高產穩產優質廣適多抗棉花新品種冀1316選育分析

郭寶生，劉素恩，王兆曉，王凱輝，趙存鵬，崔瑞敏，劉存敬，張建宏，張香云，耿軍義（農業部黃淮海半干旱區棉花生物學與遺傳育種重點實驗室，河北省農林科學院棉花研究所，河北石家莊050051）

高產穩產優質廣適多抗棉花新品種冀1316選育分析

郭寶生，劉素恩，王兆曉，王凱輝，趙存鵬，崔瑞敏，劉存敬，張建宏，張香云，耿軍義*
（農業部黃淮海半干旱區棉花生物學與遺傳育種重點實驗室，河北省農林科學院棉花研究所，河北石家莊050051）

利用“陸地棉伊中棉伊瑟伯氏棉”HAT三元遠緣雜種后代深厚遺傳背景，通過低代混選法，提高棉花遠緣雜交后代的遺傳改良效果；采用優系內姊妹交，充分利用數量性狀基因的加性效應，促進產量、抗性、品質等數量性狀微效多基因聚合；現代分子標記技術與傳統高效育種技術相結合，縮短育種進程；培育出轉基因抗蟲棉花新品種冀1316。該品種遺傳基礎豐富，具有陸地棉、中棉和野生瑟伯氏棉血統，集高產、穩產、優質、廣適、多抗、適于簡化管理等優良性狀于一體。冀中南棉花品種區域試驗，冀1316的23個試驗點全部增產，且增幅達到極顯著水平，皮棉產量、霜前皮棉產量分別較對照DP99B增產20.5%和23.8%，均居同期參試品種第1名；高抗棉鈴蟲，抗盲蝽象；抗旱，耐鹽堿；纖維上半部平均長度30.2mm，馬克隆值5.0，斷裂比強度30.4cN/tex，為纖維優質域型品種；尤其是在穩產性、抗逆、抗盲蝽象、適于機械化輕簡化管理方面優勢明顯，能夠滿足河北省及其周邊棉區生產需求和目前棉花生產對棉花品種機械化輕簡化管理的需要。

棉花；冀1316；穩產；抗盲蝽象；選育分析

河北省棉花主產區南北跨度較大，土壤類型多樣，生態條件復雜，耕作制度和栽培管理水平也有較大差異，棉花自然災害和病蟲害時有發生[1]。春季低溫鹽堿、夏季時旱時澇，生長中后期日照不足，枯、黃萎病頻發，棉鈴蟲、棉蚜為害等均影響河北省棉花的產量和品質[2]。棉花為紡織工業的重要原料，“六五”耀“九五”期間，我國自育棉花品種的纖維品質普遍存在長度有余而強力不足、馬克隆值偏高的現象，各項纖維品質指標間的匹配也不夠理想[3，4]。要有效抵御自然災害，保證棉花產量和品質，滿足紡織工業對棉花纖維品質的需求，最經濟有效的措施是種植高產穩產、早熟、適應性廣且抗病蟲的棉花品種。實踐證明，棉花遠緣雜交是提高產量、增強抗性、改善品質的有效途徑之一[5耀10]；抗棉鈴蟲的外源Bt不僅可通過雜交方法轉育到不同遺傳背景的棉花育種骨干親本中，而且能夠完全表達[11]。從20世紀90年代中期開始，我們以早熟、高產穩產、優質、多抗、廣適等綜合性狀優良的轉基因棉花新品種培育為主攻目標，通過現代轉基因技術、遠緣雜交創新與雜交重組聚合以及姊妹交累加等方法相結合，選育出了高產穩產、早熟廣適、多抗的棉花新品種——冀1316[12]，可滿足河北省及周邊不同生態棉區的生產需求[13]，該品種于2008年4月通過了河北省農作物品種審定委員會審定（審定編號：冀審棉2008005號）。

1　材料與方法

1.1親本材料

母本為抗病、豐產、適應性廣的冀棉18F1。其是中棉所12與早熟、豐產石711陸地棉品種間雜交一代，表現長勢強、豐產性好、鈴大、衣分高、吐絮肥暢、纖維品質優良、適應性強。

父本為96-322，來源于冀棉25與GK12的雜交后代。其中，冀棉25具有陸地棉、中棉和野生瑟伯氏棉血統，遺傳基礎豐富；GK12為我國自育轉Bt的抗蟲棉新品種。96-322遺傳背景復雜，不僅長勢穩健，結鈴性強，早熟不早衰，抗枯、黃萎病能力強，抗逆性好，區域適應性廣，纖維品質優良，而且攜帶抗蟲Bt，高抗鱗翅目害蟲。

