本发明涉及棉花育种领域，特别是涉及一种棉花细胞质不育系高效制种方法。
背景技术：
随着我国经济的发展，劳动力成本上升，人工制种质量受人为因素影响极大，制种成本急剧上升，市场价格制种公司、用种棉农难以接受。棉花细胞质雄性不育的杂种优势利用是棉花杂种优势利用的新途径，不育系与恢复系一般采用5:1或1:1隔行种植，而行距通常较大于株距，棉花是虫媒花由于传粉媒介，如蓟马等小昆虫活动范围有限，导致传粉授粉情况不佳，部分还需人工辅助授粉，制种效率不高。
由此可见，上述现有的棉花细胞质不育系制种方法显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。如何能创设一种棉花细胞质不育系的高效制种方法，成为目前极需改进的目标。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是提供一种棉花细胞质不育系的高效制种方法，使其制得的杂交棉种子生产质量有保证、价格又相对便宜。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种棉花细胞质不育系高效制种方法，在隔离区内，将棉花不育系与恢复系，两者一个性状为光子一个性状为毛子，其中具有毛子性状的需脱绒成光子，然后等量混合播种，在自然状态下无需人工辅助授粉，待棉花吐絮后收获所有棉花上的子棉并晒干，进入轧花脱子后将f1代毛子和光子分离开即可获得生产商品棉的种子。
进一步地，所述棉花不育系为棉花光子不育系，所述恢复系为毛子恢复系，等量混合播种制种收获后，轧花脱子再分离出的光子为生产商品棉的f1代种子，毛子仍是恢复系。
进一步地，所述棉花光子不育系的选育过程包括：
(1)光子保持系的选育：
(11)用毛子保持系通过人工去雄作母本，与光子品系作父本配制杂交组合，收到的杂交f1种子仍是毛子。
(12)种植杂交f1种子，待开花时以杂交f1植株在花期通过人工去雄作母本，与所述光子品系作父本回交一次，得回交种子bc1f1，为光子。
(13)将回交一代组合bc1f1种子播种进行连续几代自交分离获得光子新系，淘汰非光子系。
(2)光子不育系的回交转育：
(21)用毛子不育系作母本与步骤(13)中获得的光子新系作为父本杂交，收获毛子f1种子。
(22)种植毛子f1种子，种植成f1植株，花期辨认雄性不育株，将不育株再用光子新系继续回交一次，收获不育株上回交一代bc1f1不育系种子。
(23)种植回交一代bc1f1不育系种子，花期辨认雄性不育株，雄性不育花作母本再与光子新系继续回交一次，收获不育株上回交二代bc2f1不育系种子，都是光子种子；
(24)种植不育株上回交二代bc2f1不育系种子成株行，花期辨认雄性不育株，按田间鉴定结果，将不育株连续顺序编号，同一株上一半雄性不育花作母本再与光子新系继续回交一次，按不育株单株分别单独收获不育株上回交二代bc3f1不育系种子，都是光子种子；将同一株上另一半不育花作母本与毛子保持系配制鉴定组合，收获的种子都是光子；
(25)同时种植同一株上另一半不育花作母本与毛子保持系配制鉴定组合种子，种植成相应的株行再与毛子保持系回交鉴定，通过考种后淘汰所有鉴定组合种子是毛子的组合及该组合相同来源的不育株行回交三代bc3f1不育系种子，留下的是纯合光子基因不育株行回交三代bc3f1不育系种子；
(26)种植纯合光子基因不育株行回交三代bc3f1不育系种子，花期继续与光子新系回交3-5代后性状稳定后，选育出光子不育系。
进一步地，在所述步骤(26)中，与光子新系回交的同时，同一株上另一半不育花作母本还与毛子恢复系测交，即边回交边测交，在选育出光子不育系的同时从中选出光子不育系与毛子恢复系的强优势组合；再将上述的强优势组合中的光子不育系与毛子恢复系进行所述的等量混合播种。
