高产稳产优质广适多抗棉花新品种冀1316选育分析

郭宝生，刘素恩，王兆晓，王凯辉，赵存鹏，崔瑞敏，刘存敬，张建宏，张香云，耿军义（农业部黄淮海半干旱区棉花生物学与遗传育种重点实验室，河北省农林科学院棉花研究所，河北石家庄050051）

高产稳产优质广适多抗棉花新品种冀1316选育分析

郭宝生，刘素恩，王兆晓，王凯辉，赵存鹏，崔瑞敏，刘存敬，张建宏，张香云，耿军义*
（农业部黄淮海半干旱区棉花生物学与遗传育种重点实验室，河北省农林科学院棉花研究所，河北石家庄050051）

利用“陆地棉伊中棉伊瑟伯氏棉”HAT三元远缘杂种后代深厚遗传背景，通过低代混选法，提高棉花远缘杂交后代的遗传改良效果；采用优系内姊妹交，充分利用数量性状基因的加性效应，促进产量、抗性、品质等数量性状微效多基因聚合；现代分子标记技术与传统高效育种技术相结合，缩短育种进程；培育出转基因抗虫棉花新品种冀1316。该品种遗传基础丰富，具有陆地棉、中棉和野生瑟伯氏棉血统，集高产、稳产、优质、广适、多抗、适于简化管理等优良性状于一体。冀中南棉花品种区域试验，冀1316的23个试验点全部增产，且增幅达到极显著水平，皮棉产量、霜前皮棉产量分别较对照DP99B增产20.5%和23.8%，均居同期参试品种第1名；高抗棉铃虫，抗盲蝽象；抗旱，耐盐碱；纤维上半部平均长度30.2mm，马克隆值5.0，断裂比强度30.4cN/tex，为纤维优质域型品种；尤其是在稳产性、抗逆、抗盲蝽象、适于机械化轻简化管理方面优势明显，能够满足河北省及其周边棉区生产需求和目前棉花生产对棉花品种机械化轻简化管理的需要。

棉花；冀1316；稳产；抗盲蝽象；选育分析

河北省棉花主产区南北跨度较大，土壤类型多样，生态条件复杂，耕作制度和栽培管理水平也有较大差异，棉花自然灾害和病虫害时有发生[1]。春季低温盐碱、夏季时旱时涝，生长中后期日照不足，枯、黄萎病频发，棉铃虫、棉蚜为害等均影响河北省棉花的产量和品质[2]。棉花为纺织工业的重要原料，“六五”耀“九五”期间，我国自育棉花品种的纤维品质普遍存在长度有余而强力不足、马克隆值偏高的现象，各项纤维品质指标间的匹配也不够理想[3，4]。要有效抵御自然灾害，保证棉花产量和品质，满足纺织工业对棉花纤维品质的需求，最经济有效的措施是种植高产稳产、早熟、适应性广且抗病虫的棉花品种。实践证明，棉花远缘杂交是提高产量、增强抗性、改善品质的有效途径之一[5耀10]；抗棉铃虫的外源Bt不仅可通过杂交方法转育到不同遗传背景的棉花育种骨干亲本中，而且能够完全表达[11]。从20世纪90年代中期开始，我们以早熟、高产稳产、优质、多抗、广适等综合性状优良的转基因棉花新品种培育为主攻目标，通过现代转基因技术、远缘杂交创新与杂交重组聚合以及姊妹交累加等方法相结合，选育出了高产稳产、早熟广适、多抗的棉花新品种——冀1316[12]，可满足河北省及周边不同生态棉区的生产需求[13]，该品种于2008年4月通过了河北省农作物品种审定委员会审定（审定编号：冀审棉2008005号）。

1　材料与方法

1.1亲本材料

母本为抗病、丰产、适应性广的冀棉18F1。其是中棉所12与早熟、丰产石711陆地棉品种间杂交一代，表现长势强、丰产性好、铃大、衣分高、吐絮肥畅、纤维品质优良、适应性强。

父本为96-322，来源于冀棉25与GK12的杂交后代。其中，冀棉25具有陆地棉、中棉和野生瑟伯氏棉血统，遗传基础丰富；GK12为我国自育转Bt的抗虫棉新品种。96-322遗传背景复杂，不仅长势稳健，结铃性强，早熟不早衰，抗枯、黄萎病能力强，抗逆性好，区域适应性广，纤维品质优良，而且携带抗虫Bt，高抗鳞翅目害虫。

