眭書祥，朱青竹，趙麗芬，李增書，張艷麗，王 虎，董章輝

（石家莊市農(nóng)林科學(xué)研究院，河北 石家莊 050041）

從20世紀(jì)90年代開始，我國黃河流域棉區(qū)棉鈴蟲連年暴發(fā)為害，給棉花生產(chǎn)造成了重大損失，棉花生產(chǎn)上迫切需要抗蟲品種?？瓜x種質(zhì)資源是培育抗蟲棉花品種的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，因此，抗蟲種質(zhì)資源的培育越來越受到重視。20世紀(jì)90年代以前，我國利用形態(tài)、生理和生化抗蟲育種方法育成了一些對(duì)棉鈴蟲、紅鈴蟲以及葉螨具有一定抗性的棉花種質(zhì)資源[1]，但這些抗蟲種質(zhì)資源因?yàn)榫C合性狀差或配合力不高而很少得到利用。20世紀(jì)70～90年代，國內(nèi)一些學(xué)者利用棉花遠(yuǎn)緣雜交的方法篩選出一批抗棉鈴蟲的種質(zhì)資源[2～5]，鑒定出了一批高抗棉蚜、高抗棉鈴蟲和既抗棉蚜又抗棉鈴蟲的種質(zhì)[6～8]。1996年我國從美國引進(jìn)了轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲棉品種，但由于品種單一、衣分低、長勢弱，因此，難以適應(yīng)我國棉區(qū)復(fù)雜多變的氣候及不同耕作制度的需求[9]。

石家莊市農(nóng)林科學(xué)研究院從20世紀(jì)80年代初開始利用遠(yuǎn)緣雜交的手段培育具有生理抗蟲性的種質(zhì)資源[10]；90年代初先后開展了轉(zhuǎn)Bt和Bt+CpTi抗蟲基因的抗蟲種質(zhì)資源研究[11～12]；90年代末開始從形態(tài)抗蟲著手，確立了培育抗棉鈴蟲兼抗盲蝽象新種質(zhì)的育種目標(biāo)[13]，以期培育出更為優(yōu)良的棉花抗蟲種質(zhì)資源，解決日益嚴(yán)重的棉花蟲害問題。

1 材料與方法

1.1 育種材料

棉屬遠(yuǎn)緣材料有海島棉吉扎45和野生瑟伯氏棉。棉屬陸地棉材料有ASJ-2、86-1、中381、晉棉7號(hào)、泗棉3號(hào)和石遠(yuǎn)321。外源抗蟲基因?yàn)锽t和Bt＋CpTi。

1.2 育種方法

1.2.1 遠(yuǎn)緣雜交法 采用棉花遠(yuǎn)緣雜交技術(shù)，將棉屬陸地棉以外其他棉種的抗蟲性導(dǎo)入陸地棉，培育出抗蟲棉花種質(zhì)資源。

1.2.2 外源基因?qū)敕?利用花粉管通道法和農(nóng)桿菌介導(dǎo)法將外源抗蟲基因?qū)氲绞荏w棉花品種。

1.2.3 形態(tài)抗蟲育種法 選擇植株絨毛稀少、葉色深綠、表面蠟質(zhì)較多的材料，提高其抗盲蝽象的性能。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同類型抗蟲棉花種質(zhì)的選育

2.1.1 遠(yuǎn)緣雜交種質(zhì)石遠(yuǎn)321的選育 以埃及海島棉吉扎45做母本與野生瑟伯氏棉進(jìn)行雜交，雜種胚經(jīng)過離體培養(yǎng)和染色體加倍恢復(fù)育性，再用陸地棉品種ASJ-2做父本進(jìn)行雜交育成三元雜交種。進(jìn)一步用86-1回交進(jìn)行性狀改良，最后用中381進(jìn)行雜交，選育出遠(yuǎn)緣雜交抗蟲棉花種質(zhì)石遠(yuǎn)321。1997年通過河北省和國家品種審定，1999年通過新疆自治區(qū)品種審定。

由山東棉花研究中心進(jìn)行的棉花抗棉鈴蟲鑒定結(jié)果顯示，石遠(yuǎn)321對(duì)棉鈴蟲具有形態(tài)和生理抗性，抗性達(dá)Ⅱ級(jí)。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所對(duì)石遠(yuǎn)321進(jìn)行了抗棉蚜特性鑒定，結(jié)果顯示，該品種對(duì)棉蚜的抗性為Ⅱ級(jí)。

