CN107018892A - 棉花芽黄核雄性不育两用系Yt30的育种方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开棉花芽黄核雄性不育两用系Yt30的育种方法，以陆地棉核雄性不育系宁A、太5018、芽黄突变系（黄色叶片）为亲本，将宁A隐性核不育系与配合力高、性状优良的太5018杂交，再选择优良单株与芽黄突变系杂交，杂交后代选择优良单株，下年单独种成株系，选择优系，优系内的芽黄、雄性不育植株与同株行内的芽黄、可育株成对杂交，得到全新的陆地棉芽黄核雄性不育两用系Yt30。本发明选择高配合力亲本和隐性芽黄亲本各一个，不育系分别与亲本杂交，分离后代中根据产量、品质、雄蕊育性、叶色等性状选出优良单株，优良一致的株系中选择芽黄标记的雄性不育株与可育株杂交，获得带隐性芽黄的高配合力核雄性不育系。

Description

棉花芽黄核雄性不育两用系Yt30的育种方法

技术领域

本发明属于棉花种质资源领域，具体而言，本发明涉及棉花芽黄核雄性不育两用系 Yt30的育种方法。

背景技术

棉花是我国主要经济作物之一，主要用于获取重要的纺织原料棉纤维和植物油料及蛋白质资源棉籽油、棉籽蛋白。

常规的棉花育种方法包括：系统育种法，即在现有推广种植的品种群体中，选择优良的变异个体(单株)或单铃，培育而成新品种的方法；杂交育种法，即选择合适亲本，通过杂交，是控制亲本双方优良性状的基因在F₁群体中结合为杂合型，在F₁通过自交形成的F₂分离群体中，选择符合育种目标的个体，再在以后世代中连续选择和鉴定，培育纯合而合乎要求的理想品种的方法；此外，还包括如远缘杂交育种法、诱变育种法和其他高新技术应用的方法等。

目前棉花育种最常见的为杂交育种法，主要类型分为：品种间杂交和种属间杂交(远缘杂交)；主要的杂交方式有：单交、复交、回交、杂种品系间互交各自优缺点和应用等；主要的杂种后代处理方法包括：系谱法、混合种植法等。系谱法是杂交育种中最常用的选择方法。选择从杂种的第一次分离世代开始，其后各代以入选单株为单位分系种植，经过连续多代单株选择直至株系的性状稳定一致，才将入选株系混收为新品系。混合种植法，在杂种分离世代，按组合混合种植，不进行选择，到F5以后，估计杂种后代基本混合后再进行单株选择。目前使用的杂交育种多主要应用于多基因控制的数量性状，其性状遗传率低；此外还有工作量大、育种周期长等缺点。

棉花杂交种具有显著的杂种优势，优势主要表现在产量、长势、抗逆境强等方面。与常规种相比，具有选育周期短的特点。影响棉花杂种优势利用的主要因素是选育出强优势组合、有较高效的制种技术。大面积利用的棉花杂交种生产技术主要是人工去雄制种、利用隐性核不育系制种两种，利用不育系、保持系和恢复系等三系配套制种也有利用，但规模较小。

与人工去雄制种相比，利用隐性核不育系制种具有不需人工去雄的优势，劳动强度大幅度降低，只要在制种地中拔出50％的可育株，留下50％的雄性可育株，去掉自然授粉的棉铃，再用恢复系的花粉给不育株授粉。存在的问题是，由于不育株或杂交制种前不育株上的棉铃去除不彻底，导致F1杂交种中混有部分雄性不育植株，这些植株前期不能发现，吐絮期表现为“大清棵”，只开花不结铃，产量损失严重。如果不育株率较高(4％以上)，导致农民索赔，品种退出市场，种子企业和农民损失均较严重。

