一種抗蟲低酚彩棉不育系選育及雜交種育種方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種抗蟲低酚彩棉不育系選育及雜交種育種方法，該方法用低酚棉魯棉12號為母本與抗蟲棉魯棉研21號為父本雜交配組，選擇F2代群體中子葉、莖、葉均無酚的植株，連續(xù)自交種植3～4代，育成低酚棉系8HN538，用抗蟲的核不育系品種魯RH-1為母本與深棕色低酚彩棉親本00S17為父本雜交配組，保留F2代群體中抗蟲的植株，選擇可育的低酚棉植株給低酚棉不育株授粉，選擇深棕色的后代保留，連續(xù)選擇雜交至第4代，育成抗蟲的低酚彩棉核不育系0-173-3A；用抗蟲低酚棉系8HN538做父本與低酚彩棉核不育系0-173-3A做母本進(jìn)行雜交配組種植，獲得的雜交種即為低酚彩色雜交種，本發(fā)明生產(chǎn)的低酚彩棉雜交種產(chǎn)量高、纖維品質(zhì)優(yōu)，色澤穩(wěn)定一致，棉籽不含棉酚，綜合利用價值大大提高。
【專利說明】一種抗蟲低酗'彩棉不育系選育及雜交種育種方法
【技術(shù)領(lǐng)域】[0001]本發(fā)明涉及棉花育種【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種抗蟲低酚彩棉不育系選育及雜交種育種方法。
【背景技術(shù)】
[0002]棉花是世界上重要的纖維油料作物，棉纖維是紡織工業(yè)的重要原料。一般的棉花栽培品種因具有大量的腺體使得除了可以對棉纖維直接利用以外，對具有重要營養(yǎng)價值的棉籽則需要花費(fèi)大量的財力、人力進(jìn)行脫毒處理后才能利用。低酚棉是一種無色素腺體的棉花類型，其種仁中的棉酚含量低于世界衛(wèi)生組織(WHO)和聯(lián)合國糧農(nóng)組織(AFO)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)(0.004%)及國家標(biāo)準(zhǔn)(0.002%)，低酚棉品種因含有極低含量的棉酚，棉種仁榨出的油可以直接食用，棉蛋白可以作為食品，棉子殼可以作為食用菌的優(yōu)質(zhì)培養(yǎng)基原料，嫩枝葉可作為飼料等，所以培育低酚棉品種是將棉花選育成集纖維、油料和糧食三位一體的作物的最經(jīng)濟(jì)有效的途徑。對發(fā)展棉花生產(chǎn)、提高植棉效益、改善人們的營養(yǎng)狀況等方面有重要的意義。
[0003]我國植棉面積600萬公頃以上，年產(chǎn)棉籽900萬噸左右，若其中1/2是低酚棉籽，以含蛋白質(zhì)40%計，在不增加種植面積的情況下，每年就可得160萬噸左右純凈優(yōu)質(zhì)蛋白，這對豐富我國蛋白資源，改善人們的膳食結(jié)構(gòu)，促進(jìn)養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展有著積極的意義。同時低酚棉籽榨出的油不含棉酚，不需精煉、脫色，可提高出油率并降低成本，且油的品質(zhì)高，色、香、味俱佳，富含亞油酸(61.9%)，不飽和脂肪酸的含量高于豆油、花生油和芝麻油，經(jīng)常食用可降低血液中的膽固醇，減少動脈粥樣硬化，防治高血壓。此外，低酚棉可直接用作飼料的副產(chǎn)品，粉碎后可直接用作飼料，且蛋白質(zhì)和礦物質(zhì)含量均高于麥秸和薯秧，賴氨酸含量豐富，比玉米、小麥高1.5倍。低酚棉仁餅用作家畜飼料，不僅營養(yǎng)豐富，適口性好，且無副作用，與常用大豆餅為主的飼料比，成本低，效益高。另外，用低酚棉仁代替大豆制作醬油，色正味佳，成本低于大豆35%左右；用低酚棉籽殼培養(yǎng)香菇、平菇、銀耳、黑木耳等食用菌，產(chǎn)量高、質(zhì)量好；低酚棉仁應(yīng)用于臨床治療慢性腹瀉、高脂蛋白血癥、糖尿病等癥狀，顯示出一定的藥用價值。
