棉花三系配套轉育選育方法總結

陳善杰+閆顯會+劉興樂

摘要：2011年引進的棉花（Gossypium spp）三系經過連續4年5代的轉育和選育，選育出不育株率及不育度均達100%的抗蟲不育系，同時也選育出綜合性狀優良的保持系和恢復系，恢復系的恢復率與恢復度也均達100%，實現了三系配套。

關鍵詞： 棉花（Gossypium spp）；不育系；恢復系；選育方法

中圖分類號：S511 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2015）20-4951-02

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.20.007

Summary of Three Series Matching of Cotton Breeding Method

CHEN Shan-jie，YAN Xian-hui，LIU Xing-le

（Academy of Agricultural Sciences，Xiangyang City，Hubei Province，Xiangyang 441057，Hubei，China）

Abstract： The insect-resistant CMS which the sterility rate and the degree of infertility reached 100% was propagated and selected with the three-line cotton materials introduced in 2011 by consecutive screened for 5 generations. Meantime， excellent comprehensive properties of maintainer lines and restorer lines were selected which the restoration rate and the restoring degree reached 100% both， and reached the three-lines commercial hybrid seed production.

Key words： cotton（Gossypium spp）； sterile line； restorer line； breeding method

近年來，我國棉花（Gossypium spp）雜種優勢利用居世界領先水平。雜交棉覆蓋率在長江流域棉區達90%以上，黃河流域棉區在15%左右[1]。特別是雜交抗蟲棉產量較常規棉品種增產15%左右，受到了政府、棉農、育種者和種子經營者的高度重視。但目前生產上使用的雜交種主要采用人工去雄授粉的方法制種，人工剝花去雄費時費工，制種成本高，種子價格高，在很大程度上阻礙了雜交棉在生產上的迅速普及和推廣應用。利用棉花三系雜交制種速度快，節省用工，種子生產成本低，程序簡單高效，可以降低棉種價格，為大規模的棉花生產提供用種創造了有利條件，是未來較為理想的制種方法，具有良好的市場前景[2，3]。

2011年從中國農業大學引進的棉花三系品種，用抗蟲豐產、高衣分、大鈴、抗黃萎病等4類優良品種對不育系和恢復系進行轉育和選育，經過連續4年計5代回交，提高了原有不育系和恢復系的抗蟲性和抗病性。目前，不育系的不育株率和不育度均為100%，恢復系的恢復率也達到100%，并且4類優良品種可以認定為保持系，實現了三系配套，為三系在雜種優勢上的利用奠定了實踐基礎。

1 保持系的選育

選用4類優良常規棉自交系做保持系分別為抗蟲豐產、高衣分、大鈴和抗黃萎病，均為經過4～5年進行多次篩選試驗選育而成。每年以4類優良品種自交種為測試父本，種植后與不育系下部花測交，并自交留種。次年種植后調查測交鈴F1植株育性[4]。結果（表1）表明，以4類優良品種與不育系多代測交后，F1始終為不育株，說明4類優良品種均可作為不育系的保持系。

2 不育系轉育

棉花不育系轉育即為改良，每年以原有不育系做母本，用4類優良品種做父本，經過雜交和連續回交，轉育成抗蟲、抗病、豐產的新不育系，不育株率和不育度均達100%。

2.1 不育系下部花做雜交進行轉育改良

每年7月10日左右，不育系從始花期開始做雜交，每一株不育系下面1～2個果枝剪掉，選定不育系下部雌蕊正常雄蕊徹底敗育的花朵，用4類優良品種做父本與不育系做雜交，連續授粉4～5 d，每一類優良品種與不育系花授粉30～40朵。具體雜交方法為：當天下午3：00以后，選擇所有第2天要開放的不育系下部花朵，掐掉頂部的花冠露出柱頭套上麥稈，拴上紅毛線做標記，第2天上午8：30后，用4類優良品種的花粉給不育系下部栓紅毛線的花授粉，授完粉仍用麥稈套上，并抽掉紅毛線掛上白牌，便于日后采收。授粉時應注意觀察不育系雄蕊是否有花粉，一定要捏取部分花粉粒碾開，目測是否有花粉，無花粉的為不育花，有花粉的要整株拔掉[5]。

2.2 不育系上部綁花自交

不育系下部花授粉完成后，繼續做不育系中部花用恢復系授粉（下文將詳細介紹），然后再做不育系上部綁花自交。具體方法為：當天下午3：00后，選擇所有第2天要自交開放的花蕾，頂端花冠用剪短的紅毛線綁住，避免第2天花冠張開，不要綁住花的柱頭，然后再用紅毛線拴住花柄和果枝2個部分，如果花蕾脫落，紅毛線仍留在果枝上，方便以后調查。第2天上午用同樣的方法，檢查當日要開放的花蕾，用紅毛線綁住當日要開放的花冠和花柄及果枝兩部分，每株不育系上部綁花5朵以上[5]。

2.3 不育系不育度的鑒定

在生產上，不育系敗育越徹底雜交率越高，利用價值就越高。因此，對于一個新不育系鑒定其不育度非常必要。常用自交方法鑒定不育系不育度，其不育度和自交成鈴率呈反比，成鈴率越低不育度越高[6]。每年10月20日左右調查不育系上部綁花自交結果，檢查每株做好標記的花朵，大部分自交鈴脫落，只有少量的小鈴干枯在果枝上，這樣的植株全部拔掉，保證了不育度逐步達到100%。

