專利名稱：一種利用彩色棉特殊性狀選育雜交棉花的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)作物育種技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及棉花雜交制種高優(yōu)親本材 料的創(chuàng)建，利用特殊性狀的顯性遺傳特征，作為指示性狀創(chuàng)建雜優(yōu)親本材料， 再用其生產(chǎn)雜交種。
背景技術(shù)：
彩色棉原始種多來自美洲大陸和中美洲的短纖維野生彩色棉，在中美和
南美已有五千多年的種植史[1]。 18世紀后期軋花機、飛梭、織布機相繼發(fā)明， 建立了大規(guī)模的紡織工業(yè)，從而推動了棉花生產(chǎn)的發(fā)展。陸地棉鈴大，產(chǎn)量 高，纖維較優(yōu)，適合于機器紡織，擴展極為迅速。美國最先從墨西哥引入陸 地棉，此后傳播到全世界植棉區(qū)。
全球植棉領(lǐng)域當前雜優(yōu)利用情況，以我國四川省和印度為代表，四川省 一利用雄性不育制種(占該省植棉面積25~30%)，受約因素不僅技術(shù)要求嚴格， 而且當前仍未選配到高優(yōu)勢的組合材；印度一人工雜交制種(占該國植棉面 積28%)受約因素是制種費用高，產(chǎn)種量有限[2]。
我國當前采用雄性不育"一系兩用法"制種技術(shù)體系，即利用保持系與 不育系雜交，在后代中出現(xiàn)l: l的可育株和不育株，應及時拔除可育株，使 不育株用組合的父本花粉授粉[3]。除此此外，還存在以下弊端；
第一，利用雄性不育配制雜種，雖可節(jié)省去雄人工，但棉花開花授粉習 性與禾本科作物不同，棉花系蟲媒花，不是風媒花，這就難以有效地控制父
本花粉來源。使之雜種率低，不育株率高w。
第二，可育株與不育株的識別器官是花朵雌蕊部，此時棉株發(fā)棵已大，生育進程過半，拔除后制種田密度過低，致使制種田單位面積產(chǎn)種量嚴重降 低。
第三，利用雄性不育配制雜種，雖可節(jié)省去雄人工，但是棉花花粉粘重， 異花、異株授粉還必須依需靠蟲媒或人工來完，輔助授粉環(huán)節(jié)不可缺少。
利用指示性狀制種不僅簡便易行，而且技術(shù)可靠(不取雄異交率平均為
73、 29%)，當前因受雜交材料制約尚無生產(chǎn)實例[5]。 參考文獻王力華朱美霞《分子植物育種種》.2003.1(D122 126; [2]潘家駒《棉花育種學》中國農(nóng)業(yè)出版社1998.8 374 375。 [3]董合忠、李維江等《棉花種中學》科學出版社2004.4 。 [4]許馥華等(棉花雜種優(yōu)勢利用中性狀的應用)《作物學報》1983.12 (9)。黃滋康《中國棉花品種及其系譜》中國農(nóng)業(yè)出版社2007.5。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題與缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種利 用彩色棉特殊性狀選育高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)、耐瘠薄、抗逆性強雜交棉花的方法。
實現(xiàn)上述發(fā)明目的的技術(shù)解決方案是.* 一種利用彩色棉特殊性狀選育雜 交棉花的方法，具體包括以下步驟-
1)雜交親本的選育
