本发明属于农业领域，涉及一种改良棉花早熟性的育种方法。
背景技术：
棉花是锦葵科(malvaceae)棉属(gossypium)，原产于亚热带，有亚洲棉、草棉、陆地棉和海岛棉四个栽培棉种，世界上栽培的棉花主要是陆地棉和海岛棉。我国陆地棉的种植面积占全国棉田总面积的98％以上，新疆部分地区有海岛棉的种植。我国分为三大主产棉区，包括长江流域、黄河流域和西北内陆棉区，其中长江流域和黄河流域的麦棉和油棉两熟棉区，西北内陆棉区的北疆、甘肃和内蒙古西部，种植的棉花均为早熟棉花品种。
随着现代农业的发展，棉花生产对早熟、优质、高产和适于机械化采收的新品种的需求愈加迫切。对于棉花育种而言，早熟性更是一个重要的农艺性状，品种生育期的适宜与否，直接影响品种对特定地区光温资源的利用和增产潜力。棉花的早熟性是受多基因控制的数量性状。通过育种方法和生物学方法缩短品种生育期，遗传改良其早熟性，可提高长江和黄河流域麦棉或油棉两熟棉区的复种指数，在无霜期短的北疆棉区可充分利用光热资源，避免生育前期倒春寒造成低温冷害和生育后期的早霜危害，从而保证棉花产量和品质。
生育期即从播种至吐絮期(50％的棉株第一个棉铃吐絮的日期)的天数。这是衡量棉花品种早熟性的主要指标。一般生育期越短，品种越早熟，在黄河与长江流域棉区的陆地棉品种，早熟棉花品种的生育期为101-120天，适合于小麦、大麦、油菜、马铃薯和大蒜等作物和蔬菜收获后种植，一年收获两季，同时适合于西北内陆早熟棉区，特别是新疆的北疆等地种植；中早熟品种生育期为121-130天，适合于麦棉套种，同时适合于西北内陆棉区，特别是新疆的南疆等地种植；中熟品种生育期为140天左右，只能在黄河流域和长江流域棉区一熟种植或育苗移栽。
棉花的早熟育种从二十世纪80年代开始列入国家育种攻关，经过30多年的研究，早熟棉花品种生育期由原来的一熟春棉的140天左右，缩短到110天左右，早熟棉品种中棉所10和中棉所16的育成，推动形成了我国特有的麦棉和油棉两熟的耕作制度，缓解了我国粮棉争地的矛盾，在此基础上育成的生育期105天和100天以内的早熟棉花品种中棉所50、中棉所74和夏早2号等为麦后直播奠定了坚实基础。因此，有效的改良棉花品种早熟性，促进棉花集中开花吐絮，有利于机械化收获，轻简化植棉，更有助于现代农业的发展。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种改良棉花早熟性的育种方法。
本发明所提供的改良棉花早熟性的育种方法，具体可包括如下步骤：
(a)以特早熟棉花材料为母本，以中早熟棉花材料为父本，进行杂交，得到f1代；
f1代与所述特早熟棉花材料相比，营养生长更加健壮，且与所述中早熟棉花材料相比，相对早熟。
(b)以所述f1代为母本，以早熟棉花材料为父本，进行杂交，得到复交f1代；从所述复交f1代中选择与其母本相比相对早熟，且与其父本相比营养生长更加健壮的个体；入选的复交f1代个体进行自交，获得复交f2代。
(c)从所述复交f2代中选择与所述中早熟棉花材料相比相对早熟，且与所述早熟棉花材料相比单株结铃数多的单株；入选的单株种成株行，从株行中筛选相对早熟且子指相对较高的株行；入选的株行种成株系，从株系中筛选生育期为105-110天的早熟、丰产(“丰产”是指与同类型对照品种相比，亩产皮棉增产10％以上)株系。
(d)将所述早熟、丰产株系推迟播期种植，加大早熟性选择压力，并注重大铃材料的筛选，从中选择相对早熟、大铃、丰产且健壮(“大铃”、“丰产”和“健壮”均为本领域技术人员可以把握的，熟知的技术术语，具体而言，“大铃”是指铃重5.5-6.0g；“丰产”是指与同类型对照品种相比，亩产皮棉增产10％以上；“健壮”是指株高80-100cm)的棉花株系，为决选株系；将所述决选株系继续推迟播期种植，加大早熟性选择压力，综合评判早熟性(“早熟”是指6月10-15日播种，田间8月5-10日打顶，10月25日吐絮率达到50％以上)和丰产性(“丰产”是指与同类型对照品种相比，亩产皮棉增产10％以上)，最终育成早熟、丰产的棉花品种。