2.4 不育系下部雜交鈴采摘

調查不育系下部雜交鈴收獲情況，凡是不育系上部做好標記的自交花全部脫落的，每株下部雜交鈴按照標白牌上寫的不同組合，分別采摘放入網袋，懷疑是可育株的一律剔除，這樣更進一步的保證了不育系所制雜交種的純度。

3 恢復系培育

采用轉育技術對恢復系進行改良。用現有恢復系做母本，用4類優良品種為父本雜交并連續回交，連續選散粉好的穩定單株，與不育系測交和自交提純得到抗蟲、抗病和不抗蟲、抗病的恢復系，轉育成新恢復系的恢復株率和恢復度達100%。

3.1 恢復系中下部花做雜交進行轉育改良

每年7月中旬左右，從始花期開始，每天上午逐行逐株進行恢復系觀察記載，發現無花粉的花朵用白線做標記，有花粉的花朵用紅線做標記，接近盛花期時終止做標記，立即把全株無花粉或有少量花粉并對溫光敏感及發育異常株全部拔掉，留下全株有粉、粉量較大、發育正常株。然后用4類優良品種做父本，恢復系正常株做母本進行雜交，具體雜交方法為：當天上午將留下恢復系正常株下面綁紅線的花鈴一同摘掉，當天下午3：00后，選擇所有第2天要開放的恢復系中下部花朵，人工剝花去雄露出柱頭套上麥稈，拴上紅毛線做記號，第2天上午8：30后，用4類優良品種花粉給綁紅線的柱頭授粉，授完粉后仍然用麥稈套上，并掛牌編號注明日期和雜交組合，便于日后采收，每類優良品種給恢復系授粉30～40朵。嚴格控制授粉，保證了恢復系的種質純度。

3.2 恢復系中上部花與不育系中部花測交

恢復系正常株中上部每一株上的花，選擇花粉飽滿、粉量較大，當日上午8：30后，與不育系中部花進行測交授粉，連續3～5 d授粉，每種類型授粉40～50朵花，并編號掛紅牌。注意授粉時仔細觀察不育系雄蕊是否有花粉（方法同上不育系下部花做雜交）。

3.3 恢復系中下部雜交鈴和不育系中部測交鈴收獲

每年吐絮后將恢復系正常株中下部雜交鈴，逐株按照標牌上寫的不同組合、不同編號分別采摘放入網袋。不育系中部掛紅牌的測交鈴同樣也按不同組合、不同編號分別摘入網袋。

第二年將恢復系正常株中下部掛牌的單株雜交鈴以株行種植，并選擇在枯黃萎病混生地種植，以便能更好地鑒定其抗病性。不育系中部測交鈴按編號每一個測交種后代種一行。從始花期開始，每天逐行逐株進行觀察記載，發現無花粉的花朵用白線做標記，有花粉的花朵用紅線做標記，到盛花期所有測交行每一株標記完成。結果發現，可育株率達100%的測交行，與其相對應的父本恢復系正常株中下部雜交鈴株行留下，其余的恢復系正常株中下部掛牌的雜交種株行淘汰。留下的恢復系株行再進行一次選優淘劣，拔掉變異株和病株，然后再用上面（恢復系轉育技術）同樣的方法，中下部花人工去雄，用4類優良品種授粉掛牌做標記，中上部花與不育系中部花進行測交掛紅牌做標記。吐絮后用同樣方法收獲恢復系中下部雜交鈴和不育系中部測交鈴。這樣年復一年的進行恢復系培育，直至選育出性狀優良、配合力高、育性好的恢復系為止。不育系也是用上面同樣的方法進行每年轉育改良。

4 小結

引進的棉花三系經過連續4年計5代的轉育和選育，終于選育出不育性穩定，不育株率及不育度均達100%的抗蟲不育系，同時也選育出綜合性狀優良的保持系和恢復系，恢復系育性穩定，恢復率與恢復度均達100%，實現了三系配套。今后還要對不育系、恢復系的抗蟲性、抗病性和豐產性進一步改良，逐步用轉育后的不育系為母本，轉育后的恢復系為父本配制大量的雜交組合，選出抗蟲、抗病、高產的三系雜交棉新品種（組合）。

參考文獻：

[1] 郭寶生，劉素恩，王兆曉，等.高產優質“三系”雜交棉品種冀FRH3018的選育[J].河北農業科學，2010，14（7）：63-65.

[2] 范萬發，賀道華.棉花三系雜交種F1代出現不育株的根源研究[J].江西棉花，2010，32（4）：20-23.

[3] 栗紅梅，張友秋，孫鵬程，等.棉花三系育種技術進展[A].中國棉花學會2014年年會論文匯編[C]，呼和浩特：中國棉花學會，2014.84-85.

[4] 范萬發，賀昌太，左田夫.棉花胞質雄性不育恢復系選育技術探索[J].棉花學報.2008，20（4）：315-317.

[5] 陳善杰，閆顯會，湯三明，等.鄂北棉區引進的棉花雄性不育系育穩定性鑒定[J].湖北農業科學，2012，51（7）：1317-1319.

[6]呂淑平，陳 靜，謝徳意，等.自育棉花不育系不育性鑒定[J].河南農業科學，2006（2）：47-48.