CN104396731B - 一种培育早熟、丰产、优质短季棉新品系中425的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及育种领域，具体涉及一种培育早熟、丰产、优质短季棉新品系中425的方法。该方法，以早熟品种中棉所10(母本)为基础种质材料，通过与早熟、丰产、抗病短季棉品种(系)美B早系(父本)选育成早熟优质系中0710，进而与丰产抗病系中5427(父本)杂交，选育成中棉所27，与特早熟系92‑047(父本)杂交进一步选育成中501，和特早熟系中603(父本)杂交等核心种质材料进行多亲本轮回杂交，将早熟、丰产、优质、多抗的优良基因聚合在一起，打破短季棉品种早熟与产量、品质和抗性的负相关关系，培育出早熟、丰产(高衣分)、优质、抗病的短季棉新品系中425，其中，早熟、丰产、优质短季棉新品系中425。

Description

一种培育早熟、丰产、优质短季棉新品系中425的方法

技术领域

本发明涉及育种领域，具体涉及一种培育早熟、丰产、优质短季棉新品系中425的方法。

背景技术

我国自1919年开始，从美国引进金字棉(King′s)进行试验，由于其早熟性好、结铃性强，逐渐在我国推广种植。后经过多年驯化成为我国短季棉育种的主要“早熟源”。目前，早熟短季棉育种中利用的早熟“基因源”，主要是美棉，其中金字棉为主导早熟种质。

我国短季棉育种成就显著，通过引种试种、系统选育、杂交育种、远缘杂交、杂交优势利用、诱变育种、生物技术等育种手段，成功地培育出适合我国不同生态区使用的中棉所、辽棉、新陆早等主要系列短季棉品种。20世纪80年代选育出了我国第一代早熟、丰产的短季棉品种中棉所10号，在全国区试中较对照增产20％，取得了重大突破，该品种比当时推广的黑山棉1号早熟8天，比春播棉中棉所12号早熟25天，在华北棉区首次实现了麦棉两熟，累计种植7000万亩；但是，中棉所10号存在一定的缺点，在生产上表现早熟早衰，不抗枯、黄萎病；20世纪80年代末，针对中棉所10号的缺点。

因短季棉在生产过程中，存在早熟早衰现象，而这对性状呈遗传正相关，早衰使产量、品质、抗性均受影响，因此，早衰是制约早熟、高产、优质品种选育的关键因素。因此，只有打破短季棉品种早熟与产量、品质和抗性的负相关关系，才能培育出早熟、丰产(高衣分)、优质、抗病的短季棉新品系。

发明内容

本发明的目的是以早熟为主要目标(生育期105-110天)，以丰产、优质、多抗为选育重点，培育满足黄河流域棉区、长江流域棉区麦(油)棉两熟种植，以及西北内陆特早熟棉区种植的早熟棉花品种。

根据本发明的方法，以早熟品种中棉所10(母本)为基础种质材料，通过与早熟、丰产、抗病短季棉品种(系)美B早系(父本)选育成早熟优质系中0710，再以早熟优质系中0710(母本)与丰产抗病系中5427(父本)杂交，选育成早熟、丰产、抗病虫系中棉所27，以早熟、丰产、抗病虫系中棉所27(母本)与特早熟系92-047(父本)杂交进一步选育成早熟、丰产、抗病虫系中501，以早熟、丰产、抗病虫系中501(母本)和特早熟系中603(父本)杂交等核心种质材料进行多亲本轮回杂交，将早熟、丰产、优质、多抗的优良基因聚合在一起，打破短季棉品种早熟与产量、品质和抗性的负相关关系，培育出早熟、丰产(高衣分)、优质、抗病的短季棉新品系中425，其中，早熟、丰产、优质短季棉新品系中425，育种系谱图参见附图1。

本发明的培育早熟、丰产、优质短季棉新品系中425的方法包括以下步骤：

(1)早熟、丰产、抗病虫系中501的培育：早熟、丰产、抗病虫系中501是以早熟品种中棉所10(母本)为基础种质材料，通过与早熟、丰产、抗病短季棉品种(系)美B早系(父本)选育成早熟优质系中0710，再以早熟优质系中0710(母本)与丰产抗病系中5427(父本)杂交，选育成早熟、丰产、抗病虫系中棉所27，以早熟、丰产、抗病虫系中棉所27(母本)与特早熟系92-047(父本)杂交，通过海南加代等早熟品种培育方法选育而成。

