專利名稱：棉花品種人工網室抗棉蚜鑒定方法
技術領域：
本發明涉及一種棉花品種對棉蚜的抗性鑒定方法，尤其是一種以人工網室為鑒定場所的棉花品種抗棉蚜鑒定改良方法，屬于植物抗蟲育種及抗蟲性鑒定方法領域。
背景技術：
棉蚜、棉鈴蟲、棉紅鈴蟲和棉葉螨是棉花的四大害蟲。在棉花栽培過程中，雖然一直存在著棉蚜的危害，但對棉花危害最重、影響產量和品質明顯的有三個時期，即苗期、蕾鈴期和吐絮期，其中以苗期的危害影響最大。棉花苗期受棉蚜侵害后，葉片卷曲呈球形，出現枯斑逐漸失去光合作用功能，嚴重導致棉苗枯萎甚至死苗。
二十世紀七十年代以來，世界各主要產棉國相繼開展棉花抗蟲育種，從抗性資源篩選、抗蟲新品種選育、抗蟲性鑒定方法、抗性機理、抗性遺傳和蟲害發生規律等方面著手研究，取得了顯著進展。
建立年份間重復性好的抗蟲鑒定方法是棉花抗蟲育種的前提條件。“七五”期間國家設立“棉花抗蟲育種”攻關項目，經過反復試驗研究，建立了棉花對四大靶標害蟲的抗蟲性鑒定方法。其中“棉花品種對棉蚜的抗性鑒定方法”由中國農業科學院棉花研究所(1983)建立，隨后該單位(1989)對這一鑒定方法進行了校正。該鑒定技術體系以大田為鑒定場所，利用自然蟲源進行抗棉蚜鑒定。在承擔江蘇省“九五”農業科技重點攻關項目“轉基因抗蚜蟲棉花新種質的培育”期間，江蘇省農業科學院經濟作物研究所建立了“棉花溫室內單株抗蚜性鑒定方法”。該鑒定方法以溫室為鑒定場所，采用人工接蚜途徑進行抗蟲鑒定。
本專利申請的發明人在長期棉花抗蟲育種實踐中發現，利用自然發生的蟲源進行大田抗蚜鑒定，棉蚜的發生動態易受環境條件的影響，高溫干旱年份棉蚜發生重，抗棉蚜品種可能被淘汰，低溫多雨年份棉蚜發生輕，感棉蚜品種可能誤入抗蚜類型；同時大田棉蚜的發生地點和發生量也是隨機的，無法實現區組內處理的一致性，因此在大田進行抗蚜鑒定具有較大的盲目性。而冬季在溫室內進行抗蚜鑒定，由于水泥池的面積小，供試品種的數量有限，存在規模小、蟲源繁殖保存困難的缺陷。
發明內容
本發明的目的在于針對大田抗蚜鑒定和溫室抗蚜鑒定存在的問題，建立一種年份間重復性好的棉花品種人工網室抗棉蚜鑒定方法，從而提高棉花品種抗蚜鑒定的準確率和可靠性。
經過反復試驗和比較，本專利申請的發明人發現，傳統棉花品種抗棉蚜鑒定方法存在上述問題的原因主要有1、鑒定場所不適宜。大田鑒定是在自然條件下進行的，盡管試驗規模不受限制，但棉蚜的發生量易受環境因素的影響，這些因素包括降雨、氣溫、天敵和其它害蟲等。溫室鑒定一般在秋冬季進行，溫室規模小，供試品種數量受到限制，并且棉蚜的繁殖與保存比較繁瑣。根據供試品種的數量確定試驗規模，在試驗田建立人工網室，利用塑料薄膜的增溫作用和尼龍網的隔離作用，可以克服大田鑒定和溫室鑒定存在的問題。
2、缺乏簡便、高效、高度一致的接蟲途徑。大田鑒定以棉蚜的自然發生作為接蟲途徑，無需人工接種棉蚜，但在試驗區內棉蚜的發生具有很大的隨機性，無法保證同一區組內各供試品種接蚜處理的一致性。溫室鑒定采用人工接蚜，接蟲處理繁瑣，當供試的品種數量少時，能夠保持處理的一致性，但當供試的品種較多時，不同操作人員將無法保證處理的一致性。在人工網室內首先種植常規品種繁殖棉蚜，當單株蚜量達到200頭左右時，將供試品種3葉期棉苗移栽到人工網室，采用繁殖行間自然傳播棉蚜進行接蚜處理，不僅省略了接蟲環節，而且可以實現接蚜處理的一致性。
