CN115039689A - 一种利用标记性状选育及繁殖棉花杂交种的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种利用标记性状选育及繁殖棉花杂交种的方法，包括：步骤1、选择苗期具有隐性性状的品种(系)作为母本，或选择苗期具有显性性状的品种(系)作为父本；步骤2、将所述母本和父本进行杂交制种，得到杂交一代；步骤3、根据所述杂交一代的苗期标记性状的有无，识别杂交种的真假，及早剔除假杂种，获得纯种棉花杂交种，保证杂交种纯度达到100％，杂交培养中均采用先浸种后播种的方式。以苗期具有隐性标记性状的品种(系)作为母本，或者以苗期具有显性标记性状的品种(系)作为父本，进行杂交制种，杂种一代根据苗期标记性状的有无，识别真假杂种，不必进行去雄授粉，省去人工去雄，在提高制种纯度的同时，大大节约棉花制种成本。

Description

一种利用标记性状选育及繁殖棉花杂交种的方法
技术领域
本发明实施例涉及农业杂交技术领域，特别涉及一种利用标记性状选育及繁殖棉花杂交种的方法。
背景技术
随着科学技术的进步，农业生产技术的发展，越来越多的优良品种为农业高产、稳产做出了重大贡献，高产、优质、抗病的优良品种越来越受到广大农民的欢迎。
棉花是世界性重要的经济作物，是关系国计民生的重要物资。棉花是集纤维、油料、饲料三位一体的作物，贯穿于农业一、二、三产业，发展棉花生产对促进农民增收和农业增效具有重要意义。但由于全球性的缺水干旱和土壤盐碱化问题加重，加之生产上棉铃虫、黄萎病等长期的危害，给棉花生产带来严重威胁，造成棉花单产损失严重，面积大幅下滑。因此，生产上迫切需要种植耐盐抗旱、抗病、抗虫、高产的棉花新品种，现有公开的常规棉花品种很难聚合多种优良性状，而实现这一育种目标非常重要的途径就是利用杂种优势培育强优势棉花杂交种，利用杂种优势能快速将抗病虫、高产优质、抗逆等优异性状聚合，减轻病虫和逆境胁迫危害，满足生产上对棉花品种的多元化需求。
虽然，棉花杂交种是同时解决上述多元问题的较佳方案，但目前存在的缺陷和问题是棉花杂交种一代纯度是杂交种推广应用的关键，辨别杂交种的真假和纯度当前技术复杂，成本高，棉花杂交种生产目前不具有标记性状，通常进行人工去雄授粉，需要大量人力手动在夏季进行，在目前农村青壮劳动力严重短缺的情况下，完成效率低，制种成本提高。
现有公开的技术文献中，专利CN2012100495895，公开了一种双标记法棉花杂交育种方法，该方法优化采用了双标记进行育种，但也同样需要进行人工去雄授粉进行杂交制种，同样存在上述的缺陷问题。此外，现有的棉花杂交育种过程中，棉花种子存在发芽率低，发芽整齐度差，导致杂交育种效率低下。
因此，本领域技术人员致力于开发一种利用标记性状选育及繁殖棉花杂交种的方法，旨在解决现有技术中棉花杂交制种需要进行人工去雄授粉，依赖大量人工劳力，效率低，制种成本高的缺陷。
发明内容
本发明实施例目的是提供一种利用标记性状选育及繁殖棉花杂交种的方法，以苗期具有隐性标记性状的品种(系)作为母本，或者以苗期具有显性标记性状的品种(系)作为父本，进行杂交制种，杂种一代根据苗期标记性状的有无，识别真假杂种，不必进行去雄授粉，省去人工去雄，在提高制种纯度的同时，大大节约棉花制种成本。
为了实现上述目的，本发明实施例提供了一种利用标记性状选育及繁殖棉花杂交种的方法，所述方法包括：
选择苗期具有隐性性状的品种(系)作为母本，或选择苗期具有显性性状的品种(系)作为父本；
将所述母本和所述父本进行杂交制种，获得杂交一代；其中，所述杂交制种中，采用先浸种后播种的方式，所述浸种在负压条件下进行，浸种前，将待浸种种子置于臭氧环境中处理；
