葛朝紅 ,周永萍,高 倩,趙 爽,孫 輝,燕建召,張香云,張建宏,師樹新*
(1農(nóng)業(yè)部黃淮海半干旱區(qū)棉花生物學與遺傳育種重點實驗室/國家棉花改良中心河北分中心/河北省農(nóng)林科學院棉花研究所,石家莊 050051;2河北省農(nóng)林科學院,石家莊 050051)
棉花為紡織、國防、醫(yī)藥等工業(yè)的必需原料,為重要戰(zhàn)略物資[1]。我國是棉花生產(chǎn)與消費大國[2]。隨著社會的發(fā)展,勞動力成本不斷提高,而目前棉花產(chǎn)業(yè)機械化程度較低,造成植棉成本大幅度提高,收益降低。早熟品種的選育種植縮短了生育期;播種期彈性增大,可以用于早熟棉區(qū)春播、晚春播或與其它作物套作;實現(xiàn)一年兩熟或兩年三熟,既解決了糧棉爭地的矛盾,又增加了棉農(nóng)收益。冀棉818是聚合海島棉、陸地棉和野生棉的共同特性,經(jīng)過轉Bt基因,雜交和現(xiàn)代生物技術相結合的方法[3],選育出的早熟、高產(chǎn)、抗病蟲、適宜機械化采摘的棉花新品種。
母本W(wǎng)112為海島棉、陸地棉和野生棉種間雜交后代,遺傳基礎豐富,抗病性強,整個生育期長勢強,后期葉片功能好,早熟不早衰,纖維品質好[4]。
父本抗單258-1為海島棉、陸地棉雜交后代優(yōu)質資源Z1轉入Bt基因后選育而成的高代品系,具有抗棉鈴蟲、豐產(chǎn)、早熟、品質優(yōu)良的特性,但抗病性和長勢均一般。
根據(jù)優(yōu)勢互補原則和早熟、高產(chǎn)、抗病蟲的育種目標,以W112為母本,抗單258-1為父本配置雜交組合,F(xiàn)1進行南繁加代,在后代群體中根據(jù)抗蟲性、抗病性、產(chǎn)量、熟期、纖維品質、長勢、整齊度等性狀進行定向選擇和遺傳鑒定,2007年得到表現(xiàn)良好、穩(wěn)定、早熟株系16個。2008年對16個株系材料進一步試驗,選定早熟、抗病蟲、豐產(chǎn)的818品系材料;2009~2011年在河北省農(nóng)林科學院棉花研究所小安舍試驗站進行早熟品種比較試驗,3年結果平均,霜前皮棉、皮棉總產(chǎn)量均居參試品系第一位。2012~2014年在豐南、曹妃甸、曲周等地進行多點早熟品系比較試驗,子棉總產(chǎn)量、皮棉總產(chǎn)量和霜前皮棉產(chǎn)量均表現(xiàn)突出。2010年獲得農(nóng)業(yè)轉基因生物安全證書(生產(chǎn)應用)[農(nóng)基安證字(2010)第083號]。2015~2016年參加河北省冀東春播早熟組區(qū)域試驗,2016年參加同組生產(chǎn)試驗。2017年通過河北省農(nóng)作物品種審定委員會初審。2018年重新獲得農(nóng)業(yè)轉基因生物安全證書(生產(chǎn)應用)[農(nóng)基安證字(2018)第302號],2019年通過河北省農(nóng)作物品種審定委員會審定,審定編號:冀審棉20190004。
該品種為轉基因抗蟲棉早熟品種。株高中等,株型塔型,莖稈粗壯,葉片中等大小,葉色深綠;結鈴性好,鈴卵圓形;后期葉功能好,早熟不早衰;吐絮肥暢,易采摘。2015~2016年區(qū)域試驗中主要農(nóng)藝性狀表現(xiàn):全生育期121 d,株高86.4 cm,單株果枝數(shù)11.4個,第一果枝節(jié)位6.1 cm,單株成鈴數(shù)18個,單鈴重6.4 g,子指10.4 g,衣分40.9%,霜前花率97.6%(表1)。
表1 區(qū)域試驗中冀棉818的主要農(nóng)藝性狀Table 1 Main agronomic characters of Jimian 818 in regional test
