一种棉花不去雄人工杂交制种方法技术

本发明专利技术涉及育种领域，具体公开了一种棉花不去雄人工杂交制种方法，简称不去雄针管注水法，包括注水杀雄、父本采粉和人工授粉步骤；其中，所述注水杀雄采用向母本的花蕾中注水的方式达到杀雄的目的。本发明专利技术提供的不去雄针管注水法是针对人工杂交制种过程中人工去雄较费时，并且在操作过程中较易碰伤、碰断柱头的现状，而探索出的避免人工去雄、简化杂交制种的新技术；该方法棉花亲本选择自由度大，长柱头与短柱头均可使用，可以大规模选择杂交棉组合，并且能有效降低制种过程中的复杂性，提高作业工人的工作效率，在保障杂交种质量的前提下，可显著的提高杂交种的产量。

【技术实现步骤摘要】
一种棉花不去雄人工杂交制种方法
本专利技术涉及育种领域，具体地说，涉及棉花不去雄人工杂交制种。
技术介绍
棉花和其它作物一样具有杂种优势，利用棉花杂种优势，一是要选育出高优势的杂交组合，二是要有简便快速大量生产杂交棉种子的方法，充分利用这种杂种优势是大幅度提高棉花产量的有效途径(王胜利等,2007)。棉花是无限开花作物，有效花期长达四十至五十天，花器官大且分散。根据棉花的这些开花习性，人们提出了不同棉花杂种优势的利用途径，常用的有三系法、二系法、化学杀雄、指示性状利用和人工去雄等方法进行棉花杂交制种(邢以华和靖深蓉,1983；卢云清等,1994；张香桂等,1994；张天真和靖深蓉,1998)。我国的三系配套、化学杀雄、芽黄指示性状研究都很有应用前景，虽然这些制种方法各有特色和优点，但弊端也十分突出，距用于生产商品种，尚需时日(张卫东,2014)。相对而言，人工去雄法是目前大面积利用棉花杂种优势的主要途径，是国内外迄今棉花杂优利用面积最大、效果最好的途径(杨芳荃等,1997)。棉花“人工去雄法”杂交制种，就是利用人工将即将开放的花蕾中的雄蕊剥掉，再利用人工将其它棉花植株的花粉授到该朵花的柱头上，从而产生杂种优势的制种方法，其优点具有组合筛选周期短、亲本选配范围广的特点。但是，现在各地采用的“人工去雄杂交”方法，普遍存在着“两低一少”的现象(张卫东,2014)，即杂交制种工效低(一个工只生产杂种半斤左右)，杂交成铃率低(一般成铃率只20-30％)，每铃种籽数量少(一般20粒左右)。这固然与技术熟练程度有关，但根本的问题还在于去雄工序繁琐，去雄对子房正常生长存在影响、对子房或柱头存在人为损伤以及去雄不完全等问题，进而影响杂交制种的产量和质量(见图1)。同时，采用人工去雄、授粉的方法生产棉花杂交种，还普遍存在费工费时、劳动强度大和生产成本高的问题，进一步限制了棉花杂种优势的利用和发展(李增书和赵丽芬,2004；王胜利等,2007)。国外学者Burkee(2002,2003)依据棉花花粉粒遇水易破裂从而丧失活性的特点，提出了向棉花花器喷水杀雄代替人工工剥花去雄的观点。李增书和赵丽芬(2004)采用喷粗雾和细雾两种方式对长柱头和短柱头两个类型的材料进行了喷水杀雄比较研究，其结果表明长柱头杀雄效果较好，但短柱头杀雄效果较差。王胜利等(2007)对喷水杀雄结合标记去杂，用于杂交种种子生产的可行性开展了盆栽与田间研究，其结果表明由于在大田条件下喷水杀雄，工效提高了1倍且田间结铃率略高于人工去雄。但在现实的制种实践中，由于棉花品种的差异，不同棉花品种开花时间差异较大且持续的时间较长；尤其是部分品种甚至同一品种不同节位花朵在开放前已经完成授粉过程，很难分辨控制，严重影响了制种产量和种子纯度，从而限制了该方法在杂交制种方面的利用(Wilson,1984；张卫东,2014)。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术针对生产上杂交棉制种用工多、种子生产成本高的现状，采用“不去雄针管注水法”，建立了一套可简化棉花杂交种子生产程序的新方法，操作简便、速度快，省工省时，不仅显著的降低制种成本、保障杂交种的质量，同时还可以显著地提高杂交种的产量。本专利技术的技术方案具体如下：第一方面，本专利技术提供了一种棉花不去雄人工杂交制种方法，简称不去雄针管注水法，包括注水杀雄、父本采粉和人工授粉步骤；其中，所述注水杀雄采用向母本的花蕾中注水的方式达到杀雄的目的。作为优选，所述花蕾为花冠变白、伸长且露出苞叶顶端的花蕾(一般为第二天开花)。所述注水具体为用装有水的注射器对所述花蕾进行注水处理，直至注满整个花蕾为止。其中，注射用水不限于自来水、纯净水等，为了降低成本，使用自来水即可实现本专利技术目的。作为优选，所述注水时间为人工授粉前一天的下午14:00～19:00。在该时间范围内均可进行注水，不会造成由于过早的去雄导致柱头水分容易散失变干，从而严重影响授精质量；同时可更好的避开杂交制种时的高温天气，防止中暑现象的发生。