Wnafstu棉花雄性不育系的應用前景

范萬發，賀道華

（西北農林科技大學農學院，陜西 楊凌 712100）

Wnafstu棉花雄性不育系種質材料，是西北農林科技大學獨家發現和培育的珍貴棉花種質資源。有關Wnafstu棉花雄性不育系種質材料的研究表明[1，2]，Wnafstu棉花雄性不育系種質材料具備解決棉花雜種優勢利用研究中所遇關鍵技術問題的內在因子，能解決棉花雜交種選育和雜交種大規模制種的關鍵性技術問題。在把棉花種植業由目前普遍種植常規棉花品種的落后生產模式改變為普遍種植雜交棉花品種的先進生產模式，從而大幅度提高棉花的產量和品質的種植業變革方面，具有非常重要的科學價值。本文對2001年以來有關該材料研究的進展情況做了綜合評述，對其應用前景進行了展望。

1 有關Wnafstu棉花雄性不育系遺傳類型研究的結果

棉花雄性不育系的遺傳類型，對其在棉花雜種優勢利用研究中的應用價值有著很重要的影響。根據水稻、油菜、高粱等大宗農作物雜交種制種所使用的不育系特點，胞質雄性不育系應用價值更大。張進忠認為[5]，要盡快解決雜種棉制種繁瑣的問題，主要有賴于細胞質雄性不育系的研究利用。華金平等認為[6]，細胞質雄性不育系如果能在恢復系的研究方面有所突破，就可能利用不育系通過昆蟲傳粉等方式大量制種，從而解決棉花雜交種產量低、種子供不應求的問題，使棉花雜種優勢得到普遍推廣應用。西北農林科技大學有關Wnafstu棉花雄性不育系種質材料的研究表明[1]，Wnafstu棉花雄性不育系屬于胞質雄性不育系遺傳類型。按照華金平等學者的觀點，只要再在Wnafstu棉花胞質雄性不育恢復系的選育方面有所突破，就可以利用該不育系培育出三系棉花雜交新品種，并進行棉花雜交種的大規模繁殖制種。使棉花雜種優勢得到普遍推廣應用。西北農林科技大學對這一材料的遺傳類型研究結果為該材料的進一步研究利用提供了非常重要的科學依據。

2 Wnafstu棉花雄性不育恢復系選育的結果

阻礙棉花胞質雄性不育研究進展的最大障礙，是棉花胞質雄性不育恢復系的篩選。在本研究項目之前，已有不少關于棉花胞質雄性不育系方面的研究[7～9]。但由于其恢復系的選育問題沒有得到很好的解決，致使所獲得的棉花胞質雄性不育系育種材料長期得不到很好的應用。

Wnafstu棉花雄性不育系不僅屬于胞質雄性不育系遺傳類型，最關鍵的則是本研究項目在Wnafstu棉花胞質雄性不育系材料的研究中，通過實踐科學地總結出了“遺傳過濾”選育恢復系的理論[2]。突破了棉花胞質雄性不育系應用研究中的瓶頸，找到了胞質雄性不育恢復系和目標恢復系的選育途徑，并培育出了多個不同類型的目標恢復系種質材料。這不僅僅是為Wnafstu棉花胞質雄性不育恢復系的選育找到了一條有效的途徑，而且也為較廣泛組配和篩選新的符合育種目標的Wnafstu棉花胞質雄性不育三系棉花雜交新組合，進而篩選具有競爭優勢的雜交棉新品種創造了關鍵性的種質資源，拓寬了Wnafstu棉花胞質雄性不育三系棉花雜交新品種的選擇空間。目前，隨著該項目研究的不斷深入，恢復系材料越來越豐富，新的組合數量在迅速擴大。使以Wnafstu棉花胞質雄性不育系為基本種質材料的三系棉花雜交新品種的選育研究，范圍變得越來越寬闊，育種工作越來越簡化，越來越易操作。從目前的進展狀況看，該項研究有望在不久的時間內，將會和水稻等作物一樣不斷地選育出符合育種目標的三系棉花雜交新品種，使棉花新品種的選育研究由目前的常規種育種改變為雜交種育種，讓棉花育種研究工作真正踏上一個新的育種臺階。

3 Wnafstu棉花雄性不育系植株性狀改良的特點

Wnafstu棉花雄性不育系植株具有海島棉的血緣。按照有關研究，海島棉和陸地棉雜交之后，其后代植株的農藝性狀會產生瘋狂分離而不易利用。而Wnafstu棉花胞質雄性不育系雖然來自海陸雜交后代，但它和其它來自海陸雜交后代的不育系類型遺傳表現完全不同。Wnafstu棉花胞質雄性不育系植株的性狀除了花心帶有紅色斑點外，其它農藝性狀與陸地棉植株之間幾乎沒有什么差別。這和海島棉類型的棉花胞質雄性不育系類型相比較，更容易進行馴化、改良和利用。在進行不同類型Wnafstu棉花胞質雄性不育系群體培育、雜交組合測配、以及恢復系和目標恢復系的篩選研究中，篩選出來的與Wnafstu棉花胞質雄性不育系具有血緣關系的后代材料，都表現出了整齊一致的遺傳特點，植株各種農藝性狀穩定，沒有出現像海島棉與陸地棉種質材料雜交之后，其后代選株所產生的那種無休止的農藝性狀瘋狂分離的遺傳現象。Wnafstu棉花胞質雄性不育系種質材料的這一遺傳特點，完全接近于陸地棉，具有更易于被人類利用的特點。這為進一步培育符合育種目標的Wnafstu棉花胞質雄性不育三系棉花雜交新品種奠定了非常好的種質基礎，使這項研究達到預期研究目的的把握性變得更大。