在冀東春播早熟組區(qū)域試驗中:2015年冀棉818子棉、皮棉、霜前皮棉產(chǎn)量分別為4393.05、1830.15、1780.35 kg/hm2,比對照邯7860分別增產(chǎn)7.3%、14.4%和13.6%;2016年子棉、皮棉、霜前皮棉產(chǎn)量分別為4073.70、1635.75、1598.25 kg/hm2,比對照邯7860分別增產(chǎn)7.6%、7.5%和7.0%。從兩年的子棉、皮棉、霜前皮棉產(chǎn)量結果可以看出,冀棉818較對照的增產(chǎn)水平,均達到極顯著差異(表2)。在2016年生產(chǎn)試驗中,冀棉818子棉、皮棉、霜前皮棉產(chǎn)量分別為4027.5、1605.0和1575.0 kg/hm2,分別較對照增產(chǎn)9.6%、8.9%和8.2%,達到顯著差異水平。
2.3.1 抗病性
2016年河北省農(nóng)林科學院植物保護研究所鑒定結果:冀棉818枯萎病病指1.06,枯萎病抗病類型為“高抗”,黃萎病病指11.75,黃萎病相對病指11.42,黃萎病抗病類型為“抗病”。2016年田間調查平均結果:枯萎病病指3,黃萎病病指2。
表2 2015~2016年區(qū)域試驗中冀棉818的產(chǎn)量表現(xiàn)Table 2 Yield performance of Jimian 818 in regional trials during 2015 to 2016
2.3.2 抗蟲性
經(jīng)原農(nóng)業(yè)部轉基因植物環(huán)境安全監(jiān)督檢驗測試中心(安陽)檢測,轉基因抗蟲棉品種冀棉818對第2代靶標害蟲幼蟲的校正死亡率為73.49%,比陽性對照品種中棉所45低13.78%,差異未達顯著水平;對第3代靶標害蟲幼蟲的校正死亡率為71.97%,比陽性對照品種中棉所45高14.92%,差異未達顯著水平;對第4代靶標害蟲幼蟲的校正死亡率為69.97%,比陽性對照品種中棉所45低4.42%,差異未達顯著水平;轉基因抗蟲棉冀棉818的抗性水平為抗(表3)。
冀棉818苗期、蕾期、鈴期葉片中外源Bt殺蟲蛋白含量均高于陽性對照品種中棉所45,差異達到極顯著水平;蕾期小蕾、鈴期小鈴中外源Bt殺蟲蛋白含量均高于陽性對照品種中棉所45,但無顯著差異(表4)。
表3 冀棉818對靶標害蟲的抗蟲性生物測定結果Table 3 The results of insect resistance to target pest of Jimian 818
表4 冀棉818的Bt殺蟲蛋白表達量檢測結果Table 4 The results of expression of Bt insecticidal protein of Jimian 818 ng/g鮮重
2015年區(qū)域試驗多點取樣,經(jīng)原農(nóng)業(yè)部棉花品質監(jiān)督檢驗測試中心檢測,結果:上半部平均長度27.5 mm,斷裂比強度30.3 cN/tex,馬克隆值5.5,整齊度指數(shù)83.9%,紡紗均勻指數(shù)125。2016年區(qū)域試驗多點取樣,檢測結果:上半部平均長度27.8 mm,斷裂比強度29.4 cN/tex,馬克隆值5.5,整齊度指數(shù)83.7%,紡紗均勻指數(shù)126。
適宜河北省早熟棉區(qū)春播種植或冀中南地區(qū)棉麥套種。
河北適宜播期為4月下旬到5月上旬。中等肥力地塊,一般密度為7.5萬~9.0萬株/hm2;旱薄地密度宜適當增加,高水肥地塊宜適當降低。
(1)肥水管理。一般在施用有機肥的基礎上,施用施磷酸二銨400 kg/hm2,尿素200~250 kg/hm2,氯化鉀225 kg/hm2。麥收前后即初花期澆一次關鍵水,重施花鈴肥,后期噴施葉面肥,防止早衰。遇大雨或連陰雨天氣田間積水時,及時開溝排澇,防止因田間積水造成蕾鈴脫落和爛鈴,影響產(chǎn)量。
(2)合理化控。根據(jù)天氣、地力和長勢利用縮節(jié)胺進行合理化控,以達到最佳的群體和個體,以便增加產(chǎn)量。在少量多次原則上,一般蕾期施縮節(jié)胺15~20 g/hm2,初花期施40 g/hm2左右,盛花期施50~70 g/hm2。同時要根據(jù)降雨和田間長勢,因地因時制宜,靈活掌握,增減縮節(jié)胺的施用量。
該品種為轉基因抗蟲棉,對棉鈴蟲及鱗翅目害蟲有一定的抗性,一代棉鈴蟲基本不需防治,二、三代棉鈴蟲根據(jù)發(fā)生情況及時防治,同時注意防治棉蚜、棉盲蝽和煙粉虱等害蟲。