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        轉(zhuǎn)基因抗除草劑棉花在簡(jiǎn)化制種技術(shù)方面的利用初探*

        2016-02-06 14:54:04賀云新張興平吳佶膛梅正鼎李彩紅張志剛
        中國農(nóng)業(yè)信息 2016年10期
        關(guān)鍵詞:草甘膦制種除草劑

        賀云新,張興平,吳佶膛,蔣 杰,梅正鼎,李彩紅,張志剛

        (湖南省棉花科學(xué)研究所,常德  415101)

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        轉(zhuǎn)基因抗除草劑棉花在簡(jiǎn)化制種技術(shù)方面的利用初探*

        賀云新,張興平,吳佶膛,蔣杰,梅正鼎,李彩紅,張志剛*

        (湖南省棉花科學(xué)研究所,常德415101)

        自盛蕾期開始,用特定濃度的草甘膦溶液間隔不同時(shí)間噴施處理轉(zhuǎn)基因抗除草劑棉花材料;從開花開始每天調(diào)查棉花的散粉情況,同時(shí)對(duì)處理定株進(jìn)行人工授粉,對(duì)照進(jìn)行人工去雄授粉。結(jié)果表明,各處理噴施除草劑不會(huì)造成植株死亡,但對(duì)其育性造成明顯影響,在簡(jiǎn)化制種技術(shù)上有重要利用價(jià)值。

        抗除草劑棉花 除草劑 雄性不育 簡(jiǎn)化制種

        雜種優(yōu)勢(shì)是生物界的普遍現(xiàn)象,棉花雜種優(yōu)勢(shì)的利用途徑主要有人工去雄、細(xì)胞質(zhì)雄性不育性、細(xì)胞核雄性不育系、化學(xué)殺雄等。目前普遍應(yīng)用的人工去雄制種技術(shù)費(fèi)工費(fèi)時(shí);利用細(xì)胞質(zhì)雄性不育系制種,它的恢復(fù)系來源狹窄,配組自由度不高,且F1代經(jīng)濟(jì)和農(nóng)藝性狀差,優(yōu)勢(shì)不明顯,不能直接利用;利用細(xì)胞核雄性不育系制種要在制種大田拔出約一半的可育株,浪費(fèi)人力、地力,變相增加了制種成本;化學(xué)殺雄因棉花花鈴期長(zhǎng)、生長(zhǎng)繁茂,花朵分散,不利施藥等因素受局限,化學(xué)殺雄劑對(duì)棉花的生長(zhǎng)發(fā)育也有藥害作用,且效果受環(huán)境和氣候條件的影響較大,因此生產(chǎn)上很少推廣應(yīng)用。我們?cè)趯?duì)引進(jìn)改造的轉(zhuǎn)基因抗除草劑材料進(jìn)行除草劑抗性鑒定的試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),蕾期或花期噴施除草劑會(huì)造成棉花雄性不育。但只噴施1次,不能控制整個(gè)花期不育,一段時(shí)間后棉花恢復(fù)育性。設(shè)想如果通過間隔噴施草甘膦來控制棉花雄性不育,同時(shí)對(duì)其進(jìn)行人工授粉,觀測(cè)雌蕊育性及植株的結(jié)鈴性,對(duì)比人工去雄制種技術(shù)的成鈴情況,可能是一個(gè)棉花簡(jiǎn)化制種技術(shù)的新途徑[1~8]。

        1 材料和方法

        1.1 試驗(yàn)材料

        轉(zhuǎn)基因抗除草劑棉花材料CH4、CH8。

        授粉棉花材料湘F3。

        除草劑為41%農(nóng)達(dá)(草甘膦)。

        1.2 試驗(yàn)方法

        試驗(yàn)于2015年在湖南省棉花科學(xué)研究所常德德山茅灣試驗(yàn)基地進(jìn)行,壤土、肥力均勻。

        田間種植兩個(gè)抗除草劑棉花材料,自盛蕾開始噴施除草劑控制,設(shè)定4個(gè)處理,1個(gè)對(duì)照:處理1,每隔5 d噴施1次;處理2,每隔10 d噴施1次;處理3,每隔15 d噴施1次;處理4,每隔20 d噴施1次;對(duì)照(CK),噴施清水。具體處理見表1。

