專利名稱：雞腳葉標(biāo)記的三系雜交棉制種的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及農(nóng)作物遺傳育種，尤其涉及一種雞腳葉標(biāo)記的三系雜交棉制種的方法。
背景技術(shù)：
雜種優(yōu)勢是生物界的普遍現(xiàn)象。農(nóng)作物具有明顯的雜種優(yōu)勢，雜種常比純種增產(chǎn)15％以上。利用雜種優(yōu)勢是當(dāng)今提高作物產(chǎn)量、品質(zhì)和抗性的重要手段之一。如玉米、水稻、油菜、高梁等農(nóng)作物的雜種優(yōu)勢帶來的高產(chǎn)和優(yōu)質(zhì)對世界食物安全已作出了巨大貢獻(xiàn)。
三系，即雄性不育系、保持系和恢復(fù)系，是利用植物細(xì)胞質(zhì)雄性不育進(jìn)行雜種種子生產(chǎn)(制種)的體系。三系應(yīng)有可繁殖性，不育系自身不能產(chǎn)生有活性的花粉粒，它的繁殖是通過保持系供給花粉而實(shí)現(xiàn)，保持系和恢復(fù)系雄性正常可育，自交可繁殖子代。不育系與恢復(fù)系間隔種植時(shí)，由于傳粉媒介的存在，不育系從恢復(fù)系獲取花粉后所結(jié)的種子即為雜種種子。這種雜種種子的生產(chǎn)方式被稱為“三系法”制種。其優(yōu)點(diǎn)是在制種時(shí)省去了人工“去雄”和“授粉”兩個(gè)環(huán)節(jié)。利用細(xì)胞質(zhì)雄性不育的三系法制種是當(dāng)今農(nóng)作物雜種種子的主要制種方式。
棉花雄性不育三系的研究始于美國。70年代，Meyer(1973)育成和發(fā)放具有哈克尼西棉(G.harknessii Brand.)細(xì)胞質(zhì)的雄性不育系，但由于恢復(fù)系存在恢復(fù)力不強(qiáng)和制種產(chǎn)量較低等缺陷，一直未能實(shí)現(xiàn)三系雜交棉種子的產(chǎn)業(yè)化。我國自80年代中期從美國引入哈克尼西棉細(xì)胞質(zhì)雄性不育三系以來，也相繼育成一批有一定育種價(jià)值的材料，但也未見在生產(chǎn)上成功應(yīng)用的報(bào)道。目前，國際上棉花雜種的生產(chǎn)主要是通過“人工去雄授粉法”獲得，但它費(fèi)工、費(fèi)時(shí)和成本高，大面積應(yīng)用受到限制。
近年來，浙江大學(xué)用轉(zhuǎn)基因技術(shù)育成一個(gè)對不育系的育性具有強(qiáng)恢復(fù)力的轉(zhuǎn)基因恢復(fù)系“浙大強(qiáng)恢”，有效地克服了世界上尚未克服的恢復(fù)系對不育系恢復(fù)力不強(qiáng)的缺陷，并成功篩選出一個(gè)強(qiáng)優(yōu)組合“浙雜166”；但是，還需有一種方便、經(jīng)濟(jì)和有效的制種方法與之配套。在三系雜交棉制種田中，不育系與恢復(fù)系通常是間隔種植的，一般是每隔4-6行不育系插種2行恢復(fù)系，其間隔距離平均為2米；因棉花花粉粒較大，不育系棉株距恢復(fù)系棉株越遠(yuǎn)就越不易從恢復(fù)系得到花粉，出現(xiàn)不育系棉株結(jié)籽所需的花粉不足。不育系棉株若得不到花粉，其棉鈴就會(huì)脫落，最終雜交種子的制種產(chǎn)量就不高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種利用雞腳葉標(biāo)記性狀，將不育系與恢復(fù)系混合種植，縮短恢復(fù)系棉株與不育系棉株間傳粉的空間距離，提高天然異交率的雞腳葉標(biāo)記的三系雜交棉制種的方法。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取下列措施。
