專利名稱：一種利用昆蟲傳粉制備棉花雜交種的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于農(nóng)作物雜種優(yōu)勢利用方法，具體地說是一種利用昆蟲傳粉制備棉花雜交種的方法。
背景技術(shù)：
棉花是世界上最重要的經(jīng)濟作物，同玉米、水稻等作物一樣，棉花也存在著明顯的雜種優(yōu)勢。棉花雜交種近幾年在棉花生產(chǎn)上的位置越來越重要，已成為提高棉花單產(chǎn)，改良棉纖維品質(zhì)的主要途徑之一。目前棉花雜交種子的生產(chǎn)方式主要是人工去雄授粉雜交制種法，棉花生產(chǎn)上種植的雜交種子90％以上都是通過這種方式生產(chǎn)的。人工去雄授粉雜交制種法是與本專利最相關(guān)的技術(shù)方法，下面從其目的、步驟、效果三個方面對其做一簡要介紹。
人工去雄授粉雜交制種法，就是人工去掉母本雄蕊，再人工采集父本的花粉并授到母本柱頭上，完成棉花授粉受精過程生產(chǎn)棉花雜交種子的方法。其目的是生產(chǎn)棉花雜種一代種子，包括兩個步驟①人工去雄，即在棉花花鈴期(約40天左右)期間，每天下午2點后，當(dāng)花冠呈黃綠色并顯著突出苞葉時，人工從花萼基部把花冠連同雄蕊一起去掉，露出雌蕊同時又不傷及柱頭、子房的過程；②人工授粉，即在人工去雄的第二天上午采集父本上的花粉并授到母本已去雄的雌蕊上的過程。
人工去雄授粉雜交制種法制種的效果，經(jīng)過大量的實踐證明，其制種純度可達(dá)98％左右，完全可以滿足生產(chǎn)的要求。但是因為該方法全部由人工操作，因此具有費時費工，工作強度大，制種田管理復(fù)雜、種子生產(chǎn)成本高等缺點。具體表現(xiàn)在在制種期間即7、8月間約40天高溫酷暑的氣候條件下，每畝制種田需要3-4名雜交人員堅持不懈的工作，將制種期間母本上的每一朵花都嚴(yán)格按照去雄、授粉的要求進(jìn)行操作，同時要將制種前所成的棉鈴、已開的花朵及制種結(jié)束后的花蕾，還有陰雨天所成的花、鈴全部摘掉；每10畝制種田需要1名管理員，嚴(yán)格檢查去雄、授粉情況及有無漏花等等。人工去雄授粉雜交制種法的上述缺點，導(dǎo)致其只能在擁有大量廉價勞動力的國家(如我國和印度)使用，已成為限制棉花雜種優(yōu)勢在生產(chǎn)上大規(guī)模利用的瓶頸。美國是最早開展棉花雜種優(yōu)勢研究的國家，但至今也沒有在生產(chǎn)上大規(guī)模應(yīng)用，其原因就是因為這種方法太費時費工，種子生產(chǎn)成本太高。研究、發(fā)現(xiàn)一套簡化制種程序、減輕勞動強度、提高制種效率、降低雜交種子生產(chǎn)成本的制種體系是世界各國棉花科技工作者夢寐以求的事情。本發(fā)明的目的在于針對上述問題，提出一種通過昆蟲完成授粉，實現(xiàn)棉花雜交制種的方法，該方法克服了人工去雄授粉雜交制種法存在的費時費工，工作強度大，制種田管理復(fù)雜、種子生產(chǎn)成本高等缺點，而且可以進(jìn)一步提高雜交種子的純度。

發(fā)明內(nèi)容
一種利用昆蟲傳粉制備棉花雜交種的方法，該方法以轉(zhuǎn)基因抗蟲不育系為母本，常規(guī)轉(zhuǎn)基因抗蟲棉為父本配制雜交組合，通過人工放養(yǎng)蜜蜂及棉田中自然存在的各種昆蟲完成授粉，生產(chǎn)雜交一代種子。
本發(fā)明所述的用于作母本的轉(zhuǎn)基因抗蟲不育系可以是用于生產(chǎn)的任何轉(zhuǎn)基因抗蟲不育系。如轉(zhuǎn)基因抗蟲不育系-中抗A。
本發(fā)明所述的用于作父本的常規(guī)轉(zhuǎn)基因抗蟲棉可以是用于生產(chǎn)的任何轉(zhuǎn)基因抗蟲棉。如常規(guī)轉(zhuǎn)基因抗蟲棉新棉33B。