发明内容

发明目的：为克服这一严重问题，该发明以隐性基因控制的核雄性不育系宁A、太5018、叶片为黄色的芽黄品系为亲本，通过杂交选育、性状系统鉴定、株系内杂交等技术的综合应用，得到了全新的具有芽黄标记性状由核基因控制的陆地棉雄性不育两用系 Yt30，Yt30的主要特点是，核雄性不育系具有由芽黄标记性状，新叶片为黄色，为隐形基因控制。由于杂交制种所用的恢复系都是绿色叶片，为显性性状，恢复系与Yt30不育株杂交后，真杂交种表现为绿色叶片，假杂交种(不育株)表现为黄色叶片，真杂交种与假杂交种极易区分开来。与普通的非芽黄核雄性不育系相比，Yt30有两方面的优点，一是可以方便进行杂交种纯度鉴定，只需将杂交种收获后，种子播种，长成幼苗，根据叶片颜色就可以判断真、假杂种，叶色为黄色的是假杂种，叶色为绿色的为真杂种，从而计算出假杂种的百分率。种子公司可以根据杂交种的纯度，对不合格的种子不予收购，避免了种子质量出现问题。一旦在农民种植杂交种后，如果田间发现黄色叶片的植株，此为假杂种，苗期可以拔除，从而避免出现后其出现产量损失。因此，本发明对于棉花核不育系制种有非常重要意义。可以广泛用于棉花杂交组合选配、杂交种推广等领域，商业利用前景好。Yt30也可以用于棉花轮回选择，进行群体改良。本发明采用棉花隐性核不育系与高产、纤维品质优良的太5018杂交，可以改良不育系的配合力，再与芽黄品系杂交，将隐性芽黄基因导入棉花雄性不育系，获得的不育系配合力好、具有标记性状，这样的方法对于棉花不育系的改良有重要意义。

因此，本发明的目的旨在探索棉花核雄性不育系的新来源，利用棉花芽黄、核雄性不育系资源开发一种用于棉花杂交育种的新两用系的方法，提供一个全新的棉花育种种质资源；提供了一个成本更低、效率更高、方便制种纯度鉴定、方便假杂种苗去除的杂交制种方法。

技术方案：为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：棉花芽黄核雄性不育两用系Yt30的育种方法，包括以下步骤：

以隐性核基因控制的雄性不育系宁A为母本，以太空棉优系材料太5018为父本杂交获得F₁代；

2)F₁代进行自交获得F₂代；

3)在F₂代中选择长势强(株高介于95-105cm)的雄性不育株与芽黄材料Y1进行配对杂交获得芽黄杂交F₁代，

4)芽黄杂交F₁代进行自交获得芽黄杂交F₂代，芽黄杂交F₂代成熟时测定纤维品质(纤维长度大于30.0mm，断裂比强度29.0cN/tex，马克隆值介于4.1-4.9之间)，保留纤维品质优异的单株上的芽黄杂交F₂代；

5)在纤维品质优异的单株上的芽黄杂交F₂代中选择芽黄不育株的单株与芽黄可育株杂交获得棉花芽黄核不育两用系Yt30。

其中，上述步骤3)F₂代中的长势强指的是株高介于95-105cm之间，同时期株高较平均值提高10％以上。

其中，上述步骤4)芽黄杂交F₂代纤维品质优异是指纤维长度大于30.0mm，断裂比强度高于29.0cN/tex，马克隆值介于4.1-4.9之间。

其中，上述隐性核基因控制的雄性不育系宁A为隐性核不育两用系。植株中等偏高、略松散，结铃性较好，铃重5.03g，衣分38.56％。2011年的纤维品质：纤维长度30.9mm，断裂比强度29.2cN/tex，马克隆值4.7。

其中，上述太空棉优系材料太5018：该品系为从“太8033”经过实践八号卫星搭载的空间诱变材料中，经连续系统选育出的系选5代材料。在变异群体中，根据植株长势、株型、叶型、铃数、铃重、衣分、纤维品质等选择优良单株，田间选株分别在苗期、花铃期、吐絮期分别选优株2次，收获后考种，最后决选出优良单株。优良单株种成株行，第1-4代有分离，继续进行优良单株选择，在第4代，选出纯合株行，对产量、纤维品质性状进行鉴定，选出优系5018。太5018为常规棉品系，具有产量性状好、纤维品质优等特点，用作亲本时一般配合力较好。太5018的铃重6.80g，衣分42.00％，纤维长度32.5mm，断裂比强度34.6cN/tex，马克隆值4.0。

