专利名称：棉花雄性不育恢复系杂交选育方法
技术领域：
本发 明涉及一种棉花恢复系的育种方法，即棉花雄性不育恢复系杂交选育方法，属于棉花三系育种技术领域。
背景技术：
棉花三系杂交种具有产量高、品质优、制种程序简便,制种成本低、质量高,且易形成产业化等诸多优点。因此，同行专家普遍认为三系法育种是实现棉花杂种优势利用最为有效的途径。国内外历经多年研究，虽完成了棉花三系配套，但在三系育种上未能取得突破进展，因原有恢复系配合力低、衣分低、丰产性差等，难以配制出高优势杂交种用于生产，主要难点是通过有性杂交选育高配合力综合性状优良的新种质恢复系困难。因此，高产、高配合力恢复系成功的选育是培育三系杂交种的关键。恢复系传统杂交选育方法的基本要点是，按照一般杂交育种的程序，通过选配亲本进行单交或复交，从杂种F1开始，根据单次调查恢复系的恢复力和育种目标，进行多代单株选择，并在适当的世代，与不育系测交，以测定恢复系的恢复力和配合力，选出恢复力强、配合力高、性状优良的恢复系。但是，因恢复系育性受两个独立遗传的基因控制，并含有恢复加强因子和诸多附加基因，采用传统杂交选育方法在选育过程中因连续杂交，单次育性调查，难以使育性代代跟踪，容易导致育性恢复基因或恢复加强因子或附加基因丢失，同时难以兼顾其丰产性，最后导致选育的材料要么恢复不丰产，要么丰产不恢复，要么恢复率高恢复度低，很难选育出性状优良、高配合力的恢复系，因此通过有性杂交的方法选育恢复系一直是同行研究者普遍认为的难题，为此，国内外学者大多采用系统选育方法进行恢复系选育，但是该方法很难使优良基因再重组，选育的恢复系虽然具备育性恢复能力，由于综合性状差，产量低，衣分低，结铃性差，且恢复系的遗传基础单一，制约了三系高优势组合的筛选。因此，研究一种有效的选育恢复能力强，综合性状好、产量高、配合力高、且遗传基础丰富的棉花雄性不育恢复系杂交选育方法，是目前需要解决的技术问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服了传统选育方法选育恢复系过程中，恢复基因易丢失，且难以兼顾抗病性、丰产性等优良性状的选择等技术难题，提供了一种有效的选育恢复能力强，综合性状好、产量高、配合力高、且遗传基础丰富的棉花雄性不育恢复系杂交选育方法。本发明解决其技术问题的技术方案是
棉花雄性不育恢复系杂交选育方法，其特征在于其工艺步骤包括亲本确定步骤、杂交步骤和育性跟踪选育步骤。所述的亲本确定步骤为以不育细胞质为基础，即始终以雄性不育胞质育性好的材料为母本，每次杂交时依据母本的特征特性，选择亲缘关系远，配合力高、优良性状互补，丰产性好的材料为父本。为克服传统恢复系杂交育种方法中连续杂交易使恢复基因丢失的缺点，所述的杂交步骤为阶梯式多级杂交步骤，即第一次杂交时选择质核互作型不育系与恢复系杂交的Fl代材料或具有雄性不育胞质育性好的恢复系材料A为母本，选择与A材料亲缘关系远，配合力高、优良性状互补，丰产性好的材料B为父本，进行首次杂交；对第一次杂交的后代，利用恢复系育性跟踪选育方法进行选择，选择育性稳定的后代材料C，以C为母本，根据母本C的特征特性，再次依据性状互补原则，确定父本D进行第二次杂交；对第二次杂交的后代采用恢复系育性跟踪选育方法再次进行选择，若选择的恢复系性状不理想，再以第二次杂交的后代选择的育性稳定材料E为母本，根据母本E的特征特性，依据性状互补原则，确定父本F进行第三次杂交，采用恢复系育性跟踪选育方法再次进行选择，若选择的恢复系性状仍不理想，再以第三次杂交后所选择的育性稳定材料为母本G，根据母本依据性状互补原则确定父本H，进行第四次杂交、…，直至选育出性状优良、配合力高、育性好恢复系为止。