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几个棉花核不育抗虫杂交种（F1）的抗虫性及经济性状分析[1] 张
超，毛正轩，牟方生，杨泽湖，毛素珍 （四川省农业科学院经济作物育种栽培研究所；国家棉花改良中心四川分中心，简阳 641400） 摘要：
研究分析用两个不抗虫的核不育系和一个抗虫的核不育系为母本，用抗虫品系为父本，配制3个杂交组合（GA×HB、GA5×R27、GA18×HB）的抗虫性、产量性状和纤维品质。结果表明：三个杂交组合均具有很好的抗虫性，高抗棉红铃虫，GA5×R27和GA18×HB抗棉铃虫，GA×HB中抗棉铃虫；三个组合的产量和纤维品质均优于对照。由于用核不育系为母本，特别是用抗虫核不育系为母本生产抗虫杂种，比用人工去雄生产杂种种子生产成本低，杂种表现较好的抗虫性和丰产性，因而在棉花生产上具有更加广阔的应用前景。 关键词：棉花；核不育；抗虫；经济性状 Analysis of Insect Resistance
and Economic Traits of F1 Hybrids of Several Cotton
GMS
Lines Zhang Chao, Mao Zheng-xuan, Mu Fang-sheng, Yang Ze-hu, Mao
Su-zhen (Industrial
Crop Institute,Sichuan Academy of Agriculture Sciences,Jianyang
641400,China） Abstract: The insect resistance and economic traits of 3 F1 cotton (Gossypium
hirsutum) hybrids of cross combinations GA×HB, GA5×R27 and GA18×HB
were investigated. Female parents GA and GA5 were GMS (genetic male
sterility) lines without insect resistance, while female parent GA18 was
insect resistant GMS line. Both male parents HB and R27 were
Bt-transgenic insect resistant restorer lines. F1 hybrids of
all the three combinations showed ideal resistance to insects. They were
highly resistant to pink bollworm (Pectinophora
gossypiella). F1 hybrids of GA5×R27 and GA18×HB were
highly resistant to bollworm (Helicoverpa
armigera), and that of GA×HB was middle resistant. Lint yield and
fibre quality of all the 3 F1 hybrids were superior to the
check cultivar Chuanmian 56. Our results demonstrated that F1
hybrids derived from GMS lines especially from insect resistant GMS
lines should be more feasible to be extended in large scale cotton
planting due to simultaneous reduction of F1 seed production
cost and maintenance of good insect resistance in F1
populations. Keyword: Cotton; GMS (genetic male sterility); Hybrid; Insect-resistance;
