抗草甘膦棉花雜交組合篩選及優勢分析

胡德玉 張條平 郭志明 何慶虎

摘要 [目的]進行抗草甘膦棉花雜交組合篩選及優勢分析。[方法]以2個抗草甘膦棉材料為母本，纖維品質優異的品系為父本配置的雜交組合進行雜種優勢和綜合性狀研究。[結果]4個抗草甘膦雜交組合籽棉和皮棉產量具有明顯的正向雜種優勢，產量構成因素中單株結鈴數具有正向中親優勢、正向超親和正向競爭優勢，鈴重具有正向中親優勢、正向競爭優勢和負向超親優勢，衣分表現負向中親、負向超親優勢和正向競爭優勢。果枝高度、纖維品質多數指標均表現正向超中親優勢和正向競爭優勢，株高、果枝節位、籽指、霜前花率均表現負向中親優勢和負向競爭優勢。篩選出籽棉競爭優勢9.75%、皮棉競爭優勢13.05%綜合性狀優良的抗草甘膦雜交棉組合。[結論]該研究為培育高優勢優質抗草甘膦除草劑雜交組合，并將其應用于生產提供參考和依據。

關鍵詞 抗草甘膦棉花；組合篩選；優勢分析

中圖分類號 S562 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2018）27-0032-03

Screening and Advantage Analysis Cross Combination of Glyphosateresistant Cotton

HU Deyu， ZHANG Tiaoping， GUO Zhiming et al

（Jingzhou Academy of Agricultural Sciences， Jingzhou， Hubei 434000）

Abstract [Objective] To carry out screening and advantage analysis cross combination of glyphosateresistant cotton. [Method] With two antiglyphosate cotton material as the female parent， and varieties having good fiber quality as the male parent， we carried out research on hybrid vigour and comprehensive characters of the cross combination. [Result] The unginned cottonand lint cotton yields of four combinations showed significant positive heterosis. Among the yield component factors， bolls per plant showed positive midparent heterosis， positive overparent heterosis and positive competitive advantage. Boll weight had positive midparent heterosis， positive competitive advantage and negative overparent heterosis. ginning outturn showed negative midparent heterosis， negativeoverparent heterosis and positive competitive advantage. Branch height， fiber quality and other indexes showed positive overparent heterosis and positive competitive advantage. Plant height， node order of fruit branch， seed index and flower rate before frost showed nagetive midparent heterosis and positive competitive advantage. Cross combination of glyphosateresistant cotton was screened out with competitive advantages of screened seed cotton being 9.75% and 1305%. [Conclusion]This research provided references and basis for the application of highquality cross combination in production.

Key words Glyphosateresistant cotton；Combination screening；Advantage analysis

基金項目 湖北省農業科技創新中心資助項目（2016-620-000-001-050）。

作者簡介 胡德玉（1969—），女，湖北潛江人，高級農藝師，從事棉花遺傳育種研究。

收稿日期 2018-05-17

棉花是我國重要的經濟作物，棉田雜草危害一直是困擾棉農的問題之一[1-2]。近年來，隨著棉花行間定向噴霧技術的推廣，棉花使用除草劑面積逐漸擴大，各種滅生性除草劑的使用也呈上升趨勢[3]。草甘膦是目前使用最廣泛的一種內吸傳導型和非選擇性有機磷類除草劑，它的作用機理是特異地抑制草莽雙羥基乙稀轉移酶的活性，干擾和阻斷芳香族氨基酸的合成，造成芳香族氨基酸缺乏，從而導致雜草死亡[4-6]。由于當前棉花品種不具備抗草甘膦除草劑特性，高效除草劑往往對棉花也會造成藥害，隨著除草劑的大量使用，因除草劑使用不當造成棉花減產甚至絕收的情況時有發生[1]。培育抗除草劑的棉花品種是解決除草劑使用安全、防止除草劑藥害的最有效途徑[2，7]。目前國內對抗草甘膦棉花新品種選育僅有少量報道[8]，湖北省荊州農科院從2011年引進抗草甘膦棉除草劑種質資源材料，通過多年定向選擇和復合雜交獲得了2份穩定的抗草甘膦除草劑材料。筆者對以抗草甘膦材料為母本配制的雜交組合的雜種優勢分析和綜合性狀表現進行研究，以期為培育高優勢優質抗草甘膦除草劑雜交組合，并將其應用于生產提供參考和依據。