其中，上述芽黄材料Y1为隐性标记的突变材料，植株矮小，新出叶在整个生长期间均呈现黄色，与普通棉花的绿色叶片形成鲜明对比。铃形偏小，铃重4.35g，衣分33.21％，结铃性一般。2011年纤维品质：纤维长度28.8mm，断裂比强度27.4cN/tex，马克隆值 5.1铃形偏小，铃重4.35g，衣分33.21％，结铃性一般，较太5018低10％以上。

其中，上述棉花芽黄核雄性不育两用系Yt30具有芽黄标志性状(新叶为黄色，其它棉花一般为绿色)，植株整体较紧凑，株高99.5～100cm，产量性状较好，果枝数16.2 个，大铃20.5个，铃重5.5g左右，衣分37～38％。2015年纤维品质主要指标：纤维长度30.8mm，断裂比强度29.4cN/tex，马克隆值5.0。2016年纤维品质主要三项指标：纤维长度31.1mm，断裂比强度29.3cN/tex，马克隆值4.5。

本发明的Yt30品种特异性、一致性和利用方法说明如下：

1、特异性：

Yt30在整个生长期间新出叶片均呈现黄色，为典型标记，与普通棉花的绿色叶片形成鲜明对比，极易辨认。其株型较紧凑，果枝与主茎夹角中等，叶片大小中等，铃较大，株高中等，单铃子棉重量中等；近似品种中抗A叶色深绿，株型较松散，果枝与主茎夹角较大，叶片较大，铃较小，株高较高，单铃籽棉重量略轻。

2、一致性：

2016年在太仓市棉花育种中心试验田对Yt30的62株棉株进行观测，未发现非典型性植株。Yt30的第一果枝节位、叶色、叶片大小、开花期、铃形、株形、衣分、单铃子棉重量及抗性等均具有较好的一致性。

3、Yt30繁殖方法

Yt30种植于田间，密度4000株/亩，育苗移栽，栽培管理方法与普通棉花一致。开花时，根据花药中是否有花粉鉴定出不育株和可育株，挂牌作标记。开花当天，取可育株花粉给不育株授粉。开花第一天开始，直到有效花终止期。收获不育株上的杂交棉铃中的籽棉，晒干后，脱出种子，用硫酸脱绒并晒干。

4、Yt30用于棉花杂交制种的方法

Yt30种植于田间，育苗移栽，密度6000株/亩，栽培管理方法与普通棉花一致。开花时，根据花药中是否有花粉鉴定出不育株和可育株，拔除可育株，留下雄性不育株，采集父本的花粉，给不育株授粉，开花第一天开始，直到有效花终止期结束。吐絮后，收获杂交棉铃中的籽棉，晒干后，脱出种子。该种子为商品杂交种。

5、商品杂交种的纯度鉴定

用Yt30不育系制种获得商品杂交种种植于盆钵中，长出一片真叶后，根据叶片颜色判断是否为假杂种，叶片为绿色的为真杂种，叶片为黄色的为假杂种，可以计算出真杂种的百分率(即纯度)。该指标可以作为判断农户制的杂交种是否合格的依据。

6、商品杂交种田间假杂种的拔出

利用Yt30不育系与恢复系杂交制种，商品种销售给农民种植后，如果田间出现少量叶色为黄色的植株，这些为假杂种，农民可以拔除，不会影响真杂种生长，不会导致后期产量损失。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明提供了一个新型高效、带黄色叶片标记的隐性核雄性不育两用系的棉花育种方法。本发明获得的陆地棉花芽黄标记核不育两用系Yt30具有稳定的特异性和良好的一致性，为棉花杂交育种提供了一个新型高效、带黄色叶片标记的隐性核雄性不育两用系，与一般同类不育系相比，将极大的程度地减少制种过程中的工作量，便于进行杂交种纯度鉴定，减轻了推广杂交种的风险，与普通绿色叶片的核雄性不育系相比，可以根据叶片颜色方便进行杂交种纯度鉴定，也可以在生产田中拔出假杂种，简化育种难度，具有良好的育种资源开发前景。本发明所用的选育方法新颖，效果好。

