全 文 ：Vol. 31 , No. 1
pp. 53 - 57 　Jan. , 2005
作 　物 　学 　报
ACTA AGRONOMICA SINICA
第 31 卷 第 1 期
2005 年 1 月 　53～57 页
不同类型抗虫陆地棉对红铃虫的抗性研究
吴征彬　陈　鹏　杨业华　徐裕森　谢红彬
(华中农业大学植物科学技术学院 , 湖北武汉 430070)
摘 　要 : 2001 - 2002 年 ,以 33 份次陆地棉新品种 (新品系或新组合) 为材料 ,对不同类型棉花的抗红铃虫性进行了研究。
抗虫鉴定在网室进行 ,以种子虫害率为抗虫鉴定指标 ,以鄂棉 18 为感虫对照品种 ,根据棉花受红铃虫危害情况将棉花的
抗虫性分为免疫 ( I) 、高抗 (HR) 、抗虫 (R) 、中抗 (MR) 、感虫 (S)和高感 ( HS) 6 级。试验结果表明 ,对红铃虫表现高抗的品
种全部为转基因抗虫棉。其中双价 ( Bt + CpTI)抗虫棉的抗虫性略优于单价 ( Bt) 抗虫棉 ;转基因常规抗虫棉的抗虫性略
优于转基因杂交抗虫棉 ;转基因抗虫棉的抗虫性明显优于一般陆地棉。抗虫棉的种子虫害率低、僵瓣黄花少、好花率高 ,
种植抗虫棉有利于保证棉花的丰产、稳产和提高皮棉质量。
关键词 :陆地棉 ;转 Bt 基因抗虫棉 ;转 Bt + CpTI 双价抗虫棉 ;常规抗虫棉 ;杂交抗虫棉 ;红铃虫
中图分类号 :S562
Evaluation of the Resistance of Different Insect2resistant Cotton Cultivars to the
Pink Boll worm
WU Zheng2Bin , CHEN Peng , YANG Ye2Hua , XU Yu2Sen ,XIE Hong2Bin
( College of Plant Science and Technology , Huazhong Agricultural University , Wuhan 430070 , Hubei , China)
Abstract :Thirty2three new cultivars (new strains or cross2pollinated combinations) of Gossypium hirsutum L. were tested
for their resistance to the pink bollworm in the cage plot during the years of 2001 and 2002. By taking the percentage of
damaged seeds as an index and“Emian 18”as control , the cotton insect resistance was classified into six grades of immuni2
ty ( I) , high resistance ( HR) , resistance(R) , moderate resistance (MR) , sensitivity (S) and high sensitivity ( HS) . The
results showed that all the materials that expressed high resistance to the pink bollworm were the transgenic insect2resistant
cultivars , among which the resistance of double2transgenic ( Bt + CpTI) cultivars was stronger than that of mono2transgenic
cultivars , and the resistance of two kinds of the transgenic cultivars was stronger than that of the cross2pollinated combina2
tions. All the transgenic materials were significantly better than the cultivars traditionally bred in the insect resistance.
Therefore , a conclusion is made that the popularization of growing transgenic insect resistant cultivars can increase the cot2
ton yield and the fiber quality.