雞腳葉標(biāo)記的三系雜交棉制種的方法的步驟如下1)用雜交育種方法，將雞腳葉標(biāo)記性狀轉(zhuǎn)育到棉花細(xì)胞質(zhì)雄性不育系和恢復(fù)系中，育成具有標(biāo)記性狀的雞腳葉不育系“雞A”和雞腳葉恢復(fù)系“雞R”，及其衍生系；2)在有隔離條件的三系雜交棉制種田，將雞腳葉不育系種子與正常葉恢復(fù)系種子或正常葉不育系種子和雞腳葉恢復(fù)系種子按比例混合后播種，根據(jù)雞腳葉標(biāo)記性狀區(qū)分和收獲不育系棉株上的雜交種子與恢復(fù)系棉株上的自交種子；3)將雞腳葉不育系與正常葉恢復(fù)系或正常葉不育系和雞腳葉恢復(fù)系混合種植在有天然異交條件的制種田中，獲得半雞腳葉型的雜交棉種子。
本發(fā)明是通過育成具有雞腳葉標(biāo)記性狀不育系和恢復(fù)系，將雞腳葉不育系與正常葉恢復(fù)系或正常葉不育系和雞腳葉恢復(fù)系混合種植，達(dá)到提高天然異交率和雜交種子制種產(chǎn)量為目的的一種改良的制種方法。這種改良的制種方法，其優(yōu)點(diǎn)是雞腳葉標(biāo)記性狀不育系與正常葉恢復(fù)系或正常葉不育系和雞腳葉恢復(fù)系混合種植，一方面大大縮短了不育系與恢復(fù)系植株間的傳粉距離，使不育系得到充足的花粉，減少落鈴，提高單株雜交種子的產(chǎn)量，另一方面根據(jù)標(biāo)記性狀很易區(qū)分和收獲不育系植株上的雜交種子與恢復(fù)系植株上的自交種子。半雞腳葉型的雜交棉還具有早熟、爛鈐少和吐絮暢的優(yōu)點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作詳細(xì)說明雞腳葉標(biāo)記的三系雜交棉制種的方法中的三系是指棉花細(xì)胞質(zhì)雄性不育系、保持系和恢復(fù)系，制種是指不育系與其恢復(fù)系雜交生產(chǎn)雜種第一代種子的過程，雜種第一代棉花稱為三系雜交棉，常用雜種F1表示，雜種F1具有產(chǎn)量、品質(zhì)和抗性的優(yōu)勢。
雞腳葉標(biāo)記性狀均是可遺傳的易辯的簡單形態(tài)性狀，它是受顯性基因(L°)控制的完全葉呈雞腳形的性狀，雞腳葉性狀對于正常葉性狀而言是基因突變引起的性狀，即雞腳葉對于正常葉為突變性狀。
衍生系是指以雞腳葉不育系“雞A”和雞腳葉恢復(fù)系“雞R”為基礎(chǔ)材料而育成的有血緣關(guān)系的相對應(yīng)的標(biāo)記系。
隔離條件是指制種田與非制種田間在地理上有2公里以上的空間隔離。
雞腳葉不育系種子與正常葉恢復(fù)系種子或正常葉不育系種子和雞腳葉恢復(fù)系種子的混合比例為2-4∶1，混合種植的作用是縮短恢復(fù)系花粉傳到不育系柱頭的空間距離，以提高天然異交率、不育系結(jié)鈴率和雜交種子產(chǎn)量。
根據(jù)雞腳葉標(biāo)記性狀區(qū)分不育系棉株上的雜交種子與恢復(fù)系棉株上的自交種子，是指在雞腳葉不育系與正常葉恢復(fù)系的混合種植的制種田中，雞腳葉棉株上的種子即為雜交種子，正常葉棉株上的種子為恢復(fù)系的自交種子；在正常葉不育系與雞腳葉標(biāo)記恢復(fù)系的混合種植的制種田中，正常葉棉株上的種子即為雜交種子，雞腳葉棉株上的種子為恢復(fù)系的自交種子。