附图说明

图1 Yt30株型；

图2 Yt30不育株花器形态；

图3、雄蕊可育与雄蕊败育比较；

图4、Yt30蕾期生长情况；

图5、隐性核基因控制的雄性不育系宁A株型(叶片绿色)；

图6、实施例1两用系Yt30育种系谱图；

图7实施例2两用系Yt30育种系谱图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。

本发明采用的隐性核基因控制的雄性不育系宁A(南京农业大学育成)、太空棉优系材料太5018(江苏太仓市棉花育种中心育成)、芽黄材料Y1(南京农业大学育成)

实施例1：

棉花芽黄核雄性不育两用系Yt30的育种方法，包括以下步骤：第一年，以隐性核基因控制的雄性不育系宁A为母本，以太空棉优系材料太5018为父本杂交获得F₁代；第二年，对F₁代进行自交。第三年，在F₂群体中选择不育株与芽黄材料(亲本配制选育成的核不育两用系品系)配对杂交。第四年，对芽黄杂交F₁代进行自交。第五年，在F₂群体中发现芽黄不育株，将其与同株行内的芽黄可育株杂交。第六年，种植芽黄株行，编号为Yt30株行芽黄率100％，不育株占比为38.7％，株行内植株性状基本一致。

两用系Yt30育种系谱图如图6所示。

本发明的品种及其亲本情况：

宁A：为隐性基因控制的核雄性不育两用系(不育系、保持系)。植株中等偏高、略松散，结铃性较好，铃重5.03g，衣分38.56％。2011年纤维品质：纤维长度30.9mm，断裂比强度29.2cN/tex，马克隆值4.7。

L5(不育株)：选择株高介于95-105cm之间的不育株，同时期株高较平均值提高10％以上；

LX6：选择纤维品质优异的芽黄不育株，即纤维长度大于30.0mm，断裂比强度高于29.0cN/tex，马克隆值介于4.1-4.9之间的。

芽黄材料Y1：为隐性标记的突变材料。植株较矮小，新出叶在整个生长期间均呈现黄色。铃形偏小，铃重4.35g，衣分33.21％，结铃性一般。2011年纤维品质：纤维长度28.8mm，断裂比强度27.4cN/tex，马克隆值5.1。

太5018：该品系为从“太8033”空间诱变材料中选育出的系选第5代材料。在变异群体中，根据植株长势、株型、叶型、铃数、铃重、衣分、纤维品质等选择优良单株，田间选株分别在苗期、花铃期、吐絮期分别选优株2次，收获后考种，最后决选出优良单株。优良单株种成株行，1-4代有分离，继续进行优良单株选择，在第4代，选出性状纯合的株行，对产量、纤维品质性状进行鉴定，选出优系5018。太5018为常规棉品系，具有产量性状好、纤维品质优等特点，用作亲本时一般配合力较好。2011年主要性状表现：铃重6.80g，衣分42.00％，纤维长度32.5mm，断裂比强度34.6cN/tex，马克隆值4.0。

Yt30：是以宁A不育系、太5018、芽黄材料为亲本配制选育成的核不育两用系品系，选育组合为[宁A×太5018]F₂×芽黄材料。Yt30具有芽黄(叶片为黄色)标志性状，植株整体较紧凑，株高99.5cm。产量性状较好，单株铃数20个左右，果枝数16.2个，大铃20.5个，铃重5.45g，衣分37.11％。2015年纤维品质主要指标：纤维长度30.8mm，断裂比强度29.4cN/tex，马克隆值5.0。