(2)中425的培育：2007年，以早熟、丰产、抗病虫系中501特早熟新品系为母本和特早熟种质系中603为父本进行杂交，F₁与抗病早熟品系SF06杂交，2008年将复交F₁代自交获得F₂代，进行早熟、抗病、丰产等混合选择获得F₃代；2009-2010年，对F₄至F₈代，进一步进行混合选择及产量、品质和早熟性状的综合评判，同时增加时空选择压和进行早熟性单株选择和纯化，2011-2012年进行早熟性、丰产性和抗病性综合品比测试，在早熟、丰产、抗病和纤维品质等综合性状表现突出，决选系为中425。

根据本发明的培育早熟、丰产、优质短季棉新品系中425的方法，可以结合病圃鉴定与生化育种技术进行选择育种：

1)株型选择及病圃鉴定：在杂交早代F₂-F₃代，主要进行产量性状和品质性状的选择，对获得综合性状优良的中间材料，在F₄-F₆代，在试验病圃进行抗性锻炼与鉴定，兼顾株型、结铃性与衣分诸因素的协调，选择综合性状优良的单株，进行海南加代，对加代的株系继续进行病圃鉴定，对抗病性较好，综合性状优良的株系，继续进行海南加代，在F₇-F₈代，对早熟性、丰产性、抗病性稳定的优良品系进入所品比试验，同时在我国的黄河流域棉区、长江流域棉区和西北内陆特早熟棉区的不同生态试验点进行生态适应性鉴定，表现综合性状优良早熟棉新品系申请参加区域试验和生产试验。

2)生化育种，在杂交F₄-F₈代选育过程中，根据生化标记辅助选择，包括：

2-1)酶活量：一般认为早熟不早衰品种的CAT酶活和POD酶活较早衰品种高30～50％，SOD酶活较早衰品种高5～8％，MDA含量较早衰品种低6～10％；ABA含量较早衰品种低15～20％，IAA含量较早衰品种高30～50％。

2-2)选择时间：在棉株生长发育时期对CAT酶活、POD酶活、SOD酶活选择应有8月24日(播种后95d)以后进行，对MDA含量的选择可在8月3日—17日(播种后74d～88d)。对早熟性、丰产性、抗病性稳定的优良品系或株系，加以抗氧化系统酶SOD、POD和CAT活性的跟踪检测，从生化遗传角度提高棉株体内的抗氧化系统酶活性，以改良新品系的早熟性和抗逆性。

3)分子标记技术鉴别中425

利用与早熟性状相关的SSR标记HAU3318、MGHES-73和DPL0524将中425与短季棉品种中213、中16、中36和中74以及春棉品种岱字棉15、鲁棉研28号、中12、中41、中45和鲁棉研1号予以区分。QTL定位结果表明：在HAU3318附近可检测到控制生育期、果枝始节以及果枝始节高度的QTLs，在MGHES-73附近可检测到控制果枝始节以及果枝始节高度的QTLs。关联分析结果表明：MGHES-73与果枝始节以及果枝始节高度极显著关联，DPL0524与果枝始节高度极显著关联。

HAU33318扩增结果显示在305bp处存在特异性条带可将中425、中213、中16、中36和中74与其他6个春棉品种区分开。MGHES-73扩增结果显示在494bp处存在特异性条带可将中425和中213与中16、中74区分开。DPL0524扩增结果显示在188bp处存在特异性条带可将中425与中213区分开。

因此，中425存在特异性SSR引物组合HAU3318/MGHES-73/DPL0524将其与其余材料予以区分。

根据本发明的方法，育成的早熟、丰产、优质短季棉新品系中425具有以下特性：

生育期110天，出苗快，子叶肥大，苗壮，早熟，中前期生长发育快，株高80.8cm，第一果枝着生5-5.5节，植株筒型，茎杆粗壮，着生稀茸毛，抗倒伏，叶片中等偏大，淡绿色，有蜜腺，中脉有茸毛，果枝与主茎着生夹角小，结铃性强，单株有效铃11.5个，卵圆型，有短尖，铃面粗糙，铃柄中等长度，铃重5.5-6克，衣分43.6％，籽指11.5克，吐絮畅，色泽洁白。该品系适于黄河流域和长江流域棉区作麦(油)后直播或移栽两熟种植，适宜播期5月中下旬或6月上旬，密度5000-6000株/亩，在施足基肥的基础上，初花肥一次追施尿素15-20kg，并视苗情和气候，用低浓度缩节安调控，遇旱要及时灌溉，非鳞翅目害虫要及时防治。

中425于2011-2012年参加夏播抗虫棉品系比较试验，两年霜前皮棉产量和籽棉产量均居首位，平均霜前皮棉产量亩产74.8kg，比对照中棉所50增产19.3％，籽棉亩产180.1kg，比对照中棉所50增产16.7％。农业部棉花品质监测中心测试结果，平均纤维长度29.5mm，比强度29.7cN/tex，马克隆值4.5，纤维品质优良。两年枯萎病指平均2.69，高抗，黄萎病指30.02-31.70，平均30.86，耐病；2011-2012年参加河南省夏棉区域试验。