實(shí)施例1)以細(xì)胞質(zhì)雄性不育系“中12A”為母本，含顯性雞腳葉基因(L°)的陸地棉品系“雞B”為父本，進(jìn)行有性雜交獲雜種F1——→以F1不育株為母本，以雞腳葉品系雞B為輪回親本，進(jìn)行回交——→在獲得的回交世代中選擇優(yōu)良雞腳葉不育單株與輪回親本進(jìn)行第2次回交——→如此連續(xù)選擇和回交5代以上，獲雞腳葉不育株系即為“雞A”，相對應(yīng)的輪回親本雞B即為雞A的保持系。以細(xì)胞質(zhì)雄性恢復(fù)系“浙大強(qiáng)恢”為母本，含顯性雞腳葉基因(L°)的陸地棉品系為父本，進(jìn)行有性雜交獲雜種F1——→F1植株自交獲得F2種子，——→在F2植株中選擇性狀優(yōu)良的育性好的雞腳葉植株自交，獲得F3種子——→在F3植株中重復(fù)以上過程——→如此連續(xù)選擇和自交5代以上，獲雞腳葉恢復(fù)系株系即為“雞R”。
2)在有隔離條件的雜交棉的制種田中，將雞腳葉不育系“雞A”種子與正常葉恢復(fù)系“浙大強(qiáng)恢”種子或正常葉不育系“中12A”種子與雞腳葉標(biāo)記恢復(fù)系“雞R”種子按2-4∶1比例混合后播種，出苗后當(dāng)苗有兩片真葉時(shí)按株距為30-40公分進(jìn)行間苗和定苗，棉株現(xiàn)蕾后在制種田附近按每畝2-3箱的比例放養(yǎng)蜜蜂，增加傳粉媒介，提高異交率，防病治蟲噴灑農(nóng)藥選擇蜜蜂回巢后的傍晚進(jìn)行，以避免農(nóng)藥與蜜蜂的直接接觸，棉花收獲時(shí)雞腳葉棉株的籽棉與正常葉棉株的籽棉分開收獲，從不育系棉株上收獲的種子即為雜交種子，從恢復(fù)系棉株上收獲的種子即為恢復(fù)系種子。
3)在雞腳葉不育系與正常葉恢復(fù)系或正常葉不育系與雞腳葉恢復(fù)系混合種植的制種田中生產(chǎn)出的雜交棉種子，可供生產(chǎn)應(yīng)用，該雜交棉的葉子呈半雞腳葉型，除在產(chǎn)量和品質(zhì)上表現(xiàn)為雜種優(yōu)勢外，具有早熟、爛鈐少和吐絮暢的優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.一種雞腳葉標(biāo)記的三系雜交棉制種的方法，其特征在于它的步驟如下1)用雜交育種方法，將雞腳葉標(biāo)記性狀轉(zhuǎn)育到棉花細(xì)胞質(zhì)雄性不育系中，育成雞腳葉不育系“雞A”及其衍生系；2)用雜交育種方法，將雞腳葉標(biāo)記性狀轉(zhuǎn)育到棉花恢復(fù)系中，育成雞腳葉恢復(fù)系“雞R”及其衍生系；3)在有隔離條件的三系雜交棉制種田，將雞腳葉不育系種子與正常葉恢復(fù)系種子或正常葉不育系種子與雞腳葉恢復(fù)系種子按比例混合后播種，天然異交，根據(jù)雞腳葉標(biāo)記性狀區(qū)分和收獲不育系棉株上的雜種種子以及恢復(fù)系棉株上的自交種子；其中，從不育系上收獲的雜種種子是具有雞腳葉標(biāo)記的三系雜交棉種子。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雞腳葉標(biāo)記的三系雜交棉制種的方法，其特征在于所說的三系是指棉花細(xì)胞質(zhì)雄性不育系、保持系和恢復(fù)系，制種是指不育系與其恢復(fù)系雜交生產(chǎn)雜種第一代種子的過程，雜種第一代棉花稱為三系雜交棉，常用雜種F1表示，雜種F1具有產(chǎn)量、品質(zhì)和抗性的優(yōu)勢。