棉花光温敏核不育系396A育性特征及杂种优势分析

牛金生　韩光明　蓝家样　于新国　张拥军　陈全求　宇文小刚　房健　翟东亚

摘要：棉花光温敏核雄性不育系396A是从海陆杂种后代中发现的具有芽黄标记性状的新型核雄性不育系。为探明该不育系在不同温度和光照条件下的育性表现及其杂种优势表现，分别在新疆博乐和三亚海棠湾进行试验，研究了该不育系的育性变化及其杂交种的产量性状、抗病性、纤维品质。结果表明：棉花光温敏核雄性不育系在三亚种植可正常恢复育性，且花粉量大，自交成铃率高，能够自然繁殖；在博乐表现为雄性不育，没有花粉，自交成铃率为0，不育度100%，且配合力好，恢复源广阔，恢复能力强，可作为母本进行杂交制种；其杂交种F₁代育性恢复好，花粉量大，全部能够自然成铃且杂种优势明显，其中，部分杂交种产量高、抗病性好、纤维品质优良，表现出较强的杂种优势。

关键词：棉花；光温敏核雄性不育系；育性；杂种优势

中图分类号：S562.035 文献标识码：A 文章编号：2095—3143（2016）06—0007—06

DOI：10.3969/j.issn.2095-3143.2016.06.002

0引言

杂种优势强是棉花增产显著的主要原因，但利用人工去雄授粉的杂交方式又带来很多问题，比如用工多、成本增加等等，这也制约了棉花杂交制种的快速发展，使得棉花杂交种的应用推广受到了极大的限制，光温敏雄性不育系的一系两用的杂交种制种方法可以有效地解决上述问题。光温敏雄性不育系在水稻等农作物中已有应用，进行了大面积推广且效果明显。但在棉花上的应用较少。

利用棉花杂种优势是大幅度提高产量、改善品质、增强抗性的有效途径。特别是利用不育系进行制种，大大简化了杂交制种程序和成本，提高制种效率和杂交种纯度，有效地解决了母本自交成铃的问题，对提高我国棉花产业水平起到无法替代的重要作用。目前杂交棉制种主要通过人工去雄配制杂交种，其工作量大，需要人工多，劳动强度大，造成杂交制种成本和用种成本较高，且种子生产量难以大幅度地提高，质量难以把控，从而制约了杂交棉F₁代种子大面积生产应用的步伐。

棉花光温敏雄性核不育系396A是海陆杂交后代中发现的新型不育系，苗期具有明显的芽黄标记。在北疆常温条件下，表现为完全不育，在三亚高温短日照条件下可自然授粉成铃繁殖不育系亲本。为了进一步选择该不育系配置的最佳组合在生产上的应用，作者在新疆博州地区对其杂种优势进行了研究。

1材料与方法

1.1供试材料

参试品种（品系）共计27个，其中有从光温敏核雄性不育系芽黄396A中经系统选育出性状已稳定的不育系A1、A2、A3，遗传背景广且稳定的杂交组合T2369、T2102、T2103、HT1015、HT1017、HT1019、HT1020、HT1025、HT1140、HT2243等24个，分别以C1～C24表示。对照品种为新陆早43。

1.2试验方法

试验分别在海南三亚海棠湾和新疆生产建设兵团第五师金博种业中心试验基地进行。于2013年11月10日在三亚海棠湾播种繁殖不育系，观察不育系396A三个品系的育性表现，并进行自交，调查成铃株数和成铃率。于2014年4月20日在新疆生产建设兵团第五师金博种业中心试验基地播种进行杂交配组试验，以综合性状优良的不育系A3为母本，以优良品系为父本进行不完全双裂杂交，配制杂交组合，并观察不育系396A三个品系的育性表现。于2015年在新疆生产建设兵团第五师金博种业中心试验基地对杂交组合进行配合力分析。

2结果与分析

2.1不育系的育性表现

在位于新疆博乐的金博种业中心试验基地，棉花光温敏雄性不育系花铃期完全没有花粉（表1），成铃率为0，全部表现为败育，不育株率为100%，不育度100%；在三亚海棠湾试验基地，不育系恢复性好，前期花粉量大，但在1月份温度最低时花粉量减少，出现少量不育花，可育花率98.2%，自交成铃率94.5%，可育株率100%。

