转iaaM基因种质IF1—1作父本的杂交组合竞争优势分析

杨兆光　肖远龙　吴振江　刘亚平

摘要：为探讨高衣分、低马克隆值的转iaaM基因材料的利用价值，以IF1-1为父本配制杂交组合，以赣棉杂1号为对照，分析杂交组合在农艺性状、产量性状、纤维品质等方面的竞争优势。结果表明：大多杂交组合的株高、脱落率、籽棉产量、单铃重、籽指、衣指等表现为正向竞争优势，生育期、果枝数、果节数、单株成铃数表现为负向竞争优势，部分组合的纤维品质竞争优势显著。IF1-1对棉花早熟性有较强的改良作用，IF1-1与部分母本（如华农9052）配组能够获得高产优质的新材料。

关键词：棉花；iaaM基因；IF1-1；配组杂交；竞争优势

中图分类号：S562.037 文献标识码：A 文章編号：2095-3143（2017）06-0010-05

DOI：10.3969/j.issn.2095-3143.2017.06.003

0 引言

提高产量和改良纤维品质一直是棉花品种改良的两个重要目标性状。衣分是决定棉纤维产量的重要因素，而马克隆值是棉纤维品质的重要指标，代表棉纤维的细度和成熟度。棉花杂种优势利用是提高棉花产量、改进纤维品质和增强抗逆能力的有效途径[1-2]。自1997年转基因抗虫棉在我国商业化以来，已培育出很多份抗虫棉亲本材料，在一定程度上克服了棉花鳞翅目害虫的为害[3-7]。受种质资源的限制，利用传统育种手段对纤维品质改良的作用不太明显。西南大学利用胚珠表皮特异启动子FBP7调控生长素合成基因iaaM（色氨酸单加氧酶）在棉花品种冀棉14中表达，在纤维细胞起始时期特异的积累IAA，促进纤维起始细胞和成熟纤维数量增加，提高棉花纤维产量，增加纤维细度，降低马克隆值，实现了棉花纤维产量和品质的同步改良，育成了转基因棉新种质IF1-1，被列为棉花第二代转基因新种质材料[8-9]。由于材料IF1-1本身缺点较多，其他经济性状一般，近年来，国内许多学者围绕材料IF1-1在改良棉花产量和纤维品质方面进行了有益探索[10-16]。本研究以转FBP7-iaaM高衣分、低马克隆值株系IF1-1为亲本，与综合性状好的棉花品系进行杂交，并以赣北植棉区主推杂交棉品种赣棉杂1号为对照，对杂交后代进行竞争优势分析，以探讨材料IF1-1在棉花改良中的作用，为创制高产、优质的棉花新材料提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料

以2012年3月西南大学发放的第二代转基因材料IF1-1为父本，分别以鄂赣棉29（有毛）、RIO-67、冀228、中101943、中915、雅棉6号、鄂赣棉29（无毛）、锦K133、晶华棉135、中6913、MAR、中棉所49和华农9052为母本进行杂交组配，获得杂交组合F1代13份材料，分别编号1～13。以常规杂交棉赣棉杂1号为对照（ck），进行杂种F1代竞争优势测定。

1.2 方法

试验设在江西省棉花研究所科研基地。2016年4月19日播种，双膜小拱棚营养钵育苗，期间及时揭膜炼苗，苗床期间调查出苗期以及苗病发生情况。5月17日移栽，一畦双行，行距0.87 m，株距0.48 m，种植密度24000株/hm2，小区面积20 m2，3次重复，随机区组排列。试验田按常规进行管理。

大田期调查各参试材料的现蕾期、开花期、吐絮期等生育性状，株高，果枝层数，单株总成铃数、总果节数、脱落数等农艺性状，单株桃数、单铃重、籽棉重等产量性状；分别于7、8、9月中旬调查单株蕾、花、铃等，考察各材料的结铃进度。以小区实收产量计产，收取各材料中上部吐絮正常的棉铃进行室内考种，考种后棉样送农业部棉花品质监督检验测试中心（安阳）检测棉花纤维品质。

