江苏省杂交棉花品种性状研究及育种思路

蔡立旺等

摘 要：研究2001—2013年江苏省农作物品种审定委员会审定通过的杂交棉花品种的性状表现，为杂交棉育种提供参考。根据区域试验数据，采用Excel等统计方法分析杂交棉花品种的亲本来源、产量表现、纤维品质及抗性等性状。结果表明：杂交棉品种亲本多为苏审常规棉与‘GK19；不同阶段育成品种产量稳步提高，但增产幅度有降低趋势；单株铃数有渐近增加的趋势；30个白色杂交棉品种中，衣分均高于39.5%，铃重5.9 g以上的品种占60%；纤维品质达Ⅲ型以上品种占93.5%；近50%品种对枯、黄萎病的抗性达耐病级别；抗虫性有待提高。近期杂交棉育种以改进纤维品质与抗性为主，稳步提高产量；思路上注重种质资源创新，充分利用生物技术，研究“三系”杂交棉；重点开展病虫抗性和品质研究。

关键词：江苏省；杂交棉花品种；性状；育种思路

中图分类号：S562 文献标志码：A 论文编号：2014-0221

Abstract： Research on characteristics of hybrid cotton varieties authorized by crop variety approval committee of Jiangsu Province during 2001 to 2013， providing a reference for hybrid cotton breeding. Based on the data of regional tests of hybrid cotton varieties， analyzed their parental origin， yield， fiber quality and resistance level by Excel and other statistical methods. The results showed that most parents of hybrid cotton varieties were ‘GK19 and conventional cotton varieties approved by Jiangsu Province； the yield of hybrid cotton varieties increased steadily at different stages， but yield increase rate tended to decrease； boll number per plant was gradually increasing； all varieties of lint were higher than 39.5% among thirty hybrid cotton varieties， outside colored cotton； 60% of the varieties of bell weight exceeded 5.9 g； 93.5% of the varieties fiber qualities reached national standard III and above； nearly 50% of the varieties resistance to cotton Verticillium wilt and Fusarium wilt； insect resistance remained to be improved. Breeding direction of hybrid cotton varieties should be based on the improvement of fiber quality and resistance， steadily improve yield in the recent years. Breeding methods should strengthen cotton germplasm innovation； sufficiently research CMS （cytoplasmic male sterility）-based hybrid cotton by utilizing biotechnology； mainly research on disease and insect resistance.

Key words： Jiangsu Province； Hybrid Cotton Varieties； Characteristics； Breeding Strategy

0 引言

棉花是中国主要的经济作物。作为战略物资，棉花纤维在国民经济中的地位举足轻重。棉花既是一种重要的天然纺织纤维作物，又是重要的种子油料作物，同时棉花种子也是一种重要的食品和饲料资源[1]。20世纪90年代以来，中国杂交棉品种在生产上的应用面积迅速扩大。1990年全国杂交棉种植面积为1.47万hm2，占全国棉花种植面积的0.3%；到1999年全国杂交棉种植面积达39.93万hm2，占全国棉花种植面积的10.8%；到2004年长江中游棉区杂交棉种植面积占本流域植棉面积的70.0%左右，成为棉花生产的主导品种；2010年杂交棉种植面积约占棉花种植面积的90.0%左右[2]。棉花育种上的分散性、重复性、滞后性、落后性、短期性和低效益限制了育种水平的提高，积极主动地面对挑战和机遇，采取相应对策和措施，棉花育种工作会上一个新的台阶[3]。优良品种在棉花生产上发挥着不可替代的作用[4]。2001年以来，江苏省杂交棉品种的应用比例提高，随着经济的发展，全省棉花生产的面积逐步下降，但绝大部分仍为杂交抗虫棉。近3年在20万hm2左右，2012年仅为17.1万hm2[5-6]。为了进一下选育杂交棉花新品种，发挥品种的杂种优势，稳定发展棉花生产，有必要对历年审定的品种性状进行研究。本研究通过对2001—2013年江苏省农作物品种审定委员会审定通过的31个杂交棉花品种的亲本来源、产量水平、品质表现及病、虫抗性等性状进行分析，提出今后杂交棉品种的工作方向及育种思路。

1 材料与方法

1.1 材料

以2001—2013年江苏省农业委员会公告附件中品种审定通过的杂交棉花品种区域试验数据为基础，数据来源为参考文献[7]～[17]中。这些数据为全省2年各6～7个试点随机区组试验3次重复结果的平均值，小区面积20 m2。枯萎病、黄萎病及棉铃虫的抗性鉴定由江苏省农业科学院植保所进行；各试点提供50铃考种皮棉样品，由农业部棉花纤维品质检验测试中心测试品种纤维品质。试验结果由江苏省种子站汇总。

