早熟 抗逆 优质棉花杂交种冀8158的选育

郭宝生，王凯辉，刘素恩，王兆晓，赵存鹏，李军英，耿军义*，王凤行，耿香利

（1.河北省农林科学院棉花研究所，农业部黄淮海半干旱区棉花生物学与遗传育种重点实验室，国家棉花改良中心河北分中心，河北 石家庄 050051；2.河北省农林科学院农业信息与经济研究所，河北 石家庄 050051；3.天津市农业技术推广总站，天津 300061；4.河北省农林科学院粮油作物研究所，河北 石家庄 050051）

早熟 抗逆 优质棉花杂交种冀8158的选育

郭宝生1，王凯辉1，刘素恩1，王兆晓1，赵存鹏1，李军英2，耿军义1*，王凤行3，耿香利4

（1.河北省农林科学院棉花研究所，农业部黄淮海半干旱区棉花生物学与遗传育种重点实验室，国家棉花改良中心河北分中心，河北 石家庄 050051；2.河北省农林科学院农业信息与经济研究所，河北 石家庄 050051；3.天津市农业技术推广总站，天津 300061；4.河北省农林科学院粮油作物研究所，河北 石家庄 050051）

针对冀东滨海盐碱区的生态条件，以早熟、抗逆、优质等综合性状优良的转基因棉花新品种培育为目标，结合生态育种、分子育种和杂交聚合育种手段，选育出了高产、抗逆棉花新杂交种冀8158。该品种纤维品质优良，上半部绒长30.0 mm，断裂比强度31.4 cN/tex，马克隆值5.2，综合指标达到Ⅱ型品种标准；抗旱耐盐性强，产量优势明显，霜前皮棉较对照鲁棉研21号增产7.74%，居参试品种第1位。采用SSR分子标记技术进行亲本原原种纯度检验筛选，大幅提高了杂交种子纯度。

棉花；冀8158；早熟；抗逆；优质；选育

棉花作为抗旱、耐盐碱、效益高的经济作物，已成为冀东滨海低平原“稻改旱”和滨海滩涂区域的必然之选[1]。冀东滨海棉区为黄河流域棉区北端近年来迅速发展起来的新兴棉区，是水资源匮乏与滨海盐碱地开发利用双重因素的必然选择，棉花常年种植面积为3.33万～4万hm2，总产量3万t，主要分布在河北省的丰南和唐海，天津市的武清、宝坻、汉沽、宁河和静海等，并有逐年扩大之势。该棉区的健康发展，有助于京津冀农业结构调整和滨海盐碱地的开发利用；极大地缓解粮棉争地的矛盾；促进农村经济发展，增加棉农收入，同时也可带动棉花加工和棉纺产业的发展[2，3]。

冀东滨海棉区位于黄河流域棉区的最北端，光温条件有限。品种多乱杂、播期早苗情差、枯黄萎病重、棉田通风透光不足、烂铃多、贪青晚熟和管理不规范等实际问题客观普遍存在，影响棉花产业效益提升及良性发展。因此以当地生态环境和生产条件为背景，选择适于冀东滨海棉区种植的高产、抗逆棉花新品种势在必行[4～8]。2000年开始，河北省农林科学院棉花研究所针对冀东滨海盐碱区的生态条件[9]，以培育早熟、抗逆、优质等综合性状优良的转基因棉花新品种为目标，结合生态育种、分子育种和杂交聚合育种手段，充分发掘远缘杂交后代的综合抗逆潜力，选育出了高产、抗逆棉花新杂交种冀8158（冀杂656），2012年通过天津市第26次农作物品种审定会议审定（审定编号：津审棉2012001号）。该品种满足了冀东滨海棉区的河北省东部、天津市全部棉区的棉花生产需求。

1 材料与方法

1.1 亲本材料

母本为优质、抗病、转基因抗虫常规品种冀228[10]。该品种于2005年通过农业部转基因生物安全评价，并批准在山东省〔农基安审字（2005）第006号〕和河北省〔农基安审字（2005）007号〕进行商业化生产。2005年通过河北省农作物品种审定委员会审定；2008年通过国家农作物品种审定委员会审定。具有早熟性好，抗病、耐旱、耐盐碱，后期叶功能好，抗早衰，纤维品质优异，种仁含油量高等特点。