Key words :Upland cotton ; Transgenic Bt insect resistant cotton ; Transgenic Bt + CpTI insect2resistant cotton ;Normal in2
sect2resistant cotton ; Hybrid insect2resistant cotton ; Pink bollworm
　　棉花一生可能遭受数十种害虫的危害 ,其中尤
以棉蚜、棉铃虫、棉红铃虫和棉红蜘蛛的危害最为严
重。据统计 ,我国每年因各种虫害造成的皮棉损失
约占棉花总产量的 10 %～15 %。棉田化学防治的
农药用量约占作物防治农药总用量的 2Π3[1 ] 。大量
化学农药的使用不仅增加了植棉成本 ,而且还污染
环境 ,破坏了生态平衡。所以近年来世界各植棉国
均十分重视棉花抗虫品种的选育。自美国孟山都公
司 1996 年率先将转基因 Bt 抗虫棉推向商品化生产
后 ,良好的经济和社会效益使抗虫棉在生产上得到
了超常规速度推广[2 ,3 ] 。我国是继美国后自育转基
因抗虫棉的第二个国家 ,转基因抗虫棉的育种和推
广在我国得到了飞速发展 ,至 1999 年 ,抗虫棉品种
的推广面积已近 60 万 hm2 [4 ] ,如 GK21、GK212 等品
种 1999 年种植面积均超过 10 万公顷 ,中棉所 29 和
中棉所 30 在 2000 年的种植面积也在 10 万公顷以
繱基金项目 :国家农业科技成果转化资金 (02EFN21701270) 、湖北省“十五”棉花育种科技攻关 (2001AA204A01)和国家“863”计划等项目研
究的部分内容。
作者简介 :吴征彬 (1956 - ) , 男 , 副教授。主要从事棉花抗性育种和抗性鉴定研究。E2mail :wzb @mail . hzau. edu. cn
Received (收稿日期) :2003208220 ;Accepted (接受日期) :2004201204.

上[5 ] 。抗虫棉新品种是当前国内棉花生产中推广的
主要品种类型 ;选育抗虫棉新品种是当前国内棉花
育种的主要目标[6 ] 。
我国目前在生产上推广的抗虫棉品种按基因型
划分有 Bt 棉和 Bt + CpTI 棉 2 种类型 ;按品种型划
分主要有杂交抗虫棉和常规抗虫棉。为了合理利用
棉花抗虫种质资源 ,研究不同类型抗虫棉 ,即转基因
常规抗虫棉、转基因杂交抗虫棉、常规抗虫棉和常规
棉对红铃虫的抗性差异 ,为提高棉花抗虫育种效果
提供理论依据 ,2001 - 2002 年 ,我们选择了由国内转
育的几种不同类型的抗虫棉种质为亲本 [其转基因
( Bt 和 Bt + CpTI) 抗虫棉亲本由中国农科院棉花研
究所等单位提供 ,常规抗虫棉由本校采用回交法转
育而成 ]配制了一批杂交组合 ,在网室对全部试验材
料进行了抗红铃虫鉴定 ,并对鉴定结果进行了比较
和分析。
1 　材料与方法
1. 1 　材料来源
　　2001 年供试材料共 11 个 ,其中杂交亲本 (常规
品种) 6 个 ;杂种一代 2 个 ;杂种二代 3 个 ;以推广品
种鄂棉 18 为感虫对照品种 (网室) 。
2002 年供试材料共 20 个 ,其中杂交亲本 (常规
品种) 7 个 ;采用不完全双列杂交 (NC Ⅱ) 设计配制杂
交组合所得的杂交一代 12 个 ;以推广品种鄂杂棉 1
号为杂交棉对照品种 (田间和网室) ;以推广品种鄂
棉 18 为感虫对照品种 (网室) 。材料来源及其主要
抗虫特点详见表 1。
表 1 试验材料
Table 1 Experimental materials
2001 2002
材料
Material
类型
Type
材料
Material
类型
Type
材料
Material
类型
Type
H103 常规 (光滑)抗虫棉 4105 常规抗病棉 305 F1 (H103 ×502) F1 , 抗虫杂交棉
