CN105409762B - 一种棉花品种的轮回选育方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种棉花品种的轮回选育方法，利用棉花芽黄光敏雄性不育系进行轮回选择，由杂交群、分离重组群、稳定选择群三个种群组成一个轮回，通过一轮或多轮选育新的能自然繁殖的棉花品系；所述杂交群，以棉花芽黄光敏雄性不育系与多个不同类型、具有目标性状、能正常自然繁殖且不含不育基因的棉花品系或杂交种材料批量杂交为基础建立。本发明利用芽黄光敏雄性不育系作为基础材料进行轮回选择，便于后代早期分离鉴定；芽黄光敏雄性不育系作为桥梁工具(平台或反应器)进行批量杂交，不但能降低劳动强度、省去大量用工，提高工作效率,还可以创造许多不同类型的符合要求的育种材料或资源，是一种创新性的棉花品种选育方法。

Description

一种棉花品种的轮回选育方法

技术领域

本发明涉及棉花育种领域，特别是涉及一种棉花品种的轮回选育方法。

背景技术

自然界植物依据授粉方式分三种：一是自花授粉→有利于基因保持，不利于基因重组→杂交困难；二是异花授粉→有利于基因重组，不利于基因保持→稳定不易；三是介于以上两种类型的中间型，常异花授粉(棉花属常异花授粉作物)→以自花授粉为主，有一定比例异花授粉→容易杂交，稳定时间长。

常规棉花育种有系谱法和杂种优势利用(两个优系杂交利用一代杂种优势)，系谱法是选择两个目标亲本杂交，再通过系谱选择最后进行品系比较试验选育新品种，其优点：杂交系谱清楚血缘关系可查，育种年限较短，容易出品种；缺点：亲本个数有限，遗传背景简单，遗传基础狭窄，后代分离类型有限，制种需人工剥花去雄、授粉，劳动强度大、工序繁杂成本高。

轮回选择是群体改良的一种有效手段，其基本规律即基因平衡定律：在一个完全随机交配的群体内，如果没有其他因素(如选择、突变、遗传漂移等)干扰时，则基因和基因型频率保持恒定，各世代不变。群体改良和作物育种的实质就是要不断打破群体基因和基因型的平衡，不断地提高被改良群体内人类所需基因和基因型的频率。从育种的角度来看，选择和基因重组是群体基因和基因型频率改变的主要因素和动力。通过作物群体改良，可以提高育种效率和育种水平。

目前芽黄光敏雄性不育系主要是作为杂交一代制种母本使用，直接用于杂交种子生产和繁殖，如宇文璞等的发明专利《一种棉花不育系的繁种及其配套制种方法》(专利授权公告号CN1040828C)，如喻树迅等的发明专利《一种芽黄标记光敏雄性不育系的繁育方法》(专利授权公告号CN102415332B)。本发明以其作为遗传工具或资源使用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种创新性的棉花品种的轮回选育方法，可以同时得到许多不同类型的符合要求的育种材料或资源，无需人工去雄授粉杂交、工序简单、劳动强度低且工作效率高。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种棉花品种的轮回选育方法，利用棉花芽黄光敏雄性不育系为基础进行轮回选择，由杂交群、分离重组群、稳定选择群三个种群组成一个轮回，通过一轮或多轮选育新的能自然繁殖的棉花品系；所述杂交群，以棉花芽黄光敏雄性不育系与多个不同类型、具有目标性状、能正常自然繁殖且不含不育基因的棉花品系或杂交种材料批量杂交为基础建立。

进一步地，所述杂交群中，杂交F₁代植株再进行自然自交和/或杂交F₁代植株作为父本与棉花芽黄光敏雄性不育系回交。

进一步地，具体包括如下步骤：(1)棉花芽黄光敏雄性不育系在本地不育季节与多个不同类型的、具有目标性状能正常自然繁殖且不含不育基因的棉花品系或杂交种材料杂交，产生一批杂交F₁代种子；杂交F₁代种子种植后做父本与棉花芽黄光敏雄性不育系回交收获回交F₁代种子，同时，杂交F₁代种子种植后自然自交收获F₂种子，组成杂交群；(2)接下来进入分离重组群，用棉花芽黄光敏雄性不育系回交F₁代种子，种植后得到约50％的芽黄光敏雄性不育株用于轮回选择育种的母本，约50％可育株用于F₂种子混合种植；杂交F₁代种子种植后自然自交收获的F₂种子再种植F₂植株，约分离出25％的不育株和75％的可育株，以上两个来源可育株进一步分离，选择时除去明显不利性状的杂交组合后代群体或个体；(3)经过3-5代重组后进入稳定选择群，选择具有目标性状的群体或个体进行系谱选择组成亚群，再经过筛选，进入品种比较阶段，选择目标性状和综合性状优秀的品系。

