河北省轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉區(qū)域試驗(yàn)的回顧與展望

田海燕，周永萍，崔瑞敏

（河北省農(nóng)林科學(xué)院棉花研究所，石家莊050051）

棉花是河北省的重要經(jīng)濟(jì)作物之一，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和人民生活中占有重要地位。培育優(yōu)良品種是提高棉花產(chǎn)量和改進(jìn)品質(zhì)最有效的途徑。棉花品種區(qū)域試驗(yàn)通過(guò)田間試驗(yàn)鑒定棉花新品種的豐產(chǎn)性、抗逆性、適應(yīng)性、纖維品質(zhì)等綜合表現(xiàn)，其結(jié)果是品種審定、推廣應(yīng)用的重要依據(jù)。且合理的區(qū)域試驗(yàn)評(píng)價(jià)體系是保證品種審定公正性的重要基礎(chǔ)[1-4]。

20世紀(jì)90年代初期，河北省棉鈴蟲(chóng)爆發(fā)，給棉花生產(chǎn)帶來(lái)毀滅性的打擊，導(dǎo)致棉花種植面積大幅度減少，產(chǎn)量顯著下降。當(dāng)時(shí)生產(chǎn)上急需抗棉鈴蟲(chóng)的品種。因此，河北省1995年從美國(guó)岱字棉公司引進(jìn)轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉品系，并根據(jù)《中華人民共和國(guó)種子管理?xiàng)l例》和河北省種子管理相關(guān)規(guī)定，自1996年開(kāi)始，增設(shè)了抗蟲(chóng)棉品種區(qū)域試驗(yàn)。1997年轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉新棉33B通過(guò)河北省審定，并以其突出的抗蟲(chóng)效果受到普遍歡迎。此后，育種單位加強(qiáng)了轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉品種的培育，參試品種逐漸增多，2004年之后，河北省棉花品種區(qū)域試驗(yàn)取消非轉(zhuǎn)基因棉試驗(yàn)，正式進(jìn)入轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉區(qū)域試驗(yàn)階段[5-6]。

1 河北省轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉區(qū)域試驗(yàn)的成效

1.1 鑒定出一批優(yōu)良品種

2004―2018年河北省轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉區(qū)域試驗(yàn)共設(shè)置59組，累計(jì)556個(gè)品種參試，審定品種153個(gè)（表1）。審定的品種中，豐產(chǎn)類型（霜前皮棉產(chǎn)量超對(duì)照10%以上）68個(gè)，優(yōu)質(zhì)類型（品質(zhì)達(dá)到Ⅱ型品種標(biāo)準(zhǔn)[7]）33個(gè)，雙抗類型（既抗枯萎病又抗黃萎?。?個(gè)，特早熟棉品種14個(gè)，低酚棉品種5個(gè)，機(jī)采棉品種3個(gè)。這些品種的推廣應(yīng)用有效地遏制了棉鈴蟲(chóng)的危害，滿足了河北棉花生產(chǎn)對(duì)多類型品種的需求，促進(jìn)了河北省的棉花生產(chǎn)[8]。

表1 2004―2018年河北省轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉區(qū)域試驗(yàn)基本情況

1.2 審定的轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉品種在棉花生產(chǎn)中發(fā)揮了重要作用

鑒定的一系列轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉品種，以其高產(chǎn)、抗病、優(yōu)質(zhì)、早熟、類型多元化等特性，在生產(chǎn)上大面積種植推廣，實(shí)現(xiàn)了河北省棉花單產(chǎn)的逐步提高（圖1），并保持在較高的產(chǎn)量水平。隨著自育轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉新品種的不斷培育，新棉33B、DP99B等國(guó)外轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉品種在生產(chǎn)上的種植面積不斷縮小，從1999年占河北省棉田播種的90.02%，到2007年只有4.3%，國(guó)外轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉在河北省的棉花生產(chǎn)上逐漸淘汰，河北省棉花生產(chǎn)進(jìn)入自育多類型轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉品種選育推廣時(shí)期。這也是河北省棉花品種的第7次更換[5]。

圖1 河北省轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉平均單產(chǎn)情況

2 河北省轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉區(qū)域試驗(yàn)試驗(yàn)方法的改進(jìn)

2.1 試點(diǎn)布局更有代表性

試點(diǎn)布局不斷調(diào)整，逐漸完善。2004年冀中南中熟組區(qū)域試驗(yàn)試點(diǎn)8個(gè)，按行政區(qū)劃統(tǒng)計(jì)，石家莊1個(gè)，保定1個(gè)，邯鄲1個(gè)，邢臺(tái)2個(gè)，滄州1個(gè)，衡水2個(gè)。通過(guò)不斷調(diào)整，到2016年該組有試點(diǎn)14個(gè)，其中邯鄲2個(gè)，邢臺(tái)3個(gè)，滄州2個(gè)，衡水2個(gè)，石家莊2個(gè)，保定2個(gè)，廊坊1個(gè)，進(jìn)一步提高了試點(diǎn)的代表性。

2.2 組別設(shè)置更加科學(xué)、合理

為增強(qiáng)棉花品種審定的前瞻性，區(qū)域試驗(yàn)設(shè)置類型、組別也依據(jù)生產(chǎn)與育種情況及時(shí)進(jìn)行了調(diào)整[9-10]，確保其更加科學(xué)、合理。主要由于棉花雜交育種發(fā)展較快，參試的品種越來(lái)越多，且常規(guī)種與雜交種在種植方式、技術(shù)和管理方法上存在差異，自2008年開(kāi)始，棉花常規(guī)種和雜交種在不同組別進(jìn)行試驗(yàn)，分設(shè)冀中南春播常規(guī)組和冀中南春播雜交組，以保證2種類型棉花品種特征特性充分表達(dá)。除冀中南中熟組外，為滿足生產(chǎn)需要還設(shè)置了一些其他組別，如低酚棉組、彩色棉組、冀東早熟組、早熟棉組、機(jī)采棉組等，滿足了河北棉花生產(chǎn)對(duì)品種的多樣化需求。

