2016—2020 年黄河流域棉花品种区域试验参试品种（系）抗棉铃虫性评述

李东阳，朱香镇，王丽，张开心，雒臖瑜，崔金杰

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

黄河流域棉区是我国三大棉区之一。近年来受种植制度、植棉效益、自然灾害等影响，黄河流域棉区棉花种植面积下降趋势明显[1]。 采取有效措施提升棉花产量和品质对提升该流域棉花生产能力、确保全国棉花有效供给有重要的意义[2]。 棉花全生育期可能遭受上百种病虫害的危害，造成产量下降和品质降低，给棉农带来极大的经济损失[3]。从品种审定的源头，通过区域试验评价筛选抗虫性良好的棉花品种有利于对黄河流域棉田鳞翅目害虫的长期有效控制，减少化学农药使用量，且对保证棉花的稳产增收和环境保护具有重要作用[4]。 区域试验是棉花在审定前对其各性状进行评价的重要方式，抗棉铃虫性鉴定是转基因抗虫棉区域试验的重要内容之一，可为棉花新品种选育、品种审定和推广提供科学依据， 对保障棉花产业可持续发展有重要的意义[5-6]。

综合分析2016—2020 年黄河流域棉花品种区域试验（区试）参试品种/ 品系（以下统称为“棉花品种”）的抗棉铃虫性鉴定结果，以期为黄河流域棉区棉花育种工作提供数据支撑。

1 材料与方法

1.1 试验材料

由全国农业技术推广服务中心提供的2016—2020 年黄河流域棉花品种区域试验参试棉花品种共计248 个， 其中2016 年32 个，2017 年40 个，2018 年57 个，2019 年56 个，2020 年63 个。 参试的棉花品种分为3 类，分别为中熟常规品种149 个（2016 年22 个、2017 年24 个、2018 年33 个、2019年34 个、2020 年36 个）、 中 熟 杂 交 品 种58 个（2016 年5 个、2017 年8 个、2018 年13 个、2019 年13 个、2020 年19 个）和早熟品种41 个（2016 年5个、2017 年8 个、2018 年11 个、2019 年9 个、2020年8 个）。

1.2 鉴定方法

1.2.1第2 代棉铃虫发生期棉花蕾铃被害检测。（1）试验设计。 依据NY/T 2162—2012[7]，采用网室鉴定的方法，在网室（长20 m、宽5 m、高1.8 m）内种植供试棉花品种，网室两端设置保护行，每个品种留13 株，每个网室为1 次重复，共3 次重复。 以非转基因棉花HG-BR-8[8]（2016—2018 年）或中棉所49[6]（2019—2020 年）为对照品种。网室内棉花栽培方式同大田，苗期可根据需要防治棉蚜，试验前15～20 d 采用广谱性杀虫剂进行全面喷施，尽可能减少试验期间网室中其他害虫或天敌对试验的干

扰。（2）供试虫源和成虫释放量：试验用棉铃虫为室内人工饲养羽化后的成虫，羽化后的成虫在养虫笼内自由交配，并喂以10%（体积分数）的蜂蜜水，3 d后选择活动能力强的成虫释放于网室内。成虫释放量为每10 m2释放2 对，雌雄比为1∶1。（3）释放时期：成虫释放时间为棉花现蕾期，与大田第2 代棉铃虫发生期一致。 （4）调查方法：在成虫释放后第3天调查卵量， 第10～15 天调查各品种的蕾铃被害数、健康蕾铃数，计算蕾铃被害率（Y，%），并与对照品种比较，计算各参试棉花品种的蕾铃被害减退率（Yt，%）。 计算公式：Y＝b/B×100%，Yt＝（Y0－Y1）/Y0×100%。 式中，b为被害蕾铃数，B为总蕾铃数，Y0为对照品种蕾铃被害率（%），Y1为鉴定材料蕾铃被害率（%）。

1.2.2第3 代棉铃虫室内生物测定。 依据NY/T 2162—2012[7]，在第3 代棉铃虫发生期进行室内生物测定。每个试验材料采上部展开叶片10 片，每片叶接棉铃虫初孵幼虫5 头，然后放入试验盒，重复3 次。 接虫后将试验盒置于光照培养箱［温度为27 ℃±1 ℃，相对湿度为70%，光周期（光照时间∶黑暗时间）为14 h∶10 h］内，并于接虫后第6 天检查死虫数、活虫数，计算第3 代棉铃虫幼虫校正死亡率（Xt，%）。 计算公式：Xt＝（X1－X0）/（1－X0）×100%。 式中，X1为处理幼虫死亡率（%），X0为对照幼虫死亡率（%）。

