國審抗病 優(yōu)質(zhì)棉花新品種金農(nóng)308 的選育

田海燕，郭寶生，胥林華，李丹，劉素恩，趙存鵬，王凱輝，周永萍，王盼寧，耿軍義，張全*，王兆曉*

（1.河北省農(nóng)林科學(xué)院棉花研究所，河北 石家莊 050051；2.天津金世神農(nóng)種業(yè)有限公司，天津 301500）

棉花是我國重要的經(jīng)濟(jì)作物，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占有舉足輕重的地位。棉花生產(chǎn)受諸多因素影響，當(dāng)前我國棉花生產(chǎn)中存在的主要問題有以下幾方面：一是枯萎病、黃萎病的發(fā)生造成棉花嚴(yán)重減產(chǎn)[1]；二是隨著紡織工業(yè)的發(fā)展和棉紡企業(yè)的轉(zhuǎn)型升級，對原棉品質(zhì)的要求越來越高，當(dāng)前棉花品質(zhì)與紡織企業(yè)的需求仍存在一定差距；三是棉花生產(chǎn)程序繁多，種植管理復(fù)雜，機(jī)械化程度較低，造成棉花生產(chǎn)人工成本較高[2～4]。因此，選育抗病、優(yōu)質(zhì)、易于簡化管理的棉花品種，對于提高棉花產(chǎn)量和品質(zhì)、促進(jìn)紡織工業(yè)發(fā)展、提高紡織品質(zhì)量、增加棉農(nóng)收入具有重要意義[5，6]。

金農(nóng)308 是天津金世神農(nóng)種業(yè)有限公司選育的棉花新品種，具有抗病性強(qiáng)、纖維品質(zhì)優(yōu)良、抗逆性好、易于簡化管理等優(yōu)良性狀，纖維品質(zhì)符合國家棉花品種審定II 型標(biāo)準(zhǔn)，屬于國家優(yōu)質(zhì)棉AA 檔次[7]。2017～2018 年參加黃河流域棉區(qū)中熟常規(guī)品種區(qū)域試驗，2019 年參加黃河流域棉區(qū)中熟常規(guī)品種生產(chǎn)試驗，2020 年通過國家農(nóng)作物品種審定委員會審定（審定編號：國審棉20200013）。

1 材料與方法

1.1 親本選擇及基因來源

選擇具有海島棉和瑟伯氏棉血統(tǒng)、抗逆性好、纖維品質(zhì)優(yōu)良的富億農(nóng)12 號[8，9]為親本材料，利用其剩余變異，采用系統(tǒng)選育的方法培育抗病、抗逆、優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)棉花新品種。

圖1 金農(nóng)308 系譜圖Fig.1 Pedigree diagram of Jinnong 308

1.2 試驗方法

1.2.1 光合速率測定 2014～2015 年在河北省農(nóng)林科學(xué)院棉花研究所小安舍試驗站種植金農(nóng)308、冀336系、冀 18-76 系、雜 56-13 系和雜 56-79 系 5 個品種（系），常規(guī)大田管理，7 月上旬選晴天10：00～11：00，利用Li6400 便攜式光合測定儀測定不同棉株材料的主莖倒4 葉的光合速率。

1.2.2 耐鹽性鑒定 2016 年依據(jù)棉花耐鹽性鑒定評價技術(shù)規(guī)范[10]，對發(fā)芽期、苗期以及全生育期的耐鹽性進(jìn)行鑒定。

1.2.3 抗旱性鑒定 2016 年依據(jù)農(nóng)作物品種抗旱性鑒定規(guī)程[11]，在模擬干旱環(huán)境條件下進(jìn)行抗旱性鑒定。

1.2.4 脫葉劑敏感性測定 2017～2018 年在河北省農(nóng)林科學(xué)院棉花研究所小安舍試驗站開展脫葉劑敏感性測定試驗。參試品種（系）有金農(nóng)308、96-8 系、冀336 系、冀18-76 系、金18-545 系和金17-577 系，常規(guī)大田管理。9 月25～30 日噴施脫葉劑40%乙烯利水劑4 500～6 000 mL/hm2和50%噻苯隆可濕性粉劑600 g/hm2。分別在脫葉劑噴施前和噴施后第20 天，調(diào)查棉株的葉片數(shù)和吐絮情況，計算脫葉率和吐絮率：

