專利名稱：利用完全核不育系生產抗蟲白棉雜種的方法
技術領域：
本發明提供了一種抗蟲白棉雜種的生產方法。
背景技術：
20世紀90年代以來，棉鈴蟲、紅鈴蟲等對棉花的為害日益加重，抗藥性也逐年提高，農藥常規使用劑量已無法有效防治其為害，大劑量化學殺蟲劑的使用對生態環境造成嚴重的污染和破壞，嚴重制約了棉花生產的可持續發展。最好的解決辦法是選育抗蟲品種。美國Monsanto公司培育的33B、99B和國內的GK12、GK19、GK22、SGK321、中棉所30號、中棉所31、中棉所32、中棉所33、中棉所41、晉棉26等均屬常規抗蟲棉品種。
抗蟲雜交棉將抗蟲性和豐產性有機結合為一體，其適應性廣，抗病性強，體現出較強的雜種優勢，受到廣泛重視。目前，國內利用人工去雄法配制出抗蟲雜種中棉所29號、南抗3號、南抗7號、湘雜棉3號、魯棉研15號等在生產上大面積應用，但這些抗蟲雜種，人工去雄生產F1代種子的成本太高、工作量大(去雄授粉時，1畝平均每天需要3個勞動力)，如利用F2代又將分離出25％的不抗蟲植株使群體抗蟲性下降，并犧牲一半左右的產量優勢，影響產量和品質。
中棉所利用雙隱性不育基因ms5ms6、四川省農科院經作所利用含隱性核雄性不育單基因msc1以“一系兩用法”分別育成了抗蟲核不育雜種中棉所38、川雜13等抗蟲核不育雜種，以“一系兩用法”制種無須人工去雄，制種效率比人工去雄高3倍以上，但在蕾期至開花期母本須逐株鑒定其育性并拔除50％的可育株，勞動量仍然較大并增加了種子質量風險。
國內外一些單位利用細胞質不育“三系法”進行培育抗蟲或不抗蟲不育雜種的研究，由于不育胞質的減產效應(減產5-8％)，以及恢復系單一等缺陷，在生產上未能實現應用。
發明內容
本發明的目的就是提供一種利用完全核不育系生產抗蟲白棉雜種的方法，該種方法制種程序簡單，勞動投入少，雜種種子生產成本低，同時恢復源非常廣泛，能為棉花雜種優勢的擴大利用提供更好的技術條件，有利于抗蟲白棉雜種的推廣應用，提高棉花生產的產量和經濟效益。
本發明為解決其技術問題所采用的技術方案為一種利用完全核不育系生產抗蟲白棉雜種的方法，其特點為利用抗蟲的完全核不育系為母本、抗蟲或不抗蟲白棉品系為父本，或者利用不抗蟲完全核不育系為母本、抗蟲白棉品系為父本，通過人工輔助授粉或昆蟲傳粉進行雜交，即配制出高優勢抗蟲白棉雜種F1代種子，供大面積使用。
與現有制種技術相比本發明的有益效果是1、制種程序大為簡化，降低了勞動投入。利用完全核不育系制種，免除了核不育兩系法須人工識別和拔除母本50％可育株或人工去雄法進行人工去雄的繁瑣環節，制種畝用工25-30個，比核不育兩系法畝減少用工8-10個，比人工去雄法每畝減少用工60個以上，易為制種戶和種子生產部門接收和掌握，有利于大規模、低成本地生產雜種F1代種子，并大面積推廣應用。
2、制種產量大幅度提高，增加了收入。與“兩系法”相比，利用完全核不育系制種由于沒有在開花授粉之前拔除50％可育株的環節，母本的種植密度容易控制，母本開花后即可雜交授粉，花朵無損失，因而其種子產量比“兩系法”大幅度提高，產量可提高25.6％以上。
3、恢復源廣泛。以完全核不育系為母本制種，不育系仍表現隱性核不育的特點，陸地棉和海島棉兩個4倍體種中的幾乎所有品種和材料都可作恢復系，篩選高優勢雜交組合的自由度很大。
