李東陽，朱香鎮(zhèn)，王麗，張開心，雒臖瑜，崔金杰

（棉花生物學(xué)國家重點實驗室/ 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所，河南 安陽 455000）

黃河流域棉區(qū)是我國三大棉區(qū)之一。近年來受種植制度、植棉效益、自然災(zāi)害等影響，黃河流域棉區(qū)棉花種植面積下降趨勢明顯[1]。 采取有效措施提升棉花產(chǎn)量和品質(zhì)對提升該流域棉花生產(chǎn)能力、確保全國棉花有效供給有重要的意義[2]。 棉花全生育期可能遭受上百種病蟲害的危害，造成產(chǎn)量下降和品質(zhì)降低，給棉農(nóng)帶來極大的經(jīng)濟損失[3]。從品種審定的源頭，通過區(qū)域試驗評價篩選抗蟲性良好的棉花品種有利于對黃河流域棉田鱗翅目害蟲的長期有效控制，減少化學(xué)農(nóng)藥使用量，且對保證棉花的穩(wěn)產(chǎn)增收和環(huán)境保護具有重要作用[4]。 區(qū)域試驗是棉花在審定前對其各性狀進行評價的重要方式，抗棉鈴蟲性鑒定是轉(zhuǎn)基因抗蟲棉區(qū)域試驗的重要內(nèi)容之一，可為棉花新品種選育、品種審定和推廣提供科學(xué)依據(jù)， 對保障棉花產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展有重要的意義[5-6]。

綜合分析2016—2020 年黃河流域棉花品種區(qū)域試驗（區(qū)試）參試品種/ 品系（以下統(tǒng)稱為“棉花品種”）的抗棉鈴蟲性鑒定結(jié)果，以期為黃河流域棉區(qū)棉花育種工作提供數(shù)據(jù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

由全國農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心提供的2016—2020 年黃河流域棉花品種區(qū)域試驗參試棉花品種共計248 個， 其中2016 年32 個，2017 年40 個，2018 年57 個，2019 年56 個，2020 年63 個。 參試的棉花品種分為3 類，分別為中熟常規(guī)品種149 個（2016 年22 個、2017 年24 個、2018 年33 個、2019年34 個、2020 年36 個）、 中 熟 雜 交 品 種58 個（2016 年5 個、2017 年8 個、2018 年13 個、2019 年13 個、2020 年19 個）和早熟品種41 個（2016 年5個、2017 年8 個、2018 年11 個、2019 年9 個、2020年8 個）。

1.2 鑒定方法

1.2.1第2 代棉鈴蟲發(fā)生期棉花蕾鈴被害檢測。（1）試驗設(shè)計。 依據(jù)NY/T 2162—2012[7]，采用網(wǎng)室鑒定的方法，在網(wǎng)室（長20 m、寬5 m、高1.8 m）內(nèi)種植供試棉花品種，網(wǎng)室兩端設(shè)置保護行，每個品種留13 株，每個網(wǎng)室為1 次重復(fù)，共3 次重復(fù)。 以非轉(zhuǎn)基因棉花HG-BR-8[8]（2016—2018 年）或中棉所49[6]（2019—2020 年）為對照品種。網(wǎng)室內(nèi)棉花栽培方式同大田，苗期可根據(jù)需要防治棉蚜，試驗前15～20 d 采用廣譜性殺蟲劑進行全面噴施，盡可能減少試驗期間網(wǎng)室中其他害蟲或天敵對試驗的干

擾。（2）供試蟲源和成蟲釋放量：試驗用棉鈴蟲為室內(nèi)人工飼養(yǎng)羽化后的成蟲，羽化后的成蟲在養(yǎng)蟲籠內(nèi)自由交配，并喂以10%（體積分數(shù)）的蜂蜜水，3 d后選擇活動能力強的成蟲釋放于網(wǎng)室內(nèi)。成蟲釋放量為每10 m2釋放2 對，雌雄比為1∶1。（3）釋放時期：成蟲釋放時間為棉花現(xiàn)蕾期，與大田第2 代棉鈴蟲發(fā)生期一致。 （4）調(diào)查方法：在成蟲釋放后第3天調(diào)查卵量， 第10～15 天調(diào)查各品種的蕾鈴被害數(shù)、健康蕾鈴數(shù)，計算蕾鈴被害率（Y，%），并與對照品種比較，計算各參試棉花品種的蕾鈴被害減退率（Yt，%）。 計算公式：Y＝b/B×100%，Yt＝（Y0－Y1）/Y0×100%。 式中，b為被害蕾鈴數(shù)，B為總蕾鈴數(shù)，Y0為對照品種蕾鈴被害率（%），Y1為鑒定材料蕾鈴被害率（%）。