3、鑒定方法不完善。傳統抗蚜鑒定以非洲E-40為對照品種，而該品系是1個抗棉蚜材料，以它為對照，計算所得的供試品種蚜害指數減退率(D)不能真實地反映供試品種的抗性水平；傳統抗蚜鑒定在苗蚜期、恢復期、伏蚜期具有不同的分級標準，但棉蚜對棉花危害最嚴重的時期是苗蚜期，因而該階段的鑒定結果能夠反映整體水平，棉花品種對棉蚜的抗性分級標準必須修訂。尤其是轉外源凝集素基因棉花的抗棉蚜鑒定，只有以受體品種為對照，才能正確評價轉基因材料的抗蚜水平。以常規品種為對照，根據供試品種的蚜害指數較對照的減退率，建立抗性分級標準，并確定供試品種的抗性水平。
在分析了傳統棉花品種抗棉蚜鑒定方法存在問題及產生原因的基礎上，形成了本發明的技術體系——棉花品種人工網室抗棉蚜鑒定方法，該方法包括以下步驟1)、建立人工網室——選擇排灌方便地塊，按設定面積搭建框架后，罩上網罩，覆蓋薄膜；通常標準網室設定為180m2(30m×6m)，每個供試品種占地26.67m2，框架主體為塑鋼結構，頂部為半橢圓形，在鋼架外側先罩上尼龍網，在尼龍網的外表覆蓋厚度為1mm的塑料薄膜，在人工網室的兩端各設立一個2m×1m矩形結構門。
2)、冬耕殺蟲——冬季耕翻人工網室內的土壤，使耕作層內的越冬蟲蛹暴露在土壤表面，利用低溫凍害殺死蟲卵，以確保第二年人工網室內無其它害蟲及棉蚜天敵的發生。
3)、建立棉蚜繁殖行——開春后，在人工網室內種植非抗蚜棉品種，行距1米左右(0.8-1.2米)，作為棉蚜繁殖行，待第二片真葉展平后，取保存棉蚜的棉株葉片，按單株接蚜量標準(通常40頭)，采用搭葉接混合蚜的方式，對棉蚜繁殖行進行接蚜。
4)、接蟲處理——對供試品種及對照品種育苗，待棉苗普遍達到3葉期時，以預定移栽分布規律，將供試品種及對照品種棉苗分別栽入人工網室內的兩個棉蚜繁殖行之間，(此時棉蚜繁殖行中的棉苗因受棉蚜的危害，生長發育停滯，子葉和兩片真葉卷曲呈球形，并發黃變枯，無新生葉出現，由于原來寄主缺乏營養物質，棉蚜由無翅蚜蛻變為有翅蚜，隨即趨近遷飛到供試品種的棉株上，)實現棉蚜繁殖行間栽種供試品種的接蟲；通常采用營養缽育苗，預定移栽分布規律為每個品種移栽10行，每行10棵。
5)、調查蚜害級別——分別于苗蚜發生高峰期(通常為5葉期)、苗蚜危害恢復期(通常為7葉期)、伏蚜期及秋蚜期調查供試品種棉花蚜害級別，鑒定各參試品種對棉蚜的抗性，以常規品種為對照，計算蚜害指數及其比對照減退率；通常調查時隨機抽樣40株，苗蚜期調查以全株受害最重葉片為標準葉，其它時期均以棉株頂部5葉中受害最重葉片為標準葉。
6)、確定抗性水平——根據各供試品種的蚜害指數比對照減退率，建立棉花品種對棉蚜的抗性分級標準，確定其對棉蚜的抗性水平。
