轉(zhuǎn)iaaM基因種質(zhì)IF1—1作父本的雜交組合競爭優(yōu)勢分析

楊兆光　肖遠龍　吳振江　劉亞平

摘要：為探討高衣分、低馬克隆值的轉(zhuǎn)iaaM基因材料的利用價值，以IF1-1為父本配制雜交組合，以贛棉雜1號為對照，分析雜交組合在農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量性狀、纖維品質(zhì)等方面的競爭優(yōu)勢。結(jié)果表明：大多雜交組合的株高、脫落率、籽棉產(chǎn)量、單鈴重、籽指、衣指等表現(xiàn)為正向競爭優(yōu)勢，生育期、果枝數(shù)、果節(jié)數(shù)、單株成鈴數(shù)表現(xiàn)為負向競爭優(yōu)勢，部分組合的纖維品質(zhì)競爭優(yōu)勢顯著。IF1-1對棉花早熟性有較強的改良作用，IF1-1與部分母本（如華農(nóng)9052）配組能夠獲得高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的新材料。

關(guān)鍵詞：棉花；iaaM基因；IF1-1；配組雜交；競爭優(yōu)勢

中圖分類號：S562.037 文獻標識碼：A 文章編號：2095-3143（2017）06-0010-05

DOI：10.3969/j.issn.2095-3143.2017.06.003

0 引言

提高產(chǎn)量和改良纖維品質(zhì)一直是棉花品種改良的兩個重要目標性狀。衣分是決定棉纖維產(chǎn)量的重要因素，而馬克隆值是棉纖維品質(zhì)的重要指標，代表棉纖維的細度和成熟度。棉花雜種優(yōu)勢利用是提高棉花產(chǎn)量、改進纖維品質(zhì)和增強抗逆能力的有效途徑[1-2]。自1997年轉(zhuǎn)基因抗蟲棉在我國商業(yè)化以來，已培育出很多份抗蟲棉親本材料，在一定程度上克服了棉花鱗翅目害蟲的為害[3-7]。受種質(zhì)資源的限制，利用傳統(tǒng)育種手段對纖維品質(zhì)改良的作用不太明顯。西南大學利用胚珠表皮特異啟動子FBP7調(diào)控生長素合成基因iaaM（色氨酸單加氧酶）在棉花品種冀棉14中表達，在纖維細胞起始時期特異的積累IAA，促進纖維起始細胞和成熟纖維數(shù)量增加，提高棉花纖維產(chǎn)量，增加纖維細度，降低馬克隆值，實現(xiàn)了棉花纖維產(chǎn)量和品質(zhì)的同步改良，育成了轉(zhuǎn)基因棉新種質(zhì)IF1-1，被列為棉花第二代轉(zhuǎn)基因新種質(zhì)材料[8-9]。由于材料IF1-1本身缺點較多，其他經(jīng)濟性狀一般，近年來，國內(nèi)許多學者圍繞材料IF1-1在改良棉花產(chǎn)量和纖維品質(zhì)方面進行了有益探索[10-16]。本研究以轉(zhuǎn)FBP7-iaaM高衣分、低馬克隆值株系IF1-1為親本，與綜合性狀好的棉花品系進行雜交，并以贛北植棉區(qū)主推雜交棉品種贛棉雜1號為對照，對雜交后代進行競爭優(yōu)勢分析，以探討材料IF1-1在棉花改良中的作用，為創(chuàng)制高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的棉花新材料提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

以2012年3月西南大學發(fā)放的第二代轉(zhuǎn)基因材料IF1-1為父本，分別以鄂贛棉29（有毛）、RIO-67、冀228、中101943、中915、雅棉6號、鄂贛棉29（無毛）、錦K133、晶華棉135、中6913、MAR、中棉所49和華農(nóng)9052為母本進行雜交組配，獲得雜交組合F1代13份材料，分別編號1～13。以常規(guī)雜交棉贛棉雜1號為對照（ck），進行雜種F1代競爭優(yōu)勢測定。

1.2 方法

試驗設(shè)在江西省棉花研究所科研基地。2016年4月19日播種，雙膜小拱棚營養(yǎng)缽育苗，期間及時揭膜煉苗，苗床期間調(diào)查出苗期以及苗病發(fā)生情況。5月17日移栽，一畦雙行，行距0.87 m，株距0.48 m，種植密度24000株/hm2，小區(qū)面積20 m2，3次重復，隨機區(qū)組排列。試驗田按常規(guī)進行管理。

大田期調(diào)查各參試材料的現(xiàn)蕾期、開花期、吐絮期等生育性狀，株高，果枝層數(shù)，單株總成鈴數(shù)、總果節(jié)數(shù)、脫落數(shù)等農(nóng)藝性狀，單株桃數(shù)、單鈴重、籽棉重等產(chǎn)量性狀；分別于7、8、9月中旬調(diào)查單株蕾、花、鈴等，考察各材料的結(jié)鈴進度。以小區(qū)實收產(chǎn)量計產(chǎn)，收取各材料中上部吐絮正常的棉鈴進行室內(nèi)考種，考種后棉樣送農(nóng)業(yè)部棉花品質(zhì)監(jiān)督檢驗測試中心（安陽）檢測棉花纖維品質(zhì)。

