转基因双抗杂交棉F1 F2代高产优质研究进展

吴夫安1,韩长胜2, 李泽田2, 孙雪梅2, 曹凤喜3,

张 灿3,刘肇德3, 张晓梅3

(1.山东省农科院棉花工程部, 济南  250100; 2.山东惠民棉种厂

251700; 3.安徽省灵璧棉花所 234200)

杂种优势是生物界客观存在的规律, 为棉花育种所利用, 特别是转Bt基因抗棉铃虫遗传性状和抗枯黄萎病性状的结合, 有了很大突破, 能够大幅度增加产量, 改善纤维品质,增加抗逆性等同步效用,其前景宽广, 近年来棉花杂种优势的应用, 一般增产10%~20%, 杂交种的面积也在迅速扩大。

1 材料和方法

    经过测交和杂交, 对218个新组合和父母本在大量筛选鉴定基础上, 决选出2个含有Bt单价基因兼抗黄萎病的母本W-0036和W-0159;3个父本中的W-0149与W-0086含有Bt单价基因兼抗黄萎病及含有双价基因石远321的选系W-0021, 进一步设制了具有强优势的6个组合研究,

对照为中棉所29F1。 2000年对决选出的6个重点组合制种, 并进行了南繁产量比较观察试验, 3行区不设重复;2001年在灵璧棉花所病圃不打药防治二代棉铃虫条件下, F1和F2代同时试验, 重复2次, 行长10m, 行距0.9m, 小区面积27m2, 密度为每公顷3.7万株。田间病虫抗性调查, 收花计产分析, 取全部霜前花棉样用HVI900仪器检测品质。

2 结果与分析

转基因双抗杂交棉的产量和品质结果表明, 高产早熟和纤维优质非常突出, 其抗虫性与对照相仿, 黄萎病抗性有所提高。

2.1 丰产早熟 

选用亲本不同, 6个组合F1代间产量(表1)亦高低各异, 总平均霜前皮棉每公顷为1572.0kg, 经方差分析, 比对照增产19.9%, 达到极显著水准。其中2个母本各3个组合分析表明, 以W-0036为母本的3个组合平均公顷产1509.0kg, 比对照增产14.8%。以W-0159为母本的3个组合平均公顷产1635.0kg, 比对照增产24.9%, 说明以W-0159作母本比W-0036好。进一步分析表1中6个杂交组合F1代的产量位次, 以W-1407组合居首位, 公顷产皮棉1726.5kg, 比对照增产31.4% ;其次是W-1408组合占第2位, 公顷产皮棉1639.5kg, 比对照增产26.3%;再次是W-1404和W-1409,分别为第3位和第4位, 公顷产皮棉分别为1549.5kg和1537.5kg, 比对照增产17.9%和17.0% , 彼此产量十分接近;最后从W-1406和W-1405组合分析看出, 增产幅度虽比以上组合要低些, 却仍比对照增产14.4%和12.2%, 达到显著水平。在2000年南繁产量观察比较试验中, F1代皮棉公顷产1210.5~1600.5kg, 比对照增产6.5%~28.3%, 其趋向与病圃研究结果较为一致。

表1 最佳新组合F1代产量

编号

组合

霜前子棉

霜前皮棉

位次

kg·hm-2

为CK%

kg·hm-2

为CK%

W-1404

W-0036×W-0149

3679.5

113.5

1549.5

117.9

3

W-1405

W-0036×W-0086

3685.5

113.7

1474.5

112.2

6

W-1406

W-0036×W-0021

3618.0

111.6

1503.0

114.4

5

W-1407

W-0159×W-0149

4009.5

123.6

1726.5

131.4

1

W-1408

W-0159×W-0086

3942.0

121.6

1639.5

126.3

2

W-1409

W-0159×W-0021

3751.5

115.7

1537.5

117.0

4

中棉所29F1(CK)

3243.0

100

1314.0

100

7

 

    从最佳新组合F2代产量(表2)看出,除W-1406一个组合比对照减产4.6 %外,其它组合都比对照增产3.6%~20.4%。6个组合总平均比对照增产9.8%, 仍有明显优势,其中W-1407和W-1408两个组合, 仍居第 1位和第2位, 分别比对照增产20.4%和19.1%, 很有利用前景。

