湖南省棉花产业技术体系育种岗位2013年工作总结

育种岗位   张志刚

1、育种团队组建

2012年11月24日，育种岗位联合栽培岗位在湖南农业大学召开研讨会，明确了今后育种方向要围绕棉花适合机采开展工作，并组建了育种团队，成员主要来自高校、研究所、企业。

岗位专家：张志刚

成员：张雪林（科研院所）、袁小铃（企业）、王峰（大学）、李建国（企业）、朱春生（科研院所）、张兴平（科研院所）、龚辉（企业）、杨春安（科研院所）、陈俊杰（企业）、肖才升（科研院所）

秘书：贺云新

2、工作布置

2013年3月15日，育种岗位团队在湖南省棉花科学研究所召开2013年工作研讨会，育种岗位专家张志刚布置了2013年的主要工作：育种要围绕机采棉开展工作。审定1-2个高优势组合；办好1个宣传展示点；开好“五会”，即召开1个发布会，1个评议会、2个专家鉴定会、1个集中观摩交流会，1个总结与研讨会。

3、主要研究内容与进展

3.1种质资源引进、筛选与鉴定

体系各位育种专家从广西、中棉所、河北、湖北、安徽、新疆等地引进或收集棉花特异种质资源800多份，对其综合性状进行了鉴定，筛选了一批有较大利用价值的资源，丰富了品种资源，为下一步的品种改良提供遗传基础。

特别是通过体系育种岗位做工作，与中棉所种质资源室合作开展种质资源交流。中棉所种质资源室提供300份亲本种质材料在湖南省棉花科学研究所茅湾基地和300个强优势组合在汉寿报国村省棉科所展示基地种植各15亩，许多早熟材料的生态适应性很好，9月2日，育种岗位召开种质资源发布会，体系内育种专家进行现场观摩，根据需要收集各种类型的种质材料，促进了体系内种质材料的共享。目前这些材料的考种工作正在进行中，年底将公布结果，可以根据体系内各位育种专家需要进行发放。

（1）早熟类型材料（适合油后直播）

创制出聚合早熟、优质、高产等性状的核心资源材料30余份。其中品系L1306是高品质、早熟、紧凑型特异棉花材料，属于有限果枝类型，适合较高密度和简化种植，种植密度3000-4000株/亩时，单株成铃30-40个，单铃重5.5g左右；不需要整枝、抹赘芽等，简化管理工序；耐高温干旱，结铃性极强，很少脱落，在今年开花结铃期间40多天的高温干旱气候条件下表现特别突出；早熟性好，吐絮畅，好捡花；品质优异，上半部纤维平均长度34mm，比强33.4CN/tex，细度好，大样衣分40%左右，子指11克，麦克隆值4.2。

（2）抗病材料

通过在长江流域基地和北方重病地种植，结合田间各生育期的农艺性状、室内考种和纤维检测综合评价，筛选出一批具抗病性好、综合性状优的种质材料35份。其中抗病材料K145与K152的综合表现突出，早熟性好、结铃性强。

（3）耐高温材料

在今年连续高温干旱的极端天气下，对育种材料进行了普选，筛选出耐高温、结铃性强、综合性状优的种质材料55份。其中材料1303和1309表现出耐高温干旱、结铃性强、抗虫性好、吐絮畅等优势。

（4）高油、高蛋白材料

针对油料安全与饲料供给，我们研究发现棉仁油脂及蛋白含量与纤维品质无直接相关关系，为我们选育纤维、油脂两用品种提供可能。现有资源筛选高油脂及不饱和脂肪酸含量高的品系，进一步分析其与纤维品质及产量的关系，为下一步综合品种的选育打下基础。本年度收集40个材料进行分析，含油量采用索氏抽提法，不同品种间棉仁油分含量差异大，含油量最高的为中棉所16（40.36%），最低的为豫棉11号（27.77%）， 相差12.59%。

蛋白质含量采用测量扩散法测氮来间接测定，蛋白质含量最高的为国抗1号（49.55%），最低的为鲁棉12（24.82%），相差14.73%，具有较大的遗传变异和选择潜力。

