不育杂交棉发展与研究范文

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近几年来，我国杂交棉发展迅速，生产上大面积应用的主要有人工去雄杂交种和核不育杂交种。我国在棉花人工去雄和核雄性不育系统上都进行了广泛而深入地研究和利用，推动了杂交棉的产业化发展，为发展我国棉花生产发挥了巨大的作用。四川开展棉花核不育杂种优势利用达40年，审定了一系列核不育杂交棉杂交种，在四川得到大面积推广应用，并逐步推广到其他棉区。

1四川核不育杂交棉的研究与推广

1．1早期核不育杂交棉的研究与推广四川对以核雄性不育系生产棉花杂交种的方法开展了深入研究和应用［1］。1972年，四川省杂交棉协作组在四川省仪陇县国营棉花原种场洞庭1号原种田中发现一株天然雄性不育株［1］，由此，四川农科院经济作物研究所在国内率先开展棉花核雄性不育性及杂种优势的利用研究，相继培育出了“洞A”型系列核不育两用系洞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“一系两用法”和以核不育保持系为桥梁的“二级法”杂交种生产技术体系，先后育成通过审定的核不育杂交种川杂3号、川杂4号、川杂9号、川优一号、川杂11等，并应用于生产［2］。20世纪90年代末，四川核不育杂交棉的推广应用面积超过棉花总面积的50％，在全国乃至世界上首次使核不育性在杂交棉上得到大面积应用。

1．2近期核不育杂交棉的研究与推广近几年，四川省农科院经济作物研究所成功将Bt抗虫基因转入核不育系，培育出了转基因抗虫核不育两用系GA18、抗A4、SA01，抗虫完全核不育系MAr和抗虫核不育保持系MBr等，利用这些转基因抗虫不育系先后培育出川杂棉13、川杂棉14、川杂棉16、川杂棉17、川杂棉19、川杂棉21、川杂棉23、川杂棉25等10多个转基因抗虫核不育杂交种。这些杂交种在四川、湖北、湖南等相应区域得到推广应用。

1．3新育成几个转基因抗虫核不育系的主要特点

1．3．1转基因抗虫骨干核不育系GA18。以抗病核不育两用系GA作不育亲本，与转基因抗虫品系GK19杂交，采用核不育选择技术、抗虫育种技术、抗病育种技术培育而成，2009年获得国家转基因生物生产应用安全证书。GA18特点为优质、育性稳定，花药败育彻底，在整个生育期没有微粉现象出现。GA18生育期133d，植株塔形，紧凑；叶片中等大小，叶色深绿色；结铃性强，铃重5．9g，吐絮畅；衣分40．5％～43．4％；高抗红铃虫、抗棉铃虫，抗枯萎病、耐黄萎病；纤维上半部平均长度31．2～32．1mm，比强度32．6～34．5cN•tex－1，麦克隆值4．5；不育株率46％～47％，不育度100％。GA18遗传配合力高，利用其作母本测配的组合具有产量高、抗逆性强、品质优等特点，以其为母本配制出转基因抗虫高优势的审定杂交种8个（川杂棉16、川杂棉19、川杂棉21、川杂棉22、川杂棉25、川杂棉26、川杂棉27、川杂棉33），待审定和区试在试组合15个。GA18已成为骨干核不育系［3］。

1．3．2转基因抗虫核不育系抗A4。抗A4于2008年获得国家转基因生物生产应用安全证书〔农基安证字（2008）第（204）号〕，是利用核不育杂交种川杂棉15优株自交，后代优株对株兄妹交，经过多代选择鉴定，培育的抗虫两用系，2009年8月通过四川省农作物品种审定委员会组织的鉴定。该不育系不育性稳定，田间不育株率近50％，不育度100％；铃卵圆形，吐絮畅，铃重5．5～6．0g，衣分40％～42％，衣指7．0g，子指10g；枯萎病指12．6，黄萎病指18．9，抗枯萎病、抗黄萎病；高抗棉铃虫和红铃虫；纤维上半部平均长度29～31mm，比强度29～33cN•tex－1，麦克隆值4．5～5．0。利用抗A4培育已审定转基因杂交种1个，待审定和区试在试组合5个。