[0004]彩色棉是指棉纖維帶有天然顏色的棉花。由于其本身帶有天然的顏色，在棉花紡織生產(chǎn)工業(yè)上，可以免去漂白、消毒、染色等過程，減輕了紡織過程的污染，成為真正意義上的綠色產(chǎn)品。天然彩色棉不但可以大大提高紡織工業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，而且隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展和人民生活需求、環(huán)保意識、健康觀念的不斷提高，彩色棉將成為一個新興產(chǎn)業(yè)，為彩色棉育種的深入研究和產(chǎn)業(yè)化的實施創(chuàng)造良好的環(huán)境，具有重要的研究價值和廣闊的開發(fā)利用前景。
[0005]彩色棉是21世紀(jì)最具競爭力的前衛(wèi)產(chǎn)品。但是由于中國不是棉花的原產(chǎn)地，關(guān)于彩棉的種植技術(shù)是從國外引進(jìn)的，在我國的種植時間不是很長，而且種植面積非常小，只有新疆等地出產(chǎn)一點，因此我們對彩棉的淘汰優(yōu)選工作做得還很不夠，導(dǎo)致到目前為止，我國的彩棉存在品種單一，彩棉的色澤暗淡、不穩(wěn)定、纖維品質(zhì)差、產(chǎn)量低等缺點，很難被直接利用。另外，由于種植技術(shù)還未成熟，彩棉的抗蟲性較差，所以也不可避免地采用了施肥、打藥等和普通棉一樣的種植方式，做不到完全無污染。因此如何解決彩棉色澤暗淡、不穩(wěn)定、纖維品質(zhì)差、產(chǎn)量低等弊端是一個業(yè)內(nèi)亟需解決的問題，而利用彩色棉與低酚棉相結(jié)合或許將為棉花綜合利用開辟一條新的途徑，另外經(jīng)檢索，也未見有關(guān)彩色棉能夠與低酚棉相結(jié)合的成熟的技術(shù)研究或報道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足，本發(fā)明提出了一種抗蟲低酚彩棉不育系選育及雜交種育種方法，該育種方法充分利用低酚彩棉不育系具有不育度高、綜合性好、配合力高、纖維色澤穩(wěn)定一致的特點，將其與彩棉雜交，得到的低酚彩棉雜交種產(chǎn)量高、品質(zhì)優(yōu)，色澤穩(wěn)定一致，棉籽不含棉酚，綜合利用價值大大提高，且該育種方法制種成本低、效率高，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
[0007]本發(fā)明所述的一種抗蟲低酚彩棉不育系選育及雜交種育種方法是通過如下技術(shù)措施來實現(xiàn)的:
(1)用低酚棉魯棉12號為母本與抗蟲棉魯棉研21號為父本雜交配組，種植F1群體，成熟后得到F2代，種植F2代，苗期對F2代群體進(jìn)行抗蟲性鑒定，選擇F2代群體中子葉、莖、葉均無酹的植株，連續(xù)自交種植3~4代,育成低酹棉系8HN538 ；
(2)用抗蟲的核不育系品種魯RH-1為母本與深棕色低酚彩棉親本00S17為父本雜交配組，種植F1群體，成熟后得到F2代，種植F2代，苗期對F2代群體進(jìn)行抗蟲性鑒定，保留F2代群體中抗蟲的植株，在抗蟲的植株中選擇可育的低酚棉植株，給低酚棉不育株授粉；
(3)步驟(2)選育的中F2代群體中棉花吐絮后，觀察可育株與不育株的纖維顏色，選擇可育株與不育株纖維顏色均為深棕色的后代保留；
(4)對步驟(3)最終選育的后代連續(xù)進(jìn)行行內(nèi)可育株給不育株授粉，并觀察不育株率和纖維顏色，至第4代，育成抗`蟲的低酚彩棉核不育系0-173-3A ；
(5)利用步驟(1)中選育出的抗蟲低酚棉系8HN538做父本與步驟(4)中選育出的低酚彩棉核不育系0-173-3A做母本進(jìn)行雜交配組種植，獲得的雜交種即為低酚彩色雜交種。
[0008]其中本發(fā)明中以上步驟(1)到步驟(4 )中的自交和行內(nèi)可育株給不育株授粉過程中均對抗病性株苗進(jìn)行篩選，其中，抗病性在自然病圃中進(jìn)行，選擇抗枯黃萎病好的單株或株行。
