕了使用第2代種子的可能性，便于雜交棉種子市場的規范化管理，增加棉農的收入和植棉積極性，促進雜交棉市場的健康有序發展。近幾年利用GA18等轉基因抗蟲不育系作母本進行制種，與利用非抗蟲不育系生產雜交棉種子相比，減少施藥成本70％以上，制種產量提高25％以上，平均每公頃增收9000元以上。因此，轉基因抗蟲核不育雜交棉在棉花雜交種產業應用中具有較強競爭優勢和良好的推廣前景。

3討論與思考

3．1擴大核不育系的研究和推廣，培育強優勢核不育雜交種為推動棉花核不育雜種優勢利用研究和應用的深化和擴大，選育出優勢更強、適應性更廣的核不育雜交種，四川省農科院經濟作物研究所一直在相互認同和一定協議的形式下，向全國育種單位發放轉基因抗蟲骨干不育系GA18和抗蟲完全不育系MAr等，核不育雜交棉的產業發展也迫切需要更多的育種單位和種業公司積極介入。

3．2研制更加簡化高效的雜交種子生產方法簡化高效的制種方法是雜交種產業應用的關鍵。四川省農科院經濟作物研究所在冬季無霜、棉花能越冬的地區如四川攀枝花、云南南坪等，利用轉基因抗蟲核不育兩用系作母本，開展宿根雜交制種研究，形成了一套更加簡化高效的制種體系。該體系利用核不育兩系法制種，只需要在第一年識別育性拔除母本的可育株后宿根越冬，第二年開始不需要播種，避免了在花期和蕾期拔除可育株的繁瑣程序，制種程序大為簡化，雜交種的生產成本大幅度降低，制種效益可增加30％以上。這種方法也為目前陷入困境的雜交棉產業發展帶來了曙光。