进一步地，所述步骤(13)具体为：
(131)将回交一代组合bc1f1种子播种进行自交分离，收bc1f2种子仍是光子。
(132)将bc1f2种子播种进行自交分离，分单株单收，单独考种轧花，留下bc1f3光子单株种子并记录其考种结果。
(133)将bc1f3光子单株种子分行种植，继续田间观察记录田间表现，选留表现突出的株行同时选择单株，分株行、单株单收，单独考种轧花，留下bc1f4光子单株种子并记录其考种结果，用同样的方法连续选择3-5代自交纯合，再通过品系比较试验选留综合性状好的光子新系。
进一步地，所述隔离区为在其周围1000米范围内没有种植棉花的区域。
进一步地，所述脱绒方法采用浓硫酸脱绒。
进一步地，所述毛子和光子通过分离筛进行分离。
通过采用上述技术方案，本发明至少具有以下优点：
本发明中，不育系与恢复系分别选择了具有可用物理方法分离的相对性状光子和毛子(播前脱绒成光子)进行等量混合播种，区别于现有的隔行播种制种方法(行距通常较大于株距，棉花是虫媒花由于传粉媒介，如蓟马等小昆虫活动范围有限，导致传粉授粉情况不佳)，这样等量混合播种棉花株与株之间的距离较近，叶搭叶，媒介小昆虫自然传粉效率较高，收获的棉子中有杂交f1代种子还有恢复系自然自交的种子，通过表型就可以将二者轻易分离出来，无需人工干预制种效率高，利于推广应用。
附图说明
上述仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
图1是本发明的棉花细胞质不育系高效制种方法流程图。
具体实施方式
本发明的棉花细胞质不育系高效制种方法主要是在隔离区内，将棉花不育系与恢复系，两者一个性状为光子一个性状为毛子，其中具有毛子性状的需脱绒成光子，然后等量混合播种，无需人工辅助授粉，待棉花吐絮后收获所有棉花上的子棉并晒干，进入轧花脱子后将f1代毛子和光子分离开即可获得生产商品棉的种子。
本发明的高效制种方法，选择了具有一对相对性状且可从表型上容易分离的光子与毛子组配进行等量混合种植，提高了授粉效率。毛子脱绒后可方便与光子一起等量混合均匀播种。
本实施例将以棉花细胞质不育系为光子不育系，恢复系为毛子恢复系的组合进行详细描述，但基于本发明的技术构思，棉花不育系为毛子不育系、恢复系为光子恢复系的组合也可按上述方式等量混合进行高效制种。
由于光子是受两对或两对以上基因控制的显性性状，因此选育光子不育系纯合个体要比选育隐性个体工作量和难度更大，也更复杂，先进行光子保持系的选育，在光子保持系选育的基础上再进行光子不育系的选育，下面进行详细介绍，参见附图1：
一、光子保持系的选育：
1、第一年本地利用现有显性光子材料或通过改造后的显性光子品系为父本，与先前选配的三系组合中表现突出的毛子不育系的毛子保持系作母本人工去雄杂交，当年冬季在海南三亚种植杂交f1代植株，及与之对应的光子品系作父本回交，收获bc1f1种子；让杂交种细胞核中占3/4光子父本基因型的植株处于杂合或纯合状态，仅从外观上看不出来光子基因型是处于何种状态，因为种壳上短绒有、无，多、少表现的母本性状，种壳上短绒表现型总是表现得比胚基因型晚一个世代，母本种壳基因型是有短绒则杂种f1(胚)种子种壳上是有短绒的，f1植株所结种子为f2(胚)其种子种壳基因型是光子f1杂合状态就表现光子，f2植株所结种子为f3(胚)其种子种壳基因型是光子、有毛等分离状态，表现光子、有多短绒、有少短绒等类型。
2、第二年在本地种植回交bc1f1植株，收获bc1f2种子；当年冬季在海南三亚分别种植长成bc1f2植株，花期强制闭花自交收获bc1f3种子，自交种子分单株单收单藏。
3、第三年本地种植强制自交bc1f3种子，bc1f3植株强制闭花自交，收种子时分组合内单株单收，轧花考种时观察棉子上短绒毛有、无，多、少是判定和选择光子新材料的依据；考种时只留强制闭花自交种子是光子的自交种。
