CN101611694A - 小麦-黑麦1bl/1rs易位系的选育方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种小麦－黑麦1BL/1RS易位系的选育方法，包括：选择兰小黑一号作为母本、普通小麦作为父本进行杂交，获得杂交一代；以杂交一代作为母本、普通小麦作为父本进行复合杂交，获得杂交二代；稀播杂交二代，选择具有小黑麦优良性状的单株，获得第三代株系；从第三代株系中选择具有“兰小黑一号”优良性状的单株，鉴定染色体结构，获得小麦－黑麦1BL/1RS易位系株系，进行花药培养，获得早代品系；鉴定早代品系的产量品质和抗性，加速繁殖产量品质和抗性好的品系。本发明采用优良基因1B/1R在不同位点上重组重新合成了新的1BL/1RS易位系，提高了选择频率，获得了兼具高产与优质、抗病、抗倒、广适的优良小麦品种。
Description
技术领域
本发明涉及一种农作物生产方法，尤其涉及一种小麦-黑麦1BL/1RS易位系的选育方法。
背景技术
优良的小麦种质是提高小麦产量和质量的关键所在，长期以来我国小麦育种没有出现重大突破的主要原因就是种质资源匮乏，所以要实现小麦育种的重大突破，首先要实现种质资源创新。现有技术中培育小麦种质的重要方法是利用与小麦近缘种属的异源基因改良小麦，因为在小麦的一些近缘种属中具有许多小麦本身不具备、而对改良小麦有经济价值的基因，如高蛋白、抗病等基因。例如，“牛株特”类型的1BL/1RS易位系就是应用此种方法培育出的小麦品种。“牛株特”类型的1BL/1RS易位系是欧洲农业科学家发现小麦的近缘种属、染色体结构为AABBRR的黑麦具有抗病、抗逆性强和营养体生长茂盛的特点后，应用染色体工程技术将黑麦的1R染色体与普通小麦的1B染色体代换和易位，培育成功的欧洲类型小麦-黑麦1BL/1RS代换系和易位系新品种，其中，1BL代表小麦1B染色体的长臂，1RS代表黑麦1R染色体的短臂。因其兼具有小麦的高产、优质与黑麦的抗病、抗寒等优良特性，曾给世界小麦生产带来了质的飞跃。据上世纪八十年代统计，世界上主要小麦生产区应用的小麦品种有90％含有黑麦血源(即1BL/1RS易位)或衍生物，“牛株特”类型的1BL/1RS易位系的培育成功在世界上属于小麦育种中引入小麦近缘种属最成功的范例。但是，1980年以后，随着生产条件的改变，小麦病害生理小种(即条锈、叶锈的白粉病)发生变化，导致原“牛株特”类型的1BL/1RS易位系的抗病性丧失。同时，随着生活水平的提高，人们对面包烘焙品质的要求也有了很大提高，由于“牛株特”类型的1BL/1RS易位系中含有黑麦碱，黑麦碱对面包的烘焙品质有很大影响，所以该类型品种迅速退出了生产。随后人们利用“牛株特”类型的1BL/1RS易位系育成的衍生品种得到了迅速推广。实践证明，利用黑麦的1R染色体与普通小麦的1B染色体在不同位点上重组，合成新的小麦-黑麦1BL/1RS易位系的选育方法是培育高产、优质、多抗小麦新品种的最佳方法。但是，现有育种方法中总存在高产与优质、高产与抗病、高产与抗倒、高产与广适等矛盾和易位系选择频率低频率低的缺陷。
发明内容
本发明的目的是提供一种小麦-黑麦1BL/1RS易位系的选育方法，有效解决现有小麦育种方法中“高产与优质”、“高产与抗病”“高产与抗倒”、“高产与广适”的矛盾和易位系选择频率低的缺陷。
为了实现所述目的，本发明提供了一种小麦-黑麦1BL/1RS易位系的选育方法，包括：
选择兰小黑一号作为母本、普通小麦作为父本进行杂交，获得杂交一代；
以所述杂交一代作为母本、普通小麦作为父本进行复合杂交，获得杂交二代；
稀播所述杂交二代，选择具有小黑麦优良性状的植株，获得第三代株系；
采用系谱选择法从第三代株系中选择出具有小黑麦优良性状的单株，并采用原位杂交方法对所述单株的染色体结构进行鉴定，获得小麦-黑麦1BL/1RS易位系株系，对所述小麦-黑麦1BL/1RS易位系株系进行花药培养，获得早代稳定纯合的品系；
