二倍体棉种组织培养研究进展

二倍体棉种为四倍体栽培种提供了亲本(祖先)种,是棉花遗传改良的重要种质资源,是构建棉属突变体库、研究棉花功能基因组的优良材料。其中A、B、E、F组棉种起源于亚非大陆,D组起源于美洲大陆,C、G、K组起源于澳洲等地,具有丰富的遗传多样性,其组织培养研究主要涉及植株器官与细胞培养的再生途径、原生质体培养和体细胞培养与融合等,目前已获得了克劳茨基棉(Gossypium klotzschianum)、野生拟似棉(G. gossypioides)、亚洲棉(G. arboreum)、戴维逊氏棉(G. davidsonii)、雷蒙德氏棉(G. raimondii)、司笃克氏棉(G. stocksii)、奈尔逊氏棉(G. nelsonii)、比克氏棉(G. bickii)等二倍体棉种的再生植株,其中茎尖培养仅获得了亚洲棉、比克氏棉再生植株;原生质体培养获得了克劳茨基棉、戴维逊氏棉的再生小植株;此外,获得了陆地棉和二倍体棉种克劳茨基棉、比克棉、司笃克氏棉的种间杂种。二倍体棉种存在着较大的种间差异,组织培养体系可以借鉴木本植物组织培养相关方法。本文综述了相关研究进展,讨论了后续研究方向。     

陆地棉同核异质系异源胞质的遗传效应

通过核代换培育了具有亚洲棉(G.arboreum)、草棉(C.herbaceum)、异常棉(G.anomalum)、长萼棉(G.longicalyx)、哈克尼西棉(G.harknesii)、海岛棉(G.barbadense)、和陆地棉(C.hirsutum)野生种系蓬蓬棉(G.h.purpurascens)、墨西哥野生棉(C.h.mexicanum)等8个棉属种和种系胞质的中棉所7号同核系,并培育了中棉所7号自交系。在检验同核异质系核的同质性基础上研究了胞质遗传效应,结果所有供研究的胞质对产量、产量性状及除花器官外的形态特征均没有显著影响,胞质的遗传效应主要表现对花器官及抗枯萎病性的影响;哈克尼西棉胞质导致雄性完全不育并显著增加花药数量,笔形冠长度和直径显著变小,亚洲棉和异常棉胞质引起花药数量显著减少,笔形冠形状发生显著变化,亚洲棉胞质对抗枯萎病有较显著效应。     

棉花远缘核质杂种的培育与育种应用

综述了作者所在课题组近 30年的远缘杂交工作。通过染色体加倍、胚珠离体培养等技术 ,克服远缘杂交不亲和性及杂种后代不孕性 ,成功获得了多个种间杂种和异源细胞质的质核杂种。通过进一步回交选育 ,获得了异源细胞质的抗虫种质T458、Q1 0 38及纤维品质优良的陆地棉种质J80 80、H80 8、H82 8等。育成了棉属 9个种 (种系 )细胞质同核系 ,为棉属细胞质的遗传分类及演化研究提供了基础材料 ,研究了同一细胞核背景下异源细胞质的遗传效应。中棉和异常棉胞质能显著提高陆地棉抗性。实现了陆地棉胞质的陆地棉雄性不育“三系”配套。在实现了哈克尼西棉胞质陆地棉雄性不育“三系”配套的基础上 ,进一步与海岛棉 71 - 74杂交 ,改良了恢复系。从陆地棉与异常棉的远缘杂交后代中 ,选育出哈克尼西棉基因组以外的、来自异常棉基因组的新恢复源。展望了棉花远缘质核杂种的应用前景 ,提出种间质核杂种的应用是棉花育种的新途径     

再论湖北棉花育种的研究方向

"九五"期间,湖北育成棉花品种12个,2个品种通过全国审定,其产量潜力、纤维品质、抗病性上都有较大的提高.纺织工业技术改造,对原棉内在品质提出了更高的要求;枯萎病、黄萎病、棉铃虫为害已成为制约棉花生产发展的重要因素.面对加入WTO后,进口原棉和国外高技术品种的竞争,在未来的棉花育种中,急待调整育种方向,加强品质育种,选育适合湖北气候条件、兼抗多种病虫害、产量优势明显的杂交棉组合.文中提出了湖北棉花育种目标以及遗传改良的关键技术材料创新,拓宽种质资源的遗传基础;技术创新,重视杂种优势利用,通过生物技术与常规育种的紧密结合,实现多育种目标的聚合.     

