一種棉花細胞質雄性不育系利用昆蟲雜交制種的方法
【專利摘要】本發明公開了一種棉花細胞質雄性不育系利用昆蟲雜交制種的方法，其特征在于，其為：在隔離條件下，以棉花細胞質雄性不育系為母本，以棉花恢復系為父本，父本、母本按照行數比為1：4相間種植，以蜜蜂為授粉昆蟲，進行棉花雜交制種。本發明的方法中，一箱蜜蜂可以代替一個人的授粉工作量，制種產量正常年份為人工制種的80%左右，節省了人工、降低了勞動強度、提高了制種效益，而且因為沒有自交鈴，確保了雜交種子的純度和質量。
【專利說明】—種棉花細胞質雄性不育系利用昆蟲雜交制種的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及作物育種方法，具體是一種棉花細胞質雄性不育系利用昆蟲雜交制種的方法。
【背景技術】
[0002]雜種優勢的研究和利用可顯著提高棉花的產量、改進品質、提高抗性。一般情況下，雜交種可比常規品種增產10%以上，有的可達30-50%。我國的棉花雜種優勢研究始于上世紀30年代，但直到上世紀80年代才開始應用于生產，但受限于當時的研究水平和生產條件，生產上只能以利用優勢不強的雜種二代為主。到了上世紀90年代末，隨著抗蟲雜交種中棉所29的問世及高效人工雜交制種體系的建立，實現了人工雜交制種的規模化、集約化，我國的雜交棉生產利用方式發生了本質的轉變，開始了棉花雜種一代的較大規模種植，由此引發了科研、 生產上對棉花雜種優勢利用研究的普遍關注和廣泛研究，呈現出蓬勃發展的可喜局面。棉花雜種一代的種植面積在我國棉田總面積中所占的比例，已由1990年的不到1%增至現在的30%左右，目前我國的三大棉區中，長江流域棉區基本實現了雜交種的普及化；黃河流域棉區的雜交棉種植面積從無到有，并呈現迅速發展態勢，目前已占到40%左右；西北內陸棉區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，我國棉花雜交種90%以上是通過人工去雄授粉雜交制種方式生產的，具體的人工雜交制種方式可見張天真，靖深蓉，金林等的《雜種棉選育的理論與實踐》(科學出版社，1998年9月第一版，35-61頁)和靖深蓉主編的《抗蟲雜交棉的制種與栽培》(中國農業科技出版社，1999年I月第一版，35-61頁)。人工去雄授粉雜交制種方法一般每畝制種田配備3-4個雜交制種人員，每15-30畝配備I個質量監督檢查人員。雜交制種人員的操作程序為:在棉花開花期間，每天下午選擇將于次日開花的花苞，人工去雄(取掉花冠和雄蕊，同時確保雌蕊、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記以便次日授粉時尋找；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行人工授粉。質量監督員則需每日下午巡視檢查去雄質量，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，以免產生自交鈴，同時檢查授粉質量。
[0004]人工去雄授粉雜交制種方式存在如下缺點:
[0005]A、用工量大:制種40天,每畝需配備至少3-4個制種工,還需要配備專人進行質量監督檢查。
[0006]B、制種條件艱苦:制種期間正值高溫高濕季節，烈日炎炎，勞動強度大；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，所以越來越難以找到合適的勞動力。[0008]D、生產成本高:由于勞動力價格的不斷提高，造成人工制種的成本越來越高，目前制種田收益僅比種植普通商品棉略高，無吸引力。
[0009]總之，人工雜交制種方法是我國目前主要的雜交種子生產方法，該制種方法具有勞動強度大，操作程序煩瑣，生產成本高，制種純度難以保證等諸多缺點。隨著我國社會生活水平的逐步提高，勞動カ成本連年上漲，人工雜交制種方法已經越來越不適應棉花生產發展的需求，已經成為限制雜交棉進ー步發展的主要限制因素。
【發明內容】
[0010]為簡化棉花雜交制種程序，降低生產成本，提高制種效益和質量，本發明提供ー種棉花細胞質雄性不育系利用昆蟲雜交制種的方法。
[0011]本發明提供的棉花細胞質雄性不育系利用昆蟲雜交制種的方法為:在隔離條件下，以棉花細胞質雄性不育系為母本，以棉花恢復系為父本，父本、母本按照行數比為1:4相間種植，以蜜蜂為授粉昆蟲，進行棉花雜交制種。
[0012]其中，所述隔離條件為周圍I公里內不種植棉花。
[0013]其中，所述棉花細胞質雄性不育系優選為抗蟲的棉花細胞質雄性不育系。
[0014]其中，所述棉花恢復系優選為抗蟲的棉花恢復系。
[0015]其中，所述蜜蜂優選意蜂亞種。
[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]本發明提供 的棉花細胞質雄性不育系利用昆蟲雜交制種的方法，還包括在氣候異常年份，蜜蜂授粉結合人工授粉進行棉花雜交育種。所述氣候異常年份為制種期間雨天超過20天以上的年份。
[0018]本發明還提供棉花細胞質雄性不育系利用昆蟲雜交制種的方法在棉花育種中的應用。
[0019]本發明利用紅麻細胞質雄性不育系配制綜合雜交種的方法，具有以下優點:
[0020](I)選用細胞質不育系作為母本，省去了細胞核不育系做母本時要拔去50%可育株的田間操作，減少了勞動量，而且植株正常密度生長，避免了拔可育株后密度疏密不勻造成的不利影響。
