41%农达水剂作为棉花杀雄剂在北疆棉区的应用研究

孟庆忠　宋志红　王贵春

摘 要：该文以转EPSPS基因的抗草甘膦棉花品系R3136为试验材料，研究了41%农达水剂作为棉花杀雄剂对新疆建设兵团农五师棉区棉花的花粉育性的影响。结果表明，41%农达水剂100倍液间隔10～15d喷药3次即可使棉株花粉在全生育期败育。

关键词：农达41%水剂；杀雄剂；棉花；花粉败育

中图分类号 S562.048 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2016）17-0067-02

自2001年以来，杂交棉为内地棉区增产增收做出了积极贡献，但随着国家种植结构的调整，内地棉区面积萎缩严重，越来越多的棉花种子企业开拓新疆市场，把内地杂交棉种植模式带入到了新疆棉区。2006—2013年间，新疆兵团棉区纤维品质下降较大[1]，随着机采棉的普及，纤维品质问题更加突出。杂交棉单株优势强，长势旺，抗逆性好，增产潜力大，较常规棉品种易于把抗性、品质、高产性状较好地结合在一起，适合作为机采棉的优势品种。但杂交棉种子生产成本过高，新疆棉区种植密度大，严重影响了杂交棉的示范推广。最近几年很多文章报道了草甘膦作为杀雄剂的应用，草甘膦的作用机理是特异地抑制植物中5-烯醇式丙酮酰莽草酸-3-磷酸合成酶（EPSPS）的活性，耐草甘膦棉花叶片中EPSPS的表达量比非抗材料高57倍，但在果枝和花蕾中只高出12.4和4倍[2]，可见EPSPS在抗草甘膦棉花的生殖器官中表达量比营养器官低，累积高浓度草甘膦对花粉发育产生影响，这是造成花粉败育的主要原因。

1 材料与方法

1.1 材料 自育抗草甘膦品系R3136，药剂为41%农达水剂（孟山都公司）。

1.2 试验设计 试验于2016年在新疆建设兵团农五师金博种业中心棉花试验田进行，在湖北棉区农达41%水剂400倍液可致全株不育，比较其他草甘膦产品负效应最低[3]。新疆棉区日平均气温较低，相对于湖北较高的日平均气温，EPSPS在较低温度环境下活性增大，降解农达能力加强，以致低浓度的41%农达水剂到达生殖器官的量不足，以导致花粉败育[4]。41%农达水剂采用100倍液，试验6种处理方式（见表1），每种处理方式种2行，行长1m。于6月上中旬开始试验（以第一个棉蕾宽0.5cm为准）。

1.3 取样及测定 自第一朵不育花出现时，记载每天的开花数和花粉育性（育性鉴定标准[3]见图1）。A为未处理花，花丝长，散粉好；B为半不育花，花丝缩短，花药干瘪不开裂，内有少量花粉，显微镜下观察花粉粒畸形；C为不育花，花丝缩短，花药内无花粉粒，柱头发育正常，可成铃吐絮。

2 结果与分析

由图2可以看出，处理1中不育花为0，半不育花9朵，其余均为可育花，与处理5（对照）花粉育性基本一致，说明单次41%农达水剂100倍液所含农达剂量不能达到使棉株花粉败育。处理2、3、4中在不育花开始出现之后的几天内有部分半不育花出现，其余期间都表现出花粉高度败育。

棉花花粉发育的过程中最敏感时期是开花前15d前后，这一时期遭遇高温会导致花粉败育[5]，同时也是抗草甘膦棉花花粉对草甘膦最敏感的时期[3，6]。从表2中看出，从喷药开始到不育花出现经过24d左右，其可能的原因如下：一是新疆棉区日平均气温较低，棉株发育较慢，二是单次41%农达水剂100倍液所含农达剂量不能达到使棉株花粉败育，当第二次喷药后累积剂量达到花粉败育剂量，不育花出现较迟。处理2不育花期为25d左右，处理3不育花期长达27d，完全可以满足商品种子生产的生育期。

3 讨论

草甘膦的喷药浓度和喷药间隔期对抗草甘膦棉花的花粉育性有很大影响[3，6]，本试验中41%农达水剂100倍液间隔10～15d喷药3次可以使棉株花粉在全生育期败育。41%农达水剂100倍液单次喷药，不足以使棉株花粉败育，所以第一次喷药剂量应加大处理，但大剂量农达会对杂交铃发育产生影响，乃至种子败育[2]。下一步工作的重点：一是了解北疆棉区喷药间隔时间和喷药浓度之间的关系，二是结合当地气候条件，制定合理的制种方案，增加制种产量，降低制种成本。

参考文献

[1]孔杰，宁新民，朱家辉，等.2006—2013年新疆棉花纤维品质变化分析[J].新疆农业科学，2015，52（7）：1188-1194.

[2]华水金，袁淑娜，邵明彦，等.抗草甘膦棉花研究进展[J].分子植物育种，2007，5（4）：534-539.

[3]孟庆忠，李国荣，等.草甘膦作为棉花杀雄剂应用研究初报[J].湖北农业科学，2010，49（10）：2706-2708.

[4]孟庆忠，宋志红，王贵春，等.农达41%水剂作为棉花杀雄剂的杂交棉制种技术研究[J].湖北农业科学，2015，54（24）：6170-6172.

[5]金桂红，宋发祥.高温诱发棉花花粉败育的初步探讨[J].江苏农业科学，1981，3（7）：27-30.

[6]梅磊，陈进红，何秋伶，等.草甘膦对转EPSPS-G6基因棉花种质系配子育性的影响[J].棉花学报，2013，25（2）：115-120.

（责编：张宏民）