一種培育早熟、豐產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)短季棉新品系中425的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及育種領域,具體涉及一種培育早熟、豐產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)短季棉新品系中425的方法。該方法,以早熟品種中棉所10(母本)為基礎種質(zhì)材料,通過與早熟、豐產(chǎn)、抗病短季棉品種(系)美B早系(父本)選育成早熟優(yōu)質(zhì)系中0710,進而與豐產(chǎn)抗病系中5427(父本)雜交,選育成中棉所27,與特早熟系92-047(父本)雜交進一步選育成中501,和特早熟系中603(父本)雜交等核心種質(zhì)材料進行多親本輪回雜交,將早熟、豐產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、多抗的優(yōu)良基因聚合在一起,打破短季棉品種早熟與產(chǎn)量、品質(zhì)和抗性的負相關關系,培育出早熟、豐產(chǎn)(高衣分)、優(yōu)質(zhì)、抗病的短季棉新品系中425,其中,早熟、豐產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)短季棉新品系中425。CGMCC No 900720140328
【專利說明】-種培育早熟、豐產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)短季棉新品系中425的方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及育種領域,具體涉及一種培育早熟、豐產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)短季棉新品系中425的 方法。
【背景技術】
[0002] 我國自1919年開始,從美國引進金字棉化ing' S)進行試驗,由于其早熟性好、結 鈴性強,逐漸在我國推廣種植。后經(jīng)過多年馴化成為我國短季棉育種的主要"早熟源"。目 前,早熟短季棉育種中利用的早熟"基因源",主要是美棉,其中金字棉為主導早熟種質(zhì)。
[0003] 我國短季棉育種成就顯著,通過引種試種、系統(tǒng)選育、雜交育種、遠緣雜交、雜交優(yōu) 勢利用、誘變育種、生物技術等育種手段,成功地培育出適合我國不同生態(tài)區(qū)使用的中棉 所、迂棉、新陸早等主要系列短季棉品種。20世紀80年代選育出了我國第一代早熟、豐產(chǎn)的 短季棉品種中棉所10號,在全國區(qū)試中較對照增產(chǎn)20%,取得了重大突破,該品種比當時 推廣的黑山棉1號早熟8天,比春播棉中棉所12號早熟25天,在華北棉區(qū)首次實現(xiàn)了麥棉 兩熟,累計種植7000萬畝;但是,中棉所10號存在一定的缺點,在生產(chǎn)上表現(xiàn)早熟早衰,不 抗枯、黃萎病;20世紀80年代末,針對中棉所10號的缺點。
[0004] 因短季棉在生產(chǎn)過程中,存在早熟早衰現(xiàn)象,而該對性狀呈遺傳正相關,早衰使產(chǎn) 量、品質(zhì)、抗性均受影響,因此,早衰是制約早熟、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)品種選育的關鍵因素。因此,只 有打破短季棉品種早熟與產(chǎn)量、品質(zhì)和抗性的負相關關系,才能培育出早熟、豐產(chǎn)(高衣 分)、優(yōu)質(zhì)、抗病的短季棉新品系。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] 本發(fā)明的目的是W早熟為主要目標(生育期105-110天),W豐產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、多抗為選 育重點,培育滿足黃河流域棉區(qū)、長江流域棉區(qū)麥(油)棉兩熟種植,W及西北內(nèi)陸特早熟 棉區(qū)種植的早熟棉花品種。