本專利申請人所在的課題組經過反復實踐，大量的實驗結果證明采用本發明的技術方案后，可以有效地排除環境條件包括生物和非生物因素的干擾，克服棉蚜發生的隨機性，省略人工接蚜環節，能夠真實地反映供試品種的抗性水平，從而顯著提高棉花品種對棉蚜抗性鑒定的準確性和可重復性。
由于本發明突破了傳統抗棉蚜鑒定的禁錮，通過對整個鑒定方法體系每個環節的統盤優化，采用人工網室為鑒定場所、棉蚜繁殖行間自然傳蚜為接蟲途徑、以常規品種為對照等一系列改進技術措施，因而與現有的鑒定方法相比，能夠顯著提高抗棉蚜鑒定的準確性。
以下為分別利用大田鑒定和人工網室鑒定對兩個具有形態抗性品種川抗77、川棉109連續3年(2002-2004年)苗蚜期抗棉蚜鑒定結果。2002、2004年苗期干旱，2003年苗期多雨。由此可知，3年大田鑒定的結果不一致，在嚴重干旱的2004年川抗77、川棉109表現感蚜；在較干旱的2002年川抗77表現中抗棉蚜，川棉109表現感蚜；在多雨的2003年川抗77表現抗蚜，川棉109表現中抗棉蚜。而連續3年人工網室的鑒定結果高度一致，反映了品種原有的特性，即川抗77在整個生育期表現中抗棉蚜，川棉109苗期感蚜，蕾鈴期及吐絮期中抗棉蚜。
備注HR-高抗；R-抗；MR-中抗；S-感；HS-高感
具體實施例方式
下面結合具體實施方式
對本發明的技術方案作進一步說明。
實施例一本實例的棉花人工網室抗棉蚜鑒定方法應用于轉外源凝集素基因棉花工程植株及品系的抗棉蚜性狀鑒定，可以簡便、快速、準確地篩選鑒定抗棉蚜植株和品系，具體過程如下1、根據鑒定規模建立人工網室。1個標準網室180m2，可栽種600棵被鑒定的棉苗。按照標記基因檢測獲得60個陽性植株、形成40-50個株行、育成20-30個品系計算，一般從事轉外源凝集素基因棉花研究的單位需要建立5-6個標準網室。
2、冬前深翻土壤，耕翻深度為35公分，使土壤耕作層內各種害蟲的越冬蟲蛹暴露在土壤表面，利用低溫凍害殺死蟲卵，確保第二年人工網室內無其它害蟲及棉蚜天敵的發生。
3、4月上旬(江蘇地區開春后)采用地膜覆蓋的方式在人工網室內種植常規品種，株行配置為株距0.8尺、行距3尺，第二片真葉展平后，從溫室保存棉蚜的棉株上用剪刀剪取帶有棉蚜的葉片，按單株接蚜量40頭的標準，采用搭葉接混合蚜的方式，建立棉蚜繁殖行。
4、轉外源凝集素基因棉花當代種籽或品系于4月中旬采用營養缽塑料棚架育苗，第1片真葉展平后在苗床進行標記基因檢測，保留陽性植株，5月中旬當棉苗普遍達到3葉期時，按組合將陽性植株或品系分別栽入人工網室內，每個品種(系)栽種10行，每行10株，以常規品種作為對照。棉蚜隨即遷飛到供試材料的棉株上，實現供試材料的接蚜處理。
5、分別于5葉期、7葉期、伏蚜期及秋蚜期逐株調查棉花的蚜害癥狀及級別，鑒定轉外源凝集素基因棉花工程植株對棉蚜的抗性。對轉外源凝集素基因棉花品系進行抗蚜鑒定時，隨機抽樣40株，苗蚜期調查以全株受害最重葉片為標準葉，其它時期均以棉株頂部5葉中受害最重葉片為標準葉。以常規品種為對照，計算蚜害指數及其比對照減退率。以轉半夏凝集素基因棉花品系苗蚜期抗棉蚜鑒定為例，說明實驗結果的統計與計算過程。其中蘇抗208、蘇抗201和蘇抗219為轉半夏凝集素基因棉花品系，蘇棉8號、新陸中T和徐州219分別為其受體品種即對照。蚜害分級標準為0級，無蚜蟲，葉片平展；I級，有蚜蟲，葉片無受害；II級，有蚜蟲，葉片皺縮或微卷，未達半圓；III級，有蚜蟲，葉片卷曲達半圓或半圓以上，呈瓢形；IV級，有蚜蟲，葉片完全卷曲，呈球形。
