CN110122316B - 棉花光敏核雄性不育突变体及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了棉花光敏核雄性不育突变体及其应用。本发明提供了棉花光敏核雄性不育突变体在杂交制种或育种中的应用；所述棉花光敏核雄性不育突变体的育性受光周期影响，其光周期特性为光照时间＜11.5h时表现为正常可育，在光照时间＞12h时表现为核雄性不育；11.5‑12h为育性变化期，有少量花粉。所述棉花光敏核雄性不育突变体为PSM1和/或从PSM1的杂交和/或回交和/或自交等后代中选育的光敏核不育系。由于整个中国棉区棉花正常生产阶段光周期均满足PSM1雄性不育条件，均可利用该材料及其后代进行杂交制种及培育新品种，本发明的棉花光敏核雄性不育突变体PSM1对于棉花杂交制种和新品种培育具十分重要的意义。

Description

棉花光敏核雄性不育突变体及其应用

技术领域

本发明属于农业杂交育种及制种技术领域，涉及棉花光敏核雄性不育突变体及其应用，具体涉及棉花光敏核雄性不育突变体PSM1(Photoperiod sensitive genetic malesterility Mutant of cotton)及其应用。

背景技术

因为避免了人工去雄环节，利用不育系成为生产杂交种的最有效方式。棉花雄性不育系分为核质互作不育系和核不育系两种类型。核不育系克服了细胞质影响的缺陷，更有利用价值。本发明的雄性不育材料属于核不育系，由于育性受光周期的调节，因此不需要保持系，可以进行两系法制种，是利用不育系生产杂交种中最经济有效的方法。

上世纪60年代，meyer等通过远缘杂交育成亚洲棉、异常棉和哈克尼西棉胞质的陆地棉核质互作不育系，并找到哈克尼西棉的两个回复系，成功实现了三系配套。棉花核质互作雄性不育系的类型主要有哈克尼西棉胞质不育系(D2-2)、亚洲棉(A2)胞质不育系、异常棉(B1)胞质不育系、三裂棉胞质不育系(D8)、陆地棉(AD1)胞质不育系和海岛棉胞质不育系(AD2)。恢复系基因型主要有Rf1和Rf2。Rf1基因既能恢复CMS-D2的育性，也能恢复CMS-D8的育性，而Rf2只能恢复CMS-D8的育性。并找到了Rf2连锁的SSR标记位点。棉花的核不育系发现的种类较多，到目前为止，一共发现了17个不同类型的核不育系，包括9个隐性核不育系，分别是ms1、ms2、ms3、ms5ms6、ms8ms9、ms13、ms14、ms15和ms16；8个显性核不育系，分别是Ms4、Ms7、Ms10、Ms11、Ms12、Ms17、Ms18以及Ms19。这17种不育系中，12个是在陆地棉中发现的，5个发现于海岛棉中；ms2和Ms4等为完全不育，ms1和ms3等仅是部分不育，ms8ms9则表现为花药不开裂。湖南农业大学培育出棉花温敏雄性不育系特棉S-1，在日平均温度高于27℃生长时表现为不育。张天真等培育出了具有子叶芽黄标记的洞81A雄性不育系，可借助子叶叶色表现，田间拔除可育株，留下不育株用于制备杂交种。中国农业科学院棉花研究所过航天诱变育种技术培育的陆地棉中9106芽黄光敏不育系材料,中9106在光照周期为13至14.5小时的长日照条件下生长时表现不育，在光照周期为11至12.5小时，日平均温度大于等于21.5℃的短日照条件下生长时表现可育(ZL 2011 1 0294545.4)。芽黄作为一种明显的的指示性状，在遗传育种中有重要作用。芽黄突变体可作为标记性状，在苗期剔除影响种子纯度的植株，不但能够简化良种繁育过程，而且能够提高种子纯度。近年来，不论育种工作者还是基础研究人员，对叶色突变体的关注越来越强烈。