1 材料與方法

1.1 材料

2016年以抗除草劑穩定的株系材料K1-8和K2-11為母本分別與2個優質棉品系華棉3109和航棉16進行雜交，獲得4個雜交組合。2017年以鄂抗棉13為對照，將所獲得的雜種F1代及相關親本K1-8、K1-8×華棉3109、K1-8×航棉16、K2-11×華棉3109、K2-11×航棉16、K2-11、華棉3109和航棉16共8份材料進行雜種優勢分析和綜合性狀鑒定。

1.2 方法

試驗在荊州農業科學院試驗基地進行，采取隨機區組排列，3次重復，小區長6.0 m，寬1.8 m，等行種植，2行區，小區面積10.8㎡，4月18日播種，5月10日移栽，9月15日調查棉花的株高、果枝節位、單株果枝數、單株結鈴數，每區連續調查10株，取平均數。10月10日在每個小區采收20朵中部正常吐絮的鈴，曬干稱重，取3個重復平均值計算單鈴重、衣分，并分別取樣送農業部棉花品質檢測中心檢測。

1.3 數據處理

采用Excel 2003和DPS 進行數據處理和統計分析處理，以雙親平均值計算超親優勢，以對照品種計算競爭優勢，計算公式如下：

中親優勢=[F1-（P1+P2）/2]/（P1+P2）/2]×100%；

超親優勢=（F1-hp）/hp×100%（hp為高值親本）；

競爭優勢CH%=[（F1-CK）/CK]×100%。

2 結果與分析

2.1 不同組合農藝性狀的比較

由表1可知，K1-8×華棉3109 、K1-8×航棉16、K2-11×華棉3109、K2-11×航棉16的生育期都與對照相當，也都介于各自親本之間。雜交組合中K1-8×華棉3109 、K1-8×航棉16果枝節位分別比對照少020和0.30節，分別比親本平均少0.20和0.35節。K2-11×華棉3109、K2-11×航棉16的果枝節位比對照分別少010和0.40節，比親本平均少0.05和0.35節，均表現負向競爭優勢和負向超中親優勢；K1-8×華棉3109 、K1-8×航棉16的果枝高度分別比對照高0.60和040 cm，分別比親本平均高1.60和0.45 cm，表現為正向競爭優勢和正向超中親優勢，K2-11×華棉3109、K2-11×航棉16果枝高度與對照相當，分別比親本平均高2.20和1.35 cm，表現正向超中親優勢；果枝數方面，K1-8×華棉3109 、K1-8×航棉16分別比對照多1.00和1.20個，比親本平均多0.05和0.80個，K2-11×華棉3109、K2-11×航棉16的果枝數分別比對照多1.50和1.80個，比親本平均多1.10和1.45個，4個組合的果枝數均表現正向競爭優勢和正向超中親優勢；株高方面，K1-8×華棉3109 、K1-8×航棉16的株高分別比對照高0.2和1.6 cm，表現正向競爭優勢，分別比親本平均低0.4和0.2 cm，有負向超中親優勢。

2.2 不同組合產量性狀比較

由表2可知，將各雜交組合皮棉和籽棉產量與其親本進行比較，4個雜交組合中K1-8×華棉3109 、K1-8×航棉16的籽棉產量分別比親本平均增產4.31%和354%，K2-11×華棉3109、K2-11×航棉16的籽棉產量比親本平均增產2.52%和5.78%，均表現正向超中親優勢。4個組合的籽棉產量全面超過高親優質父本，超高親優勢率100%；4個組合的皮棉產量分別比親本平均增0.83%、377%、2.79%和7.11%，正向中親優勢率達100%；4個組合的籽指都低于親本平均和高親，表現出負向中親優勢和負向超親優勢；霜前花率方面，4個組合的霜前花率都低于對照和高親，分別比親本平均低0.93%、1.29%、1.20%和1.46%，表現負向競爭優勢、負向超親優勢和負向中親優勢。

從產量構成因素來看4個組合的單株結鈴數都表現正向中親優勢，2個組合表現超親優勢。其中K2-11×航棉16的超親優勢最高達10.04，中親優勢最高達11.76，單株結鈴數在產量構成因數中具有較強的雜種優勢。

鈴重的超親和中親優勢值較小，分別為-1.16和1.78，表現正向中親優勢和負向超親優勢。4個組合中以K1-8×航棉16鈴重提高明顯，中親優勢和超親優勢分別為3.49和2.89，在一定程度上彌補了其結鈴數不多的不足。

衣分主要受遺傳特性決定。從表3可以看出，抗草甘膦組合的衣分高親和中親優勢平均值均為負值，4個組合中籽棉產量雖均超過高親，但由于衣分的負向超親和負向中親優勢，皮棉產量超過高親的只有2個組合。

