专利名称：一种棉花不育系的制种方法
技术领域：
本发明涉及一种棉花不育系的制种方法，具体地讲是一种带低酚标记性状的棉花抗虫核双隐性不育系的制种方法，属于作物育种技术领域。
背景技术：
棉花是世界上最重要的经济作物，同玉米、水稻等作物一样，棉花也存在着明显的杂种优势。棉花杂交种近几年在棉花生产上的位置越来越重要，已成为提高棉花单产，改良棉纤维品质的主要途径之一。目前棉花杂交种子的生产方式主要是人工去雄授粉杂交制种法，棉花生产上种植的杂交种子90％以上都是通过这种方式生产的。实践证明，这种方法具有费时费工，工作强度大，制种田管理复杂、种子生产成本高等缺点。
通过中国农业科学院棉花研究所多年的研究，目前已成功研制出可较人工去雄授粉杂交制种法，该方法大大降低制种成本和劳动强度，即昆虫辅助传粉不育系杂交制种法。该方法利用转基因抗虫不育系做母本，不用人工去雄，通过昆虫完成授粉，从而克服了现在广泛应用的棉花杂交种子生产方式---人工去雄授粉杂交制种法存在的费时费工，工作强度大，制种田管理复杂、种子生产成本高等缺点，劳工用量可较之减少50％以上，而且可以进一步提高杂交种子的纯度，是生产棉花杂交种子最为理想的途径。
昆虫辅助传粉不育系杂交制种法成功的基础是转基因抗虫核双隐性不育系一中抗A的育成，该材料是与本发明相关的棉花育种材料之一。
转基因抗虫核双隐性不育系中抗A是中国农业科学院棉花研究所通过回交较育的方法，把抗虫Bt基因转移到棉花双隐性核雄性不育系中而育成的，该成果已于1998年8月通过了农业部组织的同行专家鉴定(98农科果鉴字125号)。选育中抗A的主要目的，就是在杂交制种时，利用其抗虫性和不育性，配以抗虫父本，实现昆虫辅助传粉简化制种。因为以中抗A为母本制种时，不需人工去雄；父、母本都抗虫，所以制种田间不用化学农药防治棉铃虫，创造了无毒、安全、不喷化学农药的环境，棉花具有蜜腺，又是虫媒花，所以可以通过人工放养昆虫及棉田中自然存在的各种昆虫在制种田间自由活动实现昆虫传粉，取代人工授粉，达到生产杂交种子的目的。
中抗A的主要特征特性植株塔形，叶片适中，结铃性强，铃壳薄、吐絮畅；双隐性核雄性不育系，不育株率50％左右，不育性稳定、彻底，不育度100％；腺体性状表现为常规棉(多酚)，用肉眼即可十分清楚地看到其植株茎秆、枝叶、苞叶基部等部位有针眼状的黑色腺体。
中抗A应用的效果，经过大量的试验证明，该材料的抗虫性和不育性，完全可以满足昆虫辅助传粉简化制种的要求，即制种期间不用喷施农药，不用人工去雄，实现昆虫传粉。
但是因为中抗A是核雄性不育系，所以其种植田间会分离出50％左右的可育株，随机地、无规律地夹杂在不育株之间，必须在制种开始前彻底拔除，否则就会产生假杂种，降低制种纯度。而要完全、彻底地拔除这些可育株是十分困难的，大规模制种时则几乎是不可能的。因为为了保证制种的产量，必须保证一定密度的不育株，所以中抗A制种田的播种密度是常规制种田的2倍，而且可育株只有在棉花现蕾且幼蕾发育到一定程度时才能鉴别出来，所以制种田的不均衡导致了所有母本植株的育性在制种开始前都可以鉴别是难以实现的；即使都可以鉴别，由于植株繁密，人为的疏漏也是难以避免的。可育株无法完全、彻底地拔除，其花粉就会通过昆虫传粉给不育系，也可以自然成铃，导致了假杂种的必然产生且无法分辨，次年种植这些含有假杂种的杂交种后，会分离出大量的不育株，造成不必要的经济损失。