4 優秀組合開始顯現

近兩年來，隨著恢復系材料的不斷豐富，對該種質材料的研究進入了Wnafstu棉花胞質雄性不育優勢棉花雜交新組合的測配篩選研究，取得了令人鼓舞的研究結果。抗逆性強、豐產潛力大、具有各種優良特點的新組合不斷產生。有的組合在試驗調查中，產量超過了常規對照品中的25%，應用前景非常看好。

5 Wnafstu棉花雄性不育種質材料應用前景分析

從10年來的研究進展看，Wnafstu棉花雄性不育系種質材料在棉花雜種優勢利用研究中有著非常重要的應用價值[1]。Wnafstu棉花雄性不育系和目前許多使用雜交種生產的大宗農作物雜交種制種所使用的不育系的遺傳類型是一致的。這一重要特點決定了Wnafstu棉花雄性不育種質材料在棉花雜種優勢研究利用中的科研價值。Wnafstu棉花胞質雄性不育系和其它棉花胞質雄性不育系的最大不同，是在其研究中突破了棉花胞質雄性不育系在雜種優勢利用研究中的最大障礙，找到了培育恢復系和目標恢復系的選育途徑。成功培育出了恢復系和目標恢復系種質。為三系棉花雜交種的選配拓寬了種質材料范圍。根據馬小定等學者的研究報道[7]，這一重要突破，將為Wnafstu棉花胞質雄性不育系的研究利用奠定重要的種質基礎。

有關研究認為[10]，雖然自20世紀50年代以來，世界各植棉國對棉花雜種優勢利用的研究非常重視，在這方面投入了大量的科研力量。但直至目前，棉花雜交種在世界各植棉國的棉花生產中仍然未能像水稻、玉米等農作物那樣得到普遍運用。究其原因，主要有兩個方面：一是不容易選出高優勢的雜交組合；二是制種方法落后，沒有很好地解決棉花雜交種大規模制種的技術問題。從對Wnafstu棉花雄性不育系育種資源的研究結果看，這兩個問題都得到了比較好的解決。其一是Wnafstu棉花雄性不育系屬于棉花胞質雄性不育系遺傳類型。它研究利用的最大障礙，即恢復系和目標恢復系的選育問題取得了突破性的研究結果，拓寬了優勢雜交組合選擇的種質材料范圍，為選配高優勢的雜交組合奠定了物質基礎。其二是利用Wnafstu棉花胞質雄性不育系培育出來的三系棉花雜交新品種，可以通過不育系進行大規模的雜交種制種，縮減制種成本，降低種子價格，節約生產投資，為大面積棉花生產提供比較廉價的雜交棉棉種。除此之外，Wnafstu棉花雄性不育系接近陸地棉農藝性狀的遺傳特點，也為該材料的研究利用提供了非常好的改良條件。

由此看來，Wnafstu棉花雄性不育系的研究，在把棉花種植業由目前普遍以種植常規棉花品種為主的落后生產模式變為普遍以種植雜交棉花品種為主的先進生產模式中，將有著非常好的研究利用前景。有望近幾年內，在高優勢雜交組合的選配和大規模的三系棉花雜交種繁殖制種方面取得重要進展。

參考資料：

[1]范萬發，邢宏宜，賀道華，等.Wnafstu棉花雄性不育系遺傳類型研究[J].棉花學報，2008，20（2）：137 ～ 140.

[2]范萬發，賀昌太，左田夫.棉花胞質雄性不育恢復系選育技術探索[J].棉花學報，2008，20（4）：315 ～ 317.

[3]范萬發，邢宏宜，楊安民，等.Wnafstu棉花胞質雄性不育系的發現及研究進展[J].農業科技通訊，2009，（2）：13 ～ 15.

[4]范萬發，賀道華.棉花三系雜交種F1代出現不育株的根源研究[J].江西棉花，2010，（4）：20 ～ 22.

[5]張進忠.棉花雄性不育雜種優勢利用研究及進展[J].中國棉花，2005，32（8）：6 ～ 8.

[6]華金平，易先達，韋國貞.雜交棉制種研究與實踐[J].棉花學報，1996，8（3）：120 ～ 122.

[7]馬小定，邢朝柱.棉花雄性不育研究和應用進展[J].棉花學報，2006，18（5）：309 ～ 314.

[8]賈占昌.棉花雄性不育系104—7A的選育及三系配套[J].中國棉花，1987，（2）：12 ～ 15.

[9]紹圣才.棉花溫敏雄性不育兩用系研究與利用[J].中國棉花，2000，27（12）：18 ～ 20.

[10]陳祖海，劉金蘭，聶以春.陸地棉族系種質系與陸地棉品種間的雜種優勢利用研究[J].棉花學報，1994，6（3）：151 ～ 154.