棉花新品种冈棉15号

冈棉15号是黄冈市农业科学院与武汉佳禾生物科技有限责任公司合作以冈0736为母本、冈0857为父本进行杂交,经多年系谱选择选育出的转基因抗虫品系,在湖北省植棉区麦后直播生育期100.4d,株高105.1cm,植株塔型,茎秆有茸毛,叶片中等偏小,叶绿色,铃卵圆形且较小,铃尖突起较弱,苞叶中等大小。冈棉15号于2023年8月通过湖北省农作物品种审定委员会审定,审定编号:鄂审棉20230003。介绍了冈棉15号的特征特性、产量表现及栽培技术要点,为该品种的推广应用提供参考。

植保无人机喷施棉花脱叶剂与配套助剂使用配比研究

为了进一步研究植保无人机喷施棉花脱叶剂关键技术,本文采用极飞P30四旋翼电动植保无人机(UAV)(以下简称极飞P30)喷施棉花脱叶剂“瑞脱龙”,研究了瑞脱龙与配套专用助剂4种配比处理对棉花的脱叶率、吐絮率以及产量和品质的影响。结果表明:无人机喷施瑞脱龙与专用助剂配比为1∶1时,20 d后棉花的脱叶效果和吐絮效果较其他处理最好。且与对照相比对棉花铃重、衣分及纤维品质等主要指标无不利影响。

棉-粮-油菜宽带轮作提升作物产量和光能利用率

棉-粮-油菜宽带轮作种植模式,能够充分利用农田资源,但种植体系内不同作物光能资源利用特性尚不明确。本研究在田间设置棉花单作(对照)、小麦-玉米一年两熟(对照)和棉花-小麦-玉米-油菜宽带轮作(以下简称“宽带轮作”) 3种种植模式,测定棉花、玉米和小麦的产量、地上部干物质重以及叶面积指数、消光系数、光能截获量等指标。结果表明,与棉花单作比较,棉花宽带轮作单位面积产量和地上部干物重分别显著增加15.20%和10.35%。与小麦-玉米一年两熟比较,玉米和小麦宽带轮作的单位面积产量分别显著增加21.61%和11.53%,玉米地上部干物质重显著增加6.17%。7月16日(盛花期)至9月13日(吐絮期),棉花宽带轮作叶面积指数比棉花单作显著增加7.21%~12.76%, 7月24日(盛花期)和8月4日(盛铃期),棉花宽带轮作光能截获率比棉花单作分别显著降低3.59%和3.24%。玉米和小麦宽带轮作的叶面积指数、消光系数和光能截获率未发生显著变化。与棉花单作、小麦-玉米一年两熟比较,棉花宽带轮作和玉米宽带轮作的全生育期光能截获量分别显著降低3.14%和显著增加0.76%,小麦宽带轮作的全生育期光能截获量未发生显著变化,棉花、玉米和小麦的光能利用率分别显著增加18.81%、6.76%和14.10%。本试验条件下,边行优势和轮作效应同时发挥作用增加了棉花、玉米和小麦的单位面积产量以及棉花和玉米的地上部干物质重,改善作物干物质的积累和分配,进而提升棉花、玉米和小麦的光能利用率。该研究明确了棉-粮-油菜宽带轮作对作物产量和冠层光能利用率的影响,可为该模式的推广应用提供理论基础。

