棉花三系配套轉育選育方法總結

陳善杰+閆顯會+劉興樂

摘要：2011年引進的棉花（Gossypium spp）三系經過連續(xù)4年5代的轉育和選育，選育出不育株率及不育度均達100%的抗蟲不育系，同時也選育出綜合性狀優(yōu)良的保持系和恢復系，恢復系的恢復率與恢復度也均達100%，實現(xiàn)了三系配套。

關鍵詞： 棉花（Gossypium spp）；不育系；恢復系；選育方法

中圖分類號：S511 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2015）20-4951-02

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.20.007

Summary of Three Series Matching of Cotton Breeding Method

CHEN Shan-jie，YAN Xian-hui，LIU Xing-le

（Academy of Agricultural Sciences，Xiangyang City，Hubei Province，Xiangyang 441057，Hubei，China）

Abstract： The insect-resistant CMS which the sterility rate and the degree of infertility reached 100% was propagated and selected with the three-line cotton materials introduced in 2011 by consecutive screened for 5 generations. Meantime， excellent comprehensive properties of maintainer lines and restorer lines were selected which the restoration rate and the restoring degree reached 100% both， and reached the three-lines commercial hybrid seed production.

Key words： cotton（Gossypium spp）； sterile line； restorer line； breeding method

近年來，我國棉花（Gossypium spp）雜種優(yōu)勢利用居世界領先水平。雜交棉覆蓋率在長江流域棉區(qū)達90%以上，黃河流域棉區(qū)在15%左右[1]。特別是雜交抗蟲棉產量較常規(guī)棉品種增產15%左右，受到了政府、棉農、育種者和種子經營者的高度重視。但目前生產上使用的雜交種主要采用人工去雄授粉的方法制種，人工剝花去雄費時費工，制種成本高，種子價格高，在很大程度上阻礙了雜交棉在生產上的迅速普及和推廣應用。利用棉花三系雜交制種速度快，節(jié)省用工，種子生產成本低，程序簡單高效，可以降低棉種價格，為大規(guī)模的棉花生產提供用種創(chuàng)造了有利條件，是未來較為理想的制種方法，具有良好的市場前景[2，3]。

2011年從中國農業(yè)大學引進的棉花三系品種，用抗蟲豐產、高衣分、大鈴、抗黃萎病等4類優(yōu)良品種對不育系和恢復系進行轉育和選育，經過連續(xù)4年計5代回交，提高了原有不育系和恢復系的抗蟲性和抗病性。目前，不育系的不育株率和不育度均為100%，恢復系的恢復率也達到100%，并且4類優(yōu)良品種可以認定為保持系，實現(xiàn)了三系配套，為三系在雜種優(yōu)勢上的利用奠定了實踐基礎。

1 保持系的選育

選用4類優(yōu)良常規(guī)棉自交系做保持系分別為抗蟲豐產、高衣分、大鈴和抗黃萎病，均為經過4～5年進行多次篩選試驗選育而成。每年以4類優(yōu)良品種自交種為測試父本，種植后與不育系下部花測交，并自交留種。次年種植后調查測交鈴F1植株育性[4]。結果（表1）表明，以4類優(yōu)良品種與不育系多代測交后，F(xiàn)1始終為不育株，說明4類優(yōu)良品種均可作為不育系的保持系。

2 不育系轉育

棉花不育系轉育即為改良，每年以原有不育系做母本，用4類優(yōu)良品種做父本，經過雜交和連續(xù)回交，轉育成抗蟲、抗病、豐產的新不育系，不育株率和不育度均達100%。

2.1 不育系下部花做雜交進行轉育改良

每年7月10日左右，不育系從始花期開始做雜交，每一株不育系下面1～2個果枝剪掉，選定不育系下部雌蕊正常雄蕊徹底敗育的花朵，用4類優(yōu)良品種做父本與不育系做雜交，連續(xù)授粉4～5 d，每一類優(yōu)良品種與不育系花授粉30～40朵。具體雜交方法為：當天下午3：00以后，選擇所有第2天要開放的不育系下部花朵，掐掉頂部的花冠露出柱頭套上麥稈，拴上紅毛線做標記，第2天上午8：30后，用4類優(yōu)良品種的花粉給不育系下部栓紅毛線的花授粉，授完粉仍用麥稈套上，并抽掉紅毛線掛上白牌，便于日后采收。授粉時應注意觀察不育系雄蕊是否有花粉，一定要捏取部分花粉粒碾開，目測是否有花粉，無花粉的為不育花，有花粉的要整株拔掉[5]。

2.2 不育系上部綁花自交

不育系下部花授粉完成后，繼續(xù)做不育系中部花用恢復系授粉（下文將詳細介紹），然后再做不育系上部綁花自交。具體方法為：當天下午3：00后，選擇所有第2天要自交開放的花蕾，頂端花冠用剪短的紅毛線綁住，避免第2天花冠張開，不要綁住花的柱頭，然后再用紅毛線拴住花柄和果枝2個部分，如果花蕾脫落，紅毛線仍留在果枝上，方便以后調查。第2天上午用同樣的方法，檢查當日要開放的花蕾，用紅毛線綁住當日要開放的花冠和花柄及果枝兩部分，每株不育系上部綁花5朵以上[5]。

2.3 不育系不育度的鑒定

在生產上，不育系敗育越徹底雜交率越高，利用價值就越高。因此，對于一個新不育系鑒定其不育度非常必要。常用自交方法鑒定不育系不育度，其不育度和自交成鈴率呈反比，成鈴率越低不育度越高[6]。每年10月20日左右調查不育系上部綁花自交結果，檢查每株做好標記的花朵，大部分自交鈴脫落，只有少量的小鈴干枯在果枝上，這樣的植株全部拔掉，保證了不育度逐步達到100%。

