專利名稱：棉花雄性不育恢復(fù)系雜交選育方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā) 明涉及一種棉花恢復(fù)系的育種方法，即棉花雄性不育恢復(fù)系雜交選育方法，屬于棉花三系育種技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
棉花三系雜交種具有產(chǎn)量高、品質(zhì)優(yōu)、制種程序簡便,制種成本低、質(zhì)量高,且易形成產(chǎn)業(yè)化等諸多優(yōu)點(diǎn)。因此，同行專家普遍認(rèn)為三系法育種是實(shí)現(xiàn)棉花雜種優(yōu)勢利用最為有效的途徑。國內(nèi)外歷經(jīng)多年研究，雖完成了棉花三系配套，但在三系育種上未能取得突破進(jìn)展，因原有恢復(fù)系配合力低、衣分低、豐產(chǎn)性差等，難以配制出高優(yōu)勢雜交種用于生產(chǎn)，主要難點(diǎn)是通過有性雜交選育高配合力綜合性狀優(yōu)良的新種質(zhì)恢復(fù)系困難。因此，高產(chǎn)、高配合力恢復(fù)系成功的選育是培育三系雜交種的關(guān)鍵。恢復(fù)系傳統(tǒng)雜交選育方法的基本要點(diǎn)是，按照一般雜交育種的程序，通過選配親本進(jìn)行單交或復(fù)交，從雜種F1開始，根據(jù)單次調(diào)查恢復(fù)系的恢復(fù)力和育種目標(biāo)，進(jìn)行多代單株選擇，并在適當(dāng)?shù)氖来?，與不育系測交，以測定恢復(fù)系的恢復(fù)力和配合力，選出恢復(fù)力強(qiáng)、配合力高、性狀優(yōu)良的恢復(fù)系。但是，因恢復(fù)系育性受兩個(gè)獨(dú)立遺傳的基因控制，并含有恢復(fù)加強(qiáng)因子和諸多附加基因，采用傳統(tǒng)雜交選育方法在選育過程中因連續(xù)雜交，單次育性調(diào)查，難以使育性代代跟蹤，容易導(dǎo)致育性恢復(fù)基因或恢復(fù)加強(qiáng)因子或附加基因丟失，同時(shí)難以兼顧其豐產(chǎn)性，最后導(dǎo)致選育的材料要么恢復(fù)不豐產(chǎn)，要么豐產(chǎn)不恢復(fù)，要么恢復(fù)率高恢復(fù)度低，很難選育出性狀優(yōu)良、高配合力的恢復(fù)系，因此通過有性雜交的方法選育恢復(fù)系一直是同行研究者普遍認(rèn)為的難題，為此，國內(nèi)外學(xué)者大多采用系統(tǒng)選育方法進(jìn)行恢復(fù)系選育，但是該方法很難使優(yōu)良基因再重組，選育的恢復(fù)系雖然具備育性恢復(fù)能力，由于綜合性狀差，產(chǎn)量低，衣分低，結(jié)鈴性差，且恢復(fù)系的遺傳基礎(chǔ)單一，制約了三系高優(yōu)勢組合的篩選。因此，研究一種有效的選育恢復(fù)能力強(qiáng)，綜合性狀好、產(chǎn)量高、配合力高、且遺傳基礎(chǔ)豐富的棉花雄性不育恢復(fù)系雜交選育方法，是目前需要解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服了傳統(tǒng)選育方法選育恢復(fù)系過程中，恢復(fù)基因易丟失，且難以兼顧抗病性、豐產(chǎn)性等優(yōu)良性狀的選擇等技術(shù)難題，提供了一種有效的選育恢復(fù)能力強(qiáng)，綜合性狀好、產(chǎn)量高、配合力高、且遺傳基礎(chǔ)豐富的棉花雄性不育恢復(fù)系雜交選育方法。本發(fā)明解決其技術(shù)問題的技術(shù)方案是