根据所述杂交一代的苗期标记性状的有无，识别杂交种的真假以剔除假杂种，获得杂交种纯度达到100％的纯种棉花杂交种。
上述技术方案中，标记性状应用有以下2种途径。
一种是将苗期隐性标记性状多代回交转育给母本。选择苗期具有单基因控制的隐性标记性状的品种(系)作为母本，观察杂交F1代苗期标记性状的有无，鉴定识别杂交种的真假，真杂交种F1代种子的苗期不具有该标记性状，假杂交种F1代种子的苗期具有该标记性状，及早剔除有苗期隐性标记性状的杂株，获得纯种棉花杂交种，杂交种纯度达到100％。在繁殖母本时，苗期不具有隐性标记性状的都是杂株，及早剔除，母本的纯度达到100％。
另一种是将显性标记性状多代回交转育给父本，选择苗期具有单基因控制的显性标记性状的品种(系)作为父本，观察杂交F1代苗期标记性状的有无，鉴定识别杂交种的真假，真杂交种F1代种子的苗期具有该标记性状，假杂交种F1代种子的苗期不具有该标记性状，及早剔除不具有苗期隐性标记性状的杂株，获得纯种棉花杂交种，杂交种纯度达到100％。在繁殖父本时，苗期不具有显性标记性状的都是杂株，及早剔除，父本的纯度达到100％。
进一步地，所述隐性性状和所述显性性状为指示标记性状。
更进一步地，所述隐性性状包括芽黄。
更进一步地，所述显性性状包括红叶、无腺体和鸡脚叶中的一种。
进一步地，所述负压条件的压力为30-50kpa。
进一步地，所述浸种前，将待浸种种子置于臭氧环境中处理，具体包括：
浸种前，将待浸种种子置于臭氧环境中静置10-15min。
进一步地，所述浸种包括：将种子置于浸种液中浸泡，所述浸种液包括浸种剂和水，所述浸种剂和水重量比为1：(50-70)。
进一步地，所述浸种剂按质量百分比计包括：氯化钠90-93％、水合硫酸盐1.5-2％、磷酸二氢钾1.5-2％、硫酸锰0.55-0.65％、硼酸3-4％、a-萘乙酸0.05-0.08％、脯氨酸0.05-0.08％以及酪氨酸0.05-0.08％，且各个组分之和满足100％。
进一步地，所述种子在浸种液中浸泡24-48h。
进一步地，所述浸种剂按重量份计包括：氯化钠91.8％、水合硫酸盐2％、磷酸二氢钾2％、硫酸锰0.65％、硼酸4％、a-萘乙酸0.05％、脯氨酸0.05％以及酪氨酸0.05％。
本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本发明实施例提供的一种利用标记性状选育及繁殖棉花杂交种的方法，本发明实施例提供的标记性状选育及繁殖棉花杂交种的方法，选择苗期具有隐性性状的品种(系)作为母本，或选择苗期具有显性性状的品种(系)作为父本，进行杂交制种，杂种一代根据苗期隐性性状的有无，识别真假杂种，不必进行去雄授粉，省去人工去雄，在提高制种纯度的同时，大大节约棉花制种成本；本发明实施例提供的标记性状选育及繁殖棉花杂交种的方法，利用特异标记性状使得杂交种分辨简单易行，减少了操作步骤，提高了工作效率，节约制种成本，有利于大面积推广应用；
进一步，本发明实施例的棉花种子在臭氧环境中处理，一方面能够实现灭菌，另一方面臭氧具有强氧化性，对种子坚硬的外种皮有一定的破坏作用，能促进种子发芽。本发明通过提高种子发芽率能够有效提高杂交育种的效率，避免发芽率过低导致杂交育种延误。而且，通过促进种子发芽整齐度，进而促进芽苗生长的一致性，避免花期不齐延误杂交育种的进程，进而显著的提高棉花杂交育种的效率。
再进一步地，在负压条件下浸种，够加快促进浸种液带着氧气进入棉花种子内部，进而提供适宜的温度、水分和足够的氧气。快速有效打破种子的休眠，诱导种子萌动，从而促使种子萌动发芽，提高发芽率，出芽整齐。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明实施例的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例提供的一种利用标记性状选育及繁殖棉花杂交种的方法的流程图；
