CN109997682B - 一种杂交聚合棉花优质性状的育种方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及棉花品种培育领域，具体而言，涉及一种杂交聚合棉花优质性状的育种方法，包括以下步骤：以黄河流域主产棉区山东省审定的棉花品种作为母本，两个纤维优质性状的品系作为父本，其中，父本中至少一个为陆海渐渗系或其重组自交系，母本分别与父本杂交，得到F1代；收集F1代植株雄蕊的花粉，并混合，然后对F1代植株授粉转育，收获得到双交聚合F2代；所述F2代连续自交3‑10次，筛选得到聚合棉花优质性状的株系。本发明采用特定的多亲本双交的聚合育种，子代中保留了母本的高产的特性，挖掘品种之间的配合力，聚合优质性状与某些株系，缩短了优质品种改良年限，提高了遗传改良效率。

Description

一种杂交聚合棉花优质性状的育种方法

技术领域

本发明涉及棉花品种培育领域，具体而言，涉及一种杂交聚合棉花优质性状的育种方法。

背景技术

棉花是世界上重要的经济作物，在世界和中国经济发展中占有重要地位。棉花不仅是重要的纤维作物，也是重要的油料作物，在国民经济中占有举足轻重的地位。十九世纪80年代以来，提高棉花纤维产量性状一直是我国棉花育种中最重要的目标，而对棉花纤维品质性状的改良，没有得到足够的重视；我国棉纤维品质属于世界中等水平，仍存在纤维品质指标搭配不合理、断裂比强度偏低，比美国平均低1-2cN/tex等问题，无法满足我国纺织工业快速发展的需求。随着国民经济的发展以及纺织工业技术的进步，对棉花纤维品质提出了更高的要求。

棉花聚合多个优良性状的棉花品种并提供生产应用，对于棉花的增产和产业的长期的发展至关重要。常规的育种方法主要包括选择育种、有性杂交育种、杂交优势育种及诱变育种等。虽然生物技术发展迅速及转基因等技术的成熟，已经成功应用于棉花育种，育成转基因单价抗虫棉和转基因双价抗虫棉，还培育了转动物角蛋白基因改善纤维品质的种质，以及转除草剂等基因的应用。培育出许多棉花新品种并应用于生产，但是，长期以来棉花生产中，棉花品种的纤维上半部平均长度一直在27-29mm,断裂比强度一直在28-30cN/tex，马克隆值在3.9-5.6的水平，在现有基础上如何进一步提高棉花纤维品质，充分发挥棉花品种的高产稳产性，一直是棉花育种者的难题。

传统育种方法在棉花育种过程中仍占有举足轻重的地位。然而，传统育种方法存在的问题是，在亲本杂交过程中，父本与母本之间杂交，通常选取的单一父本和单一母本的杂交，这种选择使杂交后代的优异性状的重组受到了限制，难以选育出多个优良性状于一体的优良品种，遗传改良效率低。

如申请号为201710648208.8，公开了一种棉花优良性状聚合品种的培育方法，包括以下步骤：

S1，选择1个优质高产的母本品种作为遗传改良的受体对象；选择具有目标性状的多个父本品种，分别吸取每个父本品种的花粉，将所有吸取的花粉放入一个容器中，然后充分混合花粉，形成具有各个目标性状的多父本花粉；

S2，进行人工杂交转育：在母本与父本花期相遇期间，头天下午剥去母本花的雄蕊，次日上午待父本花粉散发后，按照S1的方法收集多父本花粉，然后用多父本花粉对头天去雄成功的母本花的雌蕊进行授粉转育，混收杂交铃F1代；

S3，南方混种杂交铃F1代，从杂交铃F1代混种群体中选取外观优质的单株，形成杂交铃F2代，并对杂交铃F2代单株逐个检测产量、品质，选择高产优质的杂交铃F2单株继续试验；

S4，对选取的杂交铃F2单株进行株行比较试验，鉴定每个株行棉花的产量、品质，考察田间抗虫、抗病、早熟的农艺性状，选取具有目标性状且综合性状较好的若干株行，继续南繁北育加代繁殖，自交4个世代后形成若干品系，对形成的若干品系在主栽区进行品种比较试验，选取最佳品系进入法定试验，得到棉花优良性状聚合品种。