1.2选育方法

1.2.1亲本鉴定筛选通过对126份育种骨干亲本进行综合性状鉴定和配合力测定，选择出96-322、冀棉18、冀优768、Z56-1、1326、冀棉25等15个综合性状优良或某一性状特异、配合力高的骨干亲本。

1.2.2亲本选择依据血统远缘、地理远缘和主要性状优势互补原则，选择亲本，配置杂交组合。

1.2.3海南加代海南冬季加代、高代强制自交与分子标记相结合，加快后代纯合，缩短育种进程。

1.2.4混合种植早期（F2耀F3代）按单株抗性、产量和品质选择后混合种植，在保证遗传多样性的同时提高选择效率。

1.2.5单株间姊妹交优系内优良单株间进行姊妹交，充分利用数量性状基因的加性效应，促进微效有益基因的聚合与累加，实现产量、品质、抗性和适应性等主要性状的同步提高。

1.2.6吐絮集中度测定将9月30日前的吐絮率作为棉花吐絮集中程度的选择指标。9月30日前吐絮率达到65%为达标，以提高品种的适宜轻简化管理水平。

1.2.7不同生态区多点试验在主产棉区不同生态区开展多年多点试验，对品种的适应性、丰产性和稳产性进一步鉴定筛选。

1.2.8稳定品系深化研究对稳定品系的形态特征、生理生化特性和某一特异性状继续进行深化研究，发现新特性，挖掘新优势，同时进行配套栽培技术研究。

1.3选育过程

1996年在河北省农林科学院棉花研究所试验站配制冀棉18F1伊96-322（冀棉25伊GK12组合抗虫性强的低代品系）等48个杂交组合；同年冬，再将48个杂交组合南繁加代，其中（冀棉18F1伊96-322）F1代表现抗虫、丰产、抗病、品质优良，选择该杂交组合的单株混合收获。

1997年在河北省农林科学院棉花研究所试验站种植（冀棉18F1伊96-322）F2代，选择优良单株混合收获；同年冬，在海南基地种植（冀棉18F1伊96-322）F3代，选择优良单株混合收获。

1998年在河北省农林科学院棉花研究所试验站种植（冀棉18F1伊96-322）F4代，选择抗虫、丰产、抗病、优质单株自交，混收自交铃；同年冬，将（冀棉18F1伊96-322）F5代混收的自交铃南繁加代，继续选择优良株行单株自交，混收自交铃。

1999年在河北省农林科学院棉花研究所试验站种植（冀棉18F1伊96-322）F6代的混收自交铃，选择优良株行单株自交，混收自交铃，并开始检测纤维品质；同年冬，将混收的自交铃南繁加代，选择行内一致性好的优良单株姊妹互交，混收杂交铃。

2000年在河北省农林科学院棉花研究所试验站种植（冀棉18F1伊96-322）F8代姊妹交杂交铃，继续选择行内一致性好的优良单株姊妹进行互交，收获姊妹交杂交铃；同年冬，在海南基地种植（冀棉18F1伊96-322）F9代姊妹互交杂交铃，选择行内优良单株自交，混合收获自交铃。

2001年在河北省农林科学院棉花研究所试验站种植（冀棉18F1伊96-322）F10代自交铃，继续选择优良单株自交，分株收获自交铃；同年冬，将（冀棉18F1伊96-322）F11代优良单株自交铃进行株行种植，选择优良株行自交，收获优良的自交株系。

2002年在河北省农林科学院棉花研究所试验站种植（冀棉18F1伊96-322）F12代优良株系，同年冬继续选优良株系南繁加代，综合前几年数据和当时在海南种植的表现，选择出优系1316。

2003年参加丰产优质品系比较试验，同时在南宫、故城、曲周、河间进行多点鉴定，结果显示，1316系在各点均表现高产稳产、早熟、抗病抗虫、纤维品质优良且综合指标配套，命名为冀1316。

2004年申报并获准参加河北省棉花品种区域试验，2004年和2005年参加河北省冀中南春播常规棉组区域试验。

2007年参加河北省冀中南春播棉生产试验。

2008年4月通过河北省农作物品种审定委员会审定（审定编号：冀审棉2008005号）。

2　结果与分析

2.1特征特性

在冀中南地区春播种植，冀1316全生育期为131 d左右，出苗快、齐苗早，前中期生长健壮、整齐；植株较高，塔型，茎叶茸毛较多，单株结铃性强，开花结铃早，吐絮集中，铃较大、卵圆形，衣分高，早熟不早衰；对脱叶、催熟剂敏感，僵瓣率低，纤维洁白，吐絮肥畅，易采摘；株高93.4 cm左右，第一果枝节位高（距离地面23耀27 cm），烂铃率低，铃重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；属中熟转基因抗虫棉品种，高抗棉铃虫、红铃虫等鳞翅目害虫，对盲蝽象有较强抗性；适于机械化轻简化管理。