图2为本发明实施例1中图片，其中，A图为采用的母本为衡棉176，B图为父本为衡棉182，C图为衡杂1718的图片；
图3为本发明实施例2中图片，其中A图为采用的母本为衡棉151，B图为父本为衡棉191，C图为衡杂1519的图片。
具体实施方式
下文将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本发明实施例，本发明实施例的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本发明实施例，而非限制本发明实施例。
在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明实施例所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。
除非另有特别说明，本发明实施例中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。本发明中用到的“第一”、“第二”等词，不表示顺序关系，可以理解为名词。
本发明实施例提供的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：
根据本发明实施例一种典型的实施方式，提供一种利用标记性状选育及繁殖棉花杂交种的方法，如图1所示，包括：
步骤S1、选择苗期具有隐性性状的品种(系)作为母本，或选择苗期具有显性性状的品种(系)作为父本；需要说明的是，如果选择苗期具有隐性性状的品种(系)作为母本时，对于父本的选择无要求；如果选择苗期具有显性性状的品种(系)作为父本，对于母本的选择无要求；
步骤S2、将步骤1的母本和父本进行杂交制种，得到杂交一代；
步骤S3、根据步骤2的杂交一代的苗期标记性状的有无，识别杂交种的真假，剔除假杂交种后，得到纯的棉花杂交种；
选择苗期具有隐性性状的品种(系)作为母本，或选择苗期具有显性性状的品种(系)作为父本，进行杂交制种，杂种一代根据标记性状的有无，识别真假杂种，不必进行去雄授粉，省去人工去雄，在提高制种纯度的同时，大大节约棉花制种成本；本发明实施例提供的标记性状选育及繁殖棉花杂交种的方法，利用特异标记性状使得杂交种分辨简单易行，减少了操作步骤，提高了工作效率，节约制种成本，有利于大面积推广应用。
杂交培养过程中均采用先浸种后播种的方式，所述浸种前，将棉花种子置于臭氧环境中静10-15min。
能够知晓的，棉花种子存在发芽率低，将导致同期育种可供选择的亲本数量会减少，进而会影响杂交育种进程。而，发芽整齐度差，会导致棉花生长进程不一致，进而造成花期不一致，如此同样会导致杂交育种效率低下。
为此，本申请采用浸种后播种，能够提高种子发芽率和发芽整齐度。一方面提高种子发芽率能够有效提高杂交育种的效率，避免发芽率过低导致杂交育种延误。另一方面促进种子发芽整齐度，进而促进芽苗生长的一致性，避免花期不齐延误杂交育种的进程。
而将棉花种子置于臭氧环境中静置10-15min。在臭氧环境中处理，一方面能够实现灭菌，另一方面臭氧具有强氧化性，对种子坚硬的外种皮有一定的破坏作用，能促进种子发芽。
一实施例中，所述隐性性状和所述显性性状为指示性状。
一实施例中，所述隐性性状包括芽黄等。
一实施例中，所述显性性状包括红叶、无腺体、鸡脚叶等。