父本为C4236，为冀棉25（具有陆地棉、中棉和野生棉瑟伯氏棉的血统）×GK12杂交后代的高代稳定品系。长势强，铃大，衣分高，抗枯萎病和黄萎病，吐絮肥畅，棉絮洁白。

1.2 选育过程

2004～2005年利用表型性状相关性分析[11]对107份育种骨干亲本进行综合性状评估以及配合力预测，筛选出核心骨干亲本48份；2005年在河北省农林科学院棉花研究所小安舍试验站配制冀228×C4236杂交组合共56个。

2006～2007年在河北省农林科学院棉花研究所小安舍试验站进行杂交种产量比较试验，同时，利用DNA分子标记分型技术[12]对骨干亲本进行分子标记遗传多样性分析，综合评估骨干亲本遗传背景丰富度；最终抉选出 （冀 228×C4236） F1（组合编号为冀8158）等综合性状优良的杂交组合10个。

2008年冀8158获得转基因安全评价证书〔证书编号：农安基证字（2008）134号〕，命名为冀杂656。

2009年在石家庄、南宫、故城、成安、南皮、芦台、宁河和静海等地对冀8158（冀杂656）进行多点鉴定试验，进一步鉴定筛选品种的适应性、丰产性和稳定性。

2010～2011年冀8158（冀杂656）参加天津市棉花品种区域试验。

2012年冀8158（冀杂656）参加天津市春棉生产试验，并通过了天津市第26次农作物品种审定会议审定（审定编号：津审棉2012001号），命名为冀8158。

1.3 检测亲本纯度，监测F1代纯度

2010年开始利用筛选到的亲本间具有多态性的引物对亲本纯度检测和F1代纯度监测。对亲本原原种每个单株进行分子标记纯度筛选，去掉带型不一致的杂株；在田间随机选取亲本原种及其组合F1各50株的叶片，提取总DNA，采用张建宏等[13]的研究方法进行PCR扩增和聚丙烯酰胺电泳，监测F1代的纯度。

2 结果与分析

2.1 特征特性

冀8158在冀东滨海棉区春播种植，生育期125 d左右，植株塔型，叶片中等大小、绿色，茸毛较少，果枝节位7.0节，铃重约7.2 g，衣分39.42%。铃卵圆型，吐絮肥畅，纤维白，易采摘。

2.2 丰产稳产性

2010～2011年天津市棉花品种区域试验，冀8158籽棉产量和霜前皮棉产量增产幅度均达到极显著水平，其中，霜前皮棉产量较对照鲁棉研21号增产8.21%～12.65%（表1），居13个参试品种第1位。

2012年天津市春棉生产试验，冀8158籽棉平均产量3 626.1 kg/hm2，较对照品种鲁棉研21号增产9.88%，5个试点全部增产；霜前皮棉平均产量为1 188.9 kg/hm2，较对照品种鲁棉研21号增产7.74%，5个试点全部增产，居12个参试品种第1位。

2.3 抗性表现

2.3.1 抗病性表现 2010～2011年天津市宁河县农业技术服务中心自然诱发抗病性鉴定结果，枯萎病抗病指数为0.0～5.4；黄萎病抗病指数为1.80～14.20；2011～2012年中国农业科学院棉花研究所人工接种抗病性鉴定结果，枯萎病抗病指数为14.2～16.8，黄萎病抗病指数为14.2～34.8（表2）。冀8158田间耐枯萎病和黄萎病。

表1 2010～2011年天津市棉花品种区域试验中冀8158的籽棉产量和霜前皮棉产量Table 1 The yield of Ji8158 in the regional test in Tianjin during 2010-2011

表2 2010～2012年冀8158枯萎病和黄萎病的抗病指数Table 2 Disease-resistant index detection for fusarium wilt and verticillium wilt of Ji8158 during 2010-2012

2.3.2 抗逆性表现

2.3.2.1 耐盐性。河北省农林科学院滨海农业研究所对冀8158的耐盐性进行鉴定，冀8158发育期相对盐害率为18.6%，表现为耐盐；苗期盐害指数为21.6%，表现为强耐盐。

2.3.2.2 抗旱性。依据DB 13/T 398.5—1999[14]，河北省农林科学院旱作农业研究所对冀8158的抗旱性进行检测，抗旱指数为1.10，属于抗旱品种。

2.4 纤维品质

2012年农业部棉花品质监督检验测试中心纤维品质检测结果显示，上半部绒长30.0 mm，断裂比强度31.4 cN/tex，马克隆值5.2，整齐度指数85.5%，伸长率4.4%，反射率78.6%，黄度7.1，纺纱均匀指数146.00，综合指标达到II型品种标准。