H3117 Bt 单价常规抗虫棉 1267 F1 (4105 ×502) F1 , 抗虫杂交棉 H103 常规抗虫棉
1167 F1 (正交) (H103 ×H3117) F1 , 抗虫杂交棉 502 Bt + CpTI 双价常规抗虫棉 306 F1 (H103 ×1091) F1 , 抗虫杂交棉
1167 F1 (反交) (H3117 ×H103) F1 , 抗虫杂交棉 2367 F1 (4105 ×1091) F1 , 抗虫杂交 307 F1 (H103 ×3108) F1 , 杂交棉
1167 F2 (H103 ×H3117) F2 , 抗虫杂交棉 1091 Bt 单价常规抗虫棉 308 F1 ( GK19 ×502) F1 , 抗虫杂交棉
4105 常规抗病棉 301 F1 (4105 ×3108) F1 ,杂交棉 BK19 Bt 单价常规抗虫棉
502 Bt + CpTI 双价常规抗虫棉 3108 常规丰产棉 309 F1 (BK19 ×1091) F1 , 抗虫杂交棉
1267 F2 (4105 ×502) F2 , 抗虫杂交棉 302 F1 (8101 ×502) F1 , 抗虫杂交棉 310 F1 (BK19 ×3108) F1 , 抗虫杂交棉
55173 常规抗病棉 8101 常规优质棉
BK19 Bt 单价常规抗虫棉 303 F1 (8101 ×1091) F1 , 抗虫杂交棉 鄂棉 18 推广品种 (感虫对照)
1268 F2 (55173 ×BK19) F2 , 抗虫杂交棉 304 F1 (8101 ×3108) F1 , 杂交棉
鄂棉 18 推广品种 (感虫对照) 鄂杂棉 1 号 推广杂交棉 (对照品种)
1. 2 　试验方法
1. 2. 1 　网室鉴定 　　2 年抗虫鉴定均在华中农业
大学网室进行。试验采用随机区组设计 ,重复 3 次 ,
单行区 ,行长 5 m。以鄂棉 18 为感虫对照品种。棉
花均采用营养钵育苗移栽 ,4 月中旬播种 ,5 月中旬
移栽。棉花生长前期没有进行化学治虫 ,7 月底罩
网时喷药防治害虫 1 次 ,8 月初接虫后不再防治害
虫 ,接虫密度为每平方米网室接 1 头红铃虫成虫 ,其
中雌雄虫各半。虫源来自采摘的大田一代红铃虫虫
花经室内化蛹羽化而得。
1. 2. 2 　田间试验 　　2002 年 ,在对供试材料进行网
室抗红铃虫鉴定的同时 ,还同步进行田间自然虫源
红铃虫危害试验。田间试验的供试材料为 20 个 ,试
验采用随机区组设计 ,重复 3 次 ,3 行区 ,小区长 4. 5
m ,宽 2. 7 m ,面积 12. 15 m2 。棉花采用营养钵移栽 ,
4 月 9 日播种 ,5 月 16 日移栽 ,等行种植 ,株距 0. 3
m ,行距 0. 9 m ,密度为 3. 7 万株Πhm2 。田间管理 ,仅
在苗期化学防治蚜虫 1 次 ,以后不再防治害虫 ,即化
学治虫次数和杀虫剂用量较一般棉田减少 80 %以
上外 ,其余管理措施与大田生产基本相同。由于田
间试验无法严格控制害虫种类和红铃虫数量 ,虫害
程度受试验条件影响较大 ,故田间试验结果只作为
网室抗虫鉴定结果的验证和补充 ,不作为对品种抗
虫级别评价的依据[6 ] 。
1. 3 　抗虫指标
以种子虫害率为抗红铃虫鉴定指标。抗虫指标
的考查程序如下 :分小区收花 ,晒干 →将历次所收子
棉合并 (不选僵瓣花) →按小区轧花 →将种子脱绒 →
从各小区的种子中分 3 次随机取样 ,每样 1 000 粒 ,
考查受红铃虫危害的种子数 →计算小区种子虫害率
(3 次样本平均) →计算品种种子虫害率 (3 次重复
平均) 。
45 　　　　作 　　物 　　学 　　报 第 31 卷 　

1. 4 　抗性分级
根据各鉴定材料种子虫害率比感虫对照鄂棉
18 相对减少或提高的百分率 y ,将棉花的抗虫性分
