专利名称：棉花清水喷花杀雄杂交制种方法
技术领域：
本发明属于一种杂交棉人工杀雄制种方法，具体涉及到用清水淋洗柱头和柱头下的花药杀雄，杀雄后以其它棉花品种或品系的花粉授粉，生产棉花杂交种子的杂交制种技术。
背景技术：
杂交棉在我国的大面积应用，对提高我国棉花单产起到了极为重要的作用。目前国内外棉花杂种优势利用的主要途径有雄性不育制种法(如三系法、二系法)、人工去雄授粉法、化学杀雄法和指示性状制种法(不去雄人工授粉制种法)四种。雄性不育制种法包括利用核雄性不育“一系两用法”、利用核雄性不育“二级法”、 利用细胞质雄性不育“三系法”三种方法，其中“一系两用法”所采用的核不育系在开花时， 群体出现不育株和可育株各占50%左右，为了保证制种纯度，需要将可育株拔除，因而在制种过程中一方面难以彻底去除可育株，另一方面开花时拔除可育株，严重影响大田群体制种棉株的合理分布，进而影响制种产量。“二级法”则在不育系繁殖过程中，需要拔除50%的可育株，余下50%的不育株用保持系予以保持，如果可育株拔除不彻底，混杂在不育系中， 影响制种纯度，另一方面在选配组合时受恢、保关系的制约，难以获得高优势组合。“三系法”杂种优势利用需要不育系、保持系和恢复系三系配套，研究表明，选用陆陆三系杂交棉配制方式，很难找到理想的杂优组合，而选用海陆三系配制方式，虽能找到增产显著的杂优组合，但由于海岛棉不育系亲和力下降，成铃率低、结实率低，而难以进行大量制种推广。人工去雄授粉法，组合选配自由，容易筛选出高优势组合。但在制种过程中需要投入大量的劳动力，一般每人每天承担的制种面积约200m2左右，日均去雄授粉的花朵约 400 500朵，按60%左右的成铃率计算，每人每天可生产杂交棉种子Ikg左右。按农村现有劳动力工价计算，每公斤种子的制种成本在80元左右。在这种制种方法中，人工去雄的劳动时间在75%以上，而授粉的劳动时间不到25%。因此，简化去雄手续，减少去雄劳动时间，对降低人工去雄授粉制种成本具有极其重要的作用。为此，国内外针对改进去雄方法进行了许多研究。袁有绿等利用长柱头性状在上午8 30母本散粉前进行异花授粉，杂交结实率可达92 %，但由于具有长柱头性状的母本丰产性、抗逆性的问题，难以选配出优势杂交组合。肖杰华等利用柱头外漏系(又称开放花蕾)生产杂交棉种子，为棉花杂种优势利用开辟了新的途径，但受这类亲本杂种优势配合力的影响，至今未能育成优势较强的杂交棉组合应用与生产。另外，利用棉花某些特殊性状作为指示性状，将具有这类性状的品种或品系作父本，以不具有这类性状的品种作母本进行杂交，根据杂种出苗后指示性状的有无，剔除假杂种，获得真杂交种子。到目前为止，可用于杂种优势利用的主要有芽黄、无腺体、紫红叶等性状，而利用这些性状配制的组合，优势不很强，通过审定的品种很少，也没有在生产中推广应用。化学杀雄法，是从棉花现蕾后相距一定的时间向棉株喷施化学杀雄剂。美国 chembred公司采用化学杀雄剂和蜜蜂传粉的方法生产杂交种子，但由于制种产量低，不得采用F2代，而F2代增产不明显，现已中止利用。我国上海市农科院、湖南农业大学等均研制出了化学杀雄剂，但由于棉花属于单生花，开花时间长，开花期间气温、雨水等变化大，施药时间和浓度不易掌握，制种产量不高，且纯度难以得到保证。棉花化学杀雄方法基本未实际应用。我国是棉花生产大国，杂交棉在我国得到了大面积的推广，但在推广的杂交棉中， 90 %以上为人工去雄授粉法获得的杂交棉种子，这种方法最大的优点是组合选配自由，容易筛选出高优势组合，同时&代仍有一定的剩余优势，而最大的制约因素是徒手去雄费时费工。因此，简化去雄手续，有效减少去雄的劳动用工，对充分利用棉花的杂种优势具有极为重要的意义。棉花是常异花授粉作物，天然异交结实率在3% 20%。棉花开花前一天花冠伸长，露出苞叶，这时花柱上着生的雄蕊基本成熟，但花粉粒仍包裹在花药内，到开花的当天， 随着花冠的张开花粉从花药内散出，花粉粒落在柱头上，1小时内即可萌发伸出花粉管，经过8小时即可达到子房，24 48小时内完成双受精。据叶左颜研究，7月下旬上午阴雨当日开花的棉铃脱落率达100%。金成忠为了研究降雨对棉花蕾铃脱落的影响，进行了模拟降雨试验，用喷雾器对上午开放的花朵喷水5秒钟左右，蕾铃脱落率最高达97. 2%。由此可见，开花时一定量的雨水进入开放的花朵内使花粉粒吸水膨胀破裂而失去生活力导致棉铃脱落。能否利用这一特点采用清水杀雄来生产杂交棉种子呢？为此我们进行了6年的试验，证实这一假设，发明了棉花清水喷花杀雄杂交制种方法。
