一种选育长江流域棉区强优势杂交棉的方法与流程

本发明属于杂交棉领域，具体涉及一种选育长江流域棉区强优势杂交棉优异亲本和杂交种的方法。

背景技术：

杂种优势是生物界普遍存在的一种现象。利用杂种优势能够有效地将棉花的高产、优质和抗逆等结合起来，并且杂交组合配置灵活，能够较快的提高棉花的产量、改善棉纤维品质，以快速应对生产需求。因此，利用杂种优势培育棉花新品种是目前棉花育种主要策略之一。

目前，我国棉花生产的布局形成长江流域、黄河流域和新疆三足鼎立的格局。长江流域地理位置优越，自然资源丰富，是我国经济密度最大的经济地带之一，也是我国经济增长潜力最大的地区之一。我国纺织工业集中在东部沿海地区，长江流域作为我国三大棉区之一，棉花种植在增加农民收入、促进东部沿海纺织产业发展中占有重要地位。由于比较效益较低，长江流域棉花生产形势极其严峻。以2016年为例，新疆棉花播种面积为2707.8万亩，减少148.8万亩，同比下降5.2％；黄河流域棉花面积减少221.7万亩，下降14.3％；长江流域棉花面积减少241.1万亩，下降19.8％。长江流域植棉面积减少最多，而且已经持续减少多年。

强优势杂交棉品种可以通过利用其杂种优势大幅度提高单位面积的棉花产量，提高植棉效益，增加棉农收入。而且，杂交组合配置灵活，能够根据目前生产需求快速选育出应对品种，并且杂种优势突出、种源容易控制等优点受到棉花育种者和种子企业重视。因此，选育高产稳产的强优势杂交棉品种，研发配套技术，是长江流域棉花产业稳定可持续发展的首要任务。但是，由于育种技术落后等原因，生产上杂交棉结铃性、铃重、衣分等产量构成关键指标协调不强、产量优势未实现突破，而且优异亲本育种周期长，杂交组合亲本选配比较盲目，导致强优势杂交棉新品种选育效率低，棉花杂种优势利用遇到瓶颈性难题。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题为：如何构建一种高效率的杂交棉优异亲本和杂交种选育方法。

本发明的技术方案为：一种选育长江流域棉区强优势杂交棉的方法，该方法以长江流域棉区品种鄂抗棉9号为骨干亲本，建立优异亲本选育系谱，构建长江流域棉区高产稳产母本类群；以黄河流域棉区品种中棉所41或中棉所23为骨干亲本，建立优异亲本选育系谱，构建黄河流域棉区抗病抗虫父本类群；并利用上述母本类群和父本类群配置杂交组合，筛选出产量优势显著的强优势杂交种。

进一步地，以长江流域棉区品种鄂抗棉9号为骨干亲本，按照登山式选育模式，建立优异亲本选育系谱。

具体地，以长江流域棉区品种鄂抗棉9号为骨干亲本，按照登山式选育模式，建立优异亲本选育系谱的具体方法为：以长江流域棉区品种鄂抗棉9号为骨干亲本，通过自交后代多年优中选优，或者与另一个或几个亲本杂交，在杂交组合后代中，按照登山过程中“向着山顶前进、一步一景”的情况，以综合性状改良为目标，通过阶梯选择，f2～f3代选择大铃、高衣分或抗枯萎病性状，f4～f8代选择结铃性强、耐黄萎病或理想株型性状，即特定世代范围选择特定性状，每一世代选择过程中铁腕淘汰其它性状表现较差单株，最终建立优异亲本选育系谱，获得一系列综合性状改良、高产稳产突出的高代育种中间材料，形成长江流域棉区高产稳产母本类群。

