棉花品种冀棉20育种利用效果分析

崔淑芳，钱玉源，王广恩，张海娜，金卫平，刘祎，崔瑞敏，韩轩，李俊兰

（河北省农林科学院棉花研究所/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，石家庄050051）

河北省在上个世纪60年代中期有40多个县的棉田发生枯、黄萎病，80年代初病害范围达到100多个县，到1993年90%以上的棉田受到枯、黄萎病的危害，棉花枯、黄萎病大发生，1995年、1996年病情严重的棉田病株率达到100%，甚至造成棉株落叶成光秆、枯死绝收[1]。而棉铃虫从解放初期的零星发生，到80年代逐渐发展成为危害棉花蕾铃的第一大害虫，特别是进入90年代棉铃虫连年暴发，致使棉农谈虫色变，多种防治方法均无济于事，历史上首次出现了农户被迫花费大量劳力人工捉虫的现象。同时遭遇棉花枯、黄萎病和棉铃虫的双重爆发，棉田面积连续锐减，国家出现“用棉荒”，纺织业几乎崩溃[1]。

1965年以前河北省棉花主要种植美国引进品种，1965—1984年主要种植从江苏引进品种，1985—1988年以河北省自育品种为主，河北省棉花育种水平显著提高。1992—1993年鉴定出了丰产抗病品种冀棉20[2]，为抗枯、黄萎病育种奠定了基础。1993年底郭三堆等[3]将具有自主知识产权的抗虫基因导入棉花品种泗棉3号，获得一批Bt抗虫转基因材料，为培育抗虫棉带来了希望。1997年新棉33B在河北省推广，为培育抗虫棉品种提供了更多的抗虫资源。

1 材料与方法

1.1 材料

据统计，至2016年利用冀棉20选育出的抗虫棉品种23个（表1）。其中，通过河北省农作物委员会审定的抗虫棉花品种20个，占河北省审定抗虫棉品种（截止2016年通过河北省审定的抗虫棉品种137个）的14.6%；国家审定品种3个（冀杂2号为国家审定，冀棉169和合丰202为河北省和国家审定）[4-5]；通过天津市审定的品种2个（科欣1号、冀棉2008）。笔者总结了以冀棉20为亲本选育出的抗虫棉品种的特征特性，希望通过分析冀棉20育成品种的效果，为棉花育种工作提供有效借鉴。由于河北省审定的品种多且性状数据来源相同，故依此为依据进行分析，主要性状值源于《河北省棉花品种志》[4,6]。

1.2 方法

分别将利用冀棉20育成品种的铃重、衣分、籽指、皮棉产量、枯萎病病情指数、黄萎病相对病情指数，纤维品质（HVICC）等性状进行分类汇总，分析比较育成品种的特征特性。

2 结果与分析

2.1 冀棉20的特点

冀棉20的父本来源于斯字棉，母本采用海岛棉、陆地棉和海南野生棉后代材料选育而成，拓宽了品种的遗传基础，在河北省棉花区域试验和生产试验中，铃重、衣分较高，高抗枯萎病、耐黄萎病，纤维品质性状优良，14个试验点皮棉和霜前皮棉全部增产，连年位居第一[1,4-8]。因此，冀棉20也成为棉花育种中首选的亲本材料。

表1 利用冀棉20育成的品种亲本来源、审定情况及育种单位

2.2 育成品种性状分析

2.2.1产量性状及皮棉产量。单株铃数。冀棉20单株结铃10.0[7-9]，以其为亲本育成的抗虫棉品种单株铃数均增多，提高到13.5～20.9，提高幅度3.5～10.9个。其中，冀棉315单株铃数提高最多（表2）。铃重。冀棉20铃重5.4 g，以其为亲本育成的品种铃重提高到5.7～7.0 g，提高幅度0.3～1.6 g。其中希普3、合丰202提高幅度最大，铃重提高1.2 g（表2）。

表2 利用冀棉20育成的抗虫棉品种的产量相关性状

衣分。冀棉20衣分为39.4%，以其亲本育成的品种衣分达39.2%～42.0%，其中冀棉169衣分为39.2%，冀丰1217与亲本衣分相同，冀棉315衣分提高幅度最大，提高2.6百分点（表2）。

籽指。冀棉20籽指为9.8 g，以其为亲本育成的品种籽指除XP7外均提高，提高到10.4～11.1 g，提高幅度为0.6～1.3 g。其中提高幅度最大的品种为冀H239、希普6，籽指提高1.3 g（表2）。

皮棉产量。冀棉20的皮棉产量为795.0 kg·hm－2，以其为亲本育成的品种皮棉产量提高，提高到1267.5～1788.0 kg·hm－2，提高幅度为472.5～993.0 kg·hm－2。其中提高幅度最大的品种为冀棉315，皮棉产量提高993 kg·hm－2（表2）。

2.2.2抗病性。枯萎病。除冀丰1271的枯萎病病情指数比亲本冀棉20降低外，其它品种枯萎病病情指数均增高。高抗枯萎病的品种有7个，分别为冀棉315、合丰202、希普6、冀H170、冀丰1271、XP7、儒农研18号，抗枯萎病品种11个，耐枯萎病品种2个（表3）。

黄萎病。14个品种的黄萎病相对病情指数比冀棉20低，6个品种黄萎病相对病情指数增高。其中，冀棉616和冀棉315黄萎病相对病情指数降低幅度最大，均为抗黄萎病，万丰201感黄萎病，其它品种与冀棉20均为耐黄萎病（表3）。

