Wnafstu棉花雄性不育系的应用前景

范万发，贺道华

（西北农林科技大学农学院，陕西 杨凌 712100）

Wnafstu棉花雄性不育系种质材料，是西北农林科技大学独家发现和培育的珍贵棉花种质资源。有关Wnafstu棉花雄性不育系种质材料的研究表明[1，2]，Wnafstu棉花雄性不育系种质材料具备解决棉花杂种优势利用研究中所遇关键技术问题的内在因子，能解决棉花杂交种选育和杂交种大规模制种的关键性技术问题。在把棉花种植业由目前普遍种植常规棉花品种的落后生产模式改变为普遍种植杂交棉花品种的先进生产模式，从而大幅度提高棉花的产量和品质的种植业变革方面，具有非常重要的科学价值。本文对2001年以来有关该材料研究的进展情况做了综合评述，对其应用前景进行了展望。

1 有关Wnafstu棉花雄性不育系遗传类型研究的结果

棉花雄性不育系的遗传类型，对其在棉花杂种优势利用研究中的应用价值有着很重要的影响。根据水稻、油菜、高粱等大宗农作物杂交种制种所使用的不育系特点，胞质雄性不育系应用价值更大。张进忠认为[5]，要尽快解决杂种棉制种繁琐的问题，主要有赖于细胞质雄性不育系的研究利用。华金平等认为[6]，细胞质雄性不育系如果能在恢复系的研究方面有所突破，就可能利用不育系通过昆虫传粉等方式大量制种，从而解决棉花杂交种产量低、种子供不应求的问题，使棉花杂种优势得到普遍推广应用。西北农林科技大学有关Wnafstu棉花雄性不育系种质材料的研究表明[1]，Wnafstu棉花雄性不育系属于胞质雄性不育系遗传类型。按照华金平等学者的观点，只要再在Wnafstu棉花胞质雄性不育恢复系的选育方面有所突破，就可以利用该不育系培育出三系棉花杂交新品种，并进行棉花杂交种的大规模繁殖制种。使棉花杂种优势得到普遍推广应用。西北农林科技大学对这一材料的遗传类型研究结果为该材料的进一步研究利用提供了非常重要的科学依据。

2 Wnafstu棉花雄性不育恢复系选育的结果

阻碍棉花胞质雄性不育研究进展的最大障碍，是棉花胞质雄性不育恢复系的筛选。在本研究项目之前，已有不少关于棉花胞质雄性不育系方面的研究[7～9]。但由于其恢复系的选育问题没有得到很好的解决，致使所获得的棉花胞质雄性不育系育种材料长期得不到很好的应用。

Wnafstu棉花雄性不育系不仅属于胞质雄性不育系遗传类型，最关键的则是本研究项目在Wnafstu棉花胞质雄性不育系材料的研究中，通过实践科学地总结出了“遗传过滤”选育恢复系的理论[2]。突破了棉花胞质雄性不育系应用研究中的瓶颈，找到了胞质雄性不育恢复系和目标恢复系的选育途径，并培育出了多个不同类型的目标恢复系种质材料。这不仅仅是为Wnafstu棉花胞质雄性不育恢复系的选育找到了一条有效的途径，而且也为较广泛组配和筛选新的符合育种目标的Wnafstu棉花胞质雄性不育三系棉花杂交新组合，进而筛选具有竞争优势的杂交棉新品种创造了关键性的种质资源，拓宽了Wnafstu棉花胞质雄性不育三系棉花杂交新品种的选择空间。目前，随着该项目研究的不断深入，恢复系材料越来越丰富，新的组合数量在迅速扩大。使以Wnafstu棉花胞质雄性不育系为基本种质材料的三系棉花杂交新品种的选育研究，范围变得越来越宽阔，育种工作越来越简化，越来越易操作。从目前的进展状况看，该项研究有望在不久的时间内，将会和水稻等作物一样不断地选育出符合育种目标的三系棉花杂交新品种，使棉花新品种的选育研究由目前的常规种育种改变为杂交种育种，让棉花育种研究工作真正踏上一个新的育种台阶。

3 Wnafstu棉花雄性不育系植株性状改良的特点

Wnafstu棉花雄性不育系植株具有海岛棉的血缘。按照有关研究，海岛棉和陆地棉杂交之后，其后代植株的农艺性状会产生疯狂分离而不易利用。而Wnafstu棉花胞质雄性不育系虽然来自海陆杂交后代，但它和其它来自海陆杂交后代的不育系类型遗传表现完全不同。Wnafstu棉花胞质雄性不育系植株的性状除了花心带有红色斑点外，其它农艺性状与陆地棉植株之间几乎没有什么差别。这和海岛棉类型的棉花胞质雄性不育系类型相比较，更容易进行驯化、改良和利用。在进行不同类型Wnafstu棉花胞质雄性不育系群体培育、杂交组合测配、以及恢复系和目标恢复系的筛选研究中，筛选出来的与Wnafstu棉花胞质雄性不育系具有血缘关系的后代材料，都表现出了整齐一致的遗传特点，植株各种农艺性状稳定，没有出现像海岛棉与陆地棉种质材料杂交之后，其后代选株所产生的那种无休止的农艺性状疯狂分离的遗传现象。Wnafstu棉花胞质雄性不育系种质材料的这一遗传特点，完全接近于陆地棉，具有更易于被人类利用的特点。这为进一步培育符合育种目标的Wnafstu棉花胞质雄性不育三系棉花杂交新品种奠定了非常好的种质基础，使这项研究达到预期研究目的的把握性变得更大。

