CN102415332A - 一种芽黄标记光敏雄性不育系的繁育方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种芽黄标记光敏雄性不育系的繁育方法。本发明提供的繁育方法，包括如下步骤：将芽黄标记光敏雄性不育系在11小时-12小时20分的条件下进行自交，获得芽黄标记光敏雄性不育系的种子。芽黄标记光敏雄性不育系为不育系，并为自身的保持系，具有恢复源广、组配自由、制种程序简单、制种成本低的特点。芽黄标记光敏雄性不育系具有芽黄标记，能通过苗期的标记筛选有效的去除杂种，确定光敏不育株。芽黄标记光敏雄性不育系可为新的光敏不育系的选育提供种质资源，并能在生产中大大降低在人工去雄的成本，大量组配杂交组合，选育杂交种，加速选育进程。
Description
技术领域
本发明涉及一种芽黄标记光敏雄性不育系的繁育方法。
背景技术
棉花具有十分明显的杂种优势，虽然棉花CMS已经实现了“三系配套”，但由于其恢复源狭窄及不育胞质对杂种F1代皮棉产量所产生的负面效应，“三系”杂种棉的选育进展相对缓慢。目前棉花杂种优势的利用主要采用人工去雄授粉法和核不育系“一系两用”法，但是这两种方法繁琐且制种成本太高，难以实现杂交种的大范围应用。
发明专利《一种棉花不育系的繁种及其配套制种方法》(专利号为94106074.8)中，具芽黄标记的光温敏不育棉花材料，需要在有效花开花期前3-5天至有效花期末，控制地表面以下5-15cm深的土壤温度在26.9-36℃使其结铃，这样使材料的育性受地面以下土温的控制，对不育系的繁殖过程中条件的控制带来很大的不便。发明专利《棉花核雄性不育系芽黄A光温互作繁种方法》(专利号200510071011.X)中，需将核雄性不育系芽黄A控制在29.5-30.5℃和光照12-13小时的情况下，进行自然自交繁种，这样使得材料繁种条件狭窄，很难在大田中遇到合适的繁种条件，获得大量自交种。
发明内容
本发明的目的是提供一种芽黄标记光敏雄性不育系的繁育方法。
本发明提供了陆地棉(Gossypium hirsutum)芽黄标记光敏雄性不育系的繁育方法，包括如下步骤：将陆地棉(Gossypium hirsutum)芽黄标记光敏雄性不育系在每天光照11小时-12小时20分的条件下进行自交，获得种子。所述方法中具体可每天光照11小时2分-12小时18分。所述方法中，可在14℃-27℃平均温度下进行所述自交，优选在14.5℃-26.6℃平均温度下进行所述自交。所述方法中，所述自交的地点可为海南(东经108°37′～111°05′，北纬3°30’～20°18’之间)，具体可为三亚(东经108°56′至109°48′，北纬18°09′至18°37′之间)。所述方法中所述自交具体可在三亚的11月1日至3月31日进行。
陆地棉(Gossypium hirsutum)芽黄标记光敏雄性不育系已于2011年9月17日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(简称CGMCC，地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所，邮编100101)，保藏号为CGMCCNo.5262。陆地棉(Gossypium hirsutum)芽黄标记光敏雄性不育系CGMCC No.5262简称芽黄标记光敏雄性不育系。
本发明还保护一种陆地棉(Gossypium hirsutum)芽黄标记光敏雄性不育系的应用方法，包括如下步骤：将陆地棉(Gossypium hirsutum)芽黄标记光敏雄性不育系(保持系)与恢复系杂交，获得种子。所述恢复系可为陆地棉。所述陆地棉具体可为陆地棉品种中12、陆地棉品种中36、陆地棉品种061288、陆地棉品种900213或陆地棉品种AD-1。所述芽黄标记光敏雄性不育系作为母本，所述恢复系作为父本。
本发明还保护一种将陆地棉(Gossypium hirsutum)芽黄标记光敏雄性不育系培育为具有雄性可育表型植株的方法，包括如下步骤：将陆地棉(Gossypium hirsutum)芽黄标记光敏雄性不育系在每天光照11小时-12小时20分的条件下进行培育，获得有雄性可育表型植株(产生花粉)。所述方法中具体可每天光照11小时2分-12小时18分。所述方法中，可在14℃-27℃平均温度下进行所述培育，优选在14.5℃-26.6℃平均温度下进行所述培育。所述方法中，所述培育的地点可为海南(东经108°37′～111°05′，北纬3°30’～20°18’之间)，具体可为三亚(东经108°56′至109°48′，北纬18°09′至18°37′之间)。所述方法中所述培育具体可在三亚的11月1日至3月31日进行。