1.2.2第3 代棉鈴蟲室內(nèi)生物測定。 依據(jù)NY/T 2162—2012[7]，在第3 代棉鈴蟲發(fā)生期進行室內(nèi)生物測定。每個試驗材料采上部展開葉片10 片，每片葉接棉鈴蟲初孵幼蟲5 頭，然后放入試驗盒，重復(fù)3 次。 接蟲后將試驗盒置于光照培養(yǎng)箱［溫度為27 ℃±1 ℃，相對濕度為70%，光周期（光照時間∶黑暗時間）為14 h∶10 h］內(nèi)，并于接蟲后第6 天檢查死蟲數(shù)、活蟲數(shù)，計算第3 代棉鈴蟲幼蟲校正死亡率（Xt，%）。 計算公式：Xt＝（X1－X0）/（1－X0）×100%。 式中，X1為處理幼蟲死亡率（%），X0為對照幼蟲死亡率（%）。

1.2.3抗性判別標(biāo)準(zhǔn)。 參考NY/T 2162—2012[7]和雒臖瑜等[4]方法，以2 代棉鈴蟲為害的蕾鈴被害減退率、3 代棉鈴蟲幼蟲校正死亡率綜合評判各參試棉花品種的抗性程度，評判標(biāo)準(zhǔn)見表1。 判定抗性級別時，蕾鈴被害減退率和幼蟲校正死亡率須同時達到相應(yīng)級別的最低值要求。

表1 抗棉鈴蟲性評判標(biāo)準(zhǔn)

2 結(jié)果與分析

2.1 轉(zhuǎn)基因抗蟲棉對棉鈴蟲的抗性鑒定

2016—2020 年國家區(qū)域試驗抗棉鈴蟲性鑒定2 代棉鈴蟲發(fā)生期蕾鈴被害減退率區(qū)間分布如圖1。 2016 年參試棉花品種中蕾鈴被害減退率處于＞70%～80%區(qū)間的最多， 處于＞60%～70%區(qū)間的次之；2017 年處于＞70%～80%區(qū)間的最多，處于＞80%～90%區(qū)間的次之；2018 年大多數(shù)參試棉花品種處于＞70%～80%區(qū)間；2019 年處于＞80%～90%區(qū)間的最多， 處于＞70%～80%區(qū)間的次之；2020 年處于＞60%～70%區(qū)間的最多，處于＞70%～80%區(qū)間的次之。

圖1 2016—2020 年參試棉花品種2 代棉鈴蟲蕾鈴被害減退率區(qū)間分布

2016—2020 年參試棉花品種2 代棉鈴蟲蕾鈴被害減退率的區(qū)間分布在年度間有一定的差異：2016 年、2017 年、2018 年 蕾 鈴 被 害 減 退 率 處 于＞70%～80%區(qū)間的參試棉花品種最多， 無大于90%的參試棉花品種；2019 年蕾鈴被害減退率處于＞80%～90%區(qū)間的參試棉花品種最多，2020 年處于＞60%～70%區(qū)間的參試棉花品種最多，且這2 年有一定比例品種處于＞90%～100%區(qū)間。整體上，所有參試棉花品種的蕾鈴被害減退率均處于較高水平，無≤60%的棉花品種，處于＞70%～80%區(qū)間的參試棉花品種最多。

2016—2020 年參試棉花品種的3 代棉鈴蟲幼蟲校正死亡率區(qū)間分布如圖2。 2016 年、2017 年、2018 年參試棉花品種中棉鈴蟲幼蟲校正死亡率均表現(xiàn)為處于＞70%～80%區(qū)間的最多， 處于＞60%～70%區(qū)間的次之；2019 年處于＞80%～90%區(qū)間的最多， 處于＞70%～80%區(qū)間的次之；2020 年處于＞80%～90%區(qū)間的最多，處于＞90%～100%區(qū)間的次之。

2016—2020 年參試棉花品種3 代棉鈴蟲幼蟲校正死亡率的區(qū)間分布在年度間有一定的差異：2016 年、2020 年均沒有處于≤60%區(qū)間的棉花品種，2016 年、2018 年均沒有90%以上的棉花品種；2016 年、2017 年、2018 年處于＞70%～80%區(qū)間的棉花品種最多，2019 年、2020 年處于＞80%～90%區(qū)間的棉花品種最多。 整體上看，2016—2020 年參試棉花品種的棉鈴蟲幼蟲校正死亡率大多處于較高水平，處于≤60%區(qū)間的棉花品種僅占所有參試棉花品種數(shù)量的2.82%， 其中處于＞70%～80%區(qū)間的棉花品種最多， 處于＞80%～90%區(qū)間的次之（圖2）。

圖2 2016—2020 年參試棉花品種3 代棉鈴蟲幼蟲校正死亡率區(qū)間分布

2016—2020 年黃河流域棉花品種區(qū)域試驗參試的248 個棉花品種的抗棉鈴蟲性鑒定結(jié)果（圖3）顯示：2016 年參試棉花品種的抗蟲級別均為抗；2017 年參試棉花品種中， 抗蟲級別為抗的棉花品種占比最高，為95%，其余均為中抗；2018 年參試棉花品種中， 抗蟲級別為抗的棉花品種占比最高，為92.98%，其余為中抗和低抗，占比均為3.51%；2019 年參試棉花品種中， 抗蟲級別為抗的棉花品種占比最高，為96.43%，其余為高抗和中抗；2020年參試棉花品種中，抗蟲級別為抗的棉花品種占比最高，為98.41%，其余均為高抗。 2016－2020 年所有參試棉花品種中，抗蟲級別為抗的棉花品種占比最高，為96.37%，高抗的占比為0.81%，其余為中抗、低抗，抗及以上的棉花品種占97.18%。