上述实施例中通过隐性性状和显性性状的指示形状，通过直接观察杂种一代根据标记性状的有无，识别真假杂种，不必进行去雄授粉，即可很快识别自交和杂交的下一代，进而省去了去雄，在提高制种纯度的同时，大大节约棉花制种成本。
一实施例中，棉花种子在负压条件进行浸种。
一实施例中，所述负压的压力为30-50kpa。
上述实施例中，在负压条件下浸种，够加快促进浸种液带着氧气进入棉花种子内部，进而提供适宜的温度、水分和足够的氧气。快速有效打破种子的休眠，诱导种子萌动，从而促使种子萌动发芽，提高发芽率，出芽整齐。
一实施例中，将棉花种子于浸种液中浸泡，其中所述浸种液包括浸种剂和水，且所述浸种剂和水重量比为1:60。
一实施例中，所述浸种剂按重量份计包括：
氯化钠90-93％、水合硫酸盐1.5-2％、磷酸二氢钾1.5-2％、硫酸锰0.55-0.65％、硼酸3-4％、a-萘乙酸0.05-0.08％、脯氨酸0.05-0.08％以及酪氨酸0.05-0.08％，且各个组分和满足100％。
一实施例中，棉花种子在浸种液中浸泡24-48h，具体浸泡实际可以根据实际需求进行选择，可以为24h、36h或者48h等。
一实施例中，所述浸种剂按重量份计包括：氯化钠91.8％、水合硫酸盐2％、磷酸二氢钾2％、硫酸锰0.65％、硼酸4％、a-萘乙酸0.05％、脯氨酸0.05％以及酪氨酸0.05％。
浸种剂溶于水后充分的进入种子内部，使得种子充分吸收植物营养，充分提供种子萌发期所需要的营养，加快了促进打破种子的休眠，诱导种子萌动，从而促使种子萌动发芽，提高发芽率，出芽整齐。
下面将结合实施例、对比例及实验数据对本申请的一种利用标记性状选育及繁殖棉花杂交种的方法进行详细说明。
实施例1：一种利用标记性状选育及繁殖棉花杂交种的方法
步骤1、选择苗期隐性标记性状芽黄作为标记性状，通过多代回交的方式把苗期芽黄性状转育给母本衡棉176，衡棉176主要特征性：抗枯黄萎病(枯萎病病指2.8，黄萎病病指17.5)，优质(上半部平均长度30.8毫米，断裂比强度31.2厘牛/特克斯，马克隆值5.0，整齐度指数85.7％，纺纱均匀指数146.2)，丰产(亩产皮棉112.3千克)。以综合性状优良的常规棉花品种衡棉182作为父本，衡棉182主要特征性：早熟(生育期108天)，抗逆(衡棉182的抗旱指数高达1.21，显著高于抗旱对照品种中H177；衡棉182耐盐性鉴定的相对成活苗率为68.32％，显著高于耐盐对照品种中9807)，丰产(亩产皮棉109.2千克)。
步骤2、在母本衡棉176不去雄的前提下，取步骤1父本衡棉182的花给母本衡棉176直接授粉进行杂交制种，得到杂交一代衡杂1718。衡杂1718主要特征特性：抗枯黄萎病(枯萎病病指1.7，黄萎病病指14.2)，抗逆(衡杂1718的抗旱指数高达1.25，显著高于抗旱对照品种中H177；衡杂1718耐盐性鉴定的相对成活苗率为70.13％，显著高于耐盐对照品种中9807)，优质(上半部平均长度31.1毫米，断裂比强度31.6厘牛/特克斯，马克隆值4.9，整齐度指数86.2％，纺纱均匀指数146.7，丰产(亩产皮棉122.4千克)。
步骤3、根据步骤2的杂交一代衡杂1718田间种植，依据苗期隐性性状芽黄的有无，判别杂交一代的真假，去除假杂交种。呈现苗期芽黄性状的，则为母本衡棉176的自交种，及早去除。不呈现苗期芽黄性状的，则为真杂交一代，保留。如此能够快速的识别杂交的真假，确保田间种子纯度。在不需要人工去雄的前提下，快速繁殖高质量100％纯度的棉花杂交种。
实施例2：一种利用标记性状选育及繁殖棉花杂交种的方法
