CN103477972B - 一种红叶标记恢复系及其三系杂交种选育方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种红叶标记恢复系及其三系杂交种选育方法，该方法用银棉2号为母本与红叶标记亲本96-67为父本杂交配组，种植F1到F2代，F2代选择红叶可育植株混收，种植F3代，F3代选择具有红叶的可育植株，连续自交4代，分离出不育系的株行淘汰，最终选出的红叶株系中选5个单株做父本，给胞质不育系4PB404A授粉，获得杂交铃，开花后，检查植株的散粉情况，计算恢复率，从中选育出恢复率达到100%的红叶标记恢复系11HF106R，与26个胞质不育系测交，以鲁棉研28号为对照，选育出增产效果好的标记型三系杂交组合25MA×11HF106R。该方法克服了因天然异交带来出现不育株的风险，提高了品种的纯度，确保100%地利用杂种优势，提高了制种产量，降低了制种成本，提高了生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及棉花育种技术领域，具体涉及一种红叶标记恢复系及其三系杂交种选育方法。
背景技术
杂种优势是生物界的普遍现象，已在粮食和蔬菜等作物上广泛利用。杂种优势应用于棉花，是大幅度提高棉花产量、改进棉纤维品质和增强棉花植株抗病虫能力的有效途径。我国的棉花生产推广实践表明，杂交棉品种比常规棉品种增产幅度要大得多，一般强优势的陆地棉品种杂交种一代比常规推广品种增产15%－30%，杂种二代也有较强的增产潜力，增产幅度可达5%－10%。
目前棉花杂交种生产的主要方法是人工去雄法和不育系利用。人工去雄授粉是国内外迄今为止棉花杂种优势利用面积最大、效果最好的途径,其最大优点是父母本选配不受限制，配置组合自由，同时由于人工制种的杂交种无不育因子介入和亲本选配的灵活选择，在生产上大多数可利用二代种，从而大大提高了棉花杂种的使用面积。但是，此法制种成本高，效率低，种子纯度不易控制。棉花雄性不育系的主要特征是雄蕊发育不正常，不能产生正常功能的花粉,而雌蕊发育正常，能接受正常花粉受精结实。因此，用雄性不育系制种可以免除人工去雄，节省制种成本，提高制种效率，便于生产上大规模推广。
对不育系利用主要有二系法和三系法：二系法上，我国研究和应用最多的是洞A隐性核不育系及其转育衍生的不育系。以正常的可育姊妹株与其杂交，杂种一代将分离出不育株与可育株各半。用不育株作不育系，可育株作保持系，实现一系两用，不需要再选育保持系。二系法的缺点是需拔出50%可育株，土地利用率低，影响制种产量。三系法是利用雄性不育系、保持系和恢复系三系配套方法制种。抗虫三系杂交棉是棉花育种和生产发展的必然趋势，三系抗虫棉的育种和大规模产业化，是提高土地资源利用率、降低人工投入、增加棉花产量、促进棉花产业稳步发展的有效途径。但三系法制种必须用恢复系给不育系授粉，一代才能完全可育，生产上，常因蜜蜂等昆虫传粉，将非恢复系的花粉传给不育系，而产生一定比例的不育株，这些不育株苗期难以鉴定、去除，从而降低了品种纯度和产量，严重制约三系法的大规模应用，因此如何在苗期鉴定出不孕株并去除，从而提高品种的纯度，保证100%的杂种优势是目前棉花育种中亟需解决的问题，且经检索，未见能够100%地利用杂种优势的育种方法。
发明内容
针对现有技术所存在的不足，本发明提出了一种红叶标记恢复系及其三系杂交种选育方法，该选育方法中的红叶标记恢复系及其三系杂交种具有在苗期易于鉴别的直观性状，易于鉴别真假，根据指示性状在苗期结合间、定苗将杂株去除，克服因天然异交带来出现不育株的风险，提高了品种的纯度，确保100%地利用杂种优势，提高了制种产量，降低了制种成本，提高了生产效率，具有较好的经济效益和社会效益。
本发明所述的一种红叶标记恢复系及其三系杂交种选育方法是通过如下技术措施来实现的：
（1）用银棉2号为母本与红叶标记亲本96-67为父本杂交配组，种植F1群体，成熟后得到F2代，种植F2代，在F2代中选择红叶的可育植株混收，种植F3代，在F3代中选择具有红叶的可育植株，连续自交4代，期间分离出不育系的株行淘汰，育成遗传上稳定的株系；
（2）在步骤（1）最终选出的红叶株系中选5个单株做父本，给胞质不育系4PB404A授粉，获得杂交铃；
（3）种植步骤（2）中收获的杂交铃，棉花开花后，逐株检查植株的散粉情况，计算恢复率，从中选育出恢复率达到100%的红叶标记恢复系11HF106R；
（4）利用步骤（3）选出红叶标记恢复系11HF106R与26个胞质不育系测交，以鲁棉研28号为对照，比较籽棉产量、皮棉产量、霜前籽棉产量、霜前皮棉产量的竞争优势，选育出增产效果好的标记型三系杂交组合25MA×11HF106R。
将步骤（4）中得到杂交种种植于大田或用培养箱培养，待出苗后子叶平展后，根据子叶颜色进行鉴定，真杂交种的叶色是红色的，假杂交种的叶色是绿色的，拔除叶色为绿色的杂交种。
本发明的有益技术效果为：
（1）选育出的红叶标记恢复系具有产量比对照高，铃大、衣分高、抗逆性好，纤维品质协调性好的优点，可以根据红叶标记性状直接判断杂交种的纯度，去除杂株，100%保证杂种优势的发挥，降低因昆虫传粉出现不育株的风险。