为保证每次杂交每个世代的育性恢复基因不丢失，所述的育性跟踪选育步骤分花粉育性分级标准步骤和每次杂交后杂种后代的育性跟踪、性状选择步骤，花粉育性分级 标准步骤将花的育性分为5级即O级花药100%散粉，且饱满，粉量大，I级花药介于100%-50%散粉，且粉量较大，II级花药< 50%散粉，且粉量较少，III级花药不散粉，手捻有粉，IV级花药无花粉；所述的优选步骤为将每次杂交后的杂种一代即Fl至杂种六代F6材料，于开花期依据分级标准对每个世代的每个单株的每朵花进行育性分级，并逐日记录在案，花期结束后，选择所有花为O级或O级和I级混生的单株即含有育性恢复基因的单株，淘汰I级以下(含I级)花的单株即育性恢复基因缺失的单株；于生长期对所选择的单株通过抗病性测定，选择抗病单株；于收获期选择丰产性好的单株，最后通过室内铃重、衣分和品质测定，进行决选；杂种六代后，开花期选优系中优良单株自交并与不育系测交，再按“5级育性”调查测交行育性，花期结束后对测交行进行育性分级，选择与所有花为育性O级或O级和I级混生的测交行所对应的自交单株种成株行并再次自交，自交混系再次通过抗病性鉴定、品质鉴定、配合力测定和产量测定，最终选育出综合性状优良、丰产性好、配合力高、育性好的恢复系。与现有技术相比，克服了传统选育方法选育恢复系过程中，恢复基因易丢失，且难以兼顾抗病性、丰产性等优良性状的选择等技术难题，本发明育种方法培育的恢复系的恢复力强、配合力高、综合性状优良、丰产性好，与不育系配组后能够培育出高优势三系杂交种。
具体实施例方式I、亲本确定步骤
以不育细胞质为基础，即始终以雄性不育胞质育性好的材料为母本，每次杂交时依据母本的特征特性，选择亲缘关系远，配合力高、优良性状互补，丰产性好的材料为父本。2、杂交方法步骤
为克服传统恢复系杂交育种方法中连续杂交易使恢复基因丢失的缺点，本方法采用阶梯式杂交方法，即第一次杂交时选择质核互作型不育系与恢复系杂交的Fl代材料或具有雄性不育胞质育性好的恢复系材料为母本(A)，选择与A材料亲缘关系远，配合力高、优良性状互补，丰产性好的材料为父本(B)，进行首次杂交，利用恢复系育性跟踪选育方法进行选择，待选择的后代材料(C)育性稳定后，以C为母本，根据母本C的特征特性，再次依据性状互补等原则，确定父本(D)进行第二次杂交，采用同样的恢复系育性跟踪选育方法再次进行选择，若选择的恢复系性状不理想，再以第二次杂交选择的育性稳定材料(E)为母本，根据母本E的特征特性，依据性状互补等原则，确定父本(F)进行第三次杂交，采用同样的恢复系育性跟踪选育方法再次进行选择，若选择的恢复系性状仍不理想，再以第三次杂交后所选择的育性稳定材料为母本G，根据母本依据性状互补原则确定父本H，进行第四次杂交、…，直至选育出性状优良、配合力高、育性好恢复系为止。3、育性跟踪选育步骤
(I)花粉育性分级标准
将花的育性分为5级即O级花药100%散粉，且饱满，粉量大，I级花药介于100%-50%散粉，且粉量较大，II级花药< 50%散粉，且粉量较少，III级花药不散粉，手捻有粉，IV级花药无花粉。 (2)通过多年研究证实，为保证每次杂交每个世代的育性恢复基因不丢失，每次杂交后的杂种一代(Fl)至杂种六代(F6)材料，于开花期依据分级标准对每个世代的每个单株的每朵花进行育性分级，并逐日记录在案，花期结束后，选择所有花为O级或O级和I级混生的单株(含有育性恢复基因)，淘汰含有I级以下(含I级)花的单株(育性恢复基因缺失)；生长期对所选择的单株通过抗病性测定，选择抗病单株；收获期选择丰产性好的单株，最后通过室内铃重、衣分和品质测定，进行决选。杂种六代(F6)后，开花期选优系中优良单株自交并与不育系测交，再按“5级育性”调查测交行育性，花期结束后对测交行进行育性分级，选择与所有花为育性O级或O级和I级混生的测交行所对应的自交单株种成株行并再次自交，自交混系再次通过抗病性鉴定、品质鉴定、配合力测定和产量测定，最终选育出综合性状优良、丰产性好、配合力高、育性好的恢复系。实施例I
高配合力优良恢复系邯R174和邯R251的杂交选育
1984年以陆地棉胞质雄性不育系104-7A为母本，与具有哈克尼西棉不育胞质的0-613-2恢复系杂交，其Fl (A)再与含有恢复加强因子的海岛棉军海I号(B)杂交，利用独创的“有性杂交育性跟踪选育技术”，于1989选育出配合力高、育性恢复好的骨干恢复系33系(C)，同年以33系为母本与自育的高衣分品系邯58系(D)杂交，采用同样的恢复系育性跟踪选育方法，于1991年选育出高衣分有限果枝型的骨干恢复系邯R系(E)。1991年、1993年以邯R系作母本，分别与中206 (F)和中棉所19 (G)杂交，经过多代育性定向选择、纤维品质检测、丰产性鉴定和配合力检测，分别于1995年、1998年育成具有育性好、配合力高、衣分高(43%左右)等特点的优良恢复系邯R174和具有早熟、高产、高衣分(45%左右)、优质、抗病、配合力高等特点的优良恢复系邯R251。实施例2