[0006] 根據(jù)本發(fā)明的方法,W早熟品種中棉所10 (母本)為基礎種質(zhì)材料,通過與早熟、 豐產(chǎn)、抗病短季棉品種(系)美B早系(父本)選育成早熟優(yōu)質(zhì)系中0710,再W早熟優(yōu)質(zhì)系 中0710 (母本)與豐產(chǎn)抗病系中5427 (父本)雜交,選育成早熟、豐產(chǎn)、抗病蟲系中棉所27, W早熟、豐產(chǎn)、抗病蟲系中棉所27 (母本)與特早熟系92-047 (父本)雜交進一步選育成早 熟、豐產(chǎn)、抗病蟲系中501,W早熟、豐產(chǎn)、抗病蟲系中501 (母本)和特早熟系中603 (父本) 雜交等核也種質(zhì)材料進行多親本輪回雜交,將早熟、豐產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、多抗的優(yōu)良基因聚合在一 起,打破短季棉品種早熟與產(chǎn)量、品質(zhì)和抗性的負相關關系,培育出早熟、豐產(chǎn)(高衣分)、 優(yōu)質(zhì)、抗病的短季棉新品系中425,其中,早熟、豐產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)短季棉新品系中425,育種系譜圖 參見附圖1。
[0007] 本發(fā)明的培育早熟、豐產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)短季棉新品系中425的方法包括W下步驟:
[0008] (1)早熟、豐產(chǎn)、抗病蟲系中501的培育:早熟、豐產(chǎn)、抗病蟲系中501是W早熟品 種中棉所1〇(母本)為基礎種質(zhì)材料,通過與早熟、豐產(chǎn)、抗病短季棉品種(系)美B早 系(父本)選育成早熟優(yōu)質(zhì)系中0710,再W早熟優(yōu)質(zhì)系中〇71〇(母本)與豐產(chǎn)抗病系中 5427 (父本)雜交,選育成早熟、豐產(chǎn)、抗病蟲系中棉所27, W早熟、豐產(chǎn)、抗病蟲系中棉所 27 (母本)與特早熟系92-047 (父本)雜交,通過海南加代等早熟品種培育方法選育而成。
[0009] (2)中425的培育;2007年,W早熟、豐產(chǎn)、抗病蟲系中501特早熟新品系為母本和 特早熟種質(zhì)系中603為父本進行雜交,F(xiàn)i與抗病早熟品系SF06雜交,2008年將復交Fi代自 交獲得F2代,進行早熟、抗病、豐產(chǎn)等混合選擇獲得Fs代;2009-2010年,對F4至Fs代,進一 步進行混合選擇及產(chǎn)量、品質(zhì)和早熟性狀的綜合評判,同時增加時空選擇壓和進行早熟性 單株選擇和純化,2011-2012年進行早熟性、豐產(chǎn)性和抗病性綜合品比測試,在早熟、豐產(chǎn)、 抗病和纖維品質(zhì)等綜合性狀表現(xiàn)突出,決選系為中425。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明的培育早熟、豐產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)短季棉新品系中425的方法,可W結合病圃鑒 定與生化育種技術進行選擇育種:
[0011] 1)株型選擇及病圃鑒定:在雜交早代F2-F3代,主要進行產(chǎn)量性狀和品質(zhì)性狀的選 擇,對獲得綜合性狀優(yōu)良的中間材料,在F4-Fe代,在試驗病圃進行抗性鍛煉與鑒定,兼顧株 型、結鈴性與衣分諸因素的協(xié)調(diào),選擇綜合性狀優(yōu)良的單株,進行海南加代,對加代的株系 繼續(xù)進行病圃鑒定,對抗病性較好,綜合性狀優(yōu)良的株系,繼續(xù)進行海南加代,在F,-Fs代, 對早熟性、豐產(chǎn)性、抗病性穩(wěn)定的優(yōu)良品系進入所品比試驗,同時在我國的黃河流域棉區(qū)、 長江流域棉區(qū)和西北內(nèi)陸特早熟棉區(qū)的不同生態(tài)試驗點進行生態(tài)適應性鑒定,表現(xiàn)綜合性 狀優(yōu)良早熟棉新品系申請參加區(qū)域試驗和生產(chǎn)試驗。