2.1.2 轉(zhuǎn)Bt抗蟲基因種質(zhì)GK12的選育 將Bt抗蟲基因?qū)脬裘?號(hào)育成GK12，2004年通過河北省審定。2.1.3 轉(zhuǎn)Bt＋CpTi雙價(jià)基因種質(zhì)SGK321的選育 將Bt＋CpTi雙價(jià)基因?qū)胧h(yuǎn)321，育成雙價(jià)轉(zhuǎn)基因抗蟲棉SGK321，2001年通過河北省審定，2002年通過國家審定。

在國家區(qū)試試驗(yàn)中，SGK321三代棉鈴蟲3齡以上幼蟲存活率及三代棉鈴蟲3齡以上幼蟲株率均明顯低于CK，分別下降了22個(gè)百分點(diǎn)和50個(gè)百分點(diǎn)；且對(duì)棉鈴蟲抗性種群2～5齡幼蟲的死亡率、存活幼蟲體重、化蛹率和成蟲羽化率等指標(biāo)的影響均顯著優(yōu)于Bt棉。

SGK321葉片對(duì)棉鈴蟲的殺蟲活性高于同期測定的Bt棉的殺蟲活性。用SGK321棉葉連續(xù)飼養(yǎng)不同齡期的棉鈴蟲，5齡以下幼蟲均不能化蛹和羽化；而用Bt棉葉連續(xù)飼養(yǎng)的棉鈴蟲，2齡幼蟲可部分化蛹和羽化。表明SGK321對(duì)棉鈴蟲具有較強(qiáng)的抗性，尤其是對(duì)大齡幼蟲的正常生育阻礙作用明顯，對(duì)棉鈴蟲幼蟲致死快且致死率高。研究表明，SGK321還可延緩棉鈴蟲抗性的產(chǎn)生[14]。

2.1.4 抗盲蝽象種質(zhì)晉棉-26的選育 將Bt基因?qū)霑x棉7號(hào)中獲得轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲材料，利用形態(tài)育種法從中選育出具有形態(tài)抗盲蝽象特性的材料晉棉-26，2007年通過河北省審定。

室內(nèi)鑒定結(jié)果顯示，晉棉-26棉苗接種綠盲蝽后，綠盲蝽的校正死亡率高于CK。其中，接種綠盲蝽4 d后的綠盲蝽校正死亡率較CK高103%，差異達(dá)顯著水平。晉棉-26蕾和鈴的被害率、被害指數(shù)以及整個(gè)生育期的百株脫落數(shù)均顯著低于CK[13]。

2.2 不同類型抗蟲棉花種質(zhì)資源的利用情況

2.2.1 石遠(yuǎn)321的利用情況 利用石遠(yuǎn)321做親本，2005～2013年7家育種單位共育成通過審定的棉花品種8個(gè)，其中，3個(gè)品種通過了國家審定（表1）。

表1 利用石遠(yuǎn)321做親本育成的棉花品種Table 1 The cotton varieties bred by using Shiyuan 321 as parent

2.2.2 GK12的利用情況 利用GK12做親本，2004～2014年55家育種單位共育成通過審定的棉花品種101個(gè)，其中，25個(gè)品種通過了國家審定（表2）。

2.2.3 SGK321的利用情況 利用SGK321做親本，2005～2014年28家育種單位共育成通過審定的棉花品種41個(gè)，其中，9個(gè)品種通過了國家審定（表3）。

2.2.4 晉棉-26的利用情況 利用晉棉-26做親本，2006年2家育種單位共育成通過審定的棉花品種2個(gè)（表4）。

表2 利用GK12做親本育成的棉花品種Table 2 The cotton varieties bred by using GK12 as parent

（續(xù)表）

（續(xù)表）

表3 利用SGK321做親本育成的棉花品種Table 3 The cotton varieties bred by using SGK321 as parent

（續(xù)表）

表4 利用晉棉-26做親本育成的棉花品種Table 4 The cotton varieties bred by using Jinmian-26 as parent

3 結(jié)論與討論

石遠(yuǎn)321雖然具有一定的抗蟲性，但與其他轉(zhuǎn)基因抗蟲棉相比抗蟲能力仍顯不足，因此，用其做親本育成的棉花品種較少，2005～2013年通過審定的品種僅8個(gè)，且多作為非抗蟲親本利用。GK12是以泗棉3號(hào)為受體育成的轉(zhuǎn)基因抗蟲棉材料，由于受體豐產(chǎn)性好、適應(yīng)性強(qiáng)，因此，其配合力較好，用其做親本育成的棉花品種較多，2004～2014年通過審定的品種共計(jì)101個(gè)，親本利用效率較高。SGK321與GK12品種特性相似，且抗蟲能力突出，用其做親本2005～2014年通過審定的品種共計(jì)41個(gè)。晉棉-26以晉棉7號(hào)為受體育成，由于受體品種的適宜種植區(qū)域較小，致使其配合力不高，利用率較低，以晉棉-26為親本育成的棉花品種僅2個(gè)。

