早熟陆地棉新种质选育方法技术

本发明专利技术属于棉花遗传育种范畴，涉及一种早熟短果枝陆地棉新种质选育方法，该方法是泗棉2号为母本，克劳茨基棉为父本进行杂交和回交，得到能正常生长的F1及BC1F1植株；继续采用泗棉2号进行多代回交，再将这些回交后代通过自交产生分离，在分离群体中选择早熟性、丰产性好的零式果枝及Ⅰ式果枝家系，通过连续多代自交、田间定向优选、同时结合室内考种，选育出生育期在105左右，果枝为零式及Ⅰ式，株型紧凑，吐絮集中，结铃性好，衣分高、纤维品质好的早熟棉新种质。本发明专利技术的早熟源来自棉属野生种克劳茨基棉，扩大了早熟育种的遗传基础；使棉属野生种克劳茨基棉中的早熟基因能被育种所利用，在科学和生产上均具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】
早熟陆地棉新种质选育方法
本专利技术属于棉花遗传育种范畴，涉及一种早熟短果枝陆地棉新种质选育方法，适用于江苏麦油后直播或移栽的早熟陆地棉新种质选育。
技术介绍
长江流域棉区一直以来以种植中熟棉为主，生产周期长，尤其开花期长，成熟吐絮不一致，只能采用人工收获，用工量大，近年来随着城市化进程的加快，大批劳动力由农村向城市转移，造成农村劳动力数量剧减，对棉花生产造成巨大的威胁；同时随着社会的发展，尤其是经济发达的沿海地区，粮棉争地的矛盾也日益突出；致使棉花种植面积逐年下降。为稳定棉花生产，科研人员已将繁琐传统的营养钵育苗技术改进为塑料穴盘基质育苗，但收获与粮棉争地的问题仍困扰着目前的棉花生产，迫切需要选育出适于麦油后种植、适合机械化收获、集早熟、高产等与一体的棉花新品种，将一定程度上缓解棉花生产迅速下滑的局面。但这种多目标性状的育种困难较多，首先目前缺乏兼备这些性状的种质资源；其次是现有的早熟棉品种多来自金字棉这一早熟源，遗传基础狭窄；而早熟性与产量、品质间的负相关更加剧了育种的难度。要选育突破性品种，必须要有突破性材料。棉属野生种具有栽培种所缺乏的许多优良性状，性状变异范围大,是育种的重要种质资源。美国加里福尼亚夏夫特试验站利用棉属野生种瑟伯氏棉(G.thurberi)育成ATH型的AcalaSJ系统品种，纤维品质好，同时抗黄萎病。南卡罗来纳州PeeDee农业试验站采用同型杂交和异型杂交。使瑟伯氏棉的纤维强度向陆地棉渐渗，打破了遗传负相关，育成纤维品质优异的PD系统品种。这些材料不仅在美国成为高产高品质育种的重要材料，而且已被其他许多国家所广泛利用。法国TRCT即从美国引入陆地棉×亚洲棉×蕾蒙得氏棉(G.raimondii)的杂种，通过与陆地棉回交三次，育成高产、优质的HAR型品种应用于生产，目前非洲许多推广品种与这一组合均有亲缘关系。前苏联则利用野生墨西哥棉与陆地棉品种杂交，育成了抗黄萎病的塔什干1、2、3号。我国50年代利用陆地棉与亚洲棉杂交，育成长绒棉2号，70年代初利用瑟伯氏棉育成江苏棉1号、3号。自1979年，国家设立棉花远缘杂交研究及其在育种上的应用课题，中国农科院遗传所，江苏省农科院，华中农业大学等单位先后开展了此项研究工作，大批新的种质材料已经或即将进入棉花育种的材料库，许多有益的野生棉基因已经进入了育种的基因库中，成为种质创新的有利手段。如河北省石家庄农科院利用中国科学院遗传所提供的三元杂种后代，育成了黄河流域突破性品种石远321；江苏省农科院利用棉属野生种创造了一批纤维强力高，且纤维的长、细、强协调好的棉花高强纤维材料，已向国内育种单位发放，用于棉花高品质育种。本专利技术就是利用棉属野生种克劳茨基棉(G.klotzschianumAnderss)的优异基因，通过多种育种手段选育出一种适合麦油后直播或移栽的早熟陆地棉新种质。参考文献：1.梁正兰等著，棉花远缘杂交的遗传与育种，科学出版社，1999.22.喻树迅范术丽，我国棉花遗传育种进展与展望，棉花学报，2003，15(2)：120-1243.周保良沈新莲陈松等，陆地棉高品质纤维种质基因库的拓建，作物学报，2003.29(4)：514-5194.周保良沈新莲陈松等，利用三个野生棉种进行陆地棉纤维品质改良的效应比较，棉花学报，2003.15(1)：22-255.张香桂倪万潮，棉花高品质系主要农艺与经济性状研究简报，中国棉花2006.1：11
技术实现思路
