本發(fā)明涉及一種棉花品種選育方法，特別涉及一種棉花育種過程中耐早衰性狀的篩選方法。
背景技術(shù)：
早衰的發(fā)生嚴(yán)重影響棉花的產(chǎn)量和品質(zhì)，輕度早衰常減產(chǎn)15％左右，重度早衰則可減產(chǎn)20％～50％，且纖維品質(zhì)降低。目前，棉花早衰這一普發(fā)、暴發(fā)且不可逆的生理性病害，在世界范圍內(nèi)越來越普遍和嚴(yán)重，已成為制約棉花高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)的重要限制因素之一。不同棉花品種抗早衰特性存在著明顯差異，因此可以通過遺傳育種手段選育耐早衰的棉花品種。對棉花品種早衰發(fā)生的動態(tài)消長規(guī)律研究顯示，棉花早衰發(fā)生具有普發(fā)、暴發(fā)及不可逆的特點(diǎn)，生產(chǎn)中應(yīng)對棉花早衰應(yīng)立足于防，而選育耐早衰的棉花品種，是從根本上預(yù)防棉花早衰的重要措施之一。
在棉花育種實(shí)踐中，無論系統(tǒng)育種還是雜交育種，都必不可少的經(jīng)過從較為龐大的分離群體中篩選出具有特定目標(biāo)性狀的單株這一關(guān)鍵過程。目前育種過程中對早衰性狀的篩選主要是觀察棉花生育后期棉株葉片功能活性情況，但是棉花早衰性狀的表現(xiàn)比較容易受到外界因素影響，不同年度及不同試驗(yàn)地點(diǎn)兼氣候環(huán)境、土壤環(huán)境、田間農(nóng)事管理水平等多種因素影響，材料早衰性狀的表現(xiàn)往往極不穩(wěn)定，嚴(yán)重影響和干擾選擇效果和選擇效率，一般很難準(zhǔn)確的從分離群體中篩選出耐早衰的單株。
因此，如何能夠從龐大的分離世代群體中較為準(zhǔn)確和高效率的將具有耐早衰性狀的單株篩選出來，加速耐早衰棉花品種的選育是目前棉花育種工作中亟待解決的難題之一。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于克服上述不足之處，提供一種棉花育種過程中耐早衰性狀的篩選方法，能夠準(zhǔn)確且高效率的從世代大分離群體中篩選出具有耐早衰性狀棉花單株。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的本發(fā)明采用技術(shù)方案是：一種棉花育種過程中耐早衰性狀的篩選方法，其特征在于該方法實(shí)施步驟如下：
(1)將需要篩選的分離材料F2、F3、F4低世代分離群體在10月上中旬至10月底之間的時(shí)間段內(nèi)，按分離群體組合在海南三亞地區(qū)，即常年10月至翌年4月的月平均氣溫20℃～30℃，日最低氣溫≥10℃，光照充足；常年11月中下旬至翌年4月為旱季，砂性土壤，保墑能力弱，棉田依靠灌溉生產(chǎn)，一般灌水間隔7天～14天，進(jìn)行南繁種植，每個(gè)分離群體組合種植群體保證800～1500株左右，一般世代越高的分離群體種植群體應(yīng)更大些；
(2)當(dāng)50％左右棉株開始現(xiàn)蕾時(shí)灌水一次，采用溝灌的棉田，灌水量以壟溝的2/3左右為宜；采用噴灌的棉田，噴灌20分鐘左右即可；之后開始控制灌水，控制盛蕾期至初花期階段，土壤0～40cm土層的土壤相對含水量在35％以下，保持干旱刺激7天～14天之后恢復(fù)灌水，棉株直觀表現(xiàn)為葉色深且發(fā)暗，葉片萎蔫情況在20:00左右仍不能恢復(fù)時(shí)，結(jié)束干旱刺激恢復(fù)灌水；以控制干旱脅迫程度，避免過度脅迫造成蕾鈴脫落情況過重而影響后期選擇效果；
(3)在控制灌水期間，觀察待篩選材料開始出現(xiàn)干旱脅迫反應(yīng)后，葉片晴天中午萎蔫，開始材料耐旱性選擇，一般此階段耐旱的材料，預(yù)示后期耐早衰；操作時(shí)根據(jù)天氣情況，一般晴天中午11:00～14:00左右和下午15:00～19:00左右進(jìn)行兩次觀察；根據(jù)鑒定材料葉片中午萎蔫和下午恢復(fù)情況的差異表現(xiàn)，選擇比較耐旱單株系紅繩標(biāo)記，每個(gè)分離群體組合選擇200～300個(gè)單株；選擇依據(jù)是耐旱材料萎蔫現(xiàn)象出現(xiàn)晚，下午萎蔫現(xiàn)象恢復(fù)早；
