早熟 抗逆 優(yōu)質(zhì)棉花雜交種冀8158的選育

郭寶生，王凱輝，劉素恩，王兆曉，趙存鵬，李軍英，耿軍義*，王鳳行，耿香利

（1.河北省農(nóng)林科學(xué)院棉花研究所，農(nóng)業(yè)部黃淮海半干旱區(qū)棉花生物學(xué)與遺傳育種重點實驗室，國家棉花改良中心河北分中心，河北 石家莊 050051；2.河北省農(nóng)林科學(xué)院農(nóng)業(yè)信息與經(jīng)濟研究所，河北 石家莊 050051；3.天津市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣總站，天津 300061；4.河北省農(nóng)林科學(xué)院糧油作物研究所，河北 石家莊 050051）

早熟 抗逆 優(yōu)質(zhì)棉花雜交種冀8158的選育

郭寶生1，王凱輝1，劉素恩1，王兆曉1，趙存鵬1，李軍英2，耿軍義1*，王鳳行3，耿香利4

（1.河北省農(nóng)林科學(xué)院棉花研究所，農(nóng)業(yè)部黃淮海半干旱區(qū)棉花生物學(xué)與遺傳育種重點實驗室，國家棉花改良中心河北分中心，河北 石家莊 050051；2.河北省農(nóng)林科學(xué)院農(nóng)業(yè)信息與經(jīng)濟研究所，河北 石家莊 050051；3.天津市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣總站，天津 300061；4.河北省農(nóng)林科學(xué)院糧油作物研究所，河北 石家莊 050051）

針對冀東濱海鹽堿區(qū)的生態(tài)條件，以早熟、抗逆、優(yōu)質(zhì)等綜合性狀優(yōu)良的轉(zhuǎn)基因棉花新品種培育為目標(biāo)，結(jié)合生態(tài)育種、分子育種和雜交聚合育種手段，選育出了高產(chǎn)、抗逆棉花新雜交種冀8158。該品種纖維品質(zhì)優(yōu)良，上半部絨長30.0 mm，斷裂比強度31.4 cN/tex，馬克隆值5.2，綜合指標(biāo)達(dá)到Ⅱ型品種標(biāo)準(zhǔn)；抗旱耐鹽性強，產(chǎn)量優(yōu)勢明顯，霜前皮棉較對照魯棉研21號增產(chǎn)7.74%，居參試品種第1位。采用SSR分子標(biāo)記技術(shù)進(jìn)行親本原原種純度檢驗篩選，大幅提高了雜交種子純度。

棉花；冀8158；早熟；抗逆；優(yōu)質(zhì)；選育

棉花作為抗旱、耐鹽堿、效益高的經(jīng)濟作物，已成為冀東濱海低平原“稻改旱”和濱海灘涂區(qū)域的必然之選[1]。冀東濱海棉區(qū)為黃河流域棉區(qū)北端近年來迅速發(fā)展起來的新興棉區(qū)，是水資源匱乏與濱海鹽堿地開發(fā)利用雙重因素的必然選擇，棉花常年種植面積為3.33萬～4萬hm2，總產(chǎn)量3萬t，主要分布在河北省的豐南和唐海，天津市的武清、寶坻、漢沽、寧河和靜海等，并有逐年擴大之勢。該棉區(qū)的健康發(fā)展，有助于京津冀農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和濱海鹽堿地的開發(fā)利用；極大地緩解糧棉爭地的矛盾；促進(jìn)農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展，增加棉農(nóng)收入，同時也可帶動棉花加工和棉紡產(chǎn)業(yè)的發(fā)展[2，3]。