植物芽黄突变体一般是在幼苗或生长点前期黄化，随着植物生长而转绿的一种叶色突变。芽黄突变出现在许多开花植物中，大多数纯合芽黄突变体在苗期表现明显，子叶或真叶呈不同程度的黄色，花期或盛花期转为绿色。芽黄突变与一般的叶绿素缺失突变体不同，芽黄突变表现明显，苗期就可以鉴定，且多数突变遗传简单，对产量影响不大或者无影响，在育种中可以作为标记性状来简化良种繁育程序。利用叶色突变与雄性不育相结合的方法，能有效的保证杂交种纯度。水稻中已培育出携带转绿型黄叶标记的水稻光敏雄性不育系XinguangS。在棉花杂种优势利用中，芽黄标记也一直受到棉花育种工作者重视。棉花芽黄突变体通常也表现为新生叶黄色，随着叶片的发育逐渐转为绿色，性状易于鉴别，是鉴定棉花基因连锁群、同源转化群以及棉花突变基因图谱定位的理想试验材料。

发明内容

本发明的目的是提供了棉花光敏核雄性不育突变体及其应用。

本发明所提供的棉花光敏核雄性不育突变体的雄性育性，受光周期调控。光周期是指昼夜周期变化中光照期和黑暗期长短的交替变化。光周期现象是生物对昼夜光暗循环格局的反应。棉花光敏核雄性不育突变体的光敏特性指的是光周期敏感特性。昼夜周期中光照期时间长短在气象学中描述为日照时数，即日出到日落的时间；而对应的黑暗期长短本文不予特别描述的为24小时减去日照时数。本文中的提到的光周期均为自然条件下的光周期，日照时数也为气象学中的日照时数概念。本发明中的棉花光敏核雄性不育突变体也可以受人工控制的光周期影响，影响效果与自然界光周期相同。

第一，本发明提供了棉花光敏核雄性不育突变体在杂交育种和/或制种中的应用。

其中，所述棉花光敏核雄性不育突变体的育性受光周期控制，当每天光照时间小于11.5h时表现为正常可育(可以发育出有正常功能的花粉)，当每天光照时间大于12h时表现为核雄性不育(不能发育出正常功能的花粉)，当每天光照时间在11.5-12h时，为育性转变阶段。雌配子的发育不受光周期调控，即雌性均表现为可育。

进一步地，所述棉花光敏核雄性不育突变体为带有先出叶黄化筛选标记的棉花光敏核雄性不育突变体。

更进一步地，所述带有先出叶黄化筛选标记的棉花光敏核雄性不育突变体，其先出叶黄化性状受温度和光照强度影响。高光强和/或低温条件下先出叶易黄化。

进一步地，所述雄性不育具体体现为：在花粉粒发育到单核靠边期后，由于绒粘层无法向花粉壁提供外层物质而使花粉粒不能最终成熟，而不是绒粘层提前降解。

更进一步地，所述棉花光敏核雄性不育突变体所表现出来的雄性不育性状属于单基因隐性性状。所述带有先出叶黄化筛选标记的棉花光敏核雄性不育突变体所表现出来的先出叶黄化性状属于隐性性状，并且与所述雄性不育性状不完全连锁。

更加具体地，在本发明的实施例中，所述带有先出叶黄化筛选标记的棉花光敏核雄性不育突变体为利用棉花株系W10(中棉所24筛选出的高分化率株系W10)经体细胞组织培养再生引起遗传变异获得的突变体PSM1。其中，所采用的棉花组织培养体系是张朝军等建立的中国专利ZL200610089439.1中提及的组织培养体系，采用的外植体是W10无菌苗的下胚轴组织。最终所得的所述PSM1与所述棉花株系W10相比，除光敏雄性不育性状和先出叶黄化等表型性状有变化外，在河南安阳中国农业科学院棉花研究所试验南场试验田种植时，其生长发育规律、田间长势与W10无差别。

所述突变体PSM1在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心的保藏编号为CGMCC No.14613。

进一步地，所述棉花光敏核雄性不育突变体也可为将前文所述的带有先出叶黄化筛选标记的棉花光敏核雄性不育突变体的先出叶黄化筛选标记改造为其他筛选标记或培育出无筛选标记，但仍能保持光敏核雄性不育性状的改良棉花材料。

第二，本发明还提供了一种选育光敏核雄性不育棉花材料的方法。

本发明所提供的选育光敏核雄性不育棉花材料的方法，具体可为如下任一：

方法A，可包括如下步骤：将前文任一所述的棉花光敏核雄性核不育突变体与其他棉花材料进行杂交获得F₁代，从F₁代的后代群体中选出具有光敏核雄性不育性状的棉花材料。

进一步地，根据需要，将从所述F₁代的后代群体中选出的具有光敏核雄性不育性状的棉花材料进行一次或多次自交，从自交后代中选出具有光敏核雄性不育性状的棉花材料。

方法B，可包括如下步骤：通过回交，将前文任一所述的棉花光敏核雄性不育突变体或所述方法A中所得的具有光敏核雄性不育性状的棉花材料的光敏核不育性状转育到其他棉花材料中，从回交后代中选育出具有光敏核雄性不育性状的棉花材料。

