專利名稱：棉花遠(yuǎn)緣雜交育種方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及棉花遠(yuǎn)緣雜交育種的方法。
我國棉花育種一直采用品種間雜交，由于親本間親緣關(guān)系相近，遺傳基因庫貧乏，難于選出突破性品種，從1927年至今，國內(nèi)外許多學(xué)者很重視棉屬種間雜交育種的研究，特別是棉屬野生種資源的開拓和利用。現(xiàn)在國內(nèi)外總共獲得了十五個栽培種與野生種的可育的雜種后代，僅有少數(shù)幾個國家如前蘇聯(lián)、美國等培育出棉花種間雜交品種，在國內(nèi)有江蘇省農(nóng)科院培育出陸地棉與中棉雜交的“江蘇一號”品種。由于時代的科學(xué)技術(shù)發(fā)展所限，盡管各個學(xué)者采用了有局限性的單一方法，如嫁接，染色體加倍，混合授粉，橋梁雜交法，母本不去雄方法，離體培養(yǎng)胚珠，以及植物激素的應(yīng)用，雖然取得了一些改良效果，但對于克服棉屬種間雜交雜種當(dāng)代胚不育和雜種后代不孕等種間隔離的難題，都沒有取得突破性進(jìn)展。仍然缺乏系統(tǒng)有效的方法，故而仍然不能擺脫費時間、工作量大、重復(fù)性差的被動局面，更不能做為常規(guī)育種手段而被廣泛利用。
本發(fā)明的目的是提供一種進(jìn)行棉屬種間雜交的方法，將野生棉種的有益性狀向陸地棉轉(zhuǎn)移，創(chuàng)選新的育種資源，培育豐產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、多抗的優(yōu)良品種。
為達(dá)到這一目的，本發(fā)明采用了以下方法1．用不同的棉種進(jìn)行雜交，授粉后，在雜交鈴的苞葉基部滴施GA3，濃度為25-150ppm，優(yōu)選50ppm，和NAA，濃度為20-320ppm，優(yōu)選40ppm，混合成交替使用，最好每日一次交替使用，各用5次。用量為每個棉鈴0.1-0.5ml，優(yōu)選0.2ml。
2．在雜交鈴發(fā)育成熟前，無菌條件下，將胚剝出進(jìn)行離體培養(yǎng)。優(yōu)選使用懷特培養(yǎng)基，更優(yōu)選使用由KNO3,Ca(NO3)2,KH2PO4,MgSO4,KCl，檸檬酸鐵鹽，pH值為7的簡化的懷特培養(yǎng)基。
3．將濃度為7-11ppm的秋水仙堿溶液加到培養(yǎng)基內(nèi)，對于染色體2n棉種的母本優(yōu)選為7.5ppm，對于染色體4n棉種的母本優(yōu)選為10ppm。
4．進(jìn)行雜種胚培養(yǎng)，移載，獲得可育的種間雜種。
5．提高孕性。在一優(yōu)選方案中，采用多親本，多種組合的方式以陸地棉為母本與獲得的F1代及低代雜種回交；在另一優(yōu)選方案中，用陸地棉作帖木，雜種植株作接穗進(jìn)行嫁接。
6．采用人工自交和定向選擇縮短分離世代。
7．在不同生態(tài)條件下，多點試驗，選育，鑒定和品比。
采用上述方法獲得了良好的效果(1)采用棉屬種雜交新技術(shù)，即對雜交鈴噴(滴)植物激素(GA3和NAA)--離體培養(yǎng)雜種胚--同步試管內(nèi)染色體加倍三者相結(jié)合，對克服雜交不孕及F1不育效果極為顯著，一般有效鈴率達(dá)30-100％，與傳統(tǒng)方法比較提高功效十幾倍到幾十倍。
(2)獲得了14個野生棉種與陸地棉多個品種的種間雜種，其中12個野生棉種已有高代雜種，據(jù)近20年來的國際文獻(xiàn)檢索，全世界十多個主要植棉國獲得F4代以上雜種的野生棉種的總數(shù)，合計起來共計15個種，我所一家已有12個種，達(dá)國際先進(jìn)水平。
(3)從陸地棉與12個野生棉種以及與中棉草棉的高代雜種中，已育成一批各具1-2項特優(yōu)農(nóng)藝性狀的新型種質(zhì)資源系列，包括高強纖維(比強27.4-33.3克/特克斯)、特長絨(36.5-40.65mm)，高衣分(47.7-48.6％)、抗棉蚜、抗棉鈴蟲(I級)、兼抗枯萎病黃萎病(病指0-8、8-25)等，豐富了我國種質(zhì)資源庫。其中陸地棉與G.bickii、G.somalense兩個雜種種質(zhì)系列、屬國際領(lǐng)先。
(4)已育成并通過審定大面積推廣了5個種間雜交新品種，另有9個新品系已通過或進(jìn)入省級和國家級區(qū)試、其中三元雜交新品種“石遠(yuǎn)321(冀24)”的表現(xiàn)尤為突出，1993-1994年國家區(qū)試中霜前皮棉平均超對照“中棉所12號”19.7％，居參試品種第一位，為“8.5攻關(guān)”國家要求增產(chǎn)指標(biāo)(8％)的2.5倍。抗病優(yōu)質(zhì)、適應(yīng)性強，在廣大棉區(qū)種植均有上好表現(xiàn)，在新疆棉區(qū)更為突出。如1997年農(nóng)一師4000畝豐產(chǎn)方獲得平均畝產(chǎn)皮棉200.8公斤的大面積高產(chǎn)罕見記錄。這個三元雜種新品種為我國首創(chuàng)，國家科委已列入“九五”期間重點推廣計劃，1997年推廣面積400萬畝。
實施例