实施例2

棉花芽黄核雄性不育两用系Yt30的育种方法，包括以下步骤：2011年，以宁A(不育株)为母本，以太空棉优系材料太5018为父本，配制F₁代。2012年，对F₁代进行自交。2013年，在F₂群体中选择不育株与芽黄材料配对杂交。2014年，对芽黄杂交F₁代进行自交。2015年，在F₂群体中发现芽黄不育株，将其与同株行内的芽黄可育株杂交。 2016年，种植芽黄株行，编号为Yt30株行芽黄率100％，不育株占比为38.7％，株行内植株性状基本一致。

本实施例中为隐性核不育两用系。植株中等偏高、略松散，结铃性较好，单株铃数一般13个左右。铃重5.03g，衣分38.56％。2011年的纤维品质：纤维长度30.9mm，断裂比强度29.2cN/tex，马克隆值4.7。

L5(不育株)：选择株高介于95-105cm之间的不育株，同时期株高较平均值提高10％以上；

LX6：选择纤维品质优异的芽黄不育株，即纤维长度大于30.0mm，断裂比强度高于29.0cN/tex，马克隆值介于4.1-4.9之间的。

芽黄材料Y1：为隐性标记材料。植株较矮小，高度一般75cm左右，新出叶在整个生长期间均呈现黄色。铃形偏小，铃重4.35g，衣分33.21％，结铃性一般。2011年纤维品质：纤维长度28.8mm，断裂比强度27.4cN/tex，马克隆值5.1。

太5018：该品系为从“太8033”实践八号卫星搭载的空间诱变材料中，经连续系统选育出的系选5代材料。太5018为常规棉品系，具有产量性状好、纤维品质优等特点，用作亲本时一般配合力好(与苏棉12一致)。2011年主要性状表现：铃重6.80g，衣分42.00％，纤维长度32.5mm，断裂比强度34.6cN/tex，马克隆值4.0。

两用系Yt30育种系谱图如图7所示。

本实施例棉花芽黄核不育两用系Yt30品种特异性和一致性说明

1)特异性

Yt30在整个生长期间新出叶均呈现黄色，为典型标记。植株高度100cm左右，株型较紧凑，果枝与主茎夹角中等，叶片大小中等，铃形较大，单铃重5.5g左右，衣分37％～38％。2016年纤维品质主要三项指标：纤维长度31.1mm，断裂比强度29.3cN/tex，马克隆值4.5。

宁A叶色深绿色，株高110cm左右，株型较松散，果枝与主茎夹角较大(50°以上)，叶片较大，铃形较小，单铃重5.0g左右，衣分39％左右。2016年纤维品质主要三项指标：纤维长度30.4mm，断裂比强度28.7cN/tex，马克隆值5.1。

2)一致性

2016年对Yt30的62株棉株进行田间观测，未发现非典型性植株，所有性状均具有较好的一致性。其中，所有棉株的第一果枝节位平均为7.2节，叶片中等大小，老叶的叶色淡绿，新出叶呈现黄色。植株塔形，较紧凑，果枝与主茎夹角中等，40度内。衣分37.11％，铃卵圆形，单铃重5.45g，生育期为132天。

实施例3Yt30的应用

1、Yt30繁殖方法

Yt30种植于田间，密度4000株/亩，育苗移栽，栽培管理方法与普通棉花一致。开花时，根据花药中是否有花粉鉴定出雄性不育株和可育株，挂牌作标记。开花当天，取可育株花粉给不育株授粉。开花第一天开始，直到有效花终止期。收获不育株上的杂交棉铃中的籽棉，晒干后，脱出种子，硫酸脱绒并晒干备用。

2、Yt30用于棉花杂交制种的方法

Yt30种植于田间，育苗移栽，密度6000株/亩，栽培管理方法与普通棉花一致。开花时，根据花药中是否有花粉鉴定出不育株和可育株，拔除可育株，留下雄性不育株，采集父本的花粉，给不育株授粉，开花第一天开始，直到有效花终止期结束。吐絮后，收获杂交棉铃中的籽棉，晒干后，脱出种子。该种子为商品杂交种。

