一种转基因抗棉铃虫棉花杂交种的选育方法技术

本发明专利技术一种转基因抗棉铃虫棉花杂交种的选育方法，专用于转Ｂｔ＋ＣｐＴＩ双价基因抗棉铃虫棉花杂交种的选育。对转基因抗虫棉“ＳＧＫ３２１”进行抗虫性鉴定、选育，获得抗虫性纯合（１００％）、皮棉产量比原材料提高９．５％的转基因抗虫棉“ＳＧＫ３２１′”。以“ＳＧＫ３２１′”作父本，“苏棉１２号”作母本选育出抗虫杂交种“南抗７号”。该杂交种产量高（亩产皮棉９０－１５０千克），高抗棉铃虫且能克制棉铃虫对棉花可能产生的抗性（图１为南抗７号及亲本的ＳＳＲ１２３１指纹图谱）。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术一种转基因抗棉铃虫棉花杂交种的选育方法，属于棉花转基因育种方法，专用于转Bt+CpTI双价基因抗棉铃虫棉花杂交种的选育。我国长江、黄河流域棉区尚无转Bt+CpTI双价基因抗虫杂交棉品种在生产上大面积推广种植。本专利技术一种转基因抗棉铃虫棉花杂交种的选育方法，包括以中国农科院生物技术中心发放的转Bt+CpTI双价基因抗虫棉“SGK321”为基础材料，采用卡那霉素抗生素标记和Bt+CpTI基因PCR分子标记、抗虫性生物学测定方法相结合检测抗虫性，根据产量、品质、抗虫性状进行连续4-5代的系统选育，获得抗虫性纯合(100％)、皮棉产量比原基础材料“SGK321”提高9.5％的抗虫棉品系“SGK321′”。以“SGK321′”为父本，“苏棉12号”为母本杂交，培育出转双价基因抗虫杂交种“南抗7号”。该组合简单重复序列(SSR)指纹图谱具有双亲谱带的共显性特征带。与现有技术相比，本专利技术所提供的转基因抗棉铃虫棉花杂交种的选育方法具有如下优点1、本专利技术所提供的方法选育了抗虫性纯合(100％)、皮棉产量比原基础材料提高9.5％的转基因抗虫棉品系“SGK321′”。以“SGK321′”为父本，与一系列常规品种杂交，培育出转基因抗虫杂交种“南抗7号”。与传统育种方法相比，利用本方法培育转基因抗虫杂交种的年限缩短，从而提高了育种效率。2、选育的新品系“SGK321′”与中国农科院生物技术中心发放的转Bt+CpTI基因抗虫棉原基础材料相比，“SGK321′”的农艺性状有较大改善(见表1)，表1.SGK321′与SGK321农艺性状比较(2000-2001年平均) “SGK321′”对棉铃虫有显著抗性，苗期叶片对初孵棉铃虫幼虫的抗性达100％(原材料存在株间分离，纯度为95％左右)。3、育成品种“南抗7号”的主要优点产量高、品质好在常规治虫情况下，籽棉产量两年平均为275.4千克/亩，皮棉产量为117.6千克/亩(2000-2001年)。纤维品质适合纺织工业要求，2.5％跨长30.8mm，比强度21.9cN/tex，马克隆值4.8(表2)。表2.南抗7号产量、品质性状表(2000-2001年平均，以泗棉3号、南抗3号为对照) 高抗棉铃虫“南抗7号”对棉铃虫具有极显著的抗性，苗期、初花期叶片室内喂养棉铃虫初孵幼虫5天后，幼虫死亡率达100％，盛花期以后，叶片的室内抗虫性有所下降，对初孵幼虫的抗性达70％-90％。在江苏省等地试种表明，一、二代棉铃虫发生期可不用化学防治，三、四代棉铃虫发生期酌情防治1-3次，较常规品种约减少用药70％-90％。抗病性强“南抗7号”高抗枯萎病，耐黄萎病。在人工病圃枯萎病指为0-5，黄萎病指为15-25。综合性状好“南抗7号”具有较好的丰产性和适应性，适于长江流域和黄河流域棉区种植，皮棉亩产90-150千克/亩；皮棉样品经中国农科院棉花研究所检测，纤维品质适合纺织工业要求；抗病性强。“南抗7号”属性中属，生育期130天左右。株型为塔形，株高105cm左右，叶片中等大小，叶色较深，结铃性强，铃卵圆形，单铃重5.6g，籽指9.9g。衣分42.0％以上。吐絮畅，絮白。转Bt+CpTI双价基因抗虫杂交种“南抗7号”对棉铃虫，红铃虫等棉花主要害虫具有显著的抗性，同时又具有较常规品种个体发育潜力大，单株产量高，适于稀植的特点，杂种优势十分明显。“南抗7号”还特别适合进行棉花与瓜果、蔬菜的间、套作。杂交种种植密度较稀，棉花与间、套作物相互影响少，从而都能取得高产；此外，转基因抗虫棉田间用农药少，可保证蔬菜、瓜果等的安全。“南抗7号”转基因抗虫棉的产量水平高，适应性广，在江苏省、安徽省、河南省、山西省都表现突出，是一个既适应长江流域又适应黄河流域棉区种植的抗虫棉杂交种，有广阔的推广利用前景。“南抗7号”是一个转Bt+CpTI双价基因抗虫棉杂交种。由于有2个抗虫基因，对棉铃虫的抗性大为增强，同时棉铃虫也不易对抗虫棉产生抗性。4、“南抗7号”杂交种及其亲本的SSR指纹图谱可用于分子鉴定和种子纯度的检测。