2.2丰产稳产性和适应性

2004年和2005年河北省冀中南春播常规棉组区域试验，冀1316的15个试点全部增产，且2 a增产幅度均达到了极显著水平，其中，皮棉产量分别为1 492.5 kg/hm2和1 513.5 kg/hm2，较对照DP99B增产率分别为26.6%和14.4%；霜前皮棉产量分别为1 375.5 kg/hm2和1 423.5 kg/hm2，较对照DP99B增产率分别为31.0%和16.6%（表1）。

表1　2004～2005年河北省棉花品种区域试验中冀1316的产量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产试验，冀1316的8个试点全部增产，且增产幅度达到了极显著水平，皮棉和霜前皮棉产量分别为1 756.5 kg/hm2和1 605 kg/hm2，较对照冀228增产率分别为21.5%和19.7%。

从2004耀2007年河北省棉花区域试验的产量结果可以看出，冀1316在不同气候年份、生态亚区和管理条件下增产优势明显，品种与地点互作效应小，均表现丰产性突出。冀1316具有非常突出的丰产稳产性和广泛的适应性。

2.3抗病性

2004年和2005年由河北省农林科学院植物保护研究所进行抗病性鉴定，冀1316枯萎病病情指数分别为6.6和6.1，黄萎病相对病情指数分别为28.5和32.4；大田调查，枯萎病病情指数分别为8.7和1.0，黄萎病相对病情指数分别为30.7和21.5。2008耀2009年由中国农业科学院棉花研究所植保室进行抗病性鉴定，冀1316枯萎病病情指数分别为1.8和7.5，黄萎病相对病情指数分别为25.4和31.2；大田调查，枯萎病病情指数分别为3.7和2.6，黄萎病相对病情指数分别为20.9和12.2。4 a抗病鉴定和大田调查结果均表明，冀1316为抗枯萎病、耐黄萎病品种。

2.4抗虫性

2.4.1抗棉铃虫2008耀2009年中国农业科学院生物技术研究所利用Bt胶体金免疫检测试纸条鉴定抗棉铃虫株率，利用ELISA方法检测Bt抗虫蛋白含量，结果显示，冀1316抗虫株率为100%，Bt蛋白量低值为514 ng/g，表达量高；田间罩笼及室内叶片喂食鉴定结果显示，冀1316二代蕾铃被害率为23.02%、被害减退率低值为52.34%，三代幼虫死亡率低值为89.33%、幼虫校正死亡率为86.4%，叶片受害级别为2级，属抗棉铃虫品种。

2.4.2抗盲蝽象2014耀2015年河北省主产棉区多点抗盲蝽象鉴定试验，冀1316叶片受害指数减退率为78.6%、蕾铃受害减退率为83.6%，抗盲蝽象级别达到抗级（农业部行业标准NY/T 2676—2015）。而主推棉花品种冀棉958的叶片受害指数减退率为58.3%、蕾铃受害减退率为64.0%，抗盲蝽象级别为中抗级。

2.5抗逆性

2.5.1耐盐碱能力强由河北省农林科学院滨海农业研究所进行耐盐性鉴定，冀1316发芽期相对盐害率为22.3%，表现耐盐；苗期盐害指数为23.8%，表现强耐；全生育期耐盐指数为1.12%，达到强耐水平（表2）。2012年在南大港农场含盐量0.21%的中度盐碱地示范8 hm2，冀1316子棉产量为4 502.6 kg/hm2，较邻近自然对照增产30.2%。

2.5.2抗旱性好由河北省农林科学院旱作农业研究所进行抗旱性鉴定，冀1316抗旱指数为1.115，达到了抗旱性1级标准。

2014年在南宫市大召村旱薄盐碱地进行冀1316与绿豆间作的产量试验，结果显示，在7月收获绿豆980.0 kg/hm2后，又收获冀1316子棉4 515 kg/hm2，较邻近单作自然对照增产17.9%。