棉花雄性不育恢復(fù)系雜交選育方法，其特征在于其工藝步驟包括親本確定步驟、雜交步驟和育性跟蹤選育步驟。所述的親本確定步驟為以不育細(xì)胞質(zhì)為基礎(chǔ)，即始終以雄性不育胞質(zhì)育性好的材料為母本，每次雜交時(shí)依據(jù)母本的特征特性，選擇親緣關(guān)系遠(yuǎn)，配合力高、優(yōu)良性狀互補(bǔ)，豐產(chǎn)性好的材料為父本。為克服傳統(tǒng)恢復(fù)系雜交育種方法中連續(xù)雜交易使恢復(fù)基因丟失的缺點(diǎn)，所述的雜交步驟為階梯式多級(jí)雜交步驟，即第一次雜交時(shí)選擇質(zhì)核互作型不育系與恢復(fù)系雜交的Fl代材料或具有雄性不育胞質(zhì)育性好的恢復(fù)系材料A為母本，選擇與A材料親緣關(guān)系遠(yuǎn)，配合力高、優(yōu)良性狀互補(bǔ)，豐產(chǎn)性好的材料B為父本，進(jìn)行首次雜交；對第一次雜交的后代，利用恢復(fù)系育性跟蹤選育方法進(jìn)行選擇，選擇育性穩(wěn)定的后代材料C，以C為母本，根據(jù)母本C的特征特性，再次依據(jù)性狀互補(bǔ)原則，確定父本D進(jìn)行第二次雜交；對第二次雜交的后代采用恢復(fù)系育性跟蹤選育方法再次進(jìn)行選擇，若選擇的恢復(fù)系性狀不理想，再以第二次雜交的后代選擇的育性穩(wěn)定材料E為母本，根據(jù)母本E的特征特性，依據(jù)性狀互補(bǔ)原則，確定父本F進(jìn)行第三次雜交，采用恢復(fù)系育性跟蹤選育方法再次進(jìn)行選擇，若選擇的恢復(fù)系性狀仍不理想，再以第三次雜交后所選擇的育性穩(wěn)定材料為母本G，根據(jù)母本依據(jù)性狀互補(bǔ)原則確定父本H，進(jìn)行第四次雜交、…，直至選育出性狀優(yōu)良、配合力高、育性好恢復(fù)系為止。為保證每次雜交每個(gè)世代的育性恢復(fù)基因不丟失，所述的育性跟蹤選育步驟分花粉育性分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)步驟和每次雜交后雜種后代的育性跟蹤、性狀選擇步驟，花粉育性分級(jí) 標(biāo)準(zhǔn)步驟將花的育性分為5級(jí)即O級(jí)花藥100%散粉，且飽滿，粉量大，I級(jí)花藥介于100%-50%散粉，且粉量較大，II級(jí)花藥< 50%散粉，且粉量較少，III級(jí)花藥不散粉，手捻有粉，IV級(jí)花藥無花粉；所述的優(yōu)選步驟為將每次雜交后的雜種一代即Fl至雜種六代F6材料，于開花期依據(jù)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)對每個(gè)世代的每個(gè)單株的每朵花進(jìn)行育性分級(jí)，并逐日記錄在案，花期結(jié)束后，選擇所有花為O級(jí)或O級(jí)和I級(jí)混生的單株即含有育性恢復(fù)基因的單株，淘汰I級(jí)以下(含I級(jí))花的單株即育性恢復(fù)基因缺失的單株；于生長期對所選擇的單株通過抗病性測定，選擇抗病單株；于收獲期選擇豐產(chǎn)性好的單株，最后通過室內(nèi)鈴重、衣分和品質(zhì)測定，進(jìn)行決選；雜種六代后，開花期選優(yōu)系中優(yōu)良單株自交并與不育系測交，再按“5級(jí)育性”調(diào)查測交行育性，花期結(jié)束后對測交行進(jìn)行育性分級(jí)，選擇與所有花為育性O(shè)級(jí)或O級(jí)和I級(jí)混生的測交行所對應(yīng)的自交單株種成株行并再次自交，自交混系再次通過抗病性鑒定、品質(zhì)鑒定、配合力測定和產(chǎn)量測定，最終選育出綜合性狀優(yōu)良、豐產(chǎn)性好、配合力高、育性好的恢復(fù)系。與現(xiàn)有技術(shù)相比，克服了傳統(tǒng)選育方法選育恢復(fù)系過程中，恢復(fù)基因易丟失，且難以兼顧抗病性、豐產(chǎn)性等優(yōu)良性狀的選擇等技術(shù)難題，本發(fā)明育種方法培育的恢復(fù)系的恢復(fù)力強(qiáng)、配合力高、綜合性狀優(yōu)良、豐產(chǎn)性好，與不育系配組后能夠培育出高優(yōu)勢三系雜交種。
