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1、10申请公布号CN104082125A43申请公布日20141008CN104082125A21申请号201410308678622申请日20140701A01H1/02200601A01H1/0420060171申请人中国农业科学院棉花研究所地址455000河南省安阳市开发区黄河大道西段38号72发明人严根土匡猛杨杰王宁周红许庆华苏桂兰74专利代理机构北京路浩知识产权代理有限公司11002代理人王文君54发明名称一种提高棉花产量和品质的育种方法57摘要本发明提供了一种提高棉花新品种产量与品质的育种方法，包括1针对棉花基因组26条染色体分别筛选多态性丰富、稳定性与重复性好的SSR核心引物，用于。
2、育种材料的分子标记鉴定；2利用表型和SSR核心引物选择血缘关系远、纤维产量和品质互补性强的品种配制为杂交组合；3杂交选育，F2F6代大群体多生态条件筛选，然后利用SSR分子标记检测纯度并自交保纯得到新品种。51INTCL权利要求书3页说明书10页附图1页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书3页说明书10页附图1页10申请公布号CN104082125ACN104082125A1/3页21一种提高棉花产量与品质的育种方法，其特征在于，包括如下步骤1筛选SSR核心引物针对棉花基因组26条染色体分别筛选多态性丰富、稳定性与重复性好的SSR核心引物，用于育种材料的分子标记鉴定；2选。
3、择、配制亲本组合利用表型选择具有优异纤维品质的品种作为父本，丰产性、抗逆性优良的品种作为母本；并利用步骤1中的SSR核心引物对上述品种进行分子检测，选择血缘关系远、纤维产量和品质互补性强的品种配制为杂交组合；3杂交选育配制多个杂交组合，选择F1、F2代杂种优势明显的杂交组合进行重点选育，F2F6代大群体多生态条件筛选，然后利用SSR分子标记检测纯度并自交保纯得到新品种。2根据权利要求1所述的育种方法，其特征在于，所述SSR核心引物的染色体定位与核苷酸序列如下所示权利要求书CN104082125A2/3页33根据权利要求1所述的育种方法，其特征在于，配制的杂交组合数量至少为100个/年。4根据权。
4、利要求1所述的育种方法，其特征在于，所述杂交选育还包括选择F1、F2代杂种优势明显的杂交组合进行重点选育，F2F6代大群体多生态条件筛选，株行试验，品比试验，SSR分子检测，生产评价，区域试验和自交纯化。5根据权利要求1所述的育种方法，其特征在于，所述表型包括生育期、株高、株型、权利要求书CN104082125A3/3页4茎杆韧性、第一果枝节位、果枝类型、果枝展角、主茎茸毛密度、叶形、大小与颜色、单株结铃数、单铃重、衣分、子指、皮棉色泽、纤维长度、整齐度、断裂比强度、马克隆值、枯萎病指、黄萎病指、棉铃虫抗性和抗旱耐盐性。6根据权利要求1所述的育种方法，其特征在于，所述杂种优势包括农艺性状和经济。
5、性状。权利要求书CN104082125A1/10页5一种提高棉花产量和品质的育种方法技术领域0001本发明涉及棉花遗传育种领域，具体地说，涉及一种提高棉花产量与品质的育种方法。背景技术0002新疆棉区是我国最大的商品棉生产基地。根据国家统计局统计，2002年植棉面积944万公顷，占全国面积的226；总产量150万吨，占全国总产量的305。但是，根据2002年中华人民共和国农业部公告第262号新疆棉区棉花长度为288MM，断裂比强度仅为270CN/TEX，原棉品质较差，仅适宜生产中支纺3240支纱，不适纺40支纱。同时，由于棉花产量与纤维长度、断裂比强度等品质性状间存在不同程度的表型和遗传负相关。
6、，这就给选育既丰产又优质的新品种带来很大的困难。此外，目前我国上百家棉花育种机构大多确定育种目标还是以完成项目为主，很少从生产需求出发。受研究经费限制，往往试验范围小、选种材料群体也小，创造新变异后就在某一地选择变异，稳定变异，培育的品种局限性很强，很少适宜大面积推广应用。0003利用作物的形态学特征进行表型鉴定是目前我国育种者最常用的方法，该方法可从田间直接得到某一材料真实的农艺性状和经济性状，但是该方法也存在一些缺点，即费时费力，并且调查结果容易受人为和自然环境的影响，其可靠性和时效性也受到一定的限制。且棉花是常异花受粉作物，天然异交率一般达10左右的。而利用形态性状进行田间去杂难度较大，。
