CN101124886B - 利用棉花雄性不育系和恢复系进行宿根再生的杂交制种方法 - Google Patents

利用棉花雄性不育系和恢复系进行宿根再生的杂交制种方法 Download PDF

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一种利用棉花雄性不育系和恢复系进行宿根再生的杂交制种方法，其步骤是：a、第一年在棉花植株能够越冬的制种区，分别种植棉花雄性不育系和恢复系，用恢复系作父本与不育系杂交，生产F1杂交棉种子，用于大面积生产；b、将收获完种子的不育系和恢复系植株，在自然环境条件下越冬；c、下一年对越冬后的不育系和恢复系植株进行修剪和整枝，随后在花期用恢复系作父本与不育系杂交，再次生产F1杂交棉种子，用于大面积生产；d、重复b，c两步1-3次。该种方法能够一年播种多年持续收获杂交种子，杂交制种省工省时，费用低，杂种优势保持时间长，杂交棉的产量和品质也能得到保障，便于商业化应用，对棉花杂种优势利用技术的推广具有重要意义。

Description

利用棉花雄性不育系和恢复系进行宿根再生的杂交制种方法 
技术领域
本发明涉及一种利用棉花雄性不育的杂交制种方法。 
背景技术
棉花杂种优势利用是提高产量、改善品质、增加抗逆性的有效途径之一。国内外的研究表明，棉花杂种的增产幅度一般为5-35％。但是，棉花为异源四倍体的常异交作物，遗传背景复杂；又为无限花序，花期长，花朵分散；故杂种优势研究和利用的难度比水稻和玉米等二倍体的集中开花作物大得多。杂种优势利用的两个决定因素，一是杂种优势的强弱，二是高效简化的杂种生产方法。 
目前，在生产上应用的棉花杂种生产方法主要有：人工去雄法生产杂交棉种、利用核雄性不育系及细胞质雄性不育系生产杂交种。用人工去雄法生产杂交棉种，费工、成本高。利用不育系生产杂交棉种相对省工省时，成本降低，但仍然存在以下问题：1、每年配制杂交种时，均需要播种不育系和恢复系亲本，而不能一次播种多次收获种子，同时每年均需在田间去除亲本的杂株，制种仍较麻烦，由于各年播种成活率及亲本的纯度不一，制种规模也不易控制。2、不育系和恢复系也需要每年进行繁殖，提供给杂种配制使用，每年亲本自身的繁殖也费工费时，进一步增加了制种的成本和费用。3、亲本在自身的繁殖过程中也难免产生基因的变异与退化，使得杂交组合特殊配合力随之改变，杂种优势降低，杂交棉的产量和品质得不到保障，一般推广十年左右，杂交种即产生严重退化，而必须采用新的杂交种进行替代。杂种优势的利用时间短，杂交育种的效益低，杂交棉生产的成本高。 
发明内容
本发明的目的就是提供一种利用棉花雄性不育系和恢复系进行宿根再生的杂交制种方法，该种方法能够一年播种多年持续收获杂交种子，杂交制种省工省时，费用低，杂种优势保持时间长，杂交棉的产量和品质也能得到保障，便于商业化应用，对棉花杂种优势利用技术的推广具有重要意义。 
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：利用棉花雄性不育系和恢复系进行宿根再生的杂交制种方法，其步骤是：
a、第一年在冬季最低温度≥10℃、年日照时数为1700-2100小时、日照百分率为50-60％、全年降雨量为800-1200mm的地区，分别种植棉花雄性不育系和恢复系，用恢复系作父本与不育系杂交，生产F1杂交棉种子，用于大面积生产； 
b、将收获完种子的不育系和恢复系植株，在自然环境条件下越冬； 
c、下一年对越冬后的不育系和恢复系植株进行修剪和整枝，其具体作法为：棉株刚开始发新芽时，对父母本分别进行修剪，在10-15厘米高处剪去主茎，每株留2-3个叶节，并拔除基部已发新芽。然后在30天后、90天内，对已修剪并新发芽后的棉桩，选择保留1个健壮的新芽，其余的新芽去掉；随后在花期用恢复系作父本与不育系杂交，再次生产F1杂交棉种子，用于大面积生产； 
d、重复b，c两步1-3次。 
与现有技术相比，本发明的有益效果是： 
本发明只需在第一年播种雄性不育系亲本和恢复系亲本，即可连续3-5年收获杂交种子较之年年播种亲本并且需要年年进行亲本自身的繁殖，其优点是：1、省去了第二年及以后播种和间苗的劳动力投入；2、省去了第二年及以后每年种植亲本的种子费用，降低杂交制种的投入；3、第一年已经将亲本的杂株去掉彻底，第二年起不再需要去杂等工序，进一步降低了制种成本，保证了种子质量；4、从第二年起，亲本开花提早，制种产量比第一年高20-40％，提高了制种效益；5、播种一次，多年利用，制种地点相对稳定，制种规模容易控制。6、3-5年才需使用新的亲本种子，亲本自身的繁殖代数降低3-5倍，大大减少了亲本自身在繁殖过程中的变异、退化，杂种优势保持时间可提高3-5倍，杂交棉的产量和品质能得到保障。总之，本发明的杂交制种使得棉花杂交制种的成本低，劳动力投入少，棉花的产量高、品质稳定，杂种优势保持时间长，便于商业化应用，对棉花杂种优势利用技术的推广具有重要意义。 