第三，本发明还提供了一种生产杂交种的方法。

本发明所提供的生产杂交种的方法，具体可包括如下步骤：以前文任一所述的棉花光敏核雄性不育突变体或者利用前文所述的“选育光敏核雄性不育棉花材料的方法”选育出的具有光敏核雄性不育性状的棉花材料作为母本，以可育棉花材料作为父本，进行杂交，从而获得杂交种。

第四，本发明还提供了一种杂交育种的方法

使用利用上述“一种生产杂交种的方法”获得的杂交种进入杂交育种程序，进而选育光敏不育系和/或培育棉花新品种。

第五，本发明还提供了一种建立棉花混选混交育种体系的方法。

本发明所提供的建立棉花混选混交育种体系的方法，具体可包括如下步骤：

(a)将具有光敏核雄性不育性状的棉花材料与一种、两种或两种以上的其他可育棉花材料在每天光照时间大于11.5h的条件下混合种植，混交授粉，收获不育株上的种子，得到混合的杂交种；

(b)在每天光照时间大于11.5h的条件下种植步骤(a1)所得的杂交种，杂交种均为可育株，与正常棉花一样自交或自然授粉结铃，单株或混收后继续种植，该世代出现性状分离，分离出不育株，标记光敏不育株，然后进行b1)或b2)：

b1)将可育株进行自交或自然授粉结铃，从后代中选择所需可育单株，培育成棉花新品种；后代中的不育单株可进行步骤b2)；

b2)将不育株与所述一种、两种或两种以上的其他可育棉花材料进行混交授粉，收获不育株上的种子；

进一步地，在步骤(b)之后还包括步骤(c)：

(c)在每天光照时间大于11.5h的条件下种植步骤b2)收获的不育株上的种子，然后重复一次或多次步骤(b)；

更进一步地，在步骤(c)之后还包括步骤(d)：

(d)将多个步骤(b1)中所选择的多个可育单株混合后作为混系材料，培育混系棉花新品种；

所述具有光敏核雄性不育性状的棉花材料为前文任一所述的棉花光敏核雄性不育突变体和利用前文所述的“选育光敏核雄性不育棉花材料的方法”选育出的具有光敏核雄性不育性状的棉花材料中的任一种或多种。

该方法中，在各阶段得到的杂交种及其后代，携带有隐性光敏核不育基因的材料，均能用于上述“一种选育光敏核雄性不育棉花材料的方法”，进而选育光敏核雄性不育棉花材料。

本发明采用从中棉所24中选育出的适合棉花组织培养的高分化率株系W10的无菌苗的下胚轴作为外植体，进行组织培养获得大量再生植株(ZL200610089439.1)，从中选择突变体。2012年在棉花再生植株后代中发现的PSM1(Photoperiod sensitive geneticmale sterility Mutant of cotton)突变体就是通过组织培养获得的。PSM1与已经报道的棉花芽黄突变体表型均不一样，属于新的类型。在河南安阳4月中下旬棉花正常播种时期播种，PSM1出苗后子叶与W10相比略偏黄，偏大，第一、二片真叶黄化，即先出叶黄化，且黄化不可恢复，之后的真叶均为绿色，没有黄化现象。在安阳温室育苗或在5月下旬播种，没有观察到黄化现象。在海南三亚大田直接播种，表现为全株黄化，在海南温室播种，无黄化现象，根据初步试验认定黄化与光照强度和温度有关，高光强条件下易黄化、低温条件下易黄化；新叶黄化轻，老叶黄化重，遮阴部位的叶片黄化轻。将PSM1在三亚吉阳区中国农业科学院棉花研究所大茅南繁基地温室中种植，连续生长2年，观察育性转变时间。发现PSM1在11月15月至25日开始出现花粉，并可以自交结铃，进入可育生长阶段，从2月20日至3月1日，开始出现花药不开裂，自交不结铃现象，进入雄性不育阶段。PSM1育性变化周期应该在11.5-12小时左右。判断在日照时数大于12小时的光照条件下，表现为雄性不育；日照时数小于在11.5小时开始恢复育性；日照时数11.5-12小时为育性转变阶段；雌性全年可育，不受光周期的影响；光敏雄性不育和黄化性状不完全连锁，可选育出不带黄化标记的光敏不育系材料，如在安阳大田种植和海南大田种植均无黄化标记的光敏不育系PSM4，在安阳大田无黄化标记，在安阳大田种植无黄化标记而在海南大田种植黄化较轻的光敏不育系PSM2和PSM3。由于中国的长江流域、黄河流域、西北内陆等所有棉区在棉花生长季节日照时数均大于12小时，全国棉区均是其合适的杂交制种区域；同时本发明提供的棉花不育材料，花朵柱头与正常棉花一样，不额外伸长，花药饱满不干瘪，因此十分适合用于昆虫(比如蜜蜂等)辅助授粉的杂交种生产方式。因此本发明所提供的棉花光敏核雄性不育突变体对于棉花的杂交制种和育种而言，具有十分重要的意义。