这是“南抗7号”特有的分子检测特征，可作为“南抗7号”的鉴定标准。本专利技术所利用的中国农科院生物技术中心发放的转Bt+CpTI基因抗虫棉原始基础材料“SGK321”，经济性状一般(亩产仅70千克左右)，抗虫性存在株间分离(纯度为95％左右)。为此，对该材料进行单株选择和后代鉴定。选择对棉铃虫抗性纯合的单株及株系，并采取多种方法进行抗性鉴定。卡那霉素标记鉴定将脱脂棉撕成小条沾取500ppm的卡那霉素溶液，粘附于棉花植株倒2新生叶上。5天后所有沾有卡那霉素溶液的感虫棉株的叶片均出现明显的黄色斑块，而转Bt+CpTI基因抗虫棉的叶片无任何症状。抗虫基因PCR分子标记鉴定该技术是用来测定个体内是否存在抗虫基因。抗虫性生物学测定即通过实验室棉花叶片接虫及田间接虫来直接测定棉花对棉铃虫的抗性。结果表明，以上3种方法的检测结果高度一致。于是对抗虫植株进行产量品质性状选择(优中选优)，选育出转Bt+CpTI基因抗虫棉品系“SGK321′”。与原基础材料相比，选育后的“SGK321′”的农艺性状有较大改善(表1)。对棉铃虫有显著抗性，苗期叶片对初孵棉铃虫幼虫的抗性达100％。“SGK321′”与一些陆地棉高产品种(系)杂交获F1，各F1进行系统的比较试验和多点试验，筛选出杂交组合“南抗7号”(图2)。“SGK321′”为抗虫亲本，另一亲本为“苏棉12号”。“苏棉12号”经济性状优(表3)，高抗枯萎病(病指5以下)，感黄萎病(病指30以上)，2.5％纤维跨长31.2mm，比强度21.4cN/tex，麦克隆值4.7。“南抗7号”综合了双亲的优点，既具有抗虫性，优质的特点，产量又高于两个亲本，杂种优势明显，并有广泛的适应性。表3.南抗7号及亲本产量、品质性状表(2000-2001年平均，以泗棉3号、南抗3号为对照) “南抗7号”的主要特点1、产量高、品质好示范试验表明，“南抗7号”具有较好的丰产性和适应性，在常规治虫情况下，两年平均“南抗7号”的籽棉产量为275.4千克/亩，皮棉产量为117.6千克/亩，而对照“泗棉3号”分别为236.5千克/亩、101.2千克/亩，对照“南抗3号”分别为266.4千克/亩、109.0千克/亩(2000-2001年平均)。2000年“南抗7号”分别参加了江苏省特种棉、河南省杂交棉、山西省杂交棉的区域试验。在常规治虫情况下，“南抗7号”的籽棉产量和皮棉产量均极显著地超过了当地的对照品种(表4)。表4.南抗7号各区试点产量性状表(2000年) “南抗7号”纤维品质适合纺织工业要求，皮棉样品经中国棉花研究所检测(2000年)，长度30.8mm，比强度21.9cN/tex，马克隆值4.8。2、高抗棉铃虫“南抗7号”对棉铃虫具有极显著的抗性，苗期、初花期叶片室内喂养棉铃虫初孵幼虫5天后，幼虫死亡率达100％，盛花期以后，叶片的室内抗虫性有所下降，对初孵幼虫的抗性达70％-90％，对蕾的抗性下降很小。二代棉铃虫发生期，按每株300头幼虫的虫量接虫，顶尖、蕾铃叶片无危害，植株上未发现存活幼虫。在江苏、河南等地试种表明，一、二代棉铃虫发生期可不用化学防治，三、四代棉铃虫发生期酌情防治1-3次，较常规品种约减少用药本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种转基因抗棉铃虫棉花杂交种的选育方法，包括： １）以中国农科院生物技术中心发放的转Ｂｔ＋ＣｐＴＩ基因抗虫棉“ＳＧＫ３２１”为基础材料，采用卡那霉素抗生素标记和Ｂｔ＋ＣｐＴＩ基因ＰＣＲ分子标记、抗虫性生物学测定方法相结合检测抗虫性； ２）根据产量、品质、抗虫性状进行连续４－５代的系统选育，获得抗虫性纯合（１００％）、皮棉产量比原基础材料“ＳＧＫ３２１”提高９．５％的抗虫棉品系“ＳＧＫ３２１′”； ３）以“ＳＧＫ３２１′”为父本，“苏棉１２号”为母本杂交，培育出亩产皮棉９０－１５０千克的转Ｂｔ＋ＣｐＴＩ双价基因抗虫杂交种（南抗７号）。

【技术特征摘要】
1.一种转基因抗棉铃虫棉花杂交种的选育方法，包括1)以中国农科院生物技术中心发放的转Bt+CpTI基因抗虫棉“SGK321”为基础材料，采用卡那霉素抗生素标记和Bt+CpTI基因PCR分子标记、抗虫性生物学测定方法相结合检测抗虫性；2)根据产量、品质、抗虫性状进行连续4-5代的系统选育，获得抗虫性纯合(100％)、皮棉产量比原基础材料“SGK321”提高9.5％的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张天真，朱协飞，唐灿明，郭旺珍，
申请(专利权)人：南京农业大学，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]