1.2選育方法

1.2.1親本鑒定篩選通過對126份育種骨干親本進行綜合性狀鑒定和配合力測定，選擇出96-322、冀棉18、冀優768、Z56-1、1326、冀棉25等15個綜合性狀優良或某一性狀特異、配合力高的骨干親本。

1.2.2親本選擇依據血統遠緣、地理遠緣和主要性狀優勢互補原則，選擇親本，配置雜交組合。

1.2.3海南加代海南冬季加代、高代強制自交與分子標記相結合，加快后代純合，縮短育種進程。

1.2.4混合種植早期（F2耀F3代）按單株抗性、產量和品質選擇后混合種植，在保證遺傳多樣性的同時提高選擇效率。

1.2.5單株間姊妹交優系內優良單株間進行姊妹交，充分利用數量性狀基因的加性效應，促進微效有益基因的聚合與累加，實現產量、品質、抗性和適應性等主要性狀的同步提高。

1.2.6吐絮集中度測定將9月30日前的吐絮率作為棉花吐絮集中程度的選擇指標。9月30日前吐絮率達到65%為達標，以提高品種的適宜輕簡化管理水平。

1.2.7不同生態區多點試驗在主產棉區不同生態區開展多年多點試驗，對品種的適應性、豐產性和穩產性進一步鑒定篩選。

1.2.8穩定品系深化研究對穩定品系的形態特征、生理生化特性和某一特異性狀繼續進行深化研究，發現新特性，挖掘新優勢，同時進行配套栽培技術研究。

1.3選育過程

1996年在河北省農林科學院棉花研究所試驗站配制冀棉18F1伊96-322（冀棉25伊GK12組合抗蟲性強的低代品系）等48個雜交組合；同年冬，再將48個雜交組合南繁加代，其中（冀棉18F1伊96-322）F1代表現抗蟲、豐產、抗病、品質優良，選擇該雜交組合的單株混合收獲。

1997年在河北省農林科學院棉花研究所試驗站種植（冀棉18F1伊96-322）F2代，選擇優良單株混合收獲；同年冬，在海南基地種植（冀棉18F1伊96-322）F3代，選擇優良單株混合收獲。

1998年在河北省農林科學院棉花研究所試驗站種植（冀棉18F1伊96-322）F4代，選擇抗蟲、豐產、抗病、優質單株自交，混收自交鈴；同年冬，將（冀棉18F1伊96-322）F5代混收的自交鈴南繁加代，繼續選擇優良株行單株自交，混收自交鈴。

1999年在河北省農林科學院棉花研究所試驗站種植（冀棉18F1伊96-322）F6代的混收自交鈴，選擇優良株行單株自交，混收自交鈴，并開始檢測纖維品質；同年冬，將混收的自交鈴南繁加代，選擇行內一致性好的優良單株姊妹互交，混收雜交鈴。

2000年在河北省農林科學院棉花研究所試驗站種植（冀棉18F1伊96-322）F8代姊妹交雜交鈴，繼續選擇行內一致性好的優良單株姊妹進行互交，收獲姊妹交雜交鈴；同年冬，在海南基地種植（冀棉18F1伊96-322）F9代姊妹互交雜交鈴，選擇行內優良單株自交，混合收獲自交鈴。

2001年在河北省農林科學院棉花研究所試驗站種植（冀棉18F1伊96-322）F10代自交鈴，繼續選擇優良單株自交，分株收獲自交鈴；同年冬，將（冀棉18F1伊96-322）F11代優良單株自交鈴進行株行種植，選擇優良株行自交，收獲優良的自交株系。

2002年在河北省農林科學院棉花研究所試驗站種植（冀棉18F1伊96-322）F12代優良株系，同年冬繼續選優良株系南繁加代，綜合前幾年數據和當時在海南種植的表現，選擇出優系1316。

2003年參加豐產優質品系比較試驗，同時在南宮、故城、曲周、河間進行多點鑒定，結果顯示，1316系在各點均表現高產穩產、早熟、抗病抗蟲、纖維品質優良且綜合指標配套，命名為冀1316。