表2　冀1316的耐盐性鉴定结果Table2　The salt-tolerance identifications of Ji1316

2.6纤维品质

2007年由农业部棉花品质监督检验测试中心对河北省棉花品种区域试验的棉花纤维品质进行检测，冀1316上半部平均长度30.4 mm，整齐度指数84.4%，马克隆值4.9，断裂比强度29.3 cN/tex，伸长率6.4%，反射率75.0%，黄度7.8，纺纱均匀性指数141，各项品质指标综合配套，纤维品质为同组参试品种最好。

2008耀2009年由农业部棉花品质监督检验测试中心对黄河流域棉花品种区域试验的棉花纤维品质进行检测，冀1316上半部平均长度30.2 mm，整齐度指数85.6%，马克隆值5.0，断裂比强度30.4 cN/tex，伸长率5.7%，反射率76.5%，黄度7.9，纺纱均匀性指数148，综合指标达到域型品种标准，纤维品质为同组参试品种最好。

2.7适宜机械化轻简化管理

2012耀2015年连续4 a进行了32点次的适于机械化轻简化栽培棉花品种筛选试验，冀1316表现早熟性好，霜前花率高（95.8%），生育期124 d；长势稳健，松紧适中，易管理；第一果枝节位高（离地高度23耀27 cm），烂铃少（烂铃率5.2%，较对照冀棉958低11.5豫）；开花结铃早，吐絮集中（9月30日吐絮率70.2%，较对照冀棉958高36.8%）；对脱叶、催熟剂敏感，成熟期一致。喷施脱叶、催熟剂15 d后，落叶率可达到99.5%，架叶率低；棉朵不碎，挂枝棉、遗留棉、撞落棉少，采净率提高。

2014耀2015年在河北南宫和天津宁河进行冀1316及其轻筒化配套技术大面积示范，结果显示，美国约翰迪尔9970型采棉机作业效率1.64 hm2/h，采净率95.2%；适于机械化轻简化栽培。

3　结论与讨论

3.1冀1316遗传基因丰富，优质、早熟、抗逆、高产、适于机采

转基因抗虫棉冀1316具有陆地棉、中棉和野生瑟伯氏棉血统，遗传基础丰富；集早熟、抗病虫、抗逆、高产、优质、适于机采于一体，实现了抗性、熟性、产量和品质的同步提高。尤其是在稳产性、抗逆、抗盲蝽象、适于机械化轻简化管理方面优势明显，能够满足河北省及其周边棉区生产需求和目前棉花生产对棉花品种机械化轻简化管理的需要。

3.2遗传基础丰富的远缘杂交种质资源为特色优良品种培育提供了保证

河北省是一个植棉大省，历年来选育出了许多优良陆地棉品种[14]，这得益于河北省育种工作者在拓展陆地棉遗传基础方面卓有成效的工作。河北省棉花远缘杂交育种研究可追溯到19世纪50年代末，以利用海岛棉、中棉、瑟伯氏棉等远缘种质的优良特性为主[15]。利用陆地棉与海岛棉、陆地棉与海岛野生棉进行种间杂交，其后代经长期定向选择，先后育成了冀棉12号、冀棉13号、冀棉20号、新陆中8号等具有陆海血统的棉花品种，其中，冀棉20号丰产性和抗病性比较突出，新陆中8号纤维品质优异。利用陆地棉与中棉和瑟伯氏棉（HAT）三元杂种后代，先后选育出冀棉25（冀资123）和冀668，其突出特点是黄萎病抗性大幅度提高，实现了抗病与丰产的协调改良。利用陆地棉与海岛棉和瑟伯氏棉（HBT）三元杂种后代，先后选育出石远321、石远345和SGK321等，实现了丰产与早熟的协调改良，并且衣分得到了提高。棉花新品种冀1316亲本来源于HAT三元远缘杂种后代，具有陆地棉、中棉和野生棉瑟伯氏棉血统，遗传基础丰富，拥有陆地棉的丰产性、中棉的抗逆性和瑟伯氏棉的适应性等优良特性，并且携带的外源Bt在其植株体内得到了充分表达。区域试验结果表明，冀1316是一个高产稳产、优质、广适、多抗等综合性状突出的新品种；选育结果表明，利用具有陆地棉、中棉、野生瑟伯氏棉遗传背景，目标性状优势互补的材料作为杂交亲本，是选育出综合性状优良新品种的遗传基础和前提。HAT三元远缘杂种后代可以改良陆地棉产量水平，增强其抗逆性和适应能力。