进一步地，所述父本采粉为采集成熟的花药于干燥的塑料试管内，用塑料薄膜、多层滤纸和塑料薄膜依次覆盖瓶口并固定，得到人工授粉时所需的花粉试管，存放在温度约4～10℃冰箱里备用；其中，所述塑料薄膜和滤纸上均打有0.5～1.0cm的小孔。为了更便于人工授粉时应用，将所述小孔打在瓶口圆心处较佳。作为优选，所述父本采粉的时间为人工授粉前一天上午或人工授粉当天上午8:00～9:00。这个时间段花粉的活力最高，在该时间进行采粉可更好的提高授粉的质量。作为优选，所述滤纸为8-12层，例如为10层。多层滤纸可以有效的吸收来自外界的水分，以免影响试管内花粉的活力。所述试管需为干燥塑料试管，规格可选为20～50ml的塑料试管，例如可以是50ml的塑料试管。进一步地，所述人工授粉为将花粉试管薄膜上的小孔对准柱头套入一定的深度，使柱头下方的花药丝折断，并使试管内的花粉授粉到柱头上。作为优选，所述人工授粉的时间为当天上午8:00～11:00。这个时间段棉花柱头分泌黏液较多，在该时间进行授粉可更好的提高授精的质量。进一步地，所述棉花材料包括但不限于中616、中571、中棉所44和新陆中61。本专利技术进一步提供了一个最佳的具体实施方式，具体步骤如下：(1)注水杀雄：待准备制种的田块进入花期后，在前一天下午14:00～19:00，用装有自来水的注射器对处花冠变白、伸长且露出苞叶顶端的花蕾进行注水处理，直至注满整个花蕾为止，随后在叶柄上夹一个红色的夹子，以便于第二天授粉时寻找目标；(2)父本采粉：于授粉前一天上午或当天上午8:00～9:00，采集成熟的花药于干燥的50ml的塑料试管内，用打有0.5～1.0cm孔的塑料薄膜、10层滤纸、塑料薄膜的顺序盖上瓶口并用皮筋捆好，存放在温度约4～10℃冰箱里以备授粉之用；(3)人工授粉：一般在上午8:00～11:00为宜，左手轻轻握住已注过水的花蕾，右手倒拿试管，将薄膜上的小孔对准柱头套入一定的深度，使其柱头下方的花药丝折断，以便让沾有水分的花药远离柱头，并将试管左右转动一下或用手指轻叩一下试管，然后拿开试管，授粉即完毕。本专利技术提供的不去雄针管注水法是针对人工杂交制种过程中人工去雄较费时，并且在操作过程中较易碰伤、碰断柱头的现状，而探索出的避免人工去雄、简化杂交制种的新技术；该方法棉花亲本选择自由度大，长柱头与短柱头均可使用，可以大规模选择杂交棉组合，并且能有效降低制种过程中的复杂性，提高作业工人的工作效率，在保障杂交种质量的前提下，可显著的提高杂交种的产量。在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可以相互组合，得到具体实施方式。本专利技术的有益效果至少在于：1、与喷水杀雄相比，本专利技术所述方法棉花亲本选择自由度大，长柱头与短柱头均可使用，可以大规模选择杂交棉组合。2、与人工去雄相比，本专利技术所述方法操作简便、省工省时，速度提高了1倍以上，可显著的降低制种成本；同时，在保障杂交种质量的前提下，成铃率提高了10％以上，籽指提高了5％以上，可显著提高杂交种的产量。3、改良了授粉工具，使用50ml的试管取代5ml的小瓶，使授粉时空间更宽大，授粉更加充分；同时采用薄膜、滤纸、薄膜的顺序盖上试管口来取代瓶盖，可以有效的吸收来自外界的水分，以免影响本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种棉花不去雄人工杂交制种方法，其特征在于，包括注水杀雄、父本采粉和人工授粉步骤；其中，所述注水杀雄采用向母本的花蕾中注水的方式达到杀雄的目的。

【技术特征摘要】
1.一种棉花不去雄人工杂交制种方法，其特征在于，包括注水杀雄、父本采粉和人工授粉步骤；其中，所述注水杀雄采用向母本的花蕾中注水的方式达到杀雄的目的。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述花蕾为花冠变白、伸长且露出苞叶顶端的花蕾。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，用装有水的注射器对所述花蕾进行注水处理，直至注满整个花蕾为止。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述注水时间为人工授粉前一天的下午14:00～19:00。5.根据权利要求1～4任一项所述的方法，其特征在于，所述父本采粉为采集成熟的花药于干燥的塑料试管内，用塑料薄膜、多层滤纸和塑料薄膜依次覆盖瓶口并固定，得到人工授粉时所需的花粉试管，存放在温度约4～...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宁，严根土，乔文青，石建斌，许庆华，周红，
申请(专利权)人：中国农业科学院棉花研究所，
类型：发明
国别省市：河南,41