7、品种纯度难以控制，很容易导致育成品种迅速退化，不少品种推广应用寿命仅仅23年。与传统的形态学鉴定技术相比，DNA标记技术能揭示更多的多态性，具有准确可靠、简单快速、易于自动化的优点，是品种鉴定技术的发展趋势。与其它分子标记相比，以微卫星序列为基础的简单重复序列SSR标记在DNA指纹鉴定上显示了独特的优越性SSR标记数量丰富，覆盖整个基因组，揭示的多态性高，以孟德尔方式遗传，呈共显性，SSR标记将成为作物鉴定首选技术之一。0004综上所述，要想同步改良棉花新品种产量与品质，培育广适性好、高度纯合的优良棉花新品种，就必须采用一套科学、有效的育种法。发明内容0005为了解决现有技术中存在的问题，本发。
8、明的目的是提供一种同步提高棉花产量与品质，培育广适性好、高度纯合的优良棉花新品种的育种方法。0006为了实现本发明目的，本发明首先提供一种提高棉花新品种产量与品质的育种方法，其特征在于，包括如下步骤00071筛选SSR核心引物0008针对棉花基因组26条染色体分别筛选多态性丰富、稳定性与重复性好的SSR核心引物，用于育种材料的分子标记鉴定；00092选择、配制亲本组合说明书CN104082125A2/10页60010利用表型选择具有优异纤维品质的品种作为父本，丰产性、抗逆性优良的品种作为母本；0011并利用步骤1中的SSR核心引物对上述品种进行分子检测，选择血缘关系远、纤维产量和品质互补性强的。
9、品种配制为杂交组合；00123杂交选育0013配制多个杂交组合，选择F1、F2代杂种优势明显的杂交组合进行重点选育，F2F6代大群体多生态条件筛选，然后利用SSR分子标记检测纯度并自交保纯得到新品种。0014进一步地，所述SSR核心引物的染色体定位与核苷酸序列如下所示0015说明书CN104082125A3/10页70016说明书CN104082125A4/10页80017所述表型包括生育期、株高、株型、茎杆韧性、第一果枝节位、果枝类型、果枝展角、主茎茸毛密度、叶形、大小与颜色、单株结铃数、单铃重、衣分、子指、皮棉色泽、纤维长度、整齐度、断裂比强度、马克隆值、枯萎病指、黄萎病指、棉铃虫抗性和抗。
10、旱耐盐性。0018所述杂种优势包括农艺性状和经济性状。0019进一步地，配制的杂交组合数量至少为100个/年。0020其中，所述步骤2具体为，选择具有优异纤维品质的亲本与丰产性、抗逆性优良的亲本，要求双亲或多亲的血缘较远或生态类型差异较大。首先建立一套表型和DNA指纹数据库，这需要一个长期工作积累的过程。每年将田间调查记载、室内考种及实验数据输入电脑，编写数据库管理系统软件。根据育种目标的要求，输录主要表现型生育期、株高、株型、茎杆韧性、第一果枝节位、果枝类型、果枝展角、主茎茸毛密度、叶形、大小与颜色、单株结铃数、单铃重、衣分、子指、皮棉色泽、纤维长度、整齐度、断裂比强度、马克隆值、枯萎病指、。
11、黄萎病指、棉铃虫抗性和抗旱耐盐性。本课题通过对大量候选引物进行筛选与综合评价，从每条染色体优选两对综合评价较好的SSR引物，获得分布于棉花基因组26条染色体的52对多态性丰富，稳定性与重复性好的SSR核心引物见表1，基本能满足分子检测的需要。其次，要善于收集种质材料、创造育种中间材料，并根据多年育种经验，整理出核心亲本。具有稳定特异性的也可以申请植物新品种保护，对外发放，促进我国棉花育种共同提高。最后，还要保管好这些材料。通常情况下，棉花种子的发芽率3年后就降低到60以下，而且生长势不强。因此，暂时不利用的材料要进行密封在冷库中长期保存。0021选配亲本组合主要根据“木桶原理”或称“短板效应”。