[0012] 2)生化育種,在雜交F4-Fs代選育過程中,根據(jù)生化標記輔助選擇,包括:
[0013] 2-1)酶活量;一般認為早熟不早衰品種的CAT酶活和POD酶活較早衰品種高30? 50 %,SOD酶活較早衰品種高5?8 %,MDA含量較早衰品種低6?10 % ;ABA含量較早衰品 種低15?20%,IAA含量較早衰品種高30?50%。
[0014] 2-2)選擇時間:在棉株生長發(fā)育時期對CAT酶活、POD酶活、SOD酶活選擇應有8 月24日(播種后95d) W后進行,對MDA含量的選擇可在8月3日一17日(播種后74d? 88d)。對早熟性、豐產(chǎn)性、抗病性穩(wěn)定的優(yōu)良品系或株系,加W抗氧化系統(tǒng)酶S0D、P0D和CAT 活性的跟蹤檢測,從生化遺傳角度提高棉株體內(nèi)的抗氧化系統(tǒng)酶活性,W改良新品系的早 熟性和抗逆性。
[0015] 3)分子標記技術鑒別中425
[0016] 利用與早熟性狀相關的SSR標記HAU3318、MGHES-73和DPL0524將中425與短季 棉品種中213、中16、中36和中74 W及春棉品種巧字棉15、魯棉研28號、中12、中41、中45 和魯棉研1號予W區(qū)分。Q化定位結果表明:在HAU3318附近可檢測到控制生育期、果枝始 節(jié)W及果枝始節(jié)高度的QTLs,在MGHES-73附近可檢測到控制果枝始節(jié)W及果枝始節(jié)高度 的QTLs。關聯(lián)分析結果表明;MGHES-73與果枝始節(jié)W及果枝始節(jié)高度極顯著關聯(lián),WL0524 與果枝始節(jié)高度極顯著關聯(lián)。
[0017] HAU33318擴增結果顯示在305bp處存在特異性條帶可將中425、中213、中16、中 36和中74與其他6個春棉品種區(qū)分開。MGHES-73擴增結果顯示在494bp處存在特異性條 帶可將中425和中213與中16、中74區(qū)分開。D化0524擴增結果顯示在188bp處存在特異 性條帶可將中425與中213區(qū)分開。
[0018] 因此,中425存在特異性SSR引物組合HAU3318/MGHES-73/D化0524將其與其余材 料予w區(qū)分。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明的方法,育成的早熟、豐產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)短季棉新品系中425具有w下特性:
[0020] 生育期110天,出苗快,子葉服大,苗壯,早熟,中前期生長發(fā)育快,株高80. 8cm, 第一果枝著生5-5. 5節(jié),植株筒型,莖桿粗壯,著生稀茸毛,抗倒伏,葉片中等偏大,淡綠色, 有蜜腺,中脈有茸毛,果枝與主莖著生夾角小,結鈴性強,單株有效鈴11. 5個,卵圓型,有 短尖,鈴面粗趟,鈴柄中等長度,鈴重5. 5-6克,衣分43. 6 %,巧指11. 5克,吐絮暢,色澤潔 白。該品系適于黃河流域和長江流域棉區(qū)作麥(油)后直播或移栽兩熟種植,適宜播期5 月中下旬或6月上旬,密度5000-6000株/畝,在施足基服的基礎上,初花服一次追施尿素 15-2化g,并視苗情和氣候,用低濃度縮節(jié)安調(diào)控,遇旱要及時灌觀,非鱗翅目害蟲要及時防 治。