具體實(shí)施例方式I、親本確定步驟
以不育細(xì)胞質(zhì)為基礎(chǔ)，即始終以雄性不育胞質(zhì)育性好的材料為母本，每次雜交時(shí)依據(jù)母本的特征特性，選擇親緣關(guān)系遠(yuǎn)，配合力高、優(yōu)良性狀互補(bǔ)，豐產(chǎn)性好的材料為父本。2、雜交方法步驟
為克服傳統(tǒng)恢復(fù)系雜交育種方法中連續(xù)雜交易使恢復(fù)基因丟失的缺點(diǎn)，本方法采用階梯式雜交方法，即第一次雜交時(shí)選擇質(zhì)核互作型不育系與恢復(fù)系雜交的Fl代材料或具有雄性不育胞質(zhì)育性好的恢復(fù)系材料為母本(A)，選擇與A材料親緣關(guān)系遠(yuǎn)，配合力高、優(yōu)良性狀互補(bǔ)，豐產(chǎn)性好的材料為父本(B)，進(jìn)行首次雜交，利用恢復(fù)系育性跟蹤選育方法進(jìn)行選擇，待選擇的后代材料(C)育性穩(wěn)定后，以C為母本，根據(jù)母本C的特征特性，再次依據(jù)性狀互補(bǔ)等原則，確定父本(D)進(jìn)行第二次雜交，采用同樣的恢復(fù)系育性跟蹤選育方法再次進(jìn)行選擇，若選擇的恢復(fù)系性狀不理想，再以第二次雜交選擇的育性穩(wěn)定材料(E)為母本，根據(jù)母本E的特征特性，依據(jù)性狀互補(bǔ)等原則，確定父本(F)進(jìn)行第三次雜交，采用同樣的恢復(fù)系育性跟蹤選育方法再次進(jìn)行選擇，若選擇的恢復(fù)系性狀仍不理想，再以第三次雜交后所選擇的育性穩(wěn)定材料為母本G，根據(jù)母本依據(jù)性狀互補(bǔ)原則確定父本H，進(jìn)行第四次雜交、…，直至選育出性狀優(yōu)良、配合力高、育性好恢復(fù)系為止。3、育性跟蹤選育步驟
(I)花粉育性分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)
將花的育性分為5級(jí)即O級(jí)花藥100%散粉，且飽滿，粉量大，I級(jí)花藥介于100%-50%散粉，且粉量較大，II級(jí)花藥< 50%散粉，且粉量較少，III級(jí)花藥不散粉，手捻有粉，IV級(jí)花藥無花粉。 (2)通過多年研究證實(shí)，為保證每次雜交每個(gè)世代的育性恢復(fù)基因不丟失，每次雜交后的雜種一代(Fl)至雜種六代(F6)材料，于開花期依據(jù)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)對每個(gè)世代的每個(gè)單株的每朵花進(jìn)行育性分級(jí)，并逐日記錄在案，花期結(jié)束后，選擇所有花為O級(jí)或O級(jí)和I級(jí)混生的單株(含有育性恢復(fù)基因)，淘汰含有I級(jí)以下(含I級(jí))花的單株(育性恢復(fù)基因缺失)；生長期對所選擇的單株通過抗病性測定，選擇抗病單株；收獲期選擇豐產(chǎn)性好的單株，最后通過室內(nèi)鈴重、衣分和品質(zhì)測定，進(jìn)行決選。雜種六代(F6)后，開花期選優(yōu)系中優(yōu)良單株自交并與不育系測交，再按“5級(jí)育性”調(diào)查測交行育性，花期結(jié)束后對測交行進(jìn)行育性分級(jí)，選擇與所有花為育性O(shè)級(jí)或O級(jí)和I級(jí)混生的測交行所對應(yīng)的自交單株種成株行并再次自交，自交混系再次通過抗病性鑒定、品質(zhì)鑒定、配合力測定和產(chǎn)量測定，最終選育出綜合性狀優(yōu)良、豐產(chǎn)性好、配合力高、育性好的恢復(fù)系。實(shí)施例I
