CN101606484A - 一种利用彩色棉特殊性状选育杂交棉花的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用彩色棉特殊性状选育杂交棉花的方法，具体包括以下步骤：选择携带R₂ ^GS基因的天然彩色棉，棉株地上部所有器官外观表现具有红褐色，而花瓣为淡红色，且为显性遗传特性的棕色棉絮原与优质白絮棉进行杂交，对其后代舍弃外观普通型植株育，保留外观表现具有红褐色特征的植株，连续定向选育5～6代，转育后代各种性状稳定，育成带有R₂ ^GS基因型白絮棉；以普通白絮棉作为母本，带有R₂ ^GS基因型白絮棉作为父本，到开花时人工采集父本花粉授于母本花朵，产生杂交种籽。该方法选育的棉花品种产量高、品质好、耐瘠薄、抗逆性强，而且省时、省工，便于推广应用。

Description

一种利用彩色棉特殊性状选育杂交棉花的方法

技术领域

本发明属于农业作物育种技术领域，特别涉及棉花杂交制种高优亲本材料的创建，利用特殊性状的显性遗传特征，作为指示性状创建杂优亲本材料，再用其生产杂交种。

背景技术

彩色棉原始种多来自美洲大陆和中美洲的短纤维野生彩色棉，在中美和南美已有五千多年的种植史^[1]。18世纪后期轧花机、飞梭、织布机相继发明，建立了大规模的纺织工业，从而推动了棉花生产的发展。陆地棉铃大，产量高，纤维较优，适合于机器纺织，扩展极为迅速。美国最先从墨西哥引入陆地棉，此后传播到全世界植棉区。

全球植棉领域当前杂优利用情况，以我国四川省和印度为代表，四川省—利用雄性不育制种(占该省植棉面积25～30％)，受约因素不仅技术要求严格，而且当前仍未选配到高优势的组合材；印度—人工杂交制种(占该国植棉面积28％)受约因素是制种费用高，产种量有限^[2]。

我国当前采用雄性不育“一系两用法”制种技术体系，即利用保持系与不育系杂交，在后代中出现1∶1的可育株和不育株，应及时拔除可育株，使不育株用组合的父本花粉授粉^[3]。除此此外，还存在以下弊端；

第一，利用雄性不育配制杂种，虽可节省去雄人工，但棉花开花授粉习性与禾本科作物不同，棉花系虫媒花，不是风媒花，这就难以有效地控制父本花粉来源。使之杂种率低，不育株率高^[4]。

第二，可育株与不育株的识别器官是花朵雌蕊部，此时棉株发棵已大，生育进程过半，拔除后制种田密度过低，致使制种田单位面积产种量严重降低。

第三，利用雄性不育配制杂种，虽可节省去雄人工，但是棉花花粉粘重，异花、异株授粉还必须依需靠虫媒或人工来完，辅助授粉环节不可缺少。

利用指示性状制种不仅简便易行，而且技术可靠(不取雄异交率平均为73、29％)，当前因受杂交材料制约尚无生产实例^[5]。

参考文献：

[1]王力华 朱美霞《分子植物育种种》.2003.1(1)122～126；

[2]潘家驹《棉花育种学》中国农业出版社1998.8 374～375。

[3]董合忠、李维江等《棉花种中学》科学出版社2004.4。

[4]许馥华等(棉花杂种优势利用中性状的应用)《作物学报》1983.12(9)。

[5]黄滋康《中国棉花品种及其系谱》中国农业出版社2007.5。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题与缺陷，本发明的目的在于提供一种利用彩色棉特殊性状选育高产优质、耐瘠薄、抗逆性强杂交棉花的方法。

实现上述发明目的的技术解决方案是：一种利用彩色棉特殊性状选育杂交棉花的方法，具体包括以下步骤：

1)杂交亲本的选育

选择天然彩色棉原始材料中携带R₂ ^GS基因的类型棕色棉絮，其棉株地上部所有器官外观表现具有红褐色，而花瓣为淡红色，并且具有显性遗传的特性，把其作为指示性状，与不同类型的白絮棉进行杂交，对其后代舍弃外观普通型植株育，保留外观表现具有红褐色特征的植株，连续定向选育5～6代，转育后代各种性状稳定，育成带有R₂ ^GS基因型白絮棉；

