DT 系列抗草甘膦棉花新材料的田間鑒定及篩選

戚廷香，郭立平，吳建勇，張學(xué)賢，唐會妮，王海林，喬秀琴，張兵兵，邢朝柱

（中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所/棉花生物學(xué)國家重點實驗室，河南安陽455000）

草害是影響棉花生產(chǎn)的主要因素之一， 嚴重影響棉花的品質(zhì)和產(chǎn)量[1]。 雜草不僅與棉花爭水肥、陽光和空間，還傳播病蟲害[2]。除草劑的推廣使用，可大幅度減少棉田管理用工，降低勞動強度[3]。草甘膦作為一種廣譜除草劑，具有高效、低毒、低殘留、低成本、不破壞土壤環(huán)境等一系列優(yōu)點，是比較理想的滅生性除草劑之一[3]。目前推廣的棉花品種對草甘膦除草劑不具有抗性， 經(jīng)常出現(xiàn)藥害現(xiàn)象[4]。而選育抗除草劑棉花品種是防止除草劑藥害最有效的途徑[5-6]。因此，本研究旨在篩選抗草甘膦棉花材料， 為抗除草劑棉花品種的選育提供新材料。

1 材料與方法

1.1 材料

2005―2008 年在對遠緣雜交抗逆材料后代的選育中，發(fā)現(xiàn)幾株對草甘膦不敏感的材料。 2009―2015 年分別在田間大劑量 （質(zhì)量濃度4.1～8.2 g·L－1） 噴施草甘膦進行篩選， 同時通過回交導(dǎo)入大鈴、長果枝、早熟等性狀，選出了一系列抗草甘膦，且具有不同農(nóng)藝性狀的棉花品系（DT）。 本研究采用18 個DT 系列棉花品系，編號DT-1～DT-18，對照材料為中棉所52； 試驗用草甘膦為草甘膦異丙胺鹽水劑（質(zhì)量分數(shù)41%），新疆塔河勤豐植物科技有限公司生產(chǎn)。

1.2 方法

試驗在新疆阿拉爾市第一師十團阿拉爾市興棉農(nóng)業(yè)科技有限公司進行， 選擇有良好隔離條件、地勢較高、 適合于棉花生長的地塊。 行長9.5 m，3行區(qū)，每個材料1 張膜，按順序排列。株距0.12 cm，行距0.76 cm， 小區(qū)面積21.66 m2（3×0.76 m×9.5 m），理論密度11.2 萬株·hm－2。 各處理每個材料用質(zhì)量濃度4.1 g·L－1草甘膦在棉花苗期（2 片真葉時）定向噴灑[6]，以中棉所52 為對照1（CK1）。 在蕾花期（蕾直徑3 mm 左右，6 月8 日）對苗期篩選出的抗耐草甘膦材料再次如上處理，以未噴灑草甘膦的中棉所52 為對照2（CK2）[5]。 每個處理噴灑1張膜（用小型噴霧器在防風(fēng)罩內(nèi)進行）。 觀察、記載棉花苗期植株的田間表現(xiàn)； 棉花蕾花期施藥后，從6 月10 日開始觀察植株的藥害反應(yīng)。 6 月12 日出現(xiàn)第一朵花后，調(diào)查生殖器官的柱頭、花絲表現(xiàn)及雄蕊花粉量，最后收獲各小區(qū)全部自然成熟、吐絮的籽棉進行計產(chǎn)。 田間管理按當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)進行。

2 結(jié)果與分析

2.1 苗期的鑒定篩選

在2 片真葉時， 草甘膦處理后10 d 的田間觀察調(diào)查結(jié)果見表1。 從表1 可知，10 個材料DT-1、DT-2、DT-3、DT-6、DT-7、DT-8、DT-9、DT-10、DT-12 和DT-13 高 抗 草 甘 膦，6 個 材 料DT-4、DT-5、DT-11、DT-16、DT-17 和DT-18 耐草甘膦，2 個材料DT-14、DT-15 不抗草甘膦（被淘汰）。