蘇抗208比對照蘇棉8號蚜害指數減退率＝(73.51-10.28)×100％÷73.51＝86.02％蘇抗201比對照新陸中T蚜害指數減退率＝(68.15-12.08)×100％÷68.15＝82.27％蘇抗219比對照徐州219蚜害指數減退率＝(66.34-9.70)×100％÷66.34＝85.38％6、參照棉花品種對棉蚜的抗性分級標準，根據轉外源凝集素基因棉花品系的蚜害指數比對照減退率，確定其對棉蚜的抗性水平。
以轉半夏凝集素基因棉花品系苗蚜期抗棉蚜鑒定為例，說明供試品系對棉蚜抗性水平的確定。將步驟5得出的3個轉半夏凝集素基因棉花品系蚜害指數減退率，與棉花品種抗蚜蟲分級標準進行比較，可知蘇抗208、蘇抗201和蘇抗219在苗蚜期對棉蚜的抗性達到高抗水準。
實施例二棉花對棉蚜的抗性可分為形態抗性和轉基因抗性，形態抗性主要是由多茸毛性狀產生的，而轉基因抗性是指通過外源基因如野生薺菜凝集素基因的導入所獲得的抗性。因而同樣可以用棉花人工網室抗棉蚜鑒定方法對多茸毛品種進行抗棉蚜鑒定，具體過程如下
1、按照1個供試品種占地26.67m2，畦寬8尺，株距0.8尺，行距3尺進行種植規劃，1個標準人工網室可移栽6個品種，其中5個供試品種，1個對照品種，以此為依據確定人工網室所需的數量。
步驟2-3與實施例一相同。
4、供試品種于4月中旬采用營養缽育苗，5月中旬當棉苗普遍達到3葉期時，將供試材料分別栽入人工網室內，每個品種(系)栽種10行，每行10株，以常規品種作為對照。棉蚜隨即遷飛到供試材料的棉株上，進行供試材料的接蚜處理。
5、分別于苗蚜發生高峰期、苗蚜危害恢復期、伏蚜期及秋蚜期調查供試品種和常規品種的蚜害級別。調查時隨機抽樣40株，苗蚜期調查以全株受害最嚴重的葉片為標準葉，其它時期均以棉株頂部5葉中受害最嚴重的葉片為標準葉。以常規品種為對照，計算蚜害指數及其比對照減退率。
6、參照棉花品種對棉蚜的抗性分級標準，根據各供試品種的蚜害指數比對照減退率，確定其對棉蚜的抗性水平。
以上實施例經多次試驗，反復驗證，不同年份間重復試驗的結果高度一致，未發現抗蚜品種鑒定結果與推廣應用效果不符的現象，說明有效避免了傳統抗蚜鑒定方法的隨機性，本專利技術鑒定結果準確、可靠。
除上述兩方面的實施例子外，本發明還可以有其他實施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術方案，均屬于本發明要求的保護范圍之內。
權利要求