进一步地以黄河流域棉区品种中棉所41或中棉所23为骨干亲本，按照登山式选育模式，建立优异亲本选育系谱。

具体地，以黄河流域棉区品种中棉所41或中棉所23为骨干亲本，按照登山式选育模式，建立优异亲本选育系谱的具体方法为：以黄河流域棉区品种中棉所41或中棉所23为骨干亲本，通过自交后代多年优中选优，或者与以另一个或几个亲本杂交，在杂交组合后代中按照登山过程中“向着山顶前进、一步一景”的情况，以综合性状改良为目标，通过阶梯选择，f2～f3代选择大铃、高衣分或抗枯萎病性状，f4～f8代选择结铃性强、耐黄萎病或理想株型性状，即特定世代范围选择特定性状，每一世代选择过程中铁腕淘汰其它性状表现较差单株，最终建立优异亲本选育系谱，获得一系列综合性状改良、抗病抗虫突出的高代育种中间材料，形成黄河流域棉区抗病抗虫父本类群。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明通过选用长江流域主要栽培的国审高产稳产棉花品种鄂抗棉9号为基础育种材料，建立了优异亲本选育系谱，构建了长江流域高产稳产母本类群；该母本类群继承了鄂抗棉9号高产稳产、优质、多抗的特性。以黄河流域主要栽培的国审转基因抗虫棉品种中棉所41及其亲本中棉所23为基础育种材料，构建了黄河流域抗病抗虫父本类群；该父本类群继承了中棉所41及其亲本中棉所23的抗病抗虫特性。然后，通过构建的母本类群和父本类群，配置杂交组合，高效率持续筛选出高产稳产、优质、抗病、抗虫的长江流域棉区杂交棉新品种。针对生产需求，快速实现了产量与主要经济性状的协同改良，明显缩短了优异亲本培育周期，而且避免了杂交组合选配亲本的盲目性，显著提高了强优势杂交棉新品种选育的效率和成功率。

附图说明

图1优异亲本的登山式选育模式；

图2为长江流域高产稳产母本类群的构建路线；

图3为黄河流域抗病抗虫父本类群的构建路线；

图4为母本类群和父本类群的杂交组合选配路线。

具体实施方式

在杂交棉的育种过程中，棉花优异亲本具有许多优良性状和高配合力，可以直接配置杂交组合，选育棉花强优势杂交种，也可以作为育种基础材料，衍生新的优异亲本，用于新一轮杂交育种。因此，选育和改良优异亲本对培育强优势杂交棉新品种具有重要意义。鉴于长江流域棉花杂种优势利用中，父母本类群和骨干亲本较少的问题，通过种质资源的性状精准鉴定，选择长江流域棉区品种鄂抗棉9号和黄河流域棉区品种中棉所41为骨干亲本，构建了登山式选育模式。如图1所示，即按照登山过程中“向着山顶前进、一步一景”的情况，确定了“目标明确、阶梯选择、铁腕淘汰”的方针。具体来说，在后代中，以综合性状改良为目标，通过阶梯选择，f2～f3代选择大铃、高衣分或抗枯萎病性状，f4～f8代选择结铃性强、耐黄萎病或理想株型性状，即特定世代范围选择特定性状，每一世代选择过程中铁腕淘汰其它性状表现较差单株，最终建立了优异亲本的选育系谱，获得了一系列在结铃性、铃重、衣分、抗病性等方面表现优异的高代育种中间材料，成功构建了长江流域杂种优势利用的长江流域高产稳产母本类群和黄河流域抗病抗虫父本类群。

实施例1母本类群的构建

以长江流域当时主要栽培的国审高产稳产棉花品种鄂抗棉9号为基础育种材料，建立了优异亲本选育系谱，构建了长江流域高产稳产母本类群。其中，9053是鄂抗棉9号自交后代经过10代(s1～s10)选择获得的高衣分选系，中9018是鄂抗棉9号自交后代经过12代(s1～s12)选择获得的大铃选系，中053、中392326、中309、1638、中cj377126都是以鄂抗棉9号为核心亲本，与另一个或几个亲本杂交，在组合后代中按照登山式选育模式经过多代选育而成，继承了鄂抗棉9号高产稳产、优质、多抗的特性。上述各个选系的杂交路线如图2所示。

实施例2父本类群的构建

以黄河流域当时主要栽培的国审转基因抗虫棉品种中棉所41及其亲本中棉所23为基础育种材料，得到以下选系：392316、zgk9708、中棉所41选系1、sgk9708选系p4、中棉所41选系2、zgk9708-41。构建了黄河流域抗病抗虫父本类群。上述各个选系的杂交路线如图3所示。

实施例3父本类群和母本类群杂交组合的选配

利用培育的长江流域高产稳产母本类群和黄河流域抗病抗虫父本类群，配置杂交组合，经过多年多个生态区的鉴定，筛选出产量优势显著的强优势杂交种。2006年以来高效率地持续育成了1个国审强优势杂交棉品种(中棉所63，适宜长江流域棉区)和5个省级审定强优势杂交棉品种(中棉所55、中棉所62、中棉所65、中棉所71、中棉所87，适宜不同生态区)，实现了产量与主要经济性状的协同改良，引领了长江流域棉区生产品种的更新换代。父本类群和母本类群杂交组合的选配如图4所示。