        處理面積為99.6 m2,每處理移栽1壟,每壟栽2行,共計(jì)80株,折合密度為2.25萬株/hm2,4月20日營(yíng)養(yǎng)缽播種,5月12日移栽,其他管理同大田。

        把除草劑(41%的農(nóng)達(dá))稀釋100倍,用藥量根據(jù)棉株生長(zhǎng)情況,第1次每行用電動(dòng)噴霧器噴施1 000 ml,第2次每行用1 200 ml,以后每行用1 500 ml。噴藥次數(shù)不分處理,從噴施藥開始綜合計(jì)算。從棉株開花開始調(diào)查,每處理開花10朵以上開始記錄。7月5~25日,每個(gè)處理定連續(xù)10株進(jìn)行不去雄授粉,對(duì)照(CK)進(jìn)行人工去雄授粉,授粉鈴柄用紅色毛線標(biāo)記,8月30日調(diào)查雜交成鈴情況。

        2 結(jié)果與分析

        從表2可以看出,7月1日、7月2日各處理均存在少量可育花,7月3~25日,處理1、處理2、處理3的兩個(gè)棉花材料均穩(wěn)定不育,7月3~13日,處理4兩個(gè)棉花材料均穩(wěn)定不育,7月14~19日,處理4兩個(gè)材料部分花朵恢復(fù)育性,7月20~25日,兩個(gè)材料均穩(wěn)定不育,7月1~25日,對(duì)照(CK)兩個(gè)棉花材料全部穩(wěn)定可育。通過田間觀察,7月14~19日,處理4兩個(gè)材料雖然出現(xiàn)一些可育花,但育性較差,散粉也較弱,花粉量較少,中間出現(xiàn)這種部分恢復(fù)育性情況的原因可能是第1次和第2次噴施除草劑時(shí)間間隔較長(zhǎng),第1次噴施除草劑的藥效已經(jīng)減弱而第2次噴施除草劑的藥效并不能當(dāng)天起效。從各處理不去雄人工授粉和對(duì)照人工去雄授粉成鈴情況來看,對(duì)照成鈴率最高,各處理成鈴次之,其中處理間以處理3的成鈴情況最好,處理1的成鈴情況最差,處理2與處理3成鈴情況較對(duì)照沒有明顯差異,因此得出時(shí)間間隔短雖然能有效控制雄性不育,但對(duì)植株及雌蕊可能造成一定的傷害,對(duì)成鈴有影響。從不同材料的成鈴情況來看,各處理及對(duì)照均以CH4成鈴情況較CH8好,這可能與材料的開花習(xí)性有關(guān),同時(shí)與花器結(jié)構(gòu)有關(guān),CH4雄蕊花絲較短,花粉敗育后雌蕊柱頭突顯,人工授粉操作方便簡(jiǎn)單,而CH8雄蕊花絲較長(zhǎng),甚至長(zhǎng)過雌蕊柱頭,導(dǎo)致人工授粉不方便,授粉時(shí)柱頭不容易沾到花粉。

        [1] 張小全,朱偉,呂有軍. 棉花雜種優(yōu)勢(shì)利用途徑研究進(jìn)展. 種子,2008,27,(6):39~42

        [2] 袁國保,耿月明,楊祖榮,等. 長(zhǎng)江流域雜交棉生產(chǎn)應(yīng)用的困境與出路.中國棉花,2010,(12):37~38

        [3] 孟慶忠,王貴春,李國榮,等. 草甘膦作為棉花殺雄劑應(yīng)用研究初報(bào).湖北農(nóng)業(yè)科學(xué),2010,49,(11):2 706~2 708

        [4] 王霞,馬燕斌,吳霞,等. 國內(nèi)抗草甘膦轉(zhuǎn)基因棉花及相關(guān)抗性基因研究概述. 山西農(nóng)業(yè)科學(xué),2012,40,(7):796~799

        *基因項(xiàng)目:轉(zhuǎn)基因生物新品種培育重大專項(xiàng)——洞庭湖棉區(qū)高產(chǎn)高效轉(zhuǎn)基因棉花新品種培育(2016ZX08005001-007)湖南省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系

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