其中，母本为中棉所50，多父本花粉包含中植棉2号、皖棉13号、鲁棉研21共计3个品种的父本花粉。

申请号为201711323928.3公开了一种聚合棉花高产性状的育种方法，包括以下步骤：

S1，选择多个高产的品种或品系作为受体母本，混合后种植；

S2，选择具有目标性状的多个品种或品系做父本，分别吸取每个父本的花粉，然后充分混合花粉，于40℃放置40min，然后恢复至室温，得到具有各个目标性状的多父本花粉；

S3，人工杂交转育：在母本与父本花期相遇期间，剥去多个母本花的雄蕊；待父本花粉散发后，按照S2的方法收集多父本花粉，然后用多父本花粉对去雄成功的每个母本花的雌蕊人工授粉转育，混收获得杂交F1种子；

S4，种植混收的杂交F1种子，对F1杂交后代单株逐个检测产量、品质，选择高产优质的若干F1杂交后代单株继续试验；收集这高产优质的若干F1杂交后代单株的花粉作父本与S1中其中一个高产的母本杂交，收获综合性状优良的BC1代种子，对BC1杂交后代单株逐个检测产量、品质，选择高产优质的BC1杂交后代单株继续种植；

S5，对S4中高产优质的BC1杂交后代自交4个世代，并连续选择种植至F5；选取F5杂交后代突出单株种植即形成若干株系，进行株行比较试验，鉴定单株的产量、品质，考察田间长势、抗虫性、抗病性、抗旱性、耐高温、早熟性农艺性状，筛选出具有目标性状且综合性状表现最为突出的10个品系，南繁加代繁殖后，再进一步进行新品系比较试验，筛选出最佳品系，即得到聚合棉花高产性状的优良品种。

其中，母本冀668、冀棉20号和冀668的姊妹系99-68，多个父本品种97G1、GK12的选系97G1和冀丰106。

这些方法均涉及聚合棉花高产性状，但是，这些方法涉及的父本较多，都是审定陆地棉，属于高产类型，遗传比较狭窄，并且，聚合优良性状的能力还有待进一步提升。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种杂交聚合棉花优质性状的育种方法，是一对多的育种方法，选用特定的父本和母本，能够育出聚合多个优质性状于一体的优良品种，提高了遗传改良效率，为杂交聚合棉花优质性状的育种提供很好的理论基础。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

一种杂交聚合棉花优质性状的育种方法，包括以下步骤：

以黄河流域主产棉区山东省审定的棉花品种作为母本，两个纤维优质性状的品系作为父本，其中，父本中至少一个为陆海渐渗系或其重组自交系，母本分别与父本杂交，得到F1代；

收集F1代植株雄蕊的花粉，并混合，然后对F1代植株授粉转育，收获得到双交聚合F2代；

所述F2代连续自交3-10次，筛选得到聚合棉花优质性状的株系。

本发明特定选择1个黄河流域审定的棉花品种作为双交共有受体，选择2个纤维优质的品系分别作为父本，特别地，至少其中一个父本选用陆海渐渗系或其重组自交系，其遗传比较丰富，分别种植，进行杂交，杂交F1再进行双交聚合，然后多年进行自交等步骤，成功实现了父本的遗传信息丰富的优质性状聚合到高产品种上。即该方法引入陆海渐渗系，只需要选用一个母本和两个父本，母本分别与父本杂交后，得到的子代收集父本花粉混合后对该子代进行授粉，实现双交的聚合育种，同时扩展了遗传信息的来源，使得子代中保留了母本的高产的特性，挖掘品种之间的配合力，能有效地聚合遗传丰富的优质性状于某些株系，筛选得到聚合棉花优质性状的株系，缩短了优质品种改良年限，提高了遗传改良效率。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)本发明的方法为2对杂交育种组合，选择2个特定的优质性状的父本，同时采用了杂交、双交和多次自交的育种手段，提高母本与父本之间的纯合效率，最大限度的在后代中保留母本高产的特性，发掘品种之间的配合力，聚合多个优良性状于一体的棉花品种。

(2)本发明采用南繁北育加代，混种优选种植，选择优系单株，品种的基因型进一步进行重组聚合，缩短了品种改良年限，提高了遗传改良效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，以下将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本发明实施例1中涉及的杂交聚合棉花优质性状的育种方法流程示意图。

