山东省审定转基因抗虫棉常规中早熟品种演变

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(德州市农业科学研究院/农业部黄淮海流域棉区农业科学观测实验站， 山东 德州 253015)

·问题探讨·

山东省审定转基因抗虫棉常规中早熟品种演变

董灵艳，张洪勇，李凤瑞，袁海涛，贾立洪，杨秀凤

(德州市农业科学研究院/农业部黄淮海流域棉区农业科学观测实验站， 山东 德州 253015)

对1999—2015年山东省审定的42个转基因抗虫棉常规中早熟品种的9个性状进行分析。结果表明，株高、单铃重、麦克隆值、霜前衣分、断裂比强度、皮棉产量年份间呈上升趋势，生育期呈下降趋势，籽指、纤维长度变化不明显。多元逐步回归分析表明，单铃重、霜前衣分、断裂比强度3个性状对皮棉单产的贡献最大，达94.2%。

山东省； 转基因抗虫棉； 中早熟品种； 演变

20世纪90年代开始，转基因抗虫棉品种得到选育和推广，我国迎来棉花品种的第6次更换[1]。中国审定的第1个转基因抗虫棉品种是美国岱字棉公司的新棉33 B，该品种于1997年通过河北省农作物品种审定委员会审定，从1998年开始审定了第1批转单价抗虫基因国产抗虫棉品种[2]。山东省作为重要的产棉大省，自转基因棉花种植以来，转基因抗虫棉常规中早熟品种成为山东省棉花栽培的主要品种类型[3]，为黄淮海流域棉区乃至全国的棉花生产做出了重要贡献。1999年山东省审定了第1个转基因抗虫棉常规中早熟品种——国抗棉12号，截止到2015年，共有42个转基因抗虫棉常规中早熟品种通过山东省农作物品种审定委员会审定。本文对该42个品种的农艺、产量及品质性状进行分析，找出这些性状的演变特点，为山东省下一步棉花育种和品种审定提供参考。

1 材料与方法

1.1 材 料

1999—2015年山东省农作物品种审定委员会审定的42个转基因抗虫棉常规中早熟品种(以下品种均指该类型品种)，通过杂交育种育成29个、回交育种育成3个、引种4个、系统选择育成5个、转基因育种方法育成1个。

表1 1999—2015年山东省审定的42个转基因抗虫棉常规中早熟品种

品种审定年份品种审定年份国抗棉12号1999鲁棉研36号2009新棉33B2000鲁棉研37号2009鲁棉研16号2001水浒棉72⁃82009山农丰抗棉6号2001鑫秋4号2009中9571822001鲁垦棉33号2009DP99B2005仁和39号2009鲁棉研17号2005银兴棉4号2010鲁棉研18号2005K6382010鲁棉研21号2005华棉5号2010鲁棉研22号2005山农棉8号2010晋棉38号2006GK1642010NC20B2007德利农5号2010鲁棉研28号2007鲁创棉1172010鑫秋1号2007邯郸8852011嘉星一号2007润棉6号2011鲁棉研29号2007DM5392011银瑞3612007K8362012冠棉4号2008鲁62692012鲁棉研32号2008瑞棉1号2014sGK9582008冀8632015山农圣棉1号2008LM⁃12015

1.2 分析方法

数据来自山东省种子管理总站网站的“品种审定信息查询”，汇总结果详见表2。用Excel对棉花品种的9个性状各年份的平均值进行分析，用DPS软件进行多元逐步回归分析。由于年份跨度大，纤维品质测定所用标准不同，所以对断裂比强度的单位需要统一，换算方法参考黄滋康[4]的方法。

表2 1999—2015年山东省审定棉花品种的9个性状平均值

审定年份品种数(个)株高(cm)生育期(d)籽指(g)单铃重(g)霜前衣分(%)纤维长度(mm)断裂比强度(cN/tex)麦克隆值皮棉单产(kg/667m2)199917713112．45．3372827．65．770．15200018313110．25．236．929．926．84．488．72001392．413210．45．640．228．826．84．789．452005594．813110．85．7840．230．629．84．8100．6620061103．912710．95．638．229．830．24．895．920076102．813010．86．139．630．229．44．798．1620084105．512911．16．139．330．029．54．8100．4420096102．312610．56．141．329．828．65．0105．662010710612810．76．241．730．029．24．9111．22011310612910．76．441．329．930．64．9113．4320122109．513110．2642．229．930．54．7108．432014110812911．26．140．329．130．34．9102．720152109．512310．96．240．730．130．75．1103．65