对所述早代品系进行产量、品质和抗性鉴定，选择产量品质和抗性好的品系进行繁殖。
所述兰小黑一号是采用小黑麦MZA-Lenonad BUTR作为母本、小麦宝丰7228作为父本进行杂交，选育成的六倍体小黑麦品系。
所述原位杂交方法为常规外源基因导入鉴定方法。
所述稀播所述杂交二代具体为：杂交二代稀播行距为30厘米，株距为15-20厘米。
所述小黑麦优良性状为株型紧凑、叶片直立、穗大粒多、抗病性强和根系发达。
本发明提供了一种小麦-黑麦1BL/1RS易位系的选育方法，通过利用兰小黑一号的1R染色体与普通小麦的1B染色体在不同位点上重组，合成小麦-黑麦1BL/1RS易位系的选育方法，可以培育出兼具株型紧凑、叶片直立、穗大粒多、抗病性强、根系发达等优良品质的小麦品种，解决了长期以来我国小麦育种工作中种质资源匮乏的问题，同时大幅提高了小麦-黑麦1BL/1RS易位系的选择频率。
附图说明
图1为本发明小麦-黑麦1BL/1RS易位系的选育方法流程图。
具体实施方式
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
图1为本发明小麦-黑麦1BL/1RS易位系的选育方法流程图，具体为：
步骤1、在育种第一年，选20穗兰小黑一号作为母本、20穗普通小麦(普通小麦即为常规小麦品种)作为父本，进行杂交，获得杂交一代；
步骤2、在育种第二年，选40-60穗杂交一代作为母本、40-60穗普通小麦作为父本，进行复合杂交，获得杂交二代；
步骤3、在育种第三年，稀播2000-3000粒杂交二代进行田间试验，然后分离选择出具有小黑麦株型紧凑、叶片直立、穗大粒多、抗病性强、根系发达的植株，获得第三代株系。稀播方式可以采用行距30厘米、株距15-20厘米的播种标准；
步骤4、在育种第四年，采用系谱选择方法从第三代株系中选择具有小黑麦所具有的株型紧凑、叶片直立、穗大粒多、抗病性强、根系发达等优良性状的单株，室内采用原位杂交方法即采用两种常规染色体鉴定测验外源基因导入方法鉴定该单株的染色体结构，从中选出携带有小麦1B染色体和黑麦1R染色体片段的单株确定为小麦-黑麦1BL/1RS易位系株系，然后对选出的小麦-黑麦1BL/1RS易位系株系进行实验室花药培养，加速后代稳定，获得早代品系；
步骤5、在育种第五年，对早代品系的产量品质和抗性进行鉴定，选出产量品质和抗性表现特别突出、优异的品系，加速繁殖得到优良品系。
本发明小麦-黑麦1BL/1RS易位系的选育方法第一实施例：
步骤101、在育种第一年，选20穗兰小黑一号作为母本、20穗普通小麦作为父本，进行杂交，获得杂交一代；
步骤102、在育种第二年，选40穗杂交一代作为母本、40穗普通小麦作为父本，进行复合杂交，获得杂交二代；
步骤103、在育种第三年，稀播2000粒杂交二代进行田间试验，其中稀播行距为30厘米，株距为15厘米。然后选择出具有小黑麦株型紧凑、叶片直立、穗大粒多、抗病性强、根系发达等优良性状的植株，获得第三代株系；
步骤104、在育种第四年，采用系谱选择方法(按照家系选择一代一代延伸)在第三代株系中选择具有小黑麦株型紧凑、叶片直立、穗大粒多、抗病性强、根系发达的单株，室内采用原位杂交方法即采用两种常规染色体鉴定测验外源基因导入方法鉴定该优良单株的染色体结构，从中选出携带有小麦1B染色体和黑麦1R染色体片段的单株确定为小麦-黑麦1BL/1RS易位系株系，然后对选出的小麦-黑麦1BL/1RS易位系株系进行实验室花药培养，加速后代稳定，获得早代品系；
步骤105、在育种第五年，对早代品系的产量品质和抗性进行鉴定，选出产量品质和抗性表现特别突出、优异的品系，加速繁殖得到优良品系。