具体实施方式

以下是本发明的具体说明。

本发明提供的一种杂交聚合棉花优质性状的育种方法，包括以下步骤：

以黄河流域主产棉区山东省审定的棉花品种作为母本，两个纤维优质性状的品系作为父本，其中，父本中至少一个为陆海渐渗系或其重组自交系，母本分别与父本杂交，得到F1代；

收集F1代植株雄蕊的花粉，并混合，然后对F1代植株授粉转育，收获得到双交聚合F2代；

所述F2代连续自交3-10次，筛选得到聚合棉花优质性状的株系。

在一些实施例中，母本分别与父本杂交步骤如下：

分别收集父本的花粉，分别对去雄的每个母本进行授粉。

即分别收集父本的雄蕊的花粉，然后分别对每个去雄的母本的雌蕊授粉。

作为优选，收集F1代植株雄蕊的花粉，各植株的花粉量等质量混合。以尽量保证不同的F1代携带的遗传信息能均等的参与杂交，并尽量保证遗传信息的全面性，防止优良性状遗传信息漏下。

作为优选，F2代连续自交5-7次，然后再经种植进行筛选。通过F2代连续自交，在纯化优良性状目的株的同时，去除一些非目的株。

如在不同的实施例中，F2代可以连续自交5次、6次、7次等等。

作为优选，所述自交过程中，选择高产的植株进一步自交。

也就是说，自交后，主要选择高产性状的植株的种子作为进一步种植自交的亲本。

作为优选，F2代连续自交结束，选择抗病虫性、产量及纤维品质优越的后代种植，进一步筛选。

也就是说，自交完成得到的植株，选择抗病虫性、产量及纤维品质优越的后代种植，进一步筛选。

在一些实施例中，选择抗病虫性、产量及纤维品质优越的后代以鲁棉研28号作为对照。

作为优选，进一步筛选包括：考察田间出苗、长势、抗病虫、早熟性、产量及纤维品质性状，筛选出具有目标性状表现突出的品系。

在一些实施例中，筛选出具有目标性状表现突出的品系以鲁棉研28号作为对照。

作为优选，表现突出的品系南繁加代繁殖后，再一步进行比较，筛选出聚合棉花优质性状的株系。

经过南繁加代繁殖，进一步提高世代，以选育稳定的品系。

上述内容可以看出，本发明通过逐渐严格的优良性状的筛选，以得到最终聚合棉花优质性状的株系。

需要说明的是，本发明在F1代以及连续自交中采用南繁方式，加快繁育进行。

本发明所述的南繁是指在热带气候如热带海洋性季风气候(三亚等地区)实行的育种步骤。

即本发明利用南繁北育加代，缩短品种改良年限，缩短育种时间。

本发明中北育主要是在温带季风气候—亚热带季风气候如河南地区进行种植。

本发明采用南繁北育加代，混种优选种植，选择优系单株，品种的基因型进一步进行重组聚合，缩短了品种改良年限，提高了遗传改良效率。

进一步地，所述父本一个为陆海渐渗系或其重组自交系，一个为陆地棉高强品系。

作为优选，所述母本为鲁6269，所述父本分别为海陆渐渗系MBI9915与陆地棉高强品系69307。

经试验证明，本发明选用特定的母本和父本，成功实现了父本的遗传信息丰富的优质性状聚合到高产品种上。

选用上述品系，得到的F1代即为鲁6269*69307和鲁6269*MBI9915种子；

鲁6269*69307和鲁6269*MBI9915种植后，所有的雄蕊花粉收集后，对F1代去雄的植株授粉，得到双交聚合F2代。

其中，69307为以sGK9708*0-153构建的196个RIL群体，从中选育出的优质稳定的品系。

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，而不应视为限制本发明的范围。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，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

实施例1

如图1所示，本实施例的杂交聚合棉花纤维优质性状的育种方法，具体包括以下步骤：

S1，选择一个黄河流域主产棉区山东省审定的棉花品种鲁6269作为遗传改良的受体，种植2行；

S2，选择具有优质目标性状的2个父本MBI9915、69307系，分别种植1行；

鲁6269来源于山东棉花研究中心，MBI9915、69307系来源于中国农业科学院棉花研究所；

S3，人工杂交转育：4月份中下旬在河南省安阳市中棉所白璧镇中棉所试验基地种植选择的母本与父本，7月中上旬剥去母本花的雄蕊，待父本花粉散发后，按照分别对去雄成功的母本花的雌蕊人工授粉转育，按父本混收获得杂交F1种子；

