轉(zhuǎn)入抗草甘膦基因棉花的化學(xué)殺雄雜交制種技術(shù)

李志強(qiáng)，郝獻(xiàn)領(lǐng)，周君華，張延忠，馮象秦，李澤田

（1.山東華棉科技種業(yè)有限公司，山東 惠民251700；2.濱州市紡織纖維檢驗(yàn)所，山東 濱州256600；3.山東惠民縣農(nóng)業(yè)局251700）

目前棉花雜交種子生產(chǎn)仍以人工去雄授粉為主，但近年來勞動(dòng)力嚴(yán)重匱乏，使得制種用工難、工價(jià)高的問題日益突出；加之國(guó)內(nèi)棉花價(jià)格低迷、植棉效益降低，棉花雜交制種陷入困境，舉步維艱。雜交棉生產(chǎn)已成為了棉種企業(yè)的一個(gè)很大屏障，如何大幅降低雜交制種成本成為急待解決的問題。為此，人們開展過兩系不育系雜交制種和“三系”（不育系、保持系和恢復(fù)系）不育系雜交制種，但仍不盡人意。高優(yōu)勢(shì)組合母本轉(zhuǎn)入抗草甘膦基因進(jìn)行化學(xué)殺雄制種模式的出現(xiàn)，有效緩解了當(dāng)前困境。

1 現(xiàn)行兩種雜交制種模式的現(xiàn)狀

1.1 傳統(tǒng)的人工去雄雜交制種模式

人工去雄雜交制種，每公頃制種田去雄雜交需要用工1 500個(gè)左右。第1天下午人工剝花去雄，次日上午授粉。管理過程繁瑣復(fù)雜，剝花技術(shù)難度較高，不易掌握，并且工作時(shí)間長(zhǎng)，條件艱苦。目前勞動(dòng)力短缺，人工費(fèi)用居高不下，雜交種生產(chǎn)受到了嚴(yán)重制約。

1.2 不育系雜交制種模式

每公頃制種田需要用工600個(gè)左右，僅在每天的上午授粉即可，管理過程相對(duì)簡(jiǎn)單。但由于制種時(shí)需拔除一半的可育株，使得制種田棉苗分布不均，制種產(chǎn)量?jī)H為人工去雄雜交制種的80%左右，并且雜交二代種子也不能應(yīng)用?？傮w上講，該制種模式選育的雜交組合優(yōu)勢(shì)不如人工去雄雜交制種組合，在研究和應(yīng)用中僅取得了一定的進(jìn)展，生產(chǎn)上也僅有一定的應(yīng)用面積。

1.3 “三系”雜交制種模式

“三系”雜交制種雖然解決了“兩系”（不育系和恢復(fù)系）不育系制種可育株的拔除問題，產(chǎn)量得到了保障，但不育系受恢復(fù)系的恢復(fù)源狹窄影響，強(qiáng)優(yōu)勢(shì)組合選配較困難，目前還極少雜交組合應(yīng)用于生產(chǎn)。

