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第二节棉花杂交种子生产技术一、杂交棉生产应用概况●我国是世界上最大的棉花生产国和消费国。●近年来我国棉花面积稳定在430万公顷左右，全国潜在商品种子量为1.4亿kg，年需商品种子量9000万kg。我国具有很大的棉种市场容量。●杂交抗虫棉品种的选育已成为棉花的主导育种方向。●杂交棉的突出优点：A.高产：杂种1代一般比常规品种增产15%~20%，杂种2代仍可增产5%~7%。B.其它优良性状：出苗早而整齐、棉苗生长壮旺、抗旱和抗病能力强、早熟不早衰、纤维品质好等优点。●1998年抗虫杂交棉问世之后，我国杂交棉进入了快速发展时期。●全国杂交棉种植面积：占棉田总面积由2002年的10.5％2005年的超过20％以上。●抗虫三系杂交棉的培育成功——A.将基因工程技术和杂种优势利用相结合，攻克了棉花育种领域抗虫与高产难以结合的世界性难题；B.在国际上首次成功地创建了高产量、高纯度、高效率、大规模、低成本、能够直接应用的转抗虫基因三系杂交棉常规育种与分子育种相结合的新体系。●2005年通过国家审定的20个棉花品种（均具有抗虫性）中，抗虫杂交棉16个(银棉2号、鲁棉研25号、中棉所52、南农6号等),占80%。二、棉花的种子生产基地与管理●我国260多个优质棉基地县，都具有很强的种子生产、加工能力。●棉花种子大多由种子企业在当地安排生产，主要集中在棉农的承包田，生产规模小，相对比较分散。●近几年，随着棉花种子市场的不断规范和人们对种子质量标准的要求越来越高，由于长江、黄淮流域棉花生长后期雨水多，影响种子质量和产量，种子生产有向山西和新疆集中发展的明显趋势。全国最大的抗虫杂交棉制种基地的建立：●山东惠民抗虫杂交棉大规模杂交制种：2万多亩，约占全国的1/3。●研究完善了抗虫杂交棉人工制种技术，健全了组织管理体系，大幅度提高了棉花杂交制种的效率。●山东全省棉花杂交制种规模达到4~5万亩/年,分布在滨州、菏泽、聊城、济宁、济南等地，年产优质杂交种300~400万公斤。●形成了自己的杂交制种技术规程和体系，逐步形成了一个经济和社会效益较高的产业。不仅确保了本省的供应，还有大量棉种提供到周边省份，有力地带动和促进了我国抗虫杂交棉生产的迅速发展。棉花的商品种子生产体系与管理：棉花种子企业采用与基地或农户签订合同的方式生产种子，要求基地或农户严格实施制定的种子生产技术规程，预约生产种子的面积、数量、质量、收购方式和时间。三、棉花杂交种子生产方法与技术棉花利用杂种优势的途径：●人工去雄。●雄性不育性的利用：两系法、三系法。●标志(指示)性状的利用。●化学杀雄：60-70年代研究，进展不大。●昆虫传粉：仅小面积试验，进展不大。棉花杂交种子生产的不利因素：1.开花期长，结铃范围广；2.传粉媒介。（一）人工去雄杂交制种技术和方法1.人工去雄杂交制种的作用和特点人工去雄杂交制种是国内外棉花杂种优势利用面积最大、效果最好的途径。优点：A.棉花花器大，人工去雄较容易；B.选配组合不受限制；C.杂交种子无不育基因，生产上可利用F2代。缺点：——费时费工。技术熟练人员一天可去雄杂交生产0.5kg种子，可供667m2棉田用种。人工去雄生产杂交种子，必须有充足的劳动力资源。（新疆？）人工去雄生产杂交种子的经济效益是制种成本的十几倍。该方法的可行性和实用性。2.人工去雄杂交制种关键技术（1）制种田块的选择A.安全隔离：棉花异交率与传粉昆虫（如：蜜蜂、蝴蝶、蓟马等）的群体密度呈正比，与隔离距离的平方呈反比。隔离方法：空间距离＞100m；自然屏障隔离。B.土壤肥沃，地势平坦，排灌方便，无棉花黄萎病、枯萎病。（2）父母本种植方式A.调整播期：双亲生育期差异大；陆地棉×海岛棉：陆地棉晚播15-25d。B.行比：1：5，一朵父本花可以给6-8朵母本花授粉。C.宽窄行种植：100cm：67cm或90cm：70cm。D.密度：3000株/亩。（3）严格去杂去劣：去雄授粉前一次或多次进行。（4）人工去雄棉花整株开花顺序：由下上，由内外。第2-10果枝上靠近主茎第1-2果节上的花，开花早，营养充足脱落少，种子饱满，成熟好，种子质量高。该部分为主要去雄授粉对象。时间：开花期间，每天下午进行。适宜去雄花蕾标准：花冠迅速伸长,明显露出苞叶(第二天将要开放)。