一種棉花細(xì)胞質(zhì)雄性不育系利用昆蟲(chóng)雜交制種的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種棉花細(xì)胞質(zhì)雄性不育系利用昆蟲(chóng)雜交制種的方法，其特征在于，其為：在隔離條件下，以棉花細(xì)胞質(zhì)雄性不育系為母本，以棉花恢復(fù)系為父本，父本、母本按照行數(shù)比為1：4相間種植，以蜜蜂為授粉昆蟲(chóng)，進(jìn)行棉花雜交制種。本發(fā)明的方法中，一箱蜜蜂可以代替一個(gè)人的授粉工作量，制種產(chǎn)量正常年份為人工制種的80%左右，節(jié)省了人工、降低了勞動(dòng)強(qiáng)度、提高了制種效益，而且因?yàn)闆](méi)有自交鈴，確保了雜交種子的純度和質(zhì)量。
【專利說(shuō)明】—種棉花細(xì)胞質(zhì)雄性不育系利用昆蟲(chóng)雜交制種的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及作物育種方法，具體是一種棉花細(xì)胞質(zhì)雄性不育系利用昆蟲(chóng)雜交制種的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]雜種優(yōu)勢(shì)的研究和利用可顯著提高棉花的產(chǎn)量、改進(jìn)品質(zhì)、提高抗性。一般情況下，雜交種可比常規(guī)品種增產(chǎn)10%以上，有的可達(dá)30-50%。我國(guó)的棉花雜種優(yōu)勢(shì)研究始于上世紀(jì)30年代，但直到上世紀(jì)80年代才開(kāi)始應(yīng)用于生產(chǎn)，但受限于當(dāng)時(shí)的研究水平和生產(chǎn)條件，生產(chǎn)上只能以利用優(yōu)勢(shì)不強(qiáng)的雜種二代為主。到了上世紀(jì)90年代末，隨著抗蟲(chóng)雜交種中棉所29的問(wèn)世及高效人工雜交制種體系的建立，實(shí)現(xiàn)了人工雜交制種的規(guī)?；?、集約化，我國(guó)的雜交棉生產(chǎn)利用方式發(fā)生了本質(zhì)的轉(zhuǎn)變，開(kāi)始了棉花雜種一代的較大規(guī)模種植，由此引發(fā)了科研、 生產(chǎn)上對(duì)棉花雜種優(yōu)勢(shì)利用研究的普遍關(guān)注和廣泛研究，呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展的可喜局面。棉花雜種一代的種植面積在我國(guó)棉田總面積中所占的比例，已由1990年的不到1%增至現(xiàn)在的30%左右，目前我國(guó)的三大棉區(qū)中，長(zhǎng)江流域棉區(qū)基本實(shí)現(xiàn)了雜交種的普及化；黃河流域棉區(qū)的雜交棉種植面積從無(wú)到有，并呈現(xiàn)迅速發(fā)展態(tài)勢(shì)，目前已占到40%左右；西北內(nèi)陸棉區(qū)近年試種雜交棉取得成功，興起(特別是在新疆)一股種植雜交棉的熱潮。
[0003]目前，我國(guó)棉花雜交種90%以上是通過(guò)人工去雄授粉雜交制種方式生產(chǎn)的，具體的人工雜交制種方式可見(jiàn)張?zhí)煺?，靖深蓉，金林等的《雜種棉選育的理論與實(shí)踐》(科學(xué)出版社，1998年9月第一版，35-61頁(yè))和靖深蓉主編的《抗蟲(chóng)雜交棉的制種與栽培》(中國(guó)農(nóng)業(yè)科技出版社，1999年I月第一版，35-61頁(yè))。人工去雄授粉雜交制種方法一般每畝制種田配備3-4個(gè)雜交制種人員，每15-30畝配備I個(gè)質(zhì)量監(jiān)督檢查人員。雜交制種人員的操作程序?yàn)?在棉花開(kāi)花期間，每天下午選擇將于次日開(kāi)花的花苞，人工去雄(取掉花冠和雄蕊，同時(shí)確保雌蕊、柱頭和子房等其他花器不受損傷)，并以白線或布條等方式做標(biāo)記以便次日授粉時(shí)尋找；每天上午父本花散粉后收集花粉或摘花，給前日下午去雄的雌蕊柱頭進(jìn)行人工授粉。質(zhì)量監(jiān)督員則需每日下午巡視檢查去雄質(zhì)量，包括雄蕊是否去除干凈(不得有殘留)、不得損傷雌蕊、柱頭和子房等其他花器。每日上午在田間巡視是否有漏掉的未去雄的花朵并摘掉，以免產(chǎn)生自交鈴，同時(shí)檢查授粉質(zhì)量。