4、第三年冬季在海南三亚将强制闭花自交的光子棉花单株分行种植，进一步选择分离光子新材料，用系统育种法连续选择单株分行种植鉴定3-5代，从中选育出基本合乎要求的光子新系，淘汰非光子系。光子新系的子棉产量225公斤/667m2以上，单铃重4.0克以上，衣分36％左右，抗枯萎病耐黄萎病，纤维上半部平均长度28mm以上，比强度29cn/tex，马克隆值5.0。
二、光子不育系的选育
1、第一年在本地，选用上述光子新系作父本，与先前选配的三系组合中表现突出的毛子不育系作母本杂交，收获杂交f1种子；当年在海南三亚种植成f1植株，花期考察植株花粉育性，若98％以上植株表现雄性不育，则这些光子父本就可以转育成光子保持系。种植杂交f1植株时发现不育单株与对应的光子父本继续回交一次，收获bc1f1种子，让不育系光子基因型处于杂合分离或纯合状态，选择方法与光子新系相同。
2、第二年本地，种植bc1f1植株，在其中发现不育单株做好标记，与对应的光子父本继续回交一次，收获bc2f1种子。当年冬季在海南三亚种植bc2f1种子，长成bc2f1植株在其中发现不育单株做好标记并编号，其中每株植株上的花朵一部分作母本与同一组合的光子父本继续回交，标记回交组合代号，收获bc3f1种子；同一株上另一部分花朵作母本与毛子保持系回交，鉴定该株不育株是纯合光子还是杂合光子，标记鉴定组合代号。
3、第三年本地，将海南收获bc3f1的种子按同一母本来源的回交组合及对应的光子父本、鉴定组合顺序种植，继续回交，并根据秋收考种结果：鉴定组合种壳上绒毛有无决定回交组合的去留，去除鉴定组合种壳有短绒对应母本回交组合另作它用，选留鉴定组合是光子对应母本回交组合；当年冬季在海南三亚继续回交转育光子不育系，并用先前测配的三系组合中表现突出恢复系测交配制测交组合。
4、第四年本地，将海南收回的种子按同一母本来源的回交组合及对应的光子父本、测交组合顺序种植，继续回交，大部分母本花朵继续回交转育光子不育系；同时留一部分母本花朵与先前测配的三系组合中表现突出恢复系测交。边转育边测交边鉴定，从中选出强优势组合。
三、高效制种方法：
将经过测交鉴定出来的光子不育系杂交组合进行高效制种，在周围1000米范围内没有种植其它棉花的隔离区内，将本发明选育的棉花光子细胞质不育系，与毛子恢复系(用浓硫酸脱绒后成光子，晒干后)等量混合播种，区别于隔行种植，因为行距通常明显大于株距，再加上蓟马等小昆虫活动范围有限，不育系与恢复系混合种植，株与株之间的距离更近，叶搭叶便于小昆虫在不同的花朵间移动，虫媒花靠昆虫访问传粉的作用完成杂交制种过程。通过常规田间管理，在自然状态下，不用人工辅助授粉，在开花期间任由棉蓟马、蜜蜂等媒介小昆虫自由传粉结铃，待棉花吐絮后收获所有棉花上的子棉并晒干，进入轧花脱子时就可以看出其中有部分光子，通过物理分离筛将真杂交种f1光子从轧花的棉子(含毛子和光子两种)中分离出来集中，该光子就是杂交f1代种子，是生产商品棉的种子，毛子仍是恢复系。
下面将基于上述方法，给出一个详细的应用例，参见附图1：
一、光子保持系的选育
1、现有的毛子保持系051213b，综合性状较符合育种要求，与不育系回交得到的毛子不育系051213a与毛子恢复系r112杂交配合力强，优势明显。
2、用毛子保持系051213b通过人工去雄作母本，与光子品系05886作父本配制杂交组合，收到的杂交(051213bx05886)f1种子仍是毛子。
3、种植杂交(051213bx05886)f1种子，待开花时以杂交(051213bx05886)f1植株在花期通过人工去雄作母本，与光子品系05886作父本回交一次，得回交种子bc1f1即(051213bx05886)f1x05886，种壳表面光滑即光子。