本发明还保护一种将陆地棉(Gossypium hirsutum)芽黄标记光敏雄性不育系培育为具有雄性不育表型植株的方法，包括如下步骤：将陆地棉(Gossypium hirsutum)芽黄标记光敏雄性不育系在每天光照13小时-14小时40分的条件下进行培育，获得有雄性不育表型植株(不产生花粉)。所述方法中具体可每天光照13小时-14小时35分。所述方法中，可在18℃-32℃平均温度下进行所述培育，优选为18.61℃-31.85℃平均温度下进行所述培育。所述方法中，所述培育的地点可为河南(东经110°21′～116°39′，北纬31°23′～36°22′之间)，具体可为安阳(东经113°37′至114°58′、北纬35°12′至36°22′之间)。所述方法中所述培育具体可在安阳的7月1日至8月31日进行。
芽黄标记光敏雄性不育系为不育系，并为自身的保持系，具有恢复源广、组配自由、制种程序简单、制种成本低的特点。芽黄标记光敏雄性不育系具有芽黄标记，能通过苗期的标记筛选有效的去除杂种，确定光敏不育株。芽黄标记光敏雄性不育系可为新的光敏不育系的选育提供种质资源，并能在生产中大大降低在人工去雄的成本，大量组配杂交组合，选育杂交种，加速选育进程。发明提供的繁育方法其不育和可育性状能够在相对较宽松的环境中表现，能更好的应用于大田生产。
附图说明
图1为中040029航天诱变后得到的具有芽黄标记的突变体与中040029(野生型)的苗期照片；A为具有芽黄标记的突变体，B为中040029(野生型)。
图2为材料在安阳于7月初到8月底表现不育性状，开花当天无粉不育；
图3为材料在海南于11月初到3月底表现可育，开花当天散粉可育。
具体实施方式
以下的实施例便于更好地理解本发明，但并不限定本发明。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的试验材料，如无特殊说明，均为自常规生化试剂商店购买得到的。以下实施例中的定量试验，均设置三次重复实验，结果取平均值。芽黄性状指的是种子萌发后顶叶较野生型表现淡黄色(叶绿素含量低)，至倒四叶时恢复正常。
陆地棉品种中12：公众可以从中国农业科学院棉花研究所获得；参考文献：谭联望、从中棉所12的选育谈棉花抗病育种、中国棉花、1998，25(12)：10-12。
陆地棉品种中36：公众可以从中国农业科学院棉花研究所获得；参考文献：喻树迅，范术丽，黄祯茂，原日红，余学科、优质短季棉品种中棉所36、中国棉花、2000，27(5)：25-26。
实施例1、芽黄标记光敏雄性不育棉花的获得
将春棉(中50191、中04002、中040029、中A3023、中A3025)和夏棉(中501、中502181、中YS-4、中030415、中030041)种子共10份材料，于2006年9月9日搭载实践八号育种卫星升空，在近地点187km、远地点463km的近地轨道共运行355h，航程900多万公里，9月24日，经过15d太空飞行的“实践八号”育种卫星成功返回，获得种子。
1、2006年10月，将航空育种后的种子和野生型对照在海南三亚种植，通过苗期筛选，在中040029的航天诱变材料中发现一株具有芽黄标记(见图1)的突变体(T0代)。该突变体子叶期呈芽黄性状，用APAD-502Plus叶绿素测定仪测得的叶绿素含量在36-48之间，而正常材料子叶叶绿素含量则在50-65之间。
2、将该突变体在海南三亚进行自交，收获种子(T1代)。将种子(T1代)于2007年4月下旬种植于河南安阳，萌发后的幼苗具有芽黄性状，但直至8月底份所有植株均没有花粉粒产生，表现为不育。
3、将种子(T1代)于2007年4月下旬种植于河南安阳，与中040029(野生型)进行杂交，收获种子(T2代)。
4、将种子(部分T2代)于2007年10月种植于海南三亚，收获自交获得的种子(T3代)。
5、将种子(T3代和部分T2代)于2008年4月种植于河南安阳，T3代植株分离出具有芽黄性状植株，且直至8月底份均没有花粉产生，表现不育，用T2代植株对芽黄不育材料授粉，收获种子(T4代)。