2.5 亲本纯度检测和F1代纯度监测

利用SSR分子标记进行杂交种亲本的纯度检验，亲本原原种纯度100%，亲本原种纯度99.2%，大幅度提高了杂交种亲本的纯度。杂交种纯度98.01%（图1）。

图1 亲本及F1代SSR标记图谱Fig.1 Parental and F1generation SSR market

3 结论与讨论

（1）转基因抗虫杂交棉冀8158遗传基础丰富，集其母本早熟不早衰、抗病耐旱耐盐碱、纤维品质优异和父本的长势强，铃大，衣分高，吐絮肥畅，棉絮洁白为一身，具有明显的杂种优势表现[15]。冀8158是针对冀东滨海棉区生态环境定向选育的品种，重点考虑该区域无霜期短、土壤矿化度高等自然条件，以抗逆、早熟为突破口，兼顾纤维品质协同提高。冀8158是冀东滨海棉区不可多得的具有早熟、丰产、抗逆等优良性状的纤维品质达到II型标准的品种。

（2）棉花是常异花授粉作物，其天然杂交率为3%～20%。异交必然使基因发生重组，改变品种群体的遗传型，最终导致品种退化[15]。种子是决定棉花产量的关键因素之一，DNA分子标记的发展，为种子纯度检验提供了更可靠的检测方法，从种子纯度检测依靠表型鉴定转向DNA分子水平检测[16，17]。但是该技术主要用于区分真假杂交种[18，19]。而将分子标记技术应用到亲本原原种繁育，通过表型性状与DNA分子标记相结合的手段，从亲本原原种开始进行单株DNA检测，亲本原种的纯度提高了4.2个百分点，杂交种的纯度从92.00%提高到98.01%。高纯度的棉花种子为棉花丰产丰收奠定了良好基础。

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Breeding of New Cotton Hybrid Ji8158 with Early-mature and Stress-resistant and Superior Quality

GUO Bao-sheng1，WANG Kai-hui1，LIU Su-en1，WANG Zhao-xiao1，ZHAO Cun-peng1，LI Jun-ying2，GENG Jun-yi1*，WANG Feng-xing3，GENG Xiang-li4

（1.Key Laboratory of Biology and Genetic Improvement of Cotton in Huanghuaihai Semiarid Area，Ministry of Agriculture，P.R.China，Cotton Research Institute of Hebei Academy of Agriculture and Forestry Sciences，Shijiazhuang 050051，China；2.Institute of Agricultural Information and Economy，Hebei Academy of Agriculture and Forestry Sciences，Shijiazhuang 050051，China；3.Agricultural Technology Extension Station of Tianjin，Tianjin 300061，China；4.Institute of Cereal and Oil Crops，Hebei Academy of Agriculture and Forestry Sciences，Shijiazhuang 050051，China）

In view of the ecological condition in the eastern coastal saline area of Hebei Province，cotton breeding objective has been set up for excellent comprehensive properties improvement such as early maturity，stress-resistant，superior quality.Combined ecological breeding，molecular breeding and hybrid breeding methods，new cotton hybrid Ji8158 was bred.Its fiber quality was excellent，which upper fiber length was 30.0 mm，the fiber strength was 31.4 cN/tex，and the micronaire was 5.2，comprehensive index reach the standard of type II variety.Its production advantage was obviously，along with high drought resistance and salt tolerance.Compared with CK variety Lumianyan21，its lint yield before the frost increased by 7.74%，ranks the first in all testing varieties.Using SSR molecular marker technology for screening of parents original seed purity，the purity of hybrid seeds were improved greatly.

Cotton；Ji8158；Early-mature；Stress-resistant；Superior quality；Breeding

S562

：A

：1008-1631（2017）01-0066-04

2016-10-18

河北省科技支撑计划项目（16226321D）；河北省渤海粮仓科技研发项目“海河低平原粮棉轮作高产节水技术集成与示范”；河北省农林科学院现代农业科技创新工程项目

郭宝生（1971-），男，河北玉田人，研究员，博士，主要从事棉花种质创新与育种研究。Tel：0311-87652077。E-mail：guobaosheng111@126.com。

耿军义（1964-），男，河北行唐人，研究员，主要从事棉花遗传育种研究。Tel：0311-87652077。E-mail：gengjunyi66@126.com。