CN101427653B - 棉花抗虫绿色纤维新品种的选育方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抗棉铃虫的绿色彩色棉(绿色纤维)的选育方法，本发明以转基因抗虫棉品系SGK9708为基础材料，通过选育、抗虫性鉴定，获得抗虫性纯合(100％)、枯黄萎病的抗性增强、皮棉产量比原材料也提高15.0％左右的转基因抗虫棉SGK9708提高系，以其为母本，与绿色彩色棉CC28选系进行杂交，通过多年单株系统选择，选育出一系列抗棉铃虫、绿色彩色棉新品系，包括K8C81、G88等。利用本方法选育的绿色彩色棉，不仅解决了绿色彩色棉的抗棉铃虫等鳞翅目昆虫，降低农药使用量，保护了环境，同时纤维品质、皮棉产量也大幅度提升。

Description

棉花抗虫绿色纤维新品种的选育方法

技术领域

本发明涉及棉花新品种的选育方法，具体地说是一种转Bt+CpTI双价基因抗棉铃虫、绿色彩色棉新品种的选育方法。

背景技术

彩色棉的棉纤维具有天然色彩，纺织过程中无需染色、漂白、煮炼等化学处理，这既避免了染料对环境的污染和对人们身体健康的伤害，同时，又可大大降低纺织印染过程中的生产成本。在中国棉花中期库的7000多份棉花种质资源中，收集到的彩色棉种质共有170多份(国内种质140多份，国外种质30多份)，其中陆地棉85份(绿色棉27份，棕色棉58份)，陆地棉半野生种6种系58份(棕色)，棕色亚洲棉27份，棕色海岛棉6份，棕色非洲棉2份。但是，这些彩色棉种质产量低、品质差、纤维色泽不稳定，其产量通常为白色棉品种的20～50％，纤维长度和强度比白色棉品种低25％左右，如棕色陆地棉种质的衣分为20-27％，纤维品质以ICC标准(在HVI900大容量纤维测定仪上测定)，其2.5％跨长为13-25mm，比强度为10-18g/tex，麦克隆值为1.5-3.0；绿色陆地棉种质衣分20-28％，2.5％跨长为23-27mm，比强度为11-18g/tex，麦克隆值为2.0-2.5(杜雄明等，中国农学通报，1997，13(6)：47-48；杜雄明等，中国农学通报，1997，13(3)：30-32)。

彩色棉适应人类回归自然，追求天然环保的时尚。在重视环保发展的今天，天然彩色棉作为一种健康无害、生态效益高的特种棉，更具有非常广阔的市场前景。利用创新的抗病虫种质选育出抗病虫新品种在生产上推广和品种产业化后，可使棉花栽培向少用农药或不用农药无公害方向发展，既降低农民种棉成本，也大量减少农药使用，减轻了环境污染，保护了生态环境。目前，世界上彩色棉仅只有一个抗棉铃虫品种中棉所51(淡棕色纤维)，在2005年4月，中国农业科学院棉花研究所选育的彩色杂交棉中棉所51成为我国第一个国审彩色棉品种，也是我国的第一个彩色抗虫棉品种(孙君灵，杜雄明，周忠丽等，中国棉花，2005，32(11)：22-23)。在国内外的彩色棉新品种(系)中，还未报道有抗棉铃虫绿色彩色棉，如甘肃省农业科学院经作所选育的陇绿棉2号，新疆天然彩色棉花研究所选育的绿色常规棉新彩棉7号，新疆农垦科学院棉花研究所选育的绿色棉新彩棉8号，等等，均不抗棉铃虫；且绿色彩色棉纤维品质很差，大多数绿色棉品种的纤维品质结果(HVICC)为，2.5％跨长21.0-27.0mm，比强度16.0-22.0cN/tex，麦克隆值2.8以下(张秉贤，中国棉花，2005，32(11)：22)；李玮，陈利民，罗城等，中国棉花，2006，33(4)，16林海，邓福军，李吉莲等，中国棉花，2005，32(8)：22)。

发明内容

本发明的目的在于针对上述不足提供一种转Bt+CpTI双价基因抗棉铃虫、绿色彩色棉的选育方法，该方法能够育出一系列抗棉铃虫、优质、高产、绿色彩色棉新种质。

本发明以棉花SGK9708和棉花CC28作为亲本杂交，在其杂交后代中选择抗棉铃虫的绿色纤维棉。

上述的棉花SGK9708是中国农业科学院棉花研究所生物技术研究室育成的转Bt+CpTI双价基因抗棉铃虫白色棉花新品系(后通过审定命名中棉所41，可从国家棉花中期库购买)，本发明还进一步对其进行抗虫鉴定和选育，获得抗虫性纯合(100％)、枯黄萎病的抗性增强(抗枯萎病(病指10.0％以下)、耐黄萎病(病指35.0％以下))、皮棉产量比原材料也提高15.0％(安阳地区种植每公顷1200.0kg左右)左右的转基因抗虫棉SGK9708提高系，并以该提高系为杂交亲本中的母本。