2 结果与分析

2.1 各性状年际间的变化趋势

1999—2015年间共审定转基因抗虫棉常规中早熟品种42个，其中2001—2011年审定35个，占83.3%，2002、2003、2004、2013年无中早熟品种审定表2)。

图1 1999—2015年审定品种株高、生育期的变化趋势

株高呈逐年增高的趋势，由1999年的77 cm增加到2015年的109.5 cm，增长了32.5 cm；生育期呈缩短趋势，但变化趋势不明显，2006、2009、2015年除外，生育期在132～128 d之间，缩短了4 d。

籽指变化有高有低，在10.2～12.4 g之间变动，变化不明显；铃重逐年增加，由2000年的5.2 g增加到2011年的6.4 g；麦克隆值也逐年增加，由2000年的4.4增加到2015年的5.1，说明纤维变粗，但总体处于B级水平，成熟度较好，粗细适中。

霜前衣分有高有低，但总体呈增加趋势，变化范围为36.9%～42.2%；纤维长度变化趋势不明显，大多在29.8～30.6 mm之间；断裂比强度总体是增加的，分3个阶段，第1阶段是1999—2001年，变化范围在26.8～27.6 cN/tex之间，第2阶段是2005—2010年，变化范围在28.6～30.2 cN/tex之间，第3阶段是2011—2015年，变化范围在30.3～30.7 cN/tex之间，从图3上看，与纤维长度数值基本一致。

图2 1999—2015年审定品种籽指、铃重、麦克隆值的变化趋势

皮棉单产不断增加，由1999年的70.15 kg/667 m2增加到2011年的113.4 kg/667 m2，其中2008年之后，皮棉单产均在100 kg/667 m2以上。中间出现2个高峰，分别是2005年和2011年。这是因为2005年出现2个高产品种鲁棉研21号和鲁棉研22号，皮棉单产分别为107.3 kg/667 m2和110.8 kg/667 m2，2011年审定的3个品种单产均在111 kg/667 m2以上。

总之，在以上分析的9个性状中，株高、单铃重、麦克隆值、霜前衣分、断裂比强度、皮棉单产年份间呈上升趋势，生育期呈下降趋势，籽指、纤维长度变化不明显。这是由于丰产、优质、早熟性好、生长势强、综合性状好一直是棉花品种重要的选育目标。丰产即皮棉单产和产量性状(如单铃重、霜前衣分)要高；断裂比强度不断增加，纤维长度均在28 mm以上，麦克隆值达B级，说明品质提高；生育期缩短说明早熟性提高；株高连年增加是生长势强的表现。

表3 各性状间的相关系数

性状株高(X1)生育期(X2)单铃重(X3)霜前衣分(X4)籽指(X5)纤维长度(X6)断裂比强度(X7)麦克隆值(X8)生育期(X2)-0．54∗单铃重(X3)-0．36-0．01霜前衣分(X4)0．87∗∗-0．49-0．19籽指(X5)0．76∗∗-0．26-0．460．82∗∗纤维长度(X6)0．54∗-0．3-0．60∗0．460．39断裂比强度(X7)0．92∗∗-0．62∗-0．120．82∗∗0．57∗0．43麦克隆值(X8)-0．24-0．230．86∗∗-0．02-0．13-0．59∗-0．03皮棉单产(Y)0．87∗∗-0．4-0．57∗0．86∗∗0．84∗∗0．70∗∗0．75∗∗-0．39

注：“*”plt;0.05，“**”plt;0.01。

图3 1999—2015年审定品种霜前衣分、纤维长度、断裂比强度的变化趋势

图4 1999—2015年审定品种皮棉单产的变化趋势

表4 3个性状对皮棉单产的通径系数

因子直接→单铃重(X3)→霜前衣分(X4)→断裂比强度(X7)单铃重(X3)-0．461-0．1098-0．0038霜前衣分(X4)0．57330．08840．1948断裂比强度(X7)0．26830．00650．4163