6、将种子(T4代)于2008年10月种植于海南三亚，分离出具有芽黄性状植株，将芽黄材料做自交，收获自交得的种子(T5代)。
7、将种子(T5代与部分T2代)于2009年4月下旬种植于河南安阳，T5代植株苗期具有芽黄标记性状，且直至8月份均没有花粉粒产生，表现为不育，用T2代植株对分离出的芽黄不育株做杂交收获种子(T6代)。
8、将种子(T6代)于2009年10月种植于海南三亚，分离出具有芽黄性状植株，且产生花粉粒，表现为可育，收获自交获得的种子(T7代)，共获得500粒种子。
将种子(T7代)命名为陆地棉(Gossypium hirsutum)芽黄标记光敏雄性不育系(又称中9106)，于2011年9月17日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(简称CGMCC，地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所，邮编100101)，保藏号为CGMCC No.5262。
实施例2、芽黄标记光敏雄性不育系的繁育(自交)
一、在河南安阳培育
河南处于东经110°21′～116°39′，北纬31°23′～36°22′之间。安阳处于东经113°37′至114°58′、北纬35°12′至36°22′之间。
将85粒芽黄标记光敏雄性不育系(种子)于2010年4月种植于河南安阳，萌发得到85株幼苗，均具有芽黄性状，继续培养幼苗，直至8月份结束所有植株均没有花粉粒产生(见图2)，表现为不育。从棉花的生长周期来看，对于4月种植的棉花而言，自7月份开始环境中的温度变化和光照周期与花粉发育相关，所以对7月份和8月份的温度和光照周期进行记录。自7月1日至8月31日河南安阳的光照时间变化区间为13小时至14小时35分。自7月1日至8月31日河南安阳的温度变化见表1。
表1 7月1日至8月31日河南安阳的温度变化
| 日期 | 平均温度(℃) | 日期 | 平均温度(℃) |
| 2010-7-1 | 27.3 | 2010-8-1 | 24.57 |
| 2010-7-2 | 29.95 | 2010-8-2 | 25.93 |
| 2010-7-3 | 29.57 | 2010-8-3 | 28.62 |
| 2010-7-4 | 29.81 | 2010-8-4 | 29.3 |
| 2010-7-5 | 30.66 | 2010-8-5 | 27.2 |
| 2010-7-6 | 31.35 | 2010-8-6 | 27.34 |
| 2010-7-7 | 29.31 | 2010-8-7 | 25.18 |
| 2010-7-8 | 26.52 | 2010-8-8 | 28.49 |
| 2010-7-9 | 27.25 | 2010-8-9 | 26.25 |
| 2010-7-10 | 22.98 | 2010-8-10 | 25.42 |
| 2010-7-11 | 26.17 | 2010-8-11 | 25.57 |
| 2010-7-12 | 27.45 | 2010-8-12 | 25 |
| 2010-7-13 | 27.98 | 2010-8-13 | 26.5 |
| 2010-7-14 | 27.96 | 2010-8-14 | 24.79 |
| 2010-7-15 | 26.86 | 2010-8-15 | 24.93 |
| 2010-7-16 | 27.17 | 2010-8-16 | 27.85 |
| 2010-7-17 | 25.18 | 2010-8-17 | 29.32 |
| 2010-7-18 | 26.36 | 2010-8-18 | 27.32 |
| 2010-7-19 | 22.18 | 2010-8-19 | 22.52 |
| 2010-7-20 | 25.34 | 2010-8-20 | 23 |
| 2010-7-21 | 26.78 | 2010-8-21 | 24.75 |
| 2010-7-22 | 28.27 | 2010-8-22 | 21.94 |
| 2010-7-23 | 27.38 | 2010-8-23 | 21.17 |
| 2010-7-24 | 27.62 | 2010-8-24 | 18.61 |
