轉基因抗除草劑棉花在簡化制種技術方面的利用初探*

賀云新，張興平，吳佶膛，蔣　杰，梅正鼎，李彩紅，張志剛

（湖南省棉花科學研究所，常德　　415101）

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轉基因抗除草劑棉花在簡化制種技術方面的利用初探*

賀云新，張興平，吳佶膛，蔣杰，梅正鼎，李彩紅，張志剛*

（湖南省棉花科學研究所，常德415101）

自盛蕾期開始，用特定濃度的草甘膦溶液間隔不同時間噴施處理轉基因抗除草劑棉花材料；從開花開始每天調查棉花的散粉情況，同時對處理定株進行人工授粉，對照進行人工去雄授粉。結果表明，各處理噴施除草劑不會造成植株死亡，但對其育性造成明顯影響，在簡化制種技術上有重要利用價值。

抗除草劑棉花 除草劑 雄性不育 簡化制種

雜種優勢是生物界的普遍現象，棉花雜種優勢的利用途徑主要有人工去雄、細胞質雄性不育性、細胞核雄性不育系、化學殺雄等。目前普遍應用的人工去雄制種技術費工費時；利用細胞質雄性不育系制種，它的恢復系來源狹窄，配組自由度不高，且F1代經濟和農藝性狀差，優勢不明顯，不能直接利用；利用細胞核雄性不育系制種要在制種大田拔出約一半的可育株，浪費人力、地力，變相增加了制種成本；化學殺雄因棉花花鈴期長、生長繁茂，花朵分散，不利施藥等因素受局限，化學殺雄劑對棉花的生長發育也有藥害作用，且效果受環境和氣候條件的影響較大，因此生產上很少推廣應用。我們在對引進改造的轉基因抗除草劑材料進行除草劑抗性鑒定的試驗中發現，蕾期或花期噴施除草劑會造成棉花雄性不育。但只噴施1次，不能控制整個花期不育，一段時間后棉花恢復育性。設想如果通過間隔噴施草甘膦來控制棉花雄性不育，同時對其進行人工授粉，觀測雌蕊育性及植株的結鈴性，對比人工去雄制種技術的成鈴情況，可能是一個棉花簡化制種技術的新途徑［1～8］。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

轉基因抗除草劑棉花材料CH4、CH8。

授粉棉花材料湘F3。

除草劑為41%農達（草甘膦）。

1.2 試驗方法

試驗于2015年在湖南省棉花科學研究所常德德山茅灣試驗基地進行，壤土、肥力均勻。

田間種植兩個抗除草劑棉花材料，自盛蕾開始噴施除草劑控制，設定4個處理，1個對照：處理1，每隔5 d噴施1次；處理2，每隔10 d噴施1次；處理3，每隔15 d噴施1次；處理4，每隔20 d噴施1次；對照（CK），噴施清水。具體處理見表1。

處理面積為99.6 m2，每處理移栽1壟，每壟栽2行，共計80株，折合密度為2.25萬株/hm2，4月20日營養缽播種，5月12日移栽，其他管理同大田。

把除草劑（41%的農達）稀釋100倍，用藥量根據棉株生長情況，第1次每行用電動噴霧器噴施1 000 ml，第2次每行用1 200 ml，以后每行用1 500 ml。噴藥次數不分處理，從噴施藥開始綜合計算。從棉株開花開始調查，每處理開花10朵以上開始記錄。7月5～25日，每個處理定連續10株進行不去雄授粉，對照（CK）進行人工去雄授粉，授粉鈴柄用紅色毛線標記，8月30日調查雜交成鈴情況。

2 結果與分析

從表2可以看出，7月1日、7月2日各處理均存在少量可育花，7月3～25日，處理1、處理2、處理3的兩個棉花材料均穩定不育，7月3～13日，處理4兩個棉花材料均穩定不育，7月14～19日，處理4兩個材料部分花朵恢復育性，7月20～25日，兩個材料均穩定不育，7月1～25日，對照（CK）兩個棉花材料全部穩定可育。通過田間觀察，7月14～19日，處理4兩個材料雖然出現一些可育花，但育性較差，散粉也較弱，花粉量較少，中間出現這種部分恢復育性情況的原因可能是第1次和第2次噴施除草劑時間間隔較長，第1次噴施除草劑的藥效已經減弱而第2次噴施除草劑的藥效并不能當天起效。從各處理不去雄人工授粉和對照人工去雄授粉成鈴情況來看，對照成鈴率最高，各處理成鈴次之，其中處理間以處理3的成鈴情況最好，處理1的成鈴情況最差，處理2與處理3成鈴情況較對照沒有明顯差異，因此得出時間間隔短雖然能有效控制雄性不育，但對植株及雌蕊可能造成一定的傷害，對成鈴有影響。從不同材料的成鈴情況來看，各處理及對照均以CH4成鈴情況較CH8好，這可能與材料的開花習性有關，同時與花器結構有關，CH4雄蕊花絲較短，花粉敗育后雌蕊柱頭突顯，人工授粉操作方便簡單，而CH8雄蕊花絲較長，甚至長過雌蕊柱頭，導致人工授粉不方便，授粉時柱頭不容易沾到花粉。

［1］ 張小全，朱偉，呂有軍. 棉花雜種優勢利用途徑研究進展. 種子，2008，27，（6）：39～42

［2］ 袁國保，耿月明，楊祖榮，等. 長江流域雜交棉生產應用的困境與出路.中國棉花，2010，（12）：37～38

［3］ 孟慶忠，王貴春，李國榮，等. 草甘膦作為棉花殺雄劑應用研究初報.湖北農業科學，2010，49，（11）：2 706～2 708

［4］ 王霞，馬燕斌，吳霞，等. 國內抗草甘膦轉基因棉花及相關抗性基因研究概述. 山西農業科學，2012，40，（7）：796～799

*基因項目：轉基因生物新品種培育重大專項——洞庭湖棉區高產高效轉基因棉花新品種培育（2016ZX08005001-007）湖南省現代農業產業技術體系