脫葉率（%）=施藥前葉片數(shù)-施藥后葉片數(shù)/施藥前葉片數(shù)×100%

吐絮率（%）=吐絮棉鈴數(shù)/棉鈴總數(shù)×100%

2 選育過程

2009 年在河北蘆臺農(nóng)場一分場天津金世神農(nóng)種業(yè)有限公司試驗地，從富億農(nóng)12 號中選擇優(yōu)良變異單株180 個；當(dāng)年冬在海南省三亞市南繁加代，編號2009HN21-200。

2010 年將2009HN21-200 在天津?qū)幒咏鹗郎褶r(nóng)試驗地進(jìn)行抗病、抗蟲、產(chǎn)量、品質(zhì)綜合鑒定，選擇綜合性狀表現(xiàn)較好的 2010-12、2010-14、2010-21、2010-26、2010-33 和 2010-36 等 16 個株系，采用優(yōu)中選優(yōu)的方法選擇優(yōu)良單株110 個；當(dāng)年冬在海南省三亞市南繁加代，編號2010HN201-310。

2011 年將2010HN201-310 在天津?qū)幒咏鹗郎褶r(nóng)試驗地進(jìn)行抗病、抗蟲、產(chǎn)量、品質(zhì)綜合鑒定，選擇綜合性狀表現(xiàn)較好的2011-9、2011-16、2011-19、2011-28、2011-36、2011-42 和 2011-56 等 20 個株系，采用優(yōu)中選優(yōu)的方法選擇優(yōu)良單株130 個；當(dāng)年冬在海南省三亞市南繁加代，編號2011HN201-330。依據(jù)結(jié)鈴、衣分、鈴重和纖維品質(zhì)等性狀，篩選出2011HN206、2011HN225、2011HN247、2011HN262、2011HN283 和 2011HN308 等 25 個優(yōu)良品系。

2012 年將 2011HN206、2011HN225、2011HN247、2011HN262、2011HN283 和 2011HN308 等 25 個優(yōu)良株系分別在金世神農(nóng)寧河、寶坻、東麗、蘆臺農(nóng)場三分場試驗地進(jìn)行抗病、抗蟲、產(chǎn)量、適應(yīng)性、品質(zhì)等多點綜合鑒定，在河北省農(nóng)林科學(xué)院棉花研究所重病地進(jìn)行抗病鑒定、在河北唐海旱薄鹽堿地進(jìn)行抗旱耐鹽堿試驗。2011HN206、2011HN225、2011HN247、2011HN262、2011HN308 等10 個品系綜合性狀表現(xiàn)較好，其中2011HN206 和2011HN308 表現(xiàn)突出、選擇一致，將二者混合后定名為金農(nóng)308。

2013 年將金農(nóng)308 等9 個品系在金世神農(nóng)寧河、寶坻、東麗、蘆臺農(nóng)場三分場進(jìn)行抗病、抗蟲、產(chǎn)量、適應(yīng)性、品質(zhì)等多點綜合鑒定，在河北省農(nóng)林科學(xué)院棉花研究所重病地進(jìn)行抗病鑒定、在河北唐海旱薄鹽堿地進(jìn)行抗旱耐鹽堿試驗。金農(nóng)308 表現(xiàn)生長穩(wěn)健，抗棉鈴蟲，抗枯萎病和黃萎病，抗旱，耐鹽堿，適應(yīng)性廣；皮棉產(chǎn)量較對照品種魯棉研28 號增產(chǎn)11%，纖維長度31.6 mm，斷裂比強(qiáng)度32.0 cN/tex，馬克隆值4.7，綜合性狀最優(yōu)。

2014～2016 年金農(nóng)308 參加天津市春棉區(qū)域試驗和生產(chǎn)試驗。

2017～2019 年金農(nóng)308 參加黃河流域棉區(qū)中熟常規(guī)品種區(qū)域試驗和生產(chǎn)試驗。

3 選育結(jié)果

3.1 特征特性

該品種為轉(zhuǎn)基因抗蟲棉中早熟常規(guī)品種。出苗好，苗齊、苗壯，葉片中等大小，葉色中等，早熟不早衰，鈴卵圓形，吐絮暢。春播生育期116 d，株高100.4 cm，第一果枝節(jié)位7.1 節(jié)，單株結(jié)鈴19.4 個，單鈴重5.7 g，子指11.9 g，衣分36.2%，霜前花率92.3%。高抗枯萎病，耐黃萎病，抗棉鈴蟲。

