关于转基因棉花抗旱性鉴定可行性研究报告.docx

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关于转基因棉花抗旱性鉴定可行性研究报告

关于转基因棉花抗旱性鉴定

可行性研究报告

目录

1、试验背景

2、当前问题

3、项目理由

4、实施方案

5、试验项目测定

6、资金预算

7、项目目标及意义

一，试验背景

常规的棉花抗旱育种具有很大的局限性，它只能在相近的棉花属种之间通过杂交获得抗旱性,极大地限制了可以利用的基因资源；在棉花通过杂交引入抗旱基因的同时,不可避免地会引入其它不相宜的基因,需要经过多次回交才能得到较为理想的抗旱品种。

这样既增加了棉花抗旱育种工作的难度,又延长了育种时间。

因此通过基因工程手段改进作物的抗旱性则克服了以上缺点,和常规育种相比,具有周期短,可利用基因资源广泛的优点,目前在转基因在棉花育种工作上具有广阔的应用前景。

目前国内比较常见的转基因棉花如：

抗虫转基因棉花、抗除草剂棉花等。

新疆已有两个转基因棉花品种即新陆棉1号和新桑塔6号，获取了国家颁发的安全证书，并通过了国家棉花品种审定。

本试验在xxx进行。

团场地处北温带干旱地区，属于典型大陆性气候，为新疆干旱荒漠区。

团场地势自东向西倾斜，地势基本平坦，东、南、西部为垦殖耕地区，北部为荒漠沙丘，历年无霜期平均162天，年平均日照118天；日平均气温6．56度。

特殊的地理位置，使团场形成了独特的光热资源，年积温高，昼夜温差大，适宜多种农作物的生长，为棉花的生长提供了有力的条件。

二、当前问题

棉花抗旱性是指在遭受季节性水分亏亏缺地区，棉花抵抗和忍耐干旱，能正常生长，具有高产、稳产潜力的能力。

其抗旱机理可分为抵抗干旱和忍耐干旱2种。

抵抗干旱指棉花在干旱条件下，使自身不受或少受旱害的形态特征和生理生化特性。

忍耐干旱是指棉花受旱后反应出来的适应特性。

选择棉花抗旱鉴定指标的目标是在干旱灾害下通过选育抗旱品种和选择抗旱栽培技术来获得棉花生产的高产、优质、高效。

单一或某几个指标很难真实全面反应棉花的抗旱能力，需通过综合指标的计算和分析或多个指标的田间实践共同来鉴定。

棉花抗旱性能由于不同地区不同气候条件和品种的制约而呈现各种差异，其抗旱机制也因不同品种和不同生育时期而异。

因此，在进行棉花抗旱性鉴定指标的选择上因各地区和种属差别而异，不能一概而论。

当前研究作物的抗旱性所采用的方法有田间鉴定法、干旱棚或人工模拟气候箱法、实验室法。

田间鉴定法是将供试品种直接种在地里,以自然降水或灌控制土壤水分,影响植株外部形态或产量,以评价品种抗旱性此法受环境条件影响大,需要的时间长,工作量大,但方法简单,无需特殊设备,又以产量作评价指标,所以易为育种者接受。

抗旱棚或人工模拟气候箱法,是将供试品种播种在可控水分的土壤上,它可研究不同生育阶段的抗旱性,研究土壤水分对生长发育生理过程或产量的影响。

此法需要一定的设备,实验量有限,但它比较可靠,重复性好。

干旱棚或人工模拟气候箱法、实验室法等这些方法易受到单一方面的影响，试验所得数据可能会与实际存在一定的偏差，对于棉花这样的大田作物而言，整个生育期面临着诸多环境因素的影响，所以一些简单的试验不足以反应该种质资源的特点。

因此，我们需要更加精确的试验，使试验环境能更加接近大田气候，进而准确鉴定棉花抗旱性

三、项目理由

近年来棉花转基因育种已在棉花育种工作中占有一定地位。

但是，棉花属于大田作物，时常暴露在自然环境中,时刻受到环境因子的影响,干旱、高温、低温、盐胁迫等非生物逆境严重影响了植物的生存和产量。

这些逆境因子均会造成棉花细胞缺水,产生干旱信号,诱导棉花的抗旱反应。

目前,水资源短缺是公认的全球性环境问题之一。

全球干旱、半干旱地区约占土地总面积的36%,占耕地面积的43%。

棉花在整个生育期对于水的依赖性比较大，新疆居欧亚大陆腹地，远离海洋，气候干旱，降水量少，水资源总量缺乏，且时空分布不均，地势平坦，土壤以壤土、沙壤土为主，气候干燥，降雨少，尤其在作物需水的6~8月份农业需水较多时期，自然降水量少，有些地区蓄水不能满足农民正常农业用水。