4 优秀组合开始显现

近两年来，随着恢复系材料的不断丰富，对该种质材料的研究进入了Wnafstu棉花胞质雄性不育优势棉花杂交新组合的测配筛选研究，取得了令人鼓舞的研究结果。抗逆性强、丰产潜力大、具有各种优良特点的新组合不断产生。有的组合在试验调查中，产量超过了常规对照品中的25%，应用前景非常看好。

5 Wnafstu棉花雄性不育种质材料应用前景分析

从10年来的研究进展看，Wnafstu棉花雄性不育系种质材料在棉花杂种优势利用研究中有着非常重要的应用价值[1]。Wnafstu棉花雄性不育系和目前许多使用杂交种生产的大宗农作物杂交种制种所使用的不育系的遗传类型是一致的。这一重要特点决定了Wnafstu棉花雄性不育种质材料在棉花杂种优势研究利用中的科研价值。Wnafstu棉花胞质雄性不育系和其它棉花胞质雄性不育系的最大不同，是在其研究中突破了棉花胞质雄性不育系在杂种优势利用研究中的最大障碍，找到了培育恢复系和目标恢复系的选育途径。成功培育出了恢复系和目标恢复系种质。为三系棉花杂交种的选配拓宽了种质材料范围。根据马小定等学者的研究报道[7]，这一重要突破，将为Wnafstu棉花胞质雄性不育系的研究利用奠定重要的种质基础。

有关研究认为[10]，虽然自20世纪50年代以来，世界各植棉国对棉花杂种优势利用的研究非常重视，在这方面投入了大量的科研力量。但直至目前，棉花杂交种在世界各植棉国的棉花生产中仍然未能像水稻、玉米等农作物那样得到普遍运用。究其原因，主要有两个方面：一是不容易选出高优势的杂交组合；二是制种方法落后，没有很好地解决棉花杂交种大规模制种的技术问题。从对Wnafstu棉花雄性不育系育种资源的研究结果看，这两个问题都得到了比较好的解决。其一是Wnafstu棉花雄性不育系属于棉花胞质雄性不育系遗传类型。它研究利用的最大障碍，即恢复系和目标恢复系的选育问题取得了突破性的研究结果，拓宽了优势杂交组合选择的种质材料范围，为选配高优势的杂交组合奠定了物质基础。其二是利用Wnafstu棉花胞质雄性不育系培育出来的三系棉花杂交新品种，可以通过不育系进行大规模的杂交种制种，缩减制种成本，降低种子价格，节约生产投资，为大面积棉花生产提供比较廉价的杂交棉棉种。除此之外，Wnafstu棉花雄性不育系接近陆地棉农艺性状的遗传特点，也为该材料的研究利用提供了非常好的改良条件。

由此看来，Wnafstu棉花雄性不育系的研究，在把棉花种植业由目前普遍以种植常规棉花品种为主的落后生产模式变为普遍以种植杂交棉花品种为主的先进生产模式中，将有着非常好的研究利用前景。有望近几年内，在高优势杂交组合的选配和大规模的三系棉花杂交种繁殖制种方面取得重要进展。

参考资料：

[1]范万发，邢宏宜，贺道华，等.Wnafstu棉花雄性不育系遗传类型研究[J].棉花学报，2008，20（2）：137 ～ 140.

[2]范万发，贺昌太，左田夫.棉花胞质雄性不育恢复系选育技术探索[J].棉花学报，2008，20（4）：315 ～ 317.

[3]范万发，邢宏宜，杨安民，等.Wnafstu棉花胞质雄性不育系的发现及研究进展[J].农业科技通讯，2009，（2）：13 ～ 15.

[4]范万发，贺道华.棉花三系杂交种F1代出现不育株的根源研究[J].江西棉花，2010，（4）：20 ～ 22.

[5]张进忠.棉花雄性不育杂种优势利用研究及进展[J].中国棉花，2005，32（8）：6 ～ 8.

[6]华金平，易先达，韦国贞.杂交棉制种研究与实践[J].棉花学报，1996，8（3）：120 ～ 122.

[7]马小定，邢朝柱.棉花雄性不育研究和应用进展[J].棉花学报，2006，18（5）：309 ～ 314.

[8]贾占昌.棉花雄性不育系104—7A的选育及三系配套[J].中国棉花，1987，（2）：12 ～ 15.

[9]绍圣才.棉花温敏雄性不育两用系研究与利用[J].中国棉花，2000，27（12）：18 ～ 20.

[10]陈祖海，刘金兰，聂以春.陆地棉族系种质系与陆地棉品种间的杂种优势利用研究[J].棉花学报，1994，6（3）：151 ～ 154.