为 I(免疫) 、HR (高抗) 、R (抗虫) 、MR (中抗) 、S (感
虫)和 HS(高感) 6 级[7 ] 。其计算公式和抗虫分级标
准 (表 2)如下 :
种子虫害率 ( %) = (受虫害种子数Π考查总种
子数) ×100 %
y = [ (鉴定材料种子虫害率 - 对照品种种子
虫害率)Π对照品种种子虫害率 ] ×100
表 2 棉花抗红铃虫分级标准
Table 2 Standard grade of resistance to pink boll worm
抗级 Resistance grade I HR R MR S HS
y - 100. 0 - 99. 9～ - 70. 0 - 69. 9～ - 40. 0 - 39. 9～ - 10. 0 - 9. 9～20. 0 ≥20. 1
2 　结果与分析
2. 1 　2001 年网室抗虫鉴定结果
　　受红铃虫危害最重的是感虫对照品种鄂棉 18 ,
其种子虫害率 (简称子害率) 高达 16. 42 % ,极显著
高于全部供试材料的种子虫害率。根据表 2 中的抗
虫分级标准 ,可将供试材料分为高抗和抗虫两种类
型 ,高抗虫材料有 1167 F1 (正交) 、502、1267 F2 、BK19
和 1268 F2 。其中 1167 F1 、BK19 和 1268 F2 均含有转
Bt 外源抗虫基因 ;502 和 1267 F2 则含有 Bt + CpTI
双价外源抗虫基因。另外 6 个材料为抗虫级 ,其中
H3117、1167 F1 (反交) 、1167 F2 含有 Bt 抗虫基因。
从以上结果可以看出 ,高抗虫材料全部为转基因抗
虫棉 ,转基因抗虫棉虽然不一定都能达到高抗虫水
平 ,但转基因抗虫棉对红铃虫均具有很强的抗性。
从杂交世代看 , F2 代的抗虫性介于双亲之间 ,
其红铃虫危害率高于转基因抗虫亲本但明显低于非
转基因抗虫棉亲本 ,F2 代在抗虫性方面仍有较好的
利用价值。另外 ,正反交 F1 代的抗虫性存在一定的
差异 ,在育种中正确选择杂交方式则有可能更好地
提高杂交棉的抗虫性。抗虫鉴定结果见表 3。
表 3 2001 年棉花抗红铃虫鉴定结果
Table 3 Evaluation results for pink boll worm resistance in 2001
材料
Material
子害率
Damaged seeds
( %)
y 抗级Resistance grade
材料
Material
子害率
Damaged seeds rate
( %)
y 抗级Resistance grade
H103 6. 23 bc BC - 62. 1 R 502 2. 42 f E - 85. 3 HR
H3117 5. 00 cde CD - 69. 5 R 1267 F2 3. 75 ef CD - 77. 2 HR
1167 F1 (正交) 4. 25 de CDE - 74. 1 HR 55173 6. 50 bc BC - 60. 4 R
1167 F1 (反交) 6. 00 bc BCD - 63. 5 R BK19 2. 58 f E - 84. 3 HR
1167 F2 5. 75 bcd BCD - 65. 0 R 1268 F2 2. 75 f E - 83. 3 HR
4105 7. 77 b B - 52. 7 R 鄂棉 18(CK) 16. 42 a A 0. 00 S
注 :数值旁的大小不同字母分别表示差异达到极显著或显著水平 , 下同。
Notes :Values followed by the different capital and small letters are significant by different at 0. 05 or 0. 01 level respectively. The same below.