[0021] 中425于2011-2012年參加夏播抗蟲棉品系比較試驗,兩年霜前皮棉產(chǎn)量和巧棉 產(chǎn)量均居首位,平均霜前皮棉產(chǎn)量畝產(chǎn)74. 8kg,比對照中棉所50增產(chǎn)19. 3%,巧棉畝產(chǎn) 180.化g,比對照中棉所50增產(chǎn)16. 7%。農(nóng)業(yè)部棉花品質(zhì)監(jiān)測中也測試結果,平均纖維長度 29. 5mm,比強度29. 7cN/tex,馬克隆值4. 5,纖維品質(zhì)優(yōu)良。兩年枯萎病指平均2. 69,高抗, 黃萎病指30. 02-31. 70,平均30. 86,耐?。?011-2012年參加河南省夏棉區(qū)域試驗。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022] 圖1為系譜圖;
[0023] 圖2為引物HAU3318擴增電泳圖譜;
[0024] 圖3為引物MG肥S-73擴增電泳圖譜;
[0025] 圖4為引物DPL0524擴增電泳圖譜。
[0026] 本發(fā)明育成的棉花品種陸地棉(Gossypium hirsutum)中425,于2014年3月28 日保存于中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中也(北京市朝陽區(qū)北辰西路1號院 3號,中國科學院微生物研究所,100101),其保藏編號是;CGMCC No. 9007。
【具體實施方式】
[0027] 實施例1
[002引 中425的培育:
[0029] 2007年河南安陽,W早熟、豐產(chǎn)、抗病蟲系中501特早熟新品系為母本和特早熟種 質(zhì)系中603為父本進行雜交,2007年冬海南,F(xiàn)i與抗病早熟品系SF06雜交;2008年河南安 陽,將復交Fi代自交獲得F,代,進行早熟、抗病、豐產(chǎn)等混合選擇獲得Fs代,2008年冬海南, Fs代種植獲得F4代;2009-2010年,對F4至Fs代,進一步進行混合選擇及產(chǎn)量、品質(zhì)和早熟 性狀的綜合評判,同時增加時空選擇壓和進行早熟性單株選擇和純化,表現(xiàn)突出系10個, 分別為 051401、051404、051410、051413、051416、051419、051422、051425、051428、051431 ; 2011-2012年進行早熟性、豐產(chǎn)性和抗病性綜合品比測試,W生產(chǎn)上大面積推廣的主栽早熟 豐產(chǎn)品種中棉所50為對照在早熟、豐產(chǎn)、抗病和纖維品質(zhì)等綜合性狀表現(xiàn)突出,決選系為 中051425,簡稱中425。
[0030] 1)株型選擇及病圃鑒定:在雜交早代F2-F3化主要進行產(chǎn)量性狀和品質(zhì)性狀的選 擇,對獲得綜合性狀優(yōu)良的中間材料,在F4-Fe代,在試驗病圃進行抗性鍛煉與鑒定,兼顧株 型、結鈴性與衣分諸因素的協(xié)調(diào),選擇綜合性狀優(yōu)良的單株,進行海南加代,對加代的株系 繼續(xù)進行病圃鑒定,對抗病性較好,綜合性狀優(yōu)良的株系,繼續(xù)進行海南加代,在F,-F,代, 對早熟性、豐產(chǎn)性、抗病性穩(wěn)定的優(yōu)良品系進入所品比試驗,同時在我國的黃河流域棉區(qū)、 長江流域棉區(qū)和西北內(nèi)陸特早熟棉區(qū)的不同生態(tài)試驗點進行生態(tài)適應性鑒定,表現(xiàn)綜合性 狀優(yōu)良早熟棉新品系申請參加區(qū)域試驗和生產(chǎn)試驗。
[0031] 2)生化育種,在雜交F4-Fs代選育過程中,根據(jù)生化標記輔助選擇,包括:
[0032] 2-1)酶活量;一般認為早熟不早衰品種的CAT酶活和POD酶活較早衰品種高30? 50 %,SOD酶活較早衰品種高5?8 %,MDA含量較早衰品種低6?10 % ;ABA含量較早衰品 種低15?20%,IAA含量較早衰品種高30?50%。
[0033] 2-2)選擇時間:在棉株生長發(fā)育時期對CAT酶活、POD酶活、SOD酶活選擇應有8 月24日(播種后95d) W后進行,對MDA含量的選擇可在8月3日一17日(播種后74d? 88d)。對早熟性、豐產(chǎn)性、抗病性穩(wěn)定的優(yōu)良品系或株系,加W抗氧化系統(tǒng)酶S0D、P0D和CAT 活性的跟蹤檢測,從生化遺傳角度提高棉株體內(nèi)的抗氧化系統(tǒng)酶活性,W改良新品系的早 熟性和抗逆性。