2004年申報并獲準參加河北省棉花品種區域試驗，2004年和2005年參加河北省冀中南春播常規棉組區域試驗。

2007年參加河北省冀中南春播棉生產試驗。

2008年4月通過河北省農作物品種審定委員會審定（審定編號：冀審棉2008005號）。

2　結果與分析

2.1特征特性

在冀中南地區春播種植，冀1316全生育期為131 d左右，出苗快、齊苗早，前中期生長健壯、整齊；植株較高，塔型，莖葉茸毛較多，單株結鈴性強，開花結鈴早，吐絮集中，鈴較大、卵圓形，衣分高，早熟不早衰；對脫葉、催熟劑敏感，僵瓣率低，纖維潔白，吐絮肥暢，易采摘；株高93.4 cm左右，第一果枝節位高（距離地面23耀27 cm），爛鈴率低，鈴重6.2 g左右，子指10.9 g左右，衣分40.50%左右，霜前花率92.9%以上；屬中熟轉基因抗蟲棉品種，高抗棉鈴蟲、紅鈴蟲等鱗翅目害蟲，對盲蝽象有較強抗性；適于機械化輕簡化管理。

2.2豐產穩產性和適應性

2004年和2005年河北省冀中南春播常規棉組區域試驗，冀1316的15個試點全部增產，且2 a增產幅度均達到了極顯著水平，其中，皮棉產量分別為1 492.5 kg/hm2和1 513.5 kg/hm2，較對照DP99B增產率分別為26.6%和14.4%；霜前皮棉產量分別為1 375.5 kg/hm2和1 423.5 kg/hm2，較對照DP99B增產率分別為31.0%和16.6%（表1）。

表1　2004～2005年河北省棉花品種區域試驗中冀1316的產量Table1　The yield of Ji1316 in the regional test in Hebei Province in 2004-2005

2007年河北省冀中南春播棉生產試驗，冀1316的8個試點全部增產，且增產幅度達到了極顯著水平，皮棉和霜前皮棉產量分別為1 756.5 kg/hm2和1 605 kg/hm2，較對照冀228增產率分別為21.5%和19.7%。

從2004耀2007年河北省棉花區域試驗的產量結果可以看出，冀1316在不同氣候年份、生態亞區和管理條件下增產優勢明顯，品種與地點互作效應小，均表現豐產性突出。冀1316具有非常突出的豐產穩產性和廣泛的適應性。

2.3抗病性

2004年和2005年由河北省農林科學院植物保護研究所進行抗病性鑒定，冀1316枯萎病病情指數分別為6.6和6.1，黃萎病相對病情指數分別為28.5和32.4；大田調查，枯萎病病情指數分別為8.7和1.0，黃萎病相對病情指數分別為30.7和21.5。2008耀2009年由中國農業科學院棉花研究所植保室進行抗病性鑒定，冀1316枯萎病病情指數分別為1.8和7.5，黃萎病相對病情指數分別為25.4和31.2；大田調查，枯萎病病情指數分別為3.7和2.6，黃萎病相對病情指數分別為20.9和12.2。4 a抗病鑒定和大田調查結果均表明，冀1316為抗枯萎病、耐黃萎病品種。

2.4抗蟲性

2.4.1抗棉鈴蟲2008耀2009年中國農業科學院生物技術研究所利用Bt膠體金免疫檢測試紙條鑒定抗棉鈴蟲株率，利用ELISA方法檢測Bt抗蟲蛋白含量，結果顯示，冀1316抗蟲株率為100%，Bt蛋白量低值為514 ng/g，表達量高；田間罩籠及室內葉片喂食鑒定結果顯示，冀1316二代蕾鈴被害率為23.02%、被害減退率低值為52.34%，三代幼蟲死亡率低值為89.33%、幼蟲校正死亡率為86.4%，葉片受害級別為2級，屬抗棉鈴蟲品種。

2.4.2抗盲蝽象2014耀2015年河北省主產棉區多點抗盲蝽象鑒定試驗，冀1316葉片受害指數減退率為78.6%、蕾鈴受害減退率為83.6%，抗盲蝽象級別達到抗級（農業部行業標準NY/T 2676—2015）。而主推棉花品種冀棉958的葉片受害指數減退率為58.3%、蕾鈴受害減退率為64.0%，抗盲蝽象級別為中抗級。