[0004]人工去雄授粉雜交制種方式存在如下缺點(diǎn):
[0005]A、用工量大:制種40天,每畝需配備至少3-4個(gè)制種工,還需要配備專人進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)督檢查。
[0006]B、制種條件艱苦:制種期間正值高溫高濕季節(jié)，烈日炎炎，勞動(dòng)強(qiáng)度大；制種操作程序煩瑣，既要人工去雄，又要人工授粉。
[0007]C、制種工難找:近幾年隨著生活水平的提高，外出打工工資一般150元/人.天，而制種工資一般僅有60-70元/人.天，比較收入差距明顯。加之制種條件艱苦，所以越來(lái)越難以找到合適的勞動(dòng)力。[0008]D、生產(chǎn)成本高:由于勞動(dòng)力價(jià)格的不斷提高，造成人工制種的成本越來(lái)越高，目前制種田收益僅比種植普通商品棉略高，無(wú)吸引力。
[0009]總之，人工雜交制種方法是我國(guó)目前主要的雜交種子生產(chǎn)方法，該制種方法具有勞動(dòng)強(qiáng)度大，操作程序煩瑣，生產(chǎn)成本高，制種純度難以保證等諸多缺點(diǎn)。隨著我國(guó)社會(huì)生活水平的逐步提高，勞動(dòng)カ成本連年上漲，人工雜交制種方法已經(jīng)越來(lái)越不適應(yīng)棉花生產(chǎn)發(fā)展的需求，已經(jīng)成為限制雜交棉進(jìn)ー步發(fā)展的主要限制因素。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]為簡(jiǎn)化棉花雜交制種程序，降低生產(chǎn)成本，提高制種效益和質(zhì)量，本發(fā)明提供ー種棉花細(xì)胞質(zhì)雄性不育系利用昆蟲(chóng)雜交制種的方法。
[0011]本發(fā)明提供的棉花細(xì)胞質(zhì)雄性不育系利用昆蟲(chóng)雜交制種的方法為:在隔離條件下，以棉花細(xì)胞質(zhì)雄性不育系為母本，以棉花恢復(fù)系為父本，父本、母本按照行數(shù)比為1:4相間種植，以蜜蜂為授粉昆蟲(chóng)，進(jìn)行棉花雜交制種。
[0012]其中，所述隔離條件為周?chē)鶬公里內(nèi)不種植棉花。
[0013]其中，所述棉花細(xì)胞質(zhì)雄性不育系優(yōu)選為抗蟲(chóng)的棉花細(xì)胞質(zhì)雄性不育系。
[0014]其中，所述棉花恢復(fù)系優(yōu)選為抗蟲(chóng)的棉花恢復(fù)系。
[0015]其中，所述蜜蜂優(yōu)選意蜂亞種。
[0016]其中，蜜蜂的投放量為每畝制種田投放7000頭-10000頭/箱的蜜蜂I箱。
[0017]本發(fā)明提供 的棉花細(xì)胞質(zhì)雄性不育系利用昆蟲(chóng)雜交制種的方法，還包括在氣候異常年份，蜜蜂授粉結(jié)合人工授粉進(jìn)行棉花雜交育種。所述氣候異常年份為制種期間雨天超過(guò)20天以上的年份。
[0018]本發(fā)明還提供棉花細(xì)胞質(zhì)雄性不育系利用昆蟲(chóng)雜交制種的方法在棉花育種中的應(yīng)用。
[0019]本發(fā)明利用紅麻細(xì)胞質(zhì)雄性不育系配制綜合雜交種的方法，具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0020](I)選用細(xì)胞質(zhì)不育系作為母本，省去了細(xì)胞核不育系做母本時(shí)要拔去50%可育株的田間操作，減少了勞動(dòng)量，而且植株正常密度生長(zhǎng)，避免了拔可育株后密度疏密不勻造成的不利影響。