[0034] 3)分子標記技術鑒別中425
[0035] 利用與早熟性狀相關的SSR標記HAU3318、MGHES-73和DPL0524將中425與短季 棉品種中213、中16、中36和中74 W及春棉品種巧字棉15、魯棉研28號、中12、中41、中45 和魯棉研1號予W區(qū)分。Q化定位結果表明:在HAU3318附近可檢測到控制生育期、果枝始 節(jié)W及果枝始節(jié)高度的QTLs,在MGHES-73附近可檢測到控制果枝始節(jié)W及果枝始節(jié)高度 的QTLs。關聯(lián)分析結果表明;MGHES-73與果枝始節(jié)W及果枝始節(jié)高度極顯著關聯(lián),WL0524 與果枝始節(jié)高度極顯著關聯(lián)。
[0036] HAU33318擴增結果顯示在305bp處存在特異性條帶可將中425、中213、中16、中 36和中74與其他6個春棉品種區(qū)分開。MGHES-73擴增結果顯示在494bp處存在特異性條 帶可將中425和中213與中16、中74區(qū)分開。D化0524擴增結果顯示在188bp處存在特異 性條帶可將中425與中213區(qū)分開。
[0037] 因此,中425存在特異性SSR引物組合HAU3318/MGHES-73/D化0524HAU3318上游 引物巧'-3')為 CAGGGAGAGAAGAGAAAGGACA 下游引物巧'-3')為 CACGTGACTCCGGCGAATGA, MGHES-73 上游引物(5' -3')為 CCCGATATCCTTAGCCTTTT 下游引物(5' -3')為 AGTCGGAGGTGATGGTTAGG,D化0524 上游引物(5' -3')為 AGAGCCATACTTATTTACGTGCCC 下游 引物巧'-3')為GAGTAACTCAAATAGCAAGCAGCC,將其與其余材料予W區(qū)分,參見圖2、3、4,其 中,圖中1?12分別代表:中425、中213、中16、中36、中50、中74、巧字棉15號、魯棉研 28號、中12、中41、中45和魯棉研1號。M代表Marker,條帶大小從上往下依次是50化口、 489bp、404bp、353bp、242bp、190bp、147bp、110bp 和 89bp。
[0038] 根據(jù)本發(fā)明的方法,育成的早熟、豐產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)短季棉新品系中425具有W下特性:
[0039] 生育期110天,出苗快,子葉服大,苗壯,早熟,中前期生長發(fā)育快,株高80. 8cm, 第一果枝著生5-5. 5節(jié),植株筒型,莖桿粗壯,著生稀茸毛,抗倒伏,葉片中等偏大,淡綠色, 有蜜腺,中脈有茸毛,果枝與主莖著生夾角小,結鈴性強,單株有效鈴11. 5個,卵圓型,有 短尖,鈴面粗趟,鈴柄中等長度,鈴重5. 5-6克,衣分43. 6%,巧指11. 5克,吐絮暢,色澤潔 白。該品系適于黃河流域和長江流域棉區(qū)作麥(油)后直播或移栽兩熟種植,適宜播期5 月中下旬或6月上旬,密度5000-6000株/畝,在施足基服的基礎上,初花服一次追施尿素 15-2化g,并視苗情和氣候,用低濃度縮節(jié)安調(diào)控,遇旱要及時灌觀,非鱗翅目害蟲要及時防 治。
[0040] 中425于2011-2012年參加夏播抗蟲棉品系比較試驗,兩年霜前皮棉產(chǎn)量和巧棉 產(chǎn)量均居首位,平均霜前皮棉產(chǎn)量畝產(chǎn)74. 8kg,比對照中棉所50增產(chǎn)19. 3%,巧棉畝產(chǎn) 180.化g,比對照中棉所50增產(chǎn)16. 7%。農(nóng)業(yè)部棉花品質(zhì)監(jiān)測中也測試結果,平均纖維長度 29. 5mm,比強度29. 7cN/tex,馬克隆值4. 5,纖維品質(zhì)優(yōu)良。兩年枯萎病指平均2. 69,高抗, 黃萎病指30. 02-31. 70,平均30. 86,耐病;2011-2012年參加河南省夏棉區(qū)域試驗。