2.5抗逆性

2.5.1耐鹽堿能力強由河北省農林科學院濱海農業研究所進行耐鹽性鑒定，冀1316發芽期相對鹽害率為22.3%，表現耐鹽；苗期鹽害指數為23.8%，表現強耐；全生育期耐鹽指數為1.12%，達到強耐水平（表2）。2012年在南大港農場含鹽量0.21%的中度鹽堿地示范8 hm2，冀1316子棉產量為4 502.6 kg/hm2，較鄰近自然對照增產30.2%。

2.5.2抗旱性好由河北省農林科學院旱作農業研究所進行抗旱性鑒定，冀1316抗旱指數為1.115，達到了抗旱性1級標準。

2014年在南宮市大召村旱薄鹽堿地進行冀1316與綠豆間作的產量試驗，結果顯示，在7月收獲綠豆980.0 kg/hm2后，又收獲冀1316子棉4 515 kg/hm2，較鄰近單作自然對照增產17.9%。

表2　冀1316的耐鹽性鑒定結果Table2　The salt-tolerance identifications of Ji1316

2.6纖維品質

2007年由農業部棉花品質監督檢驗測試中心對河北省棉花品種區域試驗的棉花纖維品質進行檢測，冀1316上半部平均長度30.4 mm，整齊度指數84.4%，馬克隆值4.9，斷裂比強度29.3 cN/tex，伸長率6.4%，反射率75.0%，黃度7.8，紡紗均勻性指數141，各項品質指標綜合配套，纖維品質為同組參試品種最好。

2008耀2009年由農業部棉花品質監督檢驗測試中心對黃河流域棉花品種區域試驗的棉花纖維品質進行檢測，冀1316上半部平均長度30.2 mm，整齊度指數85.6%，馬克隆值5.0，斷裂比強度30.4 cN/tex，伸長率5.7%，反射率76.5%，黃度7.9，紡紗均勻性指數148，綜合指標達到域型品種標準，纖維品質為同組參試品種最好。

2.7適宜機械化輕簡化管理

2012耀2015年連續4 a進行了32點次的適于機械化輕簡化栽培棉花品種篩選試驗，冀1316表現早熟性好，霜前花率高（95.8%），生育期124 d；長勢穩健，松緊適中，易管理；第一果枝節位高（離地高度23耀27 cm），爛鈴少（爛鈴率5.2%，較對照冀棉958低11.5豫）；開花結鈴早，吐絮集中（9月30日吐絮率70.2%，較對照冀棉958高36.8%）；對脫葉、催熟劑敏感，成熟期一致。噴施脫葉、催熟劑15 d后，落葉率可達到99.5%，架葉率低；棉朵不碎，掛枝棉、遺留棉、撞落棉少，采凈率提高。

2014耀2015年在河北南宮和天津寧河進行冀1316及其輕筒化配套技術大面積示范，結果顯示，美國約翰迪爾9970型采棉機作業效率1.64 hm2/h，采凈率95.2%；適于機械化輕簡化栽培。

3　結論與討論

3.1冀1316遺傳基因豐富，優質、早熟、抗逆、高產、適于機采

轉基因抗蟲棉冀1316具有陸地棉、中棉和野生瑟伯氏棉血統，遺傳基礎豐富；集早熟、抗病蟲、抗逆、高產、優質、適于機采于一體，實現了抗性、熟性、產量和品質的同步提高。尤其是在穩產性、抗逆、抗盲蝽象、適于機械化輕簡化管理方面優勢明顯，能夠滿足河北省及其周邊棉區生產需求和目前棉花生產對棉花品種機械化輕簡化管理的需要。