1.2 方法

数据采用Excel分析，研究杂交棉花品种亲本来源与籽、皮棉产量，生育期、株高、果枝等农艺性状，单株结铃数、铃重和衣分等产量性状，以及纤维品质、病虫抗性的性状表现。

2 结果与分析

2.1 亲本来源

31个杂交棉花品种，其亲本都是陆地棉，仅很少材料在亲本选育时采用了海岛棉种质资源（表1）；50%以上杂交品种的亲本中有1个或2个为江苏省审定的常规陆地棉品种，或是从它们中系统选择育成的及通过其为亲本杂交配组选育成的，如‘苏棉6号、‘苏棉9号、‘苏棉12号、‘泗棉3号等，说明20世纪90年代江苏省审定的常规棉花品种具有好的丰产性与配合力；而抗虫亲本中，‘GK19或从‘GK19系统选择及与之杂交育成的占到50%以上，同样说明‘GK19是一个抗性、配合力及丰产性等综合性状较好的品种。

2.2 产量及产量性状

2.2.1 产量 表2列出了31个杂交棉花品种的籽、皮产量和对照品种名称。由于棕色杂交棉‘苏彩杂1号为类型较为特殊的品种，其余30个均为白色棉品种。根据参加区试时的对照品种，可以将30个杂交棉分成4类：对照品种为‘泗棉3号的10个杂交棉，平均籽、皮棉产量3695.6、1537.0 kg/hm2，较对照分别增产14.3%、7.6%，以‘南农8号和‘泗杂3号增产幅度较大，皮棉产量较对照增产19%左右；对照品种第1年为‘泗棉3号、第2年为‘苏棉9号的4个杂交棉，平均籽、皮棉产量3763.5、1501.5 kg/hm2，分别较对照增产16.4%、9.4%，以‘盐杂2号和‘苏杂201增产幅度较大，皮棉产量均较对照增产10%以上；对照品种为‘苏棉9号的7个杂交棉，平均籽、皮棉产量3669.6、1480.1 kg/hm2，较对照分别增产9.6%、8.4%，4个品种的皮棉产量较对照增产10%左右；对照品种为‘泗杂3号的9个杂交棉，平均籽、皮棉产量3629.2、1511.7 kg/hm2，较对照分别增产2.8%、1.9%，以‘国华棉1号和‘苏棉29增产幅度较大，皮棉产量分别较对照增产6.2%、8.5%。

2.2.2 产量及农艺性状 生育期在134～146天之间，大部分在138天左右，‘南农8号较长，为146天，‘泗阳698、‘苏棉28较短，仅为135天；株高平均在110 cm左右，‘南抗3号较矮，仅为93.7 cm，‘苏棉29最高，达120 cm；果枝数平均18台左右，基本上2006年前审定的品种果枝数少些，2006年以后审定的品种多些，在18～19台之间；霜前花率均在85%左右；子指在10 g左右，‘泗杂3号最低，为9.2 g，‘苏棉29最高，达11.0 g。

图1、图2、图3按照表1中的品种序号描绘了2001—2013年江苏省审定杂交棉花品种的单株结铃数、铃重和衣分的表现。图1可以看出，单株铃数有渐近增加的趋势，一方面与杂交棉试验密度有所下降有关，一方面也从侧面证明品种创新的成效；近年来审定的杂交棉品种单铃重均在5.9 g以上，而在30个白色杂交棉品种中，铃重≥5.9 g以上的品种数占60%（图2）；除‘苏彩杂1号衣分较低为34.4%外，30个杂交棉品种的衣分均≥39.5%，而衣分≥41.0%的品种达15个，‘苏棉24号和‘泗杂3号衣分较高，达43%以上（图3）。

2.3 纤维品质

31个杂交棉品种的纤维品质数据均为HVICC结果。对照NY/T 1297——2007标准[18]，从纤维长度分析，31个品种中有7个达Ⅰ型标准，其余品种均达Ⅱ型标准；比强度结果，31个品种中2个品种达Ⅰ型标准，15个品种达Ⅱ型标准，12个品种达Ⅲ型标准；马克隆值分析，31个品种全部达Ⅱ型标准。综合分析，31个品种中，17个品种达Ⅱ型标准，占审定品种的54.8%，12个品种达Ⅲ型标准，为审定品种的38.7%（表3）。从品质结果分析可以看出，高品质的品种有所欠缺，没有品种达Ⅰ型标准，纤维品质的育种将是长期的努力目标，特别要注重纤维强度和马克隆值的选择。