2.2.3纤维品质。上半部平均长度。14个品种的纤维上半部平均长度增长，从长到短的品种依次为冀228＞冀棉616＞希普6＞冀H239＞冀棉169＞农大棉8号＞冀棉315、万丰201＞合丰202＞冀H156＞冀H170＞冀908＞希普3＞万丰203＞冀棉20。其中冀228对冀棉20上半部平均长度的改良幅度最大，增长3.6 mm（表3）。

断裂比强度。育成品种的断裂比强度比冀棉20提高幅度较大，提高1.2～7.7 cN·tex－1。其中冀棉315对冀棉20断裂比强度的改良幅度最大，提高7.7 cN·tex－1（表3）。

马克隆值。育成品种中15个品种的马克隆值比冀棉20降低，从低到高品种依次为冀228＜冀丰197＜农大棉8号、冀908、儒农研18号＜冀H239、万丰201＜XP7＜冀棉616、合丰202＜新科8号＜冀棉229、冀棉169、希普6、冀H170、冀棉20。其中，冀228对冀棉20马克隆值的改良幅度最大，降低1.3（表3）。

表3 利用冀棉20育成品种的抗病及纤维品质情况

2.3 改良成效分析

2.3.1育成的优良品种多。2005―2016年，河北省共审定抗虫棉品种137个，其中，Ⅰ型品种2个，Ⅱ型品种38个，兼抗枯黄萎病品种4个，分别占1.5%、27.7%和2.9%；而利用冀棉20培育出的河北省审定品种20个，占河北省抗虫棉品种的14.6%，其中冀228为Ⅰ型，大棉8号、万丰201为Ⅱ型，冀棉616和冀棉315兼抗枯、黄萎病，分别占河北省同类品种的50.0%、5.3%和50.0%。

2.3.2产量性状、抗病性和纤维品质等性状均得到改良。通常单株铃数、铃重、衣分、籽指、皮棉产量和上半部平均长度、断裂比强度，性状值越高性状越优良，而枯萎病病情指数、黄萎病相对病情指数和在一定范围的马克隆值性状值越低性状越优异。因此，对于性状值越高越优良的性状，将育成品种的性状值减去亲本对应的性状值作为该品种在这个性状上的改良值，而性状值越低越优异的性状改良值则为亲本性状值减去育成品种对应的性状值。所有性状的改良值之和为综合改良值。大部分育成品种对亲本冀棉20铃数、铃重、衣分、籽、皮棉产量和断裂比强度等性状的改良值均为正，黄萎病相对病指、上半部平均长度和马克隆值改良值多数为正，枯萎病情指数改良值只有冀丰1271为正（表4）。

表4 育成品种对冀棉20的性状改良值

3 结论与分析

3.1 利用优异品种资源选育优良品种多

冀棉20具有海岛棉和野生棉的遗传基础，具有产量高、抗病性好、纤维品质优良以及适应性好等特性，以其为亲本共培育出20多个优良品种，性状突出的品种包括1个纤维品质Ⅰ型品种，2个纤维品质Ⅱ型品种，2个兼抗枯、黄萎病品种。冀棉20及其选育出的品种不仅是综合性状优良的品种，也是难得的优异品种资源[10-12]。

3.2 单一性状改良容易，综合性状协同提高较难

利用冀棉20育成的2个Ⅱ型品种农大棉8号耐黄萎病，万丰201感黄萎病；2个兼抗枯、黄萎病的品种冀棉616的断裂比强度与Ⅱ型品种标准仅差0.5 cN·tex－1，冀棉315的马克隆值仅比Ⅰ型标准高1.2。截至2016年，河北省审定的38个Ⅱ型品种中8个感黄萎病，只有1个品种兼抗枯、黄萎病；国家审定的适宜黄河流域棉区种植的45个Ⅱ型品种中，只有2个品种兼抗枯、黄萎病。说明单一的产量性状、纤维品质性状或抗病性的改良比较容易，协同提高较难，这与崔瑞敏等分析结果趋势一致[13-18]。

3.3 准确选择实现性状突破

纤维品质Ⅰ型品种冀228，Ⅱ型品种农大棉8号、万丰201，兼抗枯、黄萎病品种冀棉616、冀棉315，分别在抗病和纤维品质性状上实现了突破。在枯萎病和黄萎病混生病圃，生育期全程鉴定筛选，并重视土壤温度、湿度对发病时间以及发病程度的影响，选择抗病性；田间手扯初步估测纤维长度、细度和强力，再以仪器检测选择纤维品质[19-21]。在每一个世代群体中以产量性状为基础，严格性状指标，准确选择纤维品质性状、枯黄萎病抗性，可实现性状的有效突破。

3.4 逐步改良实现主要性状协同提高

以1个优异品种为主通过杂交不断注入互补的优良基因进行逐步改良，各性状可不断协调提高[22-25]。如冀棉20与转基因抗虫棉杂交，选育出冀棉616[19]，单株铃数、铃重、衣分、籽指、皮棉产量、纤维长度、断裂比强度均有所提高，黄萎病病情指数、马克隆值降低；再利用优质棉品系作父本与冀棉616杂交，选育出冀棉315，单株铃数、铃重、衣分、子指、皮棉产量、断裂比强度均提高，枯萎病抗性由“抗”提高为“高抗”。