[0021](2)父母本種植行數比1:4相間種植為最經濟種植模式:單種利于收獲大傳粉效果差；混種有利于昆蟲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)授粉昆蟲以蜜蜂中的意蜂亞種為佳。試驗對用蜜蜂和熊蜂兩種蜂種對傳粉效果進行了比較，同時和人工授粉效果做對比，結果表明，蜜蜂的傳粉效果較為理想，與同期對人工授粉制種產量相近，相當于人工授粉制種產量的80%左右。熊蜂飼養困難，成本較高，而且蜂源難找，而蜜蜂較為普及，容易飼養，成本低，蜜蜂中的意蜂亞種適合平原(大蜜源)飼養，所以是更為合適的傳粉媒介。
[0024](5)經過試驗對比，綜合考慮到制種成本、制種產量、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，過低傳粉效果差，過高則增加飼養成本。
[0025](6)特異氣候年份要與人工授粉相結合，否則制種產量過低，效益低。據觀察，蜜蜂在田間的活動與天氣狀況有密切關系，出巢與否主要受氣溫的影響，受光照的影響甚微。當氣溫超過38°C時，蜜蜂基本不出巢，而當氣溫在36°C以下時，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)。試驗結果表明，制種期間的天氣狀況對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20天以上的年份)的傳粉效果很差，最終制種產量非常低，只有人工制種的45%左右。所以在不利的氣候條件下，應該采取一些補救措施，將人工輔助傳粉和蜜蜂傳粉結合起來加以運用，減少制種產量的損失。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，本發明利用棉花細胞質不育系和恢復系進行制種，通過蜜蜂傳粉，主要作用是節省人工、降低勞動強度和提高制種效益，而且因為沒有自交鈴，確保了雜交種子的純度和質量。在這樣的制種方法中，一箱蜜蜂基本可以代替一個人的授粉工作量。制種產量正常年份為人工制種的80%左右，所以較之人工制種，通過本發明可大幅提高制種效益，可較人工制種降低生產成本50%以上，大大降低勞動強度和監管難度，簡化了制種程序和生產環節，保證了雜交種子的純度質量。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0027]圖1為實施例6中例I河南延津昆蟲授粉田間照片。
[0028]圖2為實施例6中例I河南延津人工授粉田間照片。
[0029]圖3為實施例6中例2安徽無為昆蟲授粉田間照片。
[0030]圖4為實施例6中例2安徽無為人工授粉田間照片。
[0031 ] 圖5為實施例6中人工授粉和昆蟲授粉成本條形圖。
【具體實施方式】
[0032]以下實施例用于說明本發明，但不用來限制本發明的范圍。
[0033]實施例1父母本種植方式的確認
[0034]實驗方法:
[0035]1、制種所用父母本的品種及來源:
[0036]父本:HAF277，母本:HAM277。來源:來源于1979年通過美國圓環公司引進的棉花哈克尼西胞質型不育系(CMS)三系材料，該材料已在世界范圍內公開發放。
[0037]2、播種方式和時間: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、所用蜜蜂品種及來源:蜜蜂種意蜂亞種，市購。
[0042]7、放蜂時間: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性，本實施例對父母本相間種植和混合種植這兩種田間種植方式對制種效果進行了對比，結果表明，混合種植對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比較費エ，收獲也比較麻煩，所以生產上進行蜜蜂傳粉制種以父母本相間種植為宜，對制種產量影響不大(見表1)。
[0047]表1父母本相間種植和混合種植對棉花胞質不育系利用昆蟲雜交制種的影響
[0048]
【權利要求】
1.ー種棉花細胞質雄性不育系利用昆蟲雜交制種的方法，其特征在于，其為:在隔離條件下，以棉花細胞質雄性不育系為母本，以棉花恢復系為父本，父本、母本按照行數比為I:4相間種植，以蜜蜂為授粉昆蟲,進行棉花雜交制種。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述隔離條件為周圍I公里內不種植棉花。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述棉花細胞質雄性不育系為抗蟲的棉花細胞質雄性不育系。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述棉花恢復系為抗蟲的棉花恢復系。
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述蜜蜂為意蜂亞種。
6.根據權利要求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.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，還包括在氣候異常年份，蜜蜂授粉結合人エ授粉進行棉花雜交育種。
8.根據權利要求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20天以上的年份。
9.權利要求1-8任一項所述棉花細胞質雄性不育系利用昆蟲雜交制種的方法在棉花育種中的應用。
【文檔編號】A01H1/02GK103598084SQ201310503713
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年10月23日 優先權日:2013年10月23日
【發明者】郭立平, 邢朝柱, 吳建勇, 戚廷香, 王海林, 唐會妮 申請人:中國農業科學院棉花研究所