| 2010-7-25 | 28.28 | 2010-8-25 | 20.76 |
| 2010-7-26 | 28.62 | 2010-8-26 | 20.86 |
| 2010-7-27 | 29.06 | 2010-8-27 | 20.51 |
| 2010-7-28 | 29.58 | 2010-8-28 | 22.45 |
| 2010-7-29 | 30.67 | 2010-8-29 | 23.83 |
| 2010-7-30 | 31.84 | 2010-8-30 | 24.73 |
| 2010-7-31 | 31.85 | 2010-8-31 | 24.02 |
二、在海南三亚培育
海南处于东经108°37′～111°05′，北纬3°30’～20°18’之间。三亚处于东经108°56′至109°48′，北纬18°09′至18°37′之间。
将85粒芽黄标记光敏雄性不育系(种子)于2010年8月种植于海南三亚，萌发得到85株幼苗，均具有芽黄性状，植株均于2010年11月初开花，均表现为散粉可育(见图3)，其育性持续到2011年3月底。自2010年11月1日至2011年3月31日海南三亚的光照时间变化区间为11小时2分至12小时18分。自2010年11月1日至2011年3月31日海南三亚的温度变化见表2。
表2自2010年11月1日至2011年3月31日海南三亚的温度变化
| 日期 | 平均温度(℃) | 日期 | 平均温度(℃) |
| 2010-11-1 | 22.4 | 2011-2-1 | 19.5 |
| 2010-11-2 | 23.3 | 2011-2-2 | 19.8 |
| 2010-11-3 | 24.6 | 2011-2-3 | 20.5 |
| 2010-11-4 | 23.9 | 2011-2-4 | 21.6 |
| 2010-11-5 | 21.2 | 2011-2-5 | 20.5 |
| 2010-11-6 | 22.7 | 2011-2-6 | 20 |
| 2010-11-7 | 24.2 | 2011-2-7 | 19.3 |
| 2010-11-8 | 24.2 | 2011-2-8 | 21.2 |
| 2010-11-9 | 23.5 | 2011-2-9 | 22.1 |
| 2010-11-10 | 23.5 | 2011-2-10 | 23.3 |
| 2010-11-11 | 23.7 | 2011-2-11 | 22.4 |
| 2010-11-12 | 23.7 | 2011-2-12 | 23.1 |
| 2010-11-13 | 24.5 | 2011-2-13 | 23 |
| 2010-11-14 | 25.2 | 2011-2-14 | 20.9 |
| 2010-11-15 | 23.8 | 2011-2-15 | 19.9 |
| 2010-11-16 | 24.4 | 2011-2-16 | 22.3 |
| 2010-11-17 | 25 | 2011-2-17 | 23.5 |
| 2010-11-18 | 22.4 | 2011-2-18 | 23.9 |
| 2010-11-19 | 24.5 | 2011-2-19 | 22.7 |
| 2010-11-20 | 23.3 | 2011-2-20 | 21.7 |
| 2010-11-21 | 23.4 | 2011-2-21 | 21.4 |
| 2010-11-22 | 23.6 | 2011-2-22 | 23.7 |
| 2010-11-23 | 24.2 | 2011-2-23 | 23.6 |
| 2010-11-24 | 24.5 | 2011-2-24 | 23.2 |
| 2010-11-25 | 22.8 | 2011-2-25 | 23.7 |
| 2010-11-26 | 22.9 | 2011-2-26 | 23.3 |
| 2010-11-27 | 23.2 | 2011-2-27 | 23.6 |
| 2010-11-28 | 23.9 | 2011-2-28 | 23.4 |
| 2010-11-29 | 24.6 | ||
| 2010-11-30 | 23.8 | ||
| 2010-12-1 | 23 | 2011-3-1 | 23.4 |