保藏说明

植物名称：陆地棉

拉丁名：Gossypium hirsutum

参椐的生物材料(株)：PSM1

保藏机构：中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心

保藏机构简称：CGMCC

地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号

保藏日期：2018年1月8日

保藏中心登记入册编号：CGMCC No.14613

附图说明

图1为PSM1和PSM4苗期田间表型及PSM1、PSM2、PSM3、PSM4开花期三亚大田表型。a：W10先出叶展平期，叶色正常；b：PSM1先出叶展平期，子叶较大，先出叶黄化；c：河南安阳正常播种的PSM1五叶期，先出叶黄化；d：河南安阳正常播种的W10五叶期，叶色正常；e：海南三亚播种黄化的PSM1；f：海南三亚大田播种的PSM4苗期，g：海南三亚温室播种的PSM1、PSM2和W10。h：海南三亚大田播种的PSM1开花期，i：海南三亚大田播种的PSM2开花期，j：海南三亚大田播种的PSM3开花期，k：海南三亚大田播种的PSM4开花期。

图2为PSM1不开裂的花药。a：W10花药开裂纵切；b：W10花药开裂横切；c：W10花药室开裂横切；abc三图片中可见开裂的花粉室，经过石蜡切片制作过程，其中花粉粒均被液体洗脱；d：PSM1花药横切；e：PSM1花药纵切；de两图片中，可见花粉室不开裂，仍有残留的发育不正常的花粉粒。

图3为PSM1光敏不育系的花。a：W10开花当天的花朵，b：PSM1开花当天的花朵，比W10略小；c：W10开花当天的花朵，柱头低于花药，d：PSM1开花当天的花朵，柱头与W10一样低于花药；e：W10开花第二天的雄蕊，柱头略微高于花药，花药上可见大量花粉粒；f：PSM1开花第二天的雄蕊，柱头与W10一样略高于花药，但花药不开裂，花药上仍无花粉粒。

图4为PSM1花药发育的石蜡切片。1-10的花药切片，对应右下角棉花不同大小的花蕾时期；标尺长度为200微米；10为开花前2天的棉蕾。1-9显示，绒粘层没有提前降解，在8-9时期仍能为花粉粒提供有机物以使细胞质浓度加大，10阶段为开花期2天，可见花粉粒突然败育，只留有残留的花粉壁。

图5为W10花药发育的石蜡切片。1-10的花药切片，对应右下角棉花不同大小的花蕾时期；标尺长度为200微米；10为开花前2天的棉蕾。在10阶段为开花期2天，可见成熟的棉花花粉粒。

具体实施方式

下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。

下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

棉花株系W10：从中棉所24中选育出的适合棉花组织培养的高分化率株系W10，记载于“张朝军.棉花叶柄高效再生体系的建立与遗传分析.中国农业科学院,2008年博士论文”一文，公众可从申请人处获得，仅可用于重复本发明实验使用。

实施例1、棉花光敏核雄性不育突变体PSM1的获得及性状鉴定

一、棉花光敏核雄性不育突变体PSM1的获得

W10来源于中国农业科学院棉花研究所转基因研究与应用课题，是从中棉所24中选育出的适合棉花组织培养的高分化率株系。棉花组织培养体系采用张朝军建立的W10组织培养体系(ZL200610089439.1)。自2006年张朝军建立棉花组织培养技术之后，便专注于棉花突变体创制。利用W10无菌苗的下胚轴组织培养，获得大量再生植株，从中选择光敏核雄性不育突变体。2012年，在棉花同一再生植株的第三代群体中发现一个雄性不育突变体植株，秋季嫁接到海南三亚后发现冬季可育，夏季不育，命名为PSM1(Photoperiodsensitive genetic male sterility Mutant of cotton)。

