专利名称：棉花抗虫深棕色纤维新品种的选育方法
技术领域：
本发明涉及棉花新品种的选育方法，具体地说是 一种转Bt+CpTI 双价基因抗棉铃虫、深棕色彩色棉新品种的选育方法。
背景技术：
彩色棉的棉纤维具有天然色彩，纺织过程中无需染色、漂白、煮 炼等化学处理，这既避免了染料对环境的污染和对人们身体健康的伤 害，同时，又可大大降低纺织印染过程中的生产成本。在中国棉花中 期库的7000多份棉花种质资源中，收集到的彩色棉种质共有170多 份(国内种质140多份，国外种质30多份)，其中陆地棉85份(绿 色棉27份，棕色棉58份)，陆地棉半野生种6种系58份(棕色)， 棕色亚洲棉27份，棕色海岛棉6份，棕色非洲棉2份。但是，这些彩 色棉种质产量低、品质差、纤维色泽不稳定，其产量通常为白色棉品 种的20~50%，纤维长度和强度比白色棉品种低25%左右，如棕色 陆地棉种质的衣分为20-27%,纤维品质以ICC标准(在HVI900大 容量纤维测定仪上测定)，其2.5%跨长为13-25mm,比强度为 10-18g/tex，麦克隆值为1.5-3.0;绿色陆地棉种质衣分20-28%， 2,5% 跨长为23-27mm，比强度为11-18g/tex，麦克隆值为2.0-2.5 (杜雄明 等，中国农学通报，1997, 13 (6): 47-48;杜雄明等，中国农学通 报，1997, 13 (3): 30-32)。
彩色棉适应人类回归自然，追求天然环保的时尚。在重视环保 发展的今天，天然彩色棉作为一种健康无害、生态效益高的特种棉， 更具有非常广阔的巿场前景。利用创新的抗病虫种质选育出抗病虫
新品种在生产上推广和品种产业化后，可使棉花栽培向少用农药或 不用农药无公害方向发展，既降低农民种棉成本，也大量减少农药使用，减轻了环境污染，保护了生态环境。目前，世界上彩色棉仅
只有一个抗棉铃虫品种中棉所51 (淡棕色纤维)，在2005年4月， 中国农业科学院棉花研究所选育的彩色杂交棉中棉所51成为我国第
一个国审彩色棉品种，也是我国的第一个彩色抗虫棉品种(孙君灵，
杜雄明，周忠丽等，中国棉花，2005, 32(11): 22-23)。在国内外的 彩色棉新品种(系)中，还未报道有常规抗棉铃虫棕色彩色棉，如 浙江省农业科学院作物与核技术利用研究所选育的棕色浙彩棉2号， 新疆石河子棉花研究所选育的棕色新彩棉10号，等等，均不抗棉铃 虫；且所选育的彩色棉新品种与白色棉品种相比，纤维品质还较差， 大多数棕色棉品种的纤维品质结果(HVICC ), 2.5%跨长 25.0-28.0mm,比强度23.0-26.0cN/tex,而皮棉产量水平也仅为现推 广白色棉品种的60%-85%之间，衣分仅为34.0%左右(邱新棉，俞 碧霞，包立生等，中国棉花，2006， 33 (4): 20;万英，孔宪良， 郭景红等，中国棉花，2006, 33 (9), 21)。彩色棉的纤维品质、产 量与色泽成负相关，纤维色泽越深，纤维品质就越差。深棕色(也 有人称为红色)彩色棉的选育也有报道，但国内外很少有关于深棕 色彩色棉纤维品质的报道，深棕色彩色棉的纤维品质很差， 一般纤 维品质结果(HVICC ) , 2.5%跨长18.0-23.0mm ,比强度 15.0-22.0cN/tex。
发明内容
本发明的目的在于针对上述不足提供一种转Bt+CpTI双价基因 抗棉铃虫、深棕色彩色棉的选育方法，该方法能够育出一系列抗棉 铃虫、优质、高产、绿色彩色棉新种质，以克服目前深棕色彩色棉 不抗棉铃虫、纤维品质差、产量低等的问题。