3、商品杂交种子的纯度鉴定方法

用Yt30不育系制种，获得的商品杂交种子随机取200粒，种植于盆钵中，单粒播种。长出一片真叶后，根据叶片颜色判断是否为假杂种，叶片为绿色的为真杂种，叶片为黄色的为假杂种，根据获得的数据，计算出真杂种的百分率(即纯度)。

4、商品杂交种田间假杂种的拔出

利用Yt30不育系与恢复系杂交制种，商品种销售给农民种植后，如果田间出现少量叶色为黄色的植株，这些为假杂种，农民可以拔除，不会影响真杂种生长，不会导致后期产量损失。

尽管本发明的具体实施方式已经得到详细描述，本领域技术人员将会理解。根据已经公开的所有教导，可以对那些细节进行各种修改和替换，这些均在本发明的保护范围内。本发明的全部范围由所附专利要求极其任何等同物给出。

Claims (9)

1.棉花芽黄核雄性不育两用系Yt30的育种方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）以隐性核基因控制的雄性不育系宁A为母本，以太空棉优系材料太5018为父本杂交获得F₁代；

2）F₁代进行自交获得F₂代；

3）在F₂代中选择长势强的雄性不育株与芽黄材料Y1进行配对杂交获得芽黄杂交F₁代，

4）芽黄杂交F₁代进行自交获得芽黄杂交F₂代，芽黄杂交F₂代成熟时测定纤维品质，保留纤维品质优异的单株上的芽黄杂交F₂代；

5）在纤维品质优异的单株上的芽黄杂交F₂代中选择芽黄不育株的单株与芽黄可育株杂交获得棉花芽黄核不育两用系Yt30。

2.根据权利要求1所述的棉花芽黄核雄性不育两用系Yt30的育种方法，其特征在于，所述步骤3）中F₂代中的长势强指的是株高介于95-105cm之间。

3.根据权利要求1所述的棉花芽黄核雄性不育两用系Yt30的育种方法，其特征在于，所述步骤4）芽黄杂交F₂纤维品质优异是指纤维长度大于30.0mm，断裂比强度高于29.0cN/tex，马克隆值介于4.1-4.9之间。

4.根据权利要求1所述的棉花芽黄核雄性不育两用系Yt30的育种方法，其特征在于，所述隐性核基因控制的雄性不育系宁A既为雄性不育系（雄蕊中无花粉），又为保持系，植株中等偏高、略松散，结铃性较好，铃重5.03g，衣分38.56%，纤维长度30.9mm，断裂比强度29.2cN/tex，马克隆值4.7。

5.根据权利要求1所述的棉花芽黄核雄性不育两用系Yt30的育种方法，其特征在于，所述太空棉优系材料太5018系的铃重为6.80g，衣分为42.00%，纤维长度为32.5mm，断裂比强度为34.6cN/tex，马克隆值为4.0。

6.根据权利要求1所述的棉花芽黄核雄性不育两用系Yt30的育种方法，其特征在于，所述芽黄材料Y1为隐性突变标记材料，植株矮小，新出叶在整个生长期间均呈现黄色，铃形偏小，铃重4.35g，衣分33.21%，结铃性一般。

7.根据权利要求1所述的棉花芽黄核雄性不育两用系Yt30的育种方法，其特征在于，所述芽黄材料Y1纤维长度28.8mm，断裂比强度27.4cN/tex，马克隆值5.1。

8.根据权利要求1所述的棉花芽黄核不育两用系Yt30的育种方法，其特征在于，所述棉花芽黄核不育两用系Yt30具有芽黄标志性状，植株整体较紧凑，株高99.5~100cm，果枝数16.2个，大铃20.5个，铃重5.45~5.5g，衣分37%～38%。

9.根据权利要求1所述的棉花芽黄核雄性不育两用系Yt30的育种方法，其特征在于，所述棉花芽黄核不育两用系Yt30纤维长度30.8~31.1mm，断裂比强度29.3~29.4cN/tex，马克隆值4.5~5.0。