3.2遺傳基礎豐富的遠緣雜交種質資源為特色優良品種培育提供了保證

河北省是一個植棉大省，歷年來選育出了許多優良陸地棉品種[14]，這得益于河北省育種工作者在拓展陸地棉遺傳基礎方面卓有成效的工作。河北省棉花遠緣雜交育種研究可追溯到19世紀50年代末，以利用海島棉、中棉、瑟伯氏棉等遠緣種質的優良特性為主[15]。利用陸地棉與海島棉、陸地棉與海島野生棉進行種間雜交，其后代經長期定向選擇，先后育成了冀棉12號、冀棉13號、冀棉20號、新陸中8號等具有陸海血統的棉花品種，其中，冀棉20號豐產性和抗病性比較突出，新陸中8號纖維品質優異。利用陸地棉與中棉和瑟伯氏棉（HAT）三元雜種后代，先后選育出冀棉25（冀資123）和冀668，其突出特點是黃萎病抗性大幅度提高，實現了抗病與豐產的協調改良。利用陸地棉與海島棉和瑟伯氏棉（HBT）三元雜種后代，先后選育出石遠321、石遠345和SGK321等，實現了豐產與早熟的協調改良，并且衣分得到了提高。棉花新品種冀1316親本來源于HAT三元遠緣雜種后代，具有陸地棉、中棉和野生棉瑟伯氏棉血統，遺傳基礎豐富，擁有陸地棉的豐產性、中棉的抗逆性和瑟伯氏棉的適應性等優良特性，并且攜帶的外源Bt在其植株體內得到了充分表達。區域試驗結果表明，冀1316是一個高產穩產、優質、廣適、多抗等綜合性狀突出的新品種；選育結果表明，利用具有陸地棉、中棉、野生瑟伯氏棉遺傳背景，目標性狀優勢互補的材料作為雜交親本，是選育出綜合性狀優良新品種的遺傳基礎和前提。HAT三元遠緣雜種后代可以改良陸地棉產量水平，增強其抗逆性和適應能力。

3.3低代混選法對棉花遠緣雜交后代的遺傳改良效果顯著

在自然選擇作用下，遺傳群體后代性狀聚合受當地自然、栽培條件的影響，并逐步形成具有較強區域適應性的生態類型。因此，低代混選法有利于棉花遠緣雜交后代的遺傳改良。

3.4棉花遺傳改良中姊妹交有利于微效多基因聚合

棉花的主要經濟性狀是受多基因控制的數量性狀，如單株結鈴數、單株產量等遺傳傳遞力較低，且容易受環境影響，選擇可靠性差。早代高強度選擇可能造成這類基因的丟失。假如在不同世代選擇優系內的優良單株進行姊妹交，可以促進微效有益基因的聚合與累加，充分發揮數量性狀基因的加性效應，實現產量與品質、抗性、適應性的同步協調改良，提高棉花產量0.8%~3.5%。通過性狀聚類軟件將后代品系聚類，組內株系姊妹交混選可使有利基因得到積累和重新組合，形成優良的個體。

3.5現代育種技術與傳統輔助手段結合提高品種選育效率

新品種選育是一個復雜而且漫長的過程，要集成多種選擇手段加速育種進程。冀1316的選育采用了海南異地自交加代，分子標記輔助篩選加速后代純合；早期產量與品質跟蹤測定，提高選擇效率和速度；全程枯黃萎病混生病圃抗病性鑒定和室內外抗蟲性檢測，高強度定向脅迫選擇，提高品種的綜合抗性；多年多點鑒定，提高品種的適應性、豐產性和穩產性。采用集成的育種手段進行品種選育，育種效率大幅度提高，效果顯著。

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Analysis of New Cotton Variety Ji1316 Breeding for High and Stable Yield，Superior Qualities，Wider Adaptability and Multi-resistance

GUO Bao-sheng，LIU Su-en，WANG Zhao-xiao，WANG Kai-hui，ZHAO Cun-peng，CUI Rui-min，LIU Cun-jing，ZHANG Jian-hong，ZHANG Xiang-yun，GENG Jun-yi*
（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）

Based on the rich genetic background of trispecific hybrids derived lines from G.hirsutum，G. arboreum and G.thurber’s（HAT），the new cotton breeding method of mass selection-sister line crossing was adopted to pyramid many genes with small effects.The new cotton variety Ji1316 with excellent genet原ic traits was bred.Its most prominent feature are high and stable yield，superior qualities，wider adapt原ability and multi-resistance.In south-central regional test of Hebei Province，the production of Ji1316 in原creased significantly than DP99B in 23 test plots，and had strong insects（bollworm and mirids）resis原tance，high stress（salinity and drought）tolerance.Its fiber quality was also excellent，which fiber length was 30.2 mm，the fiber strength was 30.4 cN/tex，and the micronaire was 5.0.For its excellent characteris原tics，Ji1316 can meet the demand of mechanized harvest and be suitable for all the cotton-growing areas around Hebei Province.

Cotton；Ji1316；Yield stability；Mirids resistance；Analysis

S562

A

1008-1631（2016）02-0058-05

2015-10-17

河北省省級科技計劃項目（16226321D）；河北省渤海糧倉科技研發項目

郭寶生（1971-），男，河北玉田人，研究員，博士，主要從事棉花種質創新與育種研究。Tel：0311-87652077。

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。