本发明首先利用白色棉中6331 (可从国家棉花中期库购买)为 母本与遗传突变材料Crd (黄花药株)(可从国家棉花中期库购买) 杂交，并经多代系谱选择，选育出深棕色、高产、黄色花药新品系棕263 (可从国家棉花中期库购买，其生育期130d左右，株型紧凑， 铃卵圆形，铃重43g以上，衣分32.4%以上，2.5%跨长26.0mm以 上，比强度21.2cN/tex以上。)，然后以该品系及棉花SGK9708为亲 本杂交，在其杂交后代中选择抗棉铃虫、色泽稳定的深棕色纤维棉。 上述的棉花SGK9708是中国农业科学院棉花研究所生物技术研 究室育成的转Bt+CpTI双价基因抗棉铃虫白色棉花新品系(后命名 中棉所41，可从囯家棉花中期库购买)，本发明还进一步对其进行抗 虫鉴定和选育，获得抗虫性纯合(100%)、枯黄萎病的抗性增强(抗 枯萎病(病指10.0%以下)、耐黄萎病(病指35.0%以下))、皮棉产 量比原材料也提高15.0%左右(安阳地区种植每公顷1200.0kg左右) 的转基因抗虫棉SGK9708提高系，并以该提高系为杂交亲本中的母 本。
另外，本发明还对利用白色棉中6331为母本与遗传突变材料 Crd(黄花药株)杂交选育出的棕色棉进行进一步选育，筛选出色泽 稳定、高产(安阳地区种植每公顷900.0kg左右)的提高系作为杂交 亲本，其生育期130d左右，株型紧凑，果枝短，结铃性好，铃卵圆 形，铃重4,3g左右，衣分32.4%左右，2.5%跨长26.0mm左右，比 强度21.2cN/tex左右。
将上述亲本杂交，Fl代混收，从F2代开始进行系统选择，凡 是色泽稳定的深棕色单株都收获，且从F2代开始均进行田间抗棉铃 虫鉴定，并逐年选择抗棉铃虫、深棕色纤维的单株；同时，为提高 新品系抗枯黄萎病性，选中的单株在病池进行抗枯、黄萎病筛选达 到高抗枯萎病(病指5.0%以下)、耐黄萎病(病指35.0%以下)；纤 维品质测定采取田间手扯判断和室内HVI900仪检测相结合。
可通过上述方法选出具有下列特征的深棕色棉深棕色纤维， 生育期128士ld,铃呈长卵圆形，铃重5.0g以上，衣分35.0%以上。
可通过上述方法选出具有下列特征的深棕色棉深棕色纤维，生育期130士ld，铃卵圆形，铃重4.2g以上，衣分30.0%以上。
为了解决目前世界上棕色彩色棉品种不抗棉铃虫、色泽较浅等 问题，本发明利用通过生物技术转育所选育出的具有我国知识产权 的转双价抗棉铃虫新品系SGK9708的提高系来解决抗虫性问题，利 用白色棉中6331为母本与遗传突变材料Crd (黄花药株)杂交选育 出的具有黄色花药标记性状、高产、深棕色新品系棕263来解决纤 维色泽较浅的问题，因双亲具有丰产性和适应性强，这为培育出性 状超亲、适应性强、纤维品质优异、丰产的彩色棉新品系打下良好 的基础。
本发明利用杂种优势和南北不同地域的适应性与变异选择等方 法的有机结合，通过抗棉铃虫白色棉品系SGK9708与育出的深棕色 纤维新品系棕263进行杂交，选择出转Bt+CpTI双价基因抗棉铃虫、 深棕色纤维的彩色棉新品系B2K8 (深棕色纤维)、R12-l (深棕色纤 维)等。因选育的新品系含有Bt+CpTI双价基因抗棉铃虫，它们不仅 抗棉铃虫等鱗翅目昆虫，降低农药使用量，减少农民种棉成本，减轻 了环境污染，且能克制棉铃虫对棉花可能产生的抗性，同时也提高了 产量和纤维品质。其中B2K8，生育期128d,株型较紧凑，铃呈长卵 圆形，铃重5.1g,衣分36.3%,纤维深棕色，抗棉铃虫，生产上试种 每公顷产籽棉和皮棉分别达到3750.0kg、 1350.0kg以上，纤维品质 2.5%跨长25.3mm，比强度23.5cN/tex,麦克隆值3.8。纤维长度和比 强度比现种植的深棕色彩色棉品种分别提高了 10.0-30.0%和 8.0-40.0%。 R12-l，生育期130d左右，铃卵圆形，铃较小，铃重4.5g, 衣分30.9%，纤维深棕色，抗棉铃虫，每公顷产籽棉和皮棉分别达到 3185.0kg、 984.0kg以上，纤维品质2.5%跨长24.4mm，比强度 22.1cN/tex,麦克隆值4.2。
图1是本发明选育方法流程图。
具体实施例方式
下面结合具体的实施例来进一步阐述本发明。应当理解，这些实 施例仅用于说明本发明，而不能限制本发明的保护范围。 实施例l抗虫棕色纤维棉的选育