靶向敲除棉花GhAGL16高效sgRNA的筛选

【目的】AGL16是棉花MADS-box基因家族中一个重要的转录负调控因子,在抵御干旱和盐胁迫过程中发挥着重要作用。利用病毒介导的基因编辑技术(virus-induced gene editing,VIGE)筛选靶向敲除棉花GhAGL16的sgRNAs,并验证这些sgRNAs的特异性,为定向创制棉花agl16突变体奠定重要基础。【方法】根据在棉花YZ-1中A亚组和D亚组上实际克隆GhAGL16的基因组序列,预测了3个能靶向敲除GhAGL16的sgRNAs;基于棉花叶皱缩病毒(cotton leaf crumple virus,CLCrV)介导的VIGE系统,构建3个CLCrV-AtU6-26::GhAGL16-sgRNAs表达载体;利用qPCR检测Cas9超表达(Cas9 over-expression,Cas9-OE)植株中Cas9的表达量,确定Cas9是否稳定遗传表达;将3个CLCrV-AtU6-26::GhAGL16-sgRNAs表达载体分别转化Cas9-OE棉花子叶,并通过PCR/RE方法检测3个靶点的突变情况;利用生物信息学方法分析3个GhAGL16-sgRNAs的二级结构;对突变植株进行Hi-TOM高通量测序,明确基因编辑效率。同时,对转化GhAGL16-sgRNA2的突变植株进行脱靶率鉴定,检测基因编辑的特异性。【结果】成功构建了3个能同时靶向敲除GhAGL16-A亚组和GhAGL16-D亚组序列的sgRNAs。对不同Cas9-OE植株中Cas9表达量检测结果表明,Cas9在不同Cas9-OE棉株中稳定表达。用3个CLCrV-AtU6-26::GhAGL16-sgRNAs表达载体转化Cas9-OE棉花子叶,PCR/RE突变检测结果表明,GhAGL16-sgRNA2可有效用于GhAGL16的靶向敲除,在棉花A亚组和D亚组靶位点上出现了不同碱基缺失的突变类型,而GhAGL16-sgRNA1和GhAGL16-sgRNA3是2个无效sgRNA。3个GhAGL16-sgRNAs的二级结构分析结果表明,GhAGL16-sgRNA1和GhAGL16-sgRNA3可能存在引导序列容易与其他序列发生配对并且不易解链的现象,干扰了引导序列对目标位点的识别,导致sgRNA无效。进一步量化GhAGL16-sgRNA2对GhAGL16的编辑效率,对每一株转化CLCrV-AtU6-26::GhAGL16-sgRNA2的Cas9-OE植株突变检测结果表明,在转化的9株Cas9-OE植株中有6株发生了突变,突变效率为66.67%。此外,Hi-TOM高通量测序结果表明,GhAGL16-sgRNA2对GhAGL16的编辑效率为13.69%—54.42%。脱靶率鉴定结果表明,预测的4个潜在脱靶位点都没有发现脱靶现象,说明GhAGL16-sgRNA2不仅具有高效的基因编辑效率,而且具有专一的基因编辑特异性。【结论】利用CLCrV介导的VIGE系统转化Cas9-OE棉花筛选获得1个能高效敲除GhAGL16的sgRNA,为定向创制棉花agl16突变体提供了理想的sgRNA。

内地棉区优势棉花资源评价及其在新疆棉花育种中的应用

为了综合利用内地棉区棉花资源,破解新疆棉花遗传基础狭窄、同质化严重等育种瓶颈难题,更好地培育适合新疆全程机械化的高产稳产棉花新品种,以160份内地棉区棉花资源为材料,在新疆库尔勒进行生物学性状鉴定,采用相关分析、聚类分析等指导新疆棉花育种亲本选配、系统选育,并应用GGE双标图对后代品系的丰产性、稳产性进行综合评价。结果表明,内地棉区棉花资源在新疆种植表现有地域性差异,来源地与新疆试点维度相近的生态区棉花资源有较好的适应性,其灰色聚类评估分也相应偏高。其中,78份优势棉花资源遗传变异丰富,在欧氏距离11.486处可划分为四大类群,以黄河流域棉区资源为主的第Ⅲ类群整体表现最好,可以作为新疆利用内地棉花资源的特征类群。主成分分析表明,第1主成分的特征值和方差贡献率最大,是与丰产性相关的综合因子,是综合衡量棉花资源优劣的依据。依据GGE双标图对以内地优势棉花资源为亲本的16个后代品系的丰产性、稳产性进行评价,优选出既高产又稳产的目标棉花品系M5。