新疆独特的自然条件，丰富的水土光热资源，全年无霜期180d-240d，有效积温达3700℃-5200℃，非常适合棉花种植。

在国家大力扶持和自治区重点优势资源转换战略背景下，新疆棉花生产得到迅速的发展，经过多年的不懈努力，新疆已成为我国最大的商品棉基地和世界重要的产棉地区。

优越的自然条件和良好的政策支持，使新疆棉花生产占有很大优势，截止2012年，新疆棉花种植面积已达160万hm2，占中国棉花种植面积的38.3%；棉花总产量318万t，占中国棉花总产量的46.5%；新疆棉花的单位面积产量一直远远高于全国的平均水平，2012年全国棉花平均单产为1429.2kg/hm2，而新疆则达1987.5kg/hm2，比全国平均单产高39.1%。

因此，新疆的棉花生产无论是从播种面积、总产量，还是单位面积产量、增产幅度都有很大优势。

而干旱是影响新疆棉花的生长发育,造成棉花严重减产的主要因素。

为了提高农业生产水平，确保经济快速、健康发展，改善经济带生态环境，合理有效地调配和利用水资源，刷选和种植抗旱棉花品种已是当务之急

四、试验实施方案

1.试验实施

本试验共分三年实施，每年根据试验结果进行筛选，第一年采用42个不同的转基因棉花品种，棉花品种分别为为1，2，3，4，5，6,7,8......41,42。

每个不同品种随机三次重复种植，每个重复按0.5m×3m2行规模种植，株距0.1米，采取一膜六行的种植模式，对照组与胁迫组中间以0.5米走道作为隔离带，灌水采用膜下滴灌的灌水方式，滴灌为一头进水，毛管配置方式为“一管俩行”配置模式（20~25）+（50~60）cm宽窄行，毛管置于20-25窄行之间，毛管浸润范围包括3行棉花。

