棉花三系配套转育选育方法总结

陈善杰+闫显会+刘兴乐

摘要：2011年引进的棉花（Gossypium spp）三系经过连续4年5代的转育和选育，选育出不育株率及不育度均达100%的抗虫不育系，同时也选育出综合性状优良的保持系和恢复系，恢复系的恢复率与恢复度也均达100%，实现了三系配套。

关键词： 棉花（Gossypium spp）；不育系；恢复系；选育方法

中图分类号：S511 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2015）20-4951-02

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.20.007

Summary of Three Series Matching of Cotton Breeding Method

CHEN Shan-jie，YAN Xian-hui，LIU Xing-le

（Academy of Agricultural Sciences，Xiangyang City，Hubei Province，Xiangyang 441057，Hubei，China）

Abstract： The insect-resistant CMS which the sterility rate and the degree of infertility reached 100% was propagated and selected with the three-line cotton materials introduced in 2011 by consecutive screened for 5 generations. Meantime， excellent comprehensive properties of maintainer lines and restorer lines were selected which the restoration rate and the restoring degree reached 100% both， and reached the three-lines commercial hybrid seed production.

Key words： cotton（Gossypium spp）； sterile line； restorer line； breeding method

近年来，我国棉花（Gossypium spp）杂种优势利用居世界领先水平。杂交棉覆盖率在长江流域棉区达90%以上，黄河流域棉区在15%左右[1]。特别是杂交抗虫棉产量较常规棉品种增产15%左右，受到了政府、棉农、育种者和种子经营者的高度重视。但目前生产上使用的杂交种主要采用人工去雄授粉的方法制种，人工剥花去雄费时费工，制种成本高，种子价格高，在很大程度上阻碍了杂交棉在生产上的迅速普及和推广应用。利用棉花三系杂交制种速度快，节省用工，种子生产成本低，程序简单高效，可以降低棉种价格，为大规模的棉花生产提供用种创造了有利条件，是未来较为理想的制种方法，具有良好的市场前景[2，3]。

2011年从中国农业大学引进的棉花三系品种，用抗虫丰产、高衣分、大铃、抗黄萎病等4类优良品种对不育系和恢复系进行转育和选育，经过连续4年计5代回交，提高了原有不育系和恢复系的抗虫性和抗病性。目前，不育系的不育株率和不育度均为100%，恢复系的恢复率也达到100%，并且4类优良品种可以认定为保持系，实现了三系配套，为三系在杂种优势上的利用奠定了实践基础。

1 保持系的选育

选用4类优良常规棉自交系做保持系分别为抗虫丰产、高衣分、大铃和抗黄萎病，均为经过4～5年进行多次筛选试验选育而成。每年以4类优良品种自交种为测试父本，种植后与不育系下部花测交，并自交留种。次年种植后调查测交铃F1植株育性[4]。结果（表1）表明，以4类优良品种与不育系多代测交后，F1始终为不育株，说明4类优良品种均可作为不育系的保持系。

2 不育系转育

棉花不育系转育即为改良，每年以原有不育系做母本，用4类优良品种做父本，经过杂交和连续回交，转育成抗虫、抗病、丰产的新不育系，不育株率和不育度均达100%。

2.1 不育系下部花做杂交进行转育改良

每年7月10日左右，不育系从始花期开始做杂交，每一株不育系下面1～2个果枝剪掉，选定不育系下部雌蕊正常雄蕊彻底败育的花朵，用4类优良品种做父本与不育系做杂交，连续授粉4～5 d，每一类优良品种与不育系花授粉30～40朵。具体杂交方法为：当天下午3：00以后，选择所有第2天要开放的不育系下部花朵，掐掉顶部的花冠露出柱头套上麦秆，拴上红毛线做标记，第2天上午8：30后，用4类优良品种的花粉给不育系下部栓红毛线的花授粉，授完粉仍用麦秆套上，并抽掉红毛线挂上白牌，便于日后采收。授粉时应注意观察不育系雄蕊是否有花粉，一定要捏取部分花粉粒碾开，目测是否有花粉，无花粉的为不育花，有花粉的要整株拔掉[5]。

2.2 不育系上部绑花自交

不育系下部花授粉完成后，继续做不育系中部花用恢复系授粉（下文将详细介绍），然后再做不育系上部绑花自交。具体方法为：当天下午3：00后，选择所有第2天要自交开放的花蕾，顶端花冠用剪短的红毛线绑住，避免第2天花冠张开，不要绑住花的柱头，然后再用红毛线拴住花柄和果枝2个部分，如果花蕾脱落，红毛线仍留在果枝上，方便以后调查。第2天上午用同样的方法，检查当日要开放的花蕾，用红毛线绑住当日要开放的花冠和花柄及果枝两部分，每株不育系上部绑花5朵以上[5]。

2.3 不育系不育度的鉴定

在生产上，不育系败育越彻底杂交率越高，利用价值就越高。因此，对于一个新不育系鉴定其不育度非常必要。常用自交方法鉴定不育系不育度，其不育度和自交成铃率呈反比，成铃率越低不育度越高[6]。每年10月20日左右调查不育系上部绑花自交结果，检查每株做好标记的花朵，大部分自交铃脱落，只有少量的小铃干枯在果枝上，这样的植株全部拔掉，保证了不育度逐步达到100%。