4、當母本選用抗蟲的完全核不育系時，本發明的制種成本還可進一步降低，父本(恢復系)選擇的范圍更廣。即制種時，母本田全生育期不治或少治棉鈴蟲和紅鈴蟲70-80％，每畝節約農藥款60-70元，減少勞動用工3-4個，節約30-40元，進一步降低了種子生產成本；減少了農藥對人體的傷害和對環境的污染。另外，此時的父本(恢復系)可以是不抗蟲的品種(品系)，而不必局限于恢復系一定為抗蟲品種，這增加了恢復系的選擇面，對直接及時利用現代育種技術所育成的各類新材料(如綜合性狀優良，豐產但不抗蟲的材料)而獲得抗蟲雜交棉十分有利，避免了選育抗蟲恢復系因重新轉入抗蟲基因而可能產生的優良性狀丟失，同時縮短了育種周期。
上述的配制白棉雜種種子的具體技術條件要求為制種田與棉花生產種植田之間相互隔離距離大于100米，制種田內母本的種植密度為2000-2500株/畝，父本的種植密度為2000-2500株/畝，父母本有效株比率為1∶10-12；父母本開花后及時授粉雜交，每日上午8:00-下午2:00為適宜授粉時間。
上述的抗蟲的完全核不育系母本，采用核不育“二級法”進行繁殖，其繁殖方法是以含隱性核雄性不育單基因msc1的抗蟲白棉核雄性不育兩用系中的不育株為母本、以不抗蟲完全核雄性不育保持系為父本，或者以含隱性核雄性不育單基因msc1抗蟲或不抗蟲核不育兩用系中的不育株為母本、以抗蟲完全核雄性不育保持系為父本，通過人工輔助授粉雜交，獲得的F1代就是抗蟲完全核不育系。
上述的抗蟲完全核不育系繁殖的具體技術為繁殖田與其它棉田的相互隔離距離大于300米，種植具有含隱性核雄性不育單基因msc1的抗蟲或不抗蟲核不育兩用系，密度以拔盡可育株后保留的不育株在每畝2000株左右為宜，在蕾期至初花期及時將兩用系中的可育株100％拔盡，保留不育株；同時種植抗蟲或不抗蟲完全核雄性不育保持系，與田內兩用系中不育株的比率為1∶5-7；用完全核雄性不育保持系與田內兩用系不育株雜交，獲得的F1代即為抗蟲完全核不育系。
上述的抗蟲的完全核不育系母本采用核不育“二級法”進行繁殖時，采用的抗蟲或不抗蟲完全核雄性不育保持系的繁殖和保純的具體作法為繁殖田與其它棉田的相互隔離距離大于300米，種植密度以每畝2500株為宜，在開前三朵花時進行逐株鑒定和標記，拔除可能混入的含有恢復主基因的單株，然后采用人工輔助授粉自交和互交獲得抗蟲或不抗蟲完全核雄性不育保持系。
上述的不抗蟲完全核不育系母本，采用核不育“二級法”進行繁殖，其繁殖方法是以含隱性核雄性不育單基因msc1的不抗蟲白棉花核不育兩用系中的不育株為母本，以不抗蟲完全核雄性不育保持系為父本，通過人工輔助授粉雜交，獲得的F1代即為不抗蟲完全核不育系。
上述的不抗蟲完全核不育系母本繁殖方法的具體技術為繁殖田與其它棉田的相互隔離距離大于300米，種植具有含隱性核雄性不育單基因msc1的不抗蟲核不育兩用系，密度以拔盡可育株后保留的不育株在每畝2000株左右為宜，在蕾期至初花期及時將兩用系中的可育株100％拔盡，保留不育株；種植不抗蟲完全核雄性不育保持系，與田內兩用系不育株的比率為1∶5-7。用完全核雄性不育保持系與田內兩用系不育株雜交，獲得的F1代即為不抗蟲完全核不育系。
上述的不抗蟲完全核不育系母本采用核不育“二級法”進行繁殖時，采用的不抗蟲完全核雄性不育保持系的繁殖和保純的具體作法為繁殖田與其它棉田的相互隔離距離大于300米，種植密度以每畝2500株為宜，在開前三朵花時進行逐株鑒定和標記，拔除可能混入的含有恢復主基因的單株，然后采用人工輔助授粉自交和互交獲得完全核雄性不育保持系。
具體實施例方式
下面結合實施例對本發明作進一步的描述。