另外，本发明还对棉花CC28(可从国家棉花中期库购买)进行系统选育，获得色泽深、稳定性、抗病性(抗枯萎病(病指10.0％以下)、耐黄萎病(病指35.0％以下))、产量(安阳地区种植每公顷450.0kg左右)和品质(纤维长度21.1mm，比强度18.6cN/tex，马克隆值2.5)提高的CC28提高系，并以此提高系作为杂交亲本。

将上述亲本杂交，F1代混收，F2代进行系统选择，凡是色泽稳定的绿色单株都收获，F2至F6代均进行田间抗棉铃虫鉴定，并逐年选择抗棉铃虫、绿色纤维的单株；同时，为提高新品系抗枯黄萎病性，选中的单株在病池进行抗枯、黄萎病筛选，达到高抗枯萎病(病指5.0％以下)、耐黄萎病(病指35.0％以下)；纤维品质测定采取田间手扯判断和室内HVI900仪检测相结合。

可通过上述方法选出具有下列特征的绿色棉：深绿色纤维，铃重5.0g以上，衣分为23.0％以上。优选的是株型较紧凑、叶片中等大小的植株，如实施例1中的G88。

可通过上述方法选出具有下列特征的绿色棉：绿色纤维，铃呈卵圆形，铃重5.0g以上，衣分为27.0％以上。优选的是株型较松散、叶片中等大小的植株，如实施例1种的K8C81。

本发明利用杂种优势和南北不同地域的适应性与变异选择等方法的有机结合，通过抗棉铃虫白色棉品系SGK9708与绿色纤维种质CC28的杂交，选择出转Bt+CpTI双价基因抗棉铃虫、绿色纤维的彩色棉新品系G88(深绿色纤维)、K8C81(绿色纤维)等。因选育的新品系含有Bt+CpTI双价基因抗棉铃虫，它们不仅抗棉铃虫等鳞翅目昆虫，降低农药使用量，减少农民种棉成本，减轻了环境污染，且能克制棉铃虫对棉花可能产生的抗性，同时也提高了产量和纤维品质。其中G88，生育期136d左右，铃重5.0g左右，衣分为23.2％左右，纤维深绿色，抗棉铃虫，每公顷产籽棉、皮棉和霜前皮棉分别为3164.6kg、734.2kg和668.1kg，纤维品质：纤维长度25.0mm，比强度23.9cN/tex，马克隆值3.1。K8C81，生育期135d左右，铃卵圆形，铃重5.0g左右，衣分为27.0％以上，纤维绿色，抗棉铃虫，每公顷产籽棉、皮棉和霜前皮棉分别为3235.5kg、880.1kg和712.5kg，纤维品质：纤维长度28.5mm，比强度27.4cN/tex，马克隆值3.5；纤维长度和比强度比现推广的绿色彩色棉品种分别提高了5.0-25.0％和20.0-50.0％。

附图说明

图1是本发明选育方法流程图。

具体实施方式

下面结合具体的实施例来进一步阐述本发明。应当理解，这些实施例仅用于说明本发明，而不能限制本发明的保护范围。

实施例1抗虫绿色纤维棉的选育

如图1所示，申请人1999年在安阳和海南岛对转Bt+CpTI双价基因抗棉铃虫白色棉新品系SGK9708进行抗虫鉴定和单株选育，获得抗虫性纯合(100％)、枯黄萎病的抗性增强、皮棉产量比原材料也提高15.0％左右的转基因抗虫棉SGK9708提高系；另外，1996年对从美国引进的绿色彩色棉CC28进行系统选育，1999年获得色泽较稳定、抗病性、产量和品质提高的优系CC28提高系。2000年在安阳利用获得的具有转Bt+CpTI双价抗棉铃虫基因白色棉品系SGK9708提高系与绿色纤维种质CC28提高系进行杂交，当年10月在海南岛种植F1代，第二年在安阳种植F2，随后对其后代连续地选择抗棉铃虫(田间用2500ppm浓度的卡拉霉素涂嫩叶进行抗虫鉴定，室内进行毒蛋白测定进行鉴定)、绿色纤维的单株，F4和F5，在枯黄萎病混合病池中进行抗病筛选，选出绿色纤维、抗棉铃虫、高抗枯耐黄萎病(枯萎病指5.0％以下、黄萎病指35.0％以下)10多个单株。2004年，在安阳市白壁镇中国农业科学院棉花研究所试验田进行F6株系试验比较和株系的纯化，筛选出皮棉产量超过或达到对照材料绿4560(皮棉每公顷600.0kg左右)，深绿色棉纤维品质，纤维绒长24.0mm以上，比强度23.0cN/tex以上；绿色棉纤维品质，纤维绒长28.0mm以上，比强度27.0cN/tex以上。在2004年试验比较的基础上，2005年筛选出综合性状较好的5个材料，重复2004年的筛选比较试验，发现两个综合性状较好株系，分别定名为G88、K8C81。

