早熟 抗逆 優質棉花雜交種冀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.河北省農林科學院棉花研究所，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，國家棉花改良中心河北分中心，河北 石家莊 050051；2.河北省農林科學院農業信息與經濟研究所，河北 石家莊 050051；3.天津市農業技術推廣總站，天津 300061；4.河北省農林科學院糧油作物研究所，河北 石家莊 050051）

早熟 抗逆 優質棉花雜交種冀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.河北省農林科學院棉花研究所，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，國家棉花改良中心河北分中心，河北 石家莊 050051；2.河北省農林科學院農業信息與經濟研究所，河北 石家莊 050051；3.天津市農業技術推廣總站，天津 300061；4.河北省農林科學院糧油作物研究所，河北 石家莊 050051）

針對冀東濱海鹽堿區的生態條件，以早熟、抗逆、優質等綜合性狀優良的轉基因棉花新品種培育為目標，結合生態育種、分子育種和雜交聚合育種手段，選育出了高產、抗逆棉花新雜交種冀8158。該品種纖維品質優良，上半部絨長30.0 mm，斷裂比強度31.4 cN/tex，馬克隆值5.2，綜合指標達到Ⅱ型品種標準；抗旱耐鹽性強，產量優勢明顯，霜前皮棉較對照魯棉研21號增產7.74%，居參試品種第1位。采用SSR分子標記技術進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；優質；選育

棉花作為抗旱、耐鹽堿、效益高的經濟作物，已成為冀東濱海低平原“稻改旱”和濱海灘涂區域的必然之選[1]。冀東濱海棉區為黃河流域棉區北端近年來迅速發展起來的新興棉區，是水資源匱乏與濱海鹽堿地開發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。該棉區的健康發展，有助于京津冀農業結構調整和濱海鹽堿地的開發利用；極大地緩解糧棉爭地的矛盾；促進農村經濟發展，增加棉農收入，同時也可帶動棉花加工和棉紡產業的發展[2，3]。

冀東濱海棉區位于黃河流域棉區的最北端，光溫條件有限。品種多亂雜、播期早苗情差、枯黃萎病重、棉田通風透光不足、爛鈴多、貪青晚熟和管理不規范等實際問題客觀普遍存在，影響棉花產業效益提升及良性發展。因此以當地生態環境和生產條件為背景，選擇適于冀東濱海棉區種植的高產、抗逆棉花新品種勢在必行[4～8]。2000年開始，河北省農林科學院棉花研究所針對冀東濱海鹽堿區的生態條件[9]，以培育早熟、抗逆、優質等綜合性狀優良的轉基因棉花新品種為目標，結合生態育種、分子育種和雜交聚合育種手段，充分發掘遠緣雜交后代的綜合抗逆潛力，選育出了高產、抗逆棉花新雜交種冀8158（冀雜656），2012年通過天津市第26次農作物品種審定會議審定（審定編號：津審棉2012001號）。該品種滿足了冀東濱海棉區的河北省東部、天津市全部棉區的棉花生產需求。

1 材料與方法

1.1 親本材料

母本為優質、抗病、轉基因抗蟲常規品種冀228[10]。該品種于2005年通過農業部轉基因生物安全評價，并批準在山東省〔農基安審字（2005）第006號〕和河北省〔農基安審字（2005）007號〕進行商業化生產。2005年通過河北省農作物品種審定委員會審定；2008年通過國家農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，纖維品質優異，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）×GK12雜交后代的高代穩定品系。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性分析[11]對107份育種骨干親本進行綜合性狀評估以及配合力預測，篩選出核心骨干親本48份；2005年在河北省農林科學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年在河北省農林科學院棉花研究所小安舍試驗站進行雜交種產量比較試驗，同時，利用DNA分子標記分型技術[12]對骨干親本進行分子標記遺傳多樣性分析，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）等綜合性狀優良的雜交組合10個。

2008年冀8158獲得轉基因安全評價證書〔證書編號：農安基證字（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）進行多點鑒定試驗，進一步鑒定篩選品種的適應性、豐產性和穩定性。

2010～2011年冀8158（冀雜656）參加天津市棉花品種區域試驗。

2012年冀8158（冀雜656）參加天津市春棉生產試驗，并通過了天津市第26次農作物品種審定會議審定（審定編號：津審棉2012001號），命名為冀8158。

1.3 檢測親本純度，監測F1代純度

2010年開始利用篩選到的親本間具有多態性的引物對親本純度檢測和F1代純度監測。對親本原原種每個單株進行分子標記純度篩選，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]的研究方法進行PCR擴增和聚丙烯酰胺電泳，監測F1代的純度。

2 結果與分析

2.1 特征特性

冀8158在冀東濱海棉區春播種植，生育期125 d左右，植株塔型，葉片中等大小、綠色，茸毛較少，果枝節位7.0節，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 豐產穩產性

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

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

2.3 抗性表現

2.3.1 抗病性表現 2010～2011年天津市寧河縣農業技術服務中心自然誘發抗病性鑒定結果，枯萎病抗病指數為0.0～5.4；黃萎病抗病指數為1.80～14.20；2011～2012年中國農業科學院棉花研究所人工接種抗病性鑒定結果，枯萎病抗病指數為14.2～16.8，黃萎病抗病指數為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域試驗中冀8158的籽棉產量和霜前皮棉產量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

2.3.2.1 耐鹽性。河北省農林科學院濱海農業研究所對冀8158的耐鹽性進行鑒定，冀8158發育期相對鹽害率為18.6%，表現為耐鹽；苗期鹽害指數為21.6%，表現為強耐鹽。

2.3.2.2 抗旱性。依據DB 13/T 398.5—1999[14]，河北省農林科學院旱作農業研究所對冀8158的抗旱性進行檢測，抗旱指數為1.10，屬于抗旱品種。

2.4 纖維品質

2012年農業部棉花品質監督檢驗測試中心纖維品質檢測結果顯示，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85.5%，伸長率4.4%，反射率78.6%，黃度7.1，紡紗均勻指數146.00，綜合指標達到II型品種標準。

2.5 親本純度檢測和F1代純度監測

利用SSR分子標記進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標記圖譜Fig.1 Parental and F1generation SSR market

3 結論與討論

（1）轉基因抗蟲雜交棉冀8158遺傳基礎豐富，集其母本早熟不早衰、抗病耐旱耐鹽堿、纖維品質優異和父本的長勢強，鈴大，衣分高，吐絮肥暢，棉絮潔白為一身，具有明顯的雜種優勢表現[15]。冀8158是針對冀東濱海棉區生態環境定向選育的品種，重點考慮該區域無霜期短、土壤礦化度高等自然條件，以抗逆、早熟為突破口，兼顧纖維品質協同提高。冀8158是冀東濱海棉區不可多得的具有早熟、豐產、抗逆等優良性狀的纖維品質達到II型標準的品種。

（2）棉花是常異花授粉作物，其天然雜交率為3%～20%。異交必然使基因發生重組，改變品種群體的遺傳型，最終導致品種退化[15]。種子是決定棉花產量的關鍵因素之一，DNA分子標記的發展，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向DNA分子水平檢測[16，17]。但是該技術主要用于區分真假雜交種[18，19]。而將分子標記技術應用到親本原原種繁育，通過表型性狀與DNA分子標記相結合的手段，從親本原原種開始進行單株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豐收奠定了良好基礎。

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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項目“海河低平原糧棉輪作高產節水技術集成與示范”；河北省農林科學院現代農業科技創新工程項目

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