選擇天然彩色棉原始材料中攜帶R2GS基因的類型棕色棉絮，其棉株地上 部所有器官外觀表現(xiàn)具有紅褐色，而花瓣為淡紅色，并且具有顯性遺傳的特 性，把其作為指示性狀，與不同類型的白絮棉進行雜交，對其后代舍棄外觀普通型植株育，保留外觀表現(xiàn)具有紅褐色特征的植株，連續(xù)定向選育5 6代， 轉(zhuǎn)育后代各種性狀穩(wěn)定，育成帶有R^s基因型白絮棉； 2)雜交種的選育
以普通白絮棉作為母本，帶有R^s基因型白絮棉作為父本，到開花時人 工采集父本花粉授于母本花朵，產(chǎn)生雜交種籽。
本發(fā)明利用彩色棉特殊性狀選育雜交棉花的方法的理論依據(jù) 本發(fā)明的天然彩色棉原始材料是西北農(nóng)林科技大學在承擔農(nóng)業(yè)部948項 目"天然彩色棉種質(zhì)資源引進和利用"時，于1999年從美國引進的自然生長， 未經(jīng)過人工轉(zhuǎn)育的自然種質(zhì)，現(xiàn)保存在西北農(nóng)林科技大學農(nóng)學院棉花所。它 和當?shù)匕仔趺揠s交，雙親原產(chǎn)地地理位置、生態(tài)環(huán)境差異大，謂之地緣關(guān)系 遠；彩棉和白絮棉雖同時起源，工業(yè)革命化后，人們對適用于大工業(yè)生產(chǎn)所 需的白絮陸地棉在生產(chǎn)和科研領(lǐng)域，長期不懈的堅持利用當代先進科學不斷 加以選擇、改造和提高，使產(chǎn)量和品質(zhì)大幅提升。而天彩棉亦然處原生態(tài)型， 二者進化代數(shù)懸殊，用它們雜交親本進化代數(shù)差距大；當代大田生產(chǎn)種植棉 花，雖高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)，但抗逆性差，彩棉屬原生態(tài)種質(zhì)，耐瘠薄、抗逆性強，二 者雜交可使優(yōu)良性狀疊加、優(yōu)缺互補。血緣、地緣、代差加一補，使本發(fā)明 為探索雜優(yōu)利用育種具備有基本條件。
與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明的棉花品種選育方法具有以下優(yōu)點
1) 用該方法選育的棉花品種產(chǎn)量高、品質(zhì)好、耐瘠薄、抗逆性強。
2) 該方法制種對母本棉花采取不去雄，人工輔助授粉，省時、省工制種 成本低。
3) 制種田種植方式同大田，無需特殊要求，只需每間隔6行(母本)種植1行(本發(fā)明培制的指示性狀父本材料)，產(chǎn)種量大，便于實施與推廣。
具體實施例方式
以下結(jié)合發(fā)明人給出的具體實施例，進一步對本發(fā)明的技術(shù)方案做一個 詳細說明。
實施例l
1. 一種利用彩色棉特殊性狀選育雜交棉花的方法，具體包括以下步驟 1 )雜交親本的選育
選擇攜帶R2GS基因的天然彩色棉，棉株地上部所有器官外觀表現(xiàn)具有紅
褐色，而花瓣為淡紅色，且為顯性遺傳特性的棕色棉絮原與優(yōu)質(zhì)白絮棉進行 雜交，對其后代舍棄外觀普通型植株育，保留外觀表現(xiàn)具有紅褐色特征的植
株，連續(xù)定向選育5 6代，轉(zhuǎn)育后代各種性狀穩(wěn)定，育成帶有R^s基因型白 絮棉；
2)雜交種的選育
以普通白絮棉作為母本，帶有R^s基因型白絮棉作為父本，到開花時人 工采集父本花粉授于母本花朵，產(chǎn)生雜交種籽。 實施例2