(4)棉株見絮以前，保持正常水分管理，見絮后立即停止灌水；
(5)棉株吐絮至中上部果枝，分離群體能夠表現(xiàn)出明顯葉功能差異時(shí)開始進(jìn)行單株選擇；單株選擇標(biāo)準(zhǔn)為：
a、從步驟(3)入選單株中選擇；
b、葉功能在分離群體中保持較好，一般全株脫落葉片和黃葉數(shù)≤全株葉片數(shù)的25％；
c、下部1～4果枝，內(nèi)圍鈴結(jié)鈴性強(qiáng)，第一果節(jié)成鈴無缺失，且第一、二果節(jié)成鈴率≥75％；
d、中部5～8果枝，第一果節(jié)成鈴率≥75％，且不能出現(xiàn)無結(jié)鈴的空果枝；
e、頂部從上向下數(shù)1～3果枝不能出現(xiàn)無結(jié)鈴的空果枝；
滿足上述全部五個(gè)條件的單株入選，掛牌記錄主要觀察性狀特征，單株單收，進(jìn)行拷種和纖維品質(zhì)檢測，選擇單鈴重≥5.3g，單株衣分≥40％，上半部平均長度≥28mm，斷裂比強(qiáng)度≥28cN/tex，馬克隆值3.7～5.2；F2～F4低世代篩選出的單株按組合或同一組合內(nèi)按性狀相似的原則，將單株分類混合，下一世代混合種植，繼續(xù)篩選；
(6)低世代分離材料按照上述步驟(1)～步驟(5)連續(xù)篩選，直至性狀穩(wěn)定；繼續(xù)篩選的低世代材料，步驟(1)中種植群體根據(jù)上代選擇混收的種子量決定，盡可能擴(kuò)大種植群體。
本發(fā)明的有益效果是：
(1)在人為可控的條件下誘導(dǎo)棉株后期早衰性狀發(fā)生，形成分離群體內(nèi)早衰性狀的明顯差異性分化表現(xiàn)，并可以連續(xù)多世代重復(fù)選擇，在大幅提高選擇效率的同時(shí)提高了性狀選擇的準(zhǔn)確性。
(2)通過多重選擇條件約束，剔除不具備高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)性狀，但后期葉功能好的單株對選擇準(zhǔn)確性和效率的影響，進(jìn)一步提高了性狀選擇的準(zhǔn)確性和選擇效率。
(3)在南繁加代過程中進(jìn)行篩選，充分利用了海南南繁基地冬季干旱無雨的氣候條件，可簡化條件、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的創(chuàng)造篩選材料后期早衰性狀發(fā)生和差異性分化的誘導(dǎo)條件。
總之，本發(fā)明方法充分利用自然條件逆向思維判斷準(zhǔn)確篩選，產(chǎn)生意想不到的突出效果；具有投資少，效率高等特點(diǎn)，操作簡便，應(yīng)用廣泛，應(yīng)用效果非常顯著。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合較佳實(shí)施例，對依據(jù)本發(fā)明提供的具體實(shí)施方式、特征、方法步驟及處理效果詳述如下：
一種棉花育種過程中耐早衰性狀的篩選方法，該方法實(shí)施步驟如下：
(1)將需要篩選的分離材料F2、F3、F4低世代分離群體在10月上中旬至10月底之間的時(shí)間段內(nèi)，按分離群體組合在海南三亞地區(qū)，即常年10月至翌年4月的月平均氣溫20℃～30℃，日最低氣溫≥10℃，光照充足；常年11月中下旬至翌年4月為旱季，砂性土壤，保墑能力弱，棉田依靠灌溉生產(chǎn)，一般灌水間隔7天～14天，進(jìn)行南繁種植，每個(gè)分離群體組合種植群體保證800～1500株左右，一般世代越高的分離群體種植群體應(yīng)更大些。
(2)當(dāng)50％左右棉株開始現(xiàn)蕾時(shí)灌水一次，采用溝灌的棉田，灌水量以壟溝的2/3左右為宜；采用噴灌的棉田，噴灌20分鐘左右即可；之后開始控制灌水，控制盛蕾期至初花期階段，土壤0～40cm土層的土壤相對含水量在35％以下，保持干旱刺激7天～14天之后恢復(fù)灌水，棉株直觀表現(xiàn)為葉色深且發(fā)暗，葉片萎蔫情況在20:00左右仍不能恢復(fù)時(shí)，結(jié)束干旱刺激恢復(fù)灌水；以控制干旱脅迫程度，避免過度脅迫造成蕾鈴脫落情況過重而影響后期選擇效果。