其中，作为母本的兰小黑一号是采用远缘杂交方法以及细胞染色体生物工程技术，将欧美的六倍体小黑麦的优良基因转入我国优良的小麦品种中，重新合成的一种六倍体小黑麦材料，其染色体结构是AABBRR。具体为，兰小黑一号是以国际玉米小麦改良中心(International Maize and WheatImprovement Center，CIMMYT)提供的六倍体小黑麦MZA-Lenonad BUTR作为母本、中国普通小麦“宝丰7228”作为父本进行杂交，获得的新品种。采用此方法育成的兰小黑一号很好地将两亲本的优点结合在了一起，充分表现出矮秆、大穗、多小穗、叶片上举、根系发达、耐旱、高抗倒伏、高抗条锈、叶锈、白粉病和根腐病等优良品质。
采用本发明小麦-黑麦1BL/1RS易位系的选育方法第一实施例选育出的1BL/1RS易位系，具有株型紧凑、叶片直立、根系发达、穗大粒多、抗病性强，特别是对白粉病免疫、高抗锈病和病毒病等优良品质。1BL/1RS易位系的选择频率可以达到79％。
本发明小麦-黑麦1BL/1RS易位系的选育方法第二实施例：
步骤201、在育种第一年，选20穗兰小黑一号作为母本、20穗普通小麦作为父本，进行杂交，获得杂交一代；
步骤202、在育种第二年，选50穗杂交一代作为母本、50穗普通小麦作为父本，进行复合杂交，获得杂交二代；
步骤203、在育种第三年，稀播2500粒杂交二代进行田间试验，其中稀播行距为30厘米，株距为18厘米。然后分离选择出具有小黑麦株型紧凑、叶片直立、穗大粒多、抗病性强、根系发达等优良性状的植株，获得第三代株系；
步骤204、在育种第四年，采用系谱选择方法(按照家系选择一代一代延伸)在第三代株系中选择具有小黑麦所具有的株型紧凑、叶片直立、穗大粒多、抗病性强、根系发达等优良性状的单株，室内采用原位杂交方法即采用两种常规染色体鉴定测验外源基因导入方法鉴定该单株的染色体结构，从中选出携带有小麦1B染色体和黑麦1R染色体片段的单株确定为小麦-黑麦1BL/1RS易位系株系，然后对选出的小麦-黑麦1BL/1RS易位系株系进行实验室花药培养，加速后代稳定，获得早代品系；
步骤205、在育种第五年，对早代品系的产量品质和抗性进行鉴定，选出产量品质和抗性表现特别突出、优异的品系，加速繁殖得到优良品系。
其中，作为母本的兰小黑一号是采用远缘杂交方法以及细胞染色体生物工程技术，将欧美的六倍体小黑麦的优良基因转入我国优良的小麦品种中，重新合成的一种六倍体小黑麦材料，其染色体结构是AABBRR。具体为，“兰小黑一号”是以国际玉米小麦改良中心(International Maize andWheat Improvement Center，CIMMYT)提供的六倍体小黑麦MZA-LenonadBUTR作为母本、中国普通小麦“宝丰7228”作为父本进行杂交，获得的小麦新品种。采用此方法育成的兰小黑一号很好地将两亲本的优点结合在了一起，充分表现出矮秆、大穗、多小穗、叶片上举、根系发达、耐旱、高抗倒伏、高抗条锈、叶锈、白粉病和根腐病等优良品质。
采用本发明小麦-黑麦1BL/1RS易位系的选育方法第二实施例选育出的1BL/1RS易位系，实现了优良基因1B/1R在不同位点上的重组。培育出的易位系兼具小黑麦和我国普通小麦的优良品质，具体表现为：株型紧凑、叶片直立、根系发达、穗大粒多、抗病性强，特别是对白粉病免疫、高抗锈病和病毒病。1BL/1RS易位系的选择频率可以达到80％。
本发明小麦-黑麦1BL/1RS易位系的选育方法第三实施例：
步骤301、在育种第一年，选20穗兰小黑一号作为母本、20穗普通小麦作为父本，进行杂交，获得杂交一代；
步骤302、在育种第二年，选60穗杂交一代作为母本、60穗普通小麦作为父本，进行复合杂交，获得杂交二代；
步骤303、在育种第三年，稀播3000粒杂交二代进行田间试验，其中稀薄行距为30厘米，株距为20厘米。然后分离选择出具有小黑麦株型紧凑、叶片直立、穗大粒多、抗病性强、根系发达等优良性状的植株，获得第三代株系；
步骤304、在育种第四年，采用系谱选择方法(按照家系选择一代一代延伸)在第三代株系中选择具有小黑麦所具有的株型紧凑、叶片直立、根系发达、穗大粒多、抗病性强的单株，室内采用原位杂交方法即采用两种常规染色体鉴定测验外源基因导入方法鉴定该单株的染色体结构，从中选出携带有小麦1B染色体和黑麦1R染色体片段的单株确定为小麦-黑麦1BL/1RS易位系株系，然后对选出的小麦-黑麦1BL/1RS易位系株系进行实验室花药培养，加速后代稳定，获得早代品系；