S4，当年10中上旬在海南省三亚市崖城镇中棉所试验基地分别种植F1种子；

S5，在12月中下旬分别对S4的棉株每天下午剥去雄蕊，得到的花粉保存，花粉等量充分混匀，保存常温，得到具有目标性状的父本花粉；

S6，双交杂交转育：次日上午8：00以后根据天气情况，选择S5获得的混合父本的花粉，分别对S5去雄的每个母本花的雌蕊进行人工授粉转育，混收获得双交聚合F2代；

S7，种植混收S6的种子，种植，自交，后代混收，共连续自交6次，自交过程中，选择高产的植株进一步自交，自交结束，选择抗病虫性、产量及纤维品质优越的后代的种子；

S8，种植S7种子，选择表现抗病抗虫性好的单株逐个检测单株产量及纤维品质，选择优质高产的单株，按系种植，每19个系种植一个当地推广品种鲁棉研28号为对照，按系检测抗病虫性/产量及纤维品质，选择优质的系继续种植；

S9，种植S8种高产优质的株系，每9个品系种植一个当地推广品种鲁棉研28号为对照，考察田间出苗/长势/抗病虫/早熟性/产量及纤维品质性状，筛选出具有目标性状表现突出的品系，南繁加代繁殖后，在进一步进行比较试验，筛选出最佳的品系，即获得杂交聚合棉花优质性状的优良品系。

其中，得到的棉花优良性状聚合品种中MBC31776保存于中国农业科学院棉花研究所，将其申请参加省级以上区域试验，鉴定植物新品种。

中MBC31776的相关特性如下：

1.亲本母本来源与特征特性：鲁6269是山东棉花研究中心选育的高产、抗病转Bt基因常规抗虫棉新品种。2012年2月通过山东省审定(鲁农审2012017号)。全生育期131天。株高109.3cm，植株呈筒型稍紧、果节间距较短，果枝数14.3个，第一果枝节位7.6个；叶色深绿、叶片中等；铃中等近圆形，重5.8g，单株结铃21.6个；衣分42.8％，子指9.8g，结铃吐絮集中，霜前花率93.43％。经纤维品质平均2.5％跨长28.5mm，比强29.9cN/tex，麦克隆值4.8，纺纱均匀指数137.5。

2.亲本父本来源：

父本1，MBI9915系选育过程：2000年以中棉所36与海1杂交，并冬季南繁，2000-2003年连续在海南安阳与海1回交5次，自交2次，获得中棉所36*海1 BC5F3群体，连续选择优异单株进行加代繁殖，是一个稳定的早熟优质渐渗系；纤维品质比较稳定，上半部分平均长度为32.65mm，断裂比强度为35.9cN/tex，马克隆值为4.03。

父本2，69307系选育过程与特征特性：2001年夏季在河南省安阳市中国农业科学院棉花研究所试验地配制杂交组合以sGK9708*0-153，于2004年构建的196个RIL群体，从中选育出的优质稳定的品系69307；铃重4.43g，衣分38.81％，皮棉产量62.50kg/亩，是照品种鲁棉研21的85.05％；纤维品质比较稳定，上半部分平均长度为31.22mm，断裂比强度为36.75cN/tex，马克隆值为3.82。

3.中MBC31776的特征特性：

植株塔型，果枝类型II，果枝着生姿态平行，结铃性强，叶形掌状，叶色较深，茸毛中等，苞叶中等大小，花萼的形状杯状，花冠

乳白色，花药白色，铃形卵圆，铃尖有凹面。铃重6.43克，铃柄中等，衣分41.46％，籽指11.18g，棉籽形状梨型，短绒毛子，吐絮畅，棉絮白。

实施例2

以中MBC31776为例，进行以下效果验证：

2015年在新疆石河子市中棉所实验站子棉产量335.7kg，皮棉产量135.8kg，分别为对照新陆早50的105.56％和103.45％。HVICC纤维上半部平均长度33.5mm，断裂比强度38.5cN/Tex，马克隆值4.3，整齐度指数85.8％，伸长率7.2。