步骤1、选择苗期显性标记性状鸡脚叶作为标记性状，通过多代回交的方式把苗期鸡脚叶性状转育给父本衡棉191，衡棉191主要特征性：早熟(生育期106天)，抗逆(衡棉151的抗旱指数高达1.22，显著高于抗旱对照品种中H177；衡棉191耐盐性鉴定的相对成活苗率为65.28％，显著高于耐盐对照品种中9807)，丰产(亩产皮棉106.2千克)。以综合性状优良的常规棉花品种衡棉151作为母本，衡棉151主要特征性：抗枯黄萎病(枯萎病病指3.2，黄萎病病指17.1)，优质(上半部平均长度30.9毫米，断裂比强度31.5厘牛/特克斯，马克隆值5.0，整齐度指数85.4％，纺纱均匀指数145.8)，丰产(亩产皮棉114.5千克)。
步骤2、在母本衡棉151不去雄的前提下，取步骤1父本衡棉191的花给母本衡棉151直接授粉进行杂交制种，得到杂交一代衡杂1519。衡杂1519主要特征特性：抗枯黄萎病(枯萎病病指2.1，黄萎病病指13.5)，抗逆(衡杂1519的抗旱指数高达1.26，显著高于抗旱对照品种中H177；衡杂1519耐盐性鉴定的相对成活苗率为69.32％，显著高于耐盐对照品种中9807)，优质(上半部平均长度31.2毫米，断裂比强度32.1厘牛/特克斯，马克隆值5.0，整齐度指数85.9％，纺纱均匀指数146.1，丰产(亩产皮棉123.1千克)。
步骤3、根据步骤2的杂交一代衡杂1519田间种植，依据苗期显性性状鸡脚叶的有无，判别杂交一代的真假，去除假杂交种。不呈现苗期鸡脚叶性状的，则为母本衡棉151自交种，及早去除。呈现苗期鸡脚叶性状的，则为真杂交一代，保留。如此能够快速的识别杂交的真假，确保田间种子纯度。在不需要人工去雄的前提下，快速繁殖高质量100％纯度的棉花杂交种。
进一步，以实施例1为例，在杂交育种中对种子进行浸种，具体参照以下对比例，以及实施例3-8：
对比例1：
杂交培养过程中均采用先浸种后播种的方式，种子采用清水浸泡36h。
实施例3：
杂交培养过程中均采用先浸种后播种的方式，臭氧处理后，种子采用清水浸泡36h。
实施例4：
杂交培养过程中均采用先浸种后播种的方式，臭氧处理后，在负压下条件下，种子采用清水浸泡36h。负压的压力为30kpa。
实施例5：
杂交培养过程中均采用先浸种后播种的方式，在负压下条件下，种子采用清水浸泡36h。负压的压力为50kpa。
实施例6：
杂交培养过程中均采用先浸种后播种的方式，种子采用浸泡液浸泡36h；
其中所述浸种液包括浸种剂和水，且，所述浸种剂和水重量比为1:60。
所述浸种剂按重量份计包括：
氯化钠93％、水合硫酸盐2％、磷酸二氢钾1.3％、硫酸锰0.55％、硼酸3％、a-萘乙酸0.05％、脯氨酸0.05％以及酪氨酸0.05％。
实施例7：
杂交培养过程中均采用先浸种后播种的方式，臭氧处理后，在负压下条件下，种子采用浸泡液浸泡36h；负压的压力为40kpa
其中所述浸种液包括浸种剂和水，且，所述浸种剂和水重量比为1:60。
所述浸种剂按重量份计包括：
氯化钠91.8％、水合硫酸盐2％、磷酸二氢钾2％、硫酸锰0.65％、硼酸4％、a-萘乙酸0.05％、脯氨酸0.05％以及酪氨酸0.05％。
实施例8：
杂交培养过程中均采用先浸种后播种的方式，臭氧处理后，在负压下条件下，种子采用浸泡液浸泡36h；负压的压力为40kpa
其中所述浸种液包括浸种剂和水，且，所述浸种剂和水重量比为1:60。
所述浸种剂按重量份计包括：
氯化钠91.11％、水合硫酸盐2％、磷酸二氢钾2％、硫酸锰0.65％、硼酸4％、a-萘乙酸0.08％、脯氨酸0.08％以及酪氨酸0.08％。
实验例1
通过统计上述实施例3-8和对比例1的发芽势和发芽率，其中发芽势是指在适宜条件下规定时间内发芽种子数占供试种子数的百分率。实施例中：
发芽率＝(6天内发芽种子粒数÷供试种子粒数)×100％；
发芽势＝(4天内发芽种子粒数÷供试种子粒数)×100％。
表1