1.2.3抗性判别标准。 参考NY/T 2162—2012[7]和雒臖瑜等[4]方法，以2 代棉铃虫为害的蕾铃被害减退率、3 代棉铃虫幼虫校正死亡率综合评判各参试棉花品种的抗性程度，评判标准见表1。 判定抗性级别时，蕾铃被害减退率和幼虫校正死亡率须同时达到相应级别的最低值要求。

表1 抗棉铃虫性评判标准

2 结果与分析

2.1 转基因抗虫棉对棉铃虫的抗性鉴定

2016—2020 年国家区域试验抗棉铃虫性鉴定2 代棉铃虫发生期蕾铃被害减退率区间分布如图1。 2016 年参试棉花品种中蕾铃被害减退率处于＞70%～80%区间的最多， 处于＞60%～70%区间的次之；2017 年处于＞70%～80%区间的最多，处于＞80%～90%区间的次之；2018 年大多数参试棉花品种处于＞70%～80%区间；2019 年处于＞80%～90%区间的最多， 处于＞70%～80%区间的次之；2020 年处于＞60%～70%区间的最多，处于＞70%～80%区间的次之。

图1 2016—2020 年参试棉花品种2 代棉铃虫蕾铃被害减退率区间分布

2016—2020 年参试棉花品种2 代棉铃虫蕾铃被害减退率的区间分布在年度间有一定的差异：2016 年、2017 年、2018 年 蕾 铃 被 害 减 退 率 处 于＞70%～80%区间的参试棉花品种最多， 无大于90%的参试棉花品种；2019 年蕾铃被害减退率处于＞80%～90%区间的参试棉花品种最多，2020 年处于＞60%～70%区间的参试棉花品种最多，且这2 年有一定比例品种处于＞90%～100%区间。整体上，所有参试棉花品种的蕾铃被害减退率均处于较高水平，无≤60%的棉花品种，处于＞70%～80%区间的参试棉花品种最多。

2016—2020 年参试棉花品种的3 代棉铃虫幼虫校正死亡率区间分布如图2。 2016 年、2017 年、2018 年参试棉花品种中棉铃虫幼虫校正死亡率均表现为处于＞70%～80%区间的最多， 处于＞60%～70%区间的次之；2019 年处于＞80%～90%区间的最多， 处于＞70%～80%区间的次之；2020 年处于＞80%～90%区间的最多，处于＞90%～100%区间的次之。

2016—2020 年参试棉花品种3 代棉铃虫幼虫校正死亡率的区间分布在年度间有一定的差异：2016 年、2020 年均没有处于≤60%区间的棉花品种，2016 年、2018 年均没有90%以上的棉花品种；2016 年、2017 年、2018 年处于＞70%～80%区间的棉花品种最多，2019 年、2020 年处于＞80%～90%区间的棉花品种最多。 整体上看，2016—2020 年参试棉花品种的棉铃虫幼虫校正死亡率大多处于较高水平，处于≤60%区间的棉花品种仅占所有参试棉花品种数量的2.82%， 其中处于＞70%～80%区间的棉花品种最多， 处于＞80%～90%区间的次之（图2）。

图2 2016—2020 年参试棉花品种3 代棉铃虫幼虫校正死亡率区间分布

2016—2020 年黄河流域棉花品种区域试验参试的248 个棉花品种的抗棉铃虫性鉴定结果（图3）显示：2016 年参试棉花品种的抗虫级别均为抗；2017 年参试棉花品种中， 抗虫级别为抗的棉花品种占比最高，为95%，其余均为中抗；2018 年参试棉花品种中， 抗虫级别为抗的棉花品种占比最高，为92.98%，其余为中抗和低抗，占比均为3.51%；2019 年参试棉花品种中， 抗虫级别为抗的棉花品种占比最高，为96.43%，其余为高抗和中抗；2020年参试棉花品种中，抗虫级别为抗的棉花品种占比最高，为98.41%，其余均为高抗。 2016－2020 年所有参试棉花品种中，抗虫级别为抗的棉花品种占比最高，为96.37%，高抗的占比为0.81%，其余为中抗、低抗，抗及以上的棉花品种占97.18%。