選擇攜帶R2Gs基因的天然彩色棉MD2-5 (生育期135d、緊湊大株、卵圓 鈴)，棉株地上部所有器官外觀表現(xiàn)具有紅褐色，而花瓣為淡紅色，且為顯性 遺傳特性的棕色棉絮原與中棉所41 (高產(chǎn)優(yōu)質(zhì))進行雜交，保留外觀表現(xiàn)具 有紅褐色特征的植株，連續(xù)定向選育5代，轉(zhuǎn)育后代各種性狀穩(wěn)定，育成帶 有R^s基因型白絮棉；再利用帶有R^s基因型和表現(xiàn)性的白絮棉材料做為父 本和中科院植物遺傳所2號作為母本雜交，到開花時人工采集父本花粉授于母本花朵，產(chǎn)生雜交種籽。
實施例3
選擇攜帶R26s基因的天然彩色棉YJ10-10 (株高適中、枝葉清秀)，棉株 地上部所有器官外觀表現(xiàn)具有紅褐色，而花瓣為淡紅色，且為顯性遺傳特性 的棕色棉絮原與秦遠4號(遠雜高產(chǎn))進行雜交，保留外觀表現(xiàn)具有紅褐色 特征的植株，連續(xù)定向選育5代，轉(zhuǎn)育后代各種性狀穩(wěn)定，育成帶有R^s基 因型白絮棉；再利用帶有R^s基因型和表現(xiàn)性的白絮棉材料作為父本和國欣 棉3號作為母本雜交，到開花時人工采集父本花粉授于母本花朵，產(chǎn)生雜交種籽。
實施例4
選擇攜帶R2GS基因的天然彩色棉ED4-10 (生育期125d、矮桿早熟型)， 棉株地上部所有器官外觀表現(xiàn)具有紅褐色，而花瓣為淡紅色，且為顯性遺傳 特性的棕色棉絮原與陜7859系(綜合性狀好)進行雜交，保留外觀表現(xiàn)具有 紅褐色特征的植株，連續(xù)定向選育6代，轉(zhuǎn)育后代各種性狀穩(wěn)定，育成帶有 R^s基因型白絮棉；再利用帶有R^s基因型和表現(xiàn)性的白絮棉材料作為父本 和魯棉研28號作為母本雜交，到開花時人工采集父本花粉授于母本花朵，產(chǎn) 生雜交種籽。
實施例5
選擇攜帶R2Gs基因的天然彩色棉ED4-10 (生育期125d、矮桿早熟型)， 棉株地上部所有器官外觀表現(xiàn)具有紅褐色，而花瓣為淡紅色，且為顯性遺傳 特性的棕色棉絮原與陜089 (生育期124d、矮桿早熟)進行雜交，保留外觀 表現(xiàn)具有紅褐色特征的植株，連續(xù)定向選育5代，轉(zhuǎn)育后代各種性狀穩(wěn)定，育成帶有R^s基因型白絮棉；再利用帶有R^s基因型和表現(xiàn)性的白絮棉材料 作為父本和中棉所41號作為母本雜交，到開花時人工采集父本花粉授于母本 花朵，產(chǎn)生雜交種籽。
真假雜種鑒別上述制種程序雖簡便易行，但因母本植株沒有去雄，其 花粉仍有授粉機會，這樣使當年收獲的種子里雜交種子和自花種子混一起。 但棉花栽培技術(shù)有間苗措施，F(xiàn),幼苗長出后，在間苗時根據(jù)所選用R^s基因 的表現(xiàn)特征作為指示性狀，可以很方便地選留雜種，帶紅褐色苗為真雜種予 以選留，其它植株為假雜種，應予拔除偽雜種，以保證田間的棉株是雜種一 代。
這幾年我國棉區(qū)絕大部分已發(fā)展或改進為多熟制(棉麥、棉菜、棉瓜等) 種植，棉花廣泛采取育苗移栽作為配套技術(shù)。這樣就可以把真假雜種區(qū)分放 在育苗階段，不僅可以節(jié)省種子，而且可確保大田植棉純度。
將上述實施例2 4的4個品種作田間試驗示范種植，初步研究說明， R2GS基因為本研究引入的天然彩棉原始材料中的特殊性狀，用它的轉(zhuǎn)育后代 作為育種材料，配制的雜交種表現(xiàn)
R2Gs基因具有明顯的顯性遺傳特性，作為雜交親本材料，為雜種后代識 別提供的指示性狀目標明顯可靠。我們制種時不去雄，人工授粉，其F,田間 播后到出苗時調(diào)查，其雜交種可達55.6%-72.4%，定苗拔除假雜種后，真雜交 種可達到86.7%-91.2°/0。