棉花光温敏不育系在海南三亚表现为完全可育，自交成铃率也很高，可以通过自交自行繁殖；在新疆博乐表现为完全不育，自交也不能成铃，可以作为母本，不用去雄，开展杂交制种工作。

2.2不育系的育性恢复能力检测和恢复系筛选

以棉花光温敏不育系A3为母本，以24个稳定的品种（系）为父本进行人工杂交，田问观察发现，父本无论是陆地棉还是海岛棉，其F₁代都能恢复正常可育，且花粉量较大，没有不育株，全部可自交成铃，杂交成铃率高，纤维品质好，抗病性和抗逆性都较强，说明该不育系恢复源广，恢复能力好，配合力强。

2.3不育系的杂种优势分析

2.3.1主要产量性状 参试的24个不育系杂交种中，衣分除C22低于ck外，其他的均高于ck；单铃重均高于ck；皮棉产量除C14和C19低于ck外，其他均高于ck，以C6最高，比ck增产23.2%；单株果枝数和铃数大部分与ck相当，部分材料多于或少于ck（见表2）。从中可以看出，棉花光温敏雄性不育系杂交种的衣分、单铃重和皮棉产量等性状杂种优势明显，配合力高。

2.3.2抗病性 在24个不育系杂交种中，有3个杂交种（C3、C6和c9）表现为高抗枯萎病。17个杂交种表现为抗枯萎病，4个杂交种表现为耐枯萎病；有7个杂交种（C1、C3、C4、C6、C9、C10和C21）表现为抗黄萎病，10个杂交种表现为耐黄萎病，7个杂交种表现为感黄萎病（见表3）。而对照品种新陆早43表现为耐枯萎病，感黄萎病。从抗病性上可以看到，棉花光温敏不育系杂交种比常规品种具有更高的抗病性。

2.3.3纤维品质 从产量性状上筛选出皮棉产量增产10%以上的杂交种组合进行品质测定，结果发现这10个杂交种纤维长度均>29 mm，其中有7个杂交种（C1、C4、C6、C9、C10、C12和C18）的纤维长度大于ck（29.85 Bin），且有5個杂交种（C1、C4、C6、C9和C10）纤维长度>30 mm；比强度均>28 cN/tex，其中有7个杂交种（C4、C5、C6、C9、C10、C12和C18）的比强度>ck（29.12 cN/tex），这其中有1个杂交种（C6）的比强度>31 cN/tex、有3个杂交种（C4、C9和C12）的比强度在30.0～30.1 cN/tex、3个杂交种（C5、C10和C18）的比强度在29.78～29.9 cN/tex；马克隆值（4.42～5.20）均<5.5，且均

3结论与讨论

棉花光温敏核不育系在海南三亚海棠湾地区全部表现为可育，自交结实率高，可进行自然繁殖；在新疆博乐地区则表现为完全不育，且配合力好、恢复能力强、恢复源也非常广泛，可作为母本进行杂交制种。

常规的棉花人工去雄授粉需要的劳动力多，且劳动强度大，生产效率较低，制种成本非常高。近些年，农村青壮年大量转移至城市务工，农业用工费用暴涨，且雇工越来越困难，棉花制种技术急剧下滑，致使棉花杂交制种面积急速下降。棉花光温敏不育系恢复源广，可以较容易的选出高优势杂交种，且不育系繁殖和杂交制种简单、便捷，可以有效地降低制种成本、扩大制种规模，在当前劳动力成本较高且趋于紧张的情况下，势必成为杂交棉育种优势利用的一种有效途径。

该不育系的不育机理、遗传规律及基因定位等基础性工作有待进一步研究。本课题曾经在大田通过遮光和套桶试验，实时监测田间温度，研究该不育系的育性恢复条件（数据另文发表），也得到了育性恢复的初步数据，但要确切的掌握该不育系育性转换的具体光照时长和温度条件需要通过人工气候箱或温室进一步研究。在其他地区的育性表现尚未试验，适宜杂交制种的区域也尚未确定，配套的杂交制种技术体系需进一步明确，棉花光温敏不育系利用研究还需加强。