棉花杂交优势利用的现状及发展方向.doc

棉花杂交优势利用的现状及发展方向张战奇 无极县原种场，河北无极052460关键词： 棉花杂交优势 现状 发展方向利用杂种优势是目前世界上提高作物产量的主要途径之一，棉花具有明显的杂种优势，研究并充分利用棉花杂种优势，推广高产高效、低成本的杂交棉育种方法和制种技术，对解决我国粮棉争地问题、保证国家粮食安全、发展现代可持续农业等都有重大意义。1 棉花杂种优势利用的现状1.1 人工或化学去雄授粉杂交制种1.1.1 特点：人工去雄授粉杂交制种是目前杂种优势利用面积最大、效果较好的途径。此法技术简单，任何两个品种都可以互为父母本，花期去雄并人工授粉杂交即可。也有利用化学杀雄杂交制种的，但棉花花期较长，化学药品的用量和次数难以掌握，制种效果不甚理想。1.1.2 优点：易充分利用现有品种资源，杂交种选配随意性强，配制组合自由，并且部分组合可以利用F2。1.1.3 缺点：劳动强度大，用工多，成本高，F2的杂交优势较F1多有衰退。1.2 细胞质雄性不育三系配套制种。1.2.1特点：此法利用不育系、恢复系和保持系三系配套，不育系的不育率达100%，不用人工去雄，只需将恢复系的花粉授到不育系上即完成杂交程序。1.2.2 优点：不用拔可育株，省工省时，制种效率高、成本低，是杂交制种较理想的方式。1.2.3 缺点：此法是细胞质不育，恢复源须经导入强恢复因子方能转育成恢复系，恢复系又对不育系恢复不完全、波动较大，很难找到有生产利用价值的强优势组合。而且，繁殖不育系需用保持系做父本，种子成本进一步降低受到限制。 1.3 单隐性细胞核雄性不育两系法杂交制种。1.3.1 特点：单隐性核不育由一对隐性基因控制，不育系既可用作杂交制种田的母本，又可当作自身繁殖的保持系，一系两用，不再需要专门的保持系。1.3.2优点：恢复系选择范围广，所有优良常规品种均可做恢复源，制种程序简单，用工少，不需去雄，制种纯度高、成本较低。1.3.3缺点：不育系的不育度难以达到100%，且不育株率仅能接近50%，杂交制种时，须拔除50%甚至更多的可育株，而可育株与不育株的区别直至棉花开花前后方能鉴定，费时又费工。按一般密度留苗，只能保证不足50%的苗，密度加大时，不育株也随之增加，也不能达到全苗，严重影响制种产量。1.4 单隐性细胞核雄性不育三系法杂交制种。1.4.1 特点：不育系受隐性核不育主基因控制，完全保持系具有多基因遗传的的一般特性，恢复系较多。1.4.2优点：保持系接近完全保持效果并且较稳定，不育系具有主基因与多基因互作的雄性不育遗传，具有完全不育的特点，不用拨除母本的可育株，降低劳动强度和制种成本。恢复系范围广，容易测配出强优势的杂交种。1.4.3缺点：不育系自身繁育较困难，保持系应用区域较狭窄，目前仅见在四川地区应用的报道。1.5 双隐性细胞核雄性不育杂交制种。1.5.1特点：由两对不育基因控制，即ms5ms5ms6ms6，可以用一系两用法制种。1.5.2 优点：制种程序简单，不仅可利用F1， F2中仅有1/16不育株，也可应用于大田生产。1.5.3 缺点：杂交制种时，须拨除50%甚至更多的可育株，费工费力，制种产量低、成本高，F2的杂交优势较低，在生产上利用价值不大。2 棉花杂交优势应用的发展方向-光温敏核不育系的研究目前，在水稻、谷子等作物上，光温敏不育系已得到应用。2006年第11期中国棉花刊登了宇文璞等人选育的“棉花核雄性不育系光温A”的详细介绍。2.1 光温敏核不育系的特点：宇文璞等人发明的光温敏核不育系及其在光温互作条件下的育性转换方法，是目前棉花杂交优势利用的较为先进的方法，能够全面解决一代杂交棉种子大面积推广的瓶颈问题。光温敏核不育系对光照和温度反应敏感，育性转换可人为操控。在高温短日照条件下变为可育株，自然自交成铃，繁殖不育系，不再需要专门的保持系。所收种子在高温长日照条件下或低温短日照条件下又恢复为不育株，不育株率100%，用于配制杂交种。 光温敏核不育系为核不育，恢复系广泛，容易将不育基因转育到性状优良的亲本品种上，任何陆地棉，海岛棉品种均可与其直接测交，且杂交一代的可育株率均达100%，正常结铃，可在较短时间内育成新组合或转育新的不育系。光温敏核不育系还具有明显的芽黄标记、鲜艳的花冠和蜜腺，可招引蜜蜂或其它昆虫传粉，代替人工授粉的烦恼，可大幅度降低制种成本，生产出廉价的一代杂交种。2.2 与其它形式杂交制种比较。用光温敏核不育系繁殖不育系杂交制种具有以下优势：与常规人工去雄或化学杀雄技术相比，此法制种母本100%不育，不用去雄，亦可将人工授粉改为蜜蜂传粉，制种程序简单，节省大量人力物力，大幅度降低制种成本；与细胞质雄性不育三系配套制种相比，繁不育系不用专门的保持系，不用人工传粉，特别是恢复系不必转育，任何棉花品种均可做为其恢复源直接测交，可以尽早尽快地培育出优质广适、稳产高产、早熟抗逆的棉花新品种；与单隐性细胞核雄性不育两系法相比，不育株率由50%提高到100%，不用拨除可育株，不育系种子利用率提高1倍以上，省工省时，制种产量大幅度提高，成本进一步下降；与单隐性细胞核雄性不育三系法相比，繁不育系操作简单，应用区域广阔，可利用自然环境完成育性转换；与双隐性细胞核雄性不育相比，其不育性稳定，不育度提高，并且可转育成多种不育系。2.3 应用前景我国常年棉花种植面积约500万公顷，如用光温敏核不育系杂交制种并在大田应用F1，按增幅最低20%计算，可新增产皮棉200多万吨，增收3000多亿元，相当于目前100万公顷棉田的总产量，等于再造我国现有棉田的四分之一，具有巨大的经济效益、社会效益和生态效益。作者简介 张战奇，男，