陆地棉主要株型性状关联分析及优异等位基因挖掘

【目的】株型是影响棉花机械化和产量的关键因素,开展陆地棉主要株型性状的关联分析研究,可为棉花株型分子育种提供标记及材料来源。【方法】以403份陆地棉种质资源为材料,利用覆盖全基因组的201对多态性SSR标记,对6个环境4个株型性状进行了关联分析,挖掘株型性状优异等位基因。【结果】6个环境中株高、果枝始节高、果枝始节位和果枝数的平均变异系数分别为13.70%、21.51%、14.18%和11.51%,广义遗传率为46.24%-74.15%;201对标记共产生394个多态性等位变异位点;能同时在最佳线性无偏预测值(best linear unbiased prediction, BLUP)(P<0.01)和2个以上环境中检测到显著(P<0.05)关联的位点共38个,包括与株高关联的位点16个、与果枝始节高关联的位点6个、与果枝始节位关联的位点11个、与果枝数关联的位点5个,5个位点同时与多个性状关联;鉴定到含有目标性状优异等位基因的材料31份,其中6份材料同时携带多个优异等位基因。【结论】在403份陆地棉自然群体中,鉴定到38个与4个株型性状关联的标记位点,发掘出31份含有优异等位基因的典型材料。

陆地棉抗虫与抗草甘膦基因的分子聚合及经济性状相关分析

培育抗棉铃虫兼抗草甘膦的棉花,可以同步提高品种的抗虫与抗除草剂能力,降低植棉的除虫、除草用工成本,提升植棉综合经济效益。本研究利用自育的高产优质陆地棉品系、国产转Bt基因抗虫棉品系以及转GR79+GAT基因的抗草甘膦陆地棉品系为杂交亲本,配置复交组合。在繁殖的复交分离群体后代,通过在苗床喷洒0.2%草甘膦,去除不抗草甘膦棉苗;并在大田不防治棉铃虫的条件下,筛选抗虫棉株。而后在实验室利用特异引物对抗虫基因与抗草甘膦基因进行分子跟踪检测,将同时具有Bt基因与GR79+GAT基因的单株繁殖成株系,经大田筛选获得9个抗虫兼抗草甘膦的优良品系。然后对育成品系进行产量比较试验,结果显示,其中品系BG-6不但实现了抗虫与抗草甘膦基因的聚合,而且该品系的皮棉产量水平较高、纤维品质表现良好:纤维长度达30.9 cm、比强度30.1 cN tex^(-1)、马克隆值4.9。对产量性状与纤维品质性状相关分析显示,只有衣分与棉纤维整齐度呈极显著负相关(r=-0.838**),其他产量性状与纤维品质性状均不存在显著相关性。文章最后得出结论:在复合杂交组合的分离后代,通过在苗床喷洒草甘膦筛选抗性棉苗,再结合大田不治虫筛选抗虫单株;而后在室内对2种抗性基因进行PCR分子跟踪检测,再在大田对产量性状与品质性状进行系统选育,可实现抗虫与抗草甘膦基因以及高产与优质性状的多元聚合。

早熟陆地棉金垦1402脱叶效果的比较研究

[目的]针对早熟陆地棉品种金垦1402,研究棉花叶片形态学指标与药剂脱叶催熟效果的规律研究,为生产中提供脱叶催熟效果优良的早熟机采棉品种提供理论依据。[方法]分析金垦1402不同类型叶片脱叶规律及催熟效果,寻找影响该品种在脱叶剂作用下单株叶片脱落率的重要影响因素。[结果]金垦1402主茎叶、果枝叶、叶枝叶叶量均高于新陆早61号,但脱叶速度、脱叶率均高于新陆早61号,在药后21 d,脱叶效果优于新陆早61号;金垦1402药后单株吐絮铃数较新陆早61号多,且单株吐絮率高,优于新陆早61号;纤维品质指标达到“双31”以上,优于新陆早61号。[结论]金垦1402生育期119 d左右,在喷施脱叶剂后21 d,脱叶效果好,说明该品种属于对脱叶剂敏感型品种;该品种施药后,吐絮率高,纤维品质优。