通过棉仁油分、蛋白质含量与纤维品质性状的相关性分析，棉仁油分和蛋白质含量之间呈极显著负相关，同步改良二者难度较大；棉仁营养品质与纤维品质性状之间无显著相关性可以在不降低纤维品质的基础上进行棉花高油分和高蛋白育种研究工作。

3.2简化制种技术的研究

（1）三系

本年度共计种植了不育系材料60份，保持系材料43份，恢复系材料及筛选材料80份，共计183份材料。转育了新不育系10份，筛选恢复系15份。并对不育系材料进行了SSR筛选，从中淘汰出同源材料20份。

2013年8月23日湖南省种子管理局组织专家对选育的三系杂交棉品种湘Z7及胞质不育系“湘远A”进行了高产高效示范现场评议。认为不育系“湘远A”农艺性状稳定，不育系组合湘Z7田间表现整齐一致，单株成铃60.4个，每亩种植1200株，折合亩成铃72480个，在今年的特殊气候田间下取得了高产。

三系配套的成功意义重大，减少了50%以上的制种成本。

（2）两系

对2012年所配制的112个核不育系组合进行了组合比较试验及株行、株系比较试验。对每个组合的结铃性、铃重、衣分、基本农艺性状、不育株出现的慨率、纤维品质等进行了精细的鉴定，有望筛选出适宜湖南棉区种植、亲本不育株比率高、雄性不育程度高的高优势两系棉新组合，参加2014年湖南省棉花科学研究所棉花品种优系比较试验。

本年度加强了对两系棉不育系亲本的培育力度。一是对两系材料的不育株率、不育度进行了详细的观察记载，二是通过核置换对不育系的有些不良性状进行了改良，三是对不育系亲本的丰产性、纤维品质、抗病性及其他综合性状进行了精细鉴定，可望筛选出优良的两系核雄性不育系亲本材料，四是进行了核雄性不育系杂交组合测配，本年度测配了组合26个。

（3）柱头外露系

本年度对棉花柱头外露系AF14材料农艺性状进行了检测得出：单铃4室（瓣花）比率达90～95%，每瓣7～4粒子，最少的2粒子，单铃重3.8～4.6克，衣分37%左右，品质指标较以前有所提高，测得纤维长度达到29.3，比强28.5，马克隆值4.92。本年度配制了30多个组合和回交材料，正在海南安排了多重复的组合比较试验和示范，研究和筛选其杂种优势和利用价值。在海南将利用从西南大学引进的高衣分大铃多抗的优质材料IFH和其他优势材料对AF14进行第二次回交，以抗性和经济性状为筛选目标。

配合湖南省棉花科学研究所实验室进行“IH1-1”目标基因转育筛选， “大农95-3”柱头外露系分子标记。

（4）化学杀雄

现已经筛选出适合化学杀雄的棉花材料30份；筛选出了适合化学杀雄的药剂ZP-1、ZP-2，初步掌握化学杀雄剂喷施的浓度80-120倍，喷药的周期12-15天，雄蕊败育彻底。

3.3品系选育

（1）早熟棉品系

在临澧合口安排20亩地展示试验，各位育种专家各提供早熟紧凑型常规品材料和杂交品系各1个进行集中种植。

8月21日，现场召开了观摩会，认真考查了各个材料和组合的特征特性，并指出了材料的优缺点，且围绕我省棉花育种的主攻方向进行了热烈探讨，大家一致认为育种要与栽培相结合、育种与农机相结合、育种与市场相结合，围绕油后直播、省工适应机械化发展趋势做工作。

（2）机采棉

湖南省棉花科学研究所张雪林选育的机采棉2号在汉寿县新兴乡报国村进行了展示试验。2013年8月23日，省种子管理局组织省内专家组进行了现场评议。建议进一步配套高产省工栽培技术措施，完善相关材料，作为特殊类型品种申报审定。