K8C81，主要特性：绿色纤维、双价基因抗棉铃虫、纤维品质较优。生育期135d左右，株型较松散，叶片中等大小，铃呈卵圆形，铃重5.0g左右，衣分为27.0％以上，每公顷产籽棉、皮棉和霜前皮棉分别为3235.5kg、880.1kg和712.5kg，纤维品质优异：纤维长度28.5mm，比强度27.4cN/tex，马克隆值3.5；纤维绿色，纤维长度和比强度比现推广的绿色彩色棉品种分别提高了5.0-25.0％和20.0-50.0％。

G88，主要特性：深绿色纤维、双价基因抗棉铃虫。生育期136d左右，株型较紧凑，叶片中等大小，铃重5.0g左右，衣分为23.2％左右，每公顷产籽棉、皮棉和霜前皮棉分别为3164.6kg、734.2kg和668.1kg，纤维品质较好：纤维长度25.0mm，比强度23.9cN/tex，马克隆值3.1。纤维深绿色。

申请人对本发明方法选育出的优质绿色棉K8C81、G88、G94091、G08283、G08282等新材料，进行了微卫星标记(SSR)分析，建立了优异材料的分子指纹，这可以为新种质保护提供依据(表1)。

表1  K8C81与G88的SSR指纹图谱

SSR特异位点

绿色K8C81

深绿G88

绿色绿4560

绿色G94091

绿色G08283

绿色G08282

绿色Hunan绿色

绿色飞天绿

绿色绿棉花

绿色绿絮号

白色1TM-1

白色R01

								棉
													CSHES51-1CSHES51-2CSHES51-3CSHES51-4CSHES51-5CSHES51-6CSHES62-1CSHES62-2CSHES62-3CSHES62-4CSHES62-5CSHES62-6CSHES62-7CSHES62-8CSHES62-9CSHES62-10CSHES87-1CSHES87-2CSHES87-3CSHES87-4CSHES87-5CSHES87-6CSHES82-1CSHES82-2CSHES82-3CSHES82-4CSHES82-5CSHES82-6CSHES149-1CSHES149-2CSHES149-3CSHES149-4CSHES149-5CSHES149-6CSHES149-7TME12-1TME12-2TME12-3TME12-4MGHES40-1MGHES40-2MGHES40-3	110100110010011111011010101011011001110101	110100110010011111011010101010100111110101	110010101000011010100011010010100111011101	110010110011000011001011010011011001011111	110100110010011111011010101010100111110101	110100110010011111011010101010100111110101	110100110011000011001010101010100111011110	110100101000011011001010101010100111110101	110100101000011011001011001011011001011101	110100101000011011001010101011011001011101	111111110010011111001011001010100111011111	111111110010011111001011001010100111011101

MGHES40-4MGHES40-5MGHES40-6MGHES40-7CSHES109-1CSHES109-2CSHES109-3CSHES109-4CSHES109-5CSHES109-6CSHES109-7CSHES109-8CSHES109-9BNL1421-1BNL1421-2BNL1421-3BNL1421-4BNL1421-5BNL1421-6BNL1421-7BNL1421-8BNL3442-1BNL3442-2BNL3442-3BNL3442-4BNL3442-5BNL3442-6BNL3442-7BNL3442-8BNL3442-9BNL3442-10JESPR114-1JESPR114-2JESPR114-3JESPR114-4JESPR114-5BNL2449-1BNL2449-2BNL2449-3BNL2449-4BNL2449-5

00111111111111111001010111011011110011100

00111111111111100001011111011001110010011

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11111010011011100001011111011001001110011

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表1中，1表示有SSR特异位点，0表示无SSR特异位点。

Claims (1)

1.一种抗虫绿色纤维棉花的育种方法，其特征在于以棉花SGK9708提高系和CC28提高系作为亲本杂交，杂交F1代混收，F2代选择色泽稳定的绿色纤维棉单收，并在它们以后的世代中进行单株筛选，选出具有下列特征的绿色棉：转Bt+CpTI双价基因抗棉铃虫、抗枯黄萎病、农艺性状优良、遗传稳定，铃重5.0g以上，衣分为27.0％以上的绿色纤维棉。

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