在国家品种审定标准中，棉花可分不同类型的品种，根据播种时间的不同：有春棉和早熟棉；根据制种的方式分：有杂交棉、常规棉；根据纤维品质的不同：有不同类型的优质棉；根据纤维色泽：有彩色棉、白棉花。在品种审定之前的区域试验中，作为对照品种，原则上，应与参试的品系为同一类型。本发明育成的品种为常规早熟棉(纤维品质为iii型，纤维色泽为白色)，与同类型对照品种相比，亩产皮棉增产10％以上，就达到了品种审定的标准。
其中，所述特早熟棉花材料生育期为95-100天；所述早熟棉花材料生育期为101-120天；所述中早熟棉花材料生育期为121-130天。
步骤(a)和(b)中，亲本选配是以中早熟棉花材料为桥梁，将特早熟棉花材料的早熟性与中早熟棉花材料的生长健壮、根系发达的特性相结合，再与早熟棉花材料复交，以提高棉花的早熟性。
所述营养生长更加健壮体现为株高80-100cm、果枝数12-13个、单株结铃12-15个、根系更加发达。
所述相对早熟体现为生育期105-110天、开花结铃更快、吐絮畅且更集中。
在所述方法的步骤(c)中，所述单株结铃数相对较多具体为单株结铃12-15个；所述子指相对较高具体为子指9.5-11.5g。
在所述方法的步骤(c)中，从所述复交f2代中选择的所述单株的株高具体为80-100cm，果枝数具体为12-13个。
在所述方法的步骤(d)中，所述推迟播期种植，加大早熟性选择压力具体可为：6月10-15日播种，田间打顶时间为8月5-10日，选择10月25日吐絮率达到50％以上的株系。
在所述方法的步骤(d)中，所述注重大铃材料的筛选具体可为选择单铃重在5.5-6.0g的株系。
在本发明的一个实施例中，所述方法步骤(a)中的所述特早熟棉花材料具体为中棉所74；所述中早熟棉花材料具体为山农sf06；步骤(b)中的所述早熟棉花材料具体为中棉所24；相应的，步骤(d)中最终育成早熟、丰产的棉花品系具体为棉花早熟新品系中425。
在本发明的另一个实施例中，所述方法步骤(a)中的所述特早熟棉花材料具体为中棉所74；所述中早熟棉花材料具体为中棉所45；步骤(b)中的所述早熟棉花材料具体为早熟材料中425；相应的，步骤(d)中最终育成早熟、丰产的棉花品系具体为棉花早熟新品系中619。
本发明以中早熟亲本为桥梁，通过特早熟、早熟和中早熟亲本合理选配、早熟棉花材料营养体改良、遗传后代播种前子指选择和推迟播种时间加大早熟性选择压力的综合改良方法，提高棉花品种的早熟性，并协同改良早熟棉的结铃性和铃重。利用该方法选育的早熟、丰产棉花材料子指较大，出苗顶土能力强，植株健壮，早熟性好，开花吐絮集中，适应性广泛。为棉花机械化收获、轻简化植棉和农业改革提供品种支撑。
与现有技术相比本发明具有以下优点。
1、本发明针对机械化收获、轻简化植棉的棉花重大产业科技需求，通过亲本合理配置、营养生长改良、前期子指选择和推迟播期加大早熟性选择压力等关键技术环节，改良棉花早熟性，为选育生育期短、生长健壮、丰产性好，结铃性强和霜前花率高的早熟和丰产棉花品种提供技术支撑。
2、本发明相对于现有早熟棉育种技术，一改过去为提高棉花的早熟性，将早熟棉与特早熟棉直接配置杂交组合，虽然生育期缩短，早熟性提高，但棉花植株营养体过小，严重影响产量和品质。本方法以中早熟棉为桥梁，通过特早熟和中早熟亲本杂交，获得营养生长健壮的杂交一代，再将其与开花结铃快的早熟棉杂交，有效缓解早熟棉花品种营养生长和生殖生长的矛盾，在改良棉花早熟性、缩短棉花生育期的同时，保持了中早熟棉花品种的长势强、大铃和丰产的优势，有效创制营养体健壮、产量提高的早熟棉材料。
