棉花抗枯、黃萎病育種研究

棉花抗枯、黃萎病育種研究

自20世紀(jì)50年代以來，中國的棉花育種取得了巨大的成就。品種產(chǎn)量水平不斷提高，主要農(nóng)藝性狀、品質(zhì)性狀及生育期等發(fā)生了相應(yīng)的變化。一些研究或基于區(qū)試資料或在同一條件下進(jìn)行種植比較，對不同時(shí)期的棉花品種產(chǎn)量、農(nóng)藝性狀及品質(zhì)性狀進(jìn)行了分析，闡明了中國棉花品種改良的一些遺傳進(jìn)展?fàn)顩r。但尚未見在相同條件下對建國以來自育的抗枯、黃萎病品種進(jìn)行系統(tǒng)研究的報(bào)道。筆者在同一條件下對建國以來自育的110個(gè)抗枯、黃萎病品種進(jìn)行比較試驗(yàn)，對其產(chǎn)量性狀、抗病性、生育期等性狀進(jìn)行調(diào)查和分析，以期明確這些性狀的遺傳改良進(jìn)展和存在的問題，探討建國50年來棉花抗枯、黃萎病品種的遺傳改良進(jìn)展，為當(dāng)前和今后棉花的抗病、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)育種提供借鑒和參考依據(jù)。1材料和方法1.1研究品種和試驗(yàn)材料1999年和2000年課題組從中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院國家棉花中期種質(zhì)庫和河北農(nóng)業(yè)大學(xué)棉花遺傳育種研究室搜集抗枯、黃萎病材料162份。根據(jù)品種推廣面積、地理來源和育成年代選取中國自20世紀(jì)50年代開展棉花抗病育種以來、在生產(chǎn)上先后推廣的110個(gè)棉花抗枯、黃萎病品種(系)作為試驗(yàn)材料。其中20世紀(jì)50年代品種(系)2個(gè)，60年代品種(系)15個(gè)，70年代品種(系)23個(gè)，80年代品種(系)40個(gè)，90年代品種(系)30個(gè)，分別來自黃河流域棉區(qū)、長江流域棉區(qū)、西北內(nèi)陸棉區(qū)和北部特早熟棉區(qū)等，遍布16個(gè)省(市、自治區(qū))(表1)。1.2發(fā)病情況調(diào)查2001年將110個(gè)品種種植于河北農(nóng)業(yè)大學(xué)棉花遺傳育種試驗(yàn)田枯、黃萎混生病圃中，6月25日調(diào)查枯萎病發(fā)病情況，8月20日調(diào)查黃萎病發(fā)病情況，調(diào)查方法和記載標(biāo)準(zhǔn)參照文獻(xiàn)進(jìn)行；9月15日調(diào)查品種的第一果枝節(jié)位、第一果枝高度、株高、單株結(jié)鈴數(shù)；收獲期每個(gè)材料采集50鈴進(jìn)行室內(nèi)考種，考查單鈴重、衣分、籽指、衣指；軋花后取樣測定纖維品質(zhì)，纖維品質(zhì)由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所農(nóng)業(yè)部棉花品質(zhì)監(jiān)督檢驗(yàn)測試中心測定。2結(jié)果與分析2.1枯渙病發(fā)病指數(shù)比較各年代抗病品種在6月25日的枯萎病病指發(fā)現(xiàn)，20世紀(jì)50年代到70年代品種枯萎病病指逐年下降，80年代略有升高，90年代最低(見圖1)，變幅為8.52～6.81。90年代品種的枯萎病發(fā)病指數(shù)較50年代、60年代、70年代、80年代品種分別下降了20.1%、13.6%、2.3%、9.6%，表明中國棉花抗枯萎病育種成效穩(wěn)步提高。50年代到70年代品種的黃萎病病指呈逐年下降趨勢，但80年代和90年代品種的黃萎病病指又有所上升。50年代品種的黃萎病病指最高，70年代品種的病指最低，變幅為19.72～27.23。由此可知，棉花抗黃萎病育種進(jìn)展緩慢。2.2抗病品種生產(chǎn)力分析不同年代中國棉花抗枯、黃萎病品種的產(chǎn)量及構(gòu)成因素可知，單株產(chǎn)量總體呈逐漸增長的趨勢(圖2)；單株結(jié)鈴數(shù)平均值年代間變化不大，但20世紀(jì)80年代和90年代的品種間單株結(jié)鈴數(shù)變化較大(圖3)，50～90年代變異系數(shù)分別為3.47%、4.84%、3.48%、9.72%和15.58%；不同年代品種衣分平均值變幅為35.98%～38.47%，年份間差異較大，50～90年代衣分變化呈“V”型趨勢；單鈴重平均值變幅為5.27～5.29g，年代間變化不顯著；除60年代的品種的籽指稍大外，基本呈下降趨勢，年代間平均值變幅為9.72～11.39g。