2)杂交种的选育

以普通白絮棉作为母本，带有R₂ ^GS基因型白絮棉作为父本，到开花时人工采集父本花粉授于母本花朵，产生杂交种籽。

本发明利用彩色棉特殊性状选育杂交棉花的方法的理论依据

本发明的天然彩色棉原始材料是西北农林科技大学在承担农业部948项目“天然彩色棉种质资源引进和利用”时，于1999年从美国引进的自然生长，未经过人工转育的自然种质，现保存在西北农林科技大学农学院棉花所。它和当地白絮棉杂交，双亲原产地地理位置、生态环境差异大，谓之地缘关系远；彩棉和白絮棉虽同时起源，工业革命化后，人们对适用于大工业生产所需的白絮陆地棉在生产和科研领域，长期不懈的坚持利用当代先进科学不断加以选择、改造和提高，使产量和品质大幅提升。而天彩棉亦然处原生态型，二者进化代数悬殊，用它们杂交亲本进化代数差距大；当代大田生产种植棉花，虽高产优质，但抗逆性差，彩棉属原生态种质，耐瘠薄、抗逆性强，二者杂交可使优良性状叠加、优缺互补。血缘、地缘、代差加一补，使本发明为探索杂优利用育种具备有基本条件。

与现有技术相比较，本发明的棉花品种选育方法具有以下优点：

1)用该方法选育的棉花品种产量高、品质好、耐瘠薄、抗逆性强。

2)该方法制种对母本棉花采取不去雄，人工辅助授粉，省时、省工制种成本低。

3)制种田种植方式同大田，无需特殊要求，只需每间隔6行(母本)种植1行(本发明培制的指示性状父本材料)，产种量大，便于实施与推广。

具体实施方式

以下结合发明人给出的具体实施例，进一步对本发明的技术方案做一个详细说明。

实施例1

1.一种利用彩色棉特殊性状选育杂交棉花的方法，具体包括以下步骤：

1)杂交亲本的选育

选择携带R₂ ^GS基因的天然彩色棉，棉株地上部所有器官外观表现具有红褐色，而花瓣为淡红色，且为显性遗传特性的棕色棉絮原与优质白絮棉进行杂交，对其后代舍弃外观普通型植株育，保留外观表现具有红褐色特征的植株，连续定向选育5～6代，转育后代各种性状稳定，育成带有R₂ ^GS基因型白絮棉；

2)杂交种的选育

以普通白絮棉作为母本，带有R₂ ^GS基因型白絮棉作为父本，到开花时人工采集父本花粉授于母本花朵，产生杂交种籽。

实施例2

选择携带R₂ ^GS基因的天然彩色棉MD2-5(生育期135d、紧凑大株、卵圆铃)，棉株地上部所有器官外观表现具有红褐色，而花瓣为淡红色，且为显性遗传特性的棕色棉絮原与中棉所41(高产优质)进行杂交，保留外观表现具有红褐色特征的植株，连续定向选育5代，转育后代各种性状稳定，育成带有R₂ ^GS基因型白絮棉；再利用带有R₂ ^GS基因型和表现性的白絮棉材料做为父本和中科院植物遗传所2号作为母本杂交，到开花时人工采集父本花粉授于母本花朵，产生杂交种籽。

实施例3

选择携带R₂ ^GS基因的天然彩色棉YJ10-10(株高适中、枝叶清秀)，棉株地上部所有器官外观表现具有红褐色，而花瓣为淡红色，且为显性遗传特性的棕色棉絮原与秦远4号(远杂高产)进行杂交，保留外观表现具有红褐色特征的植株，连续定向选育5代，转育后代各种性状稳定，育成带有R₂ ^GS基因型白絮棉；再利用带有R₂ ^GS基因型和表现性的白絮棉材料作为父本和国欣棉3号作为母本杂交，到开花时人工采集父本花粉授于母本花朵，产生杂交种籽。

实施例4

选择携带R₂ ^GS基因的天然彩色棉ED4-10(生育期125d、矮杆早熟型)，棉株地上部所有器官外观表现具有红褐色，而花瓣为淡红色，且为显性遗传特性的棕色棉絮原与陕7859系(综合性状好)进行杂交，保留外观表现具有红褐色特征的植株，连续定向选育6代，转育后代各种性状稳定，育成带有R₂ ^GS基因型白絮棉；再利用带有R₂ ^GS基因型和表现性的白絮棉材料作为父本和鲁棉研28号作为母本杂交，到开花时人工采集父本花粉授于母本花朵，产生杂交种籽。