1981年-1994年，先后用栽培種與棉屬野生種雜交(具體品種見表1)，去雄和授粉同一般雜交方法，從授粉當(dāng)天開始，分別用GA350ppm和NAA40ppmm的水溶液，滴入雜交鈴苞葉內(nèi)，每日一次，每次用一種，交替使用，各滴5次，每毫升藥液滴5個雜交鈴。雜交鈴在授粉后30天(二倍體栽培種作母本)或40-45天(四倍體棉種作母本)時采鈴，在無菌條件下將雜種胚剝出，接入試管內(nèi)，進(jìn)行離體培養(yǎng)。培養(yǎng)基采用加以修改的含6種無機(jī)鹽的White培養(yǎng)基，PH=7，在培養(yǎng)基內(nèi)加入7.5ppm(二倍體棉種作母本)或10ppm(四倍體棉種作母本)，種間雜種胚在28-30℃，附加照明的條件下培養(yǎng)，小苗長出2-3片真葉時，移入花盆，采用上述方法先后獲得栽培種與12個野生種的可育的雜種F1代(見表1)。
所獲的可育的F1和早代雜種進(jìn)行強迫性回交，選用多親本和多組合，以增加優(yōu)良組合的選擇機(jī)率，并提高有益性狀重組的頻率?；亟粫r，一般采用陸地棉作回交母本，回次1-2次，次數(shù)不易過多、以防轉(zhuǎn)育的野生種特性丟失，同時有利縮短雜種分離世代，穩(wěn)定雜種性狀。為了盡量擴(kuò)大早代雜種群體，使雜種群體植株間相互混交，將獲得優(yōu)株優(yōu)系，連續(xù)進(jìn)行定向選擇，將性狀盡快穩(wěn)定，然后將所獲的性狀穩(wěn)定的優(yōu)株優(yōu)系，與河北、山東、河南、山西、陜西等育種單位合作，1981-1996年向上述單位提供6000多供種間雜種高代資源。進(jìn)行多點選擇，到目前為止，除了選育八類具有1-2個特優(yōu)藝性狀的新種質(zhì)資源，供育種利用之外，已有五個品種先后通過國家級和省級的品種審定(見表2)，還有九個優(yōu)系參加國家級和省級的區(qū)試(見表3)。使棉花種間雜交育種方法已成為棉花育種的重要新途徑之一。
表1栽培種×野生種的選育進(jìn)展
<p>表2已審定正在推廣的種間雜交新品種
表3已選育成功進(jìn)入省級以上區(qū)試的新品系(1995-1997)
權(quán)利要求
1．一種棉花遠(yuǎn)緣雜交育種的方法，包括a．用不同的棉種進(jìn)行雜交，授粉后，在雜交鈴的苞葉基部滴施GA3，濃度為25-150ppm，和NAA，濃度為20-320ppm，混合成交替使用，總用量為每個棉鈴0.1-0.5ml；b．在雜交鈴發(fā)育成熟前，無菌條件下，將胚剝出進(jìn)行離體培養(yǎng)；c．將濃度為7-11ppm的秋水仙堿溶液加到培養(yǎng)基內(nèi)；d．進(jìn)行雜種胚培養(yǎng)，移載，獲得可育的種間雜種；e．提高孕性；f．采用人工自交和定向選擇縮短分離世代；g．在不同生態(tài)條件下，多點試驗，選育，鑒定和品比。
2．按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在雜交鈴的苞葉基部滴施GA3，濃度為50ppm，和NAA，濃度為40ppm，總用量為每個棉鈴0.2ml。
3．按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，GA3和NAA每日一次交替使用，各用5次。
4．按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，將胚剝出進(jìn)行離體培養(yǎng)使用的是懷特培養(yǎng)基。
5．按照權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，將胚剝出進(jìn)行離體培養(yǎng)使用的是由KNO3,Ca(NO3)2,KH2PO4,MgSO4,KCl，檸檬酸鐵鹽組成的，pH值為7的簡化的懷特培養(yǎng)基懷特培養(yǎng)基。
6．按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，秋水仙堿的使用濃度，對于染色體2n棉種的母本為7.5ppm，對于染色體4n棉種的母本為10ppm。
7．按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，提高孕性的方法是采用多親本，多種組合的方式以陸地棉為母本與獲得的F1代及低代雜種回交進(jìn)行的。
8．按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，提高孕性的方法是用陸地棉作帖木，雜種植株作接穗進(jìn)行嫁接進(jìn)行的。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種棉花遠(yuǎn)緣雜交育種的新方法,通過用GA
文檔編號A01H1/02GK1219347SQ9712201
公開日1999年6月16日 申請日期1997年12月12日 優(yōu)先權(quán)日1997年12月12日
發(fā)明者梁正蘭, 姜茹琴, 鐘文南, 孫傳渭, 何鑒星, 趙國忠, 劉棣良, 邱仲錦, 張欣雪 申請人:中國科學(xué)院遺傳研究所