通过采用上述技术方案，本发明至少具有以下优点：

(1)创造新的种质资源:本发明选择棉花芽黄光敏雄性不育系，它具有芽黄与光敏不育两个基因是紧密连锁遗传的，并且都是隐性遗传性状，便于后代早期分离鉴定。棉花是常异花授粉作物，而且单花种子数量少，若人工去雄授粉杂交，劳动强度大、费用高，给大量生产杂交种子带来困难，因此本发明利用棉花芽黄光敏雄性不育系作为工具(平台或反应器)进行批量杂交，只需取父本花粉进行授粉，降低劳动强度、省去大量用工，提高工作效率获得一批杂交组合。再从表现突出的杂交组合后代里选出优秀品系。同时在新的一轮改造提高不育系。本发明的选育方法可以创造许多不同类型的符合要求的育种材料或资源，是一种创新性的棉花品种选育方法。

(2)选育综合性状优良的品种，通过轮回选择改良提高群体，选育出高产、优质、早熟、多抗广适的品种。

(3)改良外来种质的适应性，通过平台用外来种质授粉改良外来品种的适应性。

附图说明

上述仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

图1是本发明的棉花品种轮回选育方法流程图。

具体实施方式

本发明的棉花品种轮回选育方法是利用棉花芽黄光敏雄性不育系进行轮回选择。

芽黄光敏雄性不育系在长江中下游的安徽省安庆市望江县中棉所长江生态试验站棉花正常生长季节表现为：6月20日前开花雄蕊都具有一定散粉能力，即能自然自交成铃但不孕籽率高，第二年正季再播种仍表现芽黄光敏雄性不育特性；6月底至9月上旬这个时段开花雄蕊表现无粉即雄性不育，雌蕊可以接受外来花粉授粉受精成铃，用于生产杂交种；9月中下旬开花雄蕊具有散粉能力，能自然自交成铃但多数种子不够成熟，第二年正季再播种仍表现光敏不育特性。

当年海南冬繁时雄蕊具有散粉能力，表现能自然自交成铃但不孕籽率偏高，南繁后回到本地春播，仍然表现出前述的两个阶段即6月底至9月上旬表现不育，用于异交(杂交)，6月20前或9月中下旬自然自交成铃用于保持种性和繁殖。

芽黄光敏雄性不育系的不育特性表现为一对等位基因控制的简单的遗传，F₁植株完全可育，F₂植株分离规律基因型为1AA+2Aa+1aa，表型分离比例约3：1。

如图1所示，棉花品种的轮回选择，由杂交群、分离重组群、稳定选择群三个种群组成一个轮回，通过一轮或多轮选育新的能自然繁殖的棉花品系。培育不同类型能自然繁殖的棉花新品系作为育种材料或选育品种应用于生产。

具体包括如下步骤：

(1)芽黄光敏雄性不育系在本地不育季节(6月底至9月上旬)与15-20个具有目标性状能正常自然繁殖的不含不育基因棉花品系或杂交种材料杂交，产生一批杂交F₁代种子，F₁代种子种植后做父本(芽黄杂合F₁)与棉花芽黄光敏雄性不育系回交收获F₁代种子,同时杂交F₁代种子种植后自然自交收获F₂种子，组成杂交群；

(2)接下来进入分离重组群，用芽黄光敏雄性不育系与前述的一批杂交F₁代植株回交种子，种植后得到约50％的芽黄光敏雄性不育株用于轮回选择育种的母本，约50％可育株用于F₂种子混合种植；同时将第二年收获的光敏杂合F₁植株上F₂种子种植，约分离出25％的不育株和75％的可育株，以上两个来源可育株进一步分离，选择时除去明显不利性状的杂交组合后代群体或个体。

(3)经过3-5代重组后进入稳定选择群，选择具有目标性状的群体或个体进行系谱选择组成亚群如早熟、优质等亚群，再经过筛选，进入品种比较阶段，选择目标性状和综合性状优秀的品系。

下面以一个具体应用例来对本发明的技术方案进行详细阐述：

第一年：0704204S是一个2007年原始的芽黄光敏雄性不育系，当年11月初收不育株上自交种子；

第二年：2008年继续种植本不育材料，7月上旬至8月下旬表现雄性不育，在此期间与18个不同类型的棉花品种进行杂交配制F₁种子，收获18个组合种子；不育系9月中下旬自然自交繁殖的不育系种子；