实施例5

选择携带R₂ ^GS基因的天然彩色棉ED4-10(生育期125d、矮杆早熟型)，棉株地上部所有器官外观表现具有红褐色，而花瓣为淡红色，且为显性遗传特性的棕色棉絮原与陕089(生育期124d、矮杆早熟)进行杂交，保留外观表现具有红褐色特征的植株，连续定向选育5代，转育后代各种性状稳定，育成带有R₂ ^GS基因型白絮棉；再利用带有R₂ ^GS基因型和表现性的白絮棉材料作为父本和中棉所41号作为母本杂交，到开花时人工采集父本花粉授于母本花朵，产生杂交种籽。

真假杂种鉴别上述制种程序虽简便易行，但因母本植株没有去雄，其花粉仍有授粉机会，这样使当年收获的种子里杂交种子和自花种子混一起。但棉花栽培技术有间苗措施，F₁幼苗长出后，在间苗时根据所选用R₂ ^GS基因的表现特征作为指示性状，可以很方便地选留杂种，带红褐色苗为真杂种予以选留，其它植株为假杂种，应予拔除伪杂种，以保证田间的棉株是杂种一代。

这几年我国棉区绝大部分已发展或改进为多熟制(棉麦、棉菜、棉瓜等)种植，棉花广泛采取育苗移栽作为配套技术。这样就可以把真假杂种区分放在育苗阶段，不仅可以节省种子，而且可确保大田植棉纯度。

将上述实施例2～4的4个品种作田间试验示范种植，初步研究说明，R₂ ^GS基因为本研究引入的天然彩棉原始材料中的特殊性状，用它的转育后代作为育种材料，配制的杂交种表现：

R₂ ^GS基因具有明显的显性遗传特性，作为杂交亲本材料，为杂种后代识别提供的指示性状目标明显可靠。我们制种时不去雄，人工授粉，其F₁田间播后到出苗时调查，其杂交种可达55.6％-72.4％，定苗拔除假杂种后，真杂交种可达到86.7％-91.2％。

其代F₁均有不同程度的增产，在6000hm^-2株密度的情况下单株成铃增加1.95-16.6个，增产幅度7.03％～62.7％，其增产的主要因素是单株成铃增加。纤维品质与母本相当，显著好于父本。

利用R₂ ^GS显性遗传基因，制种时不去雄，有利简化制种程序；极大的降低了制种成本，为大面积开展杂优利用提供方便快捷的可行条件。

具备R₂ ^GS显性基因的杂种后代，不仅外观特殊，经我们田间调查其棉蚜、棉铃虫发生量较常规陆地棉品种少，发生时间也较迟，具有形态抗虫的特性，有利降低生产成本。

杂交转育后带有R₂ ^GS基因的育种材料，带有天然彩棉血缘，于当代高产优质白絮棉进行杂交制种，种性差异大，优缺互补，抗病、抗逆能力明显增强，植株发育健壮，无早衰现象。

杂交转育后带有R₂ ^GS基因的育种材料，需要扩大繁殖时，其种植方法与大田生产棉花管理相一致，无需特别专业要求，只要和大田保持一定隔离区，以防窜花即可，有利于大面积留种、制种的方便展开。

Claims (3)

1.一种利用彩色棉特殊性状选育杂交棉花的方法，具体包括以下步骤：

1)杂交亲本的选育

选择天然彩色棉原始材料中携带R₂ ^GS基因类型的棕色棉絮，与不同类型的白絮棉进行杂交，对其后代舍弃外观普通型植株育，保留外观表现具有红褐色特征的植株，连续定向选育5～6代，转育后代各种性状稳定，育成带有R₂ ^GS基因型白絮棉；

2)杂交种的选育

以普通白絮棉作为母本，带有R₂ ^GS基因型白絮棉作为父本，到开花时人工采集父本花粉授于母本花朵，产生杂交种籽。

2.根据权利要求1所述的利用彩色棉特殊性状选育杂交棉花的方法，其特征在于，所述的携带R₂ ^GS基因类型的棕色棉絮其棉株地上部所有器官外观表现具有红褐色，而花瓣为淡红色，并且具有显性遗传的特性。

3.根据权利要求1所述的利用彩色棉特殊性状选育杂交棉花的方法，其特征在于，所述的携带R₂ ^GS基因类型的棕色棉絮具有显性遗传的特性。