實施例一一種利用完全核不育系生產抗蟲白棉雜種的方法，利用抗蟲的完全核不育系MAr為母本、抗蟲白棉品系為父本；通過人工輔助授粉或昆蟲傳粉進行雜交，即配制出高優勢抗蟲白棉雜種F1代種子，供大面積使用。制種田與棉花生產種植田之間相互隔離距離大于100米，制種田內母本種植密度為2000-2500株/畝，父本的種植密度為2000-2500株/畝，父母本有效株比率為1∶10-12；父母本開花后及時授粉雜交，每日上午8:00-下午2:00為適宜授粉時間。
抗蟲的完全核不育系母本MAr，采用核不育“二級法”進行繁殖，其繁殖方法是以含隱性核雄性不育單基因msc1的抗蟲白棉核雄性不育兩用系中的不育株為母本、以抗蟲完全核雄性不育保持系MBr為父本；通過人工輔助授粉雜交，獲得的F1代就是抗蟲完全核不育系MAr。抗蟲完全核不育系MAr繁殖的具體技術為繁殖田與其它棉田的相互隔離距離大于300米，種植具有含隱性核雄性不育單基因msc1的抗蟲核不育兩用系，密度以拔盡可育株后保留的不育株在每畝2000株左右為宜，在蕾期至初花期及時將兩用系中的可育株100％拔盡，保留不育株；同時種植抗蟲完全核雄性不育保持系MBr，與田內兩用系中不育株的比率為1∶5-7；用抗蟲完全核雄性不育保持系MBr與田內兩用系不育株雜交，獲得的F1代即為抗蟲完全核不育系MAr。
抗蟲的完全核不育系母本MAr采用核不育“二級法”進行繁殖時，采用的抗蟲完全核雄性不育保持系MBr的繁殖和保純的具體作法為繁殖田與其它棉田的相互隔離距離大于300米，種植密度以每畝2500株為宜，在開前三朵花時進行逐株鑒定和標記，拔除可能混入的含有恢復主基因的單株，即拔除前三朵花散粉的可育株，而保留前三朵花不散粉的單株，然后采用人工輔助授粉自交和互交獲得抗蟲完全核雄性不育保持系MBr。
本例的方法可以簡化表示為抗蟲白棉雜種F1＝MAr×抗蟲白棉品種(系)；其中，MAr＝抗蟲白棉核不育兩用系×MBr。
實施例二本例與實施例一的方法唯一不同之處是配制白棉雜種時采用的父本為不抗蟲白棉品系，其余均與實施例一相同。本例的方法可以簡化表示為抗蟲白棉雜種F1＝MAr×不抗蟲白棉品種(系)；其中，MAr＝抗蟲白棉核不育兩用系×MBr。
實施例三本實施配制白棉雜種時的方法與實施例一相同，但其制種時采用的抗蟲完全核不育系母本MAr的繁殖技術不同于實施例一，而是抗蟲的完全核不育系母本MAr，采用核不育“二級法”進行繁殖時，其繁殖方法是以含隱性核雄性不育單基因msc1不抗蟲核不育兩用系中的不育株為母本、以抗蟲完全核雄性不育保持系MBr為父本；通過人工輔助授粉雜交，獲得的F1代就是抗蟲完全核不育系MAr。抗蟲完全核不育系MAr繁殖的具體技術為繁殖田與其它棉田的相互隔離距離大于300米，種植具有含隱性核雄性不育單基因msc1的不抗蟲核不育兩用系，密度以拔盡可育株后保留的不育株在每畝2000株左右為宜，在蕾期至初花期及時將兩用系中的可育株100％拔盡，保留不育株；同時種植抗蟲完全核雄性不育保持系MBr，與田內兩用系中不育株的比率為1∶5-7；用抗蟲完全核雄性不育保持系MBr與田內兩用系不育株雜交，獲得的F1代即為抗蟲完全核不育系MAr。
本例的方法可以簡化表示為抗蟲白棉雜種F1＝MAr×抗蟲白棉品種(系)；其中，MAr＝不抗蟲白棉核不育兩用系×MBr。
實施例四本例與實施例三的方法唯一不同之處是配制白棉雜種時采用的父本為不抗蟲白棉品系，其余則均與實施例三相同。本例的方法可以簡化表示為抗蟲白棉雜種F1＝MAr×不抗蟲白棉品種(系)；其中，MAr＝不抗蟲白棉核不育兩用系×MBr。