通过修剪和整枝，使第二年起的宿根棉与第一年的株数基本相等，且能确保宿根棉的生长发育良好，棉花的产量和品质得到保障。 
上述的棉花植株能够越冬的制种区是：冬季最低温度≥10℃、年日照时数为1700-2100小时、日照百分率为50-60％、全年降雨量为800-1200mm的地区。 
在符合这种条件的地区，棉花能够顺利越冬，而不会被冻死，可以在第二 年重新发芽，长出新的植株，也即棉花能够宿根再生。 
上述的不育系是核不育完全不育系或者细胞质雄性不育系。 
上述的不育系还可是核雄性不育两用系，其a步中第一年种植的不育系植株中含有50％的可育株，在开花前将可育株完全拔除后，再用余下的不育株作母本和恢复系杂交，生产F1杂交棉种子，用于大面积生产。 
本发明方法中的不育系可以采用各种现有的棉花不育系，制种时也相应采用各种不育系所对应的现有制种技术。 
下面结合具体的实施方式对本发明作进一步的详细说明。 
实施例一 
具体实施方式
利用完全核不育系棉花宿根再生的杂交制种方法。包括以下步骤： 
a、第一年在能够越冬的制种区，也即在冬季最低温度≥10℃、年日照时数为1700-2100小时、日照百分率为50-60％、全年降雨量为800-1200mm的地区，分别播种母本即棉花核不育系、父本即抗虫或不抗虫白棉品系。在开花后去除亲本的杂株，通过人工辅助授粉或昆虫传粉进行杂交，即配制出供大面积使用的高优势白棉杂种F1代种子。 
配制杂种的制种田应与棉花大面积生产的种植田之间相互隔离距离大于100米，以避免生产棉花与制种棉花花粉的混杂。制种田内母本种植密度为1500-2200株/亩，父本的种植密度为2000株/亩，父母本开花后及时授粉杂交，每日上午8:00-下午2:00为适宜授粉时间。授粉结束后将父本上半部及花和蕾剪除。收获母本上的杂交铃即可得到杂交棉F1种子供大面积生产使用。 
b、在当年收获完母本上的杂交铃后，父、母本植株均不作修剪任其自然越冬。 
c、第二年，对越冬后的不育系(母本)和恢复系(父本)植株进行修剪和整枝，其具体作法为：棉株刚开始发新芽时，对父母本分别进行修剪，在10-15厘米高处剪去主茎，每株留2-3个叶节，并拔除基部已发新芽。然后在30天后、90天内，对已修剪并新发芽后的棉桩，选择保留1个健壮的新芽，其余的新芽去掉。然后在15天后进行灌溉，并按照所栽培品种的常规栽培管理方法进行田间管理。在开花后的花期，人工辅助授粉进行杂交，即配制出高优势白棉杂种F1代种子，供大面积使用。 
d、重复b、c两步的步骤3次，也即第三、四、五年均重复b、c两步的步骤。即一年(一次)播种，重复利用，5年持续生产白棉F1杂种。 
第6年开始，又重复以上的步骤；如此循环，直至该杂交种被更优秀的新杂交种取代。 
实施例二 
利用多年生核不育两系生产白棉杂种的方法。 
本例与实施例一基本相同，不同的仅仅是：本例所采用的不育系为核雄性两用系，在a步中第一年种植的不育系植株中含有50％的可育株，因此，在a步中还需增加以下操作：在蕾期至现花期，也即在蕾期后、开花前，拔除其中50％左右的有花蕾的可育株，然后，再用余下的不育株通过人工辅助授粉与父本进行杂交，即配制出高优势白棉杂种F1代种子，供大面积使用。 
第二年及以后，不育系中不再有可育株，无需再进行以上操作。 
实施例三 
利用完全核不育系多年生生产彩色棉杂种的方法。 
本例与实施例一基本相同，不同的仅仅是：将恢复系(父本)换成棕色、绿色等彩色棉品系。且只重复b、c两步骤一次，也即持续生产杂交棉F1种子的年限共为3年。 
实施例四 
利用核不育两用系多年生生产彩色棉杂种的方法。 
本例与实施例二基本相同，不同的仅仅是：将恢复系(父本)换成彩色棉品系(棕色、绿色等)。 
实施例五 
本例与实施一基本相同，不同的仅仅是：所采用的不育系为细胞质雄性不育系，且只重复b、c两步骤两次，也即持续生产杂交棉F1种子的年限共为4年。 
本发明使用的雄性不育系及恢复系可以是现有的各种雄性不育系及恢复系棉花品系，并根据不同的雄性不育系及恢复系，采用相应品系的已有栽培管理措施进行田间管理。