第三年：2009年分别种植18个组合的F₁种子成长为F₁植株，全部表现雄性可育，任其自由授粉收获F₂种子；并用F₁植株花粉与原不育系0704204S回交，收获18个回交F₁种子；共收获36个组合杂交种子；不育系自然自交繁殖不育系种子；

第四年：2010年分别种植18个组合的F₂种子，各成长为F₂植株200株，出现分离，各组合有38-45株不育株约占1/4的比例，但农艺性状有差别，作标记11月中旬收获自然自交种子，作为改造提高不育系的基础材料；各组合有155-162株表现可育约占3/4，但花粉量多少、花粉活力大小有较大差别，可从后期吐絮棉花铃饱满程度判断，除去明显劣株、病死植株后每组合分别单收，每株收2个絮铃混合，共收18个组合F₃种子作下年自交分离种子。

同时分别种植18个回交组合F₁种子，各成长为F₁植株200株，出现分离，各组合有85-96株不育株约占1/2的比例，但农艺性状有差别，作标记11月中旬收获自然自交种子，作为改造提高不育系的基础材料；各组合有104-115株表现可育约占1/2，花粉量充足都可育，后期吐絮棉花铃也较饱满，除去2个回交组合，除去明显劣株、病死植株后每组合分别单收，每株收2个絮铃混合，共收16个组合F₂种子作下年自交分离种子。

第五年：2011年继续分别种植18个组合的F₃种子和16个回交组合F₂种子，其相应的组合植株按熟期、株高、抗病性等亚群混收F₄种子和回交组合F₃种子。其分离出的不育株根据育性、农艺性状选留，作为改造提高不育系的基础材料。

第六年：2012年正季将上年的亚群种子分别种植，在亚群内选择优良单株50个，将各亚群中选择的50个单株到海南冬繁鉴定，将株高、开花期、结铃性等性状表现分离不明显的株行混收，共收236个株行种子。

第七年：2013年正季将236个株行种子种植成236个株系，以省区试的对照作为株系鉴定的对照，逢5设对照，根据全生育期农艺性状、经济性状考察选收当选择株系，并在对应株系中选择优良单株，到海南冬季进一步纯化株系。共收40个株系。

第八年：2014年将上年40个株系分3组进行品种比较试验，以省区试的对照作为株系鉴定的对照，参照省区域试验方案进行；将品比中表现突出的品系对应的海南冬繁种子正季繁殖种子单收，并进一步鉴定和扩大繁殖。从中选择出13706121、13706126、13J405、13J408等品系，下表为2014年品种比较结果。

本发明的棉花品种轮回选育方法,采用以棉花芽黄光敏雄性不育系为基础的轮回选择方法，充分利用棉花芽黄光敏雄性不育基因，使封闭式近交(常异花授粉)变为开放式杂交，杂交系谱不详。省去棉花繁锁的人工去雄、只授粉杂交，工序较简单。可实现多基因重组，杂交亲本可以成百上千。分离群体遗传基础广泛。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本发明的保护范围内。

Claims (1)

1.一种棉花品种的轮回选育方法，其特征在于，利用棉花芽黄光敏雄性不育系进行轮回选择，由杂交群、分离重组群、稳定选择群三个种群组成一个轮回，通过一轮或多轮选育新的能自然繁殖的棉花品系；

所述由杂交群、分离重组群、稳定选择群三个种群组成一个轮回，具体包括如下步骤：

(1)棉花芽黄光敏雄性不育系在本地不育季节与多个不同类型的、具有目标性状能正常自然繁殖且不含不育基因的棉花品系或杂交种材料杂交，产生一批杂交F₁代种子；杂交F₁代种子种植后作父本与棉花芽黄光敏雄性不育系回交收获回交F₁代种子，同时，杂交F₁代种子种植后自然自交收获F₂种子，组成杂交群；

(2)接下来进入分离重组群，用棉花芽黄光敏雄性不育系回交F₁代种子，种植后得到50％的芽黄光敏雄性不育株用于轮回选择育种的母本，50％的可育株用于F₂种子混合种植；杂交F₁代种子种植后自然自交收获的F₂种子再种植F₂植株，分离出25％的不育株和75％的可育株，以上两个来源可育株进一步分离，选择时除去明显不利性状的杂交组合后代群体或个体；

(3)经过3-5代重组后进入稳定选择群，选择具有目标性状的群体或个体进行系谱选择组成亚群，再经过筛选，进入品种比较阶段，选择目标性状和综合性状优秀的品系。