于6月14日（平均5-6片真叶）对照组浇头水，胁迫组不浇水，灌水后1，3,5取倒三叶，测量叶面水势并记录。

第6天胁迫组复水，后1，3，5天取样，测量叶面水势并记录。

为消除水肥互作影响,于播前7d开沟深施复合肥（N∶P2O5∶K2O=21∶10∶14）600kghm–2,尿素150kghm–2,之后全生育期不施肥。

全生育期灌水4次以保证不缺水。

2.棉花田间管理

1）苗期、蕾期管理：

塑造良好株型,促壮苗早发,达到早、全、齐、匀、壮五字标准,认真做到早中耕、早放苗、早定苗、早封土盖洞的四早工作;上密度降高度,这是当前棉花相配套的技术措施。

如果密度上去了,株高降不下来,势必会导致茎秆变细,空秆增多加之叶面积系数增大,造成田间荫蔽,通风透光不良,蕾铃脱落增多而减产。

2）化学调控技术：

缩节胺能有效地缩短棉花铃期,控制主茎高度和果枝长度,促进早熟；但使用的间隔时间不能超过15d。

因土壤肥力和品种的不同,灵活掌握化学调控与肥水调控的配合使用。

一般采用轻、勤、早的原则。

株高控制在60~65cm,单株果枝保持7~8台。

棉花生育期化控5次。

a.第一次化控时间在定苗后4~6叶期。

也可先化控后定苗。

其作用能防止高脚苗,降低第一果枝高度,促进棉株根系发育,实现壮苗稳长。

施缩节胺7.5~15g/hm2,对水450kg/hm2,喷雾。

b.第二次化控,时间定于初蕾期,施用缩节胺15~22.5g/hm2,对水450kg/hm2,机力喷雾。

对蕾期稳长,搭好丰产架子,有效地控制第一果枝节位的高度,克服苗期不敢控、蕾期狠促的不良倾向有良好的作用。

c.第三次化控于头水前实行化控,用缩节胺45g/hm2,机力喷雾;能有效的控制因施肥、灌水后棉株徒长,对多现蕾、减少蕾的脱落效果显著。

d.第四次化控二水前施用缩节胺45~60g/hm2,对防止中空、增加内围铃、减少蕾铃脱落、提高成铃率、控制旺长效果显著。

e.第五次化控打顶后实施。

此次化控能增加上部成铃及铃重,促进早熟,防止赘芽生长;并能有效地控制上部3个果枝的伸长、防止田间荫蔽,改善田间通风透光。

打顶结束后3~5d,应及时化控,施用缩节胺90~105g/hm2左右。

花铃期管理花铃期是棉花管理的关键时期,也是产量形成和需水肥最多的时期,认真做好防脱落、防早衰和防病虫的三防工作。

科学灌溉科学灌溉是实现棉花高产的重要途径。

灌好头水是建立产量基础的关键因素,灌水质量高,产量就能上去;灌水不好,其损失难以弥补。

应掌握不旱不灌,见花灌头水的原则。

每次灌水时间间隔15d左右,一般情况下8月20日左右停止灌水。

长势弱、早衰的棉田可推迟停水。

3）.合理施肥

推广全层施肥法,重施基肥和花铃肥。

磷肥、钾肥以及尿素总量的40%用做基肥。

喷施微肥与化控相结合,叶面追肥（尿素和磷酸二氢钾）主要用于花铃期,但微肥主要用在蕾期。

追肥方法上采用条深施（除戈壁地之外）,施用次数为2~3次。

晚发棉田和长势较差的棉田,头水前、二水前和三水前,各施氮肥总量的20%。

对肥力较高或长势正常的棉田,头水前可不追肥,二水前施氮肥总量的40%,三水前施氮肥总量的20%。

一般施尿素375~450kg/hm2、二铵25~300kg/hm2、钾肥90~120kg/hm2。

4）.打顶

打顶是保持适宜的果枝台数、控制株高、促进早熟的重要技术措施。

打顶的原则:

枝到不等时,时到不等枝,高矮一齐打,顶尖带出田外。

要求在7月15日前打顶必须结束。

打去一片展开的大叶和顶尖,使单株保持7~8台果枝,早发棉田,到了规定的果枝台数就应立即打顶。

密度上去了,早打顶,可保总果枝的台数,还可减轻早霜风险,提高棉花质。

5）.加强后期管理工作

棉花后期管理的原则是:

防旺长贪青晚熟,防早衰,防蕾铃脱落,促进棉铃正常成熟,丰产丰收。

防旺长贪青晚熟造成旺长贪青晚熟的原因是定苗晚,肥水充足,化控不适当,打顶晚,果枝台数和叶片多。

有疯长趋势的棉田,要做好打油条、打老叶工作,减轻田间荫蔽,使棉田通风透光,促棉桃成熟,并控制最后一水。

防早衰早熟与早衰大不一样,早熟的棉田是棉株早发,现蕾开花早,结铃吐絮早,上部果枝能伸长并桃子盖顶,棉铃全部吐絮前不落叶或少落叶。

若把早熟误认为早衰加大施肥量,将造成棉田后期贪青晚熟。

早衰的棉田是上部果枝伸不开,结铃小而少,吐絮时上部叶片转黄而脱落,没有或很少有盖顶桃。

若把早衰误认为早熟而放弃管理,将使棉花减产。

有早衰趋势的棉田,在灌水前可适量补施尿素,并适当晚停水,但不能晚于8月20日。

同时施1~2次叶面肥,用磷酸二氢钾3kg/hm2加尿素3kg/hm2。

防治病害：

后期的病虫害是造成棉花蕾铃脱落和减产的主要因素。

因此,应继续做好棉蚜、红蜘蛛的防治工作,加强综合防治。

尽量减少喷药次数,点片发生点片治,禁止普遍化防。

对红蜘蛛要早发现、早治、早拔除病株,尤其是8月份,要特别注意。

棉花后期的棉株抗药性差,喷药一定要低浓度。

普遍地、高浓度、盲目地打药所造成的减产远远超过病虫害造成的损失

五、实验测定项目

1.在棉花头水后每次灌水后第3天测定各个处理与未处理棉花各品种10株叶面水势，并记录。

2.在棉花铃期分别调查每个棉花品种10株处理与未处理的棉株农艺性状，包括株高，子叶节高，始节高，始节数，果枝数，铃数。

3.在棉花完全吐絮期分别调查每个棉花品种10株处理与未处理的棉株农艺性状，包括株高，子叶节高，始节高，始节数，果枝数，有效果枝数，铃数，有效铃数，单铃重。

4.在棉花收获后分别调查每个棉花品种10株处理与未处理的棉株根系鲜重与干重。

依据复实验的农艺性状数据，利用方差分析，分析出相同品种间的干旱对产量差异的影响，从而刷选出抗旱转基因品种，以此为基准重复实施三年，以确保选出具有抗旱转基因棉花品种。

棉花的抗旱性是一个受多因素影响和多基因控制的复杂的综合性状,抗旱性与品种种类、基因型、形态指标及生理生化指标有关,同时还与干旱胁迫时间、强度、发生时期等相关,因此筛选具有抗旱性的棉花品种（系）对育种亲本的选择和抗旱生产具有指导意义。

本研究抗旱性鉴定的性状指标,是棉花抗旱育种和品质分析中普遍采用的基本指标,具有简单、实用、直观、易测等优点,对棉花品系抗旱性评价具有重要的应用价值。

不同品种间对水