DT 系列抗草甘膦棉花新材料的田间鉴定及筛选

戚廷香，郭立平，吴建勇，张学贤，唐会妮，王海林，乔秀琴，张兵兵，邢朝柱

（中国农业科学院棉花研究所/棉花生物学国家重点实验室，河南安阳455000）

草害是影响棉花生产的主要因素之一， 严重影响棉花的品质和产量[1]。 杂草不仅与棉花争水肥、阳光和空间，还传播病虫害[2]。除草剂的推广使用，可大幅度减少棉田管理用工，降低劳动强度[3]。草甘膦作为一种广谱除草剂，具有高效、低毒、低残留、低成本、不破坏土壤环境等一系列优点，是比较理想的灭生性除草剂之一[3]。目前推广的棉花品种对草甘膦除草剂不具有抗性， 经常出现药害现象[4]。而选育抗除草剂棉花品种是防止除草剂药害最有效的途径[5-6]。因此，本研究旨在筛选抗草甘膦棉花材料， 为抗除草剂棉花品种的选育提供新材料。

1 材料与方法

1.1 材料

2005―2008 年在对远缘杂交抗逆材料后代的选育中，发现几株对草甘膦不敏感的材料。 2009―2015 年分别在田间大剂量 （质量浓度4.1～8.2 g·L－1） 喷施草甘膦进行筛选， 同时通过回交导入大铃、长果枝、早熟等性状，选出了一系列抗草甘膦，且具有不同农艺性状的棉花品系（DT）。 本研究采用18 个DT 系列棉花品系，编号DT-1～DT-18，对照材料为中棉所52； 试验用草甘膦为草甘膦异丙胺盐水剂（质量分数41%），新疆塔河勤丰植物科技有限公司生产。

1.2 方法

试验在新疆阿拉尔市第一师十团阿拉尔市兴棉农业科技有限公司进行， 选择有良好隔离条件、地势较高、 适合于棉花生长的地块。 行长9.5 m，3行区，每个材料1 张膜，按顺序排列。株距0.12 cm，行距0.76 cm， 小区面积21.66 m2（3×0.76 m×9.5 m），理论密度11.2 万株·hm－2。 各处理每个材料用质量浓度4.1 g·L－1草甘膦在棉花苗期（2 片真叶时）定向喷洒[6]，以中棉所52 为对照1（CK1）。 在蕾花期（蕾直径3 mm 左右，6 月8 日）对苗期筛选出的抗耐草甘膦材料再次如上处理，以未喷洒草甘膦的中棉所52 为对照2（CK2）[5]。 每个处理喷洒1张膜（用小型喷雾器在防风罩内进行）。 观察、记载棉花苗期植株的田间表现； 棉花蕾花期施药后，从6 月10 日开始观察植株的药害反应。 6 月12 日出现第一朵花后，调查生殖器官的柱头、花丝表现及雄蕊花粉量，最后收获各小区全部自然成熟、吐絮的籽棉进行计产。 田间管理按当地常规进行。

2 结果与分析

2.1 苗期的鉴定筛选

在2 片真叶时， 草甘膦处理后10 d 的田间观察调查结果见表1。 从表1 可知，10 个材料DT-1、DT-2、DT-3、DT-6、DT-7、DT-8、DT-9、DT-10、DT-12 和DT-13 高 抗 草 甘 膦，6 个 材 料DT-4、DT-5、DT-11、DT-16、DT-17 和DT-18 耐草甘膦，2 个材料DT-14、DT-15 不抗草甘膦（被淘汰）。

2.2 蕾花期筛选

蕾花期喷洒草甘膦后， 前10 d 各材料的花粉正常，没有明显变化；6 月21 日以后有些材料的花粉开始变少，但各个材料表现不同（表2）。 按表现分述如下：

一是营养器官和生殖器官均不受草甘膦明显影响的高抗草甘膦品系有DT-1、DT-2、DT-3、DT-6、DT-10 和DT-13。 其生长正常且最终收获籽棉产量比较高， 特别是DT-2 和DT-6 籽棉产量达到4 561.5 kg·hm－2和4 299.0 kg·hm－2，与对照基本相当，其他农艺性状表现较好，可以作为抗草甘膦育种的材料。

表1 苗期喷洒草甘膦的田间表现

表2 蕾花期喷洒草甘膦的田间表现及产量

二是营养器官不受草甘膦影响而生殖器官出现花粉少且败育的品系有DT-7、DT-8、DT-9 和DT-12。 在喷洒草甘膦溶液后，其营养器官基本不受影响，但药后10 d 时生殖器官出现柱头突出、花丝变短、花粉量减少、花粉败育等现象，但其败育程度不同：DT-7 和DT-12 花粉部分败育，有些花药能开，有少量花粉且育性不稳定，结铃后有部分铃发黄、干瘪、脱落，最终产量也受到影响，只有CK2 的1/4～1/3；DT-8 和DT-9 花粉完全败育，花药不能开裂，几乎没有花粉，不能自然正常结铃，但用其他的花粉授粉则能正常结铃，可以作为特殊的不育材料加以利用[6]。

三是营养器官受草甘膦影响而生殖器官不受草甘膦影响的品系有DT-11 和DT-16。这2 个材料的叶片出现叶片萎蔫、边缘卷曲，但在10 d 左右能恢复正常生长。其柱头、花丝生长正常，花粉量比较正常，活性也正常，但产量比较低，究其原因：苗期和蕾期2 次喷洒草甘膦， 对其营养器官产生了伤害，造成落铃较多。

四是营养器官和生殖器官均受草甘膦影响的品系有DT-4、DT-5、DT-17 和DT-18。 其中DT-4、DT-5 和DT-18 不仅营养器官受到伤害， 而且花粉出现败育，花粉量少且育性不稳定，结铃偏少且脱落多，结铃数和铃重降低，最终导致棉花产量下降；DT-17 生殖器官受草甘膦影响较小，只是花粉量稍偏少，柱头、花丝生长正常，结铃也正常，产量是CK2 的一半左右。

3 结论

本研究筛选出了2 类在育种中可利用的材料：一是高产、营养和生殖器官对草甘膦抗性均好的材料DT-2 和TD-6，可作为育种亲本加以利用，为尽快获得抗草甘膦棉花品种提供了可能； 二是营养器官高抗草甘膦、 生殖器官对草甘膦敏感的材料DT-8 和DT-9，其中DT-8 材料苗期和蕾花期营养器官不受草甘膦影响， 但开花时花药不开裂或花粉活力丧失出现完全败育， 可作为不育系新材料进一步深入研究及应用， 作者正在进行后续研究。