可以减少环境污染,有利于保护害虫的天敌,维持良性生态平衡。简史 棉花抗虫育种历史较短。20世纪50年代以前,非洲一些国家以及印度、澳大利亚曾育成某些多毛的棉花品种,抵抗棉叶蝉为害。70年代以来,开展抗虫品种资源的筛选,抗虫性能的鉴定,抗虫机理的研究,使棉花抗虫育种工作不断取得进展。各产棉国棉花生产中的主要害虫不同,因此抗虫育种的重点也有所不同。
根据不同基因型对某一或某些害虫抗性水平的差异,通过育种方法将抗虫性与其他优良性状结合起来,选育出抗、耐或避虫而又丰产、优质的棉花品种。
棉花害虫种类繁多,常给生产造成严重损失。20世纪50年代中后期,广泛使用杀虫剂,有些害虫的抗药性逐代增强,有些益虫及其他动物区系也受到破坏,药剂防治效果日趋降低。利用抗虫品种结合采取其他综合防治措施,不仅可少用或不用杀虫剂,稳定产量和品质,降低生产成本,而且可以减少环境污染,有利于保护害虫的天敌,维持良性生态平衡。
棉花抗虫育种历史较短。20世纪50年代以前,非洲一些国家以及印度、澳大利亚曾育成某些多毛的棉花品种,抵抗棉叶蝉为害。70年代以来,开展抗虫品种资源的筛选,抗虫性能的鉴定,抗虫机理的研究,使棉花抗虫育种工作不断取得进展。各产棉国棉花生产中的主要害虫不同,因此抗虫育种的重点也有所不同。通常是以选育抗造成经济损失大的蕾铃害虫作为主要育种目标,特别是抗棉红铃虫Pectino-phora gossypiella、棉铃象甲Anthonomus grandis、棉铃虫Heliothis spp.等的优良品种。在有些棉区,抗棉盲椿Lygus spp.、棉蚜Aphis gossypii、棉叶蝉Empoacca spp.和棉叶螨Tetranychus spp.等害虫也是重要的育种目标。
中国俞启葆等在20世纪40年代曾进行过抗大卷叶螟Sylepta derogata和棉叶蝉的研究,育成了鸡脚德字棉。由于具有鸡脚叶形,能减轻大卷叶螟的为害,曾在四川省简阳、仁寿等地推广。70年代后期,中国的棉花抗虫性研究和抗虫育种又有了进一步开展。北方侧重选育抗棉蚜和抗棉铃虫的品种;南方侧重选育抗红铃虫和棉叶螨的品种。并已育成一些具有多毛、鸡脚叶、无蜜腺等性状的抗虫品系。
筛选对棉花害虫具有抗性的种质资源,是抗虫育种的前提。一些野生棉种对害虫有较高的抗性,如澳洲棉和裂片棉高抗棉叶螨,瑟伯氏棉和三裂棉高抗红铃虫。陆地棉中某些半野生种系对棉铃虫、红铃虫和棉叶螨具有抗生性。陆地棉的一些形态的、解剖的和生理生化的性状也具抗虫或避虫的作用。例如,植株多毛,尤其是叶背面多毛可以阻碍棉蚜、棉叶螨和棉叶蝉为害;植株光滑少毛能减少棉铃虫幼虫数和棉潜叶蛾Bucculatrix thurberiella的产卵量和幼虫数;苞叶窄卷可降低棉铃象甲和棉铃虫的产卵量。鸡脚叶和超鸡脚叶能抗棉大卷叶螟和结翅粉虱Trialeuro-dus abutilonea;同时由于叶面积小,棉株间形成高温低湿的小气候,能减轻棉铃象甲为害。花外无蜜腺,断绝了害虫食物来源,使棉铃虫类产卵量显著降低,也能减少红铃虫、盲椿的为害。叶片海绵组织厚而发达,对棉叶螨取食有阻碍作用。