Economic traits 棉铃虫是中国棉花生产的主要害虫，它给我国棉花生产带来的损失在10%-15%[1]，在20世纪80年代末和90年代初，棉铃虫在我国持续性爆发，给我国棉花生产造成很大的损失，棉农为防治棉铃虫的危害，不断加大农药用量和用药次数，这不仅增加了棉花生产成本和劳动力的投入，也增加了棉花生产中的环境污染。1994年郭三堆等成功地将Bt毒蛋白基因导入我国棉花栽培品种中，研制出我国拥有自主知识产权的转基因抗虫棉，而后经过全国棉花育种专家的共同努力，先后培育出已经审定的抗虫棉花新品种（组合）10余个，这些抗虫棉在生产上的应用迅速被广大棉农接受，我国的抗虫棉种植面积也急剧上升，1996-1997年种植面积不到0.3万公顷，1999年发展到55万公顷，2001年超过160万公顷，2002年达到200万公顷，约占全国植棉面积的35%，目前黄河流域棉区转基因抗虫棉已占80%，长江流域占20%以上[2，3，4]，预计我国抗虫棉种植面积还将进一步上升。 抗虫杂交棉由于在抗虫性上与常规抗虫棉相当，在产量和抗逆性上有一定的优势，特别是在对知识产权的保护上具有常规抗虫棉不可比拟的优势，因而近年抗虫杂交棉越来越受棉农及种子经营单位的青睐，也受育种家的重视。本研究分析了我所最近利用“核不育一系两用法”配制的抗虫杂交种（F1）的抗虫性及经济性状，为选育新的抗虫核不育杂交种提供参考依据。 1 材料与方法 利用我所新培育的核不育系“GA”、“GA5”和抗虫核不育系“GA18”为母本，用抗虫新品系HB和R27为父本配制3个杂交组合“GA×HB”、“GA5×R27”和“GA18×HB”。2000-2004年分别在四川省进行多点试验，随机区组排列，重复3次，对照种川棉56，吐絮期实收籽棉产量，调查各组合（品种）的铃数，吐絮中期每小区收棉铃50个，在室内烤种，测定衣分、铃重，皮棉统一抽样送农业部棉花品质监督检验测试中心测定纤维品质。 抗棉铃虫性由四川省农科院经济作物育种栽培研究所栽培植保室在网室接虫鉴定，抗虫对照为HG-BR-8，
7月1日罩笼，棉铃虫成虫先在养虫笼内任其自由交配，并饲以蜜糖水，3天后（7月中旬）选活动能力强的成虫释放于网室内，接虫量1.5对/10m2，雌雄比例1：1，接虫后10天和20天分两次调查各品种的幼虫数、棉株被害蕾铃数、蕾铃总数等，分别计算蕾铃被害率和蕾铃被害减退率。以蕾铃被害减退率（X）确定棉铃虫抗级，抗级划分标准为：X≥85为高抗（HR）；60≤X<85为抗（H）；30≤X<60为中抗（MR）；-20≤X<30为感（S）；X<-20为高感（HS）。 蕾铃被害减退率（X）=[（对照品种蕾铃被害率—鉴定材料蕾铃被害率）÷对照品种蕾铃被害率]×100 抗红铃虫性由华中农业大学在网室接虫鉴定，随机区组排列，重复3次，每平方米网室接1头成虫，感虫对照为鄂棉18，调查每材料的种子虫害率，用种子虫害率比对照减少或提高的百分率（Y）确定棉花的抗红铃虫性，抗级划分标准：Y≤-100为免疫（I）；-99.9≤Y<-70.0为高抗（HR）；-69.9≤Y<-40.0为抗（R）；-39.9≤Y<-10.0为中抗（MR）；-9.9≤Y<20.0为耐（S）；Y≥20.1为高感（HS）。 种子虫害率比对照增减百分率（Y）=（鉴定材料种子虫害率-对照种子虫害率）÷对照种虫子害率×100 2 结果与分析 2．1 抗虫性鉴定结果 2001-2003年由四川省农科院经济作物育种栽培研究所栽培植保室在网室接虫，对3个杂交组合GA×HB、GA5×R27和GA18×HB的抗棉铃虫性进行鉴定，结果见表1。用蕾铃被害减退率作为抗棉铃虫性划分标准，鉴定结果GA×HB的蕾铃被害减退率34.5%，中抗棉铃虫，GA5×R27的蕾铃被害减退率81.7%，抗棉铃虫，GA18×HB的蕾铃被害减退率82.7%，抗棉铃虫。 表1
抗棉铃虫鉴定结果（2001-2003年四川农科院经作所） Table 1 Identification
of bollworm resistance of GMS-derived F1 hybrids (2001-2002)
Note:
HR=Highly resistant, R=Resistant, MR=Moderately resistant,
S=Susceptible, and HS=Highly susceptible respectively. The same below. 在华中农业大学进行抗红铃虫性鉴定，用种子虫害率比对照增减百分率作为抗红铃虫性的划分标准，结果见表2，GA×HB、GA5×R27和GA18×HB的种子虫害率比对照分别减轻92.1%、
87.2%和92.5%，高抗红铃虫。可见用核不育系为母本，用抗虫品系为恢复系，配制的杂交组合（F1）具有很好的抗虫性，可广泛用于筛选测配抗虫高产杂交种。 表2
抗红铃虫鉴定结果（2001-2003华中农业大学） Table 2 Identification
of pink bollworm resistance of GMS-derived F1 hybrids