2.3 不同組合的纖維品質比較

從雜交組合的纖維品質檢測結果來看（表4），纖維長度、馬克隆值及斷裂比強度與其抗草甘膦母本材料相比，K1-8×華棉3109 、K1-8×航棉16、K2-11×華棉3109、K2-11×航棉16的上述3項指標均較抗草甘膦母本材料有所提高。K1-8×華棉3109 、K1-8×航棉16、 K2-11×華棉3109、K2-11×航棉16纖維長度分別比親本平均長0.01、0.30、0.15、0.60 mm，4個組合的纖維長度都高于對照，在纖維長度上均表現正向超中親優勢和正向競爭優勢，只有K2-11×華棉3109、K2-11×航棉16的纖維長度高于高親，表現正向超親優勢；K1-8×華棉3109、K2-11×華棉3109、K2-11×航棉16的斷裂比強度分別比親本平均高0.60、0.30、0.05 cN/tex，表現正向超中親優勢，K1-8×航棉16斷裂比強度低于親本平均，表現負向中親優勢，4個組合的斷裂比強度均未超過高親，表現負向超親優勢；4個組合的馬克隆值都低于對照，也均低于高值親本和親本平均，表現負向中親優勢、負向超親優勢和負向競爭優勢。K1-8×華棉3109 、K1-8×航棉16、 K2-11×華棉3109、K2-11×航棉16的纖維整齊度均高于對照，且都在86%以上，分別高出親本平均0.15、015、170和2.10；K1-8×華棉3109 、K1-8×航棉16、K2-11×航棉16纖維整齊度都低于高親，表現正向中親優勢、負向超親優勢和正向競爭優勢，只有K2-11×華棉3109纖維整齊度高于高親，表現正向中親優勢、正向超親優勢和正向競爭優勢。4個組合的伸長率均高于對照，K1-8×華棉3109 、K1-8×航棉16伸長率低于親本平均和高親，表現負向中親和負向超親優勢，K2-11×華棉3109、K2-11×航棉16伸長率高于親本平均和高親，表現正向中親和正向超親優勢。綜合4個雜交組合的纖維品質表現來看，K1-8×航棉16、K2-11×華棉3109和K2-11×航棉16的纖維長度和斷裂比強均超過30，馬克隆值均低于5.0，達到湖北省優質棉品種審定標準。

2.4 不同組合競爭優勢比較

由表5可知，將產量及其構成因素與對照進行對比分析，可以看出抗草甘膦雜交種的皮棉競爭優勢非常明顯，為8.19%，其次是果枝數和鈴數，競爭優勢分別為7.64%和7.12%。從單株結鈴數、單鈴重和衣分的雜種優勢分析可以看出，競爭優勢由強到弱順序依次為單株結鈴數、鈴重、衣分，可見抗草甘膦雜交組合產量的增加主

要源于鈴數的增產潛力。纖維品質5項指標中，伸長率競爭

優勢最高，為6.66%；纖維長度、斷裂比比強和整齊度的競爭優勢相差不大，為3.39%～3.99%；而馬克隆值競爭優勢為-3.57%。

3 結論與討論

（1）以抗草甘膦除草劑材料為母本，優質品系做父本配制雜交組合，F1代纖維品質和產量都得到有效的提高，選配出了比較理想的高產優質抗草甘膦雜交棉組合。該試驗中K2-11×航棉16組合產量突出，平均籽皮棉產量分別比對照增加9.75%和13.05%，增產達極顯著，纖維品質優異，上半部平均長度31.2 mm，比強度32.3 cN/tex，馬克隆值4.8，整齊度87.9%，伸長率6.5%。

（2）通過對4個抗草甘膦除草劑雜交組合的雜種優勢分析表明，F1代第一果枝高度、結鈴數、衣分、籽皮棉產量均表現正向競爭優勢和正向超親優勢，株高、果枝節位、籽指、霜前花率、馬克隆值均表現負向競爭優勢，鈴重、果枝數、纖維長度、比強、整齊度和伸長率表現正向競爭優勢。在產量構成因素中鈴數的競爭優勢、超親優勢和中親優勢都最高，抗草甘膦除草劑雜交棉雜種優勢主要源于鈴數的增加。鈴重和衣分的競爭優勢雖然都表現正向，但超親優勢表現負向，協調好鈴數、鈴重和衣分的關系依然是優質抗草甘膦組合選配的關鍵。

參考文獻

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