1．3．3抗虫完全核不育系MAr。利用新近培育的转基因抗虫优质抗病核不育两用系（如GA18等）和转基因抗虫完全核不育保持系MBr组配而成，高抗棉铃虫、红铃虫，不育株率100％，不育度98％以上，抗枯萎病、耐黄萎病。利用MAr制种，除具有原有的完全核不育系MA制种程序简化、制种产量高、恢复源广泛等优点以外，更重要的是由于MAr高抗棉铃虫、红铃虫，因此制种时母本田全生育期不治或少治棉铃虫和红铃虫，每公顷节约农药款900～1050元，减少劳动用工45～60个，节约1125～1500元，进一步降低了种子生产成本。1．3．4转基因抗虫不育系SA01。SA01系从抗虫核不育两用系GA18与HB杂交后代，经连续兄妹交对株选择，结合抗病虫性、品质、育性等性状综合选择培育而成的核不育两用系，2010年通过四川省农作物品种审定委员会田间鉴定。SA01不育株率46％～48％，不育株的不育度100％，平均铃重6．5g，衣分40．9％，子指10．2g；抗枯萎病、耐黄萎病，枯萎病病指9．3，黄萎病病指29．9；抗棉铃虫，棉铃虫蕾铃被害减退率80．3％；纤维上半部平均长度31．4～32．3mm，比强度30．6～32．5cN•tex－1，麦克隆值4．4～4．6。利用核不育系SA01作母本与SR06杂交培育出的新组合SH1，通过了2008－2009年四川省区试和2010年四川生产试验，已申报四川省审定。

1．4新育成的几个转基因抗虫核不育杂交种的特点

1．4．1川杂棉17。川杂棉17为转基因抗虫核不育杂交种，是利用世界首创的转基因抗虫完全核不育系MAr为母本、采用“核不育二级法”配制而成，具有制种简化、生产成本低的特点，2008年通过四川省审定，并获国家转基因生物生产应用安全证书。川杂棉17产量高，2005－2006年2年区试平均产子棉3480．00kg•hm－2，产皮棉1384．65kg•hm－2，分别比对照川棉56（四川审定品种，2008年以前区试对照，不抗虫）增产34．76％和23．49％，抗棉铃虫高抗红铃虫，纤维品质优，综合农艺性状优良［4］。2008－2010年，川杂棉17在四川省推广6000～7000hm2，表现出较强的杂种优势，增产增效显著。川杂棉17母本为抗虫完全不育系，其杂交种种子生产具有转基因抗虫、育性稳定、环保、制种简便和产量高、遗传纯度好的特点，与原有的“二级法”相比，不育系的两步繁殖和杂交种的生产均实现了抗虫，种子生产成本大幅度降低，产量大幅度增加。这种方法是世界首创的。

1．4．2川杂棉19。川杂棉19为转基因抗虫优质核不育杂交种，是利用转基因抗虫核不育两用系GA18作母本选育而成。2008年通过四川省审定，并获国家转基因生物生产应用安全证书。2005－2006年2年区试平均产子棉3466．20kg•hm－2，皮棉1367．55kg•hm－2，分别比对照川棉56增产39．93％和25．57％。该杂交种高抗棉铃虫、高抗红铃虫，抗枯萎病、耐黄萎病，纤维上半部平均长度31．29mm，比强度35．14cN•tex－1，麦克隆值4．4，整齐度86．45％，纺纱均匀性指数171．7，达到国家优质棉标准［5］。川杂棉19特征特性：四川棉区生育期130d，中熟，植株塔形，生长稳健，植株较松散，株高88．2cm，果枝12．3个；结铃性强，平均单株结铃18．9个；铃卵圆形偏长，铃重5．37g，吐絮畅，纤维洁白；衣分39．40％，衣指6．5g，子指10．1g。

1．4．3川杂棉25号。川杂棉25号为转基因抗虫高产核不育杂交种，是利用转基因抗虫核不育两用系GA18作母本选育而成。2008年通过湖南省审定，并获国家转基因生物生产应用安全证书。2006－2007年湖南省区试平均产皮棉2052．0kg•hm－2，比对照湘棉8号增产7．8％，增产显著。抗枯萎病、耐黄萎病，抗棉铃虫、高抗红铃虫。纤维上半部平均长度28．9mm，整齐度85．2％，比强度28．3cN•tex－1，麦克隆值5．2，纺纱均匀性指数137。