2.2 年际间棉花品种各性状的多元回归分析

由表3可知，生育期、麦克隆值与皮棉单产无相关性，单铃重与皮棉单产呈显著负相关，其他性状与皮棉单产均呈极显著正相关，为了筛选对棉花皮棉单产贡献大的变量，以皮棉单产(Y)为依变量，以其他8个性状为自变量，通过逐步回归分析得到最优回归方程：Y=31.33-9.37X3+17.72X4+2.22X7，F值=48.489，p值=0.000 1，决定系数R2=0.941 74，方程极显著，Durbin-Watson统计量d=1.963 152 61，接近2，X3、X4、X7对Y的偏相关系数的p值分别为0.000 3、0.000 8、0.048，均小于0.05，所以该回归方程线性关系成立。由方程可知，单铃重、霜前衣分、断裂比强度3个性状对皮棉单产影响显著，可决定皮棉单产变异的94.2%。单铃重、霜前衣分、断裂比强度对皮棉单产的通径系数见表4。对皮棉单产直接通径系数最大的是霜前衣分，为0.5733，其次是单铃重，为-0.461，对皮棉单产直接通径系数为负。

3 结论与讨论

近几年，随着棉花种植成本增加，价格持续下降，山东省乃至全国的棉花种植面积大幅降低，农民大都改种粮食作物，但毋庸置疑的是，转基因抗虫棉在过去的十几年间，为山东省和全国的棉花生产、纺织业发展、农民增收做出了巨大贡献，可以说，2001—2011年是转基因抗虫棉研发应用的黄金十年，期间山东省农作物品种审定委员会审定的中早熟常规品种数目占1999—2015年间审定中早熟常规品种数目的83.3%。我国棉花育种工作者通过转基因技术、杂交、回交、引种等育种方法，育成大量高产、优质、抗逆转基因棉花新品种，彻底打破了国外转基因抗虫棉在国内市场的垄断地位，2001 年转基因抗虫棉的面积首次超过了非转基因棉面积，到2007年，国产抗虫棉面积占国内抗虫棉市场份额的96.1%[2]。

表3不但给出了皮棉单产与其余性状的相关性，也给出了其余性状之间的相关性。比如麦克隆值与单铃重极显著正相关，与纤维长度显著负相关，与其余性状无显著相关性；株高与单铃重、麦克隆值无相关性，与生育期显著负相关，与其余性状呈显著和极显著正相关；生育期与株高、断裂比强度显著负相关，与其余性状无相关性。表4不但给出3个显著性状对皮棉单产的直接通径系数，也给出了对皮棉单产的间接通径系数，这样可以更详细了解各性状间是如何相互作用来影响产量的，为今后棉花育种提供指导。

[1]杜雄明,刘国强.中国棉花品种志(1978～2007)[M].北京:中国农业科学技术出版社,2009.

[2]郭三堆,王远,孙国清,等.中国转基因棉花研发应用二十年[J].中国农业科学,2015,48(17):3 372-3 387.

[3]曲辉英,赵洪亮,董合忠,等.新审定抗虫棉品种的生育特性与配套栽培技术[J].山东农业科学,2005(5):23-25.

[4]黄滋康.中国棉花品种及其系谱[M].北京:中国农业出版社,2007.

The Development of Transgenic Resist-pest Cotton Registered Conventional Earlier Middle Maturity Varieties in Shandong Province

DONGLingyan,ZHANGHongyong,LIFengrui,YUANHaitao,JIALihong,YANGXiufeng

2016-09-26

山东省现代农业产业技术体系棉花创新团队项目(SDAIT-03-04)。

董灵艳(1984—)，女，硕士，农艺师，主要从事棉花遗传育种研究工作；E-mail:donglingyan_123@126.com。

杨秀凤，女，推广研究员。E-mail:yangxf2000@126.com。

10.16590/j.cnki.1001-4705.2017.01.073

S 562

A

1001-4705(2017)01-0073-04