图3 2016—2020 年参试棉花品种抗棉铃虫性级别的分布

2.2 不同类型转基因抗虫棉的抗棉铃虫性差异分析

2016—2020 年参试棉花品种中的中熟常规品种、中熟杂交品种、早熟品种的2 代棉铃虫蕾铃被害减退率见图4。 由此可知，2016 年、2017 年、2018年3 类棉花品种的2 代棉铃虫蕾铃被害减退率相近，2019 年、2020 年早熟品种的2 代棉铃虫蕾铃被害减退率高于中熟常规品种和中熟杂交品种。总体来看，3 类棉花品种的2 代棉铃虫蕾铃被害减退率变化趋势基本一致。

图4 2016—2020 年参试棉花品种2 代棉铃虫蕾铃被害减退率

2016—2020 年参试棉花品种中的中熟常规品种、中熟杂交品种、早熟品种的3 代棉铃虫幼虫校正死亡率见图5。 2016 年、2020 年3 类棉花品种的3 代棉铃虫幼虫校正死亡率相近，2017 年中熟杂交品种的3 代棉铃虫幼虫校正死亡率低于其他2 类品种，2018 年中熟常规品种的3 代棉铃虫幼虫校正死亡率低于其他2 类品种，2019 年3 类棉花品种的3 代棉铃虫幼虫校正死亡率从高到低依次为中熟常规品种、早熟品种、中熟杂交品种。

图5 2016—2020 年参试棉花品种3 代棉铃虫幼虫校正死亡率

2016—2020 年参试棉花品种中的中熟常规品种、中熟杂交品种、早熟品种抗棉铃虫性级别分布见图6。由此可见，3 种类型参试棉花品种的抗棉铃虫性有一定的差异，仅在中熟杂交棉花品种中鉴定到高抗品种，仅在中熟常规棉品种中鉴定到低抗品种；但3 种类型棉花的鉴定结果均表明，抗虫级别为抗的参试棉花品种的比例最高，所占比例均大于90%。

图6 2016—2020 年3 种类型参试棉花品种抗棉铃虫性级别的分布

3 讨论与结论

棉铃虫是棉花生产中危害最严重的农业害虫之一[9]，转基因抗虫棉花的出现，使得棉铃虫、棉红铃虫等害虫得到了有效控制，杀虫剂的使用量大大减少，农业生态系统得到了良好的保护[3,10-11]。 选育性状优良的转基因抗虫棉花品种对棉花产业的可持续发展有重要意义，而棉花品种的抗棉铃虫性鉴定是棉花新品种审定的重要指标之一，是棉花新品种研发、推广的重要依据[12]。

对2016—2020 年黄河流域棉花品种区域试验参试棉花品种抗棉铃虫性的分析比较表明：参试棉花品种的2 代棉铃虫蕾铃被害减退率、3 代棉铃虫幼虫校正死亡率平均值均处于较高水平，达到抗及以上的参试棉花品种占97.18%；以抗级为主，高抗级别的品种相对较少。 中熟常规品种、中熟杂交品种、 早熟品种3 类棉花品种的抗棉铃虫性鉴定结果在整体上无明显差异，与前人报道[4,12]一致。

2 代棉铃虫蕾铃被害减退率区间分布、3 代棉铃虫幼虫校正死亡率区间分布、抗棉铃虫性级别等指标在不同年份之间的差异，除与参试棉花品种本身有关之外，还可能与各年份的气候条件等因素有关，这也说明在棉花品种区域试验抗虫性鉴定中采用多指标进行评估具有重要意义。 中熟常规、中熟杂交、早熟3 类棉花品种在抗棉铃虫性鉴定结果上的差异，除与参试棉花品种本身有关外，还可能与3 类参试棉花品种的数量有关。

棉花是我国最重要的经济作物之一，新中国成立70 年以来我国的棉花生产发展取得了辉煌的成就[13]。 但目前我国转基因抗虫棉花品种性状还不够丰富、供给质量还不够高，创制性状更加丰富、适应性更广泛、产量品质更高的棉花新品种是我国棉花有效供给的重要保障，对推动棉花高质量发展具有重要的意义[14]。