采用农博士育种家—实验设计及统计分析系统软件（V1.14）进行数据处理、方差分析[17]。

2 结果与分析

2.1 生育期及结铃进度

2.1.1 生育期

从表1可以看出，材料1、3～10、12、13的苗期天数比对照短1～3天，具有负向竞争优势；材料2～7、10～12的蕾期天数比对照短1～4天，有负向竞争优势；材料1～7、10～13的花铃期天数比对照短8～13天，负向竞争优势明显；材料2～6、10～13的生育期比对照短13～19天，负向竞争优势明显，材料1、7～9的生育期比对照短5～11天，也表现出一定的负向竞争优势；所有材料的生育期均比对照短，13个材料的平均生育期比对照短12天，表现出明显的负向竞争优势。

2.1.2 结铃进度

从表1还可以看出，材料2～13的伏前桃较对照多1.1～3.8个/株，正向竞争优势明显；各材料的伏桃比对照多0.8～6.3个/株，具明显正向竞争优势；各材料的秋桃比对照少3.9～6.3个/株，负向竞争优势明显。

2.2 农艺性状

在株高方面，材料1、2、4、6、8～13比对照高，具正向竞争优势；在果枝数方面，材料6和8表现为正向竞争优势，其他材料为负向竞争优势，但优势不明显；在果节数方面，各材料均表现为负向竞争优势；在单株成铃数方面，材料6、7、9～11表现为正向竞争优势；在脱落率方面，材料2～13均比对照高，正向竞争优势明显（见表2）。

2.3 产量性状

材料1～5的籽棉产量比对照减产，具有负向竞争优势，且材料4比对照极显著减产；材料6～13的籽棉产量较对照增产，具有正向竞争优势，其中材料10、11、13比对照极显著增产，材料9比对照显著增产（见表3 ）。

2.4 考种性状

在单铃重方面，材料3、6～8、11～13表现为正向竞争优势，材料5、10与对照持平；在衣分方面，材料2、6、8、9、11表现为正向竞争优势，其余材料为负向竞争优势；大部分材料的籽指、衣指、铃壳重表现为正向竞争优势（表3）。

2.5 纤维品质endprint

在长度方面，材料1、2、13表现为正向竞争优势，其余材料为负向竞争优势；在长度整齐度方面，材料11、13表现为正向竞争优势；在比强度和伸长率方面，仅材料13表现为正向竞争优势，其余为负向竞争优势；在马克隆值方面，各材料普遍偏高，材料1、4、7、11表现为负向竞争优势，材料10、13与对照持平（表4）。

3 结论与讨论

各材料的生育期表现出显著的负向竞争优势，整体缩短12天以上，表明材料IF1-1对棉花早熟性有较强的改良作用。各材料8月15日以前上桃快，正向竞争优势显著，8月15日以后上桃慢，为负向竞争优势，符合选育目标对早熟和集中结铃的要求。

各材料的多数农艺性状表现为正向竞争优势，但不显著，与前人研究结果较一致，说明转iaaM基因种质材料IF1-1对农艺性状的改良作用不明显，不影响农艺性状的遗传效应。

IF1-1为高衣分、低马克隆值棉花种质，通过增加棉花纤维数量而提高衣分和改变纤维细度，显著提升杂交后代的皮棉产量及纤维品质，在棉花育种中具有重要作用[8-9，12-15]。本试验13份杂交组合中，分别有8份材料的籽棉产量表现为正向竞争优势、5份材料的衣分表现正向竞争优势、4份材料的马克隆值表现有利的负向竞争优势，在一定程度上表明转iaaM棉花种质IF1-1在棉花产量及纤维品质改良方面具有积极作用。以（华农9052×IF1-1）F1的产量和纤维品质综合表现突出，说明以IF1-1配组获得高产优质的后代材料是可行的。

本试验仅仅考察了参试组合的竞争优势，接下来将进一步探索该类组合的超中优势及超亲优势，以便为该材料的育种利用提供科学依据。

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