高配合力優(yōu)良恢復(fù)系邯R174和邯R251的雜交選育
1984年以陸地棉胞質(zhì)雄性不育系104-7A為母本，與具有哈克尼西棉不育胞質(zhì)的0-613-2恢復(fù)系雜交，其Fl (A)再與含有恢復(fù)加強(qiáng)因子的海島棉軍海I號(hào)(B)雜交，利用獨(dú)創(chuàng)的“有性雜交育性跟蹤選育技術(shù)”，于1989選育出配合力高、育性恢復(fù)好的骨干恢復(fù)系33系(C)，同年以33系為母本與自育的高衣分品系邯58系(D)雜交，采用同樣的恢復(fù)系育性跟蹤選育方法，于1991年選育出高衣分有限果枝型的骨干恢復(fù)系邯R系(E)。1991年、1993年以邯R系作母本，分別與中206 (F)和中棉所19 (G)雜交，經(jīng)過多代育性定向選擇、纖維品質(zhì)檢測、豐產(chǎn)性鑒定和配合力檢測，分別于1995年、1998年育成具有育性好、配合力高、衣分高(43%左右)等特點(diǎn)的優(yōu)良恢復(fù)系邯R174和具有早熟、高產(chǎn)、高衣分(45%左右)、優(yōu)質(zhì)、抗病、配合力高等特點(diǎn)的優(yōu)良恢復(fù)系邯R251。實(shí)施例2
高配合力優(yōu)良恢復(fù)系邯R174和邯R251的應(yīng)用
采用獨(dú)創(chuàng)的“有性雜交育性跟蹤選育技術(shù)”，成功選育出性狀優(yōu)良、配合力高的恢復(fù)系邯R174和邯R251。近年利用邯R174和邯R251，相繼選育出邯雜98_1、邯雜429、邯雜301、SGKZ8和銀抗8號(hào)5個(gè)抗蟲三系雜交種，目前我國所審定的5個(gè)轉(zhuǎn)基因抗蟲陸地棉三系雜交種均由其培育而成，攻克了同行專家普遍認(rèn)為“雜交選育恢 復(fù)系難，遠(yuǎn)緣雜交選育恢復(fù)系更難”的難題，豐富恢復(fù)系的種質(zhì)資源，創(chuàng)新了恢復(fù)系選育方法，填補(bǔ)了我國轉(zhuǎn)基因抗蟲三系雜交棉的空白，開辟了雜交棉育種新途徑。
權(quán)利要求
1.棉花雄性不育恢復(fù)系雜交選育方法，其特征在于，其工藝步驟包括親本確定步驟、雜交步驟和育性跟蹤選育步驟， 所述的親本確定步驟為以不育細(xì)胞質(zhì)為基礎(chǔ)，即始終以雄性不育胞質(zhì)育性好的材料為母本，每次雜交時(shí)依據(jù)母本的特征特性，選擇親緣關(guān)系遠(yuǎn)，配合力高、優(yōu)良性狀互補(bǔ)，豐產(chǎn)性好的材料為父本； 所述的雜交步驟為階梯式多級(jí)雜交步驟，即第一次雜交時(shí)選擇質(zhì)核互作型不育系與恢復(fù)系雜交的Fl代材料或具有雄性不育胞質(zhì)育性好的恢復(fù)系材料A為母本，選擇與A材料親緣關(guān)系遠(yuǎn)，配合力高、優(yōu)良性狀互補(bǔ)，豐產(chǎn)性好的材料B為父本，進(jìn)行首次雜交；對第一次雜交的后代利用恢復(fù)系育性跟蹤選育方法進(jìn)行選擇，選擇育性穩(wěn)定的后代材料C，以C為母本，根據(jù)母本C的特征特性，再次依據(jù)性狀互補(bǔ)原則，確定父本D進(jìn)行第二次雜交；對第二次雜交的后代采用恢復(fù)系育性跟蹤選育方法再次進(jìn)行選擇，若選擇的恢復(fù)系性狀不理想，再以第二次雜交的后代選擇的育性穩(wěn)定材料E為母本，根據(jù)母本E的特征特性，依據(jù)性狀互補(bǔ) 