本发明利用昆虫辅助传粉不育系杂交制种法，以转基因抗虫核双隐性不育系中抗A为基础材料，培育出带有低酚标记性状的转基因抗虫核双隐性不育系进行昆虫辅助传粉育种，不仅简化了制种程序、减少了育种工作量，同时在苗床上或切割种仁目测色素腺体的有无即可区别真假杂种，有色素腺体的则为真杂交种，否则为假杂交种，从而避免了经济损失，可用于大规模生产杂交种子。
发明内容发明目的本发明的目的是培育出带有隐性低酚标记性状的转基因抗虫核双隐性不育系进行昆虫辅助传粉制种，以解决目前棉花杂交制种技术的费时费工，工作强度大，而且导致假杂种多等一系列问题。
技术方案本发明的技术方案是经过有性杂交，把隐性无腺体基因转入到中抗A之中，在其后代育性分离群体中，作株对株杂交(不育×可育)，分收分种，调查其后代育性分离比例和腺体的有无，并结合农艺性状观察，经多年多次定向选择，最终筛选出抗虫、低酚(低酚标准国际卫生组织和世界粮农组织规定的低酚棉种仁中的棉酚含量低于0.04％，我国规定的低酚标准为棉酚含量低于0.02％。本发明所涉及的低酚材料种仁中的低酚含量均低于国家规定标准)、不育株率稳定表现为50％的不育系材料，具体如下1、隐性低酚半保持系的转育。利用已知的隐性低酚抗虫棉品系中无R228作父本和中抗A为母本进行杂交，F1拿到海南岛加代，从F2代中选取低酚可育株当父本，与分离的不育株作株对株的杂交，按株分收，第二年种植，调查育性，保留不育株率为50％的株行。
2、低酚双隐性核雄性不育系纯化。对不育株率为50％的株行进行腺体观测，选取低酚的可育株和低酚的不育株进行株对株杂交，按株分收杂交种和测交种。利用海南岛冬季加代，一年两季，人工放养蜜蜂传粉，经过连续3年的株对株杂交和测交，选育出性状稳定的抗虫低酚双隐性核雄性不育系，该不育系综合农艺性状优良，高抗棉铃虫，植株塔形、叶片适中、结铃性强、铃壳薄、吐絮畅，不育度100％，不育性稳定、彻底。
有益效果本发明与现有技术相比具有如下优点1、和现有的人工去雄授粉杂交制种法相比，本发明可以大大减少制种田间的劳动强度，减少工作量，提高制种工效，从而大幅度地降低制种成本。
2、以本发明的不育系为母本，很容易区别真假杂交种，而且在苗床上即可轻易拔除，可以大面积、大规模的借助昆虫辅助传粉不育系田间制种。
3、本发明不育系恢复源广泛，一般陆地棉品种(系)均可作为其恢复系，杂种优势明显，竞争优势为115-136％，且抗虫效果好。
4、与常规品种比较，本发明的杂种优势情况比较利用本发明材料为母本配制的杂交种中杂A49-668，集丰产、抗虫、简化制种于一体，产量高，抗虫性好。在2001-2002年参加中棉所所内品系评比试验各个参试品系中，中杂A49-668两年平均皮棉产量和霜前皮棉产量分别为94.6公斤/亩和99.8公斤/亩，较对照品种中棉所38分别增产13.9％和15.3％，均具首位，增产达极显著水平，抗棉铃虫性达到二级抗性水平。抗病性枯萎病指为2.5，黄萎病指为26.8，反应型为抗枯耐黄。纤维品质经农业部棉花品质监督中心2002年测试，中杂A49-668平均2.5％跨长30.2mm，比强度31.4cN/tex，麦克隆值4.8。
而且因为中杂A49-668的母本为带有隐性低酚标记性状的转基因抗虫核双隐性不育系，真正实现了昆虫辅助传粉不育系杂交制种法大规模生产杂交种子，制种时可较一般杂交棉品种减少60％以上的用工，大幅降低了植棉成本而且大大提高了杂交种的纯度。
