棉花三系杂交种育种技术

摘要

一种杂交棉的育种技术，包括选育不育系、保持系、恢复系及其利用三系生产杂交种的方法，属于棉花质核互作型雄性不育三系杂交种育种技术领域，具体属于陆地棉细胞质的质核互作型雄性不育三系育种技术。本发明的保持系能保持不育系的不育率和不育度都是100％，恢复系对不育系的恢复率达到100％。用本发明制种能节省50％的劳力，一般增产20-30％。

说明书

本发明是一种杂交棉的育种技术，属于棉花质核互作型雄性不育三系杂交种育种技术领域，具体属于陆地棉细胞质的质核互作型雄性不育三系育种技术。国际专利分类号为A01H1/02。

当前国际上应用三系配套技术已经成功地培育和推广种植了杂交玉米、杂交高粱、杂交水稻等多种作物。但在棉花方面由于三系配套技术未能彻底突破，因此杂交棉的应用仍处于落后状态。但是由于杂种优势增产相当突出，因此在人多地少的国家的部分地区采用如下方式生产杂交棉：（1）付出大量劳力来搞人工杂交制种以生产杂交棉，如印度全国推广种植杂交棉达数千万亩，他们制成的杂交棉4号增产达1-2倍。我国山东、河南等地利用人工杂交制种来种植杂交棉也有几万亩。（2）是利用核不育系采取两系法制种来生产杂交棉;如我国四川利用这种方式生产杂交棉达300万亩。两系法制种虽可节省去雄人工，但制种时还要拔除一半无效的可育株，因此这两种方法同样是用工多，成本高，种子产量低，不可能满足大面积供种，只能限于在人多地少的条件下，在小面积上或采用育苗移栽的种植方式下来暂时加以应用。（3）利用化学杀雄及指示性状生产杂交种;这种方法生产的杂种杂质较多，种子严重不纯，无法使用。要解决大面积机力播种条件下的供种问题，必需解决三系配套的制种技术。

在三系研究方面，据国外报导，至今认为只有美国的具有哈克尼西棉细胞质的胞质型三系材料能够初步配套，但据中国农科院棉花研究所将此套材料引入我国的鉴定结果，证明它并未能完成全配套。它只有不育系及保持系达到配套要求，而恢复系并未过关。该所由美国直接引入的两个恢复系都有育性分离。说明该恢复系的育性极不稳定，而且恢复能力很差。如该所引入的由美国直接配制的19个杂种一代，经试种结果，普遍出现有不育株占20-40%，最多的在50%以上，可见恢复株率只能达到60-80%，最低的只能恢复50%左右，由于恢复水平低，而且杂种优势不强，产量很低。因此不可能提供给生产应用。最近又有美国专家韦尔的研究结果提出。认为此种具有哈克尼西棉细胞质不育系所配杂种。由于受哈克尼西棉细胞质的影响，其杂种的产量要低于正常陆地棉细胞质杂种的产量，因此他对此套材料的利用价值加以否定。

最近，我国新疆生产建设兵团农一师农科所成功地利用美国哈克尼西棉细胞质的胞质型三系材料，转育成海岛棉及陆地棉不育系及其相应的保持系一套，其不育程度及不育株率都可达100%，但育成的恢复系较差，尽管恢复株率达100%，但恢复度只有93-96%，最低的只有76%，因此在生产上应用受到限制，基本仍属于美国三系材料配套的改进。

本发明的目的就是针对上述的问题，提出一种与美国哈克尼西棉细胞质的胞质型三系材料完全不同三系配套育种技术，通过选育出的棉花胞质雄性不育三系（不育系、保持系、恢复系），配制棉花强优势组合，从而较大幅度地提高棉花单位面积产量。

