[发明专利]一种棉花去雄杂交制种方法

说明书

技术领域

本发明涉及农业技术中的棉花种子生产技术，具体为一种棉花去雄杂交制种方法。

背景技术

棉花杂种优势的利用，是提高棉花产量、品质的重要途径，也是提高棉花品种的抗逆性(抗虫性、抗病性)的重要手段。杂交棉F1种子比常规棉品种的种子，在大田增产可以达到10-15％，比F2种子增产达到8％以上。因此，杂交棉F1种子是农民所喜爱的种子，市场前景很好。

棉花属锦葵科(Malvaceae)棉属(Gossypium)，花大而明显，雄蕊多数，花丝下部联合成管状，雌蕊柱头裂片数与子房数相等，果实为背面开裂的蒴果。雌雄同花。雌性为花中部柱头，接受花粉(花粉中有精子)，花粉在柱头上萌发后，形成花粉管，花粉管到达柱头下部后到达子房，即形成受精合子，生长后形成棉籽(种子)，雄蕊围绕在柱头周围，雄蕊由花药与花丝组成，花药(即小孢子囊)是雄蕊产生花粉的主要部位。因此，棉花杂交制种，必须要母本花上无雄性花粉(提供精子)，由父本提供花粉(精子)，在母本雌蕊柱头上萌发后形成花粉管，花粉管到达子房后形成合子，生长成熟后为种子。

棉花F1代种子的生产方法，有三种：

第一种，是人工剥花去除母本上的雄蕊，然后用父本的花粉进行授粉杂交，这种方法，每大下午从2点钟开始，持续到第二天早上6点以前，在棉花花蕾未开放时剥去雄蕊，时间长，速度慢，由于在7-8月份，我国大部分地区是高温时间，在下午2点以后，温度更高，农民操作时特别累，生产效率不高。但这种方法，在杂交品种的配组上自由度大，很容易有高产的强优势杂交品种出现，父本、母本可以是生产上较好的品系，所以，尽管人工剥花去雄速度低，劳动强度大，在应用上还是很普遍。是当前主要的去雄制种方法。

第二种，应用不育系进行杂交制种生产F1代种子，不育系有核不育与胞质不育，与第一种方法比的不同点是母本上雄蕊无花粉，不能够自交结实，必须通过异花上的花粉授到母本上，才能结实形成种子，核不育与胞质不育不同的是：核不育理论上需要去除50％的可育株，实际上超过50％，胞质不育母本为100％不育，只要授粉即可以。应用不育系不需去雄，可能节省大部分时间，同时可以降低劳动成本。但目前应用不是很多，其原因是，不育系的选育时间长，核不育系母本的繁殖成本高，需要二次授粉，即繁殖母本本身要人工授粉一次，得到母本种子，而母本种子种到大田制种时，要排除50％的可育株，在田间会出现空行空垄，造成土地浪费，农民不乐意，抵触制种。胞质不育目前还处在研究阶段，难度在于很难找到很好的父本，既能让不育的母本恢复育性，结铃，又能高产，目前有些单位找到了恢复系，可以让胞质不育母本恢复，但其产量很低，只有普通品种的70％的产量，没有生产价值。不育系制种是一个方向，但现在还没有找到很有优势的杂交一代组合。配组亲本自由度很低，选育杂交品种很难。

第三种，化学药品诱导雄性不育，化学药剂(化学杂交剂)用于处理自交作物，诱导雄性不育的化学物质，当在作物生殖牛长的适宜时期喷施，能对雄配子有选择性地杀伤或阻滞其发育，造成花粉生理性不育，而对雌配子无不良影响或影响很少，从而抑制自花授粉，导致异花授粉得到杂交种子。目前有文献记载，有20多种化学药剂，能诱导棉花雄性不育，达到不去雄授粉的目的。如据报道的，乙烯利，KMS-1，LY195259，WL84811，RH0007，SC2053，马来酰肼，GA3，二氯乙酸，二氯丙酸等药品，均有不同的诱导棉花雄性不育效果。按照分类，有卤代脂肪酸及其盐类，烷基磷酸衍生物类，均二嗪三酮及其有关衍生物，赤霉素及其盐类，分别在油菜，水稻，小麦及蔬菜上应用，在棉花上进行了一些试验。化学药剂能够诱导棉花产生雄性不育，是可以肯定，但现在，利用化学药品，在棉花生殖生长的适宜时期内喷施，(1)合适的浓度很难掌握，温度不一样，品种不一样，同样的浓度会产生部分不育部分可育棉株；(2)现有的化学杂交剂，在棉花上，不同程度产生药害，导致花蕾脱落，叶面枯落，植株矮小、授粉后结实率低等现象；(3)现有化学诱导剂，在整个棉花的生育期中，要分批喷施，起作用到底有多长时间，两次喷药的时间间隔中可能会有可育花出现，难以保证制种是全部杂交种子。但化学药剂处理棉花诱导棉花雄性不育是一种方向，在水稻生产上，即使用不育系配制杂交种子，也有用化学药品去除微粉，防止自交产生种子。

怎样解决当前杂交棉制种生产问题？在棉花不育系应用上没有强优势组合出现，在化学药剂诱导棉花雄性不育尚未成熟，能够在人工去雄的基础上减少劳动投入，降低劳动强度，降低种子的生产成本，成为当前棉花杂交棉生产的一个技术难题。

发明内容