2.3 適時(shí)更換對(duì)照品種

對(duì)照品種是衡量參試品種優(yōu)劣的尺度[11]，根據(jù)生產(chǎn)上主栽品種的變化和品種水平的不斷提高，河北省棉花品種區(qū)域試驗(yàn)及時(shí)更換了對(duì)照品種。2004―2006年對(duì)照品種為DP99B，2007年更換為冀228[8]。2008年開(kāi)始棉花常規(guī)種和雜交種分組進(jìn)行試驗(yàn)，對(duì)照品種也適時(shí)分組設(shè)置：常規(guī)組2008―2014年對(duì)照品種為冀棉958，2015―2018年為冀豐1271；雜交組2008年對(duì)照品種同常規(guī)組（冀棉958），2009―2018 年為邯雜 306[8]。

2.4 增加分子鑒定程序，構(gòu)建參試品種的DNA指紋圖譜

為了保護(hù)育種者的品種權(quán)，保證參試品種的真實(shí)性和純度，自2010年開(kāi)始，利用簡(jiǎn)單序列重復(fù)（Simple sequence repeat，SSR）標(biāo)記，從分子水平上對(duì)參試品種進(jìn)行檢測(cè)，提高了鑒定的可信度與時(shí)效性，構(gòu)建了參試品種的DNA指紋圖譜，保證區(qū)域試驗(yàn)的公正性[12-14]。

2.5 增加參試品種的DUS測(cè)試

2016年，《河北省棉花品種試驗(yàn)方案》中首次明確規(guī)定，參試品種在初審前需選擇具備檢測(cè)能力的機(jī)構(gòu)完成品種的DUS（特異性、一致性和穩(wěn)定性）測(cè)試，提高了對(duì)申請(qǐng)審定品種的要求[9]。

3 河北省轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉區(qū)域試驗(yàn)存在的問(wèn)題與建議

3.1 加強(qiáng)培訓(xùn)，提高區(qū)域試驗(yàn)從業(yè)人員業(yè)務(wù)水平

隨著區(qū)域試驗(yàn)試點(diǎn)的增多，從業(yè)人員隊(duì)伍規(guī)模變大，能否保持和提高技術(shù)人員的業(yè)務(wù)水平，直接關(guān)系到區(qū)域試驗(yàn)質(zhì)量的高低。由于棉花生長(zhǎng)周期長(zhǎng)，管理工序多而復(fù)雜，要做好棉花區(qū)域試驗(yàn)工作，技術(shù)人員必須掌握控制田間試驗(yàn)誤差的途徑和方法，最大程度降低試驗(yàn)誤差[15-16]。建議通過(guò)定期的區(qū)域試驗(yàn)技術(shù)培訓(xùn)和組織專家進(jìn)行田間考察、技術(shù)指導(dǎo)等方法，明確該工作的重要性，增強(qiáng)技術(shù)人員的責(zé)任心與責(zé)任感，強(qiáng)化田間試驗(yàn)設(shè)計(jì)、數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析、栽培管理的理論學(xué)習(xí)，提高技術(shù)人員的田間鑒定能力，進(jìn)一步提高試驗(yàn)質(zhì)量[17-19]。

3.2 加強(qiáng)區(qū)域試驗(yàn)投入

隨著試驗(yàn)地租、勞務(wù)用工、生產(chǎn)資料成本的不斷上漲，現(xiàn)有的試驗(yàn)經(jīng)費(fèi)已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足區(qū)域試驗(yàn)的投入需求。因此，應(yīng)提高試驗(yàn)經(jīng)費(fèi)補(bǔ)助標(biāo)準(zhǔn)，基本實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)經(jīng)費(fèi)和成本投入的平衡。

3.3 進(jìn)一步完善機(jī)采棉區(qū)域試驗(yàn)工作

隨著農(nóng)村勞動(dòng)力的不斷減少和用工成本的不斷提高，棉花生產(chǎn)全程機(jī)械化已成為必然的發(fā)展趨勢(shì)。缺乏適合機(jī)采的棉花品種，是限制棉花生產(chǎn)全程機(jī)械化的重要因素之一[20-22]。自2016年開(kāi)始，河北省設(shè)置了機(jī)采棉區(qū)域試驗(yàn)，以鑒定適合機(jī)械化采摘的棉花品種。為了進(jìn)一步規(guī)范其試驗(yàn)操作，更加客觀、準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)參試品種，應(yīng)盡快制定河北省機(jī)采棉區(qū)域試驗(yàn)操作規(guī)程。

3.4 提高棉花品種區(qū)域試驗(yàn)的信息化管理水平

2018年國(guó)家棉花品種區(qū)域試驗(yàn)引入 “棉花品種區(qū)域試驗(yàn)數(shù)據(jù)管理填報(bào)系統(tǒng)”，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)填報(bào)實(shí)時(shí)監(jiān)控，保證數(shù)據(jù)信息的及時(shí)性、真實(shí)性。通過(guò)該系統(tǒng)上傳的品種圖片信息，試驗(yàn)管理部門(mén)可充分了解各試點(diǎn)品種管理和生長(zhǎng)情況、品種特征特性等，對(duì)客觀評(píng)價(jià)參試品種提供了可靠的依據(jù)。因此，應(yīng)借鑒國(guó)家棉花品種區(qū)域試驗(yàn)信息化管理經(jīng)驗(yàn)，有效提高河北省區(qū)域試驗(yàn)信息化管理水平。