隨著轉(zhuǎn)基因技術(shù)的興起，棉花抗蟲育種已經(jīng)進(jìn)入了較高水平，傳統(tǒng)的遠(yuǎn)緣雜交方法已經(jīng)不能滿足生產(chǎn)對(duì)棉花品種抗蟲性的需求。轉(zhuǎn)基因育種目前僅在抗棉鈴蟲領(lǐng)域取得了較大成功，并且隨著轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的推廣應(yīng)用，棉花非靶標(biāo)害蟲為害越來越重，因此，應(yīng)重視兼抗多種害蟲棉花品種的培育。在該方面，通過形態(tài)育種與轉(zhuǎn)基因技術(shù)相結(jié)合的方法，培育既抗棉鈴蟲又抗盲蝽象的晉棉-26的育種實(shí)踐具有一定的借鑒意義。

［1］藍(lán)家樣，邱新平，詹先進(jìn)，張興中.棉花抗病蟲育種研究綜述［J］.湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2000（4）：20-22.

［2］梁正蘭，姜茹琴，鐘文南，趙國忠，李愛國，馮恒文，李增書，眭書祥.三元雜種（海島棉-色伯氏棉-陸地棉）的研究及新品種選育［J］.作物學(xué)報(bào)，1996，22（6）：673-680.

［3］牛永章，張?jiān)?，郭寶德，黃穗蘭，李柄林，張伯靜，梁正蘭，姜茹琴，孫傳渭.棉屬種間雜交創(chuàng)造新種質(zhì)系的研究育 ［J］.中國棉花，1998，25（1）：16-17.

［4］姜茹琴，苗春生，潘河山，王志龍，姜保功，楊雪梅，張欣雪，何鑒星.棉花種間雜交抗棉鈴蟲資源選育［J］.棉花學(xué)報(bào)，1999，11（6）：306-311.

［5］梁正蘭，姜茹琴，鐘文南，何鑒星，孫傳渭，邱仲錦，劉棣良，張欣雪.趙國忠，牛永章，王家典，王遠(yuǎn)，梁理民，王留民.棉花種間雜交技術(shù)創(chuàng)新及育種程序的建立［J］.中國科學(xué)：C輯（生命科學(xué)），2001，31（2）：120-124.

［6］郝秀忍，袁 鈞，劉巷祿，馮正龍，潘轉(zhuǎn)霞.抗蟲種質(zhì)93-25簡介 ［J］.中國棉花，1997，24（8）：29-30.

［7］王存晉，曹桂艷.特早熟棉種質(zhì)資源抗棉蚜棉鈴蟲鑒定與篩選［J］.遼寧農(nóng)業(yè)科學(xué)，1992，（2）：53-54.

［8］吳征彬.棉花抗紅鈴蟲品種選育進(jìn)展［J］.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2003，36（4）：458-462.

［9］眭書祥，趙國忠，李愛國，朱青竹，趙麗芬，李增書，張艷麗，馬麗娜，王 虎.轉(zhuǎn)基因抗蟲棉種質(zhì)資源GK12性狀與利用情況分析［J］.河北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，15（5）：61-64.

［10］李愛國，趙麗芬，趙國忠.遠(yuǎn)緣雜交棉花品種石遠(yuǎn)321的選育研究［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2006，34（9）：1812-1813，815.

［11］眭書祥，趙國忠，李愛國，朱青竹，趙麗芬，李增書.轉(zhuǎn)Bt+CpTI基因抗蟲棉品種SGK321性狀分析和種質(zhì)利用 ［J］.科技導(dǎo)報(bào)，2008，26（9）：42-45.

［12］李愛國.SGK321雙價(jià)轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的選育研究［J］.華北農(nóng)學(xué)報(bào)，2003，18（增刊）：167-170.

［13］眭書祥，趙國忠，朱青竹，李愛國，李增書，趙麗芬，馮恒文.晉棉-26棉花形態(tài)抗盲蝽蟓育種實(shí)踐［J］.河北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2007，11（5）：67-68，70.

［14］芮昌輝，范賢林，郭三堆，孟香清，盧美光，董豐收.雙價(jià)基因（Bt+CpTI）抗蟲棉對(duì)棉鈴蟲的殺蟲活性及抑制生長作用［J］.棉花學(xué)報(bào)，2001，13（6）：337-341.