12、。即亲本要具有尽可能多的优异性状，同时伴随存在的不良性状在另一亲本尽可能为特优性状。这样通过杂交选育获得有突破性的品种的机率会更大一些。配制杂交组合，通常以当前在生产上大面积应用，综合性状优良，丰产性突出的品种为母本、以纤维品质优异的品种品系、种质材料为父本。0022其中，所述步骤3中，仔细观察、调查F1、F2代的生育期、株高、株型、茎杆韧性、第一果枝节位、果枝类型、果枝展角、单株结铃数、枯萎病指、黄萎病指、棉铃虫抗性等农艺性状，室内考种铃重、衣分、子指、纤维品质指标等经济性状。如杂种优势明显，产量、品质等综合性状都得到改良，可确定为优势组合，进行重点选育；如丰产性表现一般，纤维品质有较大提高。
13、，就用母本做轮回亲本再回交12次，反之，就用父本做轮回亲本再回交12次；如产量、品质性状得到改良，但还存在其它如早熟性、抗逆性等不足之处，就用此组合做亲本，再与其它互补性强的亲本进行复合杂交。每年配制的杂交组合数应在100个以上。说明书CN104082125A5/10页90023进一步地，所述杂交选育后的重点选育包括F2F6代大群体多生态条件筛选，株行试验，品比试验和SSR分子检测，生产评价，区域试验和自交纯化。0024具体为建立3个以上能充分代表本棉区自然条件的育种基地。由于同一棉区的生态条件也有一定的差异，培育的优良棉花品种要想被该棉区大面积利用，就必须满足这一生态区的生产要求。因此，为了。
14、更好地鉴定和筛选品种的适应稳定性，尽快实现育种目标，需选择育种基地，除了考虑无霜期、15积温、降水量、日照时数等自然条件因素，还要考虑土壤结构、是否均匀一致、平坦，种植模式，病虫害发生状况，交通是否便利，试验地管理人员素质等等。尽量降低试验误差，减少漏选或错选发生。0025F1代冬季在海南三亚进行初步鉴定后，第二年春季还应在同一棉区不同试验场地进行比较试验，并对其农艺性状和经济性状数据进行分析特别是产量构成因素和纤维品质各项指标，选出优势组合。F2代一般单交父、母本均为单亲本或回交组合种植1000株/组合，复交有3个及以上亲本1500株/组合。优势组合除了多选单株，还应混选3050铃，增加变异。
15、量。F3、F5代冬季南繁加代，F4、F6代根据试验地的面积和组合的数量，结合田间调查和室内考种，表现突出的组合，尽量多种，建立大群体单交2000株，复交3000株。入选单株以遗传力较高的性状如生育期、单铃重、衣分、子指、纤维长度、整齐度、断裂比强度、麦克隆值等为主。0026F6代选择的单株经室内考种后进行株行试验。株行试验设在距离品种设计者长驻地最近的试验田即可，便于全程调查取样。对在株行试验中，产量及其构成性状、早熟性、品质、抗逆性等均符合要求的材料要进行SSR分子标记检测。通常所说的品种纯度，实际上是遗传水平上的DNA位点纯合度与种子生产过程中混杂程度的综合表现。利用SSR标记分子检测技术。
16、能准确区分因遗传因素与生产加工对品种纯度造成的影响，严格有效的控制品种纯度，从而保证高度纯合的优良品种进入区试试验并推向市场。入选的品系要经过1年1地品比试验和2年3地以上比较试验。通过棉农和企业评价认可的品系才能参加国家或省级区域试验。除了参加试验的种子，余留的种子每年都要进行隔离繁殖并在开花前进行分子检测，拨除杂株。对经过1年国家或省级区域试验表现优异的品系，第二年就要开展自交保纯工作了。品种审定后，利用经过两年分子检测和自交的种子作原种隔离繁殖，在生产上推广应用。0027本发明的有益效果在于0028本发明弥补了现有技术中难以得到既丰产又优质的棉花新品种的缺陷，引入SSR分子标记技术进行辅。
17、助育种，克服了人为和自然环境的影响，并提高了育种的可靠性和育种效率。附图说明0029图1为本发明所述提高棉花新品种产量与品质的育种方法的流程图。具体实施方式0030以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。0031实施例10032中棉所49选育过程说明书CN104082125A6/10页1000331994年通过调研中棉所12、中棉所35等棉花品种在新疆南疆棉区的生产表现、存在的主要问题是纤维品质较差，生产上急需解决这一关键技术。通过对多年积累的已有1216份亲本材料表型数据分析，发现有19份材料纤维品质优异，有可能解决这一问题。因此，确定了“选育适宜南疆种植的高产、优质、早熟、抗逆。