4、将回交一代组合bc1f1种子播种进行强制自交分离，收bc1f2种子仍是光子。
5、将bc1f2种子播种进行强制自交分离，分单株单收，单独考种轧花，留下bc1f3光子单株种子并记录其考种结果单铃重、衣分、纤维长度等性状。
6、将bc1f3光子单株种子分行种植，继续田间观察记录田间表现，选留表现突出的株行同时选择单株，分株行、单株单收，单独考种轧花，留下bc1f4光子单株种子并记录其单铃重、衣分、纤维长度等性状。再用同样的方法连续选择3-5代强制自交纯化，再通过品系比较试验选留综合性状好的光子品系，11584光子作父本回交转育光子不育系。
二、光子不育系转育
1、用毛子不育系051213a与光子11584杂交，收获毛子(051213ax11584)f1种子。
2、种植毛子(051213ax11584)f1种子，种植成(051213ax11584)f1植株，花期通过肉眼辨认雄性不育株，除去田间雄蕊有微粉植株，将不育株再用光子11584继续回交一次，收获不育株上回交一代bc1f1不育系种子，都是光子种子。
3、种植回交一代bc1f1不育系种子，花期通过肉眼辨认雄性不育株，除去田间雄蕊有微粉植株，再与光子11584继续回交一次，按不育株单株分别单独收获不育株上回交二代bc2f1不育系种子。
4、种植回交二代bc2f1不育系种子成株行，花期通过肉眼辨认雄性不育株，除去田间雄蕊有微粉植株和株行，将不育株按田间鉴定结果，将不育株连续顺序编号，同一株上一半雄性不育花作母本再与光子11584继续回交一次，按不育株单株分别单独收获不育株上回交二代bc3f1不育系种子，都是光子种子。将同一株上另一半不育花作母本与毛子保持系051213b配制鉴定组合，收获的种子都是光子。
5、种植同一株上另一半不育花作母本与毛子保持系051213b配制鉴定组合种子，种植成相应的株行再与毛子保持系051213b回交鉴定，此次回交主要是让不育株行上的不育株结种子，才能察看种子上短绒的有无即毛子或光子，通过考种后淘汰所有鉴定组合种子是毛子的组合及该组合相同来源的不育株行回交三代bc3f1不育系种子，留下的是纯合光子基因不育株行回交三代bc3f1不育系种子。
6、种植纯合光子基因不育株行回交三代bc3f1不育系种子，花期继续与光子11584回交3-5代后不育性、光子等性状稳定后，光子11584a不育系就选育成功。
三、光子不育系“三系”杂交种选配
1、光子11584a等系列不育系与毛子恢复系r112等系列恢复系配制杂交组合，收获一批杂交种f1种子，全是光子。
2、将收获的一批杂交种f1种子按间比法进行组合考察鉴定，留下比对照生物学性状和经济学性状表现突出的组合。
3、将留下比对照表现突出组合继续进行品种比较试验，按区域试验标准进行试验，通过试验考察、考种等将综合表现更突出的组合再进行多点试验，检验选育的新光子“三系”杂交组合，选出生产性能高、抗逆性表现突出、纤维品质优的组合如“中三杂1401”，将通过多点鉴定后表现突出的组合推荐参加省级区域试验。
四、高效制种
在周围1000米范围内没有种植棉花的隔离区内，将光子11584a不育系与毛子恢复系r112(经浓硫酸脱绒成光子)相等重量进行充分混合播种，在田间开花前是分不清哪株是不育系还是恢复系，通过常规田间管理，不用人工辅助授粉，在开花期间任由棉蓟马、蜜蜂等媒介小昆虫自由传粉结果，待棉花吐絮后收获所有棉花上的子棉并晒干，进入轧花脱子时就可以看出其中有部分光子，通过分离筛将光子分离出来集中，该光子就是杂交“中三杂1401”f1代种子，是生产商品棉的种子；毛子仍是恢复系。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本发明的保护范围内。