圖3 2016—2020 年參試棉花品種抗棉鈴蟲性級別的分布

2.2 不同類型轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的抗棉鈴蟲性差異分析

2016—2020 年參試棉花品種中的中熟常規(guī)品種、中熟雜交品種、早熟品種的2 代棉鈴蟲蕾鈴被害減退率見圖4。 由此可知，2016 年、2017 年、2018年3 類棉花品種的2 代棉鈴蟲蕾鈴被害減退率相近，2019 年、2020 年早熟品種的2 代棉鈴蟲蕾鈴被害減退率高于中熟常規(guī)品種和中熟雜交品種?？傮w來看，3 類棉花品種的2 代棉鈴蟲蕾鈴被害減退率變化趨勢基本一致。

圖4 2016—2020 年參試棉花品種2 代棉鈴蟲蕾鈴被害減退率

2016—2020 年參試棉花品種中的中熟常規(guī)品種、中熟雜交品種、早熟品種的3 代棉鈴蟲幼蟲校正死亡率見圖5。 2016 年、2020 年3 類棉花品種的3 代棉鈴蟲幼蟲校正死亡率相近，2017 年中熟雜交品種的3 代棉鈴蟲幼蟲校正死亡率低于其他2 類品種，2018 年中熟常規(guī)品種的3 代棉鈴蟲幼蟲校正死亡率低于其他2 類品種，2019 年3 類棉花品種的3 代棉鈴蟲幼蟲校正死亡率從高到低依次為中熟常規(guī)品種、早熟品種、中熟雜交品種。

圖5 2016—2020 年參試棉花品種3 代棉鈴蟲幼蟲校正死亡率

2016—2020 年參試棉花品種中的中熟常規(guī)品種、中熟雜交品種、早熟品種抗棉鈴蟲性級別分布見圖6。由此可見，3 種類型參試棉花品種的抗棉鈴蟲性有一定的差異，僅在中熟雜交棉花品種中鑒定到高抗品種，僅在中熟常規(guī)棉品種中鑒定到低抗品種；但3 種類型棉花的鑒定結(jié)果均表明，抗蟲級別為抗的參試棉花品種的比例最高，所占比例均大于90%。

圖6 2016—2020 年3 種類型參試棉花品種抗棉鈴蟲性級別的分布

3 討論與結(jié)論

棉鈴蟲是棉花生產(chǎn)中危害最嚴(yán)重的農(nóng)業(yè)害蟲之一[9]，轉(zhuǎn)基因抗蟲棉花的出現(xiàn)，使得棉鈴蟲、棉紅鈴蟲等害蟲得到了有效控制，殺蟲劑的使用量大大減少，農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)得到了良好的保護[3,10-11]。 選育性狀優(yōu)良的轉(zhuǎn)基因抗蟲棉花品種對棉花產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展有重要意義，而棉花品種的抗棉鈴蟲性鑒定是棉花新品種審定的重要指標(biāo)之一，是棉花新品種研發(fā)、推廣的重要依據(jù)[12]。

對2016—2020 年黃河流域棉花品種區(qū)域試驗參試棉花品種抗棉鈴蟲性的分析比較表明：參試棉花品種的2 代棉鈴蟲蕾鈴被害減退率、3 代棉鈴蟲幼蟲校正死亡率平均值均處于較高水平，達到抗及以上的參試棉花品種占97.18%；以抗級為主，高抗級別的品種相對較少。 中熟常規(guī)品種、中熟雜交品種、 早熟品種3 類棉花品種的抗棉鈴蟲性鑒定結(jié)果在整體上無明顯差異，與前人報道[4,12]一致。

2 代棉鈴蟲蕾鈴被害減退率區(qū)間分布、3 代棉鈴蟲幼蟲校正死亡率區(qū)間分布、抗棉鈴蟲性級別等指標(biāo)在不同年份之間的差異，除與參試棉花品種本身有關(guān)之外，還可能與各年份的氣候條件等因素有關(guān)，這也說明在棉花品種區(qū)域試驗抗蟲性鑒定中采用多指標(biāo)進行評估具有重要意義。 中熟常規(guī)、中熟雜交、早熟3 類棉花品種在抗棉鈴蟲性鑒定結(jié)果上的差異，除與參試棉花品種本身有關(guān)外，還可能與3 類參試棉花品種的數(shù)量有關(guān)。

棉花是我國最重要的經(jīng)濟作物之一，新中國成立70 年以來我國的棉花生產(chǎn)發(fā)展取得了輝煌的成就[13]。 但目前我國轉(zhuǎn)基因抗蟲棉花品種性狀還不夠豐富、供給質(zhì)量還不夠高，創(chuàng)制性狀更加豐富、適應(yīng)性更廣泛、產(chǎn)量品質(zhì)更高的棉花新品種是我國棉花有效供給的重要保障，對推動棉花高質(zhì)量發(fā)展具有重要的意義[14]。