三种植物生长调节剂对棉花种子萌发和幼苗生长的影响

为研究植物生长调节剂浸种对棉花种子萌发和幼苗生长的影响,观察不同植物生长调节剂对棉花种子萌发的调节作用,以新陆早57号为试验材料,清水浸种为对照,用冠菌素、缩节胺、芸苔素等3种植物生长调节剂进行浸种,采用砂培法进行种子萌发试验,测定各处理萌发特征、农艺性状和光合特征等指标,并评价植物生长调节剂生物学活性。结果表明,0.01μmol/L冠菌素处理可提高棉花发芽率、发芽势、幼苗净光合速率,与ck比较分别提高17.91%、12.79%、10.23%;10μg/L芸苔素可提高棉花发芽率、活力指数,较ck分别增加10.84%和19.58%;150 mg/L缩节胺处理提高棉花光合速率和子叶SPAD值,较ck分别提高15.06%和15.33%。主成分分析显示,0.01μmol/L冠菌素处理效果最好,10μg/L芸苔素处理次之。综上,冠菌素、缩节胺、芸苔素三种植物生长调节剂对棉花生长发育均具有不同程度的调控作用,其中0.01μmol/L冠菌素处理促进棉花种子萌发以及幼苗生长效果最好,10μg/L芸苔素处理次之。

2016―2022年新疆绿洲高品质棉花生产现状及加快建设高品质棉花种植带对策研究(Ⅱ)

采用统计分类方法,对新疆绿洲2016―2022年3 595.8万t(15 915.5万包)公证检验(公检)原棉进行逐包品质分析,按生态亚区细分的10个亚亚区(北疆东部亚亚区、北疆中部亚亚区、北疆西部一亚亚区、北疆西部二亚亚区,南疆西部亚亚区、南疆中部亚亚区、南疆东部亚亚区、南疆南部亚亚区,东疆吐鲁番盆地亚亚区和东疆哈密盆地亚亚区)归类统计,厘清各亚亚区高品质原棉占比的状况,为高品质棉花种植带规划、建设和承建单位的遴选提供决策依据。结果表明,7年加权平均,各亚亚区高品质原棉占比表现为北疆西部二亚亚区(62.1%)>北疆东部亚亚区(45.9%)>北疆中部亚亚区(35.8%)>东疆吐鲁番盆地亚亚区(31.6%)>北疆西部一亚亚区(22.8%)>东疆哈密盆地亚亚区(20.8%)>南疆中部亚亚区(18.8%)>南疆东部亚亚区(17.9%)>南疆南部亚亚区(16.2%)>南疆西部亚亚区(4.7%)。围绕提升高品质棉花的生产能力和稳定性,建议在北疆天山北麓大部、东疆亚区、南疆中部亚亚区、南疆东部亚亚区率先开展高品质棉花种植带建设,遴选这些产地的县(县级市、区)和新疆生产建设兵团的团场率先开展整建制高品质棉花种植带的示范性创建,预计高品质棉花产量潜力在400万t左右,可为完成农业农村部提出的“十四五”高品质棉占比45%左右和今后更高高品质棉占比目标,加快建设棉花强国奠定基础;并提出在南疆西部亚亚区开展中短绒陆地棉种植带建设,形成差异化的陆地棉品质类型和结构,预计中短绒棉花产量潜力为100万t左右,以满足市场新需求。最后,探讨了高品质棉花种植带生产链建设实施方案的主要措施。

3种微生物菌剂对源棉8号干物质积累、冠层性状及纤维品质的影响

为探索不同微生物菌剂对棉花干物质积累及纤维品质的影响,于2021-2022年以源棉8号为研究对象,采用随机区组对比试验,以当地习惯用肥为对照处理(CK),在对照施肥的基础上每次滴施微生物菌剂(T1:菌临天下,T2:双澡菌露200,T3:酶力康)为试验处理,调查分析微生物菌剂对源棉8号地上部、地下部干物质积累及冠层性状、纤维品质的影响。连续2年调查结果表明:T1处理的地上部鲜物质质量、地下部鲜物质质量、地上部干物质质量和地下部干物质质量均大于其他处理,整体表现为T1>T3>T2>CK;各菌剂处理的叶面积指数、无截取散射均优于对照;微生物菌剂对棉花的纤维品质有一定的影响,但是处理之间差异不显著,其中在2021年,T1处理下衣分、上半部平均长度、长度整齐度指数、断裂比强度、马克隆值较CK分别增加了4.5%、7.5%、3.0%、0.3%、15.8%。综上,T1处理的微生物菌肥(菌临天下)可增加源棉8号的干物质积累,优化冠层性状,并对纤维品质有一定的提升效果,可以在棉花生产中推广应用。