用于作母本的轉(zhuǎn)基因抗蟲不育系之一中抗A是由本申請人育成。本申請人對引進(jìn)棉花雙隱核不育系ms5ms6進(jìn)行多年的加工、改造，并將ms5ms6不育基因轉(zhuǎn)育到了豐產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、綜合農(nóng)藝性狀好的品種中，培育出不育株率為50％，農(nóng)藝性狀優(yōu)良的異質(zhì)異核雙隱核不育系，再以其為母本，用轉(zhuǎn)基因抗蟲棉品系為父本雜交，對其后代經(jīng)過回交、測交，最終育成了現(xiàn)有的抗蟲性好，不育性穩(wěn)定、徹底的轉(zhuǎn)基因抗蟲不育系-中抗A。詳細(xì)選育過程見附


圖1。
在本發(fā)明所指的棉花雜交制種方法中，因其母本是抗蟲不育系，不需人工去雄；父、母本都抗蟲，所以制種田間不用化學(xué)農(nóng)藥防治棉鈴蟲，創(chuàng)造了無毒、安全、不噴化學(xué)農(nóng)藥的環(huán)境，棉花具有蜜腺，又是蟲媒花，所以可以將父、母本按1∶4～5的比例在制種田間相間種植，通過人工放養(yǎng)昆蟲及棉田中自然存在的各種昆蟲在制種田間自由活動實現(xiàn)昆蟲傳粉，取代人工授粉，達(dá)到生產(chǎn)雜交種子的目的。通過比較，放養(yǎng)昆蟲以放養(yǎng)蜜蜂效果最佳。放養(yǎng)時，可在制種田間種植一些蜜源植物，如芝麻等，吸引蜜蜂在制種田中活動不飛走；還可在制種田周圍種植非抗蟲棉，治蟲農(nóng)藥氣味迫使昆蟲在無農(nóng)藥的制種田中活動不遷飛，保證授粉的充分完成。利用這種方式生產(chǎn)的雜交種，成本低，純度高，是生產(chǎn)棉花雜交種最理想的途徑。
本發(fā)明的優(yōu)點和效果在于1、大幅度地降低制種成本。本發(fā)明與目前主要的雜交制種方法-人工去雄授粉法相比，由于不用人工去雄、授粉，所以可以大大減輕制種田間的勞動強度，減少用工投入，提高制種工效1倍以上，從而大幅度地降低制種成本。
2、有效地保證制種質(zhì)量。由于母本是不育系，不會產(chǎn)生自交鈴，所以可以有效地避免假雜種的產(chǎn)生。
3、易于質(zhì)量監(jiān)管控制。通過本發(fā)明生產(chǎn)雜交種，制種產(chǎn)種量與人工去雄授粉法基本相當(dāng)，制種純度更高，可節(jié)省75％的用工，而且易于質(zhì)量監(jiān)管控制。
附圖的簡要說明
圖1為中抗A的培育過程；圖2為中抗A的保種繁殖；圖3為中抗A配制雜交組合；上述附圖中特殊符號的說明★表示人工放養(yǎng)蜜蜂傳粉；ms5ms5ms6ms6為雙隱性核雄性不育基因型；RR為抗蟲基因；RRMs5Ms5Ms6Ms6為常規(guī)抗蟲棉品系基因型；ms5ms5ms6ms6RR為中抗A基因型；Ms5ms5ms6ms6RR(ms5ms5Ms6ms6RR)為中抗A半保持系基因型。
實施方式實施例1地點河南省安陽市中棉所南場試驗地材料中抗A，新棉33B(父本)，蜜蜂環(huán)境網(wǎng)室面積600平方米方法4月23日，在河南省安陽市中棉所南場試驗地選適宜地塊600平方米，中抗A與父本新棉33B按照3∶1的比例相間種植，直播，苗期管理同大田一樣；6月上旬開始拔除母本中的可育株，拔除完后在試驗地四周用30目塑料網(wǎng)圍成600m2×0.7m的網(wǎng)室，7月12日開始人工放養(yǎng)蜜蜂，數(shù)量約6000只，每天飼喂蔗糖0.25公斤以補充蜜蜂營養(yǎng)，整個制種期間不噴施農(nóng)藥治蟲。8月18日，撤走蜜蜂，歷時37天。9月1日起調(diào)查母本株上的單株成鈴數(shù)，后期收50鈴考種，最后實收計產(chǎn)。
結(jié)果通過對利用蜜蜂傳粉制種的中抗A植株上的單株鈴數(shù)、單鈴重、不孕籽粒/鈴及實收種子量等指標(biāo)與同期進(jìn)行的人工授粉的中抗A相比較(見下表)，可以看出前者的單株鈴數(shù)和單鈴重稍低于后者，以致于籽棉產(chǎn)量及產(chǎn)種量也稍低于后者，而不孕籽粒/鈴及子指兩者無明顯差異，說明通過蜜蜂及其它田間昆蟲傳粉與人工授粉的效果基本相同。
