[發明專利]一種利用離核木棉創制棉花細胞質雄性不育系的方法

有效

• 申請號: 201711261635.7
• 申請日: 2017-12-04
• 公開（公告）號: CN107996388B
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發明（設計）人: 周瑞陽
• 申請（專利權）人: 廣西大學
• 主分類號: A01H1/02
• 分類號: A01H1/02
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王文君;莫舒穎

本發明提出一種利用離核木棉(多年生海島棉，Gossypium barbadende L.)創制棉花細胞質雄性不育系的方法，以離核木棉或其自交得到的不育株為親本與棉花栽培品種進行雜交，其雜交、自交或回交后代中的任一代若全部表現雄性不育，說明該雄性不育特征表現為細胞質遺傳特征，則以栽培品種為輪回親本進行核置換回交直至獲得性狀與父本相似、整齊一致、且表現雄性不育的細胞質雄性不育系，其輪回親本即為相應的雄性不育保持系。本發明以開遠離核木棉或遺傳有開遠離核木棉細胞質的雜交或回交后代為細胞質供體，再以普通栽培品種為細胞核供體，由此產生的質核互作導致雄性不育。

技術領域

本發明涉及作物育種方法，具體是一種利用離核木棉創制棉花細胞質雄性不育系的方法。

背景技術

棉花，錦葵科棉屬，是世界上最主要的農作物之一。它既是最重要的纖維作物，又是重要的油料作物，也是含高蛋白的糧食作物，還是紡織、精細化工原料和重要的戰略物資。棉花表現出強大的雜種優勢，其雜種優勢率高達20％-30％。長期以來，棉花雜種優勢利用是國內外棉花育種的重要內容。

棉花既可利用細胞核雄性不育系、也可利用細胞質雄性不育系生產雜交種子。雖然細胞核雄性不育系的利用易于找到恢復系和組配出強優勢雜交組合，但不育系的繁殖存在問題，一般利用細胞核雄性不育兩用系中分離出的雄性不育株(基因型為msms)與育性基因雜合的可育姊妹株(基因型為Msms)雜交的方法保持，從不育株上收的種子繁殖后代仍然表現不育株與可育株的1：1分離，因此，雜交制種田必須每年拔除母本區50％左右的雄性可育株，工作量集中，勞動強度大；且因群體中可育株與不育株分布的不均勻性，往往存在連續拔除多株可育株的問題，既浪費了土地空間，又增加了種子生產成本。

為解決此問題，四川省農業科學院經濟作物育種栽培研究所和四川諾亞生物科技有限公司，根據棉花在熱帶地區的多年生特性，于2007年申請了1項國家發明專利，發明名稱為“利用棉花雄性不育系和恢復系進行宿根再生的雜交制種方法”(申請號：200710049843.0)。該發明指出棉花植株能夠越冬的制種區是冬季最低溫度≥10℃，年日照時數1700-2100小時，日照百分率為50-60％，全年降雨量為800-1200mm的地區。從溫度條件看，應屬于中熱帶地區(盛承禹等編著.中國氣候總論.科學出版社，1986，第406頁)，但熱帶有旱季和雨季之分，雨季多臺風，不利于棉花的雜交制種，所以，又要求其降雨量小于1200mm。因此，滿足上述所有條件的地區是很少的，可能只有云南或云南與四川交界的部分地區具有這種小氣候特征，而這些地區，大多比較偏遠，交通不便，不利于棉花的規模化雜交制種。而且，該發明還沒有解決不育系的繁殖問題，只是利用了不育系在熱帶地區可多年生長的特性。但由于一年生棉花根系入土淺，易早衰，就是在最適合生長的溫度條件下一般也只能宿根栽培2-3年，又需要重新播種。

為解決棉花的宿生栽培問題，廣西大學周瑞陽發明了“一年生棉花的多年生雜交制種方法”(ZL200910078533.0)。其首先鑒定一年生棉花雜交親本的自然越冬能力；對于不能自然越冬的一年生棉花雜交親本，以棉屬中能夠自然越冬的多年生棉花種質資源(如聯核木棉和離核木棉等)為砧木進行嫁接，并宿根栽培所得嫁接植株；對于能夠自然越冬的一年生棉花雜交親本，直接種植并宿根栽培其實生植株，或以上述方法嫁接后宿根栽培；然后利用上述實生植株和/或嫁接植株進行雜交制種。該發明的雜交制種方法不需每年播種，不需每年耕整土地，不需每年去雜去劣，降低了雄性不育系的繁殖成本，簡化了雜交種子生產程序，并可提高雜交制種的產量。但該發明存在嫁接大量用工的問題，且只能在華南南部實現多年生栽培，存在地域限制。

利用細胞質雄性不育系與保持系回交的方法雖能保持雄性不育特性，但前人選育細胞質雄性不育系多數具哈克尼西棉細胞質，其恢復系較少，且恢復系和雜交種對高溫敏感，在夏季的高溫條件下，恢復系和雜交種散粉困難，表現為半不育現象，難以在生產上大面積推廣應用。