[发明专利]一种基于转基因抗草甘膦杂交棉花的化学杀雄制种方法

说明书

技术领域

本发明公开了一种基于转基因抗草甘膦杂交棉花的新型化学杀雄制种方法，具体涉及到杂交棉亲本、化学杀雄剂、化学杀雄剂处理的浓度、化学杀雄时间和方法、棉花化学杀雄制种技术等方法。

背景技术

棉花是我国最重要的经济作物，是出口创汇的主要农作物之一。随着我国农业产业结构的调整，高科技、高产出、高效益的新型农业势必将取代传统的种植业。如何提高进一步提高我国的棉花产量和品质，增加植棉的经济效益是棉花科技界最紧迫的任务。杂种优势利用是提高棉花单位面积产量、改善原棉品质的最有效途径之一，也是控制棉花种子质，实现种子产业化的主要途径。近年来，我国的杂交棉生产获得了飞跃的发展，杂交棉种植面积逐年增加。然而，目前我国棉花杂交种子的制种手段还较落后，主要采用的是人工去雄授粉法制种。很明显，这种原始的高成本的制种手段与现代的杂种优势利用是十分不相称的，而这种不相称性在劳力紧缺的地区更显突出，并直接制约着杂交棉生产的进一步发展。因此，提高杂交棉的制种效率，降低杂交棉制种成本已成为棉花杂种优势利用的关键问题。

利用细胞质雄性育系配制“三系”杂交棉是棉花杂种优势利用的有效途径。Meyer（1975）、Thomber等（1979）、贾占昌（1979）、周世象（1992）和Stewart（1992）分别从哈克尼西棉（G.harknessii）、陆地棉（G.hirsutum）、海岛棉（G.barbadense）和三裂棉（G.trilobum）中得到棉花细胞质雄性不育系，并将其细胞质不育基因通过核置换法转育到陆地棉。该细胞质雄性不育系的保持系非常普遍，一般陆地棉品种（系）均是其保持系，但能恢复该不育基因的恢复基因资源极少，只有在哈克尼西棉等少数棉种中发现有恢复基因。通过棉花遗传育种家的努力，已将哈克尼西棉的恢复基因转育到陆地棉品种，实现了“三系”配套。遗憾的是，由于不育基因和恢复均来源于哈克尼西野生棉种，均存在着难于克服的不利性状的连锁。此外，恢复基因对不育系的育性恢复力不够强，配制成的杂种F₁因花粉生活力偏低而导致大量棉铃脱落，以及带有“裂根”及“矮生扭曲顶叶”等不良性状，因此，三系杂交棉的优势不明显而很难在生产上利用。化学杀雄是作物杂种优势利用的有效途径之一。但由于棉花花期长（2个月），杀雄剂效果稳定性等问题，棉花化学杀雄技术仍未在生产上应用。

转基因抗除草剂棉花品种最早由美国孟山都公司于1997年商业化。浙江大学农学院从抗草甘膦的假单胞杆菌中克隆了抗草甘膦的EPSPS-G6基因（GenBank: EU169459.1）。通过花粉管通道技术，将该基因导入棉花品种-中棉所49，创造了转基因的抗草甘膦棉花种质，为培育和推广具有我国自主知识产权的抗草甘膦棉花品种奠定了基础。在对转基因抗除草剂种质进行除草剂抗性鉴定时发现，花蕾期喷洒除草剂会造成该转基因抗除草剂棉花材料雄性不育。我们围绕转EPSPS-G6基因花蕾期喷施草甘膦导致雄性不育的特点，开展了利用该特性进行杂交棉化学杀雄制种方法的研究，建立一种棉花杂种优势利用的新途径。

发明内容

本发明的目的是针对当前棉花杂种优势利用中的问题，提供一种基于转基因抗草甘膦杂交棉花的化学杀雄制种方法。

基于转基因抗草甘膦杂交棉花的化学杀雄制种方法的步骤如下：

1）转EPSPS-G6转基因抗草甘膦棉花种质系及其衍生品种为母本配制的陆地棉品种间杂交组合，其中EPSPS-G6基因是浙江大学从抗草甘膦的假单胞杆菌中克隆的高抗草甘膦基因，转EPSPS-G6转基因抗草甘膦棉花种质系是浙江大学通过花粉管通道技术获得的转基因抗草甘膦棉花种质，以陆地棉种质系为父本；

2）选择有良好隔离条件、地势较高、排泄方便，并适合于棉花生长的地块，父本与母本植株相邻种植，父本与母本植株种植比例为1：6；

3）采用20mM的草甘膦溶液作为转EPSPS-G6转基因抗草甘膦棉花的化学杀雄剂，草甘膦选自“农达”或95%草甘膦原药，市售10%草甘膦水溶液对转基因棉花的生长发育有显著的影响，不能用于化学杀雄。“农达”用水稀释至化学杀雄浓度，95%草甘膦原药先用1M NaOH溶液溶解，再用水稀释至化学杀雄浓度； 

4）选择无风或微风天气进行化学杀雄，避免将化学杀雄剂喷到父本上，母本植株见蕾后进行第一次化学杀雄，第一次化学杀雄后每隔15天化学杀雄1次，整个生长期共化学杀雄4次；每次化学杀雄时，将草甘膦溶液均匀地喷到母本的每株棉花，确保母本棉花植株100%花粉败育；