表2 最佳新组合F2代产量

编号

组合

霜前子棉

霜前皮棉

位次

kg·hm-2

为CK%

kg·hm-2

为CK%

W-1404

W-0036×W-0149

3375.0

106.8

1417.5

107.4

4

W-1405

W-0036×W-0086

3652.5

110.3

1491.0

112.4

3

W-1406

W-0036×W-0021

3097.5

93.5

1270.5

95.4

7

W-1407

W-0159×W-0149

3912.0

118.1

1603.5

120.4

1

W-1408

W-0159×W-0086

3969.0

119.8

1587.0

119.1

2

W-1409

W-0159×W-0021

3450.0

104.2

1380.0

103.6

5

中棉所29 F1(CK)

 

3312.0

100

1332.0

100

6

2.2 纤维优质

杂种优势也表现在纤维内在品质的提高,从表3中看出,6个组合比强度范围比较接近, 在26.44~27.6 cN·tex-1, 总平均26.9 cN·tex-1, 比对照高3.4cN·tex-1;两个母本比强度分别为26.8cN·tex-1和26.9cN·tex-1, 基本相同, 各组合之间差异不很大。麦克隆值两个母本之间差异较大, W-0036为4.53, W-0159为4.03 ,各组合之间差别也较大。其F2代的品质表现虽是强、细、长稍降低, 但F1代和F2代的杂种优势趋向较一致(表3、表4)。                          

表3  F1代纤维品质

编号

组合

2.5%跨长/mm

整齐度/%

比强度/cN·tex-1

伸长率/%

麦克隆值

W-1404

W-0036×W-0149

31.2

50.0

26.3

6.0

4.7

W-1405

W-0036×W-0086

31.4

49.6

27.4

6.1

4.8

W-1406

W-0036×W-0021

30.0

47.7

26.7

6.0

4.1

W-1407

W-0159×W-0149

32.8

47.6

27.6

5.9

4.0

W-1408

W-0159×W-0086

30.7

49.1

26.6

5.8

4.1

W-1409

W-0159×W-0021

28.6

50.8

26.4

5.4

4.0

中棉所29F1(CK)

 

28.8

47.6

23.5

5.9

4.5

表4 F2代纤维品质

编号

组合

2.5%跨长/mm

整齐度/%

比强度/cN·tex-1

伸长率/%

麦克隆值

W-1404

W-0036×W-0149

31.6

51.1

26.0

6.6

5.0

W-1405

W-0036×W-0086

29.9

50.1

25.1

6.1

4.8

W-1406

W-0036×W-0021

29.3

53.2

25.3

7.0

4.9

W-1407

W-0159×W-0149

31.6

49.5

27.2

6.3

4.4

W-1408

W-0159×W-0086

30.5

48.7

26.9

6.5

4.3

W-1409

W-0159×W-0021

29.0

51.4

25.2

6.4

4.6

中棉所29F1(CK)

 

29.5

50.1

22.5

5.8

4.7

3 小结

     在本研究中,比较有规律地表现最佳优势组合的高产兼优质,F1代和F2代趋向较一致,由于选用优异亲本得当,有益遗传性状优势互补,综合农艺性状全面,试验结果很突出。(1)最佳新组合以W-1407(W-0159×W-0149) 和W-1408(W-0159×W0086)最好, F1代霜前皮棉公顷产量分别为1726.5kg和1639.5kg, 比对照增产31.4%和26.3%, 其F2代皮棉单产1603.5kg和1587.0kg, 分别比对照增产20.4%和19.1%, 两者均居第1位和第2位, 增产极显著, 生产上两代同时可利用。(2) F1代与F2代纤维品质优异,  2.5%跨长30.5~32.8mm, 比强26.6~27.6cN.tex-1, 麦克隆值4.0~4.4,  适合当今棉纺业需求。此外, 抗棉铃虫性与对照相似, 黄萎病抗性也好于对照, 达到病虫双抗。

(来源:《中国棉花 》2002.07)