3种微生物菌剂对源棉8号生长发育及产量的影响

为研究不同微生物菌剂对源棉8号生长发育及产量的影响,2021―2022年设计了随机区组对比试验。对照(CK)为当地常规施肥处理;T1:在对照基础上,每次滴施微生物菌剂“菌临天下”;T2:在对照基础上,每次滴施微生物菌剂“双澡菌露200”;T3:在对照基础上,每次滴施微生物菌剂“酶力康”。通过2年调查数据分析不同微生物菌剂对棉花生育期、农艺性状、干物质积累、产量及产量构成因素的影响。结果发现,不同微生物菌肥均可在一定程度上促进源棉8号的生长,提升整齐度、株高、果节数、花位和铃位,其中以T1处理促进棉花生长效果最为明显;不同微生物菌剂处理下,源棉8号的小区株数、单株结铃数、666.7 m^(2)皮棉和籽棉产量较对照均有不同程度的提高,整体表现为T1>T3>T2>CK,其中T1处理下棉花皮棉及籽棉产量较CK分别显著提高16.32%、19.60%。说明施用这些微生物菌剂可在一定程度上促进源棉8号植株生长,缩短生育期,还能协调其产量构成因素,提高皮棉和籽棉单产,其中以施用微生物菌剂“菌临天下”效果最为明显。

环渤海棉田土壤盐碱障碍消减技术研究进展

环渤海盐碱地区土地资源丰富、交通便利,在环渤海盐碱地发展棉花生产是缓解粮棉争地矛盾,保障粮食安全的重要途径。土壤盐碱胁迫是制约环渤海盐碱地棉花生产的主要障碍因子。总结了环渤海盐碱棉田土壤水盐动态变化规律,对环渤海地区采用的苦咸水时空调配利用技术、“池-田”蓄引水立体生态改良模式和耕层调墒控盐技术等盐碱棉田改良技术模式进行了分类评述,归纳总结了基于“苦咸水-土壤水-降水”水资源立体生态调配利用的环渤海棉田土壤盐碱障碍综合消减技术研究进展,并指出环渤海地区棉田盐碱障碍消减过程中应当注意的问题,对其发展方向进行了展望。对环渤海地区调整农业生产结构,实现粮棉种植面积相对稳定具有重要技术参考价值。

转基因抗虫棉冀棉30的选育及栽培技术要点

冀棉30是由河北省农林科学院棉花研究所、河北鑫牛农业科技有限公司、新疆合信农业科技发展有限公司联合选育的转基因抗虫棉品种,于2023年通过国家农作物品种审定委员会审定。2020-2021年冀棉30在黄河流域棉区中熟常规品种区域试验中春播生育期120 d,株高97.1 cm,第一果枝节位6.65,单株结铃16.45个,铃重6.75 g,衣分41.4%,籽指11.0 g,霜前花率93.05%,高抗枯萎病,耐黄萎病,抗棉铃虫。2022年生产试验中,每666.7 m^(2)籽棉、皮棉和霜前皮棉产量分别为252.8 kg、102.4 kg和98.0 kg,分别比对照品种中棉所100增产9.9%、12.3%和12.0%。对冀棉30的选育过程、农艺性状、产量表现、适宜种植区域及栽培技术要点进行了详细介绍。

早熟转基因抗虫棉品种湘棉33

湘棉33属于转基因抗棉铃虫早熟常规棉花品种,抗枯萎病、耐黄萎病,2021―-2022年长江流域棉区早熟品种区域试验,2年平均666.7 m2籽棉、皮棉和霜前皮棉产量分别为211.1 kg、84.7 kg、81.8 kg,纤维品质达到国家棉花品种审定Ⅱ型品种标准。概述了其亲本来源及选育过程、特征特性、适宜种植地区,并总结了其关键栽培技术。