Figure BDA0003634458710000081
Figure BDA0003634458710000091
由表1可知：
上述实施例3-7以及对比例中，其中对比例和实施例3-5均为采用清水浸种子，能够明显看到，实施例3和实施例5要在发芽率和发芽势要高于对比例，而实施例4的发芽率和发芽势要高于实施例3和实施例5，能够知晓，通过负压浸种以及臭氧处理，能够显著提高发芽率和发芽势。
而比较对比例1和实施例6，以及实施例4和实施例7，能够看到，采用浸种液能够显著提高发芽率和发芽势。
最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已描述了本发明实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明实施例的精神和范围。这样，倘若本发明实施例的这些修改和变型属于本发明实施例权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明实施例也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种利用标记性状选育及繁殖棉花杂交种的方法，其特征在于，所述方法包括：
选择苗期具有隐性性状的品种(系)作为母本，或选择苗期具有显性性状的品种(系)作为父本；
将所述母本和所述父本进行杂交制种，获得杂交一代；其中，所述杂交制种中，采用先浸种后播种的方式，所述浸种在负压条件下进行，浸种前，将待浸种种子置于臭氧环境中处理；
根据所述杂交一代的苗期标记性状的有无，识别杂交种的真假以剔除假杂种，获得杂交种纯度达到100％的纯种棉花杂交种。
2.根据权利要求1所述的一种利用标记性状选育及繁殖棉花杂交种的方法，其特征在于，所述隐性性状和所述显性性状为指示标记性状。
3.根据权利要求1所述的一种利用标记性状选育及繁殖棉花杂交种的方法，其特征在于，所述隐性性状包括芽黄。
4.根据权利要求1所述的一种利用标记性状选育及繁殖棉花杂交种的方法，其特征在于，所述显性性状包括红叶、无腺体和鸡脚叶中的一种。
5.根据权利要求2-4任一所述的一种利用标记性状选育及繁殖棉花杂交种的方法，其特征在于，所述负压条件的压力为30-50kpa。
6.根据权利要求1所述的一种利用标记性状选育及繁殖棉花杂交种的方法，其特征在于，所述浸种前，将待浸种种子置于臭氧环境中处理，具体包括：
浸种前，将待浸种种子置于臭氧环境中静置10-15min。
7.根据权利要求1所述的一种利用标记性状选育及繁殖棉花杂交种的方法，其特征在于，所述浸种包括：将种子置于浸种液中浸泡，所述浸种液包括浸种剂和水，所述浸种剂和水重量比为1：(50-70)。
8.根据权利要求7所述的一种利用标记性状选育及繁殖棉花杂交种的方法，其特征在于，所述浸种剂按质量百分比计包括：氯化钠90-93％、水合硫酸盐1.5-2％、磷酸二氢钾1.5-2％、硫酸锰0.55-0.65％、硼酸3-4％、a-萘乙酸0.05-0.08％、脯氨酸0.05-0.08％以及酪氨酸0.05-0.08％，且各个组分之和满足100％。
9.根据权利要求7所述的一种利用标记性状选育及繁殖棉花杂交种的方法，其特征在于，所述种子在浸种液中浸泡24-48h。
10.根据权利要求7所述的一种利用标记性状选育及繁殖棉花杂交种的方法，其特征在于，所述浸种剂按重量份计包括：氯化钠91.8％、水合硫酸盐2％、磷酸二氢钾2％、硫酸锰0.65％、硼酸4％、a-萘乙酸0.05％、脯氨酸0.05％以及酪氨酸0.05％。
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