傳粉方式 單株鈴數(shù)單鈴重不孕籽粒/鈴 子指 籽棉產(chǎn)量 產(chǎn)種量(個) (克)(公斤/畝) (公斤/畝)蜜蜂傳粉12.9 5.1 7.2 13.0148.62 84.03人工授粉13.5 5 2 7.4 12 6153.76 86.10實施例2地點河南省南陽市唐河縣農(nóng)田材料中抗A，新棉33B(父本)，蜜蜂環(huán)境大田面積2.5畝方法在河南省南陽市唐河縣選適宜農(nóng)田地塊2.5畝，采用育苗移栽方式，中抗A以“Z”字型移栽，父本新棉33B移栽在中心軸線上，比例為20株母本2株父本間隔種植。小行距30cm，大行距80cm，即小麥地幅寬50cm，預(yù)留帶寬30cm。母本移栽密度約為5000株/畝，拔除可育株后密度為2300-2600株/畝左右。父本密度600株/畝左右，地中零星點播蜜源植物芝麻30余棵以防蜜蜂遷飛，苗期管理同大田一樣；6月上旬開始拔除母本中的可育株，7月10日開始人工放養(yǎng)蜜蜂，數(shù)量約1萬只，每天飼喂蔗糖0.5公斤以補充蜜蜂營養(yǎng)，整個制種期間不噴施農(nóng)藥治蟲。8月15日，撤走蜜蜂，歷時36天。9月1日起調(diào)查母本株上的單株成鈴數(shù)，后期收50鈴考種，最后實收計產(chǎn)。
結(jié)果通過對放養(yǎng)蜜蜂制種田塊中抗A植株上的單株鈴數(shù)、單鈴重、不孕籽粒/鈴、子指、籽棉產(chǎn)量及實收種子量等指標(biāo)與同期進(jìn)行的人工授粉的中抗A相比較(見下表)，可以看出兩者的各項指標(biāo)均無明顯差異。
傳粉方式 單株鈴數(shù)單鈴重不孕籽粒/鈴 子指 籽棉產(chǎn)量 產(chǎn)種量(個) (克)(公斤/畝)(公斤/畝)蜜蜂傳粉14.8 5.3 5.1 12.8158.387.7人工授粉14.6 5.4 4.8 12.4161.688.9通過上述兩個實施例，最后可得出這樣的結(jié)論以本發(fā)明的抗蟲不育系-中抗A為母本，常規(guī)抗蟲棉為父本，利用其制種期間不用噴施農(nóng)藥治蟲的特點，通過蜜蜂及其它棉田昆蟲完成授粉，實現(xiàn)棉花雜交制種的方法是完全可行的。
權(quán)利要求
1.一種利用昆蟲傳粉制備棉花雜交種的方法，其特征在于以轉(zhuǎn)基因抗蟲不育系為母本，常規(guī)轉(zhuǎn)基因抗蟲棉為父本配制雜交組合，通過人工放養(yǎng)蜜蜂及棉田中自然存在的各種昆蟲完成授粉，生產(chǎn)雜交一代種子。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于以轉(zhuǎn)基因抗蟲不育系中抗A為母本，常規(guī)轉(zhuǎn)基因抗蟲棉新棉33B為父本配制雜交組合，通過人工放養(yǎng)蜜蜂及棉田中自然存在的各種昆蟲完成授粉，生產(chǎn)雜交一代種子。
全文摘要
本發(fā)明屬于農(nóng)作物雜種優(yōu)勢利用方法。本發(fā)明以轉(zhuǎn)基因抗蟲不育系為母本，常規(guī)轉(zhuǎn)基因抗蟲棉為父本配制雜交組合，通過人工放養(yǎng)蜜蜂及棉田中自然存在的各種昆蟲完成授粉，生產(chǎn)雜交一代種子。試驗證明，本發(fā)明克服了人工去雄授粉雜交制種法存在的費時費工、工作強度大、制種田管理復(fù)雜、種子生產(chǎn)成本高等缺點，并可以進(jìn)一步提高雜交種子的純度。
文檔編號A01H1/02GK1504078SQ0215333
公開日2004年6月16日 申請日期2002年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月29日
發(fā)明者邢朝柱, 郭立平, 靖深蓉, 苗成朵, 王海林, 王海芹 申請人:中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所