3、通过本方法选育出的早熟棉花品种子指较大，出苗顶土能力强，容易实现“一播全苗”。俗话说“有钱买种，没钱买苗”，“春争日，夏争时”，在长江流域和黄河流域棉区，前茬地一般是小麦、大麦或油菜收获后的板茬地，与翻耕整地后的白地相比，出苗条件较差，容易造成缺苗断垄，因此，棉花品种的出苗顶土能力尤为重要；早熟棉花品种一般5月底至6月初播种，棉花早出苗1天，将为棉花发育后期的开花、结铃和吐絮赢得2-3天的时间，从而确保早熟棉的产量和品质。因此，较大的子指和“一播全苗”不仅省工省时，而且是早熟棉花品种产量和品质的保障。
4、通过本方法选育出的早熟棉花品种适应性广，以往早熟棉花品种因其早熟，生育期短，形成的叶片少且叶面积小，光合产物供应不足，营养体小，棉铃偏小，株高仅为70cm左右。本方法选育的早熟棉花品种引进了中早熟棉花材料作亲本，将其茎秆粗壮、营养生长健壮的优点与早熟棉开花结铃快和吐絮集中的特点相结合，并且在后代筛选过程中，通过推迟播期，加大早熟性选择压力，使其在较短生长季节较快完成生长周期，所选育出的早熟棉花材料不仅适合于西北内陆做一熟春棉种植，而且适合于长江流域和黄河流域棉区两熟种植，适应性广泛。
附图说明
图1为改良棉花早熟性的途径。
具体实施方式
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
下述实施例中所用的材料，均可从商业途径得到。
中棉所74：记载于“麦后直播特早熟抗虫棉新品种——中棉所74.喻树迅,范术丽,宋美珍等.中国棉花,2010,37(3):23～29”一文，公众可从申请人处获得，仅可用于重复本发明实验使用。
山农sf06：记载于“山农sf06特征特性及栽培管理技术.王洪信,牛曰华,张兴居等.中国棉花,2013,40(5):37-37”一文，公众可从申请人处获得，仅可用于重复本发明实验使用。
中棉所24：记载于“棉花新品种中棉所24.喻树迅,黄祯茂.中国农村科技,2000(11):18-18”一文，公众可从申请人处获得，仅可用于重复本发明实验使用。
中棉所45：记载于“双价转基因抗虫棉中棉所45.喻树迅,范术丽,黄祯茂等.中国棉花,2004,31(3):25-26”一文，公众可从申请人处获得，仅可用于重复本发明实验使用。
本发明所提供的改良棉花早熟性的育种方法(图1)，包括：
1、亲本选配
以早熟为前提，以生育期95-100天的特早熟亲本材料为母本，与生育期121-130天的中早熟亲本杂交，其f1代生育期介于两亲本之间，以其做母本，与生育期101-120天的早熟品种杂交，其复交f1代自交，从f2分离世代筛选单株，之后进行株行、株系筛选鉴定。使入选的株系在早熟前提下，保持中早熟棉花品种较强的结铃性，从而达到早熟高产的选育目的。
2、营养体改良
早熟棉花品种产量低的主要原因是营养生长较弱，形成的叶片少且叶面积小，光合产物供应不足，株高仅为70cm左右。早熟棉花品种由于生育期短，营养体小，棉铃偏小，单铃重一般为5.0-5.5g，在生产上棉农更喜欢单铃重为6.0-6.5g的大铃棉花品种，但大铃棉花品种一般生育期偏长，因此，改良早熟棉花品种的营养生长，把具有开花结铃快的早熟亲本材料与大铃中早熟亲本材料配置杂交组合，使其f1代及其后代棉花营养生长健壮，生长发育加快，光合产物供应改善，株高达到80-100cm，根系发达，同时使后期开花结铃显著加快，把开花结铃快同优良农艺性状结合起来。在早熟棉花品种开花结铃快、吐絮畅且集中的基础上，导入中早熟棉花品种的大铃遗传基因，从而使后代早熟品种能稳固亲本生长健壮、结铃快和铃大的特点。
3、子指选择