3.3低代混选法对棉花远缘杂交后代的遗传改良效果显著

在自然选择作用下，遗传群体后代性状聚合受当地自然、栽培条件的影响，并逐步形成具有较强区域适应性的生态类型。因此，低代混选法有利于棉花远缘杂交后代的遗传改良。

3.4棉花遗传改良中姊妹交有利于微效多基因聚合

棉花的主要经济性状是受多基因控制的数量性状，如单株结铃数、单株产量等遗传传递力较低，且容易受环境影响，选择可靠性差。早代高强度选择可能造成这类基因的丢失。假如在不同世代选择优系内的优良单株进行姊妹交，可以促进微效有益基因的聚合与累加，充分发挥数量性状基因的加性效应，实现产量与品质、抗性、适应性的同步协调改良，提高棉花产量0.8%~3.5%。通过性状聚类软件将后代品系聚类，组内株系姊妹交混选可使有利基因得到积累和重新组合，形成优良的个体。

3.5现代育种技术与传统辅助手段结合提高品种选育效率

新品种选育是一个复杂而且漫长的过程，要集成多种选择手段加速育种进程。冀1316的选育采用了海南异地自交加代，分子标记辅助筛选加速后代纯合；早期产量与品质跟踪测定，提高选择效率和速度；全程枯黄萎病混生病圃抗病性鉴定和室内外抗虫性检测，高强度定向胁迫选择，提高品种的综合抗性；多年多点鉴定，提高品种的适应性、丰产性和稳产性。采用集成的育种手段进行品种选育，育种效率大幅度提高，效果显著。

［1］王恒铨.河北棉花［M］.石家庄：河北科学技术出版社，1992.

［2］项时康，余楠，胡育昌，唐淑荣，熊宗伟，杨伟华.论我国棉花质量现状［J］.棉花学报，1999，11（1）：1-10.

［3］杨伟华，项时康，唐淑荣，熊宗伟，胡育昌.20年来我国自育棉花品种纤维品质分析［J］.棉花学报，2001，13（6）：377-383.

［4］王清连.棉花新品种百棉1号选育报告［J］.河南职业技术师范学院学报，2006，32（3）：1-3，8.

［5］刘素恩，郭宝生，王凯辉，张玉松，耿军义.棉花海岛型和陆地型远缘杂交后代性状比较研究［J］.河北农业科学，2010，14（7）：60-62，65.

［6］刘素恩，郭宝生，崔瑞敏，王兆晓，刘存敬，张香云，王凯辉，赵存鹏，耿军义.高产多抗杂交棉冀杂999选育研究［J］.河北农业科学，2015，19（3）：60-65.

［7］刘素恩，耿军义，崔瑞敏，王兆晓，刘存敬，郭宝生，张香云.优质抗虫棉花新品种冀228性状综合分析［J］.中国农学通报，2009，25（23）：220-223.

［8］庞朝友.棉花种间杂交种质创新效果及其遗传多样性研究［D］.保定：河北农业大学，2005.

［9］饶慧斌.棉花远缘杂交育种研究现状及前景分析［D］.杨凌：西北农林科技大学，2006.

［10］郭宝生.棉花抗黄萎病种质鉴定及抗病相关基因表达分析［D］.北京：中国农业大学，2014.

［11］王兆晓，刘素恩，刘存敬，陈素省，郭宝生，张香云，崔瑞敏，耿军义.早熟高产抗虫棉冀优768的选育［J］.华北农学报，2006，21（S2）：87-89.

［12］河北省农作物品种审定委员会.关于发布第三十三次河北省农作物品种审定结果的通知［Z］.石家庄：河北省农作物品种审定委员会，2008：66-67.

［13］王凯辉，耿香利，谷峰，郭宝生，刘素恩，耿军义.棉花新品种冀1316主要性状稳定性分析［J］.河北农业科学，2011，15（3）：86-88.

［14］刘素娟.浅析河北省棉花生产及育种情况［J］.中国棉花，2003，30（5）：44-45.

［15］王国印，李妙，李英杰，刘素娟.河北省棉花育种回顾与前瞻［J］.河北农业科学，2003，7（3）：64-71.

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

河北省省级科技计划项目（16226321D）；河北省渤海粮仓科技研发项目

郭宝生（1971-），男，河北玉田人，研究员，博士，主要从事棉花种质创新与育种研究。Tel：0311-87652077。

耿军义（1964-），男，河北行唐人，研究员，主要从事棉花遗传育种研究。Tel：0311-87652077。