步骤305、在育种第五年，对早代品系的产量品质和抗性进行鉴定，选出产量品质和抗性表现特别突出、优异的品系，加速繁殖得到优良品系。
其中，作为母本的兰小黑一号是采用远缘杂交方法以及细胞染色体生物工程技术，将欧美的六倍体小黑麦的优良基因转入我国优良的小麦品种中，重新合成的一种六倍体小黑麦材料，其染色体结构是AABBRR。具体为，兰小黑一号是以国际玉米小麦改良中心(International Maize and WheatImprovement Center，CIMMYT)提供的六倍体小黑麦MZA-Lenonad BUTR作为母本、中国普通小麦“宝丰7228”作为父本进行杂交，获得的新品种。采用此方法育成的兰小黑一号很好地将两亲本的优点结合在了一起，充分表现出矮秆、大穗、多小穗、叶片上举、根系发达、耐旱、高抗倒伏、高抗条锈、叶锈、白粉病和根腐病等优良品质。
采用本发明小麦-黑麦1BL/1RS易位系的选育方法第三实施例选育出的1BL/1RS易位系，实现了优良基因1B/1R在不同位点上的重组。培育出的易位系兼具小黑麦和我国普通小麦的优良品质，具体表现为：株型紧凑、叶片直立、根系发达、穗大粒多、抗病性强、特别是对白粉病免疫、高抗锈病和病毒病。1BL/1RS易位系的选择频率可以达到82％。
采用本发明小麦-黑麦1BL/1RS易位系的选育方法重新合成了小麦-黑麦1BL/1RS易位系，实现了优良基因1B/1R在不同位点上的重组。采用兰小黑一号作为母本、普通小麦作为父本杂交，直接分离出小麦-黑麦易位系和代换系的选择频率可以达到31.4％。采用该选育方法后，1BL/1RS易位系的选择频率可以达到80％左右，大幅提高了1BL/1RS易位系的选择频率。采用兰小黑一号这种新型育种材料与普通小麦一次杂交、一次复合杂交的方法，获得的新类型小麦-黑麦1BL/1RS易位系具有株型紧凑、叶片直立、根系发达、穗大粒多、抗病性强等优良性状，解决了小麦育种工作中“高产与优质”、“高产与抗病”、“高产与抗倒”、“高产与广适”的矛盾。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。
Claims (5)
1、一种小麦-黑麦1BL/1RS易位系的选育方法，其特征在于，包括：
选择兰小黑一号作为母本、普通小麦作为父本进行杂交，获得杂交一代；
以所述杂交一代作为母本、普通小麦作为父本进行复合杂交，获得杂交二代；
稀播所述杂交二代，选择具有小黑麦优良性状的植株，获得第三代株系；
采用系谱选择法从第三代株系中选择具有小黑麦优良性状的单株，采用原位杂交方法对所述单株的染色体结构进行鉴定，获得小麦-黑麦1BL/1RS易位系株系，对所述小麦-黑麦1BL/1RS易位系株系进行花药培养，获得早代品系；
对所述早代品系进行产量、品质和抗性鉴定，选择产量、品质和抗性好的品系进行繁殖。
2、根据权利要求1所述的小麦-黑麦1BL/1RS易位系的选育方法，其特征在于，所述兰小黑一号是采用小黑麦MZA-Lenonad BUTR作为母本、小麦宝丰7228作为父本进行杂交，选育成的六倍体小黑麦品系。
3.根据权利要求1所述的小麦-黑麦1BL/1RS易位系的选育方法，其特征在于，所述原位杂交方法为常规外源基因导入方法。
4.根据权利要求1所述的小麦-黑麦1BL/1RS易位系的选育方法，其特征在于，所述稀播所述杂交二代具体为：杂交二代稀播行距为30厘米，株距为15-20厘米。
5.根据权利要求1所述的小麦-黑麦1BL/1RS易位系的选育方法，其特征在于，所述小黑麦优良性状为株型紧凑、叶片直立、穗大粒多、抗病性强和根系发达。
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