附图说明

图1为系谱图；

图2为引物HAU3318扩增电泳图谱；

图3为引物MGHES-73扩增电泳图谱；

图4为引物DPL0524扩增电泳图谱。

本发明育成的棉花品种陆地棉(Gossypium hirsutum)中425，于2014年3月28日保存于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所，100101)，其保藏编号是：CGMCC No.9007。

具体实施方式

实施例1

中425的培育：

2007年河南安阳，以早熟、丰产、抗病虫系中501特早熟新品系为母本和特早熟种质系中603为父本进行杂交，2007年冬海南，F₁与抗病早熟品系SF06杂交；2008年河南安阳，将复交F₁代自交获得F₂代，进行早熟、抗病、丰产等混合选择获得F₃代，2008年冬海南，F₃代种植获得F₄代；2009-2010年，对F₄至F₈代，进一步进行混合选择及产量、品质和早熟性状的综合评判，同时增加时空选择压和进行早熟性单株选择和纯化，表现突出系10个，分别为051401、051404、051410、051413、051416、051419、051422、051425、051428、051431；2011-2012年进行早熟性、丰产性和抗病性综合品比测试，以生产上大面积推广的主栽早熟丰产品种中棉所50为对照在早熟、丰产、抗病和纤维品质等综合性状表现突出，决选系为中051425，简称中425。

1)株型选择及病圃鉴定：在杂交早代F₂-F₃代，主要进行产量性状和品质性状的选择，对获得综合性状优良的中间材料，在F₄-F₆代，在试验病圃进行抗性锻炼与鉴定，兼顾株型、结铃性与衣分诸因素的协调，选择综合性状优良的单株，进行海南加代，对加代的株系继续进行病圃鉴定，对抗病性较好，综合性状优良的株系，继续进行海南加代，在F₇-F₈代，对早熟性、丰产性、抗病性稳定的优良品系进入所品比试验，同时在我国的黄河流域棉区、长江流域棉区和西北内陆特早熟棉区的不同生态试验点进行生态适应性鉴定，表现综合性状优良早熟棉新品系申请参加区域试验和生产试验。

2)生化育种，在杂交F₄-F₈代选育过程中，根据生化标记辅助选择，包括：

2-1)酶活量：一般认为早熟不早衰品种的CAT酶活和POD酶活较早衰品种高30～50％，SOD酶活较早衰品种高5～8％，MDA含量较早衰品种低6～10％；ABA含量较早衰品种低15～20％，IAA含量较早衰品种高30～50％。

2-2)选择时间：在棉株生长发育时期对CAT酶活、POD酶活、SOD酶活选择应有8月24日(播种后95d)以后进行，对MDA含量的选择可在8月3日—17日(播种后74d～88d)。对早熟性、丰产性、抗病性稳定的优良品系或株系，加以抗氧化系统酶SOD、POD和CAT活性的跟踪检测，从生化遗传角度提高棉株体内的抗氧化系统酶活性，以改良新品系的早熟性和抗逆性。

3)分子标记技术鉴别中425

利用与早熟性状相关的SSR标记HAU3318、MGHES-73和DPL0524将中425与短季棉品种中213、中16、中36和中74以及春棉品种岱字棉15、鲁棉研28号、中12、中41、中45和鲁棉研1号予以区分。QTL定位结果表明：在HAU3318附近可检测到控制生育期、果枝始节以及果枝始节高度的QTLs，在MGHES-73附近可检测到控制果枝始节以及果枝始节高度的QTLs。关联分析结果表明：MGHES-73与果枝始节以及果枝始节高度极显著关联，DPL0524与果枝始节高度极显著关联。

HAU33318扩增结果显示在305bp处存在特异性条带可将中425、中213、中16、中36和中74与其他6个春棉品种区分开。MGHES-73扩增结果显示在494bp处存在特异性条带可将中425和中213与中16、中74区分开。DPL0524扩增结果显示在188bp处存在特异性条带可将中425与中213区分开。

因此，中425存在特异性SSR引物组合HAU3318/MGHES-73/DPL0524HAU3318上游引物(5’-3’)为CAGGGAGAGAAGAGAAAGGACA下游引物(5’-3’)为CACGTGACTCCGGCGAATGA，MGHES-73上游引物(5’-3’)为CCCGATATCCTTAGCCTTTT下游引物(5’-3’)为AGTCGGAGGTGATGGTTAGG，DPL0524上游引物(5’-3’)为AGAGCCATACTTATTTACGTGCCC下游引物(5’-3’)为GAGTAACTCAAATAGCAAGCAGCC，将其与其余材料予以区分，参见图2、3、4，其中，图中1～12分别代表：中425、中213、中16、中36、中50、中74、岱字棉15号、鲁棉研28号、中12、中41、中45和鲁棉研1号。M代表Marker，条带大小从上往下依次是501bp、489bp、404bp、353bp、242bp、190bp、147bp、110bp和89bp。