實施例五本實施配制白棉雜種時的方法與實施例一相同，但其制種時采用的抗蟲完全核不育系母本MAr的繁殖技術不同于實施例一，而是抗蟲的完全核不育系母本MAr，采用核不育“二級法”進行繁殖時，其繁殖方法是以含隱性核雄性不育單基因msc1抗蟲核不育兩用系中的不育株為母本、以不抗蟲完全核雄性不育保持系MB為父本；通過人工輔助授粉雜交，獲得的F1代就是抗蟲完全核不育系MAr。抗蟲完全核不育系MAr繁殖的具體技術為繁殖田與其它棉田的相互隔離距離大于300米，種植具有含隱性核雄性不育單基因msc1的抗蟲核不育兩用系，密度以拔盡可育株后保留的不育株在每畝2000株左右為宜，在蕾期至初花期及時將兩用系中的可育株100％拔盡，保留不育株；同時種植不抗蟲完全核雄性不育保持系MB，與田內兩用系中不育株的比率為1∶5-7；用不抗蟲完全核雄性不育保持系MB與田內兩用系不育株雜交，獲得的F1代即為抗蟲完全核不育系MAr。
本例的方法可以簡化表示為抗蟲白棉雜種F1＝MAr×抗蟲白棉品種(系)；其中，MAr＝抗蟲白棉核不育兩用系×MB。
實施例六本例與實施例五的方法唯一不同之處是配制白棉雜種時采用的父本為不抗蟲白棉品系，其余則均與實施例五相同。本例的方法可以簡化表示為抗蟲白棉雜種F1＝MAr×不抗蟲白棉品種(系)；其中，MAr＝抗蟲白棉核不育兩用系×MB。
實施例七一種利用完全核不育系生產抗蟲白棉雜種的方法，利用不抗蟲完全核不育系MA為母本、以抗蟲白棉品系為父本；通過人工輔助授粉或昆蟲傳粉進行雜交，即配制出高優勢的抗蟲白棉雜種F1代種子，供大面積使用。制種田與棉花生產種植田之間相互隔離距離大于100米，制種田內母本的種植密度為2000-2500株/畝，父本的種植密度為2000-2500株/畝，父母本有效株比率為1∶10-12；父母本開花后及時授粉雜交，每日上午8:00-下午2:00為適宜授粉時間。
不抗蟲完全核不育系MA母本，采用核不育“二級法”進行繁殖，其繁殖方法是以含隱性核雄性不育單基因msc1的不抗蟲白棉花核不育兩用系中的不育株為母本，以不抗蟲完全核雄性不育保持系MB為父本，通過人工輔助授粉雜交，獲得的F1代即為不抗蟲完全核不育系MA。不抗蟲完全核雄性不育保持系MB的繁殖和保純的具體作法為繁殖田與其它棉田的相互隔離距離大于300米，種植密度以每畝2500株為宜，在開前三朵花時進行逐株鑒定和標記，拔除可能混入的含有恢復主基因的單株，然后采用人工輔助授粉自交和互交獲得完全核雄性不育保持系MB。
本例的方法可以簡化表示為抗蟲白棉雜種F1＝MA×抗蟲白棉品種(系)；其中，MA＝不抗蟲白棉核不育兩用系×MB。
本發明的方法可以概括為配制雜交種時，父母本中至少有一方具有抗蟲特性，母本為完全核不育系，父本為不同類型陸地棉和海島棉的優質、豐產品種(系)，用父本對母本進行授粉雜交，配制出抗蟲白棉花雜交種子。而采用的完全核不育系通過以含隱性核雄性不育單基因msc1核不育兩用系中的不育株作母本，以核不育完全保持系作父本，繁殖得到。
利用本發明方法配制出的種子供大面積生產出的抗蟲棉雜種一代棉花的主要特征1、高抗紅鈴蟲和抗棉鈴蟲，降低了生產成本。試驗證明，雜種F1代紅鈴蟲種子蟲害率比對照鄂棉18號減輕達70.0％以上，高抗(HR)紅鈴蟲；二代棉鈴蟲蕾鈴受害率比對照HG-BR-8減輕達65.0％以上，三代棉鈴蟲發生期3齡以上幼蟲比率＜10-30％，抗棉鈴蟲(二級抗性)。這樣，雜種F1代一般情況下全生育期可不治蟲或減少治蟲70-80％，這一方面降低了棉花生產成本，增加了棉農和棉花產業的收益，另一方面有效地保護了棉農的身體健康和生態環境。