[0021](2)父母本種植行數(shù)比1:4相間種植為最經(jīng)濟(jì)種植模式:單種利于收獲大傳粉效果差；混種有利于昆蟲(chóng)傳粉但增加了收獲難度,增加成本。
[0022](3)制種田隔離條件必須I公里以上，否則難以保證制種純度。
[0023](4)授粉昆蟲(chóng)以蜜蜂中的意蜂亞種為佳。試驗(yàn)對(duì)用蜜蜂和熊蜂兩種蜂種對(duì)傳粉效果進(jìn)行了比較，同時(shí)和人工授粉效果做對(duì)比，結(jié)果表明，蜜蜂的傳粉效果較為理想，與同期對(duì)人工授粉制種產(chǎn)量相近，相當(dāng)于人工授粉制種產(chǎn)量的80%左右。熊蜂飼養(yǎng)困難，成本較高，而且蜂源難找，而蜜蜂較為普及，容易飼養(yǎng)，成本低，蜜蜂中的意蜂亞種適合平原(大蜜源)飼養(yǎng)，所以是更為合適的傳粉媒介。
[0024](5)經(jīng)過(guò)試驗(yàn)對(duì)比，綜合考慮到制種成本、制種產(chǎn)量、田間管理操作等多方面多因素，蜂ロ密度以每畝制種田投放7000頭-10000頭/箱的蜜蜂I箱為佳，過(guò)低傳粉效果差，過(guò)高則增加飼養(yǎng)成本。
[0025](6)特異氣候年份要與人工授粉相結(jié)合，否則制種產(chǎn)量過(guò)低，效益低。據(jù)觀察，蜜蜂在田間的活動(dòng)與天氣狀況有密切關(guān)系，出巢與否主要受氣溫的影響，受光照的影響甚微。當(dāng)氣溫超過(guò)38°C時(shí)，蜜蜂基本不出巢，而當(dāng)氣溫在36°C以下時(shí)，不論晴天還是陰天，蜜蜂仍然出巢(蜜蜂出巢意味著正常授粉)。試驗(yàn)結(jié)果表明，制種期間的天氣狀況對(duì)蜜蜂的傳粉效果影響非常大，氣候異常年份(制種期間雨天超過(guò)20天以上的年份)的傳粉效果很差，最終制種產(chǎn)量非常低，只有人工制種的45%左右。所以在不利的氣候條件下，應(yīng)該采取一些補(bǔ)救措施，將人工輔助傳粉和蜜蜂傳粉結(jié)合起來(lái)加以運(yùn)用，減少制種產(chǎn)量的損失。即:在天氣正常的情況下，采用蜜蜂輔助傳粉，在天氣異常的情況下，采用人工輔助傳粉。
[0026]綜上，本發(fā)明利用棉花細(xì)胞質(zhì)不育系和恢復(fù)系進(jìn)行制種，通過(guò)蜜蜂傳粉，主要作用是節(jié)省人工、降低勞動(dòng)強(qiáng)度和提高制種效益，而且因?yàn)闆](méi)有自交鈴，確保了雜交種子的純度和質(zhì)量。在這樣的制種方法中，一箱蜜蜂基本可以代替一個(gè)人的授粉工作量。制種產(chǎn)量正常年份為人工制種的80%左右，所以較之人工制種，通過(guò)本發(fā)明可大幅提高制種效益，可較人工制種降低生產(chǎn)成本50%以上，大大降低勞動(dòng)強(qiáng)度和監(jiān)管難度，簡(jiǎn)化了制種程序和生產(chǎn)環(huán)節(jié)，保證了雜交種子的純度質(zhì)量。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0027]圖1為實(shí)施例6中例I河南延津昆蟲(chóng)授粉田間照片。
[0028]圖2為實(shí)施例6中例I河南延津人工授粉田間照片。
[0029]圖3為實(shí)施例6中例2安徽無(wú)為昆蟲(chóng)授粉田間照片。
[0030]圖4為實(shí)施例6中例2安徽無(wú)為人工授粉田間照片。
[0031 ] 圖5為實(shí)施例6中人工授粉和昆蟲(chóng)授粉成本條形圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]以下實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。
[0033]實(shí)施例1父母本種植方式的確認(rèn)
[0034]實(shí)驗(yàn)方法:
[0035]1、制種所用父母本的品種及來(lái)源:
[0036]父本:HAF277，母本:HAM277。來(lái)源:來(lái)源于1979年通過(guò)美國(guó)圓環(huán)公司引進(jìn)的棉花哈克尼西胞質(zhì)型不育系(CMS)三系材料，該材料已在世界范圍內(nèi)公開(kāi)發(fā)放。
[0037]2、播種方式和時(shí)間:直播，四月下旬。
[0038]3、父、母本種植比例:1:4。
[0039]4、播種密度:3000株/畝。
[0040]5、制種期間:7月10日至8月20日。
[0041]6、所用蜜蜂品種及來(lái)源:蜜蜂種意蜂亞種，市購(gòu)。
[0042]7、放蜂時(shí)間:每日上午8:00，下午17:00收回。
[0043]8、放蜂量:每畝I箱，每箱7000-10000頭蜂
[0044]9、制種田隔離距離:1公里以上。
[0045]播種方式處理:(I)父母本按照1:4的行數(shù)比相間種植，(2)父母本的種子按照1:4的比例混合后混合種植。
[0046]考慮到蜜蜂傳粉到隨機(jī)性，本實(shí)施例對(duì)父母本相間種植和混合種植這兩種田間種植方式對(duì)制種效果進(jìn)行了對(duì)比，結(jié)果表明，混合種植對(duì)蜜蜂傳粉效果略微好于相間種植，但差異不明顯。考慮到田間管理操作的難易程度，相間種植易于操作和管理，而混合種植管理起來(lái)比較費(fèi)エ，收獲也比較麻煩，所以生產(chǎn)上進(jìn)行蜜蜂傳粉制種以父母本相間種植為宜，對(duì)制種產(chǎn)量影響不大(見(jiàn)表1)。
[0047]表1父母本相間種植和混合種植對(duì)棉花胞質(zhì)不育系利用昆蟲(chóng)雜交制種的影響
[0048]
【權(quán)利要求】
1.ー種棉花細(xì)胞質(zhì)雄性不育系利用昆蟲(chóng)雜交制種的方法，其特征在于，其為:在隔離條件下，以棉花細(xì)胞質(zhì)雄性不育系為母本，以棉花恢復(fù)系為父本，父本、母本按照行數(shù)比為I:4相間種植，以蜜蜂為授粉昆蟲(chóng),進(jìn)行棉花雜交制種。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述隔離條件為周?chē)鶬公里內(nèi)不種植棉花。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述棉花細(xì)胞質(zhì)雄性不育系為抗蟲(chóng)的棉花細(xì)胞質(zhì)雄性不育系。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述棉花恢復(fù)系為抗蟲(chóng)的棉花恢復(fù)系。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述蜜蜂為意蜂亞種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的蜜蜂，其投放量為每畝制種田投放7000頭-10000頭/箱的蜜蜂I箱。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括在氣候異常年份，蜜蜂授粉結(jié)合人エ授粉進(jìn)行棉花雜交育種。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述氣候異常年份為制種期間雨天超過(guò)20天以上的年份。
9.權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述棉花細(xì)胞質(zhì)雄性不育系利用昆蟲(chóng)雜交制種的方法在棉花育種中的應(yīng)用。
【文檔編號(hào)】A01H1/02GK103598084SQ201310503713
【公開(kāi)日】2014年2月26日 申請(qǐng)日期:2013年10月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月23日
【發(fā)明者】郭立平, 邢朝柱, 吳建勇, 戚廷香, 王海林, 唐會(huì)妮 申請(qǐng)人:中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所