(3)在控制灌水期間，觀察待篩選材料開始出現(xiàn)干旱脅迫反應(yīng)后，葉片晴天中午萎蔫，開始材料耐旱性選擇，一般此階段耐旱的材料，預(yù)示后期耐早衰；操作時(shí)根據(jù)天氣情況，一般晴天中午11:00～14:00左右和下午15:00～19:00左右進(jìn)行兩次觀察；根據(jù)鑒定材料葉片中午萎蔫和下午恢復(fù)情況的差異表現(xiàn)，選擇比較耐旱單株系紅繩標(biāo)記，每個(gè)分離群體組合選擇200～300個(gè)單株；選擇依據(jù)是耐旱材料萎蔫現(xiàn)象出現(xiàn)晚，下午萎蔫現(xiàn)象恢復(fù)早。
(4)棉株見絮以前，保持正常水分管理，見絮后立即停止灌水。
(5)棉株吐絮至中上部果枝，分離群體能夠表現(xiàn)出明顯葉功能差異時(shí)開始進(jìn)行單株選擇；單株選擇標(biāo)準(zhǔn)為：
a、從步驟(3)入選單株中選擇；
b、葉功能在分離群體中保持較好，一般全株脫落葉片和黃葉數(shù)≤全株葉片數(shù)的25％；
c、下部1～4果枝，內(nèi)圍鈴結(jié)鈴性強(qiáng)，第一果節(jié)成鈴無缺失，且第一、二果節(jié)成鈴率≥75％；
d、中部5～8果枝，第一果節(jié)成鈴率≥75％，且不能出現(xiàn)無結(jié)鈴的空果枝；
e、頂部從上向下數(shù)1～3果枝不能出現(xiàn)無結(jié)鈴的空果枝；
滿足上述全部五個(gè)條件的單株入選，掛牌記錄主要觀察性狀特征，單株單收，進(jìn)行拷種和纖維品質(zhì)檢測，選擇單鈴重≥5.3g，單株衣分≥40％，上半部平均長度≥28mm，斷裂比強(qiáng)度≥28cN/tex，馬克隆值3.7～5.2；F2～F4低世代篩選出的單株按組合或同一組合內(nèi)按性狀相似的原則，將單株分類混合，下一世代混合種植，繼續(xù)篩選。
(6)低世代分離材料按照上述步驟(1)～步驟(5)連續(xù)篩選，直至性狀穩(wěn)定；繼續(xù)篩選的低世代材料，步驟(1)中種植群體根據(jù)上代選擇混收的種子量決定，盡可能擴(kuò)大種植群體。
棉田管理采用去除葉枝的管理技術(shù)，除前述限制的水分管理措施外的其它棉田管理措施均按照正常棉田高產(chǎn)管理措施進(jìn)行。
為加速育種工作進(jìn)程，我國棉花育種工作一般需要在海南三亞地區(qū)進(jìn)行南繁。本發(fā)明對低世代(一般對F2、F3)分離材料，結(jié)合南繁工作在我國海南三亞地區(qū)種植，并且要求10月上中旬至10月底之間的時(shí)間段內(nèi)播種，最晚11月初必須播種完成。一是，在繁育時(shí)間上能夠保證棉花材料能在4月上旬正常成熟收獲，保證與內(nèi)地播種時(shí)間上的銜接；二是，保證在棉花材料從現(xiàn)蕾后直到收獲前的一段時(shí)間為該地區(qū)的旱季，并且該地區(qū)土壤保水能力弱，便于通過灌水在需要的時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行干旱脅迫，誘導(dǎo)棉花材料早衰發(fā)生條件，如步驟(2)所述。本發(fā)明在充分利用海南三亞地區(qū)氣候環(huán)境資源特點(diǎn)，在正常育種程序的南繁過程中開展工作，操作方法簡單、可控，投資少，效益高。
本發(fā)明為提高選擇準(zhǔn)確性和選擇效率，應(yīng)用多重選擇技術(shù)：一是在盛蕾期至初花期進(jìn)行干旱脅迫階段，根據(jù)材料抗旱性表現(xiàn)的差異進(jìn)行第一重選擇，如步驟(3)所述；二是在棉株吐絮至中上部果枝階段，分離群體材料能夠表現(xiàn)出明顯葉功能差異時(shí)開始進(jìn)行第二重選擇，如步驟(5)所述。經(jīng)上述選擇過程，剔除不具備高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)性狀，結(jié)鈴性差或成鈴結(jié)構(gòu)不均但后期葉功能好的單株對選擇準(zhǔn)確性和效率的影響，以保證性狀選擇的準(zhǔn)確性和選擇效率。