2、遺傳純度好，雜種優勢突出雜種F1代個體之間在品質、抗蟲性方面的一致性遠優于人工去雄的F2代雜種，同時不育株雜株率亦低于用“兩系法”配制的雜種，有利于雜交棉的規范化、產業化生產。
3、技術可控性強，產業化前景好由于F2代將產生性狀分離，特別是出現大量的不育株，因而會大幅度降低產量，失去了應用價值，故大面積生產中只能利用F1代，從而使得大面積產生的白棉產量、品質穩定可靠。而配制雜種F1代所用母本的完全核不育系MAr或MA只能用完全核不育保持系MBr或MB才能繁殖得到，完全核不育系不能自身繁殖，因此具有較強的可控性，有利于維護育種、制種單位的的合法權益。
4、適應性廣適宜在長江流域棉區和黃河流域棉區推廣種植。
本發明所用的親本來源為含隱性核雄性不育單基因msc1的白棉核雄性不育兩用系，可以由“洞庭1號”天然突變株所產生的核雄性不育衍生系而來，它們含有單隱性核雄性不育基因msc1。目前，“洞A”型核雄性不育兩用系有抗A1、抗A2、抗A3、GA5、GA18等。這些兩用系的不育株率約50％，不育株的不育度達96-99％，表現抗枯萎病耐(抗)黃萎病，纖維品質優，其中GA18、抗A3等兩用系高抗紅鈴蟲和抗棉鈴蟲。當然，也可以采用其它含有隱性核雄性不育單基因msc1的具有核雄性不育兩用系特征的白棉材料。
本發明所用的完全核雄性不育保持系MB，可以由洞A×NO.5014后代的部分花朵散粉不育株，經15代的測交鑒定、選擇而成，它對msc1不育性具有完全保持功能，即與一切“洞A”型兩用系中的不育株雜交，其后代不育株率達100％，花朵群體不育度達96-99％。
本發明所用的抗蟲完全核雄性不育保持系MBr，可以由MB×四川經作所選抗蟲棉品系的后代散粉不育株選擇而來，它除具有上述MB的特性，還具有抗棉鈴蟲、抗紅鈴蟲的特性。
當然，本發明所用的完全核雄性不育保持系還可以采用其它具有完全核雄性不育保持特性的白棉材料。抗蟲完全核雄性不育保持系也可以采用其它具有抗蟲完全核雄性不育保持特性的白棉材料。
進而，本發明配制雜種時，抗蟲或不抗蟲完全核不育系母本既可以是上述實施例所采用的——現廣泛使用，標記為MAr或MA的完全核不育系；也可以是其它具有抗蟲或不抗蟲完全核不育特性的白棉材料。
權利要求
1.一種利用完全核不育系生產抗蟲白棉雜種的方法，其特征在于利用抗蟲的完全核不育系(MAr)為母本、抗蟲或不抗蟲白棉品系為父本，或者利用不抗蟲完全核不育系(MA)為母本、抗蟲白棉品系為父本，通過人工輔助授粉或昆蟲傳粉進行雜交，即配制出高優勢的抗蟲白棉雜種F1代種子，供大面積使用。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于所述的配制白棉雜種種子的具體技術要求為制種田與棉花生產種植田之間相互隔離距離大于100米，制種田內母本的種植密度為2000-2500株/畝，父本的種植密度為2000-2500株/畝，父母本有效株比率為1∶10-12；父母本開花后及時授粉雜交，每日上午8:00-下午2:00為適宜授粉時間。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于所述的抗蟲的完全核不育系母本(MAr)，采用核不育“二級法”進行繁殖，其繁殖方法是以含隱性核雄性不育單基因msc1的抗蟲白棉核雄性不育兩用系中的不育株為母本、以不抗蟲完全核雄性不育保持系(MB)為父本，或者以含隱性核雄性不育單基因msc1抗蟲或不抗蟲核不育兩用系中的不育株為母本、以抗蟲完全核雄性不育保持系(MBr)為父本；通過人工輔助授粉雜交，獲得的F1代就是抗蟲完全核不育系(MAr)。