3.2 產(chǎn)量

2017～2018 年黃河流域棉區(qū)中熟常規(guī)品種區(qū)域試驗，金農(nóng)308 平均子棉、皮棉、霜前皮棉產(chǎn)量分別為4 077.15、1 471.50 和 1 358.18 kg/hm2，分別較對照石抗126 增產(chǎn)5.6%、4.8%和3.4%（表1）。其中，2017年子棉、皮棉、霜前皮棉產(chǎn)量分別為4 301.55、1 523.1和1 387.65 kg/hm2，分別較對照增產(chǎn)5.6%、3.0%和1.5%；2018 年子棉、皮棉、霜前皮棉產(chǎn)量分別為3 852.75、1 419.90 和1 328.7 kg/hm2，分別較對照增產(chǎn)5.6%、6.8%和5.5%。

2019 年黃河流域棉區(qū)棉花品種生產(chǎn)試驗，金農(nóng)308 子棉、皮棉、霜前皮棉產(chǎn)量分別為4101.0、1603.5 和1 509.0 kg/hm2，分別較對照中棉所100 增產(chǎn)7.1%、1.4%和1.0%（表2）；同年，在河北成安、南宮、天津?qū)幒尤剡M(jìn)行規(guī)模示范，金農(nóng)308 皮棉平均產(chǎn)量分別為1 978.5、1 945.5 和1 932.0 kg/hm2，較當(dāng)?shù)厣a(chǎn)推廣品種增產(chǎn)375～570 kg/hm2。

表1 2017～2018 年黃河流域棉區(qū)棉花品種區(qū)域試驗中金農(nóng)308 的產(chǎn)量Table 1 The yield of Jinnong 308 in the regional test of cotton varieties in the Yellow River basin in 2017-2018

表2 2019 年黃河流域棉區(qū)棉花品種生產(chǎn)試驗中金農(nóng)308 的產(chǎn)量Table 2 The yield of Jinnong 308 in the production test of cotton varieties in the Yellow River basin in 2017-2018

3.3 纖維品質(zhì)

農(nóng)業(yè)部棉花品質(zhì)監(jiān)督檢驗測試中心對2017～2018年黃河流域棉區(qū)棉花品種區(qū)域試驗中的金農(nóng)308 纖維品質(zhì)進(jìn)行檢測，結(jié)果（表3）顯示，其纖維上半部平均長度31.3 mm、斷裂比強(qiáng)度31.8 cN/tex、馬克隆值4.9、斷裂伸長率5.1%、反射率80.3%、黃色深度7.1、整齊度指數(shù)84.8%、紡紗均勻性指數(shù)151，品質(zhì)綜合指標(biāo)優(yōu)于對照石抗126，超過國家優(yōu)質(zhì)棉Ⅱ型標(biāo)準(zhǔn)。金農(nóng)308 纖維長度和強(qiáng)度均達(dá)到優(yōu)質(zhì)棉標(biāo)準(zhǔn)[12]。

表3 2017～2018 年黃河流域棉區(qū)棉花品種區(qū)域試驗中金農(nóng)308 的纖維品質(zhì)Table 3 The fiber quality of Jinnong 308 in the regional test of cotton varieties in the Yellow River basin in 2017-2018

3.4 抗病性

由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所對2017～2018 年黃河流域棉區(qū)中熟常規(guī)品種區(qū)域試驗中的金農(nóng)308 抗病性進(jìn)行鑒定，結(jié)果（表4）顯示，其高抗枯萎病、耐黃萎病，其中枯萎病抗性優(yōu)于對照石抗126。