2 轉(zhuǎn)入抗草甘膦基因棉花的化學(xué)殺雄雜交制種新模式

抗草甘膦基因?qū)儆陲@性遺傳基因，轉(zhuǎn)入到人工去雄制種的高優(yōu)勢(shì)組合母本中較為簡(jiǎn)單方便。因此，利用轉(zhuǎn)入抗草甘膦基因棉花雌、雄蕊對(duì)草甘膦除草劑的耐受力不同，噴灑適宜濃度的草甘膦對(duì)制種母本化學(xué)殺雄，不但達(dá)到了不育系雜交制種的目的，而且雜交二代也可正常應(yīng)用?？梢?，化學(xué)殺雄不僅解決了人工去雄制種中自交鈴影響純度的問題，還解決了兩系不育系制種的產(chǎn)量問題，更解決了“三系”制種的恢復(fù)源狹窄問題。山東華棉科技種業(yè)有限公司科研人員，2008年在轉(zhuǎn)基因抗草甘膦棉花材料大田除草試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)蕾期除草造成了花期的不育現(xiàn)象。隨后的6年里，又進(jìn)行了不同濃度草甘膦異丙銨鹽藥液對(duì)同一轉(zhuǎn)基因抗草甘膦棉花材料的化學(xué)殺雄試驗(yàn)；同一濃度草甘膦異丙銨鹽藥液對(duì)不同轉(zhuǎn)基因抗草甘膦棉花材料的化學(xué)殺雄試驗(yàn)；同一濃度草甘膦異丙銨鹽藥液對(duì)抗草甘膦基因純合與雜合狀態(tài)下棉花材料的化學(xué)殺雄試驗(yàn)；多次噴施同一濃度和不同濃度的草甘膦對(duì)同一轉(zhuǎn)基因抗草甘膦棉花材料的化學(xué)殺雄試驗(yàn)。在此期間，其他單位針對(duì)抗草甘膦基因棉花的化學(xué)殺雄制種技術(shù)相繼有所報(bào)導(dǎo)，但均需生育期間多次噴藥，且雜交制種的產(chǎn)量鮮有報(bào)導(dǎo)。我們分析、總結(jié)了各方經(jīng)驗(yàn)，本著簡(jiǎn)便、易行、好掌握的原則，2015年最終確立對(duì)轉(zhuǎn)入抗草甘膦基因的母本田增大密度，噴施一次草甘膦除草劑進(jìn)行母本化學(xué)殺雄，授粉時(shí)間由3～40 d縮短為20 d左右。自2016年至今制種產(chǎn)量在中等肥力地塊已連續(xù)3年超過3 000 kg·hm－2，最高產(chǎn)量已達(dá)4 131 kg·hm－2。制種成本有大幅度降低，值得推廣應(yīng)用。

3 轉(zhuǎn)入抗草甘膦基因棉花的化學(xué)殺雄雜交制種技術(shù)要點(diǎn)

3.1 播前準(zhǔn)備

適時(shí)造墑，施足底肥。

3.2 播種期

黃河流域4月中下旬播種，地膜覆蓋，膜下噴施藥劑防治地老虎；盡可能少噴膜下除草劑，防止棉苗受藥害，促進(jìn)棉苗健壯。特別注意，因本技術(shù)的實(shí)施授粉時(shí)間短，所以播種密度要適當(dāng)加大。如山東植棉區(qū)可由每公頃30 000株加大至45 000株左右。

3.3 苗期管理

注意防治薊馬、蚜蟲；小苗追肥，促苗健壯、整齊；中耕提高地溫。此時(shí)期母本田若出現(xiàn)草害，可噴施草甘膦除草劑，無(wú)須避開棉苗。

3.4 蕾期管理

合理灌溉，防止旱澇災(zāi)害的發(fā)生；5月中下旬及時(shí)整枝；6月20日左右揭膜培土，追施肥料；防治蚜蟲、盲蝽等害蟲。要加強(qiáng)化控，防止棉花徒長(zhǎng)蔭蔽。

3.5 花期雜交制種管理

防旱排澇，防治蚜蟲、棉鈴蟲、盲蝽、飛虱等害蟲；化控防蔭蔽。

3.6 殺雄劑的噴施及關(guān)鍵制種技術(shù)

黃河流域棉區(qū)雜交制種最佳開花期在7月10日到8月10日。因此，在7月2日左右用41%草甘膦異丙銨鹽水劑100倍液噴施母本田棉株進(jìn)行化學(xué)殺雄（母本田中的草害會(huì)一并被清除）。7月14日左右見雄蕊完全敗育時(shí)清除母本棉株上所有的花和自交鈴（也可在蕾期進(jìn)行化學(xué)落蕾）準(zhǔn)備授粉，保證雜交制種純度。同時(shí)父本田也一并清除所有的花和自交鈴，防止后期花粉量不足。7月20日母本棉株打頂并清除所有群尖（此時(shí)每棵棉株有50個(gè)花蕾左右），提高授粉成鈴率。7月21日左右（大約雄蕊完全敗育1周后）每天上午開始授粉，若遇上午下雨，可提前取好花粉，下午雨停后授粉。授粉時(shí)注意雌蕊柱頭不能有水，也要保護(hù)好花粉不沾水。8月10日左右停止授粉，并清除所有無(wú)效花蕾。

3.7 授粉停止后的鈴期及吐絮期管理

著重加強(qiáng)對(duì)蚜蟲、盲蝽、飛虱的防治；化控防蔭蔽；不能噴施催熟劑。要及時(shí)清除母本棉株停止授粉后長(zhǎng)出的贅芽，避免延遲吐絮期棉鈴的正常吐絮時(shí)間。后期草害噴施草甘膦除草劑，無(wú)須特意避開棉株。