18、性强棉花新品种”这一育种目标，并设计了试验方案。00341995年初从数据库中共筛选出330份具有高产、优质、早熟、抗枯萎病、耐黄萎病、抗旱、耐盐碱等不同特异性状的育种材料种于试验地，6月份共选配了208个杂交组合。中棉所49亲本组合中棉所35中51504就是其中之一。0035中棉所35来源于811中棉所10中棉所16中棉所12川1704，中51504则来源于商丘24279TAMCOTSP37锦444。两者间有很强的互补性。中棉所35的农艺性状和经济性状都比较好，最突出的优点是丰产性，即单株结铃性强、单铃重较高、衣分也较高，相对不足之处是纤维品质，特别是比强度较低。2002年和2003年两年国。
19、家西北内陆棉区棉花品种区域试验，中棉所35的断裂比强度分别为267CN/TEX和2698CN/TEX。中51504的农艺性状和经济性状也比较好，最突出的优点是纤维品质优，2001年和2002年河南省棉花品种区域试验，纤维长度为305/317MM，断裂比强度326/363CN/TEX，麦克隆值42/42。相对不足之处是丰产性一般，2001年河南省棉花品种区域试验，皮棉产量比对照中棉所19减产665；2002年河南省棉花品种区域试验，皮棉产量比对照中棉所41减产133。采用52对SSR核心引物对亲本中棉所35和中51504进行分子检测，其中有21对引物在两个亲本间表现出多态性表2，占受检位点的40。
20、4，表明中棉所35和中51504之间遗传背景差异较大，存在基因型的互补性。0036表2亲本中棉所35和中51504分子检测结果0037说明书CN104082125A107/10页110038说明书CN104082125A118/10页120039说明书CN104082125A129/10页1300401995年对F1代种子冬季海南三亚南繁鉴定、加代种植10行，初步确定为优势组合。1996年3月共收获4公斤毛子。0041为了选育适宜新疆南疆种植的中早熟棉花新品种，分别在南疆巴州、阿克苏和喀什设立了3个试验点，10积温从40004500无霜期从180天220天。每个试验点各有10亩地。004219。
21、96年对其F1代、F2代在巴州、阿克苏和喀什各种植02亩进行鉴定和筛选，并在河南安阳病圃种植了01亩，9月下旬共选择了202个单株、从优株中另外混收了50个铃，通过室内考种后，冬季南繁加代种植了20行，纤维送农业部棉花品质监督检验测试中心测试，1996年3月共选收了6公斤毛子。00431997年对F4代重复在上述各地种植03亩，继续筛选，并结合病圃鉴定、早代纤维品质测试等技术。经冬季南繁加代种植30行，1997年3月共选收了F5代8公斤毛子。00441998年对F6代共种植2亩地决选。共选出89个优良单株，纤维送农业部棉花品质监督检验测试中心测试。00451999年在安阳进行株行试验，冬季在海。
22、南进行纯度鉴定。004620002001年一部分种子在巴州、阿克苏和喀什进行比较试验，得到当地棉农和企业好评。另一部分种子隔离繁殖，并严格去杂后留种。利用52对核心SSR引物进行分子检测，结果表明，中棉所49在52个受检位点，未检测到非纯位点，位点纯合率达100，表明该中棉所49通过多年自交提纯，严格去杂，在分子水平上已高度纯合。004720022003年参加国家西北内陆棉区早中熟组区域试验，霜前皮棉比对照中棉所35增产1722。2003年参加西北内陆棉花品种生产试验，霜前皮棉比对照品种中棉所35增产2633，产量均位于参试品种的第1位。纤维长度比对照品种中棉所35增加了1MM，断裂比强度提高了22CN/TEX，纺纱均匀度指数提高了83。该品种综合性状优异，达到了预期的育种目标。从2005年至今累计推广面积达400万公顷。连续9年成为新疆棉花主导品种。0048虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因说明书CN104082125A1310/10页14此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。说明书CN104082125A141/1页15图1说明书附图CN104082125A15。