2.2 蕾花期篩選

蕾花期噴灑草甘膦后， 前10 d 各材料的花粉正常，沒有明顯變化；6 月21 日以后有些材料的花粉開始變少，但各個材料表現(xiàn)不同（表2）。 按表現(xiàn)分述如下：

一是營養(yǎng)器官和生殖器官均不受草甘膦明顯影響的高抗草甘膦品系有DT-1、DT-2、DT-3、DT-6、DT-10 和DT-13。 其生長正常且最終收獲籽棉產(chǎn)量比較高， 特別是DT-2 和DT-6 籽棉產(chǎn)量達到4 561.5 kg·hm－2和4 299.0 kg·hm－2，與對照基本相當(dāng)，其他農(nóng)藝性狀表現(xiàn)較好，可以作為抗草甘膦育種的材料。

表1 苗期噴灑草甘膦的田間表現(xiàn)

表2 蕾花期噴灑草甘膦的田間表現(xiàn)及產(chǎn)量

二是營養(yǎng)器官不受草甘膦影響而生殖器官出現(xiàn)花粉少且敗育的品系有DT-7、DT-8、DT-9 和DT-12。 在噴灑草甘膦溶液后，其營養(yǎng)器官基本不受影響，但藥后10 d 時生殖器官出現(xiàn)柱頭突出、花絲變短、花粉量減少、花粉敗育等現(xiàn)象，但其敗育程度不同：DT-7 和DT-12 花粉部分敗育，有些花藥能開，有少量花粉且育性不穩(wěn)定，結(jié)鈴后有部分鈴發(fā)黃、干癟、脫落，最終產(chǎn)量也受到影響，只有CK2 的1/4～1/3；DT-8 和DT-9 花粉完全敗育，花藥不能開裂，幾乎沒有花粉，不能自然正常結(jié)鈴，但用其他的花粉授粉則能正常結(jié)鈴，可以作為特殊的不育材料加以利用[6]。

三是營養(yǎng)器官受草甘膦影響而生殖器官不受草甘膦影響的品系有DT-11 和DT-16。這2 個材料的葉片出現(xiàn)葉片萎蔫、邊緣卷曲，但在10 d 左右能恢復(fù)正常生長。其柱頭、花絲生長正常，花粉量比較正常，活性也正常，但產(chǎn)量比較低，究其原因：苗期和蕾期2 次噴灑草甘膦， 對其營養(yǎng)器官產(chǎn)生了傷害，造成落鈴較多。

四是營養(yǎng)器官和生殖器官均受草甘膦影響的品系有DT-4、DT-5、DT-17 和DT-18。 其中DT-4、DT-5 和DT-18 不僅營養(yǎng)器官受到傷害， 而且花粉出現(xiàn)敗育，花粉量少且育性不穩(wěn)定，結(jié)鈴偏少且脫落多，結(jié)鈴數(shù)和鈴重降低，最終導(dǎo)致棉花產(chǎn)量下降；DT-17 生殖器官受草甘膦影響較小，只是花粉量稍偏少，柱頭、花絲生長正常，結(jié)鈴也正常，產(chǎn)量是CK2 的一半左右。

3 結(jié)論

本研究篩選出了2 類在育種中可利用的材料：一是高產(chǎn)、營養(yǎng)和生殖器官對草甘膦抗性均好的材料DT-2 和TD-6，可作為育種親本加以利用，為盡快獲得抗草甘膦棉花品種提供了可能； 二是營養(yǎng)器官高抗草甘膦、 生殖器官對草甘膦敏感的材料DT-8 和DT-9，其中DT-8 材料苗期和蕾花期營養(yǎng)器官不受草甘膦影響， 但開花時花藥不開裂或花粉活力喪失出現(xiàn)完全敗育， 可作為不育系新材料進一步深入研究及應(yīng)用， 作者正在進行后續(xù)研究。