| 2010-12-2 | 23.4 | 2011-3-2 | 23.9 |
| 2010-12-3 | 22.2 | 2011-3-3 | 24.2 |
| 2010-12-4 | 22.8 | 2011-3-4 | 24 |
| 2010-12-5 | 23.8 | 2011-3-5 | 24.1 |
| 2010-12-6 | 24.2 | 2011-3-6 | 24.6 |
| 2010-12-7 | 23.3 | 2011-3-7 | 24.5 |
| 2010-12-8 | 21.3 | 2011-3-8 | 24.2 |
| 2010-12-9 | 21 | 2011-3-9 | 24.5 |
| 2010-12-10 | 20.5 | 2011-3-10 | 24.4 |
| 2010-12-11 | 22.1 | 2011-3-11 | 24.8 |
| 2010-12-12 | 23.1 | 2011-3-12 | 23.2 |
| 2010-12-13 | 23.8 | 2011-3-13 | 24.2 |
| 2010-12-14 | 24.5 | 2011-3-14 | 24.1 |
| 2010-12-15 | 25.2 | 2011-3-15 | 24.8 |
| 2010-12-16 | 18.9 | 2011-3-16 | 22.1 |
| 2010-12-17 | 15.6 | 2011-3-17 | 19.7 |
| 2010-12-18 | 18.4 | 2011-3-18 | 17.9 |
| 2010-12-19 | 20.4 | 2011-3-19 | 20.2 |
| 2010-12-20 | 21.9 | 2011-3-20 | 24.2 |
| 2010-12-21 | 22.6 | 2011-3-21 | 26.6 |
| 2010-12-22 | 22.7 | 2011-3-22 | 25.8 |
| 2010-12-23 | 23.8 | 2011-3-23 | 23.8 |
| 2010-12-24 | 22.9 | 2011-3-24 | 23.5 |
| 2010-12-25 | 22.6 | 2011-3-25 | 22.6 |
| 2010-12-26 | 21.3 | 2011-3-26 | 22 |
| 2010-12-27 | 19.2 | 2011-3-27 | 21.3 |
| 2010-12-28 | 19.4 | 2011-3-28 | 19.1 |
| 2010-12-29 | 19.9 | 2011-3-29 | 20.9 |
| 2010-12-30 | 21.2 | 2011-3-30 | 19.2 |
| 2010-12-31 | 20.6 | 2011-3-31 | 18.6 |
| 2011-1-1 | 20.5 | 2011-3-1 | 23.4 |
| 2011-1-2 | 22.1 | 2011-3-2 | 23.9 |
| 2011-1-3 | 21.3 | 2011-3-3 | 24.2 |
| 2011-1-4 | 21.7 | 2011-3-4 | 24 |
| 2011-1-5 | 23.5 | 2011-3-5 | 24.1 |
| 2011-1-6 | 22.7 | 2011-3-6 | 24.6 |
| 2011-1-7 | 20.7 | 2011-3-7 | 24.5 |
| 2011-1-8 | 19.4 | 2011-3-8 | 24.2 |
| 2011-1-9 | 19.4 | 2011-3-9 | 24.5 |
| 2011-1-10 | 20.2 | 2011-3-10 | 24.4 |
| 2011-1-11 | 18.9 | 2011-3-11 | 24.8 |
| 2011-1-12 | 14.5 | 2011-3-12 | 23.2 |
| 2011-1-13 | 18.5 | 2011-3-13 | 24.2 |
| 2011-1-14 | 18.9 | 2011-3-14 | 24.1 |
| 2011-1-15 | 20.6 | 2011-3-15 | 24.8 |