附图1为本发明的的选育系谱图附图中I中抗A的培育过程II隐性低酚抗虫核不育系的培育过程III隐性低酚抗虫核不育系的保种繁殖IV隐性低酚抗虫核不育系的杂交制种★人工放养蜜蜂传粉ms5ms5ms6ms6双隐性核雄性不育基因型RR抗虫基因Gl2Gl2显性有腺体基因gl2gl2隐性无腺体基因RRms5ms5ms6ms6gl2gl2隐性低酚抗虫核不育系的基因型RRMs5ms5ms6ms6gl2gl2(RRms5ms5Ms6ms6gl2gl2)隐性低酚抗虫核不育系半保持系的基因型具体实施方式
1、选育过程将ms5ms6不育基因转育到了丰产、优质、综合农艺性状好的品种中，培育出不育株率为50％，农艺性状优良的异质异核双隐核不育系，再以其为母本，用转基因抗虫棉品系为父本杂交，对其后代经过回交、测交，最终育成了现有的抗虫性好，不育性稳定、彻底的转基因抗虫不育系中抗A。
利用隐性低酚抗虫棉品系中无R228作父本和中抗A杂交，F1拿到海南岛加代，从F2代中选取低酚(即目测无色素腺体)的可育株当父本，与分离的不育株作株对株的杂交，按株分收，第二年种植，调查育性，保留不育株率为50％的株行。
对不育株率为50％的株行进行腺体观测，选取低酚的可育株和低酚的不育株进行株对株杂交，按株分收杂交种和测交种。利用海南岛冬季加代，一年两季，人工放养蜜蜂传粉，经过连续3年的株对株杂交和测交，选育出性状稳定的抗虫低酚双隐性核雄性不育系，该不育系综合农艺性状优良(抗棉铃虫性，植株塔形、叶片适中、铃壳薄、吐絮畅，不育度100％，不育性稳定、彻底)。
2、本发明带有隐性低酚标记性状的转基因抗虫核双隐性不育系的主要生理生育特征抗棉铃虫性达到二级抗性，植株塔形、叶片适中、铃壳薄、吐絮畅，不育度100％，不育性稳定、彻底；测交株衣分40％左右，单铃重5.5克左右，单株结铃20个左右。
3、隐性低酚抗虫核不育系的杂交制种以本发明隐性低酚抗虫核不育系为母本，常规棉品种为父本杂交，人工放养蜜蜂传粉，F1代腺体表现与父本一致(多酚)的即为真杂交种，腺体表现与母本一致(低酚)的就为假杂交种。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基本上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
权利要求
1.一种棉花不育系的杂交制种方法，其特征在于a.用隐性低酚棉品系中无R228作父本与转基因抗虫不育系中抗A杂交，F1海南加代，从F2代中选取低酚可育株为父本，与分离的不育株作株对株杂交，按株分收，翌年种植，保留不育株率为50％的株行；b.对不育株率为50％的株行进行腺体观测，选取低酚的可育株和低酚的不育株进行株对株杂交，按株分收杂交种和测交种；利用海南岛冬季加代，一年两季，人工放养蜜蜂传粉，经过连续3年的株对株杂交和测交，选育出性状稳定的抗虫低酚双隐性核雄性不育系。
全文摘要
本发明涉及一种棉花不育系的杂交制种方法，其特征在于利用昆虫辅助传粉不育系杂交制种法，以作为父本的隐性低酚抗虫棉品系中无R228和作为母本的转基因抗虫核双隐性不育系中抗A为基础材料，培育出带有低酚标记性状的转基因抗虫核双隐性不育系进行昆虫辅助传粉育种，不仅简化了制种程序、减少了育种工作量，同时也使得假杂交种容易识别，从而避免了经济损失，可用于大规模生产杂交种子。
文档编号A01H1/02GK1615688SQ20031011344
公开日2005年5月18日 申请日期2003年11月10日 优先权日2003年11月10日
发明者邢朝柱, 郭立平, 苗成朵, 王海林, 王海芹 申请人:中国农业科学院棉花研究所