目前，省工棉2号的报审材料已经递交，预计年底通过审定。

（3）各级区域试验与示范

①转基因抗虫杂交棉ZHM7089与湘C06已经完成了区域试验与生产试验，并通过了湖南省品种审定委员会的小组与大组评议，为待审品种。

②组合湘Z001参加了2013年长江流域区域试验预试；湘CH008、湘X109、XP523等4个组合参加了湖南省2013年区试等；湘Z001、湘X1107等3个组合参加了湖南省2013年江西省区试；组合湘X121参加了浙江省2013年浙江省区试。各级区试结果还未公布。

③P-1、P-2、P-3、湘X118、湘X109等20个组合在临澧、汉寿、桃源、南县等地进行多点示范种植。

4、基础性工作

4.1抗涝渍基因的筛选（蛋白质组）（已投稿棉花学报）

应用iTRAQ标记结合LC-MS/MS分析的定量蛋白质组学技术，比较漂浮育苗及旱土育苗条件下棉花根系蛋白质表达差异，鉴定到238个差异表达蛋白，包括79个上调蛋白和159个下调蛋白。通过对差异表达蛋白的GO分析、COG功能注释分析以及pathway代谢通路富集分析，发现12%的差异蛋白与棉花水分胁迫反应有关。研究还发现Phosphoglucomutase、dehydrogenase、alcohol dehydrogenase等3个蛋白在漂浮育苗面苗根系中表达量比营养钵育苗的明显偏高，这3个蛋白可能与棉花耐涝渍密切相关，是棉花耐涝渍关键候选基因，值得进行进一步研究。

4.2转Cry5Aa基因品系的品质改良

已经完成了新基因Cry5Aa的转基因品系，现在已经第5代了，抗虫性良好，较国抗19明显提高（湖北农科院检测）。

通过今年种植T7代材料，抗虫性已基本稳定，产量性状分析结果表明，各材料衣分有不同程度提高，野生型衣分在40%左右，转基因不同品系衣分在40%~45%之间，纤维品质已送交中棉所检测，结果尚未返回。

5、转基因安评工作

5.1湘XP522通过农业部转基因安全性评价并拿到转基因生物安全（生产应用）证书。

5.2完成ZHM7089、ZHM19、湘C06、湘C09、湘C11等18个品系的转基因安全性评价的检测工作，其中ZHM7089、ZHM19、湘C09等10个品系基因、毒蛋白和抗虫性检测均符合转基因安全性标准，已报申请转基因安全评价证书。

6、其他工作

6.1“国审转基因抗虫棉湘杂棉8号高产高效示范”项目获得了湖南省农业丰收奖一等奖

6.2湖南省地方标准“棉花核不育系制种操作规程”于2013年10月31日通过评审会议，预计明年颁布实行。

6.3以育种岗位为依托，针对湖南省耕作制度发展现状与趋势，育种岗位专家张志刚研究员牵头申报了湖南省科技支撑计划重点项目“双抗、高产、优质油后短季杂交棉新品种的选育及配套技术的研究“，获得20万元资助。项目实施时间为2013年6月-2014年12月。

6.4在《湖南农业科学》、《中国棉花》、《棉花科学》、《中国棉花学会2013年论文汇编》等公开发表论文6篇。

7、下一年度工作计划

总体思路：针对湖南棉花产业现状与耕作制度特点，选育适合油后直播高密度种植的早熟杂交棉或常规机采棉品种。

品种标准：①生育期短：生育期100～105天；②第一果枝节位低： 4～5，可早现蕾、早开花和早吐絮；③株高100～110cm，直播密度为5000～6000株/亩；④集中开花成铃时间为20-25天；⑤产量高：直播籽棉产量达到250～300kg/亩，基本达到一季春棉的产量；⑥纤维品质优：达到A级水平；⑦抗性水平抗鳞翅目害虫，抗枯黄萎病。

主要工作事项：

7.1继续与中棉所种质资源室合作，引进早熟、特早熟棉花种质材料，种植面积20-30亩；

7.2进行早熟紧凑型品系材料的油后直播高密度（5000-6000株/亩）种植筛选试验，2-3个不同生态点，各点面积10亩左右；

7.3推荐1-2个品系进入湖南省区域试验预试，筛选出4-5个有苗头的早熟品系材料；

7.4筛选出5-6份抗除草剂材料；

7.5制定出1个地方标准。