子指是指百粒棉籽的重量、用“g”表示。陆地棉的子指一般在9-13g范围内，子指低即种子小，出苗顶土能力差，难以“一播全苗”，棉花植株营养体小，影响产量；而种子过大，出苗顶土能力虽增强，但降低了棉花的衣分，进而影响皮棉产量，而且种子大的棉花材料，生育期偏长，影响棉花早熟性。为提高棉花的早熟性，确保棉花出苗质量，在早熟棉株行和株系的筛选过程中，在生育期相当的情况下，适当提高棉花材料的子指，即早熟性相当，子指较高者入选。早熟棉花品种一般筛选子指9.5-11.5g的种子为宜。
4、加大选择压力
早熟棉花品种在长江流域和黄河流域，一般于前茬作物收获后，5月中下旬至6月初播种，10月25前吐絮率可达到80％，但随着播期的推迟，棉铃单铃重由5.5-6.0g下降到4.5-5.0g，下降约1-1.5g，为加大对早熟性的选择压力，推迟播期到6月10-15日播种，8月5-10日打顶，10月25日吐絮率达到50％以上，即在缩短的生长季节内，较快的完成生长周期，同时考查单铃重在5.5g以上的棉花材料或单株入选，遗传群体后代经过连续2-3年的迟播筛选，棉花品种的早熟性、结铃性和铃重得到协同改良。
通过上述选育方法，可选育出生育期105天左右，霜前花率80％以上，生长健壮，长势强，株高90cm左右，单铃重5.5g以上，单株结铃10个左右，纤维长度29mm，比强度29cn/tex的早熟、丰产和优质棉花品种。
实施例1、棉花早熟新品系中425的选育
棉花早熟新品系中425，植株呈塔型，叶色浅绿，铃卵圆形，结铃性强，生育期107天，株高94.2cm，第一果枝节位5.8，果枝数9.8台，单株结铃数10.5个，单铃重6.0g，衣分39.9％，霜前花率82.6％，霜前籽棉亩产195.3公斤，皮棉亩产77.9公斤。适合于黄河流域和长江流域棉区两熟种植，目前正参加国家、河南省和安徽省早熟棉区域试验，综合表现突出。
棉花早熟新品系中425是按照包括如下步骤选育的：
(a)以特早熟棉花品种中棉所74为母本，以中早熟棉花品种山农sf06为父本，进行杂交，得到f1代；f1代与特早熟棉花品种中棉所74相比营养生长更加健壮，且与所述中早熟棉花品种山农sf06相比相对早熟；
(b)以步骤(a)中所述f1代为母本，以早熟材料中棉所24为父本，进行杂交，获得复交f1代，从所述复交f1代中选择与其母本相比相对早熟(生育期105-110天、开花结铃更快、吐絮畅且更集中)，且与其父本相比营养生长更加健壮(株高80-100cm、果枝数12-13个、单株结铃12-15个、根系更加发达)的个体；入选的复交f1代个体进行自交，获得复交f2代；
(c)从所述复交f2代中选择与早熟棉花品种中棉所24相比营养生长更加健壮(茎秆粗壮，株高80-100cm，果枝数12-13个，单株结铃12-15个，根系更发达)，且与所述中早熟棉花品种山农sf06相比相对早熟(生育期105-110天、开花结铃更快、吐絮畅且更集中)的单株；入选的单株种成株行，从株行中筛选相对早熟(生育期105-110天、开花结铃更快、吐絮畅且更集中)、子指9.5-11.5g的株行；入选的株行种成株系，从株系中筛选生育期105-110天的早熟、丰产(“丰产”是指与同类型对照品种相比，亩产皮棉增产10％以上)株系；
