转入抗草甘膦基因棉花的化学杀雄杂交制种技术

2019-01-04李志强郝献领周君华张延忠冯象秦李泽田

中国棉花 2019年1期

李志强，郝献领，周君华，张延忠，冯象秦，李泽田

（1.山东华棉科技种业有限公司，山东惠民251700；2.滨州市纺织纤维检验所，山东滨州256600；3.山东惠民县农业局251700）

目前棉花杂交种子生产仍以人工去雄授粉为主，但近年来劳动力严重匮乏，使得制种用工难、工价高的问题日益突出；加之国内棉花价格低迷、植棉效益降低，棉花杂交制种陷入困境，举步维艰。杂交棉生产已成为了棉种企业的一个很大屏障，如何大幅降低杂交制种成本成为急待解决的问题。为此，人们开展过两系不育系杂交制种和“三系”（不育系、保持系和恢复系）不育系杂交制种，但仍不尽人意。高优势组合母本转入抗草甘膦基因进行化学杀雄制种模式的出现，有效缓解了当前困境。

1 现行两种杂交制种模式的现状

1.1 传统的人工去雄杂交制种模式

人工去雄杂交制种，每公顷制种田去雄杂交需要用工1 500个左右。第1天下午人工剥花去雄，次日上午授粉。管理过程繁琐复杂，剥花技术难度较高，不易掌握，并且工作时间长，条件艰苦。目前劳动力短缺，人工费用居高不下，杂交种生产受到了严重制约。

1.2 不育系杂交制种模式

每公顷制种田需要用工600个左右，仅在每天的上午授粉即可，管理过程相对简单。但由于制种时需拔除一半的可育株，使得制种田棉苗分布不均，制种产量仅为人工去雄杂交制种的80%左右，并且杂交二代种子也不能应用。总体上讲，该制种模式选育的杂交组合优势不如人工去雄杂交制种组合，在研究和应用中仅取得了一定的进展，生产上也仅有一定的应用面积。

1.3 “三系”杂交制种模式

“三系”杂交制种虽然解决了“两系”（不育系和恢复系）不育系制种可育株的拔除问题，产量得到了保障，但不育系受恢复系的恢复源狭窄影响，强优势组合选配较困难，目前还极少杂交组合应用于生产。

2 转入抗草甘膦基因棉花的化学杀雄杂交制种新模式

抗草甘膦基因属于显性遗传基因，转入到人工去雄制种的高优势组合母本中较为简单方便。因此，利用转入抗草甘膦基因棉花雌、雄蕊对草甘膦除草剂的耐受力不同，喷洒适宜浓度的草甘膦对制种母本化学杀雄，不但达到了不育系杂交制种的目的，而且杂交二代也可正常应用。可见，化学杀雄不仅解决了人工去雄制种中自交铃影响纯度的问题，还解决了两系不育系制种的产量问题，更解决了“三系”制种的恢复源狭窄问题。山东华棉科技种业有限公司科研人员，2008年在转基因抗草甘膦棉花材料大田除草试验中发现蕾期除草造成了花期的不育现象。随后的6年里，又进行了不同浓度草甘膦异丙铵盐药液对同一转基因抗草甘膦棉花材料的化学杀雄试验；同一浓度草甘膦异丙铵盐药液对不同转基因抗草甘膦棉花材料的化学杀雄试验；同一浓度草甘膦异丙铵盐药液对抗草甘膦基因纯合与杂合状态下棉花材料的化学杀雄试验；多次喷施同一浓度和不同浓度的草甘膦对同一转基因抗草甘膦棉花材料的化学杀雄试验。在此期间，其他单位针对抗草甘膦基因棉花的化学杀雄制种技术相继有所报导，但均需生育期间多次喷药，且杂交制种的产量鲜有报导。我们分析、总结了各方经验，本着简便、易行、好掌握的原则，2015年最终确立对转入抗草甘膦基因的母本田增大密度，喷施一次草甘膦除草剂进行母本化学杀雄，授粉时间由3～40 d缩短为20 d左右。自2016年至今制种产量在中等肥力地块已连续3年超过3 000 kg·hm－2，最高产量已达4 131 kg·hm－2。制种成本有大幅度降低，值得推广应用。

3 转入抗草甘膦基因棉花的化学杀雄杂交制种技术要点

3.1 播前准备

适时造墒，施足底肥。

3.2 播种期

黄河流域4月中下旬播种，地膜覆盖，膜下喷施药剂防治地老虎；尽可能少喷膜下除草剂，防止棉苗受药害，促进棉苗健壮。特别注意，因本技术的实施授粉时间短，所以播种密度要适当加大。如山东植棉区可由每公顷30 000株加大至45 000株左右。

3.3 苗期管理

注意防治蓟马、蚜虫；小苗追肥，促苗健壮、整齐；中耕提高地温。此时期母本田若出现草害，可喷施草甘膦除草剂，无须避开棉苗。

3.4 蕾期管理

合理灌溉，防止旱涝灾害的发生；5月中下旬及时整枝；6月20日左右揭膜培土，追施肥料；防治蚜虫、盲蝽等害虫。要加强化控，防止棉花徒长荫蔽。

3.5 花期杂交制种管理

防旱排涝，防治蚜虫、棉铃虫、盲蝽、飞虱等害虫；化控防荫蔽。

3.6 杀雄剂的喷施及关键制种技术

黄河流域棉区杂交制种最佳开花期在7月10日到8月10日。因此，在7月2日左右用41%草甘膦异丙铵盐水剂100倍液喷施母本田棉株进行化学杀雄（母本田中的草害会一并被清除）。7月14日左右见雄蕊完全败育时清除母本棉株上所有的花和自交铃（也可在蕾期进行化学落蕾）准备授粉，保证杂交制种纯度。同时父本田也一并清除所有的花和自交铃，防止后期花粉量不足。7月20日母本棉株打顶并清除所有群尖（此时每棵棉株有50个花蕾左右），提高授粉成铃率。7月21日左右（大约雄蕊完全败育1周后）每天上午开始授粉，若遇上午下雨，可提前取好花粉，下午雨停后授粉。授粉时注意雌蕊柱头不能有水，也要保护好花粉不沾水。8月10日左右停止授粉，并清除所有无效花蕾。