采用農(nóng)博士育種家—實驗設(shè)計及統(tǒng)計分析系統(tǒng)軟件（V1.14）進行數(shù)據(jù)處理、方差分析[17]。

2 結(jié)果與分析

2.1 生育期及結(jié)鈴進度

2.1.1 生育期

從表1可以看出，材料1、3～10、12、13的苗期天數(shù)比對照短1～3天，具有負向競爭優(yōu)勢；材料2～7、10～12的蕾期天數(shù)比對照短1～4天，有負向競爭優(yōu)勢；材料1～7、10～13的花鈴期天數(shù)比對照短8～13天，負向競爭優(yōu)勢明顯；材料2～6、10～13的生育期比對照短13～19天，負向競爭優(yōu)勢明顯，材料1、7～9的生育期比對照短5～11天，也表現(xiàn)出一定的負向競爭優(yōu)勢；所有材料的生育期均比對照短，13個材料的平均生育期比對照短12天，表現(xiàn)出明顯的負向競爭優(yōu)勢。

2.1.2 結(jié)鈴進度

從表1還可以看出，材料2～13的伏前桃較對照多1.1～3.8個/株，正向競爭優(yōu)勢明顯；各材料的伏桃比對照多0.8～6.3個/株，具明顯正向競爭優(yōu)勢；各材料的秋桃比對照少3.9～6.3個/株，負向競爭優(yōu)勢明顯。

2.2 農(nóng)藝性狀

在株高方面，材料1、2、4、6、8～13比對照高，具正向競爭優(yōu)勢；在果枝數(shù)方面，材料6和8表現(xiàn)為正向競爭優(yōu)勢，其他材料為負向競爭優(yōu)勢，但優(yōu)勢不明顯；在果節(jié)數(shù)方面，各材料均表現(xiàn)為負向競爭優(yōu)勢；在單株成鈴數(shù)方面，材料6、7、9～11表現(xiàn)為正向競爭優(yōu)勢；在脫落率方面，材料2～13均比對照高，正向競爭優(yōu)勢明顯（見表2）。

2.3 產(chǎn)量性狀

材料1～5的籽棉產(chǎn)量比對照減產(chǎn)，具有負向競爭優(yōu)勢，且材料4比對照極顯著減產(chǎn)；材料6～13的籽棉產(chǎn)量較對照增產(chǎn)，具有正向競爭優(yōu)勢，其中材料10、11、13比對照極顯著增產(chǎn)，材料9比對照顯著增產(chǎn)（見表3 ）。

2.4 考種性狀

在單鈴重方面，材料3、6～8、11～13表現(xiàn)為正向競爭優(yōu)勢，材料5、10與對照持平；在衣分方面，材料2、6、8、9、11表現(xiàn)為正向競爭優(yōu)勢，其余材料為負向競爭優(yōu)勢；大部分材料的籽指、衣指、鈴殼重表現(xiàn)為正向競爭優(yōu)勢（表3）。

2.5 纖維品質(zhì)endprint

在長度方面，材料1、2、13表現(xiàn)為正向競爭優(yōu)勢，其余材料為負向競爭優(yōu)勢；在長度整齊度方面，材料11、13表現(xiàn)為正向競爭優(yōu)勢；在比強度和伸長率方面，僅材料13表現(xiàn)為正向競爭優(yōu)勢，其余為負向競爭優(yōu)勢；在馬克隆值方面，各材料普遍偏高，材料1、4、7、11表現(xiàn)為負向競爭優(yōu)勢，材料10、13與對照持平（表4）。

3 結(jié)論與討論

各材料的生育期表現(xiàn)出顯著的負向競爭優(yōu)勢，整體縮短12天以上，表明材料IF1-1對棉花早熟性有較強的改良作用。各材料8月15日以前上桃快，正向競爭優(yōu)勢顯著，8月15日以后上桃慢，為負向競爭優(yōu)勢，符合選育目標對早熟和集中結(jié)鈴的要求。

各材料的多數(shù)農(nóng)藝性狀表現(xiàn)為正向競爭優(yōu)勢，但不顯著，與前人研究結(jié)果較一致，說明轉(zhuǎn)iaaM基因種質(zhì)材料IF1-1對農(nóng)藝性狀的改良作用不明顯，不影響農(nóng)藝性狀的遺傳效應(yīng)。

IF1-1為高衣分、低馬克隆值棉花種質(zhì)，通過增加棉花纖維數(shù)量而提高衣分和改變纖維細度，顯著提升雜交后代的皮棉產(chǎn)量及纖維品質(zhì)，在棉花育種中具有重要作用[8-9，12-15]。本試驗13份雜交組合中，分別有8份材料的籽棉產(chǎn)量表現(xiàn)為正向競爭優(yōu)勢、5份材料的衣分表現(xiàn)正向競爭優(yōu)勢、4份材料的馬克隆值表現(xiàn)有利的負向競爭優(yōu)勢，在一定程度上表明轉(zhuǎn)iaaM棉花種質(zhì)IF1-1在棉花產(chǎn)量及纖維品質(zhì)改良方面具有積極作用。以（華農(nóng)9052×IF1-1）F1的產(chǎn)量和纖維品質(zhì)綜合表現(xiàn)突出，說明以IF1-1配組獲得高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的后代材料是可行的。

本試驗僅僅考察了參試組合的競爭優(yōu)勢，接下來將進一步探索該類組合的超中優(yōu)勢及超親優(yōu)勢，以便為該材料的育種利用提供科學依據(jù)。

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