贺云新，张兴平，吴佶膛，蒋　杰，梅正鼎，李彩红，张志刚

（湖南省棉花科学研究所，常德　　415101）



转基因抗除草剂棉花在简化制种技术方面的利用初探*

贺云新，张兴平，吴佶膛，蒋杰，梅正鼎，李彩红，张志刚*

（湖南省棉花科学研究所，常德415101）

自盛蕾期开始，用特定浓度的草甘膦溶液间隔不同时间喷施处理转基因抗除草剂棉花材料；从开花开始每天调查棉花的散粉情况，同时对处理定株进行人工授粉，对照进行人工去雄授粉。结果表明，各处理喷施除草剂不会造成植株死亡，但对其育性造成明显影响，在简化制种技术上有重要利用价值。

抗除草剂棉花 除草剂 雄性不育 简化制种

杂种优势是生物界的普遍现象，棉花杂种优势的利用途径主要有人工去雄、细胞质雄性不育性、细胞核雄性不育系、化学杀雄等。目前普遍应用的人工去雄制种技术费工费时；利用细胞质雄性不育系制种，它的恢复系来源狭窄，配组自由度不高，且F1代经济和农艺性状差，优势不明显，不能直接利用；利用细胞核雄性不育系制种要在制种大田拔出约一半的可育株，浪费人力、地力，变相增加了制种成本；化学杀雄因棉花花铃期长、生长繁茂，花朵分散，不利施药等因素受局限，化学杀雄剂对棉花的生长发育也有药害作用，且效果受环境和气候条件的影响较大，因此生产上很少推广应用。我们在对引进改造的转基因抗除草剂材料进行除草剂抗性鉴定的试验中发现，蕾期或花期喷施除草剂会造成棉花雄性不育。但只喷施1次，不能控制整个花期不育，一段时间后棉花恢复育性。设想如果通过间隔喷施草甘膦来控制棉花雄性不育，同时对其进行人工授粉，观测雌蕊育性及植株的结铃性，对比人工去雄制种技术的成铃情况，可能是一个棉花简化制种技术的新途径［1～8］。

1 材料和方法

1.1 试验材料

转基因抗除草剂棉花材料CH4、CH8。

授粉棉花材料湘F3。

除草剂为41%农达（草甘膦）。

1.2 试验方法

试验于2015年在湖南省棉花科学研究所常德德山茅湾试验基地进行，壤土、肥力均匀。

田间种植两个抗除草剂棉花材料，自盛蕾开始喷施除草剂控制，设定4个处理，1个对照：处理1，每隔5 d喷施1次；处理2，每隔10 d喷施1次；处理3，每隔15 d喷施1次；处理4，每隔20 d喷施1次；对照（CK），喷施清水。具体处理见表1。

处理面积为99.6 m2，每处理移栽1垄，每垄栽2行，共计80株，折合密度为2.25万株/hm2，4月20日营养钵播种，5月12日移栽，其他管理同大田。

把除草剂（41%的农达）稀释100倍，用药量根据棉株生长情况，第1次每行用电动喷雾器喷施1 000 ml，第2次每行用1 200 ml，以后每行用1 500 ml。喷药次数不分处理，从喷施药开始综合计算。从棉株开花开始调查，每处理开花10朵以上开始记录。7月5～25日，每个处理定连续10株进行不去雄授粉，对照（CK）进行人工去雄授粉，授粉铃柄用红色毛线标记，8月30日调查杂交成铃情况。

2 结果与分析

从表2可以看出，7月1日、7月2日各处理均存在少量可育花，7月3～25日，处理1、处理2、处理3的两个棉花材料均稳定不育，7月3～13日，处理4两个棉花材料均稳定不育，7月14～19日，处理4两个材料部分花朵恢复育性，7月20～25日，两个材料均稳定不育，7月1～25日，对照（CK）两个棉花材料全部稳定可育。通过田间观察，7月14～19日，处理4两个材料虽然出现一些可育花，但育性较差，散粉也较弱，花粉量较少，中间出现这种部分恢复育性情况的原因可能是第1次和第2次喷施除草剂时间间隔较长，第1次喷施除草剂的药效已经减弱而第2次喷施除草剂的药效并不能当天起效。从各处理不去雄人工授粉和对照人工去雄授粉成铃情况来看，对照成铃率最高，各处理成铃次之，其中处理间以处理3的成铃情况最好，处理1的成铃情况最差，处理2与处理3成铃情况较对照没有明显差异，因此得出时间间隔短虽然能有效控制雄性不育，但对植株及雌蕊可能造成一定的伤害，对成铃有影响。从不同材料的成铃情况来看，各处理及对照均以CH4成铃情况较CH8好，这可能与材料的开花习性有关，同时与花器结构有关，CH4雄蕊花丝较短，花粉败育后雌蕊柱头突显，人工授粉操作方便简单，而CH8雄蕊花丝较长，甚至长过雌蕊柱头，导致人工授粉不方便，授粉时柱头不容易沾到花粉。

［1］ 张小全，朱伟，吕有军. 棉花杂种优势利用途径研究进展. 种子，2008，27，（6）：39～42

［2］ 袁国保，耿月明，杨祖荣，等. 长江流域杂交棉生产应用的困境与出路.中国棉花，2010，（12）：37～38

［3］ 孟庆忠，王贵春，李国荣，等. 草甘膦作为棉花杀雄剂应用研究初报.湖北农业科学，2010，49，（11）：2 706～2 708

［4］ 王霞，马燕斌，吴霞，等. 国内抗草甘膦转基因棉花及相关抗性基因研究概述. 山西农业科学，2012，40，（7）：796～799

*基因项目：转基因生物新品种培育重大专项——洞庭湖棉区高产高效转基因棉花新品种培育（2016ZX08005001-007）湖南省现代农业产业技术体系