如图1所示，申请人1999年3月从中国农业科学院棉花研究所 生物技术研究室获得转Bt+CpTI双价基因抗棉铃虫白色棉新品系 SGK9708, 1999年在安阳和海南岛对其进行抗虫鉴定和单株选育， 获得抗虫性纯合(100%)、枯黄萎病的抗性增强、皮棉产量比原材料 也提高15.0%左右的转基因抗虫棉SGK9708提高系。另外，1989 年利用白色棉中6331为母本与遗传突变材料Crd (黄花药株)杂交， 1992年在F3代群体中，出现两株偏Crd型、吐絮畅、铃小的棕絮 单株，经过连续的单株系谱选育，F7代获得了一株深棕色纤维单株， 1997年种植成株行，培育成了深棕色、高产、黄色花药新品系将其 命名为棕2-63 (其生育期130d左右，株型紧凑，铃卵圆形，铃重 4.3g左右，衣分32.4%左右，2.5%跨长26.0mm左右，比强度 21.2cN/tex左右。)。2000年在安阳利用具有转Bt+CpTI双价抗棉铃 虫基因白色棉品系SGK9708与深棕色纤维种质棕263进行杂交，当 年10月在海南岛种植F1代，第二年在安阳种植F2，随后对其后代 连续地选择抗棉铃虫(田间用2500ppm浓度的卡拉霉素涂嫩叶进行 抗虫鉴定，室内进行毒蛋白测定进行鉴定)、深棕色纤维的单株，F4 和F5，在枯黄萎病混合病池中进行抗病筛选，选出深棕色纤维、抗 棉铃虫、高抗枯耐黄萎病(枯萎病指5.0%以下、黄萎病指35.0%以 下)10多个单株。2004年，在安阳巿白壁镇中国农业科学院棉花研 究所试验田进行F6株系试验比较和株系的纯化，筛选出皮棉产量超 过或达到对照材料棕128 (皮棉每公顷900.0kg左右)，深棕色棉纤 维品质，纤维绒长24.0mm以上，强度22.0cN/tex以上。在2004年 试验比较的基础上，2005年筛选出综合性状较好的8个材料，重复2004年的筛选比较试验，发现几个综合性状较好、棕色、抗棉铃虫
的株系，分别定名为B2K8、 R12-l。
B2K8，主要特征深棕色纤维、产量高，具有转基因抗虫特性， 是一个种植低成本，收入高效益的特色彩色棉新品种。
生育期128d，株型较紧凑，叶片大小适中，叶色较深，整齐度 好，结铃性较强，早熟性好，果枝始节位较低，吐絮畅而集中，株高 803cm，果枝始节位6.3，单株结铃15.8个，铃呈长卵圆形，铃重5.1g, 衣分36.3%，纤维深棕色，抗棉铃虫，生产上试种每公顷产籽棉和皮 棉分别达到3750.0kg、 1350.0kg以上，纤维品质2.5%跨长25.3mm， 比强度23.5cN/tex，麦克隆值3.8。纤维长度和比强度比现种植的深棕 色彩色棉品种分别提高了 10.0-30.0%和8.0-40.0%。
R12-l，生育期130d左右，结铃性较强，铃卵圆形，铃较小，铃 重《5g，衣分30.9%，纤维深棕色，抗棉铃虫，每公顷产籽棉和皮棉 分别达到3185.0kg、 984.0kg以上,纤维品质2.5%跨长24.4mm，比 强度22.1cN/tex,麦克隆值4.2。
申请人对本发明方法选育出抗虫深棕色棉B2K8、 R12-l、 R12-2 等新材料，进行了微卫星标记(SSR)分析，建立了优异材料的分 子指紋，这可以为新种质保护提供依据(表l)。
表1: B2K8与R12-l的SSR指紋图谱
棕深棕深棕深棕深深棕棕色淡深棕色深棕淡棕白色白色 色色色 棕 棕棕 色
色
棕 R12-l R12-2 B2K8棕棕Hunan淡阌棕棕棕 TM-1 R01
絮l 号
JESPR114—1 1 JESPR114—2 0 JESPR114—3 0
125 1-61棕抗棕县 絮深 紫 棉
1—59 2-63 3—944
1 0 0
1 0 0
1 0 0
1 0 0
1 0 0
1 0 0
1 0 0JESPR114—4 10001 1101
JESPR114—5 10001 1101
TMK12—1 11111 1111
TMK12—2 01111 c110
TMK12—3 0111 c110