表1中棉所63等强优势杂交棉新品种的产量表现

培育的6个强优势杂交棉品种产量优势突出，其中5个品种在区试或生产试验中产量居第一位，且均表现纤维品质指标协调性好，抗逆性强。以中棉所63为代表，于2007年通过国家农作物品种审定委员会审定(审定编号：国审棉2007017)，适宜在长江流域棉区种植。2004～2005年长江流域国家棉花品种区域试验汇总，中棉所63平均亩产籽棉237.82kg、皮棉98.57kg，分别比对照种湘杂棉2号增产10.14％和9.97％，皮棉增产极显著，居第一位。2004～2005年长江流域国家棉花品种区域试验中，中棉所63纤维上半部平均长度30.0mm，断裂比强度29.1cn/tex，马克隆值4.8，断裂伸长率7.0％，反射率76.1％，黄度深度8.2，整齐度指数84.2％，纺纱均匀性指数139。各项指标协调且明显优于对照种。

2008～2010年中棉所63在湖北省沙洋县种植3年，平均亩产籽棉322.00kg，特别是2010年遭受苗期阴雨低温和8月中旬低温冷害的影响下，表现突出，平均亩产籽棉仍然达到319.47kg。2010～2015年连续六年被农业部推荐为长江流域棉区主导品种，是年限最长的杂交棉主导品种和长江流域棉区主导品种，2016～2017年还被浙江省农业厅推荐为该省主导品种。生产上多次出现大面积种植籽棉亩产过千斤的高产典型，是目前累计推广面积最大的转基因抗虫杂交棉品种。

中棉所55(中cj7-9)于2006年通过江西省审定，在2004～2005年江西省两年棉花品种区域试验中，平均亩产籽棉287.69kg、皮棉124.56kg，分别比对照(中棉所29)增产14.61％和20.59％，皮棉增产极显著，名列前茅；其中霜前皮棉亩产比对照(中棉所29)增产20.53％，居第一位。纤维上半部平均长度29.45mm，断裂比强度29.85cn·tex-1，马克隆值5.05，断裂伸长率6.50％，反射率75.70％，黄度深度8.70，整齐度指数84.55％，纺纱均匀性指数138.30。综合纤维品质优于对照种。

中棉所62于2007年通过江西省审定，在2004年江西省棉花品种区试预试和2005～2006年江西省两年棉花品种区域试验中，平均亩产籽棉296.63kg、皮棉126.31kg，分别比对照种(中棉所29、泗抗3号和楚杂180)平均增产10.49％和8.30％，均居第一位。纤维上半部平均长度29.8mm，断裂比强度30.8cn·tex-1，马克隆值4.9，断裂伸长率7.0％，反射率74.2％，黄度深度8.5，整齐度指数84.9％，纺纱均匀性指数145.9。

中棉所65于2009年通过安徽省审定，在2005～2006年安徽省两年棉花品种区域试验中，平均亩产籽棉257.27kg、皮棉108.83kg，分别比对照种(皖杂40)增产6.60％和7.19％。2007年安徽省生产试验中平均亩产籽棉246.60kg、皮棉104.00kg，分别比对照种(皖杂40)增产18.56％和19.27％，均居第一位。纤维上半部平均长度29.65mm，断裂比强度29.4cn·tex-1，马克隆值4.85，整齐度指数84.8％，纤维各项指标较协调。

中棉所71是2009年唯一通过湖北省审定的棉花品种，在2005年湖北省棉花品种区试预试和2006～2007年湖北省两年棉花品种区域试验中，平均亩产籽棉290.59kg、皮棉118.80kg，分别比对照种(鄂杂棉10号)增产4.23％和4.91％。纤维上半部平均长度29.0mm，断裂比强度28.9cn·tex-1，马克隆值5.0。品质优于对照种。

中棉所87于2013年通过浙江省审定，在2010～2011年浙江省两年棉花品种区域试验中，平均亩产籽棉279.29kg、皮棉118.70kg，分别比对照种(慈抗杂3号)增产5.14％和7.40％，均居第一位。纤维上半部平均长度28.9mm，断裂比强度28.9cn·tex-1，马克隆值5.5，纺纱均匀指数130.5。各项指标比较协调。

以上所述实施例仅表达了本申请的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术方案构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。