发明内容
本发明利用刚开放的花朵张力大，花瓣相互重叠、具有较好的盛水性特点，通过喷水使花冠内的水分淹没雄蕊，可保持淹水时间30分钟以上，使花粉粒充分吸水膨胀破裂失去生活力而起到杀雄的作用，在喷水杀雄后，待柱头上无明水，即可进行人工授粉，生产杂交种。棉花清水喷花杀雄杂交制种方法，是以优良棉花的品种或品系作母本，进行人工去雄，以其它棉花品种或品系为父本，将父本花粉授到母本柱头上，生产杂交棉种子的制种方法；所述的人工去雄，是在棉花母本的花铃期，对当日开放的花朵于花冠开放后至60分钟内，用清洁水淋洗柱头和花药，对每朵花喷清水，喷水量为3 5ml，喷水持续时间3 5 秒钟，使花柱上的雄蕊浸泡在水中，花粉粒吸水膨胀破裂失去生活力而不能自花授粉。在喷水处理后待柱头上的水分蒸发后至母本柱头丧失活性前对母本授粉。该方法适应于对棉花开花期间全株或任一果枝或果节采用清水喷花杀雄制种。同时适应于对棉花当日开放的花朵，当花冠开放后直到其后的60分钟范围内，用清水喷花杀雄。可以选用转基因抗虫或抗除草剂棉花品种或品系或其它带有指示性状的棉花品种或品系为父本，以无上述相应性状的品种为母本，对所生产的杂交棉种子在播种出苗后以指示性状检验种子纯度并采取切实可行的去杂保纯措施。下面对本发明作进一步说明1、花粉粒在清水中浸泡30分钟以上，绝大部分花粉粒吸水膨胀破裂，失去生活力。取当天开放的花朵，在露水干后，用毛笔採取花粉，每次採取200朵花的花粉，充分摇勻
4后分成6大份，再将每份分成3小份，既3个重复。分别用清水浸泡0 (不浸泡)、15、30、45、 60和90分钟，以不浸泡的为对照，浸泡用水10ml，到时间后用移液管吸Iml放置在蔗糖培养基上，1小时后观察花粉粒萌发情况。浸泡15分钟，花粉粒的萌发就下降了 40个百分点， 浸泡30分钟，花粉粒萌发率仅为4. 6%，绝大部分花粉粒吸水破涨，浸泡时间45分钟后，未观察到萌发的花粉粒。(详见表1)
表1花粉粒清水浸泡对萌发率的影响
权利要求
1.一种棉花清水喷花杀雄杂交制种方法，其特征在于以优良棉花的品种或品系作母本，进行清水喷花杀雄，以其它棉花品种或品系为父本，将父本花粉授到母本柱头上，生产杂交棉种子；所述的清水喷花杀雄制种，是在棉花母本的花铃期，对当日开放的花朵于花冠开放后至60分钟内，每朵花喷清水，用清洁水淋洗柱头和花药，喷水持续时间3 5秒钟， 使花柱上的雄蕊浸泡在水中，使花粉粒充分吸水膨胀破裂失去生活力而不能自花授粉，待柱头上水稍干后授以父本花粉进行制种。
2.根据权利要求1所述的棉花清水喷花杀雄杂交制种方法，其特征在于适应于对棉花当日开放的花朵，当花冠开放后直到其后的60分钟范围内，用清水喷花杀雄，每次喷水量为3 5ml。
3.根据权利要求1所述的棉花清水喷花杀雄杂交制种方法，其特征在于棉花清水喷花杀雄杂交制种方法适应于对棉花开花期间全株或棉株上任一果枝或果节采用清水喷花杀雄制种。
4.根据权利要求1所述的棉花清水喷花杀雄杂交制种方法，其特征在于在喷水处理后待柱头上的水分蒸发后至母本柱头丧失活性前对母本授粉。
全文摘要
本发明涉及一种简易的棉花杂交制种方法。即利用棉花花冠较大，呈杯状，开花后最初的90分钟内花冠盛水性好的特点，在棉花花铃期，对当日开放的花朵于花冠开放后的60分钟内，用清洁水淋洗柱头和花药，每朵花喷清水3～5ml，连续喷水时间3～5秒钟，清洗柱头上的花粉粒，同时使花柱上的雄蕊浸泡在水中，让花粉粒充分吸水膨胀破裂失去生活力而不能自花授粉，在喷水处理后，待柱头上的水分蒸发，以其它棉花品种或品系为父本，将父本花粉授到母本柱头上，生产杂交棉种子的制种方法。该方法适应于人工去雄授粉所选配的父、母本交配的杂交组合或杂交品种的制种。
文档编号A01H1/02GK102405829SQ20111027976
公开日2012年4月11日 申请日期2011年9月20日 优先权日2011年9月20日
发明者刘海荷, 周仲华, 王峰, 陈金湘 申请人:湖南农业大学