[0009]其中本發(fā)明中以上步驟(1)到步驟(4 )中的自交和行內(nèi)可育株給不育株授粉過程中優(yōu)選在以每公頃4.5萬株密度下，單株結(jié)鈴10個以上，單鈴重> 4.0克，不育系衣分36%以上,低酚棉衣分40%以上的植株。
[0010]其中本發(fā)明中以上步驟(1)或步驟(2)中的抗蟲性鑒定方法如下:當(dāng)棉花幼苗生長到I~3片真葉期時，用4%的硫酸卡那霉素溶液涂抹在幼苗葉片上，七天后觀察涂抹葉片，將葉片變黃的幼苗拔出，保留正常生長的棉苗。
[0011]本發(fā)明的有益技術(shù)效果為:
(I)選育出的低酚彩棉不育系具有不育率高達(dá)50.6%、纖維色澤穩(wěn)定一致的特點，可廣泛地用于低酚彩棉雜交種的篩選，制種成本比手工制種低40%，提高了雜交成功率和制種產(chǎn)量。O[0012](2)本發(fā)明生產(chǎn)的低酚彩棉雜交種子指大于Hg，種子大出苗好，全生育期長勢穩(wěn)健，產(chǎn)量高，霜前花率95.0%以上，平均畝產(chǎn)籽棉、霜前籽棉、皮棉、霜前皮棉分別比魯棉研28 號增產(chǎn) 6.9%、6.8%、1.3% 和 0.4%。
[0013](3)本發(fā)明生產(chǎn)的低酚彩棉雜交種得到的低酚彩棉纖維程淺棕色色澤穩(wěn)定一致，纖維長度大于29mm，比強(qiáng)度大于30cN/tex，馬克隆值大于3.7，品質(zhì)優(yōu)，且棉籽中不含棉酚，綜合利用價值大大提高。
[0014](4)本發(fā)明生產(chǎn)的低酚彩棉雜交種的植株相比普通棉種植株更加抗枯萎病，耐黃萎病，高抗棉鈴蟲。
[0015]由此可見，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有實質(zhì)性特點和進(jìn)步，其實施的有益效果也是顯而易見的。
【具體實施方式】
[0016]為能清楚說明本發(fā)明方案的技術(shù)特點，下面結(jié)合具體實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步闡述。
[0017]實施例:
選擇親本:
魯棉12號:[彭東昌，于金山，王光明等.低酹棉魯棉12號品種簡介，中國棉花，1994,21(1):21]，魯棉12號(原品系號魯無403)，系山東棉花究中心1992年育成，1993年5月經(jīng)山東省農(nóng)作物品種審定。全生育期135天，主體長度32mm，細(xì)度578om/g，強(qiáng)力3.889，斷裂長度22.gkm，成熟系數(shù)1.63。株高94cm，鈴重5.39 g，衣分37.5%，籽指10.9 g。種仁成分，經(jīng)山東省農(nóng)科院中心實驗室2年測定，含蛋白質(zhì)45.01%,粗脂肪31.2%，游離棉酚量
0.008%，顯著低于國際和我國衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。
[0018]魯棉研21號:[李汝忠，王宗文，王景會等.高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)廣適抗蟲棉新品種魯棉研21，中國棉花，2005,32 (11):22-37],魯棉研21號(原代號魯1138、GK34)是山東棉花研究中心與中國農(nóng)科院生物技術(shù)研究所合作選育而成的常規(guī)抗蟲棉新品種，2005年3月通過山東省審定，2005年4月通過國家審定。全生育期126~133天，鈴重5.8~6.3 g，衣分41.1% ~41.6%，籽指 11.2 ~11.6 g。2.5% 纖維跨長 29.8 mm,比強(qiáng)度 21.0cN/tex，麥克隆值4.4;山東省區(qū)試，2.5%纖維跨長30.7mm，比強(qiáng)度21.7 cN/tex，麥克隆值4.7。高抗棉鈴蟲等鱗翅目害蟲，高抗棉花枯萎病，耐黃萎病。