高配合力优良恢复系邯R174和邯R251的应用
采用独创的“有性杂交育性跟踪选育技术”，成功选育出性状优良、配合力高的恢复系邯R174和邯R251。近年利用邯R174和邯R251，相继选育出邯杂98_1、邯杂429、邯杂301、SGKZ8和银抗8号5个抗虫三系杂交种，目前我国所审定的5个转基因抗虫陆地棉三系杂交种均由其培育而成，攻克了同行专家普遍认为“杂交选育恢 复系难，远缘杂交选育恢复系更难”的难题，丰富恢复系的种质资源，创新了恢复系选育方法，填补了我国转基因抗虫三系杂交棉的空白，开辟了杂交棉育种新途径。
权利要求
1.棉花雄性不育恢复系杂交选育方法，其特征在于，其工艺步骤包括亲本确定步骤、杂交步骤和育性跟踪选育步骤， 所述的亲本确定步骤为以不育细胞质为基础，即始终以雄性不育胞质育性好的材料为母本，每次杂交时依据母本的特征特性，选择亲缘关系远，配合力高、优良性状互补，丰产性好的材料为父本； 所述的杂交步骤为阶梯式多级杂交步骤，即第一次杂交时选择质核互作型不育系与恢复系杂交的Fl代材料或具有雄性不育胞质育性好的恢复系材料A为母本，选择与A材料亲缘关系远，配合力高、优良性状互补，丰产性好的材料B为父本，进行首次杂交；对第一次杂交的后代利用恢复系育性跟踪选育方法进行选择，选择育性稳定的后代材料C，以C为母本，根据母本C的特征特性，再次依据性状互补原则，确定父本D进行第二次杂交；对第二次杂交的后代采用恢复系育性跟踪选育方法再次进行选择，若选择的恢复系性状不理想，再以第二次杂交的后代选择的育性稳定材料E为母本，根据母本E的特征特性，依据性状互补 原则，确定父本F进行第三次杂交，采用恢复系育性跟踪选育方法再次进行选择，若选择的恢复系性状仍不理想，再以第三次杂交后所选择的育性稳定材料为母本G，根据母本依据性状互补原则确定父本H，进行第四次杂交、…，直至选育出性状优良、配合力高、育性好恢复系为止； 所述的育性跟踪选育步骤分花粉育性分级标准步骤和每次杂交后杂种后代的育性跟踪、性状选择步骤，花粉育性分级标准步骤将花的育性分为5级即O级花药100%散粉，且饱满，粉量大，I级花药介于100%-50%散粉，且粉量较大，II级花药< 50%散粉，且粉量较少，III级花药不散粉，手捻有粉，IV级花药无花粉；所述的优选步骤为将每次杂交后的杂种一代即Fl至杂种六代F6材料，于开花期依据分级标准对每个世代的每个单株的每朵花进行育性分级，并逐日记录在案，花期结束后，选择所有花为O级或O级和I级混生的单株即含有育性恢复基因的单株，淘汰I级以下(含I级)花的单株即育性恢复基因缺失的单株；于生长期对所选择的单株通过抗病性测定，选择抗病单株；于收获期选择丰产性好的单株，最后通过室内铃重、衣分和品质测定，进行决选；杂种六代后，开花期选优系中优良单株自交并与不育系测交，再按“5级育性”调查测交行育性，花期结束后对测交行进行育性分级，选择与所有花为育性O级或O级和I级混生的测交行所对应的自交单株种成株行并再次自交，自交混系再次通过抗病性鉴定、品质鉴定、配合力测定和产量测定，最终选育出综合性状优良、丰产性好、配合力高、育性好的恢复系。
全文摘要
本发明属于棉花三系育种技术领域，内容包括育性分级、优良亲本确定、杂交方法和选择方法。该方法是通过远缘、多次杂交手段，采用“有性杂交育性跟踪选育技术”，通过育性代代跟踪，进行恢复系选育，确保性状优良、高配合力恢复系的成功选育，通过该方法成功选育出与不育系配组后能够筛选出强优势抗虫组合的高配合力恢复系邯R174和邯R251，近年利用邯R174和邯R251，相继选育出邯杂98-1、邯杂429、邯杂301、SGKZ8和银抗8号5个抗虫三系杂交种，目前我国所审定的5个转基因抗虫陆地棉三系杂交种均由其培育而成，攻克了同行专家普遍认为“杂交选育恢复系难，远缘杂交选育恢复系更难”的难题，丰富恢复系的种质资源，创新了恢复系选育技术，填补了我国转基因抗虫三系杂交棉的空白，开辟了杂交棉育种新途径。
文档编号A01H1/02GK102870666SQ20121038043
公开日2013年1月16日 申请日期2012年10月10日 优先权日2011年10月11日
发明者马维军, 任爱民 申请人:邯郸市农业科学院