原則，確定父本F進(jìn)行第三次雜交，采用恢復(fù)系育性跟蹤選育方法再次進(jìn)行選擇，若選擇的恢復(fù)系性狀仍不理想，再以第三次雜交后所選擇的育性穩(wěn)定材料為母本G，根據(jù)母本依據(jù)性狀互補(bǔ)原則確定父本H，進(jìn)行第四次雜交、…，直至選育出性狀優(yōu)良、配合力高、育性好恢復(fù)系為止； 所述的育性跟蹤選育步驟分花粉育性分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)步驟和每次雜交后雜種后代的育性跟蹤、性狀選擇步驟，花粉育性分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)步驟將花的育性分為5級(jí)即O級(jí)花藥100%散粉，且飽滿，粉量大，I級(jí)花藥介于100%-50%散粉，且粉量較大，II級(jí)花藥< 50%散粉，且粉量較少，III級(jí)花藥不散粉，手捻有粉，IV級(jí)花藥無花粉；所述的優(yōu)選步驟為將每次雜交后的雜種一代即Fl至雜種六代F6材料，于開花期依據(jù)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)對每個(gè)世代的每個(gè)單株的每朵花進(jìn)行育性分級(jí)，并逐日記錄在案，花期結(jié)束后，選擇所有花為O級(jí)或O級(jí)和I級(jí)混生的單株即含有育性恢復(fù)基因的單株，淘汰I級(jí)以下(含I級(jí))花的單株即育性恢復(fù)基因缺失的單株；于生長期對所選擇的單株通過抗病性測定，選擇抗病單株；于收獲期選擇豐產(chǎn)性好的單株，最后通過室內(nèi)鈴重、衣分和品質(zhì)測定，進(jìn)行決選；雜種六代后，開花期選優(yōu)系中優(yōu)良單株自交并與不育系測交，再按“5級(jí)育性”調(diào)查測交行育性，花期結(jié)束后對測交行進(jìn)行育性分級(jí)，選擇與所有花為育性O(shè)級(jí)或O級(jí)和I級(jí)混生的測交行所對應(yīng)的自交單株種成株行并再次自交，自交混系再次通過抗病性鑒定、品質(zhì)鑒定、配合力測定和產(chǎn)量測定，最終選育出綜合性狀優(yōu)良、豐產(chǎn)性好、配合力高、育性好的恢復(fù)系。
全文摘要
本發(fā)明屬于棉花三系育種技術(shù)領(lǐng)域，內(nèi)容包括育性分級(jí)、優(yōu)良親本確定、雜交方法和選擇方法。該方法是通過遠(yuǎn)緣、多次雜交手段，采用“有性雜交育性跟蹤選育技術(shù)”，通過育性代代跟蹤，進(jìn)行恢復(fù)系選育，確保性狀優(yōu)良、高配合力恢復(fù)系的成功選育，通過該方法成功選育出與不育系配組后能夠篩選出強(qiáng)優(yōu)勢抗蟲組合的高配合力恢復(fù)系邯R174和邯R251，近年利用邯R174和邯R251，相繼選育出邯雜98-1、邯雜429、邯雜301、SGKZ8和銀抗8號(hào)5個(gè)抗蟲三系雜交種，目前我國所審定的5個(gè)轉(zhuǎn)基因抗蟲陸地棉三系雜交種均由其培育而成，攻克了同行專家普遍認(rèn)為“雜交選育恢復(fù)系難，遠(yuǎn)緣雜交選育恢復(fù)系更難”的難題，豐富恢復(fù)系的種質(zhì)資源，創(chuàng)新了恢復(fù)系選育技術(shù)，填補(bǔ)了我國轉(zhuǎn)基因抗蟲三系雜交棉的空白，開辟了雜交棉育種新途徑。
文檔編號(hào)A01H1/02GK102870666SQ20121038043
公開日2013年1月16日 申請日期2012年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月11日
發(fā)明者馬維軍, 任愛民 申請人:邯鄲市農(nóng)業(yè)科學(xué)院