冀東濱海棉區(qū)位于黃河流域棉區(qū)的最北端，光溫條件有限。品種多亂雜、播期早苗情差、枯黃萎病重、棉田通風(fēng)透光不足、爛鈴多、貪青晚熟和管理不規(guī)范等實際問題客觀普遍存在，影響棉花產(chǎn)業(yè)效益提升及良性發(fā)展。因此以當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境和生產(chǎn)條件為背景，選擇適于冀東濱海棉區(qū)種植的高產(chǎn)、抗逆棉花新品種勢在必行[4～8]。2000年開始，河北省農(nóng)林科學(xué)院棉花研究所針對冀東濱海鹽堿區(qū)的生態(tài)條件[9]，以培育早熟、抗逆、優(yōu)質(zhì)等綜合性狀優(yōu)良的轉(zhuǎn)基因棉花新品種為目標(biāo)，結(jié)合生態(tài)育種、分子育種和雜交聚合育種手段，充分發(fā)掘遠(yuǎn)緣雜交后代的綜合抗逆潛力，選育出了高產(chǎn)、抗逆棉花新雜交種冀8158（冀雜656），2012年通過天津市第26次農(nóng)作物品種審定會議審定（審定編號：津?qū)徝?012001號）。該品種滿足了冀東濱海棉區(qū)的河北省東部、天津市全部棉區(qū)的棉花生產(chǎn)需求。

1 材料與方法

1.1 親本材料

母本為優(yōu)質(zhì)、抗病、轉(zhuǎn)基因抗蟲常規(guī)品種冀228[10]。該品種于2005年通過農(nóng)業(yè)部轉(zhuǎn)基因生物安全評價，并批準(zhǔn)在山東省〔農(nóng)基安審字（2005）第006號〕和河北省〔農(nóng)基安審字（2005）007號〕進(jìn)行商業(yè)化生產(chǎn)。2005年通過河北省農(nóng)作物品種審定委員會審定；2008年通過國家農(nóng)作物品種審定委員會審定。具有早熟性好，抗病、耐旱、耐鹽堿，后期葉功能好，抗早衰，纖維品質(zhì)優(yōu)異，種仁含油量高等特點。

父本為C4236，為冀棉25（具有陸地棉、中棉和野生棉瑟伯氏棉的血統(tǒng)）×GK12雜交后代的高代穩(wěn)定品系。長勢強，鈴大，衣分高，抗枯萎病和黃萎病，吐絮肥暢，棉絮潔白。

1.2 選育過程

2004～2005年利用表型性狀相關(guān)性分析[11]對107份育種骨干親本進(jìn)行綜合性狀評估以及配合力預(yù)測，篩選出核心骨干親本48份；2005年在河北省農(nóng)林科學(xué)院棉花研究所小安舍試驗站配制冀228×C4236雜交組合共56個。

2006～2007年在河北省農(nóng)林科學(xué)院棉花研究所小安舍試驗站進(jìn)行雜交種產(chǎn)量比較試驗，同時，利用DNA分子標(biāo)記分型技術(shù)[12]對骨干親本進(jìn)行分子標(biāo)記遺傳多樣性分析，綜合評估骨干親本遺傳背景豐富度；最終抉選出 （冀 228×C4236） F1（組合編號為冀8158）等綜合性狀優(yōu)良的雜交組合10個。

2008年冀8158獲得轉(zhuǎn)基因安全評價證書〔證書編號：農(nóng)安基證字（2008）134號〕，命名為冀雜656。

2009年在石家莊、南宮、故城、成安、南皮、蘆臺、寧河和靜海等地對冀8158（冀雜656）進(jìn)行多點鑒定試驗，進(jìn)一步鑒定篩選品種的適應(yīng)性、豐產(chǎn)性和穩(wěn)定性。

2010～2011年冀8158（冀雜656）參加天津市棉花品種區(qū)域試驗。

2012年冀8158（冀雜656）參加天津市春棉生產(chǎn)試驗，并通過了天津市第26次農(nóng)作物品種審定會議審定（審定編號：津?qū)徝?012001號），命名為冀8158。

1.3 檢測親本純度，監(jiān)測F1代純度

2010年開始利用篩選到的親本間具有多態(tài)性的引物對親本純度檢測和F1代純度監(jiān)測。對親本原原種每個單株進(jìn)行分子標(biāo)記純度篩選，去掉帶型不一致的雜株；在田間隨機選取親本原種及其組合F1各50株的葉片，提取總DNA，采用張建宏等[13]的研究方法進(jìn)行PCR擴增和聚丙烯酰胺電泳，監(jiān)測F1代的純度。