早熟优质宜机采棉花新品种‘徐棉608’的选育

针对粮棉争地、棉花生产用工多及劳动力成本逐渐增加等问题,以‘鲁棉19号’为母本‘、徐棉266’为父本,采用杂交育种技术育成早熟棉花新品种‘徐棉608’,该品种可以满足麦(蒜、油)后棉一年两熟种植制度且适宜机械化采收。在2018—2019年江苏省棉花新品种区域试验中,‘徐棉608’生育期99 d,衣分为40.1%,皮棉产量为1221.0 kg/hm^(2),较对照‘中棉所50’增产3.9%。株高87.5 cm,第一果枝节位高度20.8 cm,符合机采棉株型标准。纤维上半部平均长度为28.1 mm,断裂比强度为29.2 cN/tex,马克隆值为5.1。在2020年江苏省生产试验中,平均皮棉产量为1340.3 kg/hm^(2),较对照‘中棉所50’增产幅度高达10.5%。该品种衣分高,耐枯萎病和黄萎病,抗棉铃虫,耐盐性强,对脱叶催熟剂较敏感,适宜在江苏省及长江流域、黄河流域早熟棉区推广种植。

早熟棉花品种湘棉早3号

湘棉早3号于2022年4月通过湖南省农作物品种审定委员会审定,2023年5月获得植物新品种权授权。该品种为非转基因早熟常规棉品种,2020年湖南省早熟棉生产试验中平均每666.7 m^(2)皮棉产量为93.3 kg,比对照省工棉2号增产3.9%。概述了湘棉早3号的选育经过、特征特性、适宜种植区域,并总结了其关键栽培技术。

中熟转基因抗虫棉品种中棉所96014

中棉所96014是转抗虫基因常规棉花品种,于2021年通过湖北省农作物品种审定委员会审定。该品种在湖北省种植平均生育期122 d,单株结铃32.6个,铃重5.49 g,整个生育期生长势较强,整齐度好,表现出抗逆性强、丰产性好、适应性强的优良特性,品种推广潜力大。通过总结介绍该品种的选育过程、特征特性、栽培技术要点等,为品种的利用提供参考。

早熟转基因抗虫常规棉湘棉37的选育及栽培技术

早熟转基因抗虫常规棉品种湘棉37于2023年通过湖南省农作物品种审定委员会审定。其夏播生育期102.9 d,单株结铃17.9个,铃重5.5 g,衣分40.9%;纤维上半部平均长度30.2 mm,断裂比强度34.8 cN·tex^(-1),马克隆值5.0;抗枯萎病,耐黄萎病;适于轻简化栽培和机械采收。2020年湖南省棉花品种早熟组区域试验中,湘棉37平均每666.7 m^(2)籽棉、皮棉和霜前皮棉产量分别为213.4 kg、86.8 kg和86.8 kg,分别比对照省工棉2号增产2.6%、0.7%和0.7%;2021年湖南省棉花品种早熟组区域试验中,湘棉37平均每666.7 m^(2)籽棉、皮棉和霜前皮棉产量分别为273.5 kg、111.4 kg和110.4 kg,分别比对照湘棉早1号增产9.5%、9.4%和9.0%。主要介绍了湘棉37的选育过程、特征特性、适宜种植区域及栽培技术要点。

抗病甘审棉五师1738选育及配套栽培技术

五师1738属抗病常规陆地棉品种,2023年经甘肃省农作物品种审定委员会审议通过。在甘肃省植棉区,其早熟性好,高抗枯萎病、抗黄萎病;适于机械采收;铃卵圆形,铃重5.6 g,籽指10.4 g,衣分41.2%,霜前花率93.7%。2020―2021年甘肃省棉花品种区域试验中,平均666.7 m^(2)籽棉、皮棉产量分别为379.7 kg、157.1 kg,分别比对照酒棉10号增产1.9%、6.1%;纤维上半部平均长度30.6 mm,断裂比强度31.8 cN·tex^(-1),马克隆值4.4,长度整齐度指数86.2%,断裂伸长率7.4%,反射率82.1%,黄色深度7.7,纺纱均匀性指数163.5。简述了五师1738的选育过程、特征特性,以及播种准备、田间管理、病虫害防治等配套栽培技术。