(2001-2003)
表3
产量和产量性状结果（2000-2003年） Table 3 Yield
and yield components of GMS-derived F1 hybrids (2000-2003)
注：籽棉产量和皮棉产量均为6点平一值。 2．2 产量及产量性状 在四川省进行多点试验，结果表明：用核不育两用系配制的杂交组合GA×HB、GA5×R27和GA18×HB产量潜力大，铃较大，衣分较对照低。GA×HB的籽、皮棉产量分别为3330.6
kg/hm、1387.65
kg/hm，皮棉产量比相应对照增产9.34%，增产极显著；GA5×R27的籽、皮棉产量分别为3317.1
kg/hm、1355.7
kg/hm，皮棉产量比相应对照增产17.01%，增产也达极显著；GA18×HB的籽、皮棉产量分别为3226.21
kg/hm、1318.2
kg/hm，皮棉产量比相应对照增产6.02%。9月20日前花率与相应对照相当。GA×HB和GA5×R27的单铃重比相应对照分别高0.58g和0.23g，GA18×HB的单铃重比相应对照低0.17g；3个杂交组合的衣分比相应对照分别低2.58个、2.07个和4.51个百分点。 2．3 纤维品质 各试点的棉样统一送农业部棉花品质监督检验测试中心测定，平均结果见表4。与对照川棉56比，GA×HB的纤维长度比对照长0.99mm，比强度比对照高2.72
cN/tex，而整齐度、伸长率和麦克隆值与对照相当；GA5×R27的纤维长度比对照长1.31mm，比强度比对照高3.06
cN/tex，整齐度、伸长率和麦克隆值也与对照相当；GA18×HB的纤维长度比对照长1.34mm，比强度比对照高2.64
cN/tex，麦克隆值比对照低0.6个单位，整齐度和伸长率与对照相当。 表4
纤维品质（HVICC） Table 4 Fibre
quality of GMS-derived F1 hybrids (HVICC)
3 讨论 近年由于抗虫杂交棉在生产上表现出抗虫性、丰产性及内在品质等综合性状均显著优于新棉33B，因而抗虫杂交棉在全国的种植面积不断扩大，2002年我国杂交棉种植面积占全国植棉面积的10.5%，长江流域占植棉面积的54.6%。现在生产上利用的抗虫杂种主要有三类，一是人工去雄的杂种（F1），二是人工去雄的杂种（F2），三是利用核不育系生产的杂种（F1）[5，6]。利用人工去雄生产的杂种（F1），制种生产劳动强度大，还会因去雄不彻底或去除漏花不及时形成自交种，使生产出的杂种纯度得不到保证，影响杂种的抗虫性表现和杂种优势的表达。利用人工去雄的杂种（F2），虽然可降低种子生产成本，但由于抗虫基因受一对显性基因控制，用单抗虫亲本生产的杂种F2代会出现1/4的不抗虫植株，这些不抗虫的植株在生产上会影响和制约F2代群体的抗虫表达，从而影响产量；即使用具有不等位双价抗虫亲本生产杂种，F2代仍有1/16的植株不具有抗虫基因，也会对F2代的群体性状一致性和抗虫性产生影响。 用核不育系生产抗虫杂种（F1），既简化了制种程序，提高制种效率，降低种子生产成本，又可保证种子纯度。本试验结果显示，用不抗虫的核不育系生产的杂种（F1）群体的抗虫性好，产量高，品质优，因而在生产上具有较好的应用前景。但因为母本不抗虫，在制种过程中棉铃虫红铃虫的危害较重，也给杂种生产带来一定的困难；用抗虫核不育系生产的杂种（F1）也具有很好的抗虫性、丰产性和纤维品质，且用抗虫核不育系生产杂种，在制种过程中可减少防治棉铃虫红铃虫的农药和劳动力投入，降低了生产成本，此外，由于用抗虫核不育系生产杂种，母本具有抗虫性，所有的陆地棉品种（系）作父本均可生产出抗虫杂种，有利于广泛测配组合，寻找高优势组合，因而用抗虫核不育系生产抗虫杂种具有更加广泛的市场应用前景，值得进一步深入研究。 参考文献： [1]喻树迅，李付广，刘金海．我国抗虫棉发展战略．棉花学报，2003，15（4）：238-242 [2]郭三堆，催洪志．中国转基因抗虫棉又取得重大进展．中国农业科学，1998，31（6）： 91-94 [3]倪万潮，张震林，郭三堆．转基因抗虫棉的培育．中国农业科学，1998，31（2）：8-13 [4]毛正轩，牟方生，杨泽湖等．棉花核不育高优势杂交种川杂13．中国棉花，2003，30 （11）：31-32 [5]王仁祥．中国转基因抗虫棉的应用及发展对策．棉花学报，2003，15（3）：180-184 [6]郭旺珍，孙 敬，郭玉芳，等．利用F2转Bt基因抗虫棉新策略．棉花学报，2001，13 |
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