（2）本发明生产的标记型三系杂交种出苗好（出苗率达到95%以上），叶片中等大小、红色，全生育期长势稳健，抗枯萎病，耐黄萎病，高抗棉铃虫，霜前花率96.0%以上，产量高，平均亩产籽棉、霜前籽棉、皮棉、霜前皮棉分别比鲁棉研28号增产12.9%、15.0%、19.48%和22.4%，纤维长度大于29mm，比强度大于31cN/tex，马克隆值大于3.9，综合利用价值大大提高。
本发明技术方案是针对三系法制种过程中存在的风险而设计的，即三系法制种的关键必须是用带恢复基因的恢复系给不育系授粉，其F1才是可育的，如果传上不带恢复基因的花粉（实际生产中由于蜜蜂、昆虫的存在，常有发生），其F1就是不育的，棉花不会结铃，引起严重减产。突破的技术难点是将红叶基因与恢复系基因结合，育成恢复系，用该恢复系制种，其F1代具有红叶标记性状。由此可见，本发明与现有技术相比，具有实质性特点和进步，其实施的有益效果也是显而易见的。
具体实施方式
为能清楚说明本发明方案的技术特点，下面结合具体实施例，对本发明进行进一步阐述。
实施例：
选择亲本：
银棉2号：[王远,张锐,祖茂堂等.双价转基因抗虫三系杂交棉银棉2号,中国棉花，2005，32(9)：20],银棉2号是中国农科院生物技术研究所、邯郸农业科学院和北京银土地生物技术有限公司合作选育的高产、抗虫、抗病三系杂交棉新品种。2003年参加国家棉花品种区试,该品种于2005年获得国家转基因生物安全证书，同年3月通过国家农作物品种审定委员会审定。
红叶标记亲本96-67：[纪家华,李红芹,王恩德等.标记型棉花亲本选育及其应用,中国种业，2005，(10)：39—40]，表1列出了典型标记型柱头外露种质系，从原始的柱头外露系着手，逐步育成了具有一个或多个标记性状的柱头外露种系。96-67，红叶，单株铃数13.7个，衣分39.5%，铃重3.96，子指11.1g。
品种选育：
（1）第一年7月，用银棉2号为母本与红叶标记亲本96-67为父本杂交配组，冬天在海南种植F1代，第二年，在F2代中选择红叶的可育植株混收，第二年，在海南种植F3代，在F3代中选择红叶可育植株120个，第三年冬及第四、五年经南繁北育，连续自交4代，期间将分离出不育系的株行淘汰，育成遗传上稳定的株系共22个。
（2）第六年，在每一个红叶株系中选5个单株做父本，给胞质不育系（4PB404A）授粉，获得杂交铃；
（3）第六年冬天在海南种植F1代，棉花开花后，逐株检查F1植株的散粉情况，计算恢复率，从中选育出恢复率达到100%的红叶标记恢复系11HF106R，部分测定结果见下表。
（4）第七年，利用选出红叶标记恢复系11HF106R与26个胞质不育系测交。第六年冬，在海南以鲁棉研28号为对照，比较籽棉产量、皮棉产量、霜前籽棉产量、霜前皮棉产量等产量性状的竞争优势，选育出增产效果好的标记型三系杂交组合25MA×11HF106R。
第八年品比试验，平均亩产籽棉、霜前籽棉、皮棉、霜前皮棉为322.4公斤、311.8公斤、134.1公斤和129.7公斤，分别比鲁棉研28号增产12.9%、15.0%、19.48%和22.4%；纤维长度29.8mm，比强度31.7cN/tex，马克隆值3.97。
该杂交种属中早熟品种，出苗好，全生育期长势稳健，叶片中等大小、红色。生育期128天，株高118厘米，植株塔形，第一果枝节位7.2个，果枝数16.1个，单株结铃18.2个，铃重6.1克，铃卵圆形。霜前衣分41.6%，籽指11.0克，霜前花率962.7%；抗枯萎病，耐黄萎病，高抗棉铃虫。
杂交种的真伪鉴别及纯度优化：
第八年，种植F1代，连续观察500株，叶色为红色496株，为绿叶的4株，拔除叶色为绿色的植株。
Claims (1)
1.一种红叶标记恢复系及其三系杂交种选育方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）用银棉2号为母本与红叶标记亲本96-67为父本杂交配组，种植F1群体，成熟后得到F2代，种植F2代，在F2代中选择红叶的可育植株混收，种植F3代，在F3代中选择具有红叶的可育植株，连续自交4代，期间分离出不育系的株行淘汰，育成遗传上稳定的株系；
（2）在步骤（1）最终选出的红叶株系中选5个单株做父本，给胞质不育系4PB404A授粉，获得杂交铃；
（3）种植步骤（2）中收获的杂交铃，棉花开花后，逐株检查植株的散粉情况，计算恢复率，从中选育出恢复率达到100%的红叶标记恢复系11HF106R；
（4）利用步骤（3）选出红叶标记恢复系11HF106R与26个胞质不育系测交，以鲁棉研28号为对照，比较籽棉产量、皮棉产量、霜前籽棉产量、霜前皮棉产量的竞争优势，选育出增产效果好的标记型三系杂交组合25MA×11HF106R；
步骤（4）中得到杂交种的真伪鉴别及纯度优化方法：种植杂交种于大田或用培养箱培养，待出苗后子叶平展后，根据子叶颜色进行鉴定，真杂交种的叶色是红色的，假杂交种的叶色是绿色的，拔除叶色为绿色的杂交种。
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