4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于抗蟲完全核不育系(MAr)繁殖方法的具體技術為繁殖田與其它棉田的相互隔離距離大于300米，種植具有含隱性核雄性不育單基因msc1的抗蟲或不抗蟲核不育兩用系，密度以拔盡可育株后保留的不育株在每畝2000株左右為宜，在蕾期至初花期及時將兩用系中的可育株100％拔盡，保留不育株；同時種植抗蟲或不抗蟲完全核雄性不育保持系(MBr或MB)，與田內兩用系中不育株的比率為1∶5-7；用完全核雄性不育保持系(MBr或MB)與田內兩用系不育株雜交，獲得的F1代即為抗蟲完全核不育系(MAr)。
5.根據權利要求3所述的方法，其特征在于所述的抗蟲或不抗蟲完全核雄性不育保持系(MBr或MB)的繁殖和保純的具體作法為繁殖田與其它棉田的相互隔離距離大于300米，種植密度以每畝2500株為宜，在開前三朵花時進行逐株鑒定和標記，拔除可能混入的含有恢復主基因的單株，然后采用人工輔助授粉自交和互交獲得抗蟲或不抗蟲完全核雄性不育保持系(MBr或MB)。
6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于所述的不抗蟲完全核不育系母本(MA)，采用核不育“二級法”進行繁殖，其繁殖方法是以含隱性核雄性不育單基因msc1的不抗蟲白棉花核不育兩用系中的不育株為母本，以不抗蟲完全核雄性不育保持系(MB)為父本，通過人工輔助授粉雜交，獲得的F1代即為不抗蟲完全核不育系(MA)。
7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于所述的不抗蟲完全核不育系母本(MA)繁殖方法的具體技術為繁殖田與其它棉田的相互隔離距離大于300米，種植具有含隱性核雄性不育單基因msc1的不抗蟲核不育兩用系，密度以拔盡可育株后保留的不育株在每畝2000株左右為宜，在蕾期至初花期及時將兩用系中的可育株100％拔盡，保留不育株；種植不抗蟲完全核雄性不育保持系(MB)，與田內兩用系不育株的比率為1∶5-7；用完全核雄性不育保持系(MB)與田內兩用系不育株雜交，獲得的F1代即為不抗蟲完全核不育系(MA)。
8.根據權利要求6所述的方法，其特征在于所述的不抗蟲完全核雄性不育保持系(MB)的繁殖和保純的具體作法為繁殖田與其它棉田的相互隔離距離大于300米，種植密度以每畝2500株為宜，在開前三朵花時進行逐株鑒定和標記，拔除可能混入的含有恢復主基因的單株，然后采用人工輔助授粉自交和互交獲得完全核雄性不育保持系(MB)。
全文摘要
本發明公開了一種抗蟲白棉雜種的生產方法，它利用抗蟲的完全核不育系MAr為母本、抗蟲或不抗蟲白棉品系為父本，或者利用不抗蟲完全核不育系MA為母本、抗蟲白棉品系為父本，通過人工輔助授粉或昆蟲傳粉進行雜交，即配制出高優勢的抗蟲白棉雜種F1代種子，供大面積使用。其制種程序簡單，勞動投入少，雜種種子生產成本低，恢復源廣泛，能為棉花雜種優勢的擴大利用提供更好的技術條件，有利于抗蟲白棉雜種的推廣應用，提高棉花生產的產量和經濟效益。
文檔編號A01H1/02GK1539265SQ20031011080
公開日2004年10月27日 申請日期2003年10月28日 優先權日2003年10月28日
發明者毛正軒, 牟方生, 楊澤湖, 毛素珍, 張小軍, 張超 申請人:四川省農業科學院經濟作物育種栽培研究所, 四川省農業科學院經濟作物育種栽培研