其代Fi均有不同程度的增產(chǎn)，在6000hm々株密度的情況下單株成鈴增 加1.95-16.6個，增產(chǎn)幅度7.03%~62.7%，其增產(chǎn)的主要因素是單株成鈴增加。 纖維品質(zhì)與母本相當，顯著好于父本。利用R^S顯性遺傳基因，制種時不去雄，有利簡化制種程序；極大的降 低了制種成本，為大面積開展雜優(yōu)利用提供方便快捷的可行條件。
具備R2GS顯性基因的雜種后代，不僅外觀特殊，經(jīng)我們田間調(diào)査其棉蜂、 棉鈴蟲發(fā)生量較常規(guī)陸地棉品種少，發(fā)生時間也較遲，具有形態(tài)抗蟲的特性， 有利降低生產(chǎn)成本。
雜交轉(zhuǎn)育后帶有R^s基因的育種材料，帶有天然彩棉血緣，于當代高產(chǎn)
優(yōu)質(zhì)白絮棉進行雜交制種，種性差異大，優(yōu)缺互補，抗病、抗逆能力明顯增 強，植株發(fā)育健壯，無早衰現(xiàn)象。
雜交轉(zhuǎn)育后帶有R26S基因的育種材料，需要擴大繁殖時，其種植方法與 大田生產(chǎn)棉花管理相一致，無需特別專業(yè)要求，只要和大田保持一定隔離區(qū)， 以防竄花即可，有利于大面積留種、制種的方便展開。
權(quán)利要求
1.一種利用彩色棉特殊性狀選育雜交棉花的方法，具體包括以下步驟1)雜交親本的選育選擇天然彩色棉原始材料中攜帶R2GS基因類型的棕色棉絮，與不同類型的白絮棉進行雜交，對其后代舍棄外觀普通型植株育，保留外觀表現(xiàn)具有紅褐色特征的植株，連續(xù)定向選育5～6代，轉(zhuǎn)育后代各種性狀穩(wěn)定，育成帶有R2GS基因型白絮棉；2)雜交種的選育以普通白絮棉作為母本，帶有R2GS基因型白絮棉作為父本，到開花時人工采集父本花粉授于母本花朵，產(chǎn)生雜交種籽。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用彩色棉特殊性狀選育雜交棉花的方法， 其特征在于，所述的攜帶R26s基因類型的棕色棉絮其棉株地上部所有器官外 觀表現(xiàn)具有紅褐色，而花瓣為淡紅色，并且具有顯性遺傳的特性。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用彩色棉特殊性狀選育雜交棉花的方法， 其特征在于，所述的攜帶R^s基因類型的棕色棉絮具有顯性遺傳的特性。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用彩色棉特殊性狀選育雜交棉花的方法，具體包括以下步驟選擇攜帶R₂^GS基因的天然彩色棉，棉株地上部所有器官外觀表現(xiàn)具有紅褐色，而花瓣為淡紅色，且為顯性遺傳特性的棕色棉絮原與優(yōu)質(zhì)白絮棉進行雜交，對其后代舍棄外觀普通型植株育，保留外觀表現(xiàn)具有紅褐色特征的植株，連續(xù)定向選育5～6代，轉(zhuǎn)育后代各種性狀穩(wěn)定，育成帶有R₂^GS基因型白絮棉；以普通白絮棉作為母本，帶有R₂^GS基因型白絮棉作為父本，到開花時人工采集父本花粉授于母本花朵，產(chǎn)生雜交種籽。該方法選育的棉花品種產(chǎn)量高、品質(zhì)好、耐瘠薄、抗逆性強，而且省時、省工，便于推廣應用。
文檔編號A01H1/02GK101606484SQ200910023368
公開日2009年12月23日 申請日期2009年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月17日
發(fā)明者王海潮 申請人:西北農(nóng)林科技大學