[0019]魯RH-1:[曲輝英，隋玉君，郭三堆.轉(zhuǎn)基因抗蟲雜交棉魯RH-1，中國種業(yè)，2002，
(2):50]，魯RH-1是山東省種子管理總站牽頭的棉花雜優(yōu)利用協(xié)作組選育的抗蟲雜交棉組合。該組合1997—1998年參加全國抗蟲棉區(qū)域試驗，1999年參加全國和山東省生產(chǎn)試驗。2001年4月通過山東省農(nóng)作物品種審定委員會審定。該品種利用抗Al核不育系為基礎(chǔ)材料選育出新的核不育兩用系21A。以21A作母本，中國農(nóng)科院生物技術(shù)研究所GK-18選系作父本，經(jīng)組合測配，一代品比試驗篩選，育成的抗蟲雜交棉品種。中熟品種，生育期129天，株高IOOcm左右，鈴重5.9g，衣分40%,籽指10.6g。2.5%跨長29.42mm,整齊度49.6%，比強(qiáng)度20.6cN/tex,麥克隆值4.4，伸長率6%，反射率75.8%。
[0020]00S17:[紀(jì)家華，李紅芹，王恩德等，彩色低酚棉品系及雜交種選育，中國種業(yè)，2002，(2):50]，1997年從我所保存的雞腳葉彩色棉親本中選出I株低酚變異株，1999年在自交純化的同時，用其和優(yōu)良的抗蟲棉親本雜交，定向選育綜合性狀優(yōu)良的彩色低酚抗蟲棉品系。試驗密度每公頃5.25萬株左右，纖維品質(zhì)為HVI標(biāo)準(zhǔn),單株鈴數(shù)6.6,鈴重3.6g,衣分19.5%，籽指8.9g。2.5%跨長24.4mm，比強(qiáng)度14.6cN/tex，麥克隆值2.8。
[0021]品種選育:
(I )2005年7月，用低酚棉魯棉12號與抗蟲棉魯棉研21雜交，冬天在海南種植F1代，2006年，在F2代中，首先進(jìn)行抗蟲性鑒定，而后選擇子葉、莖、葉均無酚的植株36個，2006冬~2008年經(jīng)南繁北育，連續(xù)自交3代，育成低酚棉系8HN538。
[0022]得到的8HN538單株結(jié)鈴17.6個，衣分42.7%,鈴重5.52克，2.5%跨長32.33mm,比強(qiáng)度33.3.0cN/tex,馬克隆值4.0。[0023](2) 2006年，用抗蟲的核不育系品種魯RH-1與深棕色低酚彩棉親本00S17雜交，冬天在海南種植F1代。
[0024](3) 2007年，首先對F2代群體進(jìn)行抗蟲性鑒定，而后在抗蟲群體中選56個可育的低酚棉植株對56個低酚棉不育株株對株授粉進(jìn)行保持。
[0025](4)棉花吐絮后，觀察(3)中可育株與不育株的纖維顏色，結(jié)果是12個可育株與不育株纖維顏色均為深棕色。
[0026](5)2007年冬~2009對步驟(4)中的12個后代連續(xù)進(jìn)行行內(nèi)可育株給不育株授粉，并觀察不育株率和纖維顏色，至2010年，育成抗蟲的低酚彩棉核不育系0-173-3A。
[0027]得到的抗蟲的低酚彩棉核不育系0-173-3A高抗棉鈴蟲，不育株率50.6%，植株及種子無酚，單株結(jié)鈴12.8個，衣分36.2%，鈴重4.24克，2.5%跨長27.34mm,比強(qiáng)度26.3cN/tex，馬克隆值3.34。
[0028](6) 2010年冬，用抗蟲低酚棉系8HN538做父本與低酚彩棉核不育系0_173_3A做母本雜交，獲得的雜交組合(8HN538 X 0-173-3A)。
[0029]其中，為了提高選育效果，步驟(1)~(5 )中的自交和行內(nèi)可育株給不育株授粉過程中均優(yōu)先對抗病性、產(chǎn)量性狀和品質(zhì)性狀好的植株進(jìn)行篩選，其中，抗病性在自然病圃中進(jìn)行，選擇抗枯黃萎病好的單株或株行；產(chǎn)量性狀考察結(jié)鈴性，以每公頃4.5萬株密度下，單株結(jié)鈴10個以上，單鈴重≥4.0克，不育系衣分36%以上，低酚棉衣分40%以上為標(biāo)準(zhǔn)。