2.4 不育系下部杂交铃采摘

调查不育系下部杂交铃收获情况，凡是不育系上部做好标记的自交花全部脱落的，每株下部杂交铃按照标白牌上写的不同组合，分别采摘放入网袋，怀疑是可育株的一律剔除，这样更进一步的保证了不育系所制杂交种的纯度。

3 恢复系培育

采用转育技术对恢复系进行改良。用现有恢复系做母本，用4类优良品种为父本杂交并连续回交，连续选散粉好的稳定单株，与不育系测交和自交提纯得到抗虫、抗病和不抗虫、抗病的恢复系，转育成新恢复系的恢复株率和恢复度达100%。

3.1 恢复系中下部花做杂交进行转育改良

每年7月中旬左右，从始花期开始，每天上午逐行逐株进行恢复系观察记载，发现无花粉的花朵用白线做标记，有花粉的花朵用红线做标记，接近盛花期时终止做标记，立即把全株无花粉或有少量花粉并对温光敏感及发育异常株全部拔掉，留下全株有粉、粉量较大、发育正常株。然后用4类优良品种做父本，恢复系正常株做母本进行杂交，具体杂交方法为：当天上午将留下恢复系正常株下面绑红线的花铃一同摘掉，当天下午3：00后，选择所有第2天要开放的恢复系中下部花朵，人工剥花去雄露出柱头套上麦秆，拴上红毛线做记号，第2天上午8：30后，用4类优良品种花粉给绑红线的柱头授粉，授完粉后仍然用麦秆套上，并挂牌编号注明日期和杂交组合，便于日后采收，每类优良品种给恢复系授粉30～40朵。严格控制授粉，保证了恢复系的种质纯度。

3.2 恢复系中上部花与不育系中部花测交

恢复系正常株中上部每一株上的花，选择花粉饱满、粉量较大，当日上午8：30后，与不育系中部花进行测交授粉，连续3～5 d授粉，每种类型授粉40～50朵花，并编号挂红牌。注意授粉时仔细观察不育系雄蕊是否有花粉（方法同上不育系下部花做杂交）。

3.3 恢复系中下部杂交铃和不育系中部测交铃收获

每年吐絮后将恢复系正常株中下部杂交铃，逐株按照标牌上写的不同组合、不同编号分别采摘放入网袋。不育系中部挂红牌的测交铃同样也按不同组合、不同编号分别摘入网袋。

第二年将恢复系正常株中下部挂牌的单株杂交铃以株行种植，并选择在枯黄萎病混生地种植，以便能更好地鉴定其抗病性。不育系中部测交铃按编号每一个测交种后代种一行。从始花期开始，每天逐行逐株进行观察记载，发现无花粉的花朵用白线做标记，有花粉的花朵用红线做标记，到盛花期所有测交行每一株标记完成。结果发现，可育株率达100%的测交行，与其相对应的父本恢复系正常株中下部杂交铃株行留下，其余的恢复系正常株中下部挂牌的杂交种株行淘汰。留下的恢复系株行再进行一次选优淘劣，拔掉变异株和病株，然后再用上面（恢复系转育技术）同样的方法，中下部花人工去雄，用4类优良品种授粉挂牌做标记，中上部花与不育系中部花进行测交挂红牌做标记。吐絮后用同样方法收获恢复系中下部杂交铃和不育系中部测交铃。这样年复一年的进行恢复系培育，直至选育出性状优良、配合力高、育性好的恢复系为止。不育系也是用上面同样的方法进行每年转育改良。

4 小结

引进的棉花三系经过连续4年计5代的转育和选育，终于选育出不育性稳定，不育株率及不育度均达100%的抗虫不育系，同时也选育出综合性状优良的保持系和恢复系，恢复系育性稳定，恢复率与恢复度均达100%，实现了三系配套。今后还要对不育系、恢复系的抗虫性、抗病性和丰产性进一步改良，逐步用转育后的不育系为母本，转育后的恢复系为父本配制大量的杂交组合，选出抗虫、抗病、高产的三系杂交棉新品种（组合）。

参考文献：

[1] 郭宝生，刘素恩，王兆晓，等.高产优质“三系”杂交棉品种冀FRH3018的选育[J].河北农业科学，2010，14（7）：63-65.

[2] 范万发，贺道华.棉花三系杂交种F1代出现不育株的根源研究[J].江西棉花，2010，32（4）：20-23.

[3] 栗红梅，张友秋，孙鹏程，等.棉花三系育种技术进展[A].中国棉花学会2014年年会论文汇编[C]，呼和浩特：中国棉花学会，2014.84-85.

[4] 范万发，贺昌太，左田夫.棉花胞质雄性不育恢复系选育技术探索[J].棉花学报.2008，20（4）：315-317.

[5] 陈善杰，闫显会，汤三明，等.鄂北棉区引进的棉花雄性不育系育稳定性鉴定[J].湖北农业科学，2012，51（7）：1317-1319.

[6]吕淑平，陈 静，谢徳意，等.自育棉花不育系不育性鉴定[J].河南农业科学，2006（2）：47-48.