去雄方法:左手的拇指和食指捏住花柄,右手剥开苞叶,用大拇指指甲从花萼处切入花冠基部,然后向上旋转提拉花冠,花萼仅被切开一个小口而仍留在原处,花冠和雄蕊随即剥下。去雄要求:大拇指指甲切入深浅适宜，去雄干净，不留一个花药，不伤害子房；去掉的花冠带出隔离区外；去雄后立即在柱头上套一麦管或蜡管隔离，以防传粉混杂；去雄后的花蕾可以用白线作标记，以便于第二天授粉。（5）授粉时间：一般上午8-9时进行。授粉方法:A.将剥下的花冠下翻，露出雄蕊，手持花瓣，取下套在柱头上的麦管或蜡管,将花粉涂在柱头上,再套上麦管或蜡管。B.将花粉用毛笔采集在玻璃瓶里,再用毛笔蘸花粉授到柱头上。授粉要求:A.授粉量充足；B.中午前结束，下午花粉生活力减退，受精能力差。C.授粉后在铃柄挂线、挂牌或涂漆作标记。D.杂交授粉结束后，及时打群尖、摘掉花蕾和非杂交授粉花，以使营养集中供应杂交棉铃，提高杂交成铃率。改良去雄授粉方法：剥花去雄盖花授粉法：在花药未破裂前，开花当天边剥花去雄，边相互盖花授粉及隔离，盖上后别上大头针。优点：去雄、授粉、隔离一次完成，简便，成铃率可达80%。麦管隔离预授花药法：A.选取直径4mm粗的麦管，剪成3.5cm长的授粉管。B.开花前将父本花药采集到小杯中。C.在母本开花的前一天下午或开花当天，撕去一部分将要开花花蕾的花冠，将蘸有父本花药的授粉管套在已暴露的母本柱头上,让柱头轻轻往上顶授粉管内花药，并把雄蕊隔离在授粉管外。优点：简易,不用去雄,成铃率较高,每个工可生产杂交种子1.5-2kg。（7）收获与保存A.收获：及时,避免混杂。B.单晒、单轧、单藏、专人保管。（二）利用雄性不育系杂交制种技术和方法1.三系法棉花利用三系法杂交制种的制约因素：A.恢复系的育性恢复能力低,一般60%左右,且不稳定；B.高优势组合少；C.传粉媒介(蜜蜂等)。棉花利用三系法生产杂交种的产业化：——具有强恢复力恢复系的选育成功。“浙大强恢”“杂166”我国继水稻、油菜之后，杂种优势利用再次获得突破。棉花雄性不育株的特点：A.花冠小，开花不正常，花丝短；B.花药少，空瘪干瘦，或虽饱满但不开裂或开裂很少；C.花粉少且常畸形，无生活力，柱头略长。——雄蕊失去育性，而雌蕊育性正常。雄性不育株的雌蕊×保持系的花粉繁殖不育系×恢复系的花粉杂交种子2.两系法——细胞核雄性不育性的利用两系：不育系（两用）、恢复系。两用不育系的繁殖：不育系中不育株（msms）×可育株（Msms）从不育株上收获种子1不育（msms）：1可育（Msms）杂交种子生产：不育系中不育株（msms）×恢复系（MsMs）从不育株上收获种子100%可育（Msms）大田生产已发现的细胞核雄性不育基因：ms1、ms3：隐性，部分不育；ms2：隐性，完全不育；ms5、ms6：双隐性基因；Ms4、Ms7：显性，完全不育。我国成功应用的核雄性不育系：洞A（1对隐性基因控制）。两系法杂交制种要点：A.安全隔离。B.父母本种植方式：行比：1：5或1：8；宽窄行种植：宽行90cm-100cm，窄行70cm-65cm；留苗密度：母本5000株/亩，父本2500-3000株/亩。C.及时拔除雄性可育株：始花期开始—拔完。剥蕾识别提早拔除可育株——有利于不育株生长发育。如何识别不育和可育花蕾？不育花蕾特征：1.5cm花蕾基部大顶部尖，瘦长，手捏感到顶部软；剥开花蕾后，可见花丝短、花药呈紫褐色，柱头明显高出花药。可育花蕾特征：1.5cm花蕾粗壮,顶部钝圆,手捏顶部感到硬；剥开花蕾后，可见柱头不高出花药或高出不明显。D.人工辅助授粉：具体技术同人工去雄杂交制种。E.种子收获与保存：同人工去雄杂交制种。（三）标志性状在棉花杂交制种中的应用棉花可利用的标志（指示）性状：芽黄、子叶柄无茸毛、子叶柄无腺体，叶基部无红斑等。标志性状的利用方式：A.用于区分两用系中的不育株和可育株。例如，核雄性不育81A，具有与不育基因紧密或完全连锁的芽黄性状。B.不必去雄进行杂交制种。母本（具有隐性标志性状）×父本（具有相对显性性状）（无腺体）（有腺体）F1杂交种子F1幼苗性状表现：显性（有腺体）——真杂种苗，保留；隐性（无腺体）——自交或姊妹交苗，拔除。利用的前提条件：优势组合双亲具有符合要求的标志性状。本节掌握要点1.简述杂交棉生产应用概况。2.简述杂交棉种子生产基地状况。3.试述棉花人工去雄杂交制种的技术和方法。4.试述棉花利用雄性不育系杂交制种的技术和方法。5.简述标志性状在棉花杂交制种中的应用现状。