[0041] 育成的棉花品種中425,于2014年3月28日保存于中國微生物菌種保藏管理 委員會普通微生物中也(北京市朝陽區(qū)北辰西路1號院3號,中國科學院微生物研究所, 100101),其保藏編號是;CGMCC No. 9007。
【權利要求】
1. 一種培育早熟、豐產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)短季棉新品系中425的方法,其特征在于,所述方法包括 以下步驟: (1) 早熟、豐產(chǎn)、抗病蟲系中501的培育:以母本:早熟品種中棉所10為基礎種質(zhì)材料, 通過與父本:早熟、豐產(chǎn)、抗病短季棉品種美B早系選育成早熟優(yōu)質(zhì)系中0710,再以母本:早 熟優(yōu)質(zhì)系中0710與父本:豐產(chǎn)抗病系中5427雜交,選育成早熟、豐產(chǎn)、抗病蟲系中棉所27, 以母本:早熟、豐產(chǎn)、抗病蟲系中棉所27)與父本:特早熟系92-047雜交,通過海南加代選 育而成; (2) 中425的培育:以早熟、豐產(chǎn)、抗病蟲系中501特早熟新品系為母本和特早熟種質(zhì) 系中603為父本進行雜交,匕與抗病早熟品系SF06雜交,次年將復交Fi代自交獲得F2代, 進行早熟、抗病、豐產(chǎn)混合選擇獲得F3代;之后,對F4至F8代,進一步進行混合選擇及產(chǎn)量、 品質(zhì)和早熟性狀的綜合評判,同時增加時空選擇壓和進行早熟性單株選擇和純化,再進行 早熟性、豐產(chǎn)性和抗病性綜合品比測試,在早熟、豐產(chǎn)、抗病和纖維品質(zhì)的綜合性狀表現(xiàn)突 出,決選系為中425。
2. 根據(jù)權利要求1所述的培育早熟、豐產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)短季棉新品系中425的方法,其特征在 于,在步驟(2)中,在雜交匕-匕代選育過程中,根據(jù)生化標記輔助選擇,包括: 2-1)酶活量:早熟不早衰品種的CAT酶活和POD酶活較早衰品種高30?50%,SOD酶 活較早衰品種高5?8%,MDA含量較早衰品種低6?10% ;ABA含量較早衰品種低15? 20%,IAA含量較早衰品種高30?50% ; 2-2)選擇時間:在棉株生長發(fā)育時期對CAT酶活、POD酶活、SOD酶活選擇應在播種后 95d以后進行,對MDA含量的選擇在播種后74d?88d進行。
3. 根據(jù)權利要求1所述的培育早熟、豐產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)短季棉新品系中425的方法,其特征在 于,在步驟(2)中,通過分子標記技術鑒別中425, 其中,利用中425存在特異性SSR引物組合HAU3318/MGHES-73/DPL0524將其與其余材 料予以區(qū)分, HAU3318 上游引物 5' -3' 為 CAGGGAGAGAAGAGAAAGGACA, 下游引物 5' -3' 為 CACGTGACTCCGGCGAATGA ; MGHES-73 上游引物 5' -3' 為 CCCGATATCCTTAGCCTTIT, 下游引物 5' -3' 為 AGTCGGAGGTGATGGTTAGG ; DPL0524 上游引物 5' -3' 為 AGAGCCATACTTAITTACGTGCCC, 下游引物 5' -3' 為 GAGTAACTCAAATAGCAAGCAGCC。
【文檔編號】A01H1/02GK104396731SQ201410715535
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年12月1日 優(yōu)先權日:2014年12月1日
【發(fā)明者】宋美珍, 喻樹迅, 范術麗, 龐朝友, 魏恒玲, 王龍, 劉記, 梁冰 申請人:中國農(nóng)業(yè)科學院棉花研究所