[0030]步驟(1)和步驟(3)中的抗蟲性鑒定方法如下:在棉花幼苗生長到I~3片真葉期，用4%的硫酸卡那霉素溶液涂抹在幼苗葉片上，七天后觀察涂抹葉片，將葉片變黃的幼苗拔出，保留正常生長的棉苗。
[0031]品比試驗:
2011年，通過以上育種方法得到的雜交組合(8HN538X0-173-3A)平均畝產(chǎn)籽棉、霜前籽棉、皮棉、霜前皮棉為232.4kg、222.8kg、87.4kg和83.0kg,分別比魯棉研28號增產(chǎn)
6.9%、6.8%、1.3% 和 0.4% ;纖維長度 29.25mm,比強(qiáng)度 30.2cN/tex，馬克隆值 3.63。
[0032]該雜交種屬中早熟品種，其特性是纖維淺棕色，出苗好，全生育期長勢穩(wěn)健，植株、種子無酹，葉片中等大?。簧?27天,株高Illcm,植株塔形,第一果枝節(jié)位7.5個,果枝數(shù)14.1個，單株結(jié)鈴17.2個，鈴重5.3g，鈴卵圓形；霜前衣分37.6%，籽指11.6g，霜前花率95.9% ;抗枯萎病，耐黃萎病，高抗棉鈴蟲。
【權(quán)利要求】
1.一種抗蟲低酚彩棉不育系選育及雜交種育種方法，其特征在于包括如下步驟: (1)用低酚棉魯棉12號為母本與抗蟲棉魯棉研21號為父本雜交配組，種植F1群體，成熟后得到F2代，種植F2代，苗期對F2代群體進(jìn)行抗蟲性鑒定，選擇F2代群體中子葉、莖、葉均無酹的植株，連續(xù)自交種植3~4代,育成低酹棉系8HN538 ； (2)用抗蟲的核不育系品種魯RH-1為母本與深棕色低酚彩棉親本00S17為父本雜交配組，種植F1群體，成熟后得到F2代，種植F2代，苗期對F2代群體進(jìn)行抗蟲性鑒定，保留F2代群體中抗蟲的植株，在抗蟲的植株中選擇可育的低酚棉植株，給低酚棉不育株授粉； (3)步驟(2)選育的中F2代群體中棉花吐絮后，觀察可育株與不育株的纖維顏色，選擇可育株與不育株纖維顏色均為深棕色的后代保留； (4)對步驟(3)最終選育的后代連續(xù)進(jìn)行行內(nèi)可育株給不育株授粉，并觀察不育株率和纖維顏色，至第4代，育成抗蟲的低酚彩棉核不育系0-173-3A ； (5)利用步驟(1)中選育出的抗蟲低酚棉系8HN538做父本與步驟(4)中選育出的低酚彩棉核不育系0-173-3A做母本進(jìn)行雜交配組種植，獲得的雜交種即為低酚彩色雜交種。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗蟲低酚彩棉不育系選育及雜交種育種方法，其特征在于:步驟(1)到步驟(4)中的自交和行內(nèi)可育`株給不育株授粉過程中均對抗病性株苗進(jìn)行篩選，其中，抗病性篩選在自然病圃中進(jìn)行，選擇抗枯黃萎病好的單株或株行。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗蟲低酚彩棉不育系選育及雜交種育種方法，其特征在于:步驟(1)到步驟(4)中的自交和行內(nèi)可育株給不育株授粉過程中優(yōu)選在以每公頃4.5萬株密度下，單株結(jié)鈴10個以上，單鈴重> 4.0克，不育系衣分36%以上，低酚棉衣分40%以上的植株。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗蟲低酚彩棉不育系選育及雜交種育種方法，其特征在于步驟(1)或步驟(2)中的抗蟲性鑒定方法如下:當(dāng)棉花幼苗生長到I~3片真葉期時，用4%的硫Ife卡那霉素溶液涂抹在幼苗葉片上，七天后觀察涂抹葉片，將葉片變黃的幼苗拔出，保留正常生長的棉苗。
【文檔編號】A01H1/02GK103493728SQ201310380689
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年8月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月28日
【發(fā)明者】趙永民, 紀(jì)家華, 王義平 申請人:山東農(nóng)興種業(yè)有限責(zé)任公司