铃壳厚度、叶背表皮厚度、叶脉粗糙度等都能影响某些害虫的为害程度。棉株色素腺体含具有毒性的棉酚,因此多腺体的棉株对棉铃虫、盲椿等多种害虫具有一定抗性。除棉酚外,棉株高含单宁对螨类、棉铃虫和烟草夜蛾也有抗生作用。一些陆地棉半野生种系的花蕾及其提取物含有萜类、半棉酚醌-7-甲基醚、类萜烯、天芥素等化合物,用以饲养烟草夜蛾,表现有抗生作用。早熟的棉花可以避开棉铃虫、烟草夜蛾、红铃虫和棉铃象甲的产卵期,减轻为害。上述这些性状都是宝贵的抗虫资源,在选育抗虫品种时应力求把多种抗虫性状综合于同一个品种,以增强对多种害虫的抗性。
鉴定抗虫性的主要方法有大田鉴定、网罩鉴定和生物测定三种。大田鉴定的优点是简单易行,不需特殊设备,鉴定结果直接反映被鉴定材料的田间抗性,但因虫害自然发生的时间、数量和分布变化极大,需有多年、多点鉴定的结果才有代表性。网罩鉴定需要人工养虫、接虫和网罩等设施,工作较繁重,但鉴定条件相对一致,结果较为可靠。只是由于网罩内虫口密度和活动空间与大田情况不同,鉴定结果与田间实际表现有时也不完全一样。人工接虫的虫态,根据鉴定要求可以是幼虫、成虫、卵或蛹。蕾铃害虫还可在室内进行生物测定,直接摘取鉴定材料的蕾、花、铃饲喂幼虫,或在人工饲料中添加鉴定材料的冻干蕾铃粉或其提取物饲喂幼虫,鉴定比较幼虫生长发育状况,作为评价抗虫性的依据。
首先要对大量种质资源进行抗性鉴定,筛选出对某种害虫具有抗性的材料,以供育种利用。如果抗虫性状是简单遗传的质量性状,可用回交育种法将它转育到高产、优质的品种中去。选择育种法有时可进一步提高某些抗虫品种的抗虫性或用于改进其他农艺性状。品种间杂交常用来将抗虫性与优良农艺性状综合于一体,对其后代的处理和选择,可用系谱法或混合法,但必须人工诱发适当的虫害条件。在育种过程中,还可进行入选株系间的互交,增加遗传重组的机会,打破不良的基因连锁,提高抗虫性和有关农艺性状的水平。为了扩大抗源,常采用种间杂交。陆地棉与其他四倍体棉种容易杂交产生杂种,但杂种二代会出现一些长势弱和产量低的不正常植株。通过回交和逐代定向选择,有可能获得基本上是陆地棉遗传背景,而且具有外源抗虫性状的稳定品系。陆地棉与二倍体棉种杂交,首先要克服杂交不孕和杂种不育问题,杂种后代育性恢复后、再用常规的育种方法进行选育。不论种内的品种间杂交或种间杂交,在转育抗虫性时,都要注意早期世代的抗虫性鉴定,以免丧失抗性。
棉花抗虫育种虽已日益受到重视,但至今育成能在生产上应用的品种不多。主要问题是:①缺少较理想的抗源。若干野生棉种中存在着高抗性状,但转育到陆地棉栽培种时难度较大。②抗虫性状常与一些不良的农艺性状相联系,因此增加了育种工作的难度。③抗虫性状对不同害虫的抗性或感染的反应不一致,某一性状对某种虫害具有抗性;但对另一种虫害往往表现感染。④缺乏精确性高而又简便易行的抗虫性鉴定方法。就当前棉花抗虫育种工作水平而论,利用中等或中等偏低的抗性,可能具有更好的实践意义。因为比较容易成为虫害综合防治系统中的一个组成部分,从而在棉花生产上发挥其应有的作用。
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