1．4．4川杂棉23。川杂棉23为转基因抗虫核不育杂交种，是利用转基因抗虫核不育两用系抗A4选育而成。2008年通过湖北省审定（湖北审定名为路棉6号），2009年通过四川省审定，并获国家转基因生物生产应用安全证书，2005－2007年四川省区域试验3年平均，子棉产量为3567．3kg•hm－2，皮棉产量为1443．0kg•hm－2，分别比对照川棉56增产31．0％，23．08％，增产极显著；抗枯萎病、耐黄萎病，枯萎病病指8．92，黄萎病病指34．42；抗棉铃虫和红铃虫；纤维上半部平均长度31．60mm，比强度30．37cN•tex－1，麦克隆值4．7，整齐度87．33％，纺纱均匀性指数153．94。川杂棉23生育期133d左右。植株塔形，叶片中等大小。铃卵圆形，单株平均结铃21．1个，铃重6．3g，衣分40．92％，衣指7．9g，子指10．8g。2008－2010年，川杂棉23在湖北省、四川省进行了大面积推广应用。

2核不育杂交棉的产业化发展优势

2．1人工去雄杂交棉的困境人工去雄杂交种组合选配自由，易筛选出高优势杂交种，特别是抗虫杂交一代增产显著、适应性强、稳产性好，对发展我国棉花生产发挥了巨大的作用，推动了杂交棉的产业化。但人工去雄制种全靠手工操作，效率低，成本高，种子价格高，每公顷制种田杂交授粉至少需要1200个劳动力。随着我国经济的快速发展，农村劳动力逐渐减少，劳动力价格也越来越高，人工去雄杂交棉的制种成本将进一步提高，而生产的杂交F1种子量也有限。这些因素必将制约制种面积的进一步扩大，影响人工去雄杂交棉更大面积的推广应用。

2．2核不育杂交棉的产业发展优势利用核不育两用系制种，在蕾期和初花期拔除可育株后，保留的不育株的花粉全部败育，整个生育期不能自交结铃，制种时不需要人工去雄；与人工去雄制种相比，生产程序大为简化，制种用工大幅度减少，效率大为提高。四川棉区多年的制种情况表明，利用核不育两用系每公顷制种田杂交授粉仅需要300个劳动力，杂交种子的生产成本比人工去雄法降低40％（表1），更容易为制种户接受。同时种子纯度也得到了有效保障，彻底杜绝了使用第2代种子的可能性，便于杂交棉种子市场的规范化管理，增加棉农的收入和植棉积极性，促进杂交棉市场的健康有序发展。近几年利用GA18等转基因抗虫不育系作母本进行制种，与利用非抗虫不育系生产杂交棉种子相比，减少施药成本70％以上，制种产量提高25％以上，平均每公顷增收9000元以上。因此，转基因抗虫核不育杂交棉在棉花杂交种产业应用中具有较强竞争优势和良好的推广前景。

3讨论与思考

3．1扩大核不育系的研究和推广，培育强优势核不育杂交种为推动棉花核不育杂种优势利用研究和应用的深化和扩大，选育出优势更强、适应性更广的核不育杂交种，四川省农科院经济作物研究所一直在相互认同和一定协议的形式下，向全国育种单位发放转基因抗虫骨干不育系GA18和抗虫完全不育系MAr等，核不育杂交棉的产业发展也迫切需要更多的育种单位和种业公司积极介入。

3．2研制更加简化高效的杂交种子生产方法简化高效的制种方法是杂交种产业应用的关键。四川省农科院经济作物研究所在冬季无霜、棉花能越冬的地区如四川攀枝花、云南南坪等，利用转基因抗虫核不育两用系作母本，开展宿根杂交制种研究，形成了一套更加简化高效的制种体系。该体系利用核不育两系法制种，只需要在第一年识别育性拔除母本的可育株后宿根越冬，第二年开始不需要播种，避免了在花期和蕾期拔除可育株的繁琐程序，制种程序大为简化，杂交种的生产成本大幅度降低，制种效益可增加30％以上。这种方法也为目前陷入困境的杂交棉产业发展带来了曙光。