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结合2010年7月1日至2010年8月31日河南安阳的光温特点，以及2010年11月1日至2011年3月31日海南三亚的光温特点，分析影响育性的光温条件，得以下结论：芽黄标记光敏雄性不育系处在相同温度条件下即18.61°至26.6°的波动区间时，在不同的光照周期环境中(即安阳和三亚两个不同的光照环境)育性表现不一致，而在相同的光照周期(即分别在安阳和三亚的光照条件)条件下，在不同的温度的条件时育性表现一致，所以芽黄标记光敏雄性不育系的育性主要受光照周期的控制，即该植物材料为光敏不育材料，且其在光照时间为13小时至14小时35分的区间(即安阳7月1日至8月31日的光照时间)的环境下表现为不育性状(见图2)，在光照时间为11小时2分至12小时18分的区间(即三亚11月1日至3月31日的光照时间)的环境下表现可育性状(见图3)。
实施例2、芽黄标记光敏雄性不育系在生产中的应用(杂交)
1、2010年12月，将实施例1的步骤二中的85株植株人工去雄后分成五组(每组17株，)，按第一至五组的顺序分别与不同陆地棉品种(陆地棉品种061288、陆地棉品种900213、陆地棉品种AD-1、陆地棉品种中12和陆地棉品种中36；每行20株，行距80cm)进行杂交，收获种子。
2、将步骤1收获的种子于2011年4月种植于河南安阳，7月份开始陆续有花粉粒产生，至9月份所有植株均成铃。
结果表明：将五个陆地棉对芽黄标记光敏雄性不育系做杂交，其后代全部表现可育，且性状良好，表明陆地棉材料可以作为芽黄标记光敏雄性不育系的恢复系。
Claims (9)
1.陆地棉(Gossyipium hirsutum)芽黄标记光敏雄性不育系的繁育方法，包括如下步骤：将陆地棉(Gossypium hirsutum)芽黄标记光敏雄性不育系在每天光照11小时-12小时20分的条件下进行自交，获得种子；所述陆地棉(Gossypium hirsutum)芽黄标记光敏雄性不育系的保藏编号为CGMCC No.5262。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述方法中，每天光照11小时2分-12小时18分。
3.一种陆地棉(Gossypium hirsutum)芽黄标记光敏雄性不育系的应用方法，包括如下步骤：将陆地棉(Gossypium hirsutum)芽黄标记光敏雄性不育系与恢复系杂交，获得种子；所述陆地棉(Gossypium hirsutum)芽黄标记光敏雄性不育系的保藏编号为CGMCC No.5262。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于：所述恢复系为陆地棉。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于：所述陆地棉为陆地棉品种中12、陆地棉品种中36、陆地棉品种061288、陆地棉品种900213或陆地棉品种AD-1。
6.一种将陆地棉(Gossypium hirsutum)芽黄标记光敏雄性不育系培育为具有雄性可育表型植株的方法，包括如下步骤：将陆地棉(Gossypium hirsutum)芽黄标记光敏雄性不育系在每天光照11小时-12小时20分的条件下进行培育，获得有雄性可育表型植株；所述陆地棉(Gossypium hirsutum)芽黄标记光敏雄性不育系的保藏编号为CGMCC No.5262。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于：所述方法中，每天光照11小时2分-12小时18分。
8.一种将陆地棉(Gossypium hirsutum)芽黄标记光敏雄性不育系培育为具有雄性不育表型植株的方法，包括如下步骤：将陆地棉(Gossypium hirsutum)芽黄标记光敏雄性不育系在每天光照13小时-14小时40分的条件下进行培育，获得有雄性不育表型植株；所述陆地棉(Gossypium hirsutum)芽黄标记光敏雄性不育系的保藏编号为CGMCC No.5262。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于：所述方法中每天光照13小时-14小时35分。
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