2016年新疆石河子市中棉所实验站子棉产量346.5kg，皮棉产量143.3kg，分别为对照新陆早50的107.94％和105.88％。HVICC纤维上半部平均长度33.2mm，断裂比强度36.9cN/Tex，马克隆值4.4，整齐度指数84.1％，伸长率7.4。

2017年四出省区域试验亩产籽棉236.72kg，皮棉93.62kg，白花皮棉88.66kg，分别为对照川杂13的103.77％、104.00％和103.36％。枯萎病病株率19.47％，相对病指7.82，抗枯萎病，黄萎病病株率79.85％，相对病指25.26，耐黄萎病。抗虫性鉴定结果，蕾铃被害率7.33％，蕾铃被害减退率60.56％，抗棉铃虫；子害率4.63％，子害减退率73.22％，高抗红铃虫。纤维品质测定结果平均(HVICC标准)纤维上半部平均长度32.44mm，比强度34.46cN/Tex，马克隆值4.48，整齐度86.38％。

2017年在海南省三亚市崖城镇中棉所试验基地HVICC纤维上半部平均长度32.8mm，断裂比强度34.4cN/Tex，马克隆值3.8。

2018年在河南省安阳市白璧镇中棉所试验基地HVICC纤维上半部平均长度32.6mm，断裂比强度48cN/Tex，马克隆值4.2，整齐度指数87.3％，伸长率6.9。新疆阿拉尔市中棉所实验站纤维上半部平均长度34.9mm，断裂比强度34.9cN/Tex，马克隆值4.4，整齐度指数86.9％，伸长率6.9。

上述内容可以看出，本发明提供的杂交聚合棉花优质性状的育种方法，选择1个黄河流域审定的棉花品种作为双交共有受体，选择2个纤维优质的品系分别作为父本，分别种植，进行杂交，海南用杂交F1进行双交聚合，然后多年进行自交等步骤，最终筛选得到的后代为多亲本双交的聚合育种，保留了母本的高产的特性，挖掘品种之间的配合力，聚合优质性状于某些株系，筛选得到聚合棉花优质性状的株系，缩短了优质品种改良年限，提高了遗传改良效率。

尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，在不背离本发明的精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和修改。因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。

Claims (9)

1.一种杂交聚合棉花优质性状的育种方法，其特征在于，包括以下步骤：

以黄河流域主产棉区山东省审定的棉花品种作为母本，两个纤维优质性状的品系作为父本，其中，父本中至少一个为陆海渐渗系或其重组自交系，母本分别与父本杂交，得到F1代；

收集F1代植株雄蕊的花粉，并混合，然后对F1代植株授粉转育，收获得到双交聚合F2代；

所述F2代连续自交3-10次，筛选得到聚合棉花优质性状的株系；

所述母本为鲁6269，所述父本分别为海陆渐渗系MBI9915与陆地棉高强品系69307。

2.根据权利要求1所述的育种方法，其特征在于，母本分别与父本杂交步骤如下：

分别收集父本的花粉，分别对去雄的每个母本进行授粉。

3.根据权利要求2所述的育种方法，其特征在于，收集F1代植株雄蕊的花粉，各植株的花粉量等质量混合。

4.根据权利要求1所述的育种方法，其特征在于，F2代连续自交5-7次，然后再经种植进行筛选。

5.根据权利要求4所述的育种方法，其特征在于，所述自交过程中，选择高产的植株进一步自交；

F2代连续自交结束，选择抗病虫性、产量及纤维品质优越的后代种植，进一步筛选。

6.根据权利要求5所述的育种方法，其特征在于，选择抗病虫性、产量及纤维品质优越的后代以鲁棉研28号作为对照。

7.根据权利要求5所述的育种方法，其特征在于，进一步筛选包括：考察田间出苗、长势、抗病虫、早熟性、产量及纤维品质性状，筛选出具有目标性状表现突出的品系。

8.根据权利要求7所述的育种方法，其特征在于，筛选出具有目标性状表现突出的品系以鲁棉研28号作为对照。

9.根据权利要求7所述的育种方法，其特征在于，表现突出的品系南繁加代繁殖后，再一步进行比较，筛选出聚合棉花优质性状的株系。

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