2.4 抗性

2.4.1 抗病性 根据棉花枯、黄萎病抗性分级方法对枯萎病的抗性描述，31个品种中，5个品种达高抗水平，4个品种达抗级，20个品种为耐病水平，2个品种为感病级别；对黄萎病而言，没有高抗品种，2个杂交品种达抗病级别，14个品种耐黄萎病。其余品种均感黄萎病。综合来看，31个品种中达到耐枯、耐黄（含）以上的品种有15个，其中抗枯、抗黄的有1个，达到抗枯、耐黄的有4个，耐枯抗黄品种1个；感黄萎病品种达15个。因而，江苏省杂交棉花品种选育中对枯萎病、黄萎病的抗性鉴定筛选是值得关注的一个重要方面。

2.4.2 抗虫性 31个品种中，有7个品种对棉铃虫抗性鉴定达高抗水平，8个品种为抗级水平，2个为中抗。棉铃虫及其他害虫发生与危害是制约江苏省棉花生产发展的主要限制因子，注重选择具不同抗虫基因背景的抗虫亲本组配杂交组合，对解决棉铃虫抗性产生或延长抗虫棉使用时间可能具有重要意义。

3 结论与讨论

根据江苏省棉花生产发展现状和地域特点，通过2001—2013年江苏省审定通过的杂交棉花品种性状分析，近期内江苏省杂交棉花育种的主攻方向应以提高纤维品质和病虫抗性为主，稳步提高产量水平。选育的品种综合性状为：纤维品质达到审定标准Ⅲ级以上，抗枯萎病、耐黄萎病，抗棉铃虫，铃重6.0 g以上，衣分40%～42%。

杂交棉育种理论研究是筛选高优势杂交组合的重要基础。在以前研究基础上，今后应加强核心亲本创新与鉴定筛选方面的研究工作，重点是转基因材料（对已获得的不同类型非转基因常规育种亲本材料进行基因转育或转化）、远缘杂交后代材料（增加亲本的遗传多样性）、具有典型质量性状（如超鸡脚叶、低酚、茎叶多毛、扭曲苞叶、红叶、光子）的遗传材料以及抗病、耐旱碱、高强纤维材料的创新与转育。扩大资源的遗传背景才能促进棉花育种的创新。筛选储备一批遗传稳定、综合性状优良的优异亲本材料，并对其进行配合力测定，进一步研究杂种优势表达与形成的机理[19]。

通过DNA标记技术对目标性状QTL精细定位及遗传效应分析，结合育种目标设计目标基因型[20]，对某些重要农艺性状位点直接进行选择改良[21]，用于高产品种改良抗病性或纤维品质，结合田间选择，有利于缩短育种周期。随着三系杂交棉‘邯杂98-1[22]、‘银棉2号[23]、‘银棉8号[24]及‘中棉所83[25]的育成，棉花三系配套从研究已走向应用，将大大减少杂交棉的制种成本，为杂交棉的进一步推广增添后劲。将生物技术应用于三系杂交棉的育种，可以更好地促进江苏省的杂交棉花生产发展。

近10年来，江苏省棉花生产上的枯、黄萎病菌种发生了很大的变化.再加上沿海棉区常年连作，土壤含菌量不断积累，枯、黄萎病发病逐渐呈加重的趋势。10年中有6年黄萎病大爆发，给棉花生产造成了巨大损失[26]。高抗（抗）黄萎病抗源缺乏是当前抗黄萎育种进展不快的主要原因。因此应加速生物技术抗枯、黄萎病育种工作，从抗黄萎性能好的海岛棉、亚洲棉、野生棉及棉属植物中克隆抗黄萎基因，创造高抗黄萎病的抗源种质。这是目前抗黄萎病育种的重要研究课题[27]。随着抗虫棉的广泛种植，棉铃虫、红铃虫受到了抑制，但害虫种类的分布发生了较大的变化，盲蝽蟓发生较重[28]。这些问题需引起育种者的足够重视，从基本环节入手，通过生物技术、修饰性回交、轮回选择等方法，控制并逐步解决病害问题。

棉纤维是世界上重要的天然纺织原料，纤维长度、纤维强度、纤维细度和整齐度是评价纤维品质的重要指标。江苏省审定的杂交棉品种纤维品质集中表现在纤维长度、比强度和马克隆值三者的不协调，较多品种因纤维强度未达到标准要求而成为Ⅲ型品种。因此在今后的品种筛选上，应强化纤维强度的选择，稳步提高纤维长度与纤维细度。在育种材料的取舍上要特别注意结合品质测试结果[29]。

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