2.4 不育系下部雜交鈴采摘

調查不育系下部雜交鈴收獲情況，凡是不育系上部做好標記的自交花全部脫落的，每株下部雜交鈴按照標白牌上寫的不同組合，分別采摘放入網袋，懷疑是可育株的一律剔除，這樣更進一步的保證了不育系所制雜交種的純度。

3 恢復系培育

采用轉育技術對恢復系進行改良。用現(xiàn)有恢復系做母本，用4類優(yōu)良品種為父本雜交并連續(xù)回交，連續(xù)選散粉好的穩(wěn)定單株，與不育系測交和自交提純得到抗蟲、抗病和不抗蟲、抗病的恢復系，轉育成新恢復系的恢復株率和恢復度達100%。

3.1 恢復系中下部花做雜交進行轉育改良

每年7月中旬左右，從始花期開始，每天上午逐行逐株進行恢復系觀察記載，發(fā)現(xiàn)無花粉的花朵用白線做標記，有花粉的花朵用紅線做標記，接近盛花期時終止做標記，立即把全株無花粉或有少量花粉并對溫光敏感及發(fā)育異常株全部拔掉，留下全株有粉、粉量較大、發(fā)育正常株。然后用4類優(yōu)良品種做父本，恢復系正常株做母本進行雜交，具體雜交方法為：當天上午將留下恢復系正常株下面綁紅線的花鈴一同摘掉，當天下午3：00后，選擇所有第2天要開放的恢復系中下部花朵，人工剝花去雄露出柱頭套上麥稈，拴上紅毛線做記號，第2天上午8：30后，用4類優(yōu)良品種花粉給綁紅線的柱頭授粉，授完粉后仍然用麥稈套上，并掛牌編號注明日期和雜交組合，便于日后采收，每類優(yōu)良品種給恢復系授粉30～40朵。嚴格控制授粉，保證了恢復系的種質純度。

3.2 恢復系中上部花與不育系中部花測交

恢復系正常株中上部每一株上的花，選擇花粉飽滿、粉量較大，當日上午8：30后，與不育系中部花進行測交授粉，連續(xù)3～5 d授粉，每種類型授粉40～50朵花，并編號掛紅牌。注意授粉時仔細觀察不育系雄蕊是否有花粉（方法同上不育系下部花做雜交）。

3.3 恢復系中下部雜交鈴和不育系中部測交鈴收獲

每年吐絮后將恢復系正常株中下部雜交鈴，逐株按照標牌上寫的不同組合、不同編號分別采摘放入網袋。不育系中部掛紅牌的測交鈴同樣也按不同組合、不同編號分別摘入網袋。

第二年將恢復系正常株中下部掛牌的單株雜交鈴以株行種植，并選擇在枯黃萎病混生地種植，以便能更好地鑒定其抗病性。不育系中部測交鈴按編號每一個測交種后代種一行。從始花期開始，每天逐行逐株進行觀察記載，發(fā)現(xiàn)無花粉的花朵用白線做標記，有花粉的花朵用紅線做標記，到盛花期所有測交行每一株標記完成。結果發(fā)現(xiàn)，可育株率達100%的測交行，與其相對應的父本恢復系正常株中下部雜交鈴株行留下，其余的恢復系正常株中下部掛牌的雜交種株行淘汰。留下的恢復系株行再進行一次選優(yōu)淘劣，拔掉變異株和病株，然后再用上面（恢復系轉育技術）同樣的方法，中下部花人工去雄，用4類優(yōu)良品種授粉掛牌做標記，中上部花與不育系中部花進行測交掛紅牌做標記。吐絮后用同樣方法收獲恢復系中下部雜交鈴和不育系中部測交鈴。這樣年復一年的進行恢復系培育，直至選育出性狀優(yōu)良、配合力高、育性好的恢復系為止。不育系也是用上面同樣的方法進行每年轉育改良。

4 小結

引進的棉花三系經過連續(xù)4年計5代的轉育和選育，終于選育出不育性穩(wěn)定，不育株率及不育度均達100%的抗蟲不育系，同時也選育出綜合性狀優(yōu)良的保持系和恢復系，恢復系育性穩(wěn)定，恢復率與恢復度均達100%，實現(xiàn)了三系配套。今后還要對不育系、恢復系的抗蟲性、抗病性和豐產性進一步改良，逐步用轉育后的不育系為母本，轉育后的恢復系為父本配制大量的雜交組合，選出抗蟲、抗病、高產的三系雜交棉新品種（組合）。

參考文獻：

[1] 郭寶生，劉素恩，王兆曉，等.高產優(yōu)質“三系”雜交棉品種冀FRH3018的選育[J].河北農業(yè)科學，2010，14（7）：63-65.

[2] 范萬發(fā)，賀道華.棉花三系雜交種F1代出現(xiàn)不育株的根源研究[J].江西棉花，2010，32（4）：20-23.

[3] 栗紅梅，張友秋，孫鵬程，等.棉花三系育種技術進展[A].中國棉花學會2014年年會論文匯編[C]，呼和浩特：中國棉花學會，2014.84-85.

[4] 范萬發(fā)，賀昌太，左田夫.棉花胞質雄性不育恢復系選育技術探索[J].棉花學報.2008，20（4）：315-317.

[5] 陳善杰，閆顯會，湯三明，等.鄂北棉區(qū)引進的棉花雄性不育系育穩(wěn)定性鑒定[J].湖北農業(yè)科學，2012，51（7）：1317-1319.

[6]呂淑平，陳 靜，謝徳意，等.自育棉花不育系不育性鑒定[J].河南農業(yè)科學，2006（2）：47-48.