1.一種棉花品種人工網室抗棉蚜鑒定方法，其特征在于包括以下步驟1)、建立人工網室——選擇排灌方便地塊，按設定面積搭建框架后，罩上網罩，覆蓋薄膜；2)、冬耕殺蟲——冬季耕翻人工網室內的土壤，使耕作層內的越冬蟲蛹暴露在土壤表面，利用低溫凍害殺死蟲卵；3)、建立棉蚜繁殖行——開春后，在人工網室內種植非抗蚜棉品種，行距0.8-1.2米，作為棉蚜繁殖行，待第二片真葉展平后，取保存棉蚜的棉株葉片，按單株接蚜量標準，采用搭葉接混合蚜的方式，對棉蚜繁殖行進行接蚜；4)、接蟲處理——對供試品種及對照品種育苗，待棉苗普遍達到3葉期時，以預定移栽分布規律，將供試品種及對照品種棉苗分別栽入人工網室內的兩個棉蚜繁殖行之間，實現棉蚜繁殖行間栽種供試品種的接蟲；5)、調查蚜害級別——分別于苗蚜發生高峰期、苗蚜危害恢復期、伏蚜期及秋蚜期調查供試品種棉花蚜害級別，鑒定各參試品種對棉蚜的抗性，以常規品種為對照，計算蚜害指數及其比對照減退率；6)、確定抗性水平——根據各供試品種的蚜害指數比對照減退率，建立棉花品種對棉蚜的抗性分級標準，確定其對棉蚜的抗性水平。
2.根據權利要求1所述棉花品種人工網室抗棉蚜鑒定方法，其特征在于所述步驟1)中的網室設定為180m2(30m×6m)，框架主體為塑鋼結構，頂部為半橢圓形，在鋼架外側先罩上尼龍網，在尼龍網的外表覆蓋塑料薄膜，在網室的兩端設立矩形結構門。
3.根據權利要求1所述棉花品種人工網室抗棉蚜鑒定方法，其特征在于所述步驟2)中的冬前土壤耕翻深度為35公分。
4.根據權利要求1所述棉花品種人工網室抗棉蚜鑒定方法，其特征在于所述步驟3)中棉蚜繁殖行的株行配置為株距0.8尺、行距3尺。
5.根據權利要求1所述棉花品種人工網室抗棉蚜鑒定方法，其特征在于所述步驟3)待第二片真葉展平后，從溫室用剪刀剪取保存棉蚜的棉株葉片，按單株接蚜量40頭的標準，搭葉接混合蚜。
6.根據權利要求1所述棉花品種人工網室抗棉蚜鑒定方法，其特征在于所述步驟4)中供試品種采用營養缽育苗，3葉期栽入兩個棉蚜繁殖行之間，實現鑒定行棉蚜的自然傳播；預定移栽分布規律為每個品種移栽10行，每行10棵。
7.根據權利要求1所述棉花品種人工網室抗棉蚜鑒定方法，其特征在于所述步驟6)中以常規品種為對照，建立棉花品種對棉蚜的抗性分級標準。
全文摘要
本發明涉及一種以人工網室為鑒定場所的棉花品種抗棉蚜鑒定的改良方法。該方法具體操作步驟為根據鑒定規模建立人工網室；冬季深翻土壤，利用低溫凍害殺死蟲卵；開春后在人工網室內播種常規棉品種，建立棉蚜繁殖行；當棉苗普遍達到3葉期時，將供試材料分別栽入人工網室棉蚜繁殖行之間，進行接蚜處理；分別于苗蚜期、伏蚜期及秋蚜期調查供試品種的蚜害級別；以常規品種為對照，計算蚜害指數及其比對照減退率；建立棉花品種對棉蚜的抗性分級標準，根據各供試品種的蚜害指數比對照減退率，確定其對棉蚜的抗性水平。本發明能夠顯著地提高棉花品種抗棉蚜鑒定的準確率和可靠性。
文檔編號A01G13/10GK1802896SQ20061003761
公開日2006年7月19日 申請日期2006年1月5日 優先權日2006年1月5日
發明者肖松華, 劉劍光, 吳巧娟, 狄佳春, 許乃銀, 陳旭升 申請人:江蘇省農業科學院