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雞腳葉標(biāo)記的三系雜交棉制種的方法，其特征在于所說的雞腳葉標(biāo)記性狀是可遺傳的、易辯的、葉片似雞腳的簡單形態(tài)性狀，雞腳葉性狀是受顯性基因(L°)控制的性狀，雞腳葉棉花與正常葉棉花雜交所獲雜種第一代棉花的葉型為半雞腳葉型。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雞腳葉標(biāo)記的三系雜交棉制種的方法，其特征在于所說的衍生系是指以雞腳葉不育系“雞A”和雞腳葉恢復(fù)系“雞R”為基礎(chǔ)材料而育成的有血緣關(guān)系的相對應(yīng)的雞腳葉不育系和雞腳葉恢復(fù)系。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雞腳葉標(biāo)記的三系雜交棉制種的方法，其特征在于所說的隔離條件是指制種田與非制種田間在地理上有2公里以上的空間隔離。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雞腳葉標(biāo)記的三系雜交棉制種的方法，其特征在于所說的雞腳葉不育系種子與正常葉恢復(fù)系種子或正常葉不育系種子和雞腳葉恢復(fù)系種子的混合比例為2-4∶1，不育系種子與恢復(fù)系種子混合后播種，其作用是縮短恢復(fù)系花粉傳到不育系柱頭的空間距離，以提高天然異交率、不育系結(jié)鈴率和雜交種子產(chǎn)量。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雞腳葉標(biāo)記的三系雜交棉制種的方法，其特征在于所說的根據(jù)雞腳葉標(biāo)記性狀區(qū)分不育系棉株上的雜種種子以及恢復(fù)系棉株上的自交種子，是指在雞腳葉標(biāo)記不育系與正常葉恢復(fù)系的混合種植的制種田中，雞腳葉棉株上的種子即為雜種種子，正常葉棉株上的種子為恢復(fù)系的自交種子；在正常葉不育系與雞腳葉標(biāo)記恢復(fù)系的混合種植的制種田中，正常葉棉株上的種子即為雜種種子，雞腳葉棉株上的種子為恢復(fù)系的自交種子。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雞腳葉標(biāo)記的三系雜交棉制種的方法，其特征在于所說的天然異交是指恢復(fù)系棉株的花粉借助昆蟲和風(fēng)力傳到不育系柱頭上而實(shí)現(xiàn)的不育系與恢復(fù)系間的雜交。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種雞腳葉標(biāo)記的三系雜交棉制種的方法。它是將雞腳葉標(biāo)記性狀轉(zhuǎn)育到棉花細(xì)胞質(zhì)雄性不育系和恢復(fù)系中，育成雞腳葉不育系和雞腳葉恢復(fù)系；將雞腳葉不育系種子與正常葉恢復(fù)系種子或正常葉不育系種子與雞腳葉恢復(fù)系種子按比例混合后播種，根據(jù)標(biāo)雞腳葉記性狀區(qū)分和收獲不育系棉株上的雜交種子與恢復(fù)系棉株上的自交種子；這樣可制得半雞腳葉型的雜交棉。本方法通過縮短不育系與恢復(fù)系植株間的傳粉距離，來提高天然異率和雜交種子的制種產(chǎn)量。
文檔編號A01H1/02GK1486594SQ0314195
公開日2004年4月7日 申請日期2003年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月28日
發(fā)明者王學(xué)德, 朱云國 申請人:浙江大學(xué)