根据本发明的方法，育成的早熟、丰产、优质短季棉新品系中425具有以下特性：

生育期110天，出苗快，子叶肥大，苗壮，早熟，中前期生长发育快，株高80.8cm，第一果枝着生5-5.5节，植株筒型，茎杆粗壮，着生稀茸毛，抗倒伏，叶片中等偏大，淡绿色，有蜜腺，中脉有茸毛，果枝与主茎着生夹角小，结铃性强，单株有效铃11.5个，卵圆型，有短尖，铃面粗糙，铃柄中等长度，铃重5.5-6克，衣分43.6％，籽指11.5克，吐絮畅，色泽洁白。该品系适于黄河流域和长江流域棉区作麦(油)后直播或移栽两熟种植，适宜播期5月中下旬或6月上旬，密度5000-6000株/亩，在施足基肥的基础上，初花肥一次追施尿素15-20kg，并视苗情和气候，用低浓度缩节安调控，遇旱要及时灌溉，非鳞翅目害虫要及时防治。

中425于2011-2012年参加夏播抗虫棉品系比较试验，两年霜前皮棉产量和籽棉产量均居首位，平均霜前皮棉产量亩产74.8kg，比对照中棉所50增产19.3％，籽棉亩产180.1kg，比对照中棉所50增产16.7％。农业部棉花品质监测中心测试结果，平均纤维长度29.5mm，比强度29.7cN/tex，马克隆值4.5，纤维品质优良。两年枯萎病指平均2.69，高抗，黄萎病指30.02-31.70，平均30.86，耐病；2011-2012年参加河南省夏棉区域试验。

育成的棉花品种中425，于2014年3月28日保存于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所，100101)，其保藏编号是：CGMCC No.9007。

Claims (2)

1.一种培育早熟、丰产、优质短季棉新品系中425的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)早熟、丰产、抗病虫系中501的培育：以母本：早熟品种中棉所10为基础种质材料，通过与父本：早熟、丰产、抗病短季棉品种美B早系选育成早熟优质系中0710，再以母本：早熟优质系中0710与父本：丰产抗病系中5427杂交，选育成早熟、丰产、抗病虫系中棉所27，以母本：早熟、丰产、抗病虫系中棉所27与父本：特早熟系92-047杂交，通过海南加代选育而成；

(2)中425的培育：以早熟、丰产、抗病虫系中501为母本和特早熟种质系中603为父本进行杂交，F₁与抗病早熟品系SF06杂交，次年将复交F₁代自交获得F₂代，进行早熟、抗病、丰产混合选择获得F₃代；之后，对F₄至F₈代，进一步进行混合选择及产量、品质和早熟性状的综合评判，同时增加时空选择压和进行早熟性单株选择和纯化，再进行早熟性、丰产性和抗病性综合品比测试，在早熟、丰产、抗病和纤维品质的综合性状表现突出，并且，通过分子标记技术鉴别中425，决选系为中425，

其中，通过分子标记技术鉴别中425时利用中425存在特异性SSR引物组合HAU3318/MGHES-73/DPL0524将其与其余材料予以区分，

HAU3318上游引物5’-3’为CAGGGAGAGAAGAGAAAGGACA，

下游引物5’-3’为CACGTGACTCCGGCGAATGA；

MGHES-73上游引物5’-3’为CCCGATATCCTTAGCCTTTT，

下游引物5’-3’为AGTCGGAGGTGATGGTTAGG；

DPL0524上游引物5’-3’为AGAGCCATACTTATTTACGTGCCC，

下游引物5’-3’为GAGTAACTCAAATAGCAAGCAGCC。

2.根据权利要求1所述的培育早熟、丰产、优质短季棉新品系中425的方法，其特征在于，在步骤(2)中，在杂交F₄-F₈代选育过程中，根据生化标记辅助选择，包括：

2-1)酶活量：早熟不早衰品种的CAT酶活和POD酶活较早衰品种高30～50％，SOD酶活较早衰品种高5～8％，MDA含量较早衰品种低6～10％；ABA含量较早衰品种低15～20％，IAA含量较早衰品种高30～50％；

2-2)选择时间：在棉株生长发育时期对CAT酶活、POD酶活、SOD酶活选择应在播种后95d以后进行，对MDA含量的选择在播种后74d～88d进行。