2 結(jié)果與分析

2.1 特征特性

冀8158在冀東濱海棉區(qū)春播種植，生育期125 d左右，植株塔型，葉片中等大小、綠色，茸毛較少，果枝節(jié)位7.0節(jié)，鈴重約7.2 g，衣分39.42%。鈴卵圓型，吐絮肥暢，纖維白，易采摘。

2.2 豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性

2010～2011年天津市棉花品種區(qū)域試驗，冀8158籽棉產(chǎn)量和霜前皮棉產(chǎn)量增產(chǎn)幅度均達(dá)到極顯著水平，其中，霜前皮棉產(chǎn)量較對照魯棉研21號增產(chǎn)8.21%～12.65%（表1），居13個參試品種第1位。

2012年天津市春棉生產(chǎn)試驗，冀8158籽棉平均產(chǎn)量3 626.1 kg/hm2，較對照品種魯棉研21號增產(chǎn)9.88%，5個試點全部增產(chǎn)；霜前皮棉平均產(chǎn)量為1 188.9 kg/hm2，較對照品種魯棉研21號增產(chǎn)7.74%，5個試點全部增產(chǎn)，居12個參試品種第1位。

2.3 抗性表現(xiàn)

2.3.1 抗病性表現(xiàn) 2010～2011年天津市寧河縣農(nóng)業(yè)技術(shù)服務(wù)中心自然誘發(fā)抗病性鑒定結(jié)果，枯萎病抗病指數(shù)為0.0～5.4；黃萎病抗病指數(shù)為1.80～14.20；2011～2012年中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所人工接種抗病性鑒定結(jié)果，枯萎病抗病指數(shù)為14.2～16.8，黃萎病抗病指數(shù)為14.2～34.8（表2）。冀8158田間耐枯萎病和黃萎病。

表1 2010～2011年天津市棉花品種區(qū)域試驗中冀8158的籽棉產(chǎn)量和霜前皮棉產(chǎn)量Table 1 The yield of Ji8158 in the regional test in Tianjin during 2010-2011

表2 2010～2012年冀8158枯萎病和黃萎病的抗病指數(shù)Table 2 Disease-resistant index detection for fusarium wilt and verticillium wilt of Ji8158 during 2010-2012

2.3.2 抗逆性表現(xiàn)

2.3.2.1 耐鹽性。河北省農(nóng)林科學(xué)院濱海農(nóng)業(yè)研究所對冀8158的耐鹽性進(jìn)行鑒定，冀8158發(fā)育期相對鹽害率為18.6%，表現(xiàn)為耐鹽；苗期鹽害指數(shù)為21.6%，表現(xiàn)為強耐鹽。

2.3.2.2 抗旱性。依據(jù)DB 13/T 398.5—1999[14]，河北省農(nóng)林科學(xué)院旱作農(nóng)業(yè)研究所對冀8158的抗旱性進(jìn)行檢測，抗旱指數(shù)為1.10，屬于抗旱品種。

2.4 纖維品質(zhì)

2012年農(nóng)業(yè)部棉花品質(zhì)監(jiān)督檢驗測試中心纖維品質(zhì)檢測結(jié)果顯示，上半部絨長30.0 mm，斷裂比強度31.4 cN/tex，馬克隆值5.2，整齊度指數(shù)85.5%，伸長率4.4%，反射率78.6%，黃度7.1，紡紗均勻指數(shù)146.00，綜合指標(biāo)達(dá)到II型品種標(biāo)準(zhǔn)。

2.5 親本純度檢測和F1代純度監(jiān)測

利用SSR分子標(biāo)記進(jìn)行雜交種親本的純度檢驗，親本原原種純度100%，親本原種純度99.2%，大幅度提高了雜交種親本的純度。雜交種純度98.01%（圖1）。