本发明是具有陆地棉细胞质的质核互作类型棉花三系杂交种育种技术：分以下几个步骤：

1、选育不育系：用石短棉和军海棉杂交、然后自交、再杂交、再自交选出不育系104-7A。以不育系104-7A分别同冀棉8号、冀棉10号、冀棉11号、冀棉12号、冀棉13号、冀棉14号、湘无48A、石短5A、中521A、中58A、中海A转育五代以上，即成相应的不育系11个〔不育系冀棉（8、10、11、12、13、14）、湘无48A、石短5A、中521A、中58A、中海A〕。转育的十一个五代以上的不育系，除雄性不育外，其他性状同原品种几乎相等，如中58A，株高1.1米，叶形中等，茎少毛略红，株型塔状，花冠比原品种略小，雄蕊无花粉，主体绒长27mm，衣分48-49%，籽指8克左右，比强度21.7，马克隆值4.5。

2、保持系的选育：对冀棉8（10、11、12、13、14）号、湘无48A、石短5A、中521A、中58A、中海A进行转育可成与其相对应不育系的保持系。

3、恢复系的选鱼：由0-613-2系统选育出恢复系641。

4、利用选育出的不育系、保持系、恢复系可组合出陆地棉或海岛棉的杂交品种。

利用以上的11种不育系任意之一作母本，以其相应的保持系作父本杂交，能使其后代保持100%的不育，根据测定11种不育系中的不育系中海A（7124）是具有加强基因的不育系：即对任何保持系都表现为不育。恢复系641具有恢复加强基因，即对任何不育系都能恢复可育，恢复株率和恢复度都是100%，恢复性能优良。

本发明的特点：

1、本发明选育的不育系104-7A是陆地棉的细胞质而美国的不育系是哈克尼西棉的细胞质。104-7A属陆地棉类型。经济性状优良，可转育成陆地棉和海岛棉的优良品种，选到具有加强基因的不育系中海A，这样的不育系容易被恢复，能搞三系配套。

2、本发明选育的不育系作母本以其相应的保持系作父本杂交，能使其后代保持100%的不育，不育系中海（7124）A具有加强恢复基因。

3、本发明选育的保持系中海（7124）具有加强恢复基因。而美国和新疆的保持系都无加强恢复基因。

4、本发明选育的恢复系641具有加强基因，恢复株率和恢复度都是100%。恢复性能优良。而美国的恢复系的恢复性能不理想，新疆的恢复度也只有93-96%。本发明的恢复系641，植株高0.7至0.8米，叶中等略小，叶光茎少毛，茎略细弱，花冠乳白，雌蕊发达，花粉多黄色，主体绒长27mm，衣分46-48%，籽指8克左右。

实施例：下面以选育冀棉8号杂交种为例详细叙述本发明的实施方案：

1、冀棉8号不育系选育：

A、不育材料104-7A的选育：

石短5号与军海棉经杂交、自交、再杂交、自交选育而成不育材料104-7A。

B、将不育材料104-7A的不育基因转育到冀棉8号上，连续转育5代以上，新育成的不育系冀棉8号不育性即稳定，其在不同环境、不同年代，不育率和不育度都为100%。新育成的不育系冀棉8号除雄性不育外，其它性状同原种相同。

2、冀棉8号保持系：大多数陆地棉和海岛棉都可做保持系，保持不育极易。

3、恢复系641：

（1）、来源：由0-613-2系选育而成。

（2）、主要特点：属陆地棉类型，具有恢复加强基因。

4、杂交棉：

冀棉8号不育系×恢复系641为陆地棉类型，杂种优势突出，较对照增产30%，纤维长度30-31毫米，细度7100米/克，纤维洁白，衣分47%，强力3.5克，其它性状同原种冀棉8号差异不大。

本发明效果：

1、选育的不育系和恢复系经济性状优良，恢复系的衣分是47-48%，不育系的衣分是48-49%，而美国和新疆的衣分最高35%。

2、省去人工去雄，节省50%的劳力。

3、棉花杂交种一般增产20-30%。