2. 2 　2002 年网室抗虫鉴定结果
2002 年鉴定结果与 2001 年基本一致 ,即高抗虫
材料均含有外源抗虫基因。其中含有 Bt + CpTI 抗
虫基因的 5 个材料 (亲本 502 及其杂种后代 1267 F1 、
302 F1 、305 F1 、308 F1 )均高抗红铃虫 ,说明双价转基
因抗虫棉不仅抗虫性很强 ,而且抗性遗传力高且抗
性稳定[8 ] 。尤其母本是 Bt 抗虫棉、父本是 Bt + CpTI
抗虫棉的杂种后代 308 F1 的种子虫害率在本试验
中最低 ,其抗虫性表现最强 ,说明将不同类型的抗虫
基因综合在一起有可能提高棉花的抗虫性。在含有
Bt 抗虫基因的 8 个材料中 (包括 308 F1 ) ,抗虫供体
亲本 1091 和 BK19 均为高抗级。用它们配制的 6 个
杂交组合中 ,306 F1 、308 F1 、309 F1 、310 F1 等 4 个组
合高抗红铃虫 ; 2367 F1 、303 F1 2 个组合为抗虫级。
在不含外源抗虫基因的 8 个供试材料中没有高抗级
材料 ,其中 3108、H103 和 307 F1 为抗虫级 ,4105、301
F1 、8101、304 F1 和鄂杂棉 1 号为中抗级。2002 年网
室抗虫鉴定结果见表 4。
2. 3 　2002 年田间虫害试验结果
红铃虫主要危害棉铃 ,造成种子受害 ,同时也是
形成僵瓣黄花的重要原因。为了研究各供试材料在
大田生产条件下的抗虫性表现 ,2002 年 ,我们在不
55第 1 期 吴征彬等 :不同类型抗虫陆地棉对红铃虫的抗性研究 　　　

治虫条件下 ,对各小区的种子虫害率和僵瓣黄花率
进行了考查 (见表 5) 。结果证明 ,转基因抗虫棉的
种子虫害率普遍较低、僵瓣黄花少 ,其抗虫性极显著
优于非抗虫棉亲本 ,与网室抗虫鉴定结果基本一致。
对 2002 年各供试材料网室鉴定的种子虫害率与田
间试验的种子虫害率作相关分析 ,二者的相关系数
r = 0. 801 3 3 ( r0. 05 = 0. 444 ; r0. 01 = 0. 561) ,呈极显著 正相关。田间试验的棉花种子虫害率与田间试验的僵瓣黄花率也呈极显著正相关 ( r = 0. 849 3 3 ) 。用网室的棉花种子虫害率与田间试验的棉花僵瓣黄花率作相关分析 ,仍呈极显著正相关 ( r = 0. 877 3 3 ) ,这充分说明 ,抗虫品种僵瓣黄花率低 ,有利于提高棉花品级。
表 4 2002 年棉花抗红铃虫鉴定结果
Table 4 Evaluation results for pink boll worm resistance in 2002
材料
Material
子害率
Damaged seed rate
( %)
y 抗级Resistance grade
材料
Material
子害率
Damaged seed rate
( %)
y 抗级Resistance grade
4105 12. 87 ab AB - 25. 0 MR 鄂杂棉 1 号 12. 90 ab AB - 24. 9 MR
1267F1 3. 43 ef F - 80. 0 HR 305 F1 4. 80 ef EF - 72. 0 HR
502 3. 37 ef F - 80. 4 HR H103 9. 80 bcd ABCDE - 42. 9 R
2367 F1 6. 27 def CDEF - 63. 5 R 306 F1 4. 43 ef DEF - 74. 2 HR
1091 3. 27 ef F - 81. 0 HR 307 F1 6. 77 cde BCDEF - 60. 6 R
301 F1 10. 53 bcd ABC - 38. 6 MR 308 F1 2. 80 f F - 83. 7 HR
3108 9. 43 bcd ABCDE - 45. 1 R BK19 3. 53 ef F - 79. 4 HR
302 F1 4. 27 ef EF - 75. 1 HR 309 F1 4. 27 ef EF - 75. 1 HR
8101 10. 53 bcd ABCD - 38. 7 MR 310 F1 3. 20 ef F - 81. 4 HR
303 F1 6. 10 def CDEF - 64. 5 R
304 F1 11. 10 bc ABC - 35. 3 MR 鄂棉 18(CK) 17. 17 a A 0. 0 S
表 5 2002 年田间试验结果
Table 5 Test results in the field in 2002