雄性不育突变体PSM1已经于2018年1月8日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(简称CGMCC，地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号)，建议的分类命名为陆地棉(Gossypium hirsutum)，其保藏中心登记入册编号：CGMCC No14613。

二、棉花光敏核雄性不育突变体PSM1的性状鉴定

1、PSM1与已经报道的棉花芽黄突变体表型均不一样，属于新的类型。PSM1突变体在河南安阳大田种植，4月中下旬播种时，子叶表现为绿色，但与W10相比略偏黄，偏大，先出叶(第一、二片真叶)黄化，且黄化不可恢复，之后的真叶均为绿色，没有黄化现象。在河南安阳温室育苗或在5月下旬播种，没有观察到黄化现象。在海南三亚大田直接播种，表现为全株黄化，苗期黄化严重，花铃期转变为黄绿色，黄化条件下比W10开花期晚2-3天；在海南温室播种，无黄化现象，根据初步试验认定黄化与光照强度和温度有关，高光强条件下易黄化、低温条件下易黄化。参见图1。

2、将PSM1种植在三亚，观察育性变化。棉花在海南是多年生植物，种植一次可以观察多年。经过2014年5月播种到2016年5月连续2年观察PSM1育性转变时间，发现PSM1在11月15日前后开始出现花粉，并可以自交结铃，进入可育阶段；到第二年2月25日至3月1日，开始出现花药不开裂、花药上无花粉粒、自交不结铃现象，进入雄性不育阶段。PSM1自交结铃在每年的11月下旬到次年的3月上旬，可以推断花药发育正常可能在10月下旬，到第二年的2月上旬，2月下旬开始败育；由图4可以看出，PSM1花粉粒败育是由于单核靠边期后，绒粘层不能向花粉壁外层提供填充物造成的。从单核靠边期到开花约需要10-15天左右的时间，依据育性转变阶段前推10-15天的日照时数，推断PSM1育性转变的光周期为光照时间11.5/黑暗时间12.5小时左右(表1)。雌性全年可育，不受光周期的影响。PSM1突变体的育性受日照时数控制，与光强关系不明显，无支持受温度调控的试验数据。

表1 PSM1育性转变期海南省三亚市吉阳镇日照长度

注：灰色背景部分为育性转变期。日照时数(即表1中的昼长)数据来源于https://richurimo.51240.com/。

PSM1的后代在海南三亚大田种植，可以分离出黄化程度不同的后代材料，依据黄化程度从种到轻，命名为PSM1、PSM2、PSM3和PSM4(图1)，其中PSM4无黄化性状。后代材料均保持了PSM1的光敏不育特性。在海南三亚黄化程度较轻的PSM2、PSM3及无黄化性状的PSM4在安阳无先出叶黄化表型，但仍保留了PSM1核光敏雄性不育特性。因此可以用PSM1培育不带黄化标记的核光敏雄性不育材料。

3、PSM1突变体在安阳大田种植，均表现为花朵略小于W10，花药不开裂，切片显示其中的花粉粒干瘪，没有花粉粒外壁(图2)，柱头和正常棉花一样，开花当天无伸长现象(图3)。特别是2017年在河南安阳种植，河南安阳7月中下旬连续20多天的阴雨天气(表2)，没有阳光直射的条件下，做了3500多个自交，无一个自交铃，显微镜观察发现花药不开裂，切片显示无正常花粉粒。因此该突变体的光敏核不育特性不受长期阴雨天气的影响。

表2 2017年7-8月份河南安阳天气状况(数据来源https://weather.mipang.com/)

4、PSM1突变体在海南的11月中旬末至次年2月下旬期间开的花，花朵与W10近似，花药能够正常开裂，花粉活力正常，可以自交结铃。其它月份花药不开裂，柱头发育正常，可以杂交结铃。

5、PSM1花粉粒败育是在花粉粒发育到单核靠边期后(图4中6为单核靠边期)由于绒粘层无法向花粉壁外层补充填充用的外层物质，在开花前1-2天花粉细胞质减少或消失，从而使花粉粒不能最终成熟导致不育，而不是绒粘层提前降解(图4和图5)。