本专利技术的目的是挖掘和利用棉属野生种克劳茨基棉(G.klotzschianumAnderss)的优异早熟基因，选育一种适用于江苏棉区麦油后种植的早熟短果枝陆地棉新种质。本专利技术采用以下技术方案：一种早熟陆地棉新种质选育方法，是以泗棉2号为母本，克劳茨基棉为父本进行杂交得F1代种子，F1与泗棉2号回交得到BC1F1；继续采用泗棉2号进行多代回交，再将这些回交后代通过自交产生分离，在分离群体中选择早熟性、丰产性好的零式果枝及Ⅰ式果枝家系，通过连续多代自交、田间定向优选、同时结合室内考种，选育出生育期在105左右，果枝为零式及Ⅰ式，株型紧凑，吐絮集中，结铃性好，衣分高、纤维品质好的早熟棉新种质；其中F1及BC1F1是能正常生长的植株，通过下述方法获得：泗棉2号与克劳茨基棉杂交时柱头上涂35％蔗糖溶液，苞叶内外点滴50ppm赤霉素调节杂交受精过程和胚胎发育；F1代种子剥壳，种仁在25-30℃环境温度中培养，开花后以此F1为母本，授以泗棉2号的花粉，得到BC1F1。具体地，在得到BC1F1后，田间种植BC1F1，开花后及时自交，获得BC1F2单株；同时用覆盖陆地棉基因组的SSR标记分析BC1F2群体，根据纤维长度28mm以上、纤维强度29cN/tex以上、马克隆值5左右的标准选择BC1F2单株继续与陆地棉泗棉2号回交，获得BC2F3群体，BC2F3群体单株自交收获BC2F4种子，种植BC2F4家系；其中多个家系表现为零式果枝及Ⅰ式果枝及特早熟性，对早熟性好的短果枝家系田间进行单株选择并自交，选择标准如下:①果枝始节位5左右；②零式果枝或Ⅰ式果枝；③开花结铃集中且吐絮畅，生育期110天左右；④单株结铃18个以上；⑤铃重4-5克左右，衣分35％以上；⑥纤维品质：纤维长度28mm，纤维强度29cN/tex以上,马克隆值5左右；将选择出的目标单株种植，继续按上述标准进行单株选择，对尚有分离的后代，继续选单株进行自交纯化，直至获得稳定的目标株系。克劳茨基棉(G.klotzschianumAnderss)是一个源于Galapagos群岛的二倍体野生种,生长于干旱地区，具有耐干旱、耐盐碱、棉酚含量高、抗虫性强的特点。是改良陆地棉遗传多样性的重要资源。由于染色体倍性水平的差异，陆地棉与二倍体野生种之间存在严重的杂交不亲和、F1杂种不育、重组抑制等问题，尤其是克劳茨基棉含有致死基因，携带致死基因，对于该种的研究利用报道较少。我们在前期研究中发现，克劳茨基棉与陆地棉的F1胚发育良好，致死可能由于顶芽生长不协调引起。通过选配不同的杂交组合及调节胚胎培养的环境温度(25～30℃)；柱头上涂35％蔗糖溶液；苞叶内外点滴50ppm赤霉素调节杂交受精过程和胚胎发育，获得了能正常生长的陆地棉泗棉2号×克劳茨基棉的F1及BC1F1回交植株。采用这一技术即克服了棉属远缘杂交的不可交配性和杂种F1的不育性问题。后继续采用丰产品种进行多代回交，再将这些回交后代通过自交产生分离，在分离群体中选择早熟性、丰产性好的零式果枝及Ⅰ式果枝家系，通过连续多代自交、田间定向优选、同时结合室内考种，选育出生育期在105左右，果枝为零式及Ⅰ式，株型紧凑，吐絮集中，结铃性好，衣分高、纤维品质好的早熟棉新种质。本专利技术与现有技术相比具有如下优点和积极效果：现有的早熟棉品种多来自金字棉这一早熟源，本专利技术的早熟源来自棉属野生种克劳茨基棉，扩大了早熟育种的遗传基础；在育种方法上采用多次回交、自交交替使用等方法，田间选育结合室内考种，多目标定向选择，打破早熟与丰产、优质基因间的连锁，固定早熟丰产优质的重组体，使棉属野生种克劳茨基棉中的早熟基因能被育种所利用，在科学和生产上均具有重要意义。具体实施方式1.1试验地点：江苏省农科院经作所实验室和溧水植物科学基地。1.2材料和方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种早熟陆地棉新种质选育方法，其特征在于：泗棉2号为母本，克劳茨基棉为父本进行杂交得F1代种子，F1与泗棉2号回交得到BC1F1；继续采用泗棉2号进行多代回交，再将这些回交后代通过自交产生分离，在分离群体中选择早熟性、丰产性好的零式果枝及Ⅰ式果枝家系，通过连续多代自交、田间定向优选、同时结合室内考种，选育出生育期在105左右，果枝为零式及Ⅰ式，株型紧凑，吐絮集中，结铃性好，衣分高、纤维品质好的早熟棉新种质；其中F1及BC1F1是能正常生长的植株，通过下述方法获得：泗棉2号与克劳茨基棉杂交时柱头上涂35％蔗糖溶液，苞叶内外点滴50ppm赤霉素调节杂交受精过程和胚胎发育；F1代种子剥壳，种仁在25‑30℃环境温度中培养，开花后以此F1为母本，授以泗棉2号的花粉，得到BC1F1。

【技术特征摘要】
1.一种早熟陆地棉新种质选育方法，其特征在于：泗棉2号为母本，克劳茨基棉为父本进行杂交得F1代种子，F1与泗棉2号回交得到BC1F1；其中F1及BC1F1是能正常生长的植株，通过下述方法获得：泗棉2号与克劳茨基棉杂交时柱头上涂35％蔗糖溶液，苞叶内外点滴50ppm赤霉素调节杂交受精过程和胚胎发育；F1代种子剥壳，种仁在25-30℃环境温度中培养，开花后以此F1为母本，授以泗棉2号的花粉，得到BC1F1；得到BC1F1后，田间种植BC1F1，开花后及时自交，获得BC1F2单株；同时用覆盖陆地棉基因组的SSR标记分析BC1F2群体，根据纤维长度28mm以上、纤维强度29cN/tex以上...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈新莲，徐鹏，张香桂，郭琦，徐珍珍，
申请(专利权)人：江苏省农业科学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32