材料
Material
子害率
Damaged seed rate
( %)
僵黄花率
Percentage of rotted
seed cotton( %)
材料
Material
子害率
Damaged seed rate
( %)
僵黄花率
Percentage of rotted
seed cotton( %)
4105 4. 7abcdef ABCDEFG 5. 96 a A 304 F1 6. 7 a AB 5. 65 ab A
1267F1 2. 0 gh FG 1. 85 fgh E 鄂杂棉 1 号 (CK) 5. 0 abcde ABCDEF 4. 16 cde ABCD
502 2. 5 efgh DEFG 2. 28 fgh E 305 F1 2. 5 efgh DEFG 2. 18 fgh E
2367 F1 4. 0 bcdefg ABCDEFG 2. 22 fgh E H103 7. 2 a A 4. 43 abc AB
1091 3. 0 defg CDEFG 2. 42 fgh DE 306 F1 3. 5 cdefgh BCDEFG 2. 17 fgh E
301 F1 6. 0 abc ABCD 4. 76 abc AB 307 F1 6. 7 a AB 4. 36 bcd ABC
3108 5. 3 abcd ABCDEF 5. 08 abc A 308 F1 1. 3 h G 1. 51 gh E
302 F1 2. 3 fgh EFG 2. 37 fgh DE BK19 2. 3 fgh EFG 1. 95 fgh E
8101 5. 3 abcd ABCDEF 3. 10 def BCDE 309 F1 2. 0 gh FG 1. 37 h E
303 F1 3. 5 cdefgh BCDEFG 2. 85 efg CDE 310 F1 3. 0 defg CDEFG 2. 08 fgh E
3 　小结与讨论
3. 1 　对棉花抗虫性的评价
　　转基因 ( Bt ; Bt + CpTI) 抗虫棉对红铃虫具有很
强的抗性 ,虽然转基因抗虫棉因不同的品种或同一
品种不同器官的毒蛋白含量及其表达具有一定的差
异 ,导致其抗性表现也有一定的差异[9 ,10 ] ,转基因抗
虫棉不一定都能达到高抗虫水平 ,但高抗材料却都
是转基因抗虫棉 ,转基因抗虫棉的抗虫性均在抗虫
级水平以上 ,远优于一般 (非转基因) 棉花品种。将
外源抗虫基因导入棉花培育抗虫棉品种是棉花抗虫
育种的最有效途径。
外源抗虫基因的抗虫性可能有累加作用 ,品种
拥有的抗虫基因越多 ,其抗虫性可能越强且越稳定。
从本试验结果看 ,用 Bt 棉与 Bt + CpTI 棉杂交的 F1
代抗性最强 ,再依次是 Bt + CpTI 棉、Bt 棉、常规抗
虫棉和常规棉。由于单价抗虫棉的抗虫性应用时间
有限 ,据预测 Bt 基因应用 8～10 年即有可能丧失抗
性[11 ] ,如将多个抗虫基因综合在一起 ,则有可能扩
大棉花的抗虫谱范围 ,提高棉花的抗性水平并保持
棉花抗虫的持久性和稳定性[12 ] 。
从总体上看 ,虽然转基因常规棉 (亲本) 的抗虫
性略优于转基因杂交棉 ,但很多转基因杂交棉的抗
虫性十分接近抗虫供体亲本 ,并远优于非抗虫亲本 ,
有的组合甚至在杂种二代仍然具有良好抗性。由于
棉花杂交种在产量和品质方面较常规品种具有明显
65 　　　　作 　　物 　　学 　　报 第 31 卷 　

优势 ,因此 ,充分利用转基因材料 ,培育转基因抗虫
杂交棉更能实现棉花高产、优质和高效的种植
目标[13～15 ] 。
3. 2 　棉花抗虫育种的前景展望
推广抗虫品种 ,由于充分利用了品种的内在抗
性 ,大大减少了化学治虫次数和化学农药的用量 ,不
仅省钱、省工 ,而且还有利于保持棉田生态平衡 ,有
利于棉花生产的可持续发展 ;由于抗虫棉僵瓣黄花
率低、好花率高 ,提高了棉花品质 ,种植抗虫棉能够
同时获得良好的经济效益和生态效益 ,故棉花抗虫
育种具有广阔的应用前景。选育抗虫棉品种应是今
后最重要的棉花育种目标。克隆和转导外源抗虫基
因 ,创造多基因抗虫新材料是棉花抗虫育种的基础
和物质保障 ;将生物技术育种与常规育种技术相结
合 ,利用转基因抗虫新材料作为亲本 ,培育转基因抗
虫杂交棉品种是棉花抗虫育种的重要途径。研究抗
虫棉的高效优质栽培技术 ,做到良种良法齐推广是
充分发挥抗虫棉增收节支的保证。
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