6、正常可育棉花和PSM1突变体正反交，其F₁代均表现正常可育且叶片颜色正常，因此PSM1的光敏不育性状和黄化性状均为隐性性状核基因控制。F₂代可育与不育株比例接近3:1(可以推断PSM1为光敏不育性状为隐性单基因控制)，可育株均不黄化，不育株中黄化与非黄化比例15-40:1，表现为不完全连锁，具体遗传情况需要进一步的大群体试验证据；由于PSM1的光敏雄性不育和黄化性状不完全连锁，可以培育出黄化程度不同的光敏核不育材料，如图1中的PSM2和PSM3，也可以培育出不带标记性状的光敏不育材料，例如图1中的PSM4。

7、与正常可育棉花杂交，在杂交后代中分离出的不育株，有与PSM1突变体有相同的光敏不育特性，可以无相似的黄化标记。

实施例2、PSM1种子的获得

1)在海南三亚播种，可以全年生长。在11月下旬至次年2月有花粉期间自交，可以收获PSM1自交种子，完成种子繁育；

2)在其它地区适合棉花生长的地区种植，在日照时数少于11.5小时的时期进行自交，收获PSM1种子；

3)在人工控制光照时间的条件下种植，使PSM1感受到的日光照时数小于11.5小时，恢复育性，自交，收获PSM1种子。

实施例3、在河南安阳大田种植PSM1

一、播种

PSM1的种子，按照生产上棉花正常播种程序进行即可。在安阳大田4月中下旬直接播种时，PSM1表现为先出叶(第一、二片真叶)黄化，子叶微黄，后续真叶绿色，PSM2、PSM3和PSM4无先出叶黄化现象。

二、生长发育

1、在河南安阳种植，与W10相比，生长发育规律近似，生育期与W10基本一致。

2、在河南安阳，整个棉花生长期内没有正常的花粉，花药不能开裂，不能自交结铃，但可以杂交结铃。

3、在河南安阳可以用于杂交制种和杂交育种。

实施例4、在海南三亚种植PSM1

1、在海南三亚可以全年播种，大田播种时，PSM1有黄化现象，田间生长速度约为W10的三分之二。

3、在海南三亚温室播种，PSM1、W10植株表型无明显区别。

4、自然光照条件下，在11月下日后至次年2月底开的花有正常的花粉，花药开裂，自然散粉，可以自交结铃，其他时间花药不开裂，不散粉，只能由正常可育的棉花材料提供花粉进行杂交制种，收获杂交种。