Claims (3)

1.利用棉花雄性不育系和恢复系进行宿根再生的杂交制种方法，其步骤是：
a、第一年在冬季最低温度≥10℃、年日照时数为1700-2100小时、日照百分率为50-60％、全年降雨量为800-1200mm的地区，分别种植棉花雄性不育系和恢复系，用恢复系作父本与不育系杂交，生产F1杂交棉种子，用于大面积生产；
b、将收获完种子的不育系和恢复系植株，在自然环境条件下越冬；
c、下一年对越冬后的不育系和恢复系植株进行修剪和整枝，其具体作法为：棉株刚开始发新芽时，对父母本分别进行修剪，在10-15厘米高处剪去主茎，每株留2-3个叶节，并拔除基部已发新芽。然后在30天后、90天内，对已修剪并新发芽后的棉桩，选择保留1个健壮的新芽，其余的新芽去掉；随后在花期用恢复系作父本与不育系杂交，再次生产F1杂交棉种子，用于大面积生产；
d、重复b，c两步1-3次。
2.根据权利要求1所述的利用棉花雄性不育系和恢复系进行宿根再生的杂交制种方法，其特征在于：所述的不育系是核不育完全不育系或者细胞质雄性不育系。
3.根据权利要求1所述的利用棉花雄性不育系和恢复系进行宿根再生的杂交制种方法，其特征在于：所述的不育系是核雄性不育两用系，a步中第一年种植的不育系植株中含有50％的可育株，在开花前将可育株完全拔除后，再用余下的不育株作母本和恢复系杂交，生产F1杂交棉种子，用于大面积生产。
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