TMK12—4 00010 c000
TMK12—5 is0010 1001
TMK12—6 10010 1001
TMK12 — 7 01111 c11
TMK12—8 01111 c11
TMK19—1 11111 1111
TMK19—2 i1111 1111
TMK19—3 l11111
TMK19—4 11111 1111
TMK19—5 001 01
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BNL3442—2 01011
BNL3442—3 G1011
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BNL3442—6 01011
BNL3442 — 7 1111 11
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CSHES51—2 11111 1111
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CSHES51 — 5 11111 1111
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BNL1053—41110111
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BNL2449—21111 ()11011 c111
BNL2449 —31111 ()11011 c111
BNL2449—40000 〗L 00100 1000
BNL2449—50000 ]L 00100 1000
表l中，1表示有SSR特异位点，O表示无SSR特异位点
权利要求
1、一种抗虫深棕色纤维棉花的育种方法，其特征在于以棕色棉品系棕263和抗虫棉品系SGK9708作为亲本杂交，在其杂交后代中选择转Bt+CpTI双价基因抗棉铃虫、色泽稳定的深棕色纤维棉。
2、 如权利要求l所述的育种方法，其特征在于，杂交F1代混 收，F2代选择色泽稳定的棕色纤维棉单收，并在它们以后的世代中 进行单株筛选，选出转Bt+CpTI双价基因抗棉铃虫、遗传稳定的深 棕色纤维棉单株。
3、 如权利要求l所述的育种方法，其特征在于，杂交F1代混 收，F2代选择色泽稳定的棕色纤维棉单收，并在它们以后的世代中 进行单株筛选，选出转Bt+CpTI双价基因抗棉铃虫、抗枯黄萎病、 农艺性状优良、遗传稳定的深棕色纤维棉。
4、 如权利要求3所述的育种方法，其特征在于，选出具有下列 特征的深棕色棉深棕色纤维、转双价基因抗棉铃虫，铃呈长卵圆 形，铃重5.0g以上，衣分35.0%以上。
5、 如权利要求3所述的育种方法，其特征在于，选出具有下 列特征的深棕色棉深棕色纤维、转双价基因抗棉铃虫，铃卵圆形， 铃重4.2g以上，衣分30.0%以上。
全文摘要
本发明公开了一种抗棉铃虫的深棕色彩色棉(深棕色纤维)的选育方法，本发明以转基因抗虫棉品系SGK9708为基础材料，通过选育、抗虫性鉴定，获得抗虫性纯合(100％)、枯黄萎病的抗性增强、皮棉产量比原材料也提高15.0％左右的转基因抗虫棉SGK9708提高系，以其为母本，与深棕色、高产、黄色花药新品系棕263进行杂交，通过多年单株系统选择，选育出一系列抗棉铃虫、深棕色彩色棉新品系，包括B2K8、R12-1等。利用本方法选育的深棕色彩色棉，不仅解决了深棕色彩色棉的抗棉铃虫等鳞翅目昆虫，降低农药使用量，保护了环境，同时纤维品质、皮棉产量也大幅度提升。
文档编号A01H1/04GK101427654SQ200710177140
公开日2009年5月13日 申请日期2007年11月9日 优先权日2007年11月9日
发明者刘国强, 周忠丽, 孙君灵, 庞保印, 杜雄明, 潘兆娥, 贾银华 申请人:中国农业科学院棉花研究所