圖1 親本及F1代SSR標(biāo)記圖譜Fig.1 Parental and F1generation SSR market

3 結(jié)論與討論

（1）轉(zhuǎn)基因抗蟲雜交棉冀8158遺傳基礎(chǔ)豐富，集其母本早熟不早衰、抗病耐旱耐鹽堿、纖維品質(zhì)優(yōu)異和父本的長勢強，鈴大，衣分高，吐絮肥暢，棉絮潔白為一身，具有明顯的雜種優(yōu)勢表現(xiàn)[15]。冀8158是針對冀東濱海棉區(qū)生態(tài)環(huán)境定向選育的品種，重點考慮該區(qū)域無霜期短、土壤礦化度高等自然條件，以抗逆、早熟為突破口，兼顧纖維品質(zhì)協(xié)同提高。冀8158是冀東濱海棉區(qū)不可多得的具有早熟、豐產(chǎn)、抗逆等優(yōu)良性狀的纖維品質(zhì)達(dá)到II型標(biāo)準(zhǔn)的品種。

（2）棉花是常異花授粉作物，其天然雜交率為3%～20%。異交必然使基因發(fā)生重組，改變品種群體的遺傳型，最終導(dǎo)致品種退化[15]。種子是決定棉花產(chǎn)量的關(guān)鍵因素之一，DNA分子標(biāo)記的發(fā)展，為種子純度檢驗提供了更可靠的檢測方法，從種子純度檢測依靠表型鑒定轉(zhuǎn)向DNA分子水平檢測[16，17]。但是該技術(shù)主要用于區(qū)分真假雜交種[18，19]。而將分子標(biāo)記技術(shù)應(yīng)用到親本原原種繁育，通過表型性狀與DNA分子標(biāo)記相結(jié)合的手段，從親本原原種開始進(jìn)行單株DNA檢測，親本原種的純度提高了4.2個百分點，雜交種的純度從92.00%提高到98.01%。高純度的棉花種子為棉花豐產(chǎn)豐收奠定了良好基礎(chǔ)。

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Breeding of New Cotton Hybrid Ji8158 with Early-mature and Stress-resistant and Superior Quality

GUO Bao-sheng1，WANG Kai-hui1，LIU Su-en1，WANG Zhao-xiao1，ZHAO Cun-peng1，LI Jun-ying2，GENG Jun-yi1*，WANG Feng-xing3，GENG Xiang-li4

（1.Key Laboratory of Biology and Genetic Improvement of Cotton in Huanghuaihai Semiarid Area，Ministry of Agriculture，P.R.China，Cotton Research Institute of Hebei Academy of Agriculture and Forestry Sciences，Shijiazhuang 050051，China；2.Institute of Agricultural Information and Economy，Hebei Academy of Agriculture and Forestry Sciences，Shijiazhuang 050051，China；3.Agricultural Technology Extension Station of Tianjin，Tianjin 300061，China；4.Institute of Cereal and Oil Crops，Hebei Academy of Agriculture and Forestry Sciences，Shijiazhuang 050051，China）

In view of the ecological condition in the eastern coastal saline area of Hebei Province，cotton breeding objective has been set up for excellent comprehensive properties improvement such as early maturity，stress-resistant，superior quality.Combined ecological breeding，molecular breeding and hybrid breeding methods，new cotton hybrid Ji8158 was bred.Its fiber quality was excellent，which upper fiber length was 30.0 mm，the fiber strength was 31.4 cN/tex，and the micronaire was 5.2，comprehensive index reach the standard of type II variety.Its production advantage was obviously，along with high drought resistance and salt tolerance.Compared with CK variety Lumianyan21，its lint yield before the frost increased by 7.74%，ranks the first in all testing varieties.Using SSR molecular marker technology for screening of parents original seed purity，the purity of hybrid seeds were improved greatly.

Cotton；Ji8158；Early-mature；Stress-resistant；Superior quality；Breeding

S562

：A

：1008-1631（2017）01-0066-04

2016-10-18

河北省科技支撐計劃項目（16226321D）；河北省渤海糧倉科技研發(fā)項目“海河低平原糧棉輪作高產(chǎn)節(jié)水技術(shù)集成與示范”；河北省農(nóng)林科學(xué)院現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新工程項目

郭寶生（1971-），男，河北玉田人，研究員，博士，主要從事棉花種質(zhì)創(chuàng)新與育種研究。Tel：0311-87652077。E-mail：guobaosheng111@126.com。

耿軍義（1964-），男，河北行唐人，研究員，主要從事棉花遺傳育種研究。Tel：0311-87652077。E-mail：gengjunyi66@126.com。