本發(fā)明方法在其它氣候環(huán)境、資源條件與我國海南三亞地區(qū)相近地區(qū)均可參照應(yīng)用。
本發(fā)明根據(jù)棉花在盛蕾期至初花期階段干旱刺激與棉花早衰具有較強(qiáng)正相關(guān)性的規(guī)律，盛蕾期至初花期階段耐旱能力較強(qiáng)的材料，后期耐早衰能力普遍較強(qiáng)，因此本發(fā)明在棉花世代材料選擇的過程中，人為在盛蕾期至初花期階段對世代材料給予一段時(shí)間的干旱刺激，誘導(dǎo)棉花后期早衰發(fā)生，根據(jù)材料在盛蕾至初花期階段耐旱性表現(xiàn)，結(jié)合材料生育后期葉功能表現(xiàn)情況，并綜合其它育種目標(biāo)性狀表現(xiàn)，對世代材料進(jìn)行鑒定和篩選；即根據(jù)分離群體內(nèi)早衰性狀表現(xiàn)差異，準(zhǔn)確且高效的將具有耐早衰性狀的單株從分離群體中篩選出來。本發(fā)明與其它育種方法的主要不同之處在于通過人工誘導(dǎo)創(chuàng)造棉株早衰發(fā)生條件，一是提高對耐早衰材料選擇的準(zhǔn)確性；二是提高耐早衰材料的選擇效率。
本發(fā)明的應(yīng)用實(shí)例：
2008年冬季在海南三亞配置雜交組合30個(gè)；F1組合2009年春天在天津種植，根據(jù)一個(gè)生長季的觀察、鑒定，選擇7個(gè)組合；2009年10月中旬，F(xiàn)2分離材料在海南三亞利國鎮(zhèn)種植，7個(gè)組合每個(gè)組合種植0.2畝，每個(gè)組合種植群體1000株左右。F2世代材料的篩選按照前述(2)～(5)步驟進(jìn)行，共決選209個(gè)單株；F3代將209個(gè)單株分成5個(gè)單株混合組合，2010～2011年度生長季，繼續(xù)在海南三亞利國鎮(zhèn)進(jìn)行種植，5個(gè)組合根據(jù)種子量情況，種植群體500～1500株左右，前述(2)～(5)步驟選擇，決選423個(gè)單株；F4代之后經(jīng)連續(xù)的株行選擇、株系比較、品系比較、生產(chǎn)比較等育種程序，選育出具有耐早衰性狀的新品系5個(gè)。
根據(jù)本發(fā)明方法，選育早熟耐早衰宜密植的棉花新品系5個(gè)，2014年，天津地區(qū)受伏旱影響，棉田早衰情況比較突出，9月22日，對5個(gè)品系早衰指數(shù)進(jìn)行了調(diào)查。表1為5個(gè)品系早衰指數(shù)和籽棉產(chǎn)量情況調(diào)查表，13～118、13～119、13～121、13～123、13～126為應(yīng)用本發(fā)明方法選育的耐早衰新品系。CK(國欣棉3號)為生產(chǎn)豐產(chǎn)品種。
表1結(jié)果顯示，應(yīng)用該方法選育的新品系早衰指數(shù)均較低，籽棉產(chǎn)量水平較高，表現(xiàn)出較強(qiáng)的耐早衰特性。
表1新品系早衰指數(shù)和籽棉產(chǎn)量情況調(diào)查表
本發(fā)明針對目前主要常規(guī)育種方法中對棉花耐早衰性狀的選擇受地點(diǎn)、氣候、田間管理等多種因素影響，選擇準(zhǔn)確性差、效率低的不足，提供一種能夠提高棉花耐早衰性狀選擇準(zhǔn)確性和選擇效率的棉花耐早衰品種(品系)選育方法。該方法通過在棉花世代材料選擇的過程中，在盛蕾期至初花期階段和棉花生育后期兩個(gè)階段對世代材料給予一段時(shí)間的干旱刺激，人為誘導(dǎo)棉株早衰發(fā)生條件，提高棉花耐早衰材料選擇的準(zhǔn)確性和選擇效率；有效解決了現(xiàn)有棉花育種篩選中存在的難題。
上述參照實(shí)施例對該棉花育種過程中耐早衰性狀的篩選方法進(jìn)行的詳細(xì)描述，是說明性的而不是限定性的；因此在不脫離本發(fā)明總體構(gòu)思下的變化和修改，應(yīng)屬本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。