3.5 抗蟲性

由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所對2017～2018 年黃河流域棉區(qū)棉花品種區(qū)域試驗中的金農(nóng)308 抗棉鈴蟲性進(jìn)行鑒定，結(jié)果（表5）顯示，金農(nóng)308 二代蕾鈴被害率和蕾鈴被害減退率，以及三代幼蟲死亡率和幼蟲校正死亡率均與對照品種石抗126 相當(dāng)，對棉鈴蟲的抗性達(dá)到2 級水平。

表4 2017～2018 年黃河流域棉區(qū)棉花品種區(qū)域試驗中金農(nóng)308 的抗病性Table 4 The disease resistance of Jinnong 308 in the production test of cotton varieties in the Yellow River basin in 2017-2018

表5 2017～2018 年黃河流域棉區(qū)棉花品種區(qū)域試驗中金農(nóng)308 的棉鈴蟲抗性Table 5 The resistance to cotton bollworm in the regional test of cotton varieties in the Yellow River basin in 2017-2018

3.6 光合速率

金農(nóng) 308 光合速率平均值為 43.7 mg/（dm·h），高于其他常規(guī)棉及雜交棉品系（表6）。表明金農(nóng)308 葉片光合優(yōu)勢明顯，能保證棉鈴發(fā)育所需的有機(jī)養(yǎng)料供應(yīng)，有利于產(chǎn)量和品質(zhì)的提高。

表6 2014～2015 年不同棉花品系的葉片光合速率Table 6 The leaf photosynthetic rates of different cotton strains in 2014-2015 〔mg/（dm·h）〕

3.7 耐鹽性

2016 年由河北省農(nóng)林科學(xué)院濱海農(nóng)業(yè)研究所對金農(nóng)308 進(jìn)行耐鹽性鑒定，結(jié)果顯示，其發(fā)芽期相對鹽害率為27.2%，表現(xiàn)耐鹽；苗期鹽害指數(shù)為19.6%，表現(xiàn)強(qiáng)耐；全生育期耐鹽指數(shù)為1.23，達(dá)到強(qiáng)耐水平。

3.8 抗旱性

金農(nóng)308 的抗旱指數(shù)為1.225，達(dá)到了抗旱性1級標(biāo)準(zhǔn)。2019 年南宮市王道寨鄉(xiāng)旱薄鹽堿地旱情嚴(yán)重示范田（6.67 hm2），金農(nóng)308 子棉、皮棉產(chǎn)量分別為5 371.5 和1 945.5 kg/hm2，分別較周邊其他品種平均增產(chǎn)18.3%和18.9%。

3.9 對脫葉劑敏感性

噴施脫葉劑后，金農(nóng)308 的脫葉率和吐絮率均高于其他品種（表7）。表明金農(nóng)308 對脫葉劑有較強(qiáng)的敏感性，適于機(jī)械化采收。

表7 2017～2018 年脫葉劑處理對不同棉花品種脫葉率和吐絮率的影響Table 8 The effects of defoliant treatment on defoliation rate and boll opening rate of different cotton varieties in 2017-2018

4 結(jié)論與討論

金農(nóng)308 為海島棉、瑟伯氏棉和陸地棉的雜交后代，遺傳背景復(fù)雜，其既繼承了海島棉抗病強(qiáng)、品質(zhì)好的特點，還獲得了瑟伯氏棉抗逆性好、適應(yīng)性廣的特色，又保留了陸地棉豐產(chǎn)性好的優(yōu)勢，表現(xiàn)抗病能力強(qiáng)、抗逆性好、適應(yīng)性廣、纖維品質(zhì)優(yōu)、高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。該品種2020 年通過國家農(nóng)作物品種審定委員會審定，是該輪黃河流域棉區(qū)審定品種中抗病性和品質(zhì)綜合表現(xiàn)最好的品種，其大面積推廣對推進(jìn)我國棉花產(chǎn)業(yè)提質(zhì)增效和綠色發(fā)展具有重大意義。

金農(nóng)308 是利用富億農(nóng)12 號的剩余變異，采用系統(tǒng)選育方法培育而成，其抗枯萎病和黃萎病性能以及纖維品質(zhì)均較親本明顯提升，但選育時間較短。因此，在科學(xué)選擇親本材料的基礎(chǔ)上，準(zhǔn)確運用現(xiàn)代化檢測技術(shù)，系統(tǒng)選育仍可作為高效育種的重要方法。