50年代是中國抗枯、黃萎病棉花品種選育及生產(chǎn)利用的起步階段，單株生產(chǎn)力較低，但單株結(jié)鈴數(shù)與其他年份相比并非最低，品種間單株結(jié)鈴數(shù)變幅為15.88～20.13個(gè)；衣分平均值較高，達(dá)38.2℅,這主要與兩個(gè)50年代品種之一的川57-618有關(guān)，其衣分高達(dá)43%；但單鈴重平均值較低，這可能是單株生產(chǎn)力較低的原因。60年代品種的單株生產(chǎn)力比50年代品種有顯著提高，增加了10.4%。產(chǎn)量構(gòu)成因素中單株結(jié)鈴數(shù)平均值較50年代略有提高，品種間變幅為13.75～27個(gè)，單株結(jié)鈴數(shù)最大值與其他年份的品種比較高，單鈴重與其它年份相比也表現(xiàn)最大，衣分較50年代有所下降。70年代品種的單株生產(chǎn)力有所下降，較60年代品種下降約6%。因單株結(jié)鈴數(shù)平均值較60年代減少1.3個(gè)，單株結(jié)鈴數(shù)最大值也較60年代品種減少2.37個(gè)。衣分從60年代到70年代呈降低趨勢，為不同年份中的最低值。70年代品種的衣指最低，平均值為6.25g，較60年代的品種降低。80年代單株生產(chǎn)力有較大提高，產(chǎn)量比70年代增加6.8%。單株結(jié)鈴數(shù)也較70年代略有提高，品種間單株結(jié)鈴數(shù)變異較70年代增大，為12.5～26.63個(gè)；80年代有高衣分材料出現(xiàn)，衣分的平均值、最小值、最大值均較70年代有較大的提高；但比70年代品種的單鈴重有所下降。90年代抗病品種單株生產(chǎn)力最高，從70年代至90年代育成的品種無論單株產(chǎn)量平均值還是最大值均呈上升趨勢。單株結(jié)鈴數(shù)平均值較80年代有所下降，品種間變異最大，差值達(dá)14.6個(gè)；品種的衣分穩(wěn)步上升，平均值最高，衣分平均值比50年代、60年代、70年代和80年代抗病品種分別增長了2.9%、6.6%、8.9%和3.1%，說明中國育種工作者對衣分的選擇取得了良好的效果；單鈴重有所回升，籽指最低，衣指大幅增加，90年代品種衣指最高，平均值達(dá)6.94g。2.3代品種節(jié)位分析20世紀(jì)50年代品種第一果枝與子葉距離最小,第一果枝節(jié)位平均水平也最低。60年代品種株高平均值高于其它年代品種,為82.28cm,變幅為69～98.3cm;第一果枝與子葉距離最大,平均值為17.57cm,變幅為15.17～19.33cm。60年代、70年代品種第一果枝節(jié)位相近,比其它年份高,80年代、90年代品種第一果枝節(jié)位介于中間。70～90年代品種第一果枝距子葉距離平均數(shù)介于50年代與60年代之間,且相差很小。3抗黃渙病品種的篩選、研究建立與產(chǎn)量增長機(jī)制通過對建國以來各年代抗病品種的抗病性鑒定結(jié)果分析表明，抗枯萎病育種成效顯著，而抗黃萎病育種工作進(jìn)展緩慢，80年代到90年代抗黃萎病品種黃萎病病指有升高趨勢。對110個(gè)抗病品種抗性鑒定結(jié)果分析，未發(fā)現(xiàn)對黃萎病高抗的材料。從研究結(jié)果看出，抗黃萎病育種工作中存在的問題主要是抗黃萎病資源缺乏。在陸地棉栽培品種中對黃萎病高抗材料很少。由于黃萎病菌生理小種不斷變化，從而出現(xiàn)許多新的致病類型，早期鑒定的抗性種質(zhì)材料，隨時(shí)間的推移抗性可能喪失。因此，篩選、創(chuàng)造、利用高抗抗源應(yīng)為陸地棉抗黃萎病育種的重要內(nèi)容。但總體來說,除60年代品種外株高平均值變化不大,但品種間變幅較大,為48～107cm,株高呈降低趨勢(圖6),各年代品種的第一果枝與子葉距離、第一果枝節(jié)位演變趨勢與株高演變趨勢基本一致,呈下降趨勢。除50年代品種生育期較短外,其他年份生育期平均天數(shù)呈縮短趨勢,由60年代的118d到90年代的115.9d。通過對建國50年來自育抗