鄂抗棉12的选育

鄂抗棉12(原代号Ps21)是湖北省农业科学院经济作物研究所经系谱法选育而成的抗病品种, 2005年通过湖北省农作物品种审定委员会审定命名,品种审定编号为鄂审棉2005010。 1 选育经过 1996年以鄂抗棉5号为母本、鄂9011为父本     

棉花三系配套研究

湖北省农科院经作所完成的“胞质雄性不育陆地棉三系配套”研究成果于1989年11月22日通过了湖北省科委主持的、邀请有中国农科院棉花研究所、华中农业大学、湖北省农牧厅、湖北省农科院等单位有关专家参加的技术鉴定。一致认为,湖北省农科院经作所     

抗病新品种鄂抗棉5号

抗病新品种鄂抗棉５号鄂抗棉５号是湖北省农科院经作所用鄂棉１２与美国ＰＤ０１１３杂交育成。１９９６年３月通过湖北省农作物品种审定委员会审定。该品种于１９９２～１９９３年参加湖北省第二轮棉花抗枯萎病新品种区域试验，两年平均籽、皮棉产量分别为２８８９．３ｋ...     

棉花雄性不育胞质对配合力影响的研究

结合哈克尼西棉胞质雄性不育三系育种研究，用４个保持系（陆地棉胞质）及其相应的４个不育系和恢复系（哈克尼西棉胞质）配制三套不完全双列杂交４８个组合及８个亲本（保持系及恢复系）计５６个处理，研究比较了不同胞质状态下配合力的差异。     

新疆海岛棉主要育成品种性状特征与系谱来源分析

【目的】了解中国新疆海岛棉育成品种性状表现,研究其遗传基础,为资源利用提供支持。【方法】2013~2016年,对58份新疆海岛棉育成品种资源材料采用同一生态区连续集中种植的方法进行鉴定,研究其性状表现和系谱关系。【结果】枯萎病发病率品种间变异系变数大,达到89.2%,果枝类型次之,为48.6%;株高(13.0%)、始果枝节位(15.0%)、单株铃数(18.0%)、纤维强力(10.7%)、纤维黄度(11.0%)变异系数较高,其他性状变异较小(＜10%)。除早期育成的4个品种外,不同时期育成品种均为零式果枝类型,平均株高、单铃重、子指、纤维长度、比强度呈逐年代增加的趋势,2010年后增长较为迅速,较2000年品种分别增加13.4%、9.7%、8.1%、5.5%、9.8%,枯萎病抗性显著提高,衣分增加较慢,絮色变白,近年来主栽品种铃期微增,单株铃数、铃重增加,抗病性变强。从系谱看,新疆海岛棉育成品种主要来源于中亚埃及型,其中8763И、5230Ф和2И3、9122И主要分别用于吐鲁番盆地和塔里木盆地品种的改良,不同时期突破性的中间材料的注入是新疆海岛棉纤维品质、抗性提升的基础。性状聚类结果与系谱分析一致。【结论】中国新疆海岛棉品种近10a育成品种在主要经济性状方面较之前品种提升迅速,特别是铃重、纤维品质与抗病性改良作用显著。育成品种骨干亲本主要来源于中亚国家,早期品种遗传基础狭窄,2010年品种遗传背景较为复杂。海岛棉育种应在优质、高效、可持续的前提下,寻求扩大资源来源途径,挖掘种质潜力,丰富品种类型,为新疆海岛棉产业发展提供支撑。     

棉花新材料A111基于cpDNA的种性初步鉴定

A111是从澳大利亚收集到的一份新的野生棉,属于澳洲棉、或奈尔逊氏棉乃至一个新的棉种,归属一直没定论。为鉴别A111与澳大利亚以及世界其它地区棉种的差别,以24个棉种（变种）为参照,分析了A111的cpDNA序列特点。结果表明,在15条cpDNA基本序列中,筛选出了8条序列适合于棉属植物系统发育和种性鉴别研究。这8条序列的变异率和识别率均较高,其中rps16识别率最高(100%)。基于8个序列组合的系统发育分析,能识别单个棉种。聚类结果显示,棉属分为两大分支,A111与奈尔逊氏棉（G3）处于澳洲野生棉分支中的姊妹分支。序列比对结果表明,A111的叶绿体序列存在特异的插入与缺失,明显区别于其他棉种。由此,初步鉴定A111是澳洲野生棉的一个新种,与奈尔逊氏棉的亲缘关系最近。