实施例5、利用PSM1培育光敏不育系

1、利用PSM1作父本或母本，与其他可育棉花材料杂交，收获杂交种F1代。

2、将F₁代种植，自交，收获F₂代即可分离出带有PSM1光周期性状的光敏不育株。

3、将杂交后代分离出的光敏不育株在合适光照条件下多代自交、或者回交，即可培育出光周期响应与PSM1相同的光敏雄性不育品系，用于不育系改良。

实施例6、利用PSM1培育杂交种

1、在PSM1表现为雄性不育的光照条件(日照时数大于11.5h)下种植PSM1为母本。

2、选择可育的棉花材料作为父本。

3、将父本花粉采用人工或昆虫辅助方法给母本PSM1，在PSM1植株上收获杂交种。

4、由于PSM1雄性不育，可以减少人工去雄步骤，大量节约人力，降低制种成本。可以用于大规模生产杂交种。

实施例7、利用PSM1培育新的光敏不育系后，再培育杂交种

1、利用实施例5的方法培育带有PSM1光敏不育特性的改良不育系。

2、利用实施例6的方法配置杂交组合，培育杂交种。

实施例8、利用PSM1或者实例5的方法培育改良的不育系材料，建立混选混交体系，选育新品种，具体实施步骤如下：

1)选取PSM1或用实施例5培育的光敏不育系材料，和其他可育陆地棉、海岛棉等材料混合种植，种植在PSM1可以表现出光敏雄性不育特性的区域。

2)利用PSM1时，苗期可依据先出叶黄化确定雄性不育株，定苗时尽量使不育株在田间分布均匀，并做好标记。

3)花铃期自然授粉或昆虫辅助或人工辅助授粉，从而实现混交。

4)收获光敏不育单株上的种子，光敏不育单株上的种子为混合的杂交种。

5)种植光敏不育株上收获的杂交种，自交，混收。

6)混收的种子种植在PSM1表现出光敏雄性不育特性的区域，标记光敏不育株。花铃期自然授粉，或人工辅助授粉，继续混交，获得混交种。

7)收获光敏不育系上的种子。重复4)、5)、6)步骤，实现多次混交。

8)在4)、5)、6)步骤中，可育单株均为杂交种材料，可以进入棉花杂交育种体系。筛选优良单株进入选育途径，经多代自交选育，培育出优良的品种，实现新品种培育。

9)在4)、5)、6)步骤中，可以选择性状优良、表型基本一致的可育单株，混合后作为混系材料，培育混系品种。

10)在6)、7)步骤中，可以在群体中加入其它棉花材料，混合种植，以引进新的遗传资源，扩大混选混交群体的遗传背景。

实施例9、利用光敏不育系培育新品种

利用实施例4、5、6、7、8方法中获得的杂交种，进入杂交育种程序，经多世代选择，培育新的光敏不育系和新品种。

Claims (6)

1.棉花光敏核雄性不育突变体在杂交育种和/或制种中的应用；

所述棉花光敏核雄性不育突变体的育性受光周期调控，当每天光照时间小于11.5h时表现为正常可育，当每天光照时间大于12h时表现为核雄性不育，当每天光照时间在11.5-12h时，为育性转变阶段；

所述棉花光敏核雄性不育突变体为突变体PSM1；所述突变体PSM1在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心的保藏编号为CGMCC No. 14613。

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：所述棉花光敏核雄性不育突变体所表现出来的雄性不育性状属于单基因隐性性状。

3.一种选育光敏核雄性不育棉花材料的方法，为如下任一：

方法A，包括如下步骤：将权利要求1或2中所述的棉花光敏核雄性不育突变体与其他棉花材料进行杂交获得F₁代，在F₁代的后代群体中选出具有光敏核雄性不育性状的棉花材料；

所述方法A还包括如下步骤：将从所述F₁代的后代群体中选出的具有光敏核雄性不育性状的棉花材料进行一次或多次自交，从自交后代中选出具有光敏核雄性不育性状的棉花材料；

方法B，包括如下步骤：通过回交，将权利要求1或2中所述的棉花光敏核雄性不育突变体或所述方法A中所得的具有光敏核雄性不育性状的棉花材料的光敏核不育性状转育到其他棉花材料中，从回交后代中选育出具有光敏核雄性不育性状的棉花材料。

4.一种生产杂交种的方法，包括如下步骤：以权利要求1或2中所述的棉花光敏核雄性不育突变体或者利用权利要求3所述方法选育出的具有光敏核雄性不育性状的棉花材料作为母本，以可育棉花材料作为父本，进行杂交，从而获得杂交种。

5.一种杂交育种的方法，包括如下步骤：使用利用权利要求4所述方法获得的杂交种进入杂交育种程序，进而选育光敏不育系和/或培育棉花新品种。

6.一种建立棉花混选混交育种体系的方法，包括如下步骤：

（a）将具有光敏核雄性不育性状的棉花材料与一种、两种或两种以上的其他可育棉花材料在每天光照时间大于11.5h的条件下混合种植，混交授粉，收获不育株上的种子，得到混合的杂交种；

（b）在每天光照时间大于11.5h的条件下种植步骤（a1）所得的杂交种，自交或自然授粉结铃，收获种子后继续种植，标记光敏不育株，然后进行b1）或b2）：

b1）将可育株进行自交或自然授粉结铃，从后代中选择所需可育单株，培育成棉花新品种；后代中的不育单株进行步骤b2）；

b2）将不育株与所述一种、两种或两种以上的其他可育棉花材料进行混交授粉，收获不育株上的种子；

在步骤（b）之后还包括步骤（c）：

（c）在每天光照时间大于11.5h的条件下种植步骤b2）收获的不育株上的种子，然后重复一次或多次步骤（b）；

在步骤（c）之后还包括步骤（d）：

（d）将多个步骤（b1）中所选择的多个可育单株混合后作为混系材料，培育混系棉花新品种；

所述具有光敏核雄性不育性状的棉花材料为权利要求1或2中所述的棉花光敏核雄性不育突变体和利用权利要求3所述方法选育出的具有光敏核雄性不育性状的棉花材料中的任一种或多种。

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