(d)将步骤(c)中的所述早熟、丰产株系推迟播期，6月10-15日播种，加大早熟性选择压力，8月5-10日打顶，选择10月25日吐絮率50％以上的棉花株系，同时注重大铃材料的筛选，铃重5.5g-6.0g，从中选择相对早熟(生育期105-110天、开花结铃更快、吐絮畅且更集中)、大铃、丰产且健壮(“大铃”是指铃重5.5-6.0g；“丰产”是指与同类型对照品种相比，亩产皮棉增产10％以上；“健壮”：株高80-100cm)的棉花株系，为决选株系；将所述决选株系继续推迟播期种植，加大早熟性选择压力(即6月10-15日播种，田间打顶时间为8月5-10日，选择10月25日吐絮率达到50％以上)，综合评判其早熟(“早熟”即6月10-15日播种，田间8月5-10日打顶，10月25日吐絮率达到50％以上)和丰产(“丰产”是指与同类型对照品种相比，亩产皮棉增产10％以上)性，从而获得所述棉花早熟新品系中425(对决选株系在不同年份的早熟性和丰产性表现进行验证，因为有的株系，在不同年份，由于光温水等气候因素的不同，其表现差异较大，所以，应入选早熟、丰产性表现稳定的株系，最终育成棉花早熟新品系中425)。
实施例2、棉花早熟新品系中619的选育
棉花早熟新品系中619，植株呈筒型，叶色深绿，铃圆形，结铃性强，生育期105天，株高86.6cm，第一果枝节位5.4，果枝数10.5台，单株结铃数12.1个，单铃重5.5g，衣分42.3％，霜前花率85.2％，霜前籽棉亩产183.1公斤，皮棉亩产77.4公斤。适合于黄河流域和长江流域棉区两熟种植，目前正参加国家、河南省早熟棉区域试验，综合表现突出，同时在新疆阿克苏、图木舒克和库尔勒进行无地膜覆盖植棉的试验与示范，亩产籽棉600斤左右，为解决新疆棉花的地膜污染提供了技术支撑。
棉花早熟新品系中619是按照包括如下步骤选育的：
(a)以特早熟棉花品种中棉所74选系为母本，以中早熟棉花品种中棉所45为父本，进行杂交，得到f1代；所述f1代与所述特早熟棉花品种中棉所74相比营养生长更加健壮，且与所述中早熟棉花品种中棉所45相比相对早熟；
(b)以步骤(a)中所述f1代为母本，以早熟材料中425为父本杂交，获得复交f1代，从所述复交f1代中选择与其母本相比相对早熟(生育期105-110天、开花结铃更快、吐絮畅且更集中)，且与其父本相比营养生长更加健壮(株高80-100cm、果枝数12-13个、单株结铃12-15个、根系更加发达)的个体；入选的复交f1代个体进行自交，获得复交f2代；
(c)从所述复交f2代中选择与早熟棉花材料中425相比营养生长更加健壮(茎秆粗壮，株高80-100cm，果枝数12-13个，单株结铃12-15个，根系更发达)，且与所述中早熟棉花品种中棉所45相比相对早熟(生育期105-110天、开花结铃更快、吐絮畅且更集中)的单株；入选的单株种成株行，从株行中筛选相对早熟(生育期105-110天、开花结铃更快、吐絮畅且更集中)、子指9.5-11.5g的株行；入选的株行种成株系，从株系中筛选生育期105-110天的早熟、丰产(“丰产”是指与同类型对照品种相比，亩产皮棉增产10％以上)株系；
(d)将以步骤(c)中的所述早熟、丰产株系推迟播期，6月10-15日种植，加大早熟性选择压力，8月5-10日打顶，选择10月25日吐絮率50％以上的棉花株系，同时注重大铃材料的筛选，铃重5.5g-6.0g，从中选择(生育期105-110天、开花结铃更快、吐絮畅且更集中)、大铃、丰产且健壮(“大铃”是指铃重5.5-6.0g；“丰产”是指与同类型对照品种相比，亩产皮棉增产10％以上；“健壮”：株高80-100cm)的棉花株系，为决选株系；将所述决选株系继续推迟播期种植，加大早熟性选择压力(即6月10-15日播种，田间打顶时间为8月5-10日，选择10月25日吐絮率达到50％以上的株系)，综合评判其早熟(“早熟”即6月10-15日播种，田间8月5-10日打顶，10月25日吐絮率达到50％以上)和丰产(“丰产”是指与同类型对照品种相比，亩产皮棉增产10％以上)性，从而获得所述棉花早熟新品系中619(对决选株系在不同年份的早熟性和丰产性表现进行验证，因为有的株系，在不同年份，由于光温水等气候因素的不同，其表现差异较大，所以，应入选早熟、丰产性表现稳定的株系，最终育成棉花早熟新品系中619)。