[发明专利]棉花诱导长柱头制种方法

说明书

技术领域

本发明棉花人工长柱头制种方法，属于杂交棉杂交种子生产技术范畴，适用于生产棉花杂交种子。

背景技术

杂种具有优势是生物界的普遍现象。棉花和其他作物一样，杂种优势也普遍存在。利用种间或品种间互相杂交，都能产生杂种优势。杂种一代一般增产20％一30％，杂种二、三代仍有10％一12％的增产优势。而杂种棉要用于大面积生产，一是要选育出高优势的杂交组合，二是要有简便快速大量生产其杂交棉种子的方法。

在棉花杂交种子的生产技术上，根据棉花的开花习性，人们研究了多种利用途径，主要概括为三种类型：1、人工制种。这是目前中国和印度等国家应用最多的一种技术，该制种技术最大的优点是亲本不受育性限制，配组自由；可及时选用有苗头的新品种作亲本，筛选强优势组合相对容易，选育周期短；缺点是用工量多，劳动强度大，制种效率低。2、利用特异性状杂交制种。以雄性不育、雌雄蕊异熟、柱头外露和高柱头等材料做母本，可省去人工去雄环节，用工相对减少，但由于这些特异性状往往与一些不良性状连锁，而且配组时母本已经确定，只有父本可供选择，筛选强优势组合难度相对较大，而制种时仍需人工采粉与授粉，并且其亲本的繁殖保纯也较复杂。3、化学杀雄制种技术就是对母本棉株喷施化学药剂来达到杀死雄蕊，而不损伤雌蕊的正常受精能力，以替代手工去雄工作，此法配组方便、灵活。但由于杀雄效果不稳定，用药量受环境影响较大，不易掌握，且常引起棉花药害，从而难以在生产上应用。

自2001年以来，我国转基因抗虫杂交棉花在生产上快速发展，尤以育苗移栽的长江流域棉区发展迅速。但推广应用的转基因抗虫杂交棉基本上是采用人工去雄授粉的方法生产的种子，生产成本较高，每公斤种子零售价格一般在100-140元，在育苗移栽棉区，每亩用种量为0.30-0.35公斤，而在直播棉区，每亩用种量即使采用精量穴播，至少也要0.75公斤，是育苗移栽棉区用种量的一倍。较高的种子生产成本已成为我国进一步发展转基因抗虫杂交棉的制约“瓶颈”，迫切需要研发一种节本、高效的杂交棉种子生产技术。

Kohel(1973)，Rhyhe(1979)和Enelkizzi(1991)从海岛棉和陆地棉杂种后代中先后鉴定出棉花柱头外露种质，我国80年代开始从海陆杂种后代中，分离出柱头外露性状的棉株，李治华等（1990）从陆地棉引种鉴定材料中发现柱头外露株。

柱头外露种质的发现，为棉花杂交制种开辟了一条新途径。采用该途径制种可免去用工最多的去雄环节，从而显著提高制种效率。但是，由于陆地棉高柱头材料多来自于海陆的杂种后代或采用辐射手段所获得，高柱头基因多和不良性状基因存在连锁，难以培育出综合性状优良的高柱头亲本，同时配制组合时亲本选择的自由度小，所以至今未选育出大面积推广的强优势组合。

何循宏等（2002）报道，利用赤霉素（GA3）涂抹幼蕾和对棉株整株喷雾，可获得棉花长柱头表现型性状，而不改变亲本的基因型，用于棉花杂交制种，亲本选配自由，可使亲本始终处在最新水平上，利于选育出强优势组合。此研究虽然明确了GA3诱导长柱头的适宜浓度，但是诱导的花与花之间差异大，生产的杂种纯度不能达到生产要求。能用于实际生产的稳定的诱导方法及稳定诱导的使用量仍有待进一步的研究。

发明内容

为了克服现有技术的不足，改进棉花杂交种子生产技术，降低制种用工及劳动强度，提高制种效率，使杂交种子生产成本降低。本发明对利用GA3诱导棉花长柱头，用于棉花杂交制种的具体方法进行了研究，明确了稳定诱导长柱头的使用量和适宜的使用方法，提供了一种棉花诱导长柱头制种方法，该方法能应用于大面积生产可显著提高棉花制种工效。

本发明采用以下技术方案：一种适用于棉花人工辅助制种的方法，是：用100PPM浓度的GA3溶液点滴8-18天的蕾（直径约在2.5厘米以下）的基部，每花点量150~200ul，诱导95%以上的柱头高出雄蕊簇8毫米以上，棉花开花后，不去雄直接授粉。

上述方法中，不去雄直接授粉的具体操作可以是每天上午在田间花药破裂出现散粉后，用杂交棉锥型涡轮式负压采粉器在父本田间取粉，然后放入内有贮能式授粉器的保温桶中，授粉时随时取用。授粉方法：右手拿贮能式授粉器，打开授粉孔，左手轻捏柱头并将柱头插入授